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1、运动营养学,第二章 运动与能量,本章主要介绍了食物的卡值、ATP与能量代谢、氧热价、呼吸商等基本知识，论述了影响人体能量需要量的因素，包括维持基础代谢所需的能量，从事活动包括日常生活学习、体育锻炼与劳动所消耗的能量以及食物特殊动力作用所消耗的能量；根据不同劳动强度的能量补充量以及能量平衡。,【本章提要】,第一节 基本概念与术语,人类为了维持生命、从事劳动以及体育运动必须每天从各种食物中取得能量，以满足机体的需要。事实上，不仅劳动或运动时需要能量，就是机体处于安静状态，也要消耗一定的能量。例如心脏跳动、血液循环、等都需要消耗能量，其来源就是每天摄取食物中的糖类、脂肪和蛋白质三种营养素。,对人类来
2、说，机体可以从食物中获得能量，食物中能作为能源物质的只有糖、脂肪、蛋白质三大类物质，这三类物质又统称为热源物质或能源物质。 能量的单位，营养学上用“卡”(cal)表示，按照量和单位国家标准，能量的单位应采用“焦耳”(Joule) 表示，营养学上仍习惯采用卡或千卡。 千卡(kcal) 4.18千焦耳（kJ ） 千焦耳（kJ）0.24千卡（kcal）,一、能量与能量单位, 通常把1克供能物质氧化分解时所释放的能量，称为该物质的卡价。糖、脂肪、蛋白质三大营养物在体内氧化的卡价分别为： 糖 4.1 千卡/克（17.14千焦/克） 脂肪 9.3千卡/克（38.87千焦/克） 蛋白质 4.1千卡/克（17
3、.14千焦/克）,二、食物的卡值, 糖类、脂肪和蛋白质在体内氧化燃烧，最后生成二氧化碳和水。营养素在体内被氧化成为二氧化碳和水并放出能量的过程可以称为生物氧化，在生物氧化过程中，有腺苷三磷酸(ATP)形成，ATP在细胞内普遍存在。ATP分子水解时可释放能量是机体进行各种生命活动所需能量的来源等。,三、ATP与能量代谢, 营养物质在体内氧化时，每消耗1升氧气所释放的能量称为该物质的氧热价。食物在体内氧化要消耗氧，但由于食物的分子结构不同，所以氧化分解时的耗氧量也不同。 1克糖完全氧化需耗氧气0.83升，根据1克糖的卡价为4.1千卡（17.14千焦），就可算出每消耗1升氧来氧化糖类食物时，其氧热价
4、为5千卡。 1克脂肪完全氧化需耗氧气2.06升，根据1克脂肪的卡价为9.3千卡（38.87千焦），可算出每消耗1升氧来氧化糖类食物时，其氧热价为4.5千卡（18.81千焦）。,四、氧热价,食物在体内被从肺吸入的O2最终氧化成CO和2，同时释放能量。不同食物所含的能源物质碳、氢、氧等化学组成不尽相同，故在氧化中所需的O2及生成的CO也就不同。食物在体内氧化生成CO体积与同时消耗O的体积之比称为呼吸商（RQ）。糖的呼吸商为1.0，脂肪的呼吸商为0.7，蛋白质的呼吸商为0.8。 ,五、呼吸商,普通膳食所含糖类，脂类及蛋白质往往不同，因此其呼吸商是有差异的。根据实验，食进普通膳食的呼吸商约为0.85，
5、多食糖类则呼吸商增高，多食脂类和蛋白质则呼吸商降低。正常的呼吸商值在1.00.7之间。由于运动强度不同,各种能源供能比例不同，呼吸商会出现差异。,人体能量需要量主要决定于下列三个方面： 1.维持基础代谢所需的能量； 2.从事活动包括日常生活学习、体育锻炼和劳动所消耗的能量； 3.食物特殊动力作用所消耗的能量。 其中最主要的是活动所消耗的能量，所占比重较大。,第二节 影响人体能量需要量的因素,基础代谢能量 是机体处于清醒、神经肌肉完全安静与空腹状态下，维持生命所必需的最低能量需要量，亦即机体静卧在1825的环境中，完全处于休息状态，既无体力劳动也无脑力劳动，而且在12小时前已停止进食，消化系统也
