為什么說(shuō)能量是生命活動(dòng)的基礎(chǔ)？

新陳代謝是一切生命活動(dòng)的基本特征。人體在生命活動(dòng)過程中不斷從外界環(huán)境中攝取食物，從中獲得人體必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其中包括碳水化合物、脂類和蛋白質(zhì)，一般稱之為三大營(yíng)養(yǎng)素。三大營(yíng)養(yǎng)素經(jīng)消化轉(zhuǎn)變成可吸收的小分子物質(zhì)被吸收入血，這些小分子物質(zhì)在一方面經(jīng)過合成代謝構(gòu)成機(jī)體組成成分或更新衰老的組織；另一方面經(jīng)過分解代謝釋放出所蘊(yùn)藏的化學(xué)能。這些化學(xué)能經(jīng)過轉(zhuǎn)化便成為生命活動(dòng)過程中各種能量的來(lái)源，所以分解代謝是放能反應(yīng)，而合成代謝則需要供給能量，因此是吸能反應(yīng)。而機(jī)體在物質(zhì)代謝過程中所伴隨的能量釋放、轉(zhuǎn)移和利用則構(gòu)成了整個(gè)能量代謝過程，是生命活動(dòng)的基本特征之一。

能量的單位是什么？

“能”(energy)在自然界有多種形式有如太陽(yáng)能、化學(xué)能、機(jī)械能、電能，它們之間可以相互轉(zhuǎn)換。為了計(jì)量上的方便，國(guó)際上制訂統(tǒng)一的單位，即焦耳(Joule，J)，或卡(calorie)。

1kcal指1000g純水的溫度由15℃上升到16℃所需要的能量。而1焦耳(joule，J)則是指用1牛頓(N)力把lkg物體移動(dòng)lm所需要的能量。1000J等于1“千焦耳”(kilo joule，kJ)；1000kJ等于1“兆焦耳”(mega joule，MJ)。兩種能量單位的換算如下：

1kcal=4.184kJ ，1kJ=0.239kcal

1000kcal=4.184MJ，1MJ=239kcal

我們?nèi)梭w所需的能量來(lái)源于哪里？

人體的生命活動(dòng)過程，都需要能量，如物質(zhì)代謝的合成和分解反應(yīng)、心臟跳動(dòng)、肌肉收縮、腺體分泌等。而這些能量來(lái)源于食物。生物的能量來(lái)源于太陽(yáng)的輻射能。其中，植物借助葉綠素的功能吸收利用太陽(yáng)輻射能，通過光合作用將二氧化碳和水合成碳水化合物；植物還可以吸收利用太陽(yáng)輻射能合成脂類、蛋白質(zhì)。而動(dòng)物在食用植物時(shí)，實(shí)際上是從植物中間接吸收利用太陽(yáng)輻射能，人類則是通過攝取動(dòng)、植物性食物獲得所需的能量。動(dòng)、植物性食物中所含的營(yíng)養(yǎng)素可分為五大類：碳水化合物、脂類、 蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素，如果加上水，則為六大類。其中，碳水化合物、脂類和蛋白質(zhì)經(jīng)體內(nèi)代謝可釋放能量。三者統(tǒng)稱為“產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素”或能源物質(zhì)。

產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素：碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪

一、產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素

(一)碳水化合物

碳水化合物是機(jī)體的重要能量來(lái)源。我國(guó)居民所攝取食物中的營(yíng)養(yǎng)素，以碳水化合物所占的比重最大。一般說(shuō)來(lái)，機(jī)體所需能量的50％以上是由食物中的碳水化合物提供的。食物中的碳水化合物經(jīng)消化產(chǎn)生的葡萄糖被吸收后，有一部分以糖原的形式貯存在肝臟和肌肉 中。肌糖原是骨骼肌中隨時(shí)可動(dòng)用的貯備能源，用來(lái)滿足骨骼肌在工作的情況下的需要。肝 糖原也是一種貯備能源，貯存量不大，主要用于維持血糖水平的相對(duì)穩(wěn)定。

腦組織消耗的能量相對(duì)較多，在通常情況下，腦組織消耗的能量均來(lái)自碳水化合物的有 氧的條件下氧化，因而腦組織對(duì)缺氧非常敏感。另外，腦組織細(xì)胞貯存的糖原又極少，代謝 消耗的碳水化合物主要來(lái)自血糖，所以腦功能對(duì)血糖水平有很大的依賴性。

