能量的奥秘

维持生命的燃料

食物就像燃料，用来维持生命所需能量的过程。能量的需求用于维持机体温度的相对稳定、维持机体细胞各种机械活动、维持机体神经电传导的兴奋性、维持机体细胞内外渗透压平衡、维持机体内水平衡、酸碱平衡等内环境的稳定。

此外，当摄入的能量大于消耗量时，机体可将食物中所含的能量转化为自身的贮存能量(主要以脂肪、糖原形式贮存)，以满足机体食物亏乏时的需要；贮存过多导致肥胖。

燃料的能量到哪里去了

能量消耗包括以下几个部分：静息代谢率、运动生热效应、食物生热效应(食物特殊动力学作用)以及兼性生热作用(适应性生热作用)。

1．静息代谢率

静息代谢率占每日能量总消耗的比重最大(50％～75％)，能量主要是用于体温的维持和生命最基本活动的需要。测定时，要求被测对象仰卧或静坐于安静舒适的环境中，距离上次就餐或剧烈活动至少数小时。与基础代谢率相近，后者要求在清晨刚醒未作任何的体力活动之前和空腹12～18小时之后测量。基础代谢率可能稍低于静息代谢率、但两者差别很小。但前者应用更为普遍。影响静息代谢率的主要因素有：营养状况、甲状腺素水平、交感神经兴奋性，年龄性别等。

2．运动生热效应

运动的生热效应是能量消耗的第二大组成部分。它代表高于静息代谢率水平的体活动所产生的能量消耗。对一个中等活动强度的人来说，运动的生热效应大约占总能量需要的15～30％。

在所有引起能量消耗的组成部分中，它的变异最大，因而也最容易使其发生改变。高强度运动时，能量消耗增加可能达到静息代谢率的10～15倍。除了做功之外，能够影响运动生热效应的因素很少。运动后，代谢率的增加至少可以维持18小时。体力活动的程度与肥胖有关，一些研究提示，在参加体育活动时．肥胖者的活动量小于瘦体形的同学，个体之间活动量的差异很大。

3．食物的生热效应

食物的生热效应是指进餐数小时内发生的超过静息代谢率的能量消耗，又称为食物特殊动力学作用。当摄入多种营养素(蛋白质、脂肪和碳水化合物)时都会引起生热效应。这是由于食物消化分解、吸收转运、储存等代谢的过程中能量释放及利用的结果。

一般来说，食物的生热效应约占每天能量消耗的10％左右。摄入不同的营养素，消化分解释放的能量不同，吸收转运、储存消耗的能量不同，代谢途径不同因而生热效应有明显差异。膳食脂肪储存于脂肪组织所需的能量仅占该餐所提供能量的3%；如果葡萄糖不被氧化分解，而是直接转化为糖原储存，那么其中7％的能量用于糖原合成。若将其它可转化的营养素转化为糖原，能量的损失则更多。

从理论上讲，过多摄入碳水化合物能引起体内脂肪合成增加，从而使脂肪组织的脂肪储存增加。然而这一过程的能量消耗较少，大约占摄入能量的25%。另外，碳水化合物摄入过多时，在24小时内引起的脂肪合成是有限的。基于这—考虑，膳食营养素的构成平衡方面．至少同其所含的能量问题一样重要。在三种主要营养素中，膳食蛋白质所产生的食物的生热效应最大，这是因为蛋白质的分解和合成消耗的能量较多，大约占所能提供能量的24％。

不同个体间的食物的生热效应差异极大，即使同一个体，在摄入营养素相同的条件下，相同的方法与实验室进行重复测量，其结果也不相同，差异较大。

4．兼性生热作用

又称适应性生热作用或条件生热作用，是能量消耗的又一个重要方面。兼性生热作用一般少于总能量消耗的10％～15％，可能对长期体重的变化有影响。 兼性生热作用是机体对环境温度变化、情绪波动等应激时引起的机体能量消耗的增加，动物实验很容易证明这一现象，而在人体则很难阐明这一问题。将啮齿类动物暴露在冷环境中，发生非颤栗性生热作用。在冷环境中由于动物棕色脂肪组织受刺激而产热增加。棕色脂肪组织中的线粒体非常丰富，其内有独特的质子传导机制，冷刺激可使质子传导的氧化磷酸化过程解偶联作用增强，ATP合成减少氧化加快进行，释放的能量以热的形式扩散，以补充由于冷刺激原因引起的体温下降。冷刺激使棕色脂肪组织细胞内游离脂肪酸浓度上升，为能量的消耗提供能源物质。此外，冷刺激也使去甲肾上腺素分泌增加，可加快棕色脂肪组织的产热作用。

