测量人体热量消耗的方法
05 能量平衡
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），
（所释放的能量称为营养
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。
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。
(收缩/传导)
ATP（化学能）---40% ADP+Pi（无机磷）+热能
（化学能）
散发于体外 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
能量代谢测定的原理和方法
能量代谢测定的原理和方法热力学第一定律指出：能量由一种形式转化为另一种形式的过程中，既不能增加，也不减少。
这是所有形式的能量（动能、热能、电能入化学能）互相转化的一般规律，也就是能量守恒定律。
机体的能量代谢也遵循这一规律，即在整个能量转化过程中，机体所利用的蕴藏于食物中的化学能与最终转化成的热能和所作的外功，按能量来折算是完全相等的。
因此，测定在一定时间内机体所消耗的食物，或者测定机体所产生的热量与所做的外功，都可测算出整个机体的能量代谢率（单位时间内所消耗的能量）。
测定整个机体单位时间内发散的总热量，通常有两类方法：直接测热法和间接测热法。
（一）直接测热法直接测热法（direct calormetry）是测定整个机体在单位时间内向外界环境发散的总热量。
此总热量就是能量代谢率。
如果在测定时间内做一定的外功，应将外功（机械功）折算为热量一并计入。
图7-1是本世纪初Arwater-Benedict所设计的呼吸热量计的结构模式图。
它是由隔热密封的房间，其中设一个铜制的受试者居室。
用调节温度的装置控制隔热壁与居室之间空气的温度，使之与居室内的温度相等，以防居室内的热量因传导而丧失。
这样，受试者机体所散发的大部分热量便被居室内管道中流动的水所吸收。
根据流过管道的水量和温度差，将水的比热考虑在内，就可测出水所吸收的热量。
当然，受试者发散的热量有一部分包含在不感蒸发（参看第二节）量中，这在计算时也要加进去。
受试者呼吸的空气由进出居室的气泵管道系统来供给。
此系统中装有硫酸和钠石灰，用业吸收水蒸气和CO2。
管道系统中空气中的O2则由氧气筒定时补给。
直接测热法的设备复杂，操作繁锁，使用不便，因而极少应用。
一般都采用间接测热法。
图7-1 直接测热装置示意图（二）间接测热法在一般化学反应中，反应物的量与产物量之间呈一定的比例关系，这就是定比定律。
例如，氧化1mol葡萄糖，需要6mol氧，同时产生6mo lCO2和6molH2O,并释放一定量的能。
人体能量的测定
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。
静息热量消耗计算
静息热量消耗计算一、什么是静息热量消耗？静息热量消耗指的是人体在完全静止、不进行任何活动的状态下所消耗的能量。
也就是说，即使我们不进行任何体力活动，仅仅是保持静坐或躺卧的状态，我们的身体仍然需要能量来维持生命活动，如呼吸、循环、维持体温等。
这部分能量消耗就是静息热量消耗。
二、静息热量消耗的计算方法静息热量消耗的计算方法有多种，常用的是根据巴生代谢率（Basal Metabolic Rate，BMR）来估算。
BMR是指人体在完全静止、空腹、在适宜温度环境中，以静息状态下所消耗的最低能量。
而根据不同的性别、年龄、身高和体重等因素，BMR的计算方法也有所不同。
目前常用的计算公式是哈里斯-本尼迪克特公式，其计算公式如下：男性：BMR = 66 + (13.7 × 体重kg) + (5 × 身高cm) - (6.8 × 年龄)女性：BMR = 655 + (9.6 × 体重kg) + (1.8 × 身高cm) - (4.7 × 年龄)需要注意的是，这个公式只能作为估算BMR的参考值，具体数值还受到其他因素的影响，如肌肉量、体脂肪含量、内分泌状态等。
三、静息热量消耗对身体健康的影响静息热量消耗对身体健康有着重要的影响。
首先，静息热量消耗占据了我们总能量消耗的很大一部分，约占总能量消耗的60%-75%。
因此，了解和合理控制静息热量消耗对于维持能量平衡、控制体重至关重要。
静息热量消耗与基础代谢有密切关系。
