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1、第三章 营养与能量平衡,3.1 能量与能量单位 3.2 能量平衡 3.3 产能营养素的能量 3.4 人体能量的消耗 3.5 能量的供给与食物来源,2,本章学习的目的与要求,了解能量与能量单位 熟练掌握人体能量来源与能值 掌握能量消耗的构成 掌握能量不平衡对人体的影响 掌握能量的合理膳食来源与构成及适宜摄入量,3,3.1 能量与能量单位,能量来源,太阳能,光合作用,脂肪,碳水化合物,蛋白质,饮食营养,4,能量的转移、贮存与利用,食物,5,能量单位,能量是一个系统作功的能力。 单位： 焦耳：将1Kg的物体用1牛顿的力移动1米所作的功 卡：将1g的水从15上升到16 时所消耗的能量 焦或焦耳(jou
2、le, J)，千焦(kJ)和兆焦(MJ) 卡(calorie, cal)或千卡(kcal) 换算的关系：1kcal=4.184kJ,6,3.2 能量平衡,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。,7,摄取能量 消耗能量 体重变化,能量平衡；体重稳定不变 正平衡；体重增加 负平衡；体重减轻,8,进食量过大 而活动量不足,多余的能量转换为脂肪而积存,体重增加 超重甚至肥胖,进食量与活动量不平衡,进食量不足 活动量过大,消 瘦 劳动能力下降,能量摄入不足,据日本研究，肥胖带来的危害至少有7个方面 1.增加心脑和血管的负担，导致动脉硬
3、化，其结果可引起心室肥大，继而出现心绞痛、心力衰竭和高血压，脑溢血等心脑血管疾病。 2.导致便秘，诱发肠癌。 3.形成脂肪肝，导致胆石症。 4.影响呼吸运动，导致气短、乏力甚至缺氧、发绀等肺部疾患。 5.导致胰腺炎，糖尿病的发生。 6.导致性功能障碍，如阳痿、月经过少、闭经和不孕症等。 7.引发腰痛和变型关节炎,消瘦的危害 影响生长发育、消瘦 体质差，抵抗力弱，易患疾病 贫血、神经衰弱、皮肤干燥 脉搏缓慢、工作能力下降、体温低,9,能量代谢与平衡,评价指标: BMI(体质指数)=1924(体重kg/身高m2) WHR(腰臀比) 0.8 能量摄入是否平衡, 主要看体重变化 要求:1KG/周;2K
4、G/年 通过控制能量摄入来调节体重，而不是脂肪摄入量,10,11,体质指数对寿命之影响,12,3.3 产能营养素的能量,总能值或物理燃烧热(粗卡价) 食物彻底燃烧时所测定的能值。 蛋白质 5.65kcal/g 23.6kJ/g 脂肪 9.45kcal/g 39.5kJ/g 糖类 4.1kcal/g 17.2kJ/g 乙醇 7.1kcal/g 29.7kJ/g,13,生理能值（或生理卡价）,每克碳水化合物、脂肪、蛋白质在体内氧化产生的热能值 碳水化合物：17.15kJ98%16.8kJ（4kcal） 脂肪：39.5kJ95%37.6kJ（9kcal） 蛋白质：（23.645.44）kJ92%16
5、.7kJ（4kcal） 乙醇：29.7kJ（7.1kcal） 蛋白质、脂肪、碳水化合物为三大产热营养素,14,产能营养素能值的测定,用氧弹热量计（bomb calorimeter),15,3.4 人体消耗的能量,人体每日能量的消耗主要包括四个方面： 基础代谢能 体力活动能 食物特殊动力能 生长发育能（儿童、孕妇等）,16,热能消耗 需要基础代谢+活动+食物热效应,人体能量消耗的构成图解,17,概念： 基础代谢（basal metabolism BM） 是指维持机体最基本的生命活动所必需的能量消耗，包括体温、心跳、呼吸、消化、代谢和排泄、血液循环、腺体分泌、肌肉的一定紧张度等 基础代谢能：是指人
