食品营养学第二章人体能量需要

目的要求1.掌握人体能量需要，能量来源2.理解生理有效能量（生理能值）的含义3.理解基础代谢与基础代谢率的意义及影响因素4.掌握三大供能营养素之间适宜的比例关系第一节能量及单位一、能量的作用及意义供生长、代谢、维持体温以及从事各种体力劳动机体即使处于安静状态也要消耗一定的能量心脏跳动、血液循环、肺的呼吸、腺体分泌、肌肉收缩能量是人类赖以生存和发展以及从事各种活动的基础；没有能量就没有生命活动，也就没有人类。太阳能植物光合作用（潜能）动物潜能自由能去向人体机械能（肌肉收缩）热能（维持体温）电能（大脑活动）渗透能（吸收分泌）化学能（生物合成）（无机物：CO2，H2O及NH3等)(有机物：糖类、脂肪、蛋白质）人类的能量来自食物，食物的能量最终来自太阳能二、能量的单位卡(calorie)、千卡(kilo-calorie)焦耳(jowle)、千焦耳(kilo-jowle)焦耳与卡的换算关系：1千卡(Kcal)=4.184千焦耳(Kj)1千焦耳(Kj)=0.239千卡(Kcal)近似计算为：1千卡=4.2千焦耳1千焦耳=0.24千卡第二节人体能量平衡一产能营养素和生理有效能量糖类、脂肪和蛋白质这三种营养素称为“产能营养素”或“热源质”。每克产能营养素在体内氧化产生的净能分别为：脂肪39．5495％=37．6kJ蛋白质18．292％＝16．7kJ糖类17．1598％＝16．8kJ营养学中，将每克产能营养素在体内氧化分解后为机体供给的净能称为生理有效能量食物能值是食物彻底燃烧时所测定的能值，亦即“物理燃烧值”或称“总能值”。生理能值则是即机体可利用的能值。二决定人体能量消耗的因素人体能量的消耗与能量的需要相一致能量的消耗=基础代谢+体力活动+食物特殊动力作用+生长发育/乳汁分泌能量密度：是指每克食物中所含的能量(一)基础代谢(basalmetabolism)指维持人体基本生命活动的能量。即当机体处于清醒、静卧（不受肌肉活动力和精神紧张的影响）和空腹状态下（饭后12-14h，不受食物特殊动力作用的影响）以及一定的环境条件下（室温），维持生命所必需的最低热能需要量。基本生命活动包括维持体温、呼吸、血液循环、腺体分泌、肌肉的一定紧张度等。基础代谢率(basalmetabolicrate，BMR)指单位时间内人体基础代谢所消耗的能量。BMR的表示单位为kJ／(m2h)、kJ／(kgh)或MJ／d等赵松山1984年建议的公式计算：体表面积M＝0.00659身高(cm)+0.0126体重（kg）0.1603，单位为m2因此，人体一日基础代谢的能量消耗=BMR体表面积(m2)24(h)表3-2WHO建议的计算基础代谢公式注：m为体重(kg)。摘自TechnicalReportSerie724，Geneva，WHO，1985。我国营养学会推荐，我国儿童、青少年该公式适用，18岁以上人群按公式计算结果减5%。年龄(y)公式(男)公式(女)0～33～1010～1818～3030～6060(60.9×m)-54(22.7×m)+495(17.5×m)+651(15.3×m)+679(11.6×m)+879(13.5×m)+487(61.0×m)-51(22.5×m)+499(12.2×m)+746(14.7×m)+496(8.7×m)+829(10.5×m)+596WHO于1985年推荐使用Schofield公式(表3-2)，计算一天的基础代谢能量消耗。影响基础代谢能量消耗的因素•体表面积和体型•年龄及生理状态•性别•环境温度•种族•营养状态•疾病•内分泌（二）各种体力活动的能量消耗（三）食物特殊动力作用的能量消耗（specificdynamicaction,SDA）是指人体由于摄食所引起的一种额外能量消耗。出现此种现象的原因可能是：食物在消化道进行消化、吸收、代谢过程中增加了能量消耗各种食物中所含的能量，只有转变成ATP的部分，才能被机体利用，其余的则作为热能向体外散发，从而使安静状态下机体向外散失的能量增加。