6、处于静止状态，基本上是维持体温和器官内脏最基本活动所需的最低能量。机体处于安静状态时用于体温维持，心脏跳动、肺的呼吸和肌肉紧张度的维持，所消耗的能量，称之为基础代谢能量。,一、维持基础代谢所需要的能量, 基础代谢率（BMR）：指以每小时每千克体重或每平方米体表面积所散发的能量表示基础代谢。 影响运动员的基础代谢的因素：训练水平、每日运动量。运动员系统训练后，机体肌肉量增加，使基础代谢相应提高；另一方面，运动训练使迷走神经的紧张度增加，心跳、呼吸变慢，肌肉放松，使基础代谢下降。两者相抵，结果是运动对基础代谢影响不大。实际测定运动员的基础代谢，有的比正常人高，也有的比正常人低，这与受试者的肌肉量及
7、其测定日的身体状况等因素有关，应具体分析。,根据劳动强度不同，一般将劳动分成五级： （1）极轻体力劳动。 （2）轻体力劳动：。 （3）中等体力劳动。 （4）重体力劳动。 （5）极重体力劳动。,二、从事体力活动所消耗的能量,从事劳动所消耗的能量在人体能量总需要量中占主要部分。劳动所消耗的能量与劳动强度、劳动持续时间以及工作熟练程度有关，即劳动强度越大、持续时间越长、工作越不熟练，能量消耗越多。,食物的特殊动力作用是指食物经过消化吸收后,单体在机体内合成有机大分子过程中消耗的能量。不同食物特殊动力作用消耗的能量，蛋白质的特别动力作用最高，为30；糖类者次之，为；脂类最低，只有；正常混合膳食约为10
8、。在计划一个人的膳食时，其能量的供给比其基础代谢与劳动所需者的总和应高约10，以补偿食物特别动力作用耗去的能量。,三、食物特殊动力作用的能量消耗, 运动员的食物特殊动力作用稍高于一般人，其原因是训练能引起机体的兴奋性提高和消化机能减低，而且运动员的蛋白质摄入量比一般人多（是因能量消耗增多所致），因此宜采用总能量消耗的15作为运动员的食物特殊动力效应。,第三节 能量需要量的计算方法, 人体能量消耗的测试方法主要有直接测热法和间接测热法。在营养调查工作中，可采用较为简便的“活动观察法”或“体重平衡法”；另外，还可采用公式简易推算法来计算能量消耗。, 该方法只需测定运动员的身高和体重，不需任何仪器。
9、就可推算出运动时的能量消耗量。其具体公式为： 能量消耗量（相对代谢率12）（基础代谢率体表面积60运动时间）（RMR12）BMRBSA60（分钟）,一、公式简易推算法,对调查对象进行24小时的跟踪观察，详细计算各项活动的持续时间，参照各种动作能量消耗率，查算出一日的能量消耗，在此基础上再加上15的食物特殊动力作用所消耗的能量，就是一天的能量需要量。,二、活动观察计算法,计算一日能量消耗的平均值，可进行多日观察，然后根据各类活动在调查期间所占的时间比例，求出一日能量消耗的平均值，观察天数越多，代表性越强，偏差越小。 活动观察法虽简便易行（除秒表计时外，不需要其他设备），但要求被调查者密切配合，各
10、项工作计时准确，偶有疏漏，便影响计算结果，而且费时费人力。,此法只适用于健康成人。健康成年人机体有维持能量平衡的调节机制，使能量的摄入与消耗相适应，体重保持相对平衡。因此，精确地计算出一定时期（连续15天以上）所摄入的食物能量，并测定此时期始末的体重。,三、体重平衡法,经常测量体重是监测能量是否平衡的简便的方法。如果体重恒定或相当于标准体重，说明这段时间内能量的摄入平衡，即摄入量和消耗量大致相等。一般来说体重有所增加，则说明能量的摄入大于消耗，过剩的能量以脂肪的形式积累在体内。如果没有疾病的情况下体重减少，则说明能量的摄入长期低于消耗，因而只得运用体内脂肪来满足所需能量。,男: 身高165厘米
11、 标准体重（千克）=身高（厘米）100 身高165厘米 标准体重（千克）=身高（厘米）105 女: 标准体重（千克）=身高（米）110 ,我国成人标准体重可参考下列公式计算：,如实测体重在标准体重10%之间，属正常；在10%20之间，属过重或消瘦；如20%属肥胖或瘦弱。如某男子身高为170厘米，他的标准体重应为70千克。如体重在6377千克之间是正常的，超出或低于这个范围都不能视为能量的摄入平衡。,第四节 能量平衡,人体每天的能量需要量应以消耗量的多少为基准，能量供给过多或不足都会影响健康，甚至引起疾病。长期能量供给不足，可发生营养不良症，能量过剩，则在体内转变成脂肪，形成肥胖。, 1965年