(二)脂類

機(jī)體內(nèi)的脂類分為組織脂質(zhì)和貯存脂質(zhì)兩部分。組織脂質(zhì)主要包括膽固醇、磷脂等，是組織、細(xì)胞的組成成分，在人體饑餓時(shí)也不減少，但不能成為能源。貯存脂質(zhì)主要是脂肪， 也稱甘油三酯或中性脂肪。在全部貯存脂質(zhì)中，脂肪約98％。其中一部分是來(lái)自食物的外源性脂肪；另一部分是來(lái)自體內(nèi)碳水化合物和氨基酸轉(zhuǎn)化成的內(nèi)源性脂肪。脂肪含能量最高是體內(nèi)各種能源物質(zhì)的主要貯存形式。

在正常情況下，人體所消耗的能源物質(zhì)中有40％～50％來(lái)自體內(nèi)的脂肪，其中包括從 食物中攝取的碳水化合物所轉(zhuǎn)化成的脂肪；在短期饑餓情況下，則主要由體內(nèi)的脂肪供給能 量。脂肪酸可直接供給很多組織利用，也可在肝臟轉(zhuǎn)化成丙酮酸再供給其他組織利用。不但 骨骼肌、心肌等可利用脂肪酸和酮體，在饑餓時(shí)，腦組織也可利用酮體。所以，脂肪也是重 要的能源物質(zhì)，但它不能在機(jī)體缺氧條件下供給能量。

(三) 蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)是由氨基酸構(gòu)成的，在機(jī)體蛋白質(zhì)代謝中，也主要是利用氨基酸進(jìn)行合成和分解代謝。體內(nèi)氨基酸有兩個(gè)來(lái)源，一是來(lái)自食物蛋白質(zhì)消化所產(chǎn)生的氨基酸，由小腸吸收入血； 二是在機(jī)體新陳代謝過程中，組織、細(xì)胞蛋白質(zhì)分解所產(chǎn)生的氨基酸。這兩部分氨基酸主要 用于合成細(xì)胞成分以實(shí)現(xiàn)自我更新，也用于合成酶、激素等生物活性物質(zhì)。氨基酸也可以作 為能源物質(zhì)，但這是用較高的代價(jià)而取得的。

氨基酸在體內(nèi)經(jīng)過脫氨基作用或氨基轉(zhuǎn)換作用，分解為非氮成分和氨基。其中非氮成分(α-酮酸)可以氧化供能，氨基則經(jīng)過處理后主要由腎臟排出體外。人體在一般情況下主要利用碳水化合物和脂肪氧化供能。但在某些特殊情況下，機(jī)體所需能源物質(zhì)供能不足，如長(zhǎng)期不能進(jìn)食或消耗量過大時(shí)，體內(nèi)的糖原和貯存脂肪已大量消耗之后，將依靠組織蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生氨基酸來(lái)獲得能量，以維持必要的生理功能。

進(jìn)食是周期性的，而能量消耗則是連續(xù)不斷的，因而貯備的能源物質(zhì)不斷被利用，又不 斷補(bǔ)充。當(dāng)機(jī)體處于饑餓狀態(tài)時(shí)，碳水化合物的貯備迅速減少，而脂肪和蛋白質(zhì)則作為長(zhǎng)期 能量消耗時(shí)的能源。

二、什么是食物的能量系數(shù)

人體所需要的能量來(lái)源于動(dòng)物性和植物性食物中的碳水化合物、脂類和蛋白質(zhì)三種產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素。每克產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)氧化所產(chǎn)生的能量值稱為“食物的熱價(jià)”或“食物的能量卡價(jià)”，亦稱“能量系數(shù)”。

(一)食物在體外的燃燒熱

物質(zhì)燃燒時(shí)所釋放出的熱，稱為燃燒熱。食物可在動(dòng)物體內(nèi)氧化，也可在動(dòng)物體外燃燒。體外燃燒和體內(nèi)氧化的化學(xué)本質(zhì)是一致的，每克產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在體外燃燒時(shí)所產(chǎn)生的能量值稱 為“物理卡價(jià)”。