不同食物增加的能耗量不等，进食碳水化合物时可增加其本身所产热能的5%-6%，脂肪为4%-5%，蛋白质为30%。一般认为进食普通混合膳食时，SDA相当于基础代谢的10%，每日约628kJ.人体在摄食过程中，由于要对食物中营养素进行消化，吸收、代谢转化等，需要额外消耗能量，同时引起体温升高和散发热能，这种因摄食而引起的热能的额外消耗称食物热效应。(四)生长发育的能量需要生长期的婴幼儿、儿童的生长发育的能量需要量，主要包括机体生长发育中新组织的形成、新生长组织进行代谢所需的能量。孕妇体内胎儿的生长发育、乳母分泌乳汁等也需额外补充能量。三、人体能量需要量的测定及推算人体能量需要量实际就是能量的消耗量1、气体代谢法碳水化合物、脂肪和蛋白质在生物体内氧化分解时，02的消耗量、C02及热的产生量是固定的，生物学上通常称为呼吸商(C02／02值)和氧热价(消耗1LO2产生的热量)，测定一定时间内O2的消耗量就可计算生成的热量。实际应用中，因受试者食用的是混合膳食，此时呼吸商相应的氧热价是20．2kJ，产热量很容易计算出来：产热量=20．2(kJ／L)02(L)3.1经典直接测热法•在隔热的特制小室内，被测对象进行特定的活动，测定循环进入和流出小室的空气温差，即通过直接测定人体整个能量代谢过程中散发的所有热量，计算特定时间内机体的总能量消耗量。因实验室建造昂贵，影响因素多，现存的实验室已很少，故基本上无人使用。3.2气体代谢法•气体代谢法又称呼吸气体分析法，是常用直接测热法。•被测对象在一个密闭的气流循环装置内进行特定活动，通过测定装置内的氧气和二氧化碳浓度变化，得到氧气的消耗量，并可求出呼吸商(respiratoryquotient，即RQ)，按每升氧气产热可计算出热量消耗量，又称Douglas袋法。3.3双标记水法•双标记水法(DLW)法是将受试者喝入定量的双标记水，在一定时间内(8-15d)连续收集尿样，通过测定尿样中稳定的双标记同位素及消失率，计算能量消耗量。•适用于任何人群和个体的测定，无毒无损伤，但费用高，需要高灵敏度、准确度的同位素质谱仪及专业技术人员，近年主要用于测定个体不同活动水平(PAL)的能量消耗值。3.4心率监测法•用心率监测器和Douglas袋法同时测量各种活动的心率和能量消耗量，推算出心率—能量消耗的多元回归方程，通过连续一段时间(3-7d)监测实际生活中的心率，可参照回归方程推算受试者每天能量消耗的平均值。•此法可消除一些因素对受试验者的干扰，但心率易受环境和心理的影响，目前仅限于实验室应用。3.5活动时间记录法•此法是了解能量消耗最常用的方法。它是通过详细记录每人一天各种活动的持续时间，然后按每种活动的能量消耗率计算全天的能量消耗量。•各种活动的能量消耗率可以采取他人的测定结果或用直接测定法测定。•此法优点是可以利用已有的测定资料，不需昂贵的仪器和较高的分析技术手段，但影响测定结果的因素较多，职业外活动纪录难以准确，结果不准确。3.6要因计算法•要因计算法是将某一年龄和不同的人群组的能量消耗结合他们的BMR来估算其总能量消耗量。•能量消耗量或需要量=BMR×PAL•根据一天的各项活动可推算出综合能量指数(integrativeenergy，index，IEI)，从而推算出一天的总能量需要量。推算出全天的活动水平(PAL)可进一步简化全天能量消耗量的计算(表3-3)。•PAL=24h总量消耗量／24h的BMR(基础量)。第4节能量代谢失衡•正常成人可自动调节并能有效地从食物中摄取到自身消耗的能量，满足能量的需要，维持能量代谢平衡。•如果受客观条件及主观因素的影响，造成能量摄取量长期低于或高于能量消耗量，人体会处于能量失衡状态，首先反映到体质量的变化，进而发展到影响健康。•因此维持能量平衡和理想体质量是人体处于良好营养与健康状态的前提。4.1体质量评价方法•常用评价体质量的方法来评价能量平衡，在营养调查中通常将体质量、皮褶厚度或测定脂肪与其他组织的相对构成来综合评价人体的胖瘦程度。