《能量平衡》PPT课件.ppt

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1、第五讲能 量 平 衡,一、能量平衡的涵义及相关概念二、人体能量的消耗三、能量的需要与供给四、人体能量平衡和人体热能消耗的测定方法,能量不是营养素，但一切生物都需要能量来维持生命活动,一、能量平衡的涵义及相关概念,（一）能量平衡的定义 体内消耗的能量必须从外界摄入食物才得以补偿，使机体消耗的和摄入的能量趋于相等，营养学上称为能量平衡。摄入的能量来自食物的糖、脂肪和蛋白质中的化学能。消耗的能量用于体温维持、大脑活动、神经传导、营养素的消化和吸收、腺体分泌、体内物质的合成和肌肉的收缩等。,吸入的能量 消耗的能量,能量来源：碳水化合物、脂肪、蛋白质,吸收的有机物 生 物 能-转化-利用 氧 化 CO2

2、 水,维持体温（热能）神经传导（电能）物质合成、生长修补组织（化学能）吸收、分泌（位能）做功（机械能）,（二）能量平衡的涵义,能量平衡也并不是要求一个人每天消耗的和摄入的能量都必须相等，而是要求成年人在57天内其消耗的与摄入的能量的平均值趋于相等。如果消耗的大于摄入：体重减轻、消瘦如果消耗的小于摄入：肥胖、超重二者对成年人都有害健康对生长发育阶段的青少年摄入稍大于消耗，才能保证正常的生长发育。,胖子,瘦子,（三）能量转换与能量单位,1、能量守恒定律与能量转换糖、脂肪和蛋白质蕴藏的化学能在体内可转换为热能，维持体温；可转换为机械能，维持肌肉收缩；可转换为电能，维持神经传导等。绿色植物还可以通过光

3、合作用把太阳能转换为化学能。这是生物界能量的最根本来源。,2、能量单位,1卡（calorie)=4.184焦耳(Joule)1000卡=千卡（kcal）,1000千卡=兆卡（Mcal）1000焦耳=千焦(KJ)，1000千焦(KJ)=兆焦（MJ），,（四）产能营养素的卡价,1、营养素粗卡价 营养素在体外完全氧化之后所释放的能量称为营养素粗卡价。1克 体外氧化所释放热量糖 17千焦（4.1千卡）脂肪 40千焦（9.45千卡）蛋白质 24千焦(5.65千卡),2、营养素生理卡价,营养素在体内氧化后所释放的能量称为营养素生理卡价。糖生理卡价：17千焦/克*98%=16.7千焦/克(4.0千卡/克)脂

4、肪生理卡价:40千焦/克*95%=37.6千焦/克(9.0千卡/克)蛋白质生理卡价:(24-5.46)千焦/克*92%=16.7千焦/克(4.0千卡/克)蛋白质在体内氧化不完全，尿素等含氮物随尿排出，在体外可进一步氧化5.46千焦,二、人体能量的消耗,人体每日能量的消耗主要包括四个方面：（1）基础代谢能（2）体力活动能（3）食物特殊动力能（4）生长发育能（儿童、孕妇等）,（一）基础代谢能,1、基础代谢能的概念与测定基础代谢能:指人体在静卧清醒时，神经肌肉完全处于安静松弛和空腹状态下维持生命活动所需要的最低能量消耗。测定：受试者静卧在20环境中，完全处于休息状态，既无体力活动又无脑力劳动，而且在

5、12小时前停止进食，消化系统处于相对静止状态下的能量代谢。,意义：维持体温、心跳、呼吸、各组织器官和细胞的基本功能。,2、基础代谢能的计算,（1）一般成年男子基础代谢能每千克体重每小时平均耗能4.2千焦（1千卡），或每平方米体表面积每小时平均耗能167.4千焦（40千卡）。以一个60千克体重的男子计，则24小时的基础代谢能约为：4.2*60*24=6048千焦(1446千卡),（2）按体表面积计算基础代谢能,体表面积与身高、体重的线性回归方程1、男子体表面积(m)=0.00607*身高(cm)+0.0127*体重(kg)-0.06982、女子体表面积(m)=0.00586*身高（cm）+0.0

6、126体重（kg）-0.04613、儿童体表面积(cm)=42.3356*身高(cm)+175.6882*体重(kg)-272.2715,例:某一30岁男性，其体表面积为1.75m，从表2-1查出其基础代谢率为153.97kJ/m.小时（36.8Kcal/m.小时),那么24小时的基础代谢能为：153.97*1.75*24=6466kJ(1545.6Kcal),基础代谢影响因素,与身材（身高、体重）和体表面积的大小有关。受年龄、性别、气候、睡眠、营养状况的影响。生理或病理状况的影响（发热等）环境条件的影响（高温和低温等）其它（精神紧张）,(二)体力活动能,除基础代谢外，是构成人体总能量消耗的主