成人每天所需热量

在营养学上，蛋白质、糖类、脂肪、维生素、矿物质及水是食物中的六大营养素，而营养素在生理上的功能大概可分为三类：构建组织，维持其完整性；为机体提供能量； 调节机体各种生理过程。

机体能量来源主要有以下途径：

1．食物摄入：主要有碳水化合物(淀粉、双糖、单糖等)、脂肪、蛋白质等。

2．体内的储能物质及体内组织成分分解：主要储能物质有脂肪、糖原；组织成分主要有各种蛋白质、类脂、结合糖等。

在能量的供应上，即由一般称为“能量营养素”的糖类(碳水化合物)、蛋白质、脂肪来供给，三类能量营养素中又以碳水化合物为最主要的供能物质，需要能量的50～70％左右来源它，其次脂肪，占20～25％，蛋白质最少10～15％。

通过摄取食物，人体获取三大能量营养素。如果营养素比例合理，一般地说，碳水化合物和脂肪所产生的能量主要用于日常活动所需，蛋白质所产生的能量则用于补充机体以上两种能量营养素消耗量的不足和额外能量消耗。如此，为了取得人体所需的热量，以维持正常的活动，每日摄取均衡的食物乃为健康的饮食所必须。

基本上，成年男性每天应摄取2200千卡的食品，女性则是1800千卡，而此食品内容最好遍及各类，做均衡的摄取。由于食物的种类极其繁多，想要根据个别的含热量来做选择性的摄取是极为不易的事，所以我们只要明了大致的标准即可，无须太过执着。

在能量的摄取上，依食物的4大分类，可试做如下的分配(每日)：

牛奶、鸡蛋等乳制品共250千卡；

鱼肉、鸡肉、猪肉或牛肉等瘦肉，共500千卡；

谷类、糖类、植物油等．共1100～1500千卡。

如此，每日所摄取的热量为1800～2200千卡，符合成人每日所需热量，再配合蔬菜水果类的摄入，以获得人体健康所需的矿物质、纤维素、维生素等必需营养素，以维持人体健康活动所需的要求，应该不是困难的事。

提示：高胆固醇食品多吃不好

通常饮食情况下，胆固醇不会增高，因机体通过肝脏胆固醇的合成来进行调节维持动态平衡。但如果长期食用高胆固醇食品，或在肥胖、肝炎、胰腺炎、糖尿病等情况下，这种平衡就破坏了，血中胆固醇过高，而导致疾病。 血中胆固醇过多与动脉粥样硬化关系密切。多余的胆固醇和脂肪沉积在血管壁上，日积月累，血管壁就可能发生内膜增生、变性，血管硬化、出现斑块，失去弹性及收缩力，甚至引起管腔狭窄、闭塞，心肌缺血供氧不足，心绞痛、心肌梗塞等严重症状，如发生在大脑，则可引起脑血栓等病。所以我们应适量吃动物内脏、肥肉、蛋黄、鱼籽、虾、蟹、鱿鱼、膳鱼等高胆固醇食品，多吃些鲜菜和水果，以减少胆固醇的吸收，或加快血中胆固醇的排出，预防动脉粥样硬化的发生。

你知道吗？能量的单位

常用的能量单位(又称热量单位)有两种：一种为过去常用的单位“卡(cal)”或“千卡(kcal)”，后者又称“大卡”更常用。所谓“千卡”是指把1公升摄氏4度的纯水加热到摄氏5度时，其间所需的能量就是一千卡。有时我们也将能量单位简化，以80千卡为一单位，称之为——1分，以此方式来作能量的评估更方便。如此，各类食品所含能量多少就可一目了然。

现在，文献上常用的能量单位是“焦耳(J)；千焦(KJ)”它们的换算关系是：

１卡＝4.1840焦耳； １千卡＝4.1840千焦；

１焦耳＝0.239卡；　　　１千焦＝0.239千卡。