人体能量消耗：营养卫生与安全探讨

人体能量的消耗与能量的需要相一致，主要由以下3个方面构成，即基础代谢、体力活动和食物热效应的能量消耗。特殊时期的人群还有其他一些消耗，如儿童、孕妇、乳母的能量消耗还应包括机体生长、乳汁分泌等消耗的能量。

1）基础代谢

（1）基础代谢和基础代谢率的概念

基础代谢是指人体维持基本生命活动的能量需要。基本生命活动包括维持体温、呼吸、血液循环、腺体分泌、肌肉的一定紧张度等。基础代谢应是在清晨，受试者处于安静状态下，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。单位时间内的基础代谢称为基础代谢率（BMR），就是指人体处于基础代谢状态下，单位时间内单位体表面积的能量消耗，可用每小时每平方米体表面积（或每千克体重）的能量消耗来表示，单位是：kJ/（m2·h）或kJ/（kg·h），也可用MJ/d形式来表示。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12～14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，并使全身肌肉尽量松弛，以消除肌肉活动的影响。测量时的室温应保持在20～25℃，以消除环境温度的影响。

（2）基础代谢的计算

①用体表面积进行计算。体表面积可用身高（cm）和体重（kg）计算，公式如下：

体表面积（m2）=0.006 59×身高（cm）+0.012 6×体重（kg）-0.160 3

按照个人年龄与性别查表获得单位体表面积所对应的BMR值，则：

人体一日基础代谢的能量消耗=BMR对应值×体表面积（m2）×24（kg）

人体每小时基础代谢率（BMR）见表2-1。

表2-1　人体每小时基础代谢率（BMR）

②简易估计。成人按男性每千克体重每小时1卡，女性按0.95卡计算，结果相对粗略。

（3）基础代谢的影响因素

①体格。基础代谢率的高低与体重不成比例关系，而与体表面积基本上成正比。体表面积大者，散发能量多；同等体重者，瘦高者基础代谢高于矮胖者；人体组织消耗的能量占基础代谢的70%～80%，这些组织器官包括肌肉、心、脑、肝、肾等。因此，肌肉发达者，基础代谢水平高。

②性别和年龄。实际测定表明，在同一年龄、同一体表表面积的情况下，女性基础代谢率低于男性。在人的一生中，婴幼儿阶段是整个代谢最活跃的阶段，其中包括基础代谢率，以后到青春期又出现一个较高的代谢阶段。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。如甲状腺功能可使基础代谢率明显升高；去甲肾上腺素可使基础代谢率下降25%。

④其他因素：炎热或寒冷、过多摄食、精神紧张都会使基础代谢水平升高。

2）体力活动(www.xing528.com)

（1）概述

体力活动所消耗能量的多少与活动强度、持续时间以及动作的熟练程度有关。活动强度越大、持续时间越长、动作越不熟练，消耗的能量越多。另外，肌肉越发达者，活动时消耗能量越多；体重越重者，做相同的运动所消耗的能量也越多。

（2）体力活动强度与能量消耗

人类的体力活动种类很多，强度不一，但可简单划分为四大类：卧床时间、职业活动时间、家务劳动时间和随意活动、休闲时间。职业活动或家务劳动等能量消耗，根据能量消耗水平，即活动的强度将活动水平分成不同等级，用体力活动水平来表示。

不同职业与劳动强度是影响热能需要量的最主要因素。劳动过程的能量消耗取决于两个方面：一是单位时间内的劳动强度；二是劳动持续时间。单项操作的劳动强度，以单位时间内的热能消耗率作为划分强度等级的标准。在日常生活中，各种体力活动的强度相差很大，中国营养学会于2016年公布常见身体活动强度和能量消耗表，具体划分情况见表2-2。

表2-2

续表

续表

注：1MET相当于每千克体重每小时消耗kca1能量［1 kca1/（kg·h）］。

全天生活中，因为业余时间内的活动因人而异，并且一个人在不同的日期也可能相差很大，所以业余时间内的能量需要变化无常，从而对全天热能需要量的影响也很大。因此，对评定各工种的热能需要量和劳动强度问题，很多学者以8小时工作日作为评定标准。对某一工种的热能需要量，除考虑该工种主要劳动项目的热能消耗率之外，还应考虑时间。一个工种工作日的热能消耗量与主要劳动项目热能消耗率之间的关系，对于持续进行的轻体力劳动工种大致是成比例的，但大多数工种不一定成比例关系。有的劳动项目强度很大，人体不可能在8小时内持续进行，所以一个工作日内的活动情况多有变化，需要观察整个工作日的活动，不能仅以主要劳动项目单位时间的劳动强度为依据。

（3）食物热效应

食物热效应是指由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。例如，进食糖类可使能量消耗增加5%～6%，进食脂肪增加4%～5%，进食蛋白质增加30%～40%。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量。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，消耗的能量多于摄入的能量，外散的热多于食物摄入的热，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储备。因此，为了保存体内的营养储备，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。

（4）影响热能需要的其他因素

处于生长发育期的婴幼儿、儿童和青少年、孕妇和乳母、康复期的病人等，其一天的能量摄入中还有一部分用于组织增长和特殊的生理变化。例如，新生儿按单位千克体重计算时，比成年人的能量消耗多2～4倍。3～6个月的婴儿，每天有15%～23%的摄入能量用于机体的生长发育而被储存起来，每增加1克体内新组织需要大约20千焦的能量。孕妇由于胎儿的发育，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。情绪和精神状态也会影响能量需要。脑的重量只占体重的2%，但脑组织的代谢水平很高。例如，精神紧张地工作，可使大脑的活动加剧，能量代谢增加3%～4%，当然，与体力劳动相比，脑力劳动的消耗仍然相对较少。此外，摄食较多的人可以将多余的能量转变为脂肪，容易发胖。而体型消瘦的人可能将多余的能量转化为蛋白质，这个过程耗费能量，因此不容易发胖。

气温也会影响能量需要，气温低的地区热能需要量会增加，20～30℃为舒适带，气温过高代谢又会增加。联合国粮农组织（FAO）于1950年规定，年平均气温10℃为营养需要量的标准条件，每降低10℃热能需要量增加5%，而后又于1957年改为3%。