食物的燃燒熱通常采用“彈式熱量計(jì)”測(cè)定。

“彈式熱量計(jì)”的基本構(gòu)造是兩中空形金屬球(或帶蓋小鋼罐)，即鋼彈。鋼彈內(nèi)安放能放電的電極及其引出的導(dǎo)線。操作時(shí)先將定量的食物或產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素樣品置于鋼彈內(nèi)電極附近，然后緊閉鋼彈，從氣口充入純氧至一定壓力； 置鋼彈于定量的特制水箱內(nèi)，水箱中置一精密溫度計(jì)。導(dǎo)線通電后可使鋼彈內(nèi)食物或產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素樣品在純氧的環(huán)境中充分燃燒；燃燒所產(chǎn)生的熱量經(jīng)過鋼彈傳導(dǎo)給水箱中的水，于是水溫上升，再根據(jù)樣品的重量、水箱中的水量和水溫上升的度數(shù)推算出所產(chǎn)生的燃燒熱。

(二)食物在體內(nèi)的燃燒熱

產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)的燃燒(生物氧化)過程和在體外燃燒過程不盡相同，體外燃燒是在氧作用下完成的，化學(xué)反應(yīng)激烈，伴隨著光和熱；體內(nèi)氧化是在酶的作用下緩慢進(jìn)行的，比較 溫和；特別是最終產(chǎn)物不完全相同，所以產(chǎn)生的熱量(即能量)也不完全相同。

據(jù)用“彈式熱 量計(jì)”測(cè)定，1g 碳水化合物在體外燃燒時(shí)平均產(chǎn)生能量17.15kJ(4.1kcal)；1g 脂肪平均產(chǎn)能 39.54kJ(9.45kcal)；1g 蛋白質(zhì)平均產(chǎn)能23.64kJ(5.65 kcal)。但在體內(nèi)氧化時(shí)，碳水化合物和脂肪與體外燃燒時(shí)的最終產(chǎn)物均為二氧化碳和水，所產(chǎn)生的能量也相同。

蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化時(shí)的最終產(chǎn)物為二氧化碳、水、尿素、肌酐及其他含氮有機(jī)物；而在體外燃燒時(shí)的 最終產(chǎn)物則為二氧化碳、水、氨和氮等，體內(nèi)氧化不如體外燃燒完全。若將1g 蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化的最終產(chǎn)物收集起來(lái)，繼續(xù)在體外燃燒，還可產(chǎn)生能量 5.44kJ(1.3 kcal)。如果用“彈式熱量 計(jì)”體外燃燒試驗(yàn)推算體內(nèi)氧化產(chǎn)生的能量值 應(yīng)為：1g 碳水化合物17.15kJ(4.1kcal) ，1g 脂肪： 39.54kJ(9.45 kcal) ，1g 蛋白質(zhì)則為23.64-5.44=18.2kJ(4.35kcal)。

另外，食物中的營(yíng)養(yǎng)素在消化道內(nèi)并非 100％吸收。一般混合膳食中碳水化合物的吸收 率為98％、脂肪95％、蛋白質(zhì)92％。所以，三種產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)氧化實(shí)際產(chǎn)生能量則為：

1g 碳水化合物：17.15kJ×98％=16.81kJ(4.Okcal)

1g 脂肪：39.54kJ×95％=37.56kJ(9.Okcal)

1g 蛋白質(zhì)：18.2kJ×92％=16.74kJ(4.0kcal)

三、能量來(lái)源分配

三類產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)都有其特殊的生理功能并且彼此相互影響，如碳水化合物與脂肪的相互轉(zhuǎn)化及它們對(duì)蛋白質(zhì)有節(jié)約作用。因此，三者在總能量供給中應(yīng)有一個(gè)恰當(dāng)?shù)谋壤８鶕?jù)我國(guó)的飲食特點(diǎn)，成人碳水化合物供給的能量以占總能量的55％～65％，脂肪占 20％～30％，蛋白質(zhì)占10％～15％為宜。年齡越小，蛋白質(zhì)及脂肪供能占的比例相應(yīng)增加。成人脂肪攝入量一般不宜超過總能量的 30％。

