人体能量的测定
基础代谢率的测量及意义
基础代谢率的测量及意义基础代谢率（Basal Metabolic Rate，简称BMR）是指人体在静息状态下保持正常生活所需的最低能量消耗量。
它是指人体维持生命所必需的最低代谢水平，可以用于计算一个人每天所需的能量摄入量，从而达到控制体重的目的。
BMR的测量和意义对于理解身体代谢、调整饮食、制定健身计划都具有重要意义。
测量BMR的方法：1.直接测量法：通过将被测者置于静息状态，并且在安静环境下测量其呼吸氧气消耗和二氧化碳产生的量，从而计算出BMR。
2.间接测量法：利用公式和一些先验数据来计算BMR。
目前应用最为广泛的是哈里斯-班尼迪克方程和米芝尔公式。
这些方程根据年龄、性别、身高和体重等因素来估计一个人的BMR。
BMR的意义：1.测量身体代谢状态：BMR是一个人体内的能量代谢水平的重要指标，它代表了一个人在基础生理状态下消耗能量的速率。
通过测量BMR，可以了解一个人的基本代谢状态，从而为个性化的饮食和锻炼计划提供参考。
2.帮助调整饮食：BMR的测量结果可以作为计算每天所需的能量摄入量的依据。
如果一个人想要减肥，他们可以根据自己的BMR来制定一个适合自己的低热量饮食计划。
相反，如果一个人想要增肌，他们可以根据BMR来确定自己每天所需的蛋白质和热量摄入量。
3.辅助制定健身计划：BMR测量结果可以帮助制定个人的健身计划。
比如，如果一个人的BMR较低，他们可能需要加大锻炼强度和频率来消耗更多的热量。
而BMR较高的人可能可以通过适度的运动来维持体形，而不需要过度燃烧卡路里。
4.评估机体健康：BMR还可以用来评估一个人的身体健康状况。
如果一个人的BMR明显低于标准范围，可能意味着他们有代谢问题，比如甲状腺功能低下症或其他内分泌失调。
因此，通过测量BMR，可以帮助及早发现潜在的健康问题。
总结：基础代谢率是人体在静息状态下的最低能量消耗量，可以通过直接测量法和间接测量法进行测量。
测量BMR对于了解身体代谢、调整饮食、制定健身计划以及评估机体健康状况具有重要意义。
基础营养学
女BEE=655.0955＋9.463×体重〔㎏〕＋1.8496×身高〔㎝〕
－4.6756×年龄〔岁〕
A、B两种方法计算结果非常接近
人体能量需要
一、人体能量平衡 2、决定人体能量消耗的因素
〔1〕基础代谢〔basal metabolism〕 ④安静代谢率及安静代谢热能消耗
安静代谢率〔RMR〕的测定：要求全身处于休息状 态，在进食3-4小时后测定，此时仍处于正常的消化 活动，比较接近人的休息状态。
脂类
〔lipids〕
脂类是一大类天然有机化合物，它包括 极广的化合物，如油、脂肪、磷脂、胆甾 醇和脂溶性维生素以及前列腺素等。 脂类定义 脂类是广泛存在于生物体内，不溶于水而 易溶于极性溶剂的油脂及类似脂肪〔 称 为类脂〕的化合物总称。
一、脂类的组成与分类
〔一〕脂类的组成
〔二〕脂肪的分类
按来源分
算
能量需要量或消耗量＝BMR× PAL
方
法
〔 这是最简单的方法。〕
人体能量需要
三、膳食能量推荐摄入量 〔一〕膳食能量推荐摄入量
膳食能量推荐摄入量〔RNI〕
18－49岁成人 轻体力活动
中等体力活动 重体力活动
男MJ/d 10.04
11.30 13.38
女MJ/d 8.80 9.62 11.30
人体能量需要 三、膳食能量推荐摄入量 〔二〕膳食热能来源
人体能量需要
一、人体能量平衡 2、决定人体能量消耗的因素
〔3〕食物特殊动力作用消耗〔specific dynamic action, SDA〕
①食物特殊动 力作用消耗
指因摄食过程引起的热 量消耗增加的现象。
②不同食物增加 耗热量各不相同
第二章能量代谢
2、脂肪在体内的代谢过程
脂肪组织
脂肪
β-氧化 乙酰辅酶A 三羧酸循环 ATP 肌肉
甘油 + 脂肪酸
磷酸甘油脂 糖异生
肝
脂
肪小 肠
血液
（三）蛋白质
1.蛋白质的生物学功能 构成和修补机体组织。 调节机体生理功能； 氧化供能