6、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能量消耗,18,基础代谢率(basal metabolism rate, BMR),单位时间内人体所消耗的基础代谢能。 单位：kJ/(m2h)、kJ/ (kgh)、MJ/d 一般占全天消耗的60%70%,19,人体基础代谢率BMR,20,基础代谢能的测定：,受试者静卧在20环境中，处于休息状态，既无体力活动又无脑力劳动，且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,恒温 (18-25),安静 静卧,禁食12hr,热能消耗 (BM),体温 呼吸 血液循环 其它器官 生理需要,放松 清醒,仅维持 最基本 生命活动
7、,21,影响基础代谢的因素,种族 年龄与性别 身体成分与体形 营养状态 疾病 内分泌：甲状腺素、肾上腺素、脑垂体激素 气温等,22,体力活动消耗的热能在人体总热能消耗中占主要部分。约占总能量的1530% 变化最大，是控制能量平衡的重要部分 不同体力活动所消耗的热能不同,营养学上根据能量消耗水平（即活动强度）分为五个级别,体力活动能,23,中国成人活动水平分级建议,PAL：physical activity level, 体力活动水平=总能量消耗/基础代谢能,24,洗衣 2.362 扫地 2.716 步行 2.703 做菜做饭 1.594 擦洗玻璃 1.919 擦地板 2.817 上下楼梯 4.
8、500 洗澡 1.214 步行(中等速度）1.675 打电话 1.125,安静躺卧 0.652 晚睡 0.734 午睡 0.813 休息(坐着)0.786 卧床看书 0.804 看电影 0.806 穿衣 2.232 脱衣 2.170 整理床铺 2.263 坐着吃 0.844,活动种类与能量消耗kcal/m2.min,25,活动种类与能量消耗（kcal/m2.min）,上自习 0.846 考试 0.916 抄黑板报0.980 站立听课0.985 实习 1.002 上业务课0.812 看示教 0.808 开会 0.812 指挥唱歌2.645 骑自行车3.006,集体舞 4.031 棒球 4.032
9、 排球 4.072 跑步 5.802 篮球 5.785 足球 5.965 游泳自由式4.056 散步 1.488 广播体操 2.770 普通早操 2.654,26,食物特殊动力作用(specific dynamic action,SDA),食物特殊动力作用又称食物热效应（Thermic Effect of Food，TEF）:是在食物摄取、消化、吸收、代谢转化等过程中所产生的热能消耗。 产生原因： 食物在消化道消化、吸收、代谢过程中的能量消耗 食物中只有转化为高能磷酸键（三磷酸腺苷，ATP）的部分才能被机体利用，其余的作为热能向体外散发，从而使消耗部分能量,碳水化合物: 56 脂肪: 45 蛋
10、白质: 30 混合膳食： BM10%,27,正常成人能量消耗的构成图解,28,生长发育能,主要包括儿童、孕妇 每增加1克新组织约需20kJ(4.78Kcal)的能量 新生儿按千克体重计算时，比成年人相对消耗多23倍的能量 36个月的婴儿，每天有1523%所摄入的能量被机体用于生长发育的需要,29,人体能量消耗的测定,人体一日热能需要的确定 对指导人们改善自身膳食结构、规律，维持能量平衡，提高健康水平非常重要,测量法,复杂 昂贵 较准确,直接测热法,间接测热法,计算法,简便 易行 结果较粗,膳食调查,计算热能消耗确定热能需要,30,1）直接测定法,直接收集并测量人体所放散的全部热量的方法。,31