人體內(nèi)的能量是如何消耗的？

能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的過程中，其能量既不增加也不減少。這是所有形式 的能量互相轉(zhuǎn)化的一般規(guī)律，即能量守恒定律，機(jī)體的能量代謝也遵循這一普遍規(guī)律。即在 整個(gè)能量轉(zhuǎn)化過程中，機(jī)體所利用的蘊(yùn)藏于食物中的化學(xué)能與最終轉(zhuǎn)化成的能量和所做的外 功，按能量折算是完全相等的。也就是說(shuō)，機(jī)體的能量需要與消耗是一致的。在理想的平衡 狀態(tài)下，個(gè)體的能量需要量等于其消耗量。成年人的能量消耗主要用于維持基礎(chǔ)代謝、體力 活動(dòng)和食物生熱效應(yīng)；孕婦還包括子宮、乳房、胎盤、胎兒的生長(zhǎng)及體脂儲(chǔ)備；乳母則需要 合成乳汁；兒童、青少年則應(yīng)包括生長(zhǎng)發(fā)育的能量需要；創(chuàng)傷病人康復(fù)期間等也需要能量。

一、基礎(chǔ)代謝

(一)基礎(chǔ)代謝與基礎(chǔ)代謝率

基礎(chǔ)代謝(basal metabolism，BM)是指人體維持生命的所有器官所需要的最低能量需要。測(cè)定方法是在清晨而又極端安靜狀態(tài)下，不受精神緊張、肌肉活動(dòng)、食物和環(huán)境溫度等因素影響時(shí)的能量代謝。而單位時(shí)間內(nèi)的基礎(chǔ)代謝，稱為基礎(chǔ)代謝率(basal metabolic rate， BMR)。一般是以每小時(shí)所需要的能量為指標(biāo)。

基礎(chǔ)代謝的測(cè)量一般都在清晨未進(jìn)餐以前進(jìn)行，距離前一天晚餐 12～14 小時(shí)，而且測(cè) 量前的最后一次進(jìn)餐不要吃得太飽，膳食中的脂肪量也不要太多，這樣可以排除食物熱效應(yīng) 作用的影響。測(cè)量前不應(yīng)做費(fèi)力的勞動(dòng)或運(yùn)動(dòng)，而且必須靜臥半小時(shí)以上，測(cè)量時(shí)采取平臥 姿勢(shì)，并使全身肌肉盡量松弛，以排除肌肉活動(dòng)的影響。測(cè)量時(shí)的室溫應(yīng)保持在20～25℃ 之間，以排除環(huán)境溫度的影響。

(二)基礎(chǔ)代謝的測(cè)量

1.氣體代謝法

能量代謝始終伴隨著氧的消耗和二氧化碳的產(chǎn)生。故可根據(jù)氧的消耗量推算能量消耗量。目前臨床常用的是一種特制的代謝車。

2. 用體表面積計(jì)算

基礎(chǔ)代謝一般以每小時(shí)、每平方米體表面積的產(chǎn)熱量為單位。傳統(tǒng)以kcal／(m2h)表示，現(xiàn)按國(guó)際制單位則以 kJ／(m2h)表示?；A(chǔ)代謝消耗的能量常根據(jù)體表面積或體重和基礎(chǔ)代謝率計(jì)算。

基礎(chǔ)代謝=體表面積(m2)×基礎(chǔ)代謝率[kJ／(m2h)或 kcal／(m2h)]………(1)

人體的體表面積，可根據(jù)身高和體重來(lái)推算。Stevenson 根據(jù)在中國(guó)人體的測(cè)量結(jié)果提出體表面積計(jì)算公式為：

S(m2)=0.0061 身高(cm)+0.0128 體重(kg)-0.1529………………………………………(2)

20 世紀(jì)80年代，趙松山等測(cè)量了56 名18～45 歲成年人的體表面積，提出中國(guó)人的體表 面積計(jì)算公式：

S(m2)=0.00659 身高(cm)+0.0126 體重(kg)-0.1603……………………………………(3)

中國(guó)人正?；A(chǔ)代謝率平均值[kJ／(m2h)]，見下表。

(三)影響基礎(chǔ)代謝的因索

1.體表面積 基礎(chǔ)代謝率的高低與體重并不成比例關(guān)系，而與體表面積基本上成正比。因此，用每平方米體表面積為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量能量代謝率是比較合適的。

2.年齡 在人的一生中，嬰幼兒階段是整個(gè)代謝最活躍的階段，其中包括基礎(chǔ)代謝率，以后到青春期又出現(xiàn)一個(gè)較高代謝的階段。成年以后，隨著年齡的增加代謝緩慢地降低，其中也有一定的個(gè)體差異。