2、蛋白质在体内的代谢过程
组织蛋白质
肝 尿素
血液
氨基酸
氨基
肾 尿
小肠
相应的酮酸 +氨基 乙酰辅酶A 三羧酸循环
2、糖在体内的代谢过程
组织氧化 CO2+H2O
肌糖原 乳酸
CO2+H2O 肌肉
血液 小 肠
葡萄糖80-
120mg/100ml
葡 萄 糖
乳酸
肝糖原
肝
3.糖的分解代谢 (1)糖酵解 (2)有氧氧化
无 氧 酵 解 糖 的 分 解 代 谢
有 氧 氧 化
（二）脂肪
1.脂肪代谢的生物学功能 氧化供能——是机体内能量贮存库。 构建细胞的组成成分； 促进脂溶性维生素的吸收与利用； 对机体的保护作用。
（二）基础代谢率的简易测定
第二节 运动状态下的能量代谢
一、能量代谢对急性运动的反应 （一）急性运动时的无氧代谢 • 磷酸原系统——无氧代谢的非乳酸成分 • 糖酵解供能系统——无氧代谢的乳酸成分 （二）急性运动时的有氧氧化 • 有氧氧化系统
（三）急性运动中能量代谢的整合
• 大强度运动中各能量代谢系统对能量供应的参与 并非以顺序出现，而是相互整合、协调，共同完 成能量需求。（表2-6）
• 糖酵解系统： 运动前后丙酮酸或乳酸变化 做工量与血乳酸增值
• 有氧氧化系统： 运动前后ATP合成速率及量的变化 最大摄氧量
基础代谢量的测定条件
基础代谢量的测定条件基础代谢量的测定条件什么是基础代谢量？基础代谢量（Basal Metabolic Rate）指的是人体在静息状态下所消耗的能量。
它是指维持基本生命活动所需的能量，包括心脏跳动、呼吸、细胞新陈代谢等等。
为什么测定基础代谢量？测定基础代谢量可以帮助人们了解自己每天所需的能量摄入量，从而合理安排饮食，控制体重。
此外，对于一些特殊人群来说，如运动员、病患等，测定基础代谢量可以为他们的训练或治疗提供参考。
测定基础代谢量的条件为了准确测定基础代谢量，需要满足以下条件：1.安静状态：测试时应保持静坐或卧姿，不进行任何剧烈运动或说话活动。
2.身体放松：避免肌肉紧张或运动，保持舒适而放松的状态。
3.禁食：测试前8小时内不进食，可饮用水。
4.无烟、无咖啡因：测试前至少4小时内不吸烟或摄入咖啡因。
5.恒温环境：测试环境应保持适宜的温度，避免温度变化引起的代谢率波动。
6.测试时间：测试应在早上醒来后尽早进行，此时代谢率相对稳定。
如何测定基础代谢量？目前常用的测定基础代谢量的方法有以下几种：•间接卡路里法：通过测量静息时呼吸氧气的摄入量和二氧化碳的产生量，来计算能量消耗。
•热能测定法：通过将人体置于密闭热能室中，测定输入和输出的热能来计算基础代谢量。
•心率测量法：结合人体与心率的关系，通过测量静息状态下的心率来估算基础代谢量。
•生物电阻抗法：通过测量人体组织的电阻抗来推算基础代谢量。
测定基础代谢量的注意事项在测定基础代谢量时，需要注意以下几点：1.选择专业机构：选择正规的健康机构或医疗机构进行测定，以确保结果的准确性和可靠性。
2.测试频率：测定基础代谢量不需要频繁进行，一般每年一次即可。
3.个体差异：每个人的基础代谢量因年龄、性别、体重、身高、体脂肪含量等因素而有差异，所以测定结果仅供参考。
基础代谢量的测定条件对于准确评估能量消耗和合理控制饮食具有重要意义，通过科学的测量方法和注意事项，我们能够更好地管理自己的健康。
人体能量消耗的测定方法
人体能量消耗的测定方法人体能量消耗的测定方法人体能量消耗是指人体在一定时间内消耗的能量的总和，是了解人体能量代谢状况的重要指标。
准确测定人体能量消耗对于合理调整饮食结构和进行体力活动非常重要。
以下将介绍几种常用的人体能量消耗的测定方法。
1. 直接测量法直接测量法是通过测量人体产生的能量来估算能量消耗。
常用的直接测量方法有：(1) 热量平衡法热量平衡法是通过测定人体内外产热平衡来估算能量消耗。
该方法需将受试者置于密闭环境中，测量进入和离开环境的能量量，并测定人体产热量和排泄的能量，以计算能量消耗。
