第三節 能量消耗 能量從一種形式轉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化的一般規律，即能量守恒定律，機體的能量代謝也遵循這一普遍規律。即在整個能量轉化過程中，機體所利用的蘊藏于食物中的化學能與最終轉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，機體的能量需要與消耗是一致的。在理想的平衡狀態下，個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代謝、體力活動和食物生熱效應；孕婦還包括子宮、乳房、胎盤、胎兒的生長及體脂儲備；乳母則需要合成乳汁；兒童、青少年則應包括生長發育的能量需要；創傷病人康復期間等也需要能量。 一、基礎代謝 (一)基礎代謝與基礎代謝率 基礎代謝(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。測定方法是在清晨而又極端安靜狀態下，不受精神緊張、肌肉活動、食物和環境溫度等因素影響時的能量代謝。而單位時間內的基礎代謝，稱為基礎代謝率(basal metabolic rate，BMR)。一般是以每小時所需要的能量為指標。 基礎代謝的測量一般都在清晨未進餐以前進行，距離前一天晚餐 1214 小時，而且測量前的最后一次進餐不要吃得太飽，膳食中的脂肪量也不要太多，這樣可以排除食物熱效應作用的影響。測量前不應做費力的勞動或運動，而且必須靜臥半小時以上，測量時采取平臥姿勢，并使全身肌肉盡量松弛，以排除肌肉活動的影響。測量時的室溫應保持在 2025之間，以排除環境溫度的影響。 (二)基礎代謝的測量 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生。故可根據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.用體表面積計算基礎代謝一般以每小時、每平方米體表面積的產熱量為單位。傳統以kcal(m*m h)表示，現按國際制單位則以 kJ(m*m h)表示。基礎代謝消耗的能量常根據體表面積或體重和基礎代謝率計算。 基礎代謝=體表面積(m*m )基礎代謝率kJ(m*m h)或kcal(m*m h) (1) 人體的體表面積，可根據身高和體重來推算。Stevenson 根據在中國人體的測量結果提出體表面積計算公式為： S(m*m )=0.0061身高(cm)+0.0128體重(kg)-0.1529(2) 20 世紀80 年代趙松山等測量了 56 名1845歲成年人的體表面積，提出中國人的體表面積計算公式： S(m*m )=0.00659 身高(cm)+0.0126 體重(kg)-0.1603(3) 中國人正常基礎代謝率平均值kJ(m*m h)，見表 1-2-1。 表 1-2-1 中國人正常基礎代謝率平均值kJ(m h) 年齡(歲) 1115 1617 1819 2030 3140 4150 50 男 195.5 193.4 166.2 157.8 158.7 154.1 149.1 (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：( )內數值為 kcal(m h) (三)影響基礎代謝的因索 1.體表面積 基礎代謝率的高低與體重并不成比例關系，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準來衡量能量代謝率是比較合適的。 2.年齡在人的一生中，嬰幼兒階段是整個代謝最活躍的階段，其中包括基礎代謝率，以后到青春期又出現一個較高代謝的階段。成年以后，隨著年齡的增加代謝緩慢地降低，其中也有一定的個體差異。 3.性別實際測定表明，在同一年齡、同一體表面積的情況下，女性基礎代謝率低于男性。 4.激素激素對細胞的代謝及調節都有較大影響。如甲狀腺功能亢進可使基礎代謝率明顯升高；相反，患粘液水腫時，基礎代謝率低于正常。去甲腎上腺素可使基礎代謝率下降 25。 5.季節與勞動強度基礎代謝率在不同季節和不同勞動強度人群中存在一定差別，說明氣候和勞動強度對基礎代謝率有一定影響。例如，寒季基礎代謝高于暑季；勞動強度高者高于勞動強度低者。 (四)靜息代謝 靜息代謝是一種與基礎代謝很接近的代謝狀態，是在測定中僅省略攝人食物的這個條件，測定過程要求全身處于休息狀態，不用早上睡醒測量，但不是空腹而是在進食 34 小時后測量。此時機體仍在進行著若干正常的消化活動，這種狀態比較接近于人們正常生活中處于休息的狀態，在這種條件下測出的代謝率，稱為靜息代謝率(resting metabolism rate , RMR)。RMR與 BMR 相差約 10，故在實際工作中可以采用。RMR 一般占總能量消耗的大部分(6075)。表 1-2-2 人體 24小時靜息代謝參考值(kcal) 年齡(歲) 體重(kg) 40 50 57 64 70 77 84 91 100 男性 10 1351 1526 1648 1771 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 1499 1560 1621 1699 60 1016 1121 1195 1268 1331 1404 1478 1552 1646二、體力活動 除了基礎代謝外，體力活動是人體能量消耗的主要因素。因為生理情況相近的人，基礎代謝消耗的能量是相近的，而體力活動情況卻相差很大。機體任何輕微活動都可提高代謝率，人在運動或勞動時耗氧量顯著增加。這是因為運動或勞動等體力活動時肌肉需要消耗能量，而能量則來自營養物質的氧化，這就必然導致機體耗氧量增加。機體耗氧量的增加與肌肉活動的強度呈正比關系。耗氧量最多可達到安靜時的 1020 倍。通常各種體力活動所消耗的能量約占人體總能量消耗的 1530。 人們每天的工作和生活包括多種活動，這些活動都需要肌肉做功來完成。在人體的整個能量消耗中，肌肉活動或體力活動占較大比例。因為一切活動都需要能量。 影響體力活動能量消耗的因素：肌肉越發達者，活動能量消耗越多；體重越重者，能量消耗越多；勞動強度越大、持續時間越長，能量消耗越多；與工作的熟練程度有關。其中勞動強度和持續時間是主要影響因素，而勞動強度主要涉及勞動時牽動的肌肉多少和負荷的大小。三、食物熱效應 食物熱效應的概念食物熱效應(thermic effect of food，TEF)是指由于進食而引起能量消耗增加的現象。過去稱為食物的特殊動力作用(specific dynamic action，SDA)。例如，進食碳水化合物可使能量消耗增加 56，進食脂肪增加 45，進食蛋白質增加 3040。一般混合膳食約增加基礎代謝的 10。 食物熱效應只能增加體熱的外散，而不能增加可利用的能；換言之，食物熱效應對于人體是一種損耗而不是一種收益。當只夠維持基礎代謝的食物攝入后，消耗的能量多于攝人的能量，外散的熱多于食物攝人的熱，而此項額外的能量卻不是無中生有的，而是來源于體內的營養貯備。因此，為了保存體內的營養貯備，進食時必須考慮食物熱效應額外消耗的能量，使攝入的能量與消耗的能量保持平衡。 四、生長發育及影響能量消耗的其他因素 處在生長發育過程中的兒童，其一天的能量消耗還應包括生長發育所需要的能量。懷孕的婦女，由于子宮內胎兒的發育，孕婦間接地