12、中国生理科学会曾修订并建议我国人民每日膳食中能量供给量标准。参照最近几年来有关科学的进展，可以认为这一建议仍基本适用。 关于气温的变化对能量代谢的影响，过去认为如以年平均气温10为标准，年平均气温每增高10，能量供给量减少5，年平均气温每降低10，则能量供给量增加3。但现在认为实际上气温变化对人体能量需要量影响不大，可以不做校正。 ,一、膳食中能量供给标准, 人在不同年龄阶段，体内能量代谢有所不同。儿童少年，生长发育迅速，代谢旺盛，能量代谢相对较高，年龄越小基础代谢和活动所消耗的能量也越多。因此，在确定儿童少年能量需要时，除根据基础代谢、食物特殊动力作用及各种活动等三方面的消耗外，还应考虑供应
13、生长发育所需的能量物质，这一部分能量占总能量的比例大致如下： 学前期儿童占1516； 小学阶段占10； 中学阶段占1315。,二、不同年龄阶段能量供给量,对积极参加体育活动的儿童少年，能量供给量应高于同龄儿童少年。进入青春发育期后，在形态和生理功能上都发生一系列的变化 ，各个器官发育逐渐成熟，对营养的供给也需提出更高要求。 我国对青少年能量的供给量超过从事中等体力劳动的成年人，若长期能量供给不足，将会出现疲劳、乏力、身体消瘦、发育迟缓或停滞、抵抗力下降等一系列营养不良症状。, 人体进入中年以后，基础代谢率逐渐降低，体力活动减小，因而体内能量消耗也随之减少。目前国际上采用年龄变化来校正能量供给量
14、的方法，以2039岁成人，男子体重为65千克，女子体重为55千克的能量供给量为基础，超过此年龄的，能量摄取逐年递减，防止能量摄取过多。其减少标准为： 4049岁减， 5059岁减10， 5059岁减20， 70岁以上减30。, 运动员的体力活动包括运动训练以及运动训练以外的各种活动。运动训练时的能量代谢主要取决于运动强度、密度和持续时间三要素，同时也受运动员的体重、年龄、营养状态、训练水平、精神状态及训练时主观用力程度等因素影响。不同项目运动的能量代谢具有显著的不同特点，因而导致运动时能量需要量各不同。,三、运动员能量供给量, 人体所需能量来源是食物中的糖类、脂肪和蛋白质。这些营养素在体内的氧
15、化过程与在体外燃烧有类似之处，但由于其最终产物不同，所以释放的能量并不完全相等。另外，食物中所含营养素在消化道内，并非100被吸收，根据营养素在体内氧化所释放的能量时，还应考虑吸收率。正常人吃普通混合膳食时，糖类物质平均吸收率为98、脂肪为95、蛋白质92；,四、膳食中能量来源,因此，上述三种营养素所供给能量的数量（或称食物的卡价）可按每克碳水化物4千卡能量、每克脂肪9千卡能量和每克蛋白质4 千卡能量计算。至于供给能量的营养素在膳食中占的比例，可因它们的特点、在机体中作用、饮食习惯和各地食品的种类而不同。一般情况下，我国人民膳食中大约总能量的6070来自碳水化物，1014来自蛋白质和1620来自脂肪。, 肌内活动对能量代谢的影响最显著。机体进行任何轻微的活动都可提高能量代谢率，特别在剧烈运动或劳动时，产能量可增大到安静时的1520倍，甚至近千倍。 影响运动时能量消耗的因素主要取决于运动量的大小（即运动强度、密度和运动的持续时间）、运动条件和运动技术水平等因素。,五、影响能量代谢的因素,（一）肌肉活动的影响, 人在平静地思考问题时，能量代谢并无明显影响，释放能量的增加一般不超过14。但当精神紧张伴有情绪激动时，能量代谢明显增强。这一方面是由于精神紧张时，骨骼肌的紧张性也加强，这时虽无明显的肌肉活动，但能量释放已经提高；另一方面是交感神经兴奋，肾上腺素分泌增加，使机
