1、第三节 能量消耗 能量从一种形式转化为另一种形式的过程中，其能量既不增加也不减少。这是所有形式的能量互相转化的一般规律，即能量守恒定律，机体的能量代谢也遵循这一普遍规律。即在整个能量转化过程中，机体所利用的蕴藏于食物中的化学能与最终转化成的能量和所做的外功，按能量折算是完全相等的。也就是说，机体的能量需要与消耗是一致的。在理想的平衡状态下，个体的能量需要量等于其消耗量。成年人的能量消耗主要用于维持基础代谢、体力活动和食物生热效应；孕妇还包括子宫、乳房、胎盘、胎儿的生长及体脂储备；乳母则需要合成乳汁；儿童、青少年则应包括生长发育的能量需要；创伤病人康复期间等也需要能量。一、基础代谢 (一) 基础
2、代谢与基础代谢率 基础代谢(basal metabolism，BM)是指人体维持生命的所有器官所需要的最低能量需要。测定方法是在清晨而又极端安静状态下，不受精神紧张、肌肉活动、食物和环境温度等因素影响时的能量代谢。而单位时间内的基础代谢，称为基础代谢率(basal metabolic rate，BMR)。一般是以每小时所需要的能量为指标。 基础代谢的测量一般都在清晨未进餐以前进行，距离前一天晚餐 1214 小时，而且测量前的最后一次进餐不要吃得太饱，膳食中的脂肪量也不要太多，这样可以排除食物热效应作用的影响。测量前不应做费力的劳动或运动，而且必须静卧半小时以上，测量时采取平卧姿势，并使全身肌肉
3、尽量松弛，以排除肌肉活动的影响。测量时的室温应保持在 2025之间，以排除环境温度的影响。 (二) 基础代谢的测量 1.气体代谢法能量代谢始终伴随着氧的消耗和二氧化碳的产生。故可根据氧的消耗量推算能量消耗量。目前临床常用的是一种特制的代谢车。 2.用体表面积计算基础代谢一般以每小时、每平方米体表面积的产热量为单位。传统以kcal(m*m h)表示，现按国际制单位则以 kJ(m*m h)表示。基础代谢消耗的能量常根据体表面积或体重和基础代谢率计算。 基础代谢=体表面积(m*m )基础代谢率kJ (m*m h)或 kcal(m*m h)(1) 人体的体表面积，可根据身高和体重来推算。Stevens
4、on 根据在中国人体的测量结果提出体表面积计算公式为： S(m*m )=0.0061 身高(cm)+0.0128 体重(kg)-0.1529 (2)20 世纪 80 年代赵松山等测量了 56 名 1845 岁成年人的体表面积，提出中国人的体表面积计算公式： S(m*m )=0.00659 身高(cm)+0.0126 体重(kg)-0.1603 (3)中国人正常基础代谢率平均值kJ (m*m h)，见表 1-2-1。 表 1-2-1 中国人正常基础代谢率平均值kJ (m h) 年龄(岁) 1115 1617 1819 2030 3140 4150 50 男 195.5 193.4 166.2 1
5、57.8 158.7 154.1 149.1 (46.7) (46.2) (39.7) (37.9) (37.7) (36.8) (35.6) 女 172.5 181.7 154.1 146.5 146.4 142.4 138.6 (41.2) (43.4) (36.8) (35.1) (35.0) (34.0) (33.1)2注：( )内数值为 kcal(m h) (三)影响基础代谢的因索 1.体表面积 基础代谢率的高低与体重并不成比例关系，而与体表面积基本上成正比。因此，用每平方米体表面积为标准来衡量能量代谢率是比较合适的。 2.年龄在人的一生中，婴幼儿阶段是整个代谢最活跃的阶段，其中包括
6、基础代谢率，以后到青春期又出现一个较高代谢的阶段。成年以后，随着年龄的增加代谢缓慢地降低，其中也有一定的个体差异。 3.性别实际测定表明，在同一年龄、同一体表面积的情况下，女性基础代谢率低于男性。 4.激素激素对细胞的代谢及调节都有较大影响。如甲状腺功能亢进可使基础代谢率明显升高；相反，患粘液水肿时，基础代谢率低于正常。去甲肾上腺素可使基础代谢率下降 25。 5.季节与劳动强度基础代谢率在不同季节和不同劳动强度人群中存在一定差别，说明气候和劳动强度对基础代谢率有一定影响。例如，寒季基础代谢高于暑季；劳动强度高者高于劳动强度低者。 (四)静息代谢 静息代谢是一种与基础代谢很接近的代谢状态，是在测
