第三章 营养与能量平衡

体内的能量，一方面不断地释放出热量， 维持体温的恒定并不断地向环境中散发， 另一方面作为能源可维持各种生命活动的 正常进行。 体内的能量，一方面不断地释放出热量， 维持体温的恒定并不断地向环境中散发， 另一方面作为能源可维持各种生命活动的 正常进行。 能量的单位 焦耳 (joule,J) ，千焦耳 (kilojoule ， kJ) 卡 (calorie ， cal) ，千卡 (kilocalorie ， kcalorie ， kcal) 1cal ＝ 4.184J ， 1J ＝ 0.239cal 。

1. 能量的来源 人体所需要的能量通常主要由食物来提供。 食物中所含有的营养素当中只有碳水化 合物、脂肪、蛋白质能够在体内产生能 量，营养学上将这三种营养素称为 “ 产能 营养素 ” 。另外，酒中的乙醇也能提供较 高的热能。 一、能量的来源及能值

2. 能值 （ 1 ）食物能值： 食物能值是食物彻底燃烧时所测定的能值，亦称 “ 物 理燃烧值 ” ，或称 “ 总能值 ” 。食物能值通常是用弹式 测热器进行测定。 用此法测定的每克碳水化合物、脂肪、蛋白质的 能值分别为： 碳水化合物 17.15kJ （ 4.1kcal ） 脂肪 39.54kJ （ 9.45kcal ） 蛋白质 23.64kJ （ 5.65kcal ）

（ 2 ）生理能值： 生理能值即机体可利用的能值。 三大产能营养素的生理能值分别确定为： 碳水化合物 17.15kJ×0.98 （消化率 98% ） =16.8kJ/g 4.1kcal×0.98 =4kcal/g 脂肪 39.54kJ×0.95 （消化率 95% ） =37.6kJ/g 9.45kcal×0.95=9kcal/g 蛋白质 （ ） kJ×0.92 （消化率 92% ） =16.7kJ/g （ ） kcal×0.92=4kcal/g

 人体中能量的消耗主要由三方面构成 1. 基础代谢消耗 2. 体力活动消耗 3. 食物特殊动力作用的消耗；  对于婴幼儿、儿童、孕妇、乳母，能量 的消耗还应包括机体生长、乳汁分泌等 特殊生理活动所消耗的能量。 二、人体能量消耗的构成

1. 基础代谢  (1) 基础代谢（ basal metabolism ）是维持生命 最基本活动所必需的能量。具体地说，它是在机 体处于清醒、空腹（进食后 12 ～ 16h ）、静卧状 态，环境温度 18 ～ 25 ℃时所需能量的消耗。  基础代谢率（ basal metabolic rate,BMR ）： 人体在上述情况下，单位时间内基础代谢所消耗 的能量，其表示方法一般为每平方米体表面积 （或每千克体重）的能量消耗。

(2) 基础代谢能量消耗（ basic energy expenditure, BEE ）的测定   ①用体表面积进行计算： 体表面积（ m 2 ） = × 身高（ cm ） × 体重 （ kg ） 基础代谢能量消耗 = 体表面积 × BMR ×24 例题：一个 50 千克体重，身高 160cm 的 25 岁女子， 计算其基础代谢能量消耗（ BMR=35.2 ） 。

引自《营养与食品卫生学》，第三版，第 21 页 年龄 ( 岁 ) 男女 KJ/m 2 Kcal/m 2 KJ/m 2 Kcal/m 年龄 ( 岁 ) 男女 KJ/m 2 Kcal/m 2 KJ/m 2 Kcal/m 人体基础代谢率

 ② WHO 建议的计算方法： WHO 于 1985 年推荐 使用下列公式（表 3-2 ），计算一天的基础代 谢热能消耗。 年龄 (y) 公式 ( 男 ) 公式 ( 女 ) 0 ～ 3 3 ～ ～ ～ ～ 60 >60 (60.9×w)-54 (22.7×w)+495(17.5×w)+651(15.3×w)+679(11.6×w)+879 (13.5×w) +487 (61.0×w)-51 (22.5×w)+499(12.2×w)+746(14.7×w)+496(8.7×w)+829(10.5×w)+596 注： w 为体重 (kg) 。摘自 Technical Report Serie 724 ， 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% 。