7、要部分。通常情况下，占人体总能量消耗的15%30%。这部分能量消耗，主要取决于体力活动的强度和持续时间。人体能量需要量的不同主要是由于体力活动的差别。,体力活动包括娱乐活动、体育活动和各种体力劳动。这些活动都需要通过肌肉收缩来完成，皆需要消耗能量。根据劳动（或活动）强度不同把体力活动分为5个等级。1、极轻体力劳动:身体主要处于坐位的工作。2、轻体力劳动：站立为主的工作。3、中等体力劳动：机械操作、驾驶员和农田劳动等。4、重体力劳动：非机械化农业劳动、炼钢和体育活动等。5、极重体力劳动：非机械装卸工作、采矿和开荒等。,男性每日需热量（kJ）=（815+36.6*体重(KG)）*4.184女性每日

8、需热量（kJ）=（580+31.1*体重(KG)）*4.184,(三)食物特殊动力能,现称食物热效应（TEF），是指人体摄食过程中引起的额外的能量消耗。原因为摄食过程中，营养素的消化、吸收、转化、合成所消耗的能量。用于食物的消化吸收：AA的转运、Pr的合成、糖和脂肪的转化等。,不同营养素的特殊动力作用：蛋白质 30%糖 5-6%脂肪 4-5%一般情况下，混食的食物特殊动力作用于引起额外能量消耗为630kJ（150千卡），相当于10%基础代谢能。,(四)生长发育能,成年人的能量消耗包括:1.基础代谢能 2.食物特殊动力能 3.体力活动能.发育阶段的婴儿、儿童及孕妇，一天的能量消耗还应包括生长发育

9、所需要的能量。-为新组织的建立沉积能量（净能）-表现为体重的增加1克新组织的建立约需20千焦(4.78千卡)能量,三、能量的需要与供给,能量的需要与供给,是两个既相互联系又有区别的概念。需要：指维持机体正常生理功能所需要的数量。供给：则是在已知需要量的前提下，按食物的生产水平与人们的饮食习惯,同时考虑人群中的个体差异和照顾群体的绝大多数所设置的一个安全量.因此供给量往往比需要量高。,我国人民每日膳食中热能供给量,成年男子(65kg)中等体力劳动 3000kcal 20-39岁 轻体力劳动 2600kcal成年女子(55kg)中等体力劳动 2800kcal 20-39岁 轻体力劳动 2400kc

10、al少年男子(54kg)16-19岁 3000kcal少年女子(50kg)16-19岁 2700kcal 40-49岁-5%50-59岁-10%60-69岁-20%70岁以上-30%,我们该进食多少？这要看我们每天能用多少能量,每日所用能量(KJ)男性 女性儿童 8岁 8800 8800 青少年 15岁 9600 12600 成人 作文职 11500 9450成人 作粗重工作 20000 12600怀孕女性 10000,能量的来源糖60-70%主要脂肪15-20%其次蛋白质10-15%少量(主要修补/维持)糖:3000千卡*70%/4千卡=525克脂肪:3000千卡*15%/9千=50克蛋白质

11、:3000千卡*15%/4千=112.5克,四、人体能量平衡的测算方法,1、时间活动法（估测消耗）对测试对象进行全日活动的追踪观察和记录，活动的内容和所占时间，根据各种典型活动的能量消耗（按表2-2或表2-3）算出被测对象24小时总消耗能量。加食物特殊动力能（基础的10%）,2、食物的摄入量计算法,估算当日全天摄入的食物总热能。进食要适量一般连续测定5-7天，取平均值常维持机体能量平衡消耗=摄入测量体重是是维持能量平衡的简便方法,五、人体热能消耗量的测定法,CO2+H2O+热能-60%体温食物+氧气 ATP（化学能）-40%生命活动 ADP+Pi（无机磷）+热能(收缩/传导)（化学能）散发于体

12、外可通过人体的产热量、吸氧量或食物的摄取量进行估算人体热量消耗量,三种方法,1、直接测热法：用大型呼吸热量计测定2、间接测热法：根据人体在一定的时间内进行某种活动所消耗氧气的体积进行计算 产热量或消耗的热量（kJ)=20.18耗氧量（L）3、从摄入食物的含热量计算 按食物成分表计算其中所含的热量，所求出的机体摄入总热量也即代表机体消耗的能量。,能量代谢失衡,能量不足消瘦、贫血、神经衰弱、脉搏缓慢、体力下降、体温低、抵抗力底。蛋白质热能营养不良。能量过剩肥胖、血糖升高、脂肪沉积、肝脂增加，肝功能下降。,思考题,必须课内完成1、何谓能量平衡？为什么要经常注意能量平衡？2、人体热能消耗包括哪几个方面