3.性別 實(shí)際測(cè)定表明，在同一年齡、同一體表面積的情況下，女性基礎(chǔ)代謝率低于男性。

4.激素 激素對(duì)細(xì)胞的代謝及調(diào)節(jié)都有較大影響。如甲狀腺功能亢進(jìn)可使基礎(chǔ)代謝率明顯升高；相反，患粘液水腫時(shí)，基礎(chǔ)代謝率低于正常。去甲腎上腺素可使基礎(chǔ)代謝率下降25％。

5.季節(jié)與勞動(dòng)強(qiáng)度 基礎(chǔ)代謝率在不同季節(jié)和不同勞動(dòng)強(qiáng)度人群中存在一定差別，說(shuō)明氣候和勞動(dòng)強(qiáng)度對(duì)基礎(chǔ)代謝率有一定影響。例如，寒季基礎(chǔ)代謝高于暑季；勞動(dòng)強(qiáng)度高者高于勞動(dòng)強(qiáng)度低者。

(四)靜息代謝

靜息代謝是一種與基礎(chǔ)代謝很接近的代謝狀態(tài)，是在測(cè)定中僅省略攝入食物的這個(gè)條件，測(cè)定過程要求全身處于休息狀態(tài)，不用早上睡醒測(cè)量，但不是空腹而是在進(jìn)食3～4 小時(shí)后測(cè)量。此時(shí)機(jī)體仍在進(jìn)行著若干正常的消化活動(dòng)，這種狀態(tài)比較接近于人們正常生活中 處于休息的狀態(tài)，在這種條件下測(cè)出的代謝率，稱為靜息代謝率(resting metabolism rate , RMR)。RMR與BMR相差約10％，故在實(shí)際工作中可以采用。RMR 一般占總能量消耗的大部(60％～75％)。

二、體力活動(dòng)

除了基礎(chǔ)代謝外，體力活動(dòng)是人體能量消耗的主要因素。因?yàn)樯砬闆r相近的人，基礎(chǔ) 代謝消耗的能量是相近的，而體力活動(dòng)情況卻相差很大。機(jī)體任何輕微活動(dòng)都可提高代謝率， 人在運(yùn)動(dòng)或勞動(dòng)時(shí)耗氧量顯著增加。這是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)或勞動(dòng)等體力活動(dòng)時(shí)肌肉需要消耗能量， 而能量則來(lái)自營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的氧化，這就必然導(dǎo)致機(jī)體耗氧量增加。機(jī)體耗氧量的增加與肌肉活 動(dòng)的強(qiáng)度呈正比關(guān)系。耗氧量最多可達(dá)到安靜時(shí)的10～20 倍。通常各種體力活動(dòng)所消耗的 能量約占人體總能量消耗的 15％～30％。

人們每天的工作和生活包括多種活動(dòng)，這些活動(dòng)都需要肌肉做功來(lái)完成。在人體的整個(gè) 能量消耗中，肌肉活動(dòng)或體力活動(dòng)占較大比例。因?yàn)橐磺谢顒?dòng)都需要能量。

影響體力活動(dòng)能量消耗的因素：①肌肉越發(fā)達(dá)者，活動(dòng)能量消耗越多；②體重越重者， 能量消耗越多；③勞動(dòng)強(qiáng)度越大、持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，能量消耗越多；④與工作的熟練程度有關(guān)。 其中勞動(dòng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間是主要影響因素，而勞動(dòng)強(qiáng)度主要涉及勞動(dòng)時(shí)牽動(dòng)的肌肉多少和負(fù) 荷的大小。

三、食物熱效應(yīng)

食物熱效應(yīng)(thermic effect of food，TEF)是指由于進(jìn)食而引起能量消耗增加的現(xiàn)象。過去稱為食物的特殊動(dòng)力作用(specific dynamic action，SDA)。例如，進(jìn)食碳水化合物可使能量消耗增加5％～6％，進(jìn)食脂肪增加4％～5％，進(jìn)食蛋白質(zhì)增加30％～40％。一般混合膳食約增加基礎(chǔ)代謝的 10％。 食物熱效應(yīng)只能增加體熱的外散，而不能增加可利用的能；換言之，食物熱效應(yīng)對(duì)于人體是一種損耗而不是一種收益。當(dāng)只夠維持基礎(chǔ)代謝的食物攝入后，消耗的能量多于攝人的能量，外散的熱多于食物攝人的熱，而此項(xiàng)額外的能量卻不是無(wú)中生有的，而是來(lái)源于體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)貯備。因此，為了保存體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)貯備，進(jìn)食時(shí)必須考慮食物熱效應(yīng)額外消耗的能量，使攝入的能量與消耗的能量保持平衡。