③直接用公式计算 男 BEE ＝ × 体重 (kg)+5.0× 身长 (cm) － 6.8× 年龄 (y) 女 BEE ＝ × 体重 (kg)+1.8× 身长 (cm) － 4.7× 年龄 (y) ④简单的方法 成人男性按每公斤体重每小时 1kcal(4.18kJ), 女性按 0.95kcal(3.97kJ) ，和体重相乘直接计算 ⑤ WHO 于 1985 年推荐使用静息代谢率 (resting metabolic rate ， RMR) 代替 BMR ，计算一天的基 础代谢能量消耗。

WHO 于 1985 年提出用静息代谢率 (resting metabolic rate ， RMR) 代替 BMR 摘自 Nutrition Science and Applications ，第二版，第 190 页， 1997 年。 年龄 (y) 体 重 (kg) 男性 10 ～ ～ ～ 60 > 女性 10 ～ ～ ～ 60 >

（ 3 ）影响人体基础代谢的因素 ●年龄、性别、体格等的影响 ●年龄、性别、体格等的影响 同等体重，瘦高者 > 矮胖者，男性高于女性 5%-10% 。 同等体重，瘦高者 > 矮胖者，男性高于女性 5%-10% 。 ●不同生理、病理状况的影响 ●不同生理、病理状况的影响 儿童、孕妇高， 30 岁以上每 10 年降 2% 。 儿童、孕妇高， 30 岁以上每 10 年降 2% 。 ● 环境条件的影响 ● 环境条件的影响 炎热、寒冷、过多摄食、精神紧张升高；禁食、少食、饥 饿降低。 炎热、寒冷、过多摄食、精神紧张升高；禁食、少食、饥 饿降低。 ●尼古丁和咖啡因可以刺激基础代谢水平升高 ●尼古丁和咖啡因可以刺激基础代谢水平升高

2. 体力活动  过去：劳动强度分为五级：极轻、轻、中 等、重和极重（女性没有极重一项）。  现在：劳动强度由 5 级调整为 3 级，即轻、 中、重 3 级。

体力活动级别划分（过去）  极轻的体力活动：以坐姿或站立为主的活动，如开会、开 车、打字、缝纫、烹调、打牌、听音乐、油漆、绘画及实 验室工作等。  轻体力活动：指在水平面上走动，扫卫生、看护小孩、打 高尔夫球、饭店服务等。  中等体力活动：这类活动包括行走、除草、负重行走、打 网球、跳舞、滑雪、骑自行车等。  重体力活动：负重爬山、伐木、手工挖掘、打篮球、登山、 踢足球等。  极重体力活动：运动员高强度的职业训练或世界级比赛等。

3. 食物热效应 食物热效应 (thermic effect of food ， TEF) ，即食物 特殊动力作用 (specific dynamic action ， SDA) ： 指人体在摄食过程中，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能量。 食物热效应 (thermic effect of food ， TEF) ，即食物 特殊动力作用 (specific dynamic action ， SDA) ： 指人体在摄食过程中，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能量。

不同的产能营养素其食物热效应不等 脂肪：消耗本身产生能量的 4% ～ 5% 脂肪：消耗本身产生能量的 4% ～ 5% 碳水化合物 : 消耗本身产生能量的 5% ～ 6% 碳水化合物 : 消耗本身产生能量的 5% ～ 6% 蛋白质 : 消耗本身产生能量的 30% 蛋白质 : 消耗本身产生能量的 30% 混合性食物：特殊动力作用相当于其基础代谢所需 热 能的 10 ％。 混合性食物：特殊动力作用相当于其基础代谢所需 热 能的 10 ％。

4 ．生长发育  正在生长发育的婴幼儿、儿童、青少年 还要额外消耗能量满足新生组织形成及 新生组织的新陈代谢；  孕妇的生长发育能量消耗主要用于子宫、 乳房、胎盘、胎儿的生长发育及体脂储 备；  乳母的能量消耗除自身的需要外，也用 于乳汁合成与分泌。

 1  1. 直接测热法 (direct calorimetry) 此法数据准确度高，但仪器设备投资大，实际 工作中很少使用。 2. 间接测热法 (indirect calorimetry) 原理：测定一定时间内 O 2 的消耗量就可计算生成 的热量。实际应用中，按每消耗 1L 氧气可产生 20.3kJ （ 4.852kcal ）的热能，产热量则可按下式 计算出来： 产热量 =20.3 （ kJ/L ） ×O 2 （ L ） 三、人体能量需要量的确定

 3. 体力活动水平（ Plysical activity level ， PAL ）计算法  能量消耗量或需要量 =BMR×PAL BMRPALBMRPAL 4. 膳食调查 这种方法受膳食记录时间和调查对象数量 的影响，因此结果不够准确，但由于其简 单易行，现在被广泛采用。