13、？3、什么叫基础代谢能？什么叫食物特殊动力能？影响基础代谢的因素有哪些？4、你每天应摄入多少克糖、脂肪和蛋白质？,阅读材料：饭吃八分饱,近年来,生物学家在延长动物寿命方面取得了三项重大成果:(1)应用选择性繁殖的方法,将果蝇的寿命延长了1倍。(2)通过抑制一种叫age-1的基因活动,使线虫的寿命增加了70。(3)喂饲啮齿类动物超低热量饮食,使其寿命相当于人类160岁。采用激素或者基因疗法也许能使人多活几十年,但是目前还做不到。一个只有0.1毫米长的透明线虫与人的差异也实在太大了。所以,大家可能对关于啮齿类动物(与人类同属哺乳动物)所取得的研究成果最感兴趣。,虽然从1934年起,科学家已经令人信

14、服地反复证明了摄食热量限制能有效地减缓多种动物的衰老,但这种摄食方式究竟能否延长人类的寿命和维持良好的健康状态,还远未找到确切的答案。已经有人在对猴子进行类似的研究,实验组猴子的摄食热量都严格限制在比摄食热量正常的对照组约低30%的水平上,迄今为止的初步研究结果是令人鼓舞的,实验组猴子与对照组的相比,都不仅既健康又活泼,而且延缓了某些方面的衰老,例如减慢了血压、胰岛素和血糖随年龄的升高。到目前为止,还未见对平均体重的人进行长期摄食热量限制的精细研究结果;而对发展中国家里因贫困而被迫以低热量饮食为生的人群所得的研究数据,也不能提供有用的信息,因为这些人群一般都不能从饮食中获得足够的基本营养。,近

15、年来,日本人的平均寿命是世界之最,其原因是多种多样的,但与日本人奉行“腹八分目医者(饭吃八分饱,没病身体好)”的饮食哲学有很大的关系。日本冲绳群岛的居民,他们摄入的热量比其他日本人要少(但仍能提供必需的营养),他们中百岁老人的出现率是日本的其他任何一个岛屿的居民的多倍,而他们患心脏病、中风、癌症、糖尿病和老年性大脑疾病的比例比其他日本人低。此外,美国和世界其他地区的流行病学调查结果表明,在摄食热量低的人群中某些癌症(尤其是乳腺癌、结肠癌和胃癌)的发病率较低。这类资料都表明,人类的健康和寿命很可能也能得益于低热量饮食。,正常饮食 低热量饮食平均寿命 50d 90d最高寿命 100d 139d,正

16、常饮食 低热量饮食平均寿命 23m 33m最高寿命 33m 47m,正常饮食 低热量饮食平均寿命 33m 45m最高寿命 54m 69m,自1934年进行第一次有关实验以来,大量的实验研究显示,一些哺乳动物(如老鼠、兔子和狗)通过比同类动物少吃30-40%的食物,能够比同类多存活1/31/2的时间,且更加年轻、活泼、瘦削,不容易罹患癌症和各种传染病。这是否意味着为了健康长寿人应该处于半饥饿状态呢?首先,在对灵长类动物(猴子等)的实验研究取得进一步的进展之前,大概不会有科学家把严格的摄食热量限制推荐给大量的人采用。其次,动物实验已经表明,突然的、快速的摄食热量限制并不能延长动物的寿命,而且摄食热

17、量限制还会延缓年幼啮齿类动物的生长。所以,对于人类来说,比较恰当的做法可能是:在成年之后,渐进地实施减少摄食热量的计划,而其关键在于适当少食的同时仍保证摄入足量的蛋白质、脂肪、维生素和矿物质。,对于打算通过摄食热量限制来延长寿命和保健的人,请注意以下几点:(1)成年之后,越早实施摄食热量限制计划,一般说来效果越好。(2)应逐渐减少热量的摄入,任何突然的、快速的摄食热量限制都会产生相反的效果。例如,对于一个身高为1.7米的男性极轻体力劳动者来说,在实施摄食热量限制计划初,可以将摄食热量控制在9.94兆焦左右;然后在5-6年内逐渐减少到8.29兆焦左右。(3)食用一些营养价值丰富的食品,在摄入足够的营养的同时摄入较少的热量,为此个人就必须精挑细选食物,或许还必须服用维生素和其他一些养分的片剂或胶囊。在所有的食品中,蔬菜和鲜果具有最多的抗衰老物质和最低的热量。,(4)摄食热量限制计划木适用于以下人群:正在生长发育的少年儿童,营养不足的老年人,患有严重疾病的人,正在康复中的病人等。(5)应该在医生指导下实施摄食热量限制计划。过度的摄食热量限制有可能导致女性不孕症。长期处于排卵停止状态并伴有雌激素生成减少的女性,若实施摄食热量限制计划,则老年时患骨质疏松症和肌肉块减损的危险上升。摄食热量限制还有可能损害人的抗损伤、抗感染和抗严寒酷暑的能力。,