人體能量的消耗:基礎代謝、體力活動和食物的特殊動力

人體對能量的需要量取決於機體對能量的消耗。成年人的能量消耗主要用於基礎代謝、體力活動和食物的特殊動力。對於孕婦、乳母、嬰幼兒、兒童、青少年能量消耗還包括生長髮育等特殊能量需要。

基礎代謝(Basal Metabolism,BM)

是指人體處於空腹、靜臥、適宜的室溫(20~25℃)及清醒狀態下,測定的維持體溫、心跳、呼吸等機體最基本生命活動所必需的能量消耗。單位時間內的基礎代謝稱為基礎代謝率(Basal Metabolic Rate,BMR),一般以每小時每平方米體表面積所消耗的基礎代謝能量為指標,表示單位為kJ(kcal)/(㎡·h)。基礎代謝占人體每日能量消耗的60%~75%。同年齡、同性別的人在同一生理條件下基礎代謝基本接近,故測定基礎代謝率可瞭解一個人代謝狀態是否正常。

基礎代謝率不僅和人的年齡、性別、體表面積等有關,而且還受人的高級神經活動、內分泌系統狀態、外界氣候條件等因素的影響。一般情況下,成年男子每千克體重每小時約消耗4.2kJ,體重60kg的人24h的基礎代謝為:4.2x60x24=6027.6kJ。女性比男性低2%~12%,老年人比中年人低10%~15%,兒童和青少年比成人高10%~12%,孕期的基礎代謝率約增加2%。人體每小時基礎代謝率(表1)。

表1 人體每小時基礎代謝率
年齡/歲男/kJ . m-2女/kJ . m2年齡/歲男/kJ . m-2女/kJ . m-2
1221.8221.830154.0146.9
3214.6214.235152.7146.4
5206.3202.540151.9146.0
7197.9200.045151.5144.3
9189.1179.150149.8139.7
11179.9175.755148.1139.3
13177.0168.660146.0136.8
15174.9158.865143.9134.7
17170.7151.970141.4132.6
19164.0148.575138.9131.0
20161.5147.780138.1129.3
25156.9147.3

實際工作中,可根據身高、體重算出體表面積,然後再按照體表面積與該年齡的基礎代謝率計算個體的基礎代謝的能量。體表面積計算公式如下:

體表面積(㎡)=0.00659x身高(cm)+0.0126x體重(kg)—0.1603人體24h的基礎代謝所消耗能量可按下式計算:

24h基礎代謝所消耗能量=體表面積x基礎代謝率x24

例如:1個60kg體重,身高170cm的30歲男子,按上述公式計算體表面積為1.72㎡,該年齡基礎代謝率為每平方米每小時154kJ,則 24h 基礎代謝所消耗熱能為:1.72x154x24=6 357.1 kJ。

體力活動

人體進行各種體力活動所消耗的能量占人體總能量消耗的15%~35%。影響體力活動能量消耗的因素:①勞動強度越大,持續時間越長,能量消耗越多。②體重越重者能量消耗越多。③肌肉越發達者,能量活動越多。④與工作熟練程度有關。中國營養學會建議我國人群的勞動強度劃分為輕、中、重3級(表2)。

表2 中國成人活動水準分級
勞動強度職業工作時間分配工作內容舉例PAL
75%時間坐或站立 25%時間站著活動辦公室工作、修理電器鐘錶、售貨員、 酒店服務員、化學實驗操作、講課等1.551.56
25%時間坐或站立 75%時間特殊職業活動學生日常活動、機動車駕駛、電工安裝、 車床操作、金工切割1.781.64
40%時間坐或站立 60%時間特殊職業活動非機械化農業勞動、煉鋼、舞蹈、體育 活動、裝卸、採礦等2.101.82
註:PAL:physical activity level,即體力活動水準

食物特殊動力作用(Specific Dynamic Action,SDA)

又稱為食物熱效應(Thermic Effect of Food,TEF)。人體在攝食過程中,由於要對食物中營養素行消化、吸收、代謝轉化等,需要額外消耗能量,同時引起體溫升高和能量散髮,這種因攝食而引起的能量額外消耗稱食物熱效應。食物熱效應與食物成分、進食量和進食頻率有關,通常含蛋白質豐富的食物最高,其次是富含碳水化合物的食物,最後才是富含脂肪的食物。混合性食物的熱效應占其總能量的10%,吃得越多,能量消耗也越多,吃得快比吃得慢食物熱效應高。

生長髮育等能量消耗

對於兒童、孕婦以及長期患病引起機體高消耗後而處於正在康復期間的患者,其熱能的消耗還要用於機體的生長髮育。