基础代谢是指人体在静止状态下，维持生命所需的最低能量消耗。
静息热量消耗是基础代谢的一部分，而基础代谢又是影响静息热量消耗的主要因素之一。
因此，通过增加肌肉量、提高新陈代谢水平等方式，可以有效增加静息热量消耗，从而达到减肥、塑身的目的。
静息热量消耗还与身体健康状况密切相关。
一般来说，身体健康状况良好的人，其静息热量消耗水平相对较高。
而某些疾病或身体状况的改变，如甲状腺功能减退、肌肉萎缩等，都会导致静息热量消耗降低。
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。
基础代谢率名词解释及其应用
基础代谢率名词解释及其应用基础代谢率（Basal Metabolic Rate，BMR）是指人体在清醒而又极端安静的状态下，不受肌肉活动、环境温度、食物及精神紧张等影响时的能量代谢率。
它反映了人体维持生命所需的最低能量消耗，与年龄、性别、身高、体重、体表面积、甲状腺功能等因素有关。
测定基础代谢率的方法有直接测热法、间接测热法和公式推测法，其中间接测热法是目前最常用的一种方法。
基础代谢率的测定对于评估人群的营养需要量、诊断甲状腺疾病、制定合理的膳食计划等方面有重要意义。
一、基础代谢率的定义基础代谢率（Basal Metabolic Rate，BMR）是指人体在清醒而又极端安静的状态下，不受肌肉活动、环境温度、食物及精神紧张等影响时的能量代谢率。
也就是说，当人处于这种状态时，每小时每平方米体表所散发的热量千焦数就是基础代谢率，其单位为kJ/（m2⋅h）。
基础代谢率反映了人体维持生命各器官进行最基本的生理机能所消耗的热能需要量，如维持心跳、呼吸、血液循环、神经传导、细胞分裂等。
它占据了人体每日总能量消耗的60%～75%，因此是人体能量平衡的重要组成部分。
二、基础代谢率的测量方法测定基础代谢率的方法有三种：直接测热法、间接测热法和公式推测法。
2.1 直接测热法直接测热法是将被测者置于一特殊的检测环境中，收集被测者在一定时间内（通过辐射、传导、对流及蒸发四个方面）发散的总热量，然后换算成单位时间的代谢量，即能量代谢率。
这种方法可以直接反映人体产生和散发热量之间的平衡关系，但是其装置较为复杂，操作困难，费用高昂，不适合大规模应用。
2.2 间接测热法间接测热法是根据三大产能营养素（碳水化合物、脂肪和蛋白质）在产能时所消耗的氧气和产生的二氧化碳间存在的定比关系，在特定条件下、一定时间内通过测量耗氧量和二氧化碳生成量来计算能量消耗。
这种方法的原理是基于能量守恒定律，即机体消耗的能量应等于产生的热能和所做的外功之和。
人体能量消耗的测定方法与估算
人体能量消耗的测定方法与估算人体能量消耗是指人体在进行各种活动时所消耗的能量。
了解人体能量消耗对于科学合理地安排饮食和锻炼计划非常重要。
本文将介绍人体能量消耗的测定方法和估算方法。
一、测定方法1. 直接测量法：直接测量法是通过测量人体代谢产生的热量来估算能量消耗。
常用的直接测量方法有热量计法和室内代谢仪法。
- 热量计法：热量计法是通过将人体放入一个密闭的热量计室，测量室内温度的变化来计算能量消耗。
这种方法适用于静息状态下的能量消耗测定。
- 室内代谢仪法：室内代谢仪法是通过使用能量代谢仪来测量人体代谢产生的氧气消耗和二氧化碳产生量，从而计算能量消耗。
这种方法适用于各种不同活动强度和类型下的能量消耗测定。
2. 间接测量法：间接测量法通过测量与能量消耗相关的生理指标来估算能量消耗。
常用的间接测量方法有心率监测法和步频监测法。
- 心率监测法：心率监测法是通过测量人体运动时心率的变化来估算能量消耗。
心率与能量消耗有一定的相关性，因此可以通过心率来推测能量消耗的大小。
- 步频监测法：步频监测法是通过测量人体行走或跑步时的步频来估算能量消耗。
步频与能量消耗也有相关性，因此可以通过步频来推测能量消耗的大小。
二、估算方法除了直接测量能量消耗的方法外，还可以使用一些估算公式来估计能量消耗。
常用的能量消耗估算公式有哈里斯-本尼迪克特公式和修正哈里斯-本尼迪克特公式。
1. 哈里斯-本尼迪克特公式：哈里斯-本尼迪克特公式是根据性别、年龄、体重和身高等因素来估算能量消耗的公式。