四、生長(zhǎng)發(fā)育及影響能量消耗的其他因素

處在生長(zhǎng)發(fā)育過程中的兒童，其一天的能量消耗還應(yīng)包括生長(zhǎng)發(fā)育所需要的能量。

懷孕的婦女，由于子宮內(nèi)胎兒的發(fā)育，孕婦間接地承擔(dān)并提供其迅速發(fā)育所需的能量， 加上自身器官及生殖系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)育需要特殊的能量，尤其在懷孕后半期。

除上述影響基礎(chǔ)代謝的幾種因素對(duì)機(jī)體能量消耗有影響之外，還受情緒和精神狀態(tài)影響。腦的重量只占體重的2％，但腦組織的代謝水平是很高的。例如，精神緊張地工作，可使大腦的活動(dòng)加劇，能量代謝約增加 3％～4％，當(dāng)然，與體力勞動(dòng)比較，腦力勞動(dòng)的消耗仍然相對(duì)地少。

能量消耗測(cè)定方法

人體各項(xiàng)活動(dòng)消耗的能量及每日的總能量消耗，有不同測(cè)定方法。人體總能量消耗(total energy expenditure，TEE)測(cè)定是研究能量需要量的常用方法。

一、直接測(cè)熱法

直接測(cè)熱法(direct calorimetry)測(cè)定能量消耗

較精確的方法是直接測(cè)定人體在一時(shí)間內(nèi)向外散失的熱量。此法是將受試者關(guān)閉在直接量熱器內(nèi)。量熱器是用銅板特制的小室，整個(gè)室又用鋅板及木板包圍。銅板、鋅板及木板中間各隔一層空氣，使其不易傳熱。室頂裝置銅管，借冷水在管內(nèi)的流動(dòng)以吸收受試者散出的熱量并維持室內(nèi)溫度的恒定。受試者在室內(nèi)呼出的二氧化碳和水，分別用氫氧化鉀及濃硫酸吸收；所消耗的氧，則設(shè)法補(bǔ)充；并用壓力調(diào)節(jié)器以調(diào)節(jié)室內(nèi)壓力的恒定。

受試者所放出的熱，一部分用以蒸發(fā)排出的水使之變?yōu)樗魵?，隨空氣流出室外。 所以即可根據(jù)空氣中水蒸氣含量及被濃硫酸吸收的水量計(jì)算水蒸發(fā)時(shí)所需的熱量；另一部分則被室頂銅管內(nèi)的冷水所吸收，所以測(cè)定水的循環(huán)量及流人和流出量熱室的溫度差，即可計(jì)算隨水流出室外的熱量。因?yàn)檎麄€(gè)量熱室溫度恒定。受試者的體溫亦無(wú)改變，所以水蒸發(fā)時(shí)所需的熱量及隨水流出室外的熱量之和即為受試者的能量消耗量。

多年來(lái)，直接測(cè)熱裝置有不少改進(jìn)。例如,用空氣代替水來(lái)吸收受試者所散發(fā)的熱量，即將調(diào)節(jié)到一定溫度的空氣送入隔熱的受試者居室中，然后使這些空氣通過熱交換裝置，以測(cè) 算受試者在一定時(shí)間內(nèi)散發(fā)的熱量。這種測(cè)熱裝置適用于人和大動(dòng)物，而且同早期的測(cè)熱裝 置相比更為精確。

