1)能量概念和能量单位
能量在做功的同时也有热的释放。营养学中的能量指热和能两种,也合称热能。能量的单位,国际上通用焦耳(J)。营养学上使用最多的是其1 000倍的单位,即千焦耳(kJ);另外还有兆焦耳(MJ),即1 000千焦。卡和千卡在我国是非法定计量单位,其换算关系为:
1卡=4.184焦耳
1焦耳=0.239卡
食物中生热营养素在体内实际产热的数量,叫作营养素的生热系数或能量系数。四大生热营养素的生热系数分别为:
1克蛋白质→16.7千焦(4千卡)
1克糖类→16.7千焦(4千卡)
1克乙醇→29.6千焦(7千卡)
1克脂肪→37.6千焦(9千卡)
2)能量代谢和能量来源
(1)能量代谢
能量代谢指人体与外界环境之间的能量交换和人体内能量转移的过程。能量代谢是伴随着物质代谢过程进行的。
(2)能量来源
因为机体不能直接利用太阳的光能,也不能直接利用外部供给的能量,机体体温、心跳、呼吸和肠蠕动等过程的维持以及其他生命活动所需的能量只能来源于食物中的能量物质,如糖类、脂肪和蛋白质。这些能量物质分子结构中的碳氢键蕴藏着化学能,在氧化过程中碳氢键断裂,生成二氧化碳和水,同时释放蕴藏的能量。(www.xing528.com)
机体能量的代谢情况大致是:机体摄取食物,吸收营养素,氧化分解,释放能量,用于做功,同时放出热量维持体温,多余的能量以体脂和糖原形式储存。可表示为能量平衡公式:
能量摄入=能量消耗(热+功)+能量储存
①糖类:糖类是机体的重要能量来源。我国人民所摄取食物中的营养素,以糖类所占的比重最大。一般来说,机体所需能量的50%以上是由食物中的糖类提供的。食物中的糖类经消化产生的葡萄糖被吸收后,有一部分以糖原形式储存在肝脏和肌肉中。肌糖原是骨骼肌中随时可动用的储备能源,用来满足骨骼肌在工作情况下的需要。肝糖原也是一种储备能源,储存量不大,主要用于维持血糖水平的相对稳定。脑组织消耗的能量相对较多,在通常情况下,脑组织消耗的能量来自糖类在有氧条件下氧化,因而脑组织对缺氧非常敏感。另外,脑组织细胞储存的糖原又极少,代谢消耗的糖类主要来自血糖,所以脑功能对血糖水平有很大的依赖性。
②脂肪:除糖类外,机体的另一供能物质是脂肪。脂肪是能源物质在体内最主要的储存形式,其主要功能是储存和供给能量,人体所需能量的30%~40%来自脂肪。经消化道吸收入人体的脂肪及其分解产物,主要有两部分:一部分为类脂质,用以构成人体的细胞;另一部分以脂肪形式储存在皮下组织、腹膜壁层和内脏器官等处,当机体需要时可迅速分解利用。
在饥饿状态下,糖供应不足时,机体供能主要依靠脂肪分解。脂肪分解过多,酮体生成也会增加,可发生酮血症。因此,对不能进食的患者,补充葡萄糖可预防酮血症的发生。但是,对于肝硬化患者,高糖补充营养反而重糖代谢异常。因为肝硬化患者有不同程度的血糖、血脂和能量代谢异常,以餐后高血糖为主要特征,故以脂肪乳剂为能源的营养支持比高糖能量更合理。
③蛋白质:一般情况下,机体不靠蛋白质供能。蛋白质的消化产物氨基酸在人体内的主要作用是形成组织蛋白质,用以构筑细胞和合成激素、酶等生物活性物质。但是,当糖和脂肪供应不足时,如长期不能进食或能量消耗过大时,体内蛋白质才被分解为氨基酸,氨基酸在体内氧化除了生成二氧化碳和水外,还生成其他的化合物,如尿素、氨等。
总之,机体能量的供给主要靠三大营养物质,而能量过多或过少对机体均会造成影响。如果营养素补充不足,将使机体出现营养不良、能量缺乏,最终引起机体功能活动受限。如果营养素补充过多,对机体也有危害。过多的蛋白质会加重肝、肾的负担;过多的糖则会转化为脂肪而在肝内沉积,大剂量葡萄糖会抑制肺表面活性物质的形成,其代谢产生的二氧化碳则可加重受损呼吸道的负担;过多的脂肪会引起腹泻、胆汁淤积、肝肿大、肝损害等,进而影响机体抵抗力。因此,合理的饮食是保证机体能量恒定的重要环节,也是确保机体进行正常功能活动的关键性措施。
(3)能量供给的原则
在考虑能量供给及食物来源时,应遵循以下几方面的原则:
①遵循能量平衡,供给量等于需要量。
②三大生热营养素的比例应该合理。
③对不同人群应有针对性。
④能量的食物来源应该合理。
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