(2) 氧气消耗法氧气消耗法是通过测量人体在静息和运动状态下的氧气摄入量来估算能量消耗。
使用氧气消耗仪器，测量受试者在呼吸内氧气和二氧化碳的含量，根据氧气摄入量和二氧化碳排出量的差异计算能量消耗。
2. 间接测量法间接测量法是通过测量与能量消耗相关的生理指标来推算能量消耗水平。
常用的间接测量方法有：(1) 代谢率测定法代谢率测定法是通过测量人体在静息或标准化活动状态下的氧气摄入量和二氧化碳排出量，计算出基础代谢率和活动代谢率，从而估算能量消耗。
(2) 心率测定法心率测定法是通过测量人体在不同活动强度下的心率变化来推算能量消耗。
根据心率与能量消耗之间的线性关系，通过心率表或心率仪器可以估算出能量消耗水平。
(3) 双标记法双标记法是使用示踪剂来测定人体能量消耗。
常用的双标记法是使用稳定同位素标记食物和身体组织，通过测定人体内和尿液中示踪剂的含量，计算能量消耗。
以上是几种常用的人体能量消耗的测定方法，每种方法都有其优缺点和适用范围。
在实际应用中，可以根据具体情况选择合适的方法进行测定。
为了提高测定结果的准确性，还可以结合多种方法进行综合分析和计算。
测定人体能量消耗对于促进健康和运动训练目标的实现具有重要的意义。
人体能量需要
决定人体能量消耗的因素
能量的需要量:
人体对能量的消耗与能量的需要相一致。人体消 耗的能量用于以下几方面：
基础代谢: 体力活动: 食物的特殊动力作用: 此外,对于生长发育中的儿童，还包括生长发育 和身体各种组织增长和更新所需要的能量。
基础代谢 基础代谢(basal metabolism，BM)是指维持 生命的最低能量消耗，即人体在安静和恒温 条件下(一般18～25℃)，禁食12小时后，静 卧、放松而又清醒时的能量消耗。
② 蛋白质:
豆类除含脂肪外还含有丰富的蛋白质；坚果， 如花生、核桃等与大豆近似；
③ 碳水化合物:
谷类中则以碳水化合物为主
④ 蔬菜水果:中含能量很少。
碳水化合物、脂肪和蛋白质这三种供给能量的 营养素代谢中可以互相转化，但彼此不能完全 替代，因为它们在人体内还各自有独特的生理 功能。它们在膳食中应保持恰当的比例。
基础代谢消耗的能量是维持生命活动最起码
的能量需要。
影响基础代谢的因素
a)年龄
年龄越小基础代谢率越高，特别是生长期 的儿童．基础代谢比成人高，青壮年期较 稳定，40岁以后有所下降，老年人基础代 谢降低。 b) 性别 同年龄组的男子基础代谢率高于女子，这 与男子的骨胳肌肉相对发达有关。
c) 身体组成及体型 肌肉不发达、体脂含量多者，基础代谢率低，身 体瘦长者基础代谢高于肥胖者。
KJ/m2
146.9 146.4 146.0 144.3 139.7 139.3 136.8 134.7 132.6 131.0 129.3
Kcal/m2
35.1 35.0 34.9 34.5 33.9 33.3 32.7 32.2 31.7 31.3 30.9
引自《营养与食品卫生学》，第三版
间接能量测定
间接能量测定间接能量测定的原理及应用一、三大产能营养素1、三大产能营养素：蛋白质、脂肪和糖（碳水化合物）2、主要功能：维持人体生命活动是人体产生能量的源泉3、摄入过剩：肥胖糖尿病、三高等4、摄入不足：营养不良贫血、低血糖、儿童发育不良、免疫力低下、延缓病人的康复等5、平衡问题直接关系到人们的健康，只有保持三大营养素的平衡，才能使能量代谢处于平衡状态，使人获得健康。
6、能量代谢：研究人体能量摄入与消耗，静态/运动状态下营养物质的代谢氧化二、如何测能量代谢1、传统的能量代谢测定（1）Harris-Benedict公式男性 66 + { x 体重 (kg)} + {5 x 身高 (cm)} –{ x 年龄 (yrs)}女性 655 + { x体重(kg)} + { x身高(cm)} – { x年龄(yrs)} （2）根据经验估计：25-35kcal/L或基础疾病*应激系数等2、间接能量测定法（金标准）通过使用代谢监测系统测定二氧化碳的产生量、氧气的消耗量来计算三大营养物质在能量消耗中的构成，并得出三大营养素在人体的代谢情况与平衡状况，从而为患者提供科学有效、配比适当的营养支持。