11、,直接测热装置示意图,32,间接测定法,根据人体耗氧量的多少来推算所消耗的能量。用呼吸量测定器测定 食物在体内分解释放能量时，必须消耗一定量的氧，产生一定量的CO2； CO2的产生量与O2的消耗量之间的比称为呼吸商(Respiratory Quotient, RQ) 。 呼吸商随着体内消耗的能源物质不同而异。 意义：可估计某一段时间体内被氧化的3种物质比例,33,糖的呼吸商约为1，以葡萄糖为例： C6H12O6+6O26CO2+6H2O RQ=6mol O2/6molO2=622.4/622.4=1.0 脂肪呼吸商约为0.7，以软脂酸甘油酯为例： 2C51H98O6+145O2102CO2+9
12、8H2O RQ=102molO2/145molO2=10222.4/14522.4=0.7 蛋白质的呼吸商约为0.8： RQ=（152.17/4422.4）/（138.18/3222.4）=77.47L CO2/96.73L O2=0.8,34,35,间接测定法,活动时间记录法 能量消耗活动种类能量系数该项活动持续时间 食物摄入量能量计算法 调查食物摄入量，根据食物与能量的关系计算 能量平衡观察法 体力活动水平计算法 能量需要量或消耗量=BMRPAL,36,能量不平衡的危害,1热量不足的危害 长期热能摄入不足，会影响蛋白质吸收利用，造成体内蛋白质缺乏，出现蛋白质营养不良。表现为消瘦、贫血、神经
13、衰弱、皮肤干燥、脉搏缓慢、免疫力、健康水平下降等 2能量过剩的危害 若摄入的食物超过需要量，即热能过剩，多余的热能就会在体内转化为脂肪贮存起来，尤其容易积聚在皮下组织。长期热能过剩，会使体脂增多，造成肥胖。肥胖会有大量脂肪积聚在皮下和内脏上，影响内脏正常的生理功能。易并发糖尿病、胆结石、胰腺炎、痛风症和某些癌症等 造成热能不平衡的原因主要有：饮食和运动,37,3.5 能量的供给与食物来源,DRIs及能量摄入,38,我们该进食多少？,39,40,能量摄入比例,脂肪 2030,蛋白质 1114,糖3000千卡*70%/4千卡= 525克； 脂肪3000千卡*15%/9千卡=50克； 蛋白质3000
14、千卡*15%/4千卡=112.5克,碳水化合物 5565,41,蛋白质食物来源的热量组成的比例,42,四类食物中的热量组成结构的比例建议,43,脂肪食物来源的热量组成比例,44,食物提供的能量特点,动物性食物： 较多的脂肪和蛋白质 植物性食物： 粮食：以糖类和蛋白质为主 油料作物：含有丰富的脂肪,45,常见食物所含热能 (千卡/100克食物),猪油 891 内脏 100 鱼 100 蛋 200 蛋糕 319 冰砖 188 牛奶 71 奶粉 522 肉松 357,猪肉(瘦) 330 猪肉(中) 580 猪肉(肥) 800 牛肉(肥) 397 牛肉(瘦) 150 羊肉(肥) 542 羊肉(瘦) 1
15、94 鸡肉 104 鸭肉 107 鹅肉 144,46,常见食物所含热能(千卡/100克食物),胡桃仁 627 芝麻 660 花生米 563 西瓜子仁 555 素油 900,黄豆 359 绿豆 316 毛豆 123 蚕豆(去皮)342 蚕豆(鲜) 104 竹笋 30 蔬菜 1030 瓜类 1030 水果(平均)50,47,常见食物所含热能(千卡/100克）,蛋糕 319 冰砖 188 牛奶 71 奶粉 522 巧克力 532 麦乳精 368,稻米 350 面粉 350 玉米 350 糖 380 木薯 118 山芋 92,48,饭吃八分饱,近年来动物寿命方面取得的重大成果: (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。,49,饭吃八分饱,正常饮食 低热量饮食 平均寿命 50d 90d 最高寿命 100d 139d,正常饮食 低热量饮食 平均寿命 23m 33m 最高寿命 33m 47m,
