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一、概述

能量是一個(gè)系統(tǒng)作功的能力。因系統(tǒng)作功時(shí)多以燃燒產(chǎn)熱形式表達(dá)，故曾被稱為熱能。自然界中的能量既不能創(chuàng)造也不會(huì)消失，只能從一種形式轉(zhuǎn)變成另一種形式。

人類的一切生命活動(dòng)的基本形式為新陳代謝。而人體的新陳代謝實(shí)際上又是體內(nèi)、外環(huán)境進(jìn)行的物質(zhì)與能量的交換。在這一過(guò)程中均需不斷產(chǎn)生和消耗能量。由于人的新陳代謝和體溫的維持都需要消耗能量，如細(xì)胞的生長(zhǎng)繁殖、組織的自我更新、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸、代謝廢物的清除等。因此，沒(méi)有能量，機(jī)體的任何一個(gè)器官都無(wú)法進(jìn)行工作。即使是人在睡眠時(shí)，維持生命的血液循環(huán)和呼吸等生理活動(dòng)仍照常進(jìn)行，同樣需要消耗能量。

食物中提供的營(yíng)養(yǎng)素則是機(jī)體能量的源泉。食物中的供能營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)經(jīng)酶的作用進(jìn)行生物氧化既可釋放出能量。人體所需能量通常來(lái)源于碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)等三大營(yíng)養(yǎng)素，故此三者被稱為供能營(yíng)養(yǎng)素。它們是通過(guò)自然界的動(dòng)、植物吸收太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能貯存下來(lái)的物質(zhì)。

二、能量單位

營(yíng)養(yǎng)學(xué)界曾廣泛以“千卡(kcal)”為單位來(lái)表示能量。1千卡相當(dāng)于將1kg水的溫度升高10C(即由150C升高到160C)時(shí)所需要的能量。

目前，國(guó)際通用的能量單位為焦耳(J)。但有些國(guó)家，如美國(guó)、加拿大和我國(guó)仍在繼續(xù)使用卡和千卡。以下為千卡(kcal)與焦耳(J)之間的換算關(guān)系。

1kcal=4.184kJ;1kJ=0.239kcal

1000 kcal=4.184MJ;1 MJ=239 kcal

每克蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物的產(chǎn)熱量分別為4kcal(16.7kJ)、9kcal(36.7kJ)和4kcal(16.7kJ)。此外，酒中的乙醇也能提供較高的能量。每克乙醇產(chǎn)生能量為7 kcal(29.3kJ)。

三、人體的能量消耗

一般成年人的能量消耗，包括基礎(chǔ)代謝、體力活動(dòng)消耗和食物熱效應(yīng)等三個(gè)途徑。對(duì)于兒童、孕婦、乳母等還要滿足其特殊生理需要，如兒童、青少年應(yīng)滿足其生長(zhǎng)發(fā)育的需要;孕婦則要保證胎兒正常生長(zhǎng)需要，而乳母應(yīng)考慮分泌乳汁的需要等。

人體能量代謝很復(fù)雜，不僅受體力活動(dòng)、營(yíng)養(yǎng)條件、環(huán)境因素以及生理狀態(tài)、疾病等情況的影響，而且亦受中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與控制。其中，體力活動(dòng)是影響能量需要最明顯的因素。

㈠基礎(chǔ)代謝

1、基礎(chǔ)代謝與基礎(chǔ)代謝率(插基礎(chǔ)代謝率表)

基礎(chǔ)代謝(basal metabolism，BM)是指維持人體基本生命活動(dòng)的最低能量需要，即在無(wú)任何體力活動(dòng)及緊張思維活動(dòng)、全身肌肉松馳、消化系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)情況下(即睡眠或睡眠初醒時(shí))，用以維持體溫、心跳、呼吸、細(xì)胞內(nèi)外液中電解質(zhì)濃度差及蛋白質(zhì)等大分子合成的能量消耗。而在基礎(chǔ)狀態(tài)下，單位時(shí)間內(nèi)代謝所消耗的能量，即為基礎(chǔ)代謝率(basal metabolism rate，BMR)。通常，BMR常以單位時(shí)間內(nèi)人的體表面積所散發(fā)的熱量來(lái)表示。