原理：不同的营养基质(碳水化合物，蛋白质和脂肪)在代谢时需要消耗不同量的氧通过测定呼吸气体中氧和二氧化碳的变化，就可以了解测试对象能量代谢和能量消耗的详细情况测定尿素氮(urea urinary nitrogen，UUN )，可以帮助我们确定营养基质的混合比例准确的测试结果有助于为病人提供适当、适量和科学的营养支持掌握病人代谢状况的变化，为调整营养处方提供依据间接测热法是测定能量消耗的“Gold Standard”金标准。
基础能量代谢测定仪器法
基础能量代谢测定仪器法
基础能量代谢测定仪器法是通过使用专门设计的仪器，测量人体在静息状态下消耗的能量。
这种测定方法通常被用于评估个体的基础代谢率，也就是人体在休息状态下需要消耗的能量量。
常见的基础能量代谢测定仪器包括：
1. 呼吸代谢仪：通过测量呼入和呼出的氧气和二氧化碳含量，计算出人体的氧耗和二氧化碳产生量，从而得到能量代谢率。
2. 热量计（热量室）：通过测量人体在封闭的热量室内散发的热量来计算能量代谢率。
热量计通常会测量室内空气的温度变化，以及提供给室内的恒定热量。
3. 代谢仪：代谢仪通常由计算机程序控制，结合呼吸量测量和心率监测来测量能量代谢率。
这种仪器可以通过测量呼吸气体的变化来确定人体使用的氧气和糖分量，从而得到能量消耗量。
基础能量代谢测定仪器法的使用可以帮助医学研究人员、营养师和运动科学家评估个体的基础代谢率，并提供有关能量平衡、身体组成和营养需求的信息。
这些信息对于设计合理的饮食和锻炼计划非常重要。
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在人体热能代谢研究中，传统应用的能量单位为大卡也称千卡（kcal）。
把一升水加热，其
温度从15℃上升到16℃所需要的能（热）量称为1kcal。
根据国务院1984年3月3日布的法令，热量以千焦耳（kJ）为单位。
1kcal=4.184kJ,1kJ=0.239kcal。
食物的能量可用弹式热量计直接测得。
这种热量计是一个能承受很大压力的钢壁容器，即所谓的“弹”，其中有一可以通电的金属样品皿，放入一定量样品并且充以氧气。
此“弹”放于四周有定量水的圆筒内，水与外界隔热。
测定时通以电流，因有氧，遇火花样品完全燃烧，
释放热量。
读出水的温度变化后即可计算此样品所放出的热量。
此为精确的直接测定法，但设备与操作均很繁复，应用不便。
通常应用是从食物成份表计算食物内糖类、脂肪与蛋白质的含量，然后再分别按其生理热价值计算能量的含量。
人体释放的能量测定有直接法和间接法，间接法又分为循环式和开放式两种。
前者的热量人体释放的能量测定有直接法和间接法，间接法又分为循环式和开放式两种。
前者的热量计结构复杂，建造费昂贵，多只用于某些特殊的实验研究，一般很少应用。
间接测热法所根据的原理是人体进行物质代谢释放能量时须消耗一定量的氧；测定人
体一定时间内的氧耗量即可计算热能消耗量。
循环式间接测热法是一个闭合的气体流通循环装置；这一装置依靠活门控制气体定向流通，其中安装有贮存一定氧气量（或已知成分的混合气体）的贮存器，CO2吸收剂（苏打石灰）贮存器及水分吸收剂（浓硫酸或其它吸水剂）贮存器，使之形成一个循环通路。
人体通过此装置进行一定时间的呼吸，即可测出其氧耗量。
并计算出热能消耗量。
这种循环装置的优点是通过一定时间的呼吸，即可得出消耗的氧量，毋须进行气体分析。
因为是固定装置，测定时人体不便活动，所以此法多为医院应用于基础代谢率的测定。
大气空气成分比较恒定，O2为20.94%,C02为0.03%，N2为79.03%,其它一些微量气体可略不计；同时，N2在人体气体代谢过程中，既不能吸收利用，也不能从体内增加而经
肺排出。
因而有可能采用开放式间接测热法以测定人体的能量消耗。