7、定中仅省略摄人食物的这个条件，测定过程要求全身处于休息状态，不用早上睡醒测量，但不是空腹而是在进食 34 小时后测量。此时机体仍在进行着若干正常的消化活动，这种状态比较接近于人们正常生活中处于休息的状态，在这种条件下测出的代谢率，称为静息代谢率(resting metabolism rate , RMR)。RMR 与 BMR 相差约 10，故在实际工作中可以采用。RMR 一般占总能量消耗的大部分(6075)。表 1-2-2 人体 24 小时静息代谢参考值(kcal) 年龄(岁) 体重(kg) 40 50 57 64 70 77 84 91 100 男性 10 1351 1526 1648 17
8、71 1876 1998 2121 2243 2401 18 1291 1444 1551 1658 1750 1857 1964 2071 2209 30 1343 1459 1540 1621 1691 1772 1853 1935 3039 60 1027 1162 1256 1351 1423 1526 1621 1716 1837 女性 10 1234 1356 1441 1527 1600 1685 1771 1856 1966 18 1084 1231 1334 1437 1525 1682 1731 1833 1966 30 1177 1264 1325 1386 1438 1
9、499 1560 1621 1699 60 1016 1121 1195 1268 1331 1404 1478 1552 1646二、体力活动 除了基础代谢外，体力活动是人体能量消耗的主要因素。因为生理情况相近的人，基础代谢消耗的能量是相近的，而体力活动情况却相差很大。机体任何轻微活动都可提高代谢率，人在运动或劳动时耗氧量显著增加。这是因为运动或劳动等体力活动时肌肉需要消耗能量，而能量则来自营养物质的氧化，这就必然导致机体耗氧量增加。机体耗氧量的增加与肌肉活动的强度呈正比关系。耗氧量最多可达到安静时的 1020 倍。通常各种体力活动所消耗的能量约占人体总能量消耗的 1530。 人们每天的工作
10、和生活包括多种活动，这些活动都需要肌肉做功来完成。在人体的整个能量消耗中，肌肉活动或体力活动占较大比例。因为一切活动都需要能量。影响体力活动能量消耗的因素：肌肉越发达者，活动能量消耗越多；体重越重者，能量消耗越多；劳动强度越大、持续时间越长，能量消耗越多；与工作的熟练程度有关。其中劳动强度和持续时间是主要影响因素，而劳动强度主要涉及劳动时牵动的肌肉多少和负荷的大小。三、食物热效应 食物热效应的概念食物热效应(thermic effect of food，TEF)是指由于进食而引起能量消耗增加的现象。过去称为食物的特殊动力作用(specific dynamic action，SDA)。例如，进食
11、碳水化合物可使能量消耗增加 56，进食脂肪增加 45，进食蛋白质增加 3040。一般混合膳食约增加基础代谢的 10。 食物热效应只能增加体热的外散，而不能增加可利用的能；换言之，食物热效应对于人体是一种损耗而不是一种收益。当只够维持基础代谢的食物摄入后，消耗的能量多于摄人的能量，外散的热多于食物摄人的热，而此项额外的能量却不是无中生有的，而是来源于体内的营养贮备。因此，为了保存体内的营养贮备，进食时必须考虑食物热效应额外消耗的能量，使摄入的能量与消耗的能量保持平衡。四、生长发育及影响能量消耗的其他因素 处在生长发育过程中的儿童，其一天的能量消耗还应包括生长发育所需要的能量。怀孕的妇女，由于子宫内胎儿的发育，孕妇间接地承担并提供其迅速发育所需的能量，加上自身器官及生殖系统的进一步发育需要特殊的能量，尤其在怀孕后半期。 除上述影响基础代谢的几种因素对机体能量消耗有影响之外，还受情绪和精神状态影响。脑的重量只占体重的 2，但脑组织的代谢水平是很高的。例如，精神紧张地工作，可使大脑的活动加剧，能量代谢约增加 34，当然，与体力劳动比较，脑力劳动的消耗仍然相对地少。