其计算公式如下：男性：BMR = 88.362 + (13.397 × 体重kg) + (4.799 × 身高cm) - (5.677 × 年龄岁)女性：BMR = 447.593 + (9.247 × 体重kg) + (3.098 × 身高cm) - (4.330 × 年龄岁)2. 修正哈里斯-本尼迪克特公式：修正哈里斯-本尼迪克特公式在哈里斯-本尼迪克特公式的基础上考虑了活动水平的影响，可以更准确地估算能量消耗。
日常消耗热量计算方法
日常消耗热量计算方法随着生活水平的提高和科技的发展，人们的生活方式也发生了很大的变化。
越来越多的人开始注重健康、追求健康的生活方式。
而掌握日常消耗热量的计算方法，是追求健康的人们必须掌握的一项基本技能。
什么是热量？热量是指在单位时间内发生的能量转化的量，通常用卡路里(Cal)来表示。
在人体中，热量是人体维持正常生理功能所必需的能量来源。
日常消耗热量的计算方法日常消耗热量的计算方法有很多种，下面我们分别介绍：1.基础代谢率法基础代谢率指的是在静息状态下，维持生命所需的能量，不包括其他任何活动和运动。
基础代谢率的计算方法是：男性：BMR=13.7×体重(kg)+5.0×身高(cm)-6.8×年龄+66女性：BMR=9.6×体重(kg)+1.8×身高(cm)-4.7×年龄+655其中，BMR是基础代谢率，单位是千卡/天。
2.运动代谢率法运动代谢率指的是在进行体育运动和日常活动时消耗的能量。
运动代谢率的计算方法是：MET=运动代谢率/基础代谢率其中，MET是代谢当量，是指在静息状态下的基础代谢率，单位是千卡/天。
3.日常活动代谢率法日常活动代谢率是指在日常生活中所消耗的能量，包括日常生活、工作和休闲活动。
日常活动代谢率的计算方法是：PAL=日常活动代谢率/基础代谢率其中，PAL是活动水平系数，是指在日常生活中所消耗的能量，单位是千卡/天。
4.总代谢率法总代谢率是指基础代谢率、运动代谢率和日常活动代谢率之和。
总代谢率的计算方法是：TDEE= BMR × PAL其中，TDEE是总代谢率，单位是千卡/天。
以上四种方法都可以用来计算日常消耗热量，但是每种方法都有其适用的范围和局限性，需要根据实际情况和需求选择合适的方法。
日常消耗热量的影响因素日常消耗热量的大小受到很多因素的影响，下面我们列举几个主要因素：1.体重体重是影响日常消耗热量的重要因素之一。
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测量人体热量消耗的方法
1.直接测定法：直接测定法是通过测量产热量来评估人体热量消耗。
其中，较为常用的方法是测定稳态下的基础代谢率（BMR）。
BMR是指在
规定条件下，个体在完全休息状态下所消耗的能量。
这一测定通常在晨起、空腹、体内无药物等干扰因素的影响下进行。
测定方法有临床法、连续测
定法等。
2.间接测定法：间接测定法是通过测量与能量代谢密切相关的指标，
间接评估人体热量消耗。
这些指标包括氧消耗量（VO2）、二氧化碳产生
量（VCO2）、呼吸商（RQ）等。
常用的间接测定方法有以下几种：
a.呼吸法：通过测量呼吸气体的氧和二氧化碳浓度，计算氧消耗量和
二氧化碳产生量，从而评估能量代谢。
b.双重标记法：双重标记法是一种使用稳定同位素（如氢和氧的同位素）来测定能量代谢的方法。
通过测量尿液中同位素的排泄率，可以计算
出能量消耗量。
c.心率监测法：心率监测法通过测定心率来评估个体在活动中所消耗
的能量。
这种方法可以通过心率与能量消耗之间的线性关系来估计能量消耗。
d.加速度计：加速度计是一种用于测量人体运动的设备，通过监测个
体的运动轨迹和活动密集度来评估热量消耗。
该方法可以结合身体重量、
步幅、步频等因素来计算能量消耗。
3. 体表积分法：体表积分法是根据个体身体表面积与热量产生之间
的关系，来评估热量消耗。
体表积分法一般以Du Bois公式为基础，计算
个体的身体表面积，然后结合代谢率常数，计算个体的能量消耗。
4.问卷调查法：问卷调查法通过询问个体的活动水平、工作性质、体力活动等情况，来估计人体的热量消耗。
这种方法相对简单易行，但结果可能存在主观误差。
需要注意的是，以上方法只是一些常用的测量人体热量消耗的方法，每种方法都有其优缺点，适用于不同的研究对象和研究场景。
科学准确地测量人体热量消耗需要综合考虑多种方法，以获得更可靠的结果。
同时，这些方法都需要专业人员进行操作和解读，以避免误差和数据偏差。