2、基礎(chǔ)代謝的測(cè)定

基礎(chǔ)代謝的測(cè)定一般是在環(huán)境溫度恒定(18～250C)及人處于清醒、靜臥、空腹(進(jìn)食后12小時(shí))的狀態(tài)下進(jìn)行。通常應(yīng)先根據(jù)身高、體重求出個(gè)體的體表面積，再按體表面積與該個(gè)體年齡的基礎(chǔ)代謝率計(jì)算出基礎(chǔ)代謝消耗的能量。

我國(guó)趙松山于1984年提出一個(gè)適合中國(guó)人的體表面積計(jì)算公式：體表面積(m2)=0.00659身高(cm)+0.0126體重(kg)-0.1603。由于基礎(chǔ)代謝率的測(cè)定比較困難，WHO于1985年提出用靜息代謝率(resting metabolism，RMR)代替BMR。測(cè)定時(shí)全身處于休息狀態(tài)，禁食僅需4小時(shí)。因此RMR值一般都略高于BMR(約為10%)。

一般情況下，每kg體重每小時(shí)基礎(chǔ)代謝所消耗的能量為1kcal。因而基礎(chǔ)代謝的簡(jiǎn)單計(jì)算方法為1(kcal)×24(h)×體重(kg)。

有西方學(xué)者提出的公式可以直接計(jì)算24小時(shí)的基礎(chǔ)代謝能耗量，即基礎(chǔ)能量消耗(basic energy expenditure，BEE)。

男：BEE=66.5+13.8×體重(kg)+5.0×身長(zhǎng)(cm)-6.8×年齡(歲)

女：BEE=65.5+9.5×體重(kg)+1.8×身長(zhǎng)(cm)-4.7×年齡(歲)

3、影響基礎(chǔ)代謝的因素

⑴體表面積——BMR的高低與人的體重并不呈正比例相關(guān)，但與其體表面積呈正比例關(guān)系。故目前常用人的體表面積作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)測(cè)定BMR。

⑵年齡——如兒童的BMR最高，青壯年期較穩(wěn)定，40歲以后有所降低。

⑶性別——如男子的BMR一般多高于女子(但女子在妊娠期時(shí)，其BMR相應(yīng)增加)。

⑷種族——同樣身高人的BMR，因其種族不同而有差異。如身高相同及體表面積相同，但以愛(ài)斯基摩人和印第安人的BMR最高，歐美人次之，亞洲人較低。

⑸營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)——長(zhǎng)期熱能攝入不足、營(yíng)養(yǎng)不良者BMR偏低。完全禁食10余日后BMR降低25%，這可能是機(jī)體采取的一種適應(yīng)機(jī)制。

⑹疾病——白血病、癌癥、發(fā)燒、內(nèi)分泌失調(diào)等病理情況可影響機(jī)體的新陳代謝。體溫每升高1℃，BMR約增加13%。

⑺內(nèi)分泌——甲狀腺、垂體、腎上腺機(jī)能亢進(jìn)，相關(guān)激素的分泌旺盛時(shí)，人的活動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)、強(qiáng)度越大，則能量消耗越多。

⑻季節(jié)與體力活動(dòng)強(qiáng)度——BMR在不同季節(jié)與不同活動(dòng)強(qiáng)度的人群中有一定的差異，正說(shuō)明季節(jié)氣候變化與活動(dòng)強(qiáng)度的差異是對(duì)BMR產(chǎn)生顯著影響的因素。如活動(dòng)強(qiáng)度大的人要高于活動(dòng)強(qiáng)度小的;冬季人的BMR要高于夏季等。

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（責(zé)任編輯：中大編輯）

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