各种强度的体力活动及能量消耗 译自 Understanding Nutrition 第八版，第 240 页， 1999 年。 活动强度能量消耗 极轻BMR×1.3 轻 BMR×1.6 （男） BMR×1.5 （女） 中重 BMR×1.7 （男） BMR×1.6 （女） 重 BMR×2.1 （男） BMR×1.9 （女） 极重 BMR×2.4 （男） BMR×2.2 （女）

 1 ．能量的推荐摄入量  20 世纪 90 年代以前，我国的膳食营养素需要量 标准是以推荐的每日膳食中营养素供给量 （ recommended dietery allows ， RDAs ） 来表示 。  中国营养学会 2000 年 10 月修订了 1988 年的 RDAs ，并用 “ 中国居民膳食营养素参考摄入量 （ Chinese DRIs ）来说明中国居民不同人群 对膳食中各种营养素的需要标准。 四、能量的参考摄入量（ DRIs ）及食物来源

 中国居民膳食营养素参考摄入量 （ Chinese DRIs ）：主要包括 4 项内 容指标 1. 平均需要量（ EAR ） 2. 推荐摄入量（ RNI ） 3. 适宜摄入量（ AI ） 4. 可耐受最高摄入量（ UL ）

能量和蛋白质的 RNIs 及脂肪供能比

2 ．能量的供给与食物来源  通常碳水化合物向人体提供的热能较 合适的比例为占总能量的 55% ～ 65% ， 脂肪占 20% ～ 30% ，蛋白质占 10% ～ 15% 。  碳水化合物、脂类和蛋白质广泛存在 于各类食物中。

五、能量代谢状况的评价  能量代谢状况的评价可分为量与质两个 方面 （一）量的方面 主要是评价能量的摄入量与消耗量或需要 量是否平衡，以平衡为佳。 体重为能量平衡的常用观察指标。 标准体重 = 身高 -105 。

 通常成年人（ 18—65 岁）可用体质指数 （ BMI ）来判断体重是正常、肥胖还是消 瘦。  BMI= 实际体重（ kg ） / 身高（ m ） 2  根据世卫组织提出的亚洲人体重分级的建 议：亚太地区的成人的 BMI 正常值为 18.5—23 ，大于 23 属于超重， 23—25 属于 肥胖，大于 30 以上属于极度肥胖。 BMI 小 于 18.5 属消瘦。  判断儿童肥胖与否应用正常生长曲线图表。

（二）质的方面  主要评价 3 种供能营养素的分配百 分率是否合理。  我国营养学会建议蛋白质占 % ，脂肪供能占总能量的 20%— 30% ，糖类占 55—65% 。

六、能量的计算  （一）标准体重的计算  以下方法适合于成年人  1 、标准体重（ kg ） = 身高（ cm ） -105  2 、标准体重（ kg ） = （身高（ cm ） -100 ） ×0.9  3 、标准体重（ kg ） = 身高（ m ） × 身高（ m ） × 22.2 （男） × 22.2 （男）  标准体重（ kg ） = 身高（ m ） × 身高（ m ） × 21.9 （女）

 4 、 1-6 月婴儿：标准体重（ kg ） = 出生体重 （ kg ） + 月龄 ×0.6  5 、 7-12 月婴儿：标准体重（ kg ） = 出生体重 （ kg ） + 月龄 ×0.5  6 、 1-12 岁儿童：标准体重（ kg ） = 年龄 ×2+8  中小学生的标准体重可使用下面的计算方法：  标准体重（ kg ） = 身高（ m ） × 13.2 以下方法适合于儿童：

（二）按不同劳动强度计算每日能量的消耗  每日能量的消耗 = 标准体重 × 单位标准体重 消耗的热量 体型极轻体力轻体力中体力重体力 消瘦 正常 肥胖 成年人每日能量供给量（ Kcal/kg 标准体重）

（三）每日营养素需要量的计算  举例： 一人身高 180cm ，体重 80kg ，轻体力劳 动者，问他的一日热量需求和全天三大产 热营养素的需要量？ 一人身高 180cm ，体重 80kg ，轻体力劳 动者，问他的一日热量需求和全天三大产 热营养素的需要量？

思考题 1. 人体中能量的消耗构成有哪些？ 2. 能量代谢状况的评价可分为哪两个方面？ 3. 人体能量需要量的测定方法有哪些？ 4. 影响人体基础代谢的因素有哪些？ 5. 如何理解食物热效应？