•常用体质指数(bodymassindex，BMI)评价体重：•BMI＝体质量(Kg)／身高(m)2。理想体重（Kg）＝(18.5～23.9)×身高的平方(单位m)体重指数(BMI)=体重÷身高的平方根据世界卫生组织定下的标准，亚洲人的BMI（体重指标BodyMassIndex)若高于22.9便属于过重。MI分类WHO标准亚洲标准中国参考标准相关疾病发病的危险性偏瘦18.518.518.5低（但其它疾病危险性增加正常18.5～24.918.5～22.918.5～23.9平均水平超重≥25≥23≥24偏胖25.0～29.923～24.924～26.9增加肥胖30.0～34.925～29.927～29.9中度增加重度肥胖35.0～39.9≥30≥30严重增加极重度肥胖≥40.0非常严重增加4.2能量不足•能量长期摄入不足:人机体储存的糖原及脂肪被动用，发生蛋白质能量营养不良（PEM），临床主要表现消瘦、贫血、神经衰弱、皮肤干燥、脉搏缓慢、工作能力下降、体温低、抵抗力低，儿童出现生长停顿等。蛋白质-热能营养不良4.3能量过剩•长期能量摄入过多：•会造成人体超重或肥胖，血糖升高，脂肪沉积，肝脂增加，肝功能下降，过度肥胖还造成肺功能下降，易造成组织缺氧。•肥胖并发症主要有脂肪肝、糖尿病、高血压、胆结石、心脑血管疾病及某些癌症。•控制饮食性肥胖良好的方法是控制饮食中能量，增加体力活动量。第5节能量的参考摄入量(DRIs)及食物来源•5.１能量的推荐摄入量•能量需要量是指维持机体正常生理功能所需要的能量，即长时间保持良好的健康状况、具有良好的体型、机体构成和活动水平的个体达到能量平衡，并能胜任必要的经济和社会活动所需要的能量摄入。•对于孕妇、乳母、儿童等存在生长的人群，还包括满足组织生长和分泌乳汁的能量储备的需要。•能量的推荐摄入量是以平均需要量(EAR)为基础，不增加安全量。5.2能量的食物来源与构成•能量来源于食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白质，1g碳水化合物=0.45g脂肪=1g蛋白质。•学者们建议成人的碳水化合物占能量的55％-65％，脂肪20％-30％，蛋白质11％-15％。•中国营养学会推荐，碳水化物、脂肪和蛋白质占总能量的适宜比例分别为60%-70%、20%-25%和10%-14%。•粮谷类和薯类是我国膳食能量主要来源；油料作物中富含脂肪是膳食能量辅助来源之一；蔬菜、水果含能量较少。动物性食品含较多的动物脂肪和蛋白质，也是膳食能量的重要构成部分。二，能量需要量的计算(一)生活作业观察法选择具有代表性的一段时间，对调查对象进行24h的跟踪观察，详细记录各项活动和持续的时间，参照各种活动的能量消耗系数，计算1d的能量消耗。能量消耗＝∑活动种类能量系数该项活动持续时间(二)体力活动水平(Plysicalactivitylevel，PAL)计算法采用PAL的数值来计算人群总能量消耗是最简单的方法之一，我国也将PAL分为轻、中、重三级，具体数据见下表：能量消耗量或需要量=BMRPAL(三)食物摄入量的能量计算法正常成人摄食量与能量的消耗基本持平，通过膳食调查，可间接估计人群的能量需要，尽管该法不够准确，但由于其简单易行，现场被广泛采用。第四节膳食能量推荐摄入量中国营养学会2000年10月修定了1988年的“推荐的每日膳食中营养素供给量(RDA)”，并用“中国居民膳食营养素参考摄人量(ChineseDRIs)”代替沿用已久的RDA，用以说明中国居民不同人群对膳食中各种营养素的每日推荐量(RNI)或每日适宜摄人量(AI)，以及每日可耐受最高摄人量(UL)，并以此来指导并评价我国居民的营养状况。•在膳食能量推荐摄人量(RNI)中，18～49岁成人轻体力活动男子为10.04MJ／d、女子为8.8MJ／d；中等体力活动男子为11.3MJ／d、女子为9.62MJ／d。•在膳食能量摄入比例方面，碳水化合物供能占总能量的55％～65％、