营养学/人体的热能需要量

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临床营养学

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在24h内,人体从事各种活动所需要的能量,即是热能需要量。热能需要量是营养素需要量中应该首先考虑的项目。除了它是机体维持生命活动的基本条件外,对于其它营养素的需要量也有很大影响。1981年中国营养学会对我国人的营养素需要量进行了修订,其中热能需要量见表1-2。

1.4.1 热能需要量的研究方法

(1)生活观察法 对被观察者24h内的各种活动进行观察,记录其持续时间,归纳同类活动的总时间,然后根据各种活动的热能消耗率计算每种活动的热能消耗量。最后计算出全天热能消耗量。具体方法是用时表按时间先后顺序记录每个动作的起始时间;下一活动的起始时间减去上一活动的起始时间,即是上一活动的持续时间。并记录某一活动时的环境条件、动作的姿势及对象的反应等。此外进行观察期内的膳食调查,计算热能摄取量。根据观察和调查的结果,比较热能消耗和摄取在量方面的平衡情况和质方面的分配情况,最后作出评价。进行生活观察法时应注意两点:①根据研究目的,挑选具有代表性的观察对象;②工作日的代表性,工作日的内容,在具体情况下可能变化很大,应事先规定典型工作日的内容,不能因其它事情干扰观察日的劳动内容。计算热能消耗量和摄取量时,要应用各种活动热能消耗率和食物成分表[17,18]两个资料。在这两方面能够作些实地测定,其准确性就更高。尤其对某些特殊地区、特殊工种更应注意。

表1-2 膳食中热量供给量(kJ.d-1)(kcal.d-1)①

初生~6个月 6~12个月

婴儿(不分性别)②

504(120)

420(100


1岁以上 2岁以上 3岁以上 5岁以上 7岁以上 10岁以上

儿童(不分性别)

4620(1100)

5040(1200)

5880(1400)

6720(1600)

8400(2000)

9240(2200)


13岁③ 16岁④

少年

男 女

10080(2400) 9660(2300)

11760(2800) 10080(2400)


极轻体力劳动 轻体力劳动 中等体力劳动 重体力的劳动 极重体力劳动 孕妇 乳母

成年

男(体重60kg) 女(体重53kg)

10080(2400) 9240(2200)

10920(2600) 10080(2400)

12600(3000) 11760(2800)

14280(3400) 13440(3200)

16800(4000) ?/P>

  • +1260(300)
  • +3360(800)


①摘自中国生理科学会第三届营养学术会议修订的《每日膳食中营养素供给量》[14]

②系每日kg体重的供给量。

③13岁少年男性体重47kg,女性45kg。

④16岁少年男性体重53kg,女性48kg。

(2)体重观察法 在一较长的时期内,如果热能消耗量与摄取量能达到平衡,人体的体重即能保持稳定。选择一定数量(15人左右)及有代表性的人员作为观察对象,在观察期内,进行个体膳食调查,并规定每天早晨起床后,解去晨尿,称量裸体重。观察期至少应持续两周以上,两周内的生活内容应符合研究目的的要求。在此期内,如果观察对象的体重保持稳定,那么热能摄取量即是他们的需要量。如果体重不能保持稳定,不管是增加还是减少(指成年人),都应对热能消耗量和摄取量以及膳食质量作进一步的研究。这一方法与上述生活观察法可以合并应用。

1.4.2 不同职业的热能需要量

不同职业与劳动强度是影响热能需要量的最主要因素。劳动过程能量消耗取决于两个方面,一是单位时间内的劳动强度,二是劳动持续时间。单项操作的劳动强度,以单位时间内的热能消耗率作为划分强度等级的标准。在日常生活中,各种体力活动的强度相差很大,有的是任何人都可以经久不息地整日进行的极轻活动,有的活动只有强体力的人才能担负,甚至只能坚持数秒钟。中国营养学会于1981年把各种常见的劳动大致分为五个等级[16]。我们根据过去实际测定的热能消耗率的结果,以这五个等级划分了相应的热能消耗率水平,现归纳于表1-3。Christensen[19]于1953年提出了一个适合西方的划分等级的标准;于永中等于1964年也提出了一个我国劳动强度的分级标准。