测定时人体吸入外界空气，只收集呼出气进行分析，分析所得的O2与CO2的百分比与空气比较，结合一定时间呼出的气体量，即可计算一定时间内的氧耗量和CO2排出量。
开放式间接测热法的经典方法
是Douglas-Haldane法。
这一方法主要是两部分组成。
第一部分是通过装有呼吸活瓣的口
鼻罩，把人体一定时间内的呼出气体收集于“多氏袋”（Douglas bag）中，然后经气量计测
量袋中气量，最后计算成标准状态下每分钟通气量。
标准状态采用STPD，即温度0℃，气压101kpa（760mmHg）时的干燥气体。
测量气量时，从多氏袋留取一部分呼出气样品准
备分析。
第二部分是用Haldane气体分析器分析呼出气样品中的O2、CO2的含量。
分析结果与外界空气成分比较，结合通气量即可计算得出氧耗量。
目前，开放式间接测热法有很大的改进。
主要在采用小型干式气量计，采用电极法分析O2与CO2。
这两部分整个组装在一个背囊内，受试者穿戴这一装置，可以进行较长时间的能量消耗测定。
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。
呼吸商随着体内消耗的能源物质不同而异。
糖氧化时的呼吸商约为1，以葡萄糖为例：
C6H12O6+6O2→6C02+6H20
呼吸商=6mol CO2/6mol O2=6×22.4/6×22.4=1.0
脂肪氧化时呼吸商约为0.7，以（三）软脂酸甘油酯为例：
2C51H98O6+145O2→102C02+98H20
呼吸商=102mol CO2/145mol O2=102×22.4/145×22.4=0.7
蛋白质的代谢过程比较复杂，它在体内未经彻底氧化，仍有一部分O及C与N结合随尿排出，即是尿素等，这部分物质在体外还可继续氧化放出能量。
100g蛋白质在体内氧化大约需要138.18g的O2，产生152.17g的CO2，其呼吸商为：
呼吸商=（152.17/44×22.4）/（138.18/32×22.4）=77.47l CO2/96.73L O2=0.8
进食混合膳食时，可先从尿氮计算蛋白质的消耗量。
1g尿氮相当于消耗6.25g蛋白质，同时消耗6.04LO2,产生4.84LCO2和释放110kJ的能量。
从总的氧耗量及CO2产量中减去蛋白质氧化所消耗的氧量和CO2产量，则可得非蛋白呼吸商。
按照下式，可以计算在不同的非蛋白呼吸商情况下，每消耗1LCO2所能放出的能量。
这叫做每升氧的能当量。
每升氧的能当量（kJ）=15.962+5.155r R为非蛋白呼吸商。
因此，测定出尿氮和氧耗量后，即可计算热能消耗量。
如果不测定尿氧，用总呼吸商计算所得的热能消耗量与非蛋白呼吸商计算所得者相差只是1.1%，所以现在大多直接用总呼吸商进行计算。
从上述推理来看，在一定时间内，测出之呼吸商可以代表体内代谢物质的种类。
但是否确是如此，很多人提出疑义。
从理论上讲，不可能出现小于0.7或者大于1.0的呼吸商，可是在实际中大于1.0的呼吸商屡见不鲜，小于0.7的也时有出现。
导致出现这种异常呼吸商的因素是很多的。
临床上长期摄取能量不足的病人或糖尿病患者，蛋白质及脂肪分解加速，糖原异生增多可能使呼吸商小于0.7；人体在劳动过程中，有时因为劳动强度大，通气量过大造成一时CO2呼出过多，有时因为出现体内乳酸蓄积，血液偏酸也使CO2一时呼出过多，所以呼吸商出现大于1.0。
体内物质转换，如由糖转换为脂肪，因为糖分子的含氧量相对地比脂肪较多，转换时剩余的氧可供利用，机体可以从外界吸入较少的氧，所以CO2呼出量相对地多，呼吸商即可能大于1.0。
可见呼吸商还受到其它因素的影响，并不能据此判断体内代谢物质的种类。
同时因为呼吸商为1.0时，氧的能当量为21.12kJ.L-1，呼吸商为0.7时，氧的能当量为19.57kJ.L-1。
两个极值相差变很小，所以有的学者主张用“正常”呼吸商0.9以计算每升氧的能当量。