由于這種測(cè)熱裝置設(shè)計(jì)、制造復(fù)雜，應(yīng)用受到限制，目前主要用于肥胖和內(nèi)分泌系統(tǒng)功

能障礙等研究工作。

二、問接測(cè)熱法

在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的量和生成物的量之間呈一定的比例關(guān)系，即定比關(guān)系。例如，氧化1mol葡萄糖，需要 6molO2，同時(shí)產(chǎn)生 6molCO2 和 6molH2O，并釋放一定的能量。 同一種化學(xué)反應(yīng)，不論經(jīng)過什么樣的中間步驟，也不管反應(yīng)條件差異有多大，這種定比關(guān)系不變。例如，在體內(nèi)氧化1mol葡萄糖與體外燃燒1mol葡萄糖都要消耗6molO2，產(chǎn)生6molCO2，和6molH2O，而且產(chǎn)生的能量也相等。因?yàn)闇y(cè)定時(shí)，人體所用的能量可由蛋白質(zhì)、脂類及碳水化合物提供，不同的比例產(chǎn)能也不同，故在測(cè)定呼出氣體中可求出呼吸商(RQ)，以準(zhǔn)確求出能量消耗，總的來(lái)說(shuō)可根據(jù)生活勞動(dòng)過程中氧的消耗與二氧化碳的排出測(cè)定、推算能量消耗量。

(一)生活觀察法

即記錄被測(cè)定對(duì)象一日生活和工作的各種動(dòng)作及時(shí)間，然后查《能量消耗率表》，再經(jīng)過計(jì)算，得一日能量消耗量。

(二)心率監(jiān)測(cè)法

用心率監(jiān)測(cè)器和氣體代謝法同時(shí)測(cè)量各種活動(dòng)的心率和能量消耗量，推算出心率-能量消耗多元回歸方程式。目前已有幾種簡(jiǎn)便儀器用于監(jiān)測(cè)個(gè)體自由活動(dòng)的心率，這種方法誤差較大，因?yàn)樾睦砘顒?dòng)也可以影響心率。

能量的需要量及膳食參考攝入量

人體能量代謝的最佳狀態(tài)是達(dá)到能量消耗與能量攝入的平衡。這種能量平衡(energy balance)能使機(jī)體保持健康并能勝任必要的社會(huì)生活。能量代謝失衡，即能量缺乏或過剩都 對(duì)身體健康不利。

一、能量需要量的確定

迄今，直接測(cè)定成年人在自由活動(dòng)情況下的能量消耗量仍十分困難。由于BMR 約占總能量消耗的60％～70％，所以它是估算成年人能量需要量的重要基礎(chǔ)。WHO(1985)、美國(guó)(1989)、日本(1990)修訂推薦攝人量時(shí)均采用了“要因加算法”（factorl approach）估算成年人的能量需要量。即以BMR乘以體力活動(dòng)水平(physical ctivity level，PAL)計(jì)算人體的能量消耗量或需要量。即能量需要量=BMR×PAL。對(duì)兒童、孕婦、乳母等特殊生理情況下，尚需考慮其特殊需要。

Schofield 按體重推算BMR 公式已被 WHO(1985)采納，現(xiàn)已成為估算人群能量需要量的重要依據(jù)。按Schofield公式計(jì)算亞洲人的BMR可能偏高，亞洲人的BMR可能比歐洲人低10%。據(jù)我國(guó)以往實(shí)測(cè)成年人的BMR，也呈現(xiàn)這種偏低的趨勢(shì)。為此，我國(guó)在應(yīng)用 WHO 推薦的BMR計(jì)算公式時(shí)，采取減 5％的辦法作為計(jì)算18～44 歲和 45～59 歲兩個(gè)人群的 BMR.。

成年人的PAL受勞動(dòng)強(qiáng)度的影響，不同勞動(dòng)強(qiáng)度的PAL 值見下表：

二、膳食能量推薦攝人量

根據(jù)上述 BMR 和 PAL 的計(jì)算方法，并按 BMR×PAL=能量推薦攝入量計(jì)算公式， 推算中國(guó)居民成年人膳食能量推薦攝入量(RNI)，見下表：

在一定的時(shí)間內(nèi)，了解人的能量是否平衡，精確了解體重的變化，是一個(gè)可行的自我監(jiān) 測(cè)方法，測(cè)定時(shí)應(yīng)先排便，除去衣物用可靠的稱量工具來(lái)測(cè)定。

能量的食物來(lái)源

人體的能量來(lái)源是食物中的碳水化合物、脂類和蛋白質(zhì)。這三類營(yíng)養(yǎng)素普遍存在于各種 食物中。糧谷類和薯類食物含碳水化合物較多，是膳食能量最經(jīng)濟(jì)的來(lái)源；油料作物富含脂 肪；動(dòng)物性食物一般比植物性食物含有更多的脂肪和蛋白質(zhì)；但大豆和堅(jiān)果類例外，它們含豐富的油脂和蛋白質(zhì)；蔬菜和水果一般含能量較少。