表1-3 不同强度劳动项目举例及热能消耗率的划分

劳动强度等级 工作内容举例 热能消耗率
kJ.min-1 kJ.kg-1.min-1
极轻

以坐着为主的工作,如办公室工作,组装或修理收音机、钟表等


~9.62


~0.16


以站着或少量走动为主的工作,如店员售货,化学实验操作,教员讲课等


9.66~14.43


0.16~0.24


以轻度活动为主的工作,如学生的日常活动,机动车驾驶、电工安装、金工切削等


14.43~20.50


0.24~0.34


以较重的活动为主的工作,如非机械化的农业劳动、炼钢、舞蹈、体育运动等


20.50~26.50


0.34~0.44


极重

以极重的活动为主的工作,如非机械化的装卸、伐木、采矿、砸石等


26.50~


0.44~


全天生活中,因为业余时间内的活动因人而异,并且一个人在不同的日期也可能相差很大,所以影响8h业余时间内的能量需要变化无常,从而对全天热能需要量的影响也很大。因此,对评定各工种的热能需要量和劳动强度问题,很多学者以8h工作日作为评定标准。对某一工种的热能需要量,除考虑该工种主要劳动项目的热能消耗率之外,还应该考虑时间。一个工种工作日的热能消耗量与主要劳动项目热能消耗率之间的关系,在持续进行的轻劳动工种大致是成比例的,但大多数工种不一定呈比例关系。有的劳动项目强度很大,人体不可能在8h内持续进行,所以一个工作日内的活动情况多有变化,需要观察整个工作日的活动,不能仅以主要劳动项目的单位时间的劳动强度为依据。

Lehmann与Muller曾经在1953年分别建议21kJ.min-1为能坚持8h劳动的最大强度,亦即10080kJ.8h-1,这是工作8h的耐受上限[23]。Lehamann1958年又提出65kg体重的男性劳动代谢允许量为8400kJ.8h-1[24],Bena等人于1963年提出的是6300kJ.8h-1(65kg体重),印度Sen等人建议5040 kJ.8h-1(50kg体重)[26]。把这三个标准统一计算成60kg体重,则分别为7770kJ.8h-1,5817kJ.8h-1,6048kJ.8h-1;亦可分别相当于18.40kJ.min-11,13.48kJ.min-11,14.07kJ.min-11。这种水平属于中等强度劳动。如果作为一个工种,必须月复一月,年复一年地进行劳动,这样的强度是比较合宜的。因此,8h工作日的热能消耗以5880~8400kJ.8h-1为合宜。

1.4.3 影响热能需要量的其他因素

除了劳动条件外,还有一些其他因素对热能需要量也有很大的影响。

(1)年龄 婴儿、儿童因为处在生长发育旺盛时期,如果以每公斤体重的热能需要表示,婴儿最高,以后逐渐降低。一般3个月内的婴儿为504kJ.kg-1,3~5个月为483kJ.kg-1,6~8个月为462kJ.kg-1,9~11个月为441kJ.kg-1,1~3岁为420kJ.kg-1,至成人则为168kJ.kg-1。如果以个体而言,从婴儿时期起,逐年明显增加(表1-4);在成年20~39岁的时期内,热能需要量比较稳定;然而自40岁以后又逐年递减,至70岁时只有青年人的70%(表1-5)。

表1-4 婴儿、儿童及青少年的热能需要量[13]

年龄 体重(kg) 维持生理活动(kJ.d-1) 生长(kJ.d-1) 活动年需 (kJ.d-1) 合计(kJ.d-1)
3个月

4.6


1533


537


239


2310


9~12个月

9.6


3360


252


630


4242


2~3岁

13.6


4284


126


1302


5712


4~5岁

17.4


5040


147


2037


7224


9~10岁

31.3


7350


126


2688


10164


16~17岁

60.3


10500


252


2268


13020


表1-5 成年人热能需要量(kJ.d-1)与年龄的关系[13]

年龄(岁) FAO/WHO(1973)
男 (60kg) 女(55kg) 与20~39岁比
20 ~39

12600


9240


100


40~49

11970


8778


95


50~59

11340


8316


90


60~69

10080


7392


80


70~79

8820


6468


70


(2)地区的气候影响 一般认为气温低的地区热能需要量趋向增加,大约在20~30℃之间为一舒适带,气温过高代谢又趋于增强。联合国粮农组织(FAO)1950年规定年平均气温10℃为营养需要量的标准条件,每降低10℃热能需要量增加5%,1957年改为3%。于守洋[27]在总结1949~1957年我国东北,华中和华南一些地区的调查结果后,认为环境气温能影响人体的热能代谢,同时还影响体重,进而又影响热能代谢。他认为由于环境气温和体重两个因素的影响,我国东北地区成年居民的热能需要量比华中地区男子应高8%,女子应高7%;比南方地区男子应高13%,女子应高12%。

1.4.4 热能代谢状况的评价

热能代谢状况的评价大致有质与量两个方面。热能代谢状况的好坏对临床病人不仅影响疾病的痊愈,严重的可以危及生命的维持;对于病后也会影响到康复的进程;对于正常人则将影响健康和劳动能力的保持。

在量方面,热能代谢平衡情况是一个日益重视的问题。人体的热能代谢在消耗与摄取之间应以平衡为佳,不宜形成负平衡,亦不宜形成正平衡。负平衡,即摄取量小于消耗量,其结果是人体逐渐消瘦,并且影响其它营养素的代谢,生理功能紊乱,全身浮肿,抵抗力降低等等。若体重低于正常值的10%,为轻度热能缺乏;低于10~20%者为中度缺乏,可以影响身体功能;若低于30%以上时,则为严重缺乏,低于40%以上将危及生命。如果热能摄取量大于消耗量,呈正平衡,则体内脂肪沉积,逐渐肥胖,体重持续增加,并带来一系列损害、心脏负担过重,尤其是左心室更甚;高血压血脂过高,进一步损及心血管系统肾脏、肺脏和胆囊等也易于罹及疾病。称量体重,有两点应加注意,第一是标准化,应在一定时间及相同条件下进行,排除衣服、进食与大小便等对体重的影响;第二是应较长期地称量,以观察变化的趋势。此外,许多学者建议用体脂的百分率来衡量。我国成年男子正常体脂含量为体重的13.2%,西方人为15%。McArdle等人提出,男性体脂超过体重的20%,女性超过30%即属于肥胖[1]。体脂的测量,现时多用比较简便的皮褶厚度测量计算法。刘广青等人于1982年得出一个我国成年男子求体脂百分率的计算公式[28]。以mm为单位,测量三头肌、肩胛骨下和髂部皮褶厚度,然后按下式求出体脂百分率。

F(%)=0.91137S1+0.17871S2+0.15381S3-3.60146

F(%)为体脂百分率,

S1、S2、S3分别为三头肌、肩胛骨下及髂部皮褶厚度(mm)。

虽然热能代谢失衡是体重过重或过轻的主要原因,但不应忽略与内分泌疾病或恶性肿瘤加以鉴别。

热能代谢评价在质的方面主要是供能三大营养素的合理分配百分率的问题。人体除了总的能量需要以外,对蛋白质、脂肪、糖三大营养素都各有一定的需要量,尤其是对于婴儿、少年、孕妇、乳母、卧床病人及病后恢复者更为重要,否则将会有不同的生理功能紊乱,甚至引起疾病。我国营养学者根据经济现状及饮食习惯,提出如下三大营养素分配百分率的建议如下:

糖………………………………占总热量的65%~75%

脂肪……………………………占总热量的15%~20%

蛋白质…………………………占总热量的10%~15%

这是积多年不同地区膳食调查的结果,符合我国国情,同时也能保障人民健康。关于三大营养素各自在营养学中的重要意义,请参阅各有关章节。

32 人体的能量平衡 | 临床病人热能需要量问题 32
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