人體依靠糖、脂肪和蛋白質三大營養素供給能量。這三種物質在氧化成水和CO2過程中，釋放大量的能量供機體套用。
糖在體外充分燃燒，徹底氧化至H2O及CO2時產生的能量為17.22kJ.g-1，這稱為糖的粗熱價。糖的消化吸收率為98%，在生理研究中，糖的供熱量在進行校正後以16.80kJ.g-1進行計算，此稱糖的生理熱價。糖是體內的主要供能物質，它供給約70%人體所需的能量。腦組織所需能量的唯一來源是糖。這使糖在能量供給上，更具有其特殊重要性。人體雖然可以依靠其它物質供給能量，但必須定時進食一定量的糖，維持正常血糖水平以保障大腦的功能。另外，糖對脂肪的氧化過程也有很重要的作用。
基本介紹
- 中文名：人體能量平衡
- 釋義：供給活動的需要
- 包括：基礎代謝
- 營養素：糖、脂肪和蛋白質
詞組釋義,人體所需,基礎代謝,勞動代謝,
詞組釋義
人體能量平衡是人體從食物中攝取能量以供給活動的需要，其中包括有基礎代謝、勞動代謝和食物特殊動力作用三個方面。
人體所需
人體依靠糖、脂肪和蛋白質三大營養素供給能量。這三種物質在氧化成水和CO2過程中，釋放大量的能量供機體套用。
糖在體外充分燃燒，徹底氧化至H2O及CO2時產生的能量為17.22kJ·g-1，這稱為糖的粗熱價。糖的消化吸收率為98%，在生理研究中，糖的供熱量在進行校正後以16.80kJ·g-1進行計算，此稱糖的生理熱價。糖是體內的主要供能物質，它供給約70%人體所需的能量。腦組織所需能量的唯一來源是糖。這使糖在能量供給上，更具有其特殊重要性。人體雖然可以依靠其它物質供給能量，但必須定時進食一定量的糖，維持正常血糖水平以保障大腦的功能。另外，糖對脂肪的氧化過程也有很重要的作用。
脂肪也是人體重要的供能物質。它在體外充分燃燒氧化的粗熱價為39kJ·g-1，生理熱價為37.8kJ·g-1。脂肪水解成脂肪酸進入血液而運送到肝臟和肌肉等組織氧化利用。脂肪酸經β氧化形成乙醯輔酶A後，必須進入三羧酸循環才能徹底氧化成水及CO2並釋放能量。乙醯輔酶A還可在肝臟形成酮體。在正常情況下，酮體進入血液，在骨骼肌和心肌中再形成乙醯輔酶A，進入三羧酸循環繼續氧化代謝。因此，脂肪的氧化必須依賴糖代謝。脂肪是機體儲存能量的重要形式，在進行長時間勞動時，它可被動員經血液源源運送到骨骼肌，供給所需的能量。
蛋白體在體內的功能主要是構成體蛋白，而供給能量不是它的主要生理功能。蛋白質分解成胺基酸，進而再分解成非氮物質與氨基。非氮物質進入三羧酸循環被氧化利用。氨基則形成氨或尿素隨尿排出。這部分尿氮在體外仍可進一步氧化釋放出能量，其量約相當於5.05kJ·g-1蛋白質。蛋白質的粗熱價為23.73kJ·g-1。顧景范根據我國資料統計得出蛋白質生理熱價為23.73×80.5%-1.25=13.86kJ·g-1。在西方一般蛋白質的消化吸收率為92%，所以其生理熱價約為16.8kJ·g-1。
基礎代謝
為了比較個體間的代謝率，醫學上採用在不影響代謝的一些情況下，進行代謝率的測定，其結果稱為基礎代謝率。基礎代謝的意義是人體為了維持生命，各器官進行最基本的生理機能消耗的能量，如維持正常體溫、基礎血流和呼吸運動、骨骼肌的張力及某腺體的活動等。測定基礎代謝時，受試者應處於完全安靜、清醒而舒適的狀態。周圍環境氣溫在20～25℃之間。時間應在餐後12～14h以上。如按正常的生活規律安排，晚餐安排在下午6時左右，基礎代謝率的測定正好在次日晨6～8時為宜。晚餐膳食須比較清淡以免食物對代謝的影響。從前一天起，受試者即應避免激烈運動，並且在測定前需要安靜休息30min以上。
在正常情況下，人體的基礎代謝率比較恆定，根據前人的研究成果，一個成年人在保持健康狀態的情況下，其基礎代謝率20年內不會偏離正常平均值的±5～10%；在同年齡、同體重、同性別的正常成年人群內，有85%的人其基礎代謝率在正常平均值的±10%以內。 臨床上用測定值與正常值比較來衡量基礎代謝率的高低，在正常值的±10～15%以內者認為是正常的。計算方法，例如年齡為20歲的某男性，測得其基礎代謝氧耗量為15L/h。估計正常呼吸商為0.85，可以採用20.42kJ·L-1為氧的熱當量。假設此人的體表面積為1.6m2,此人的基礎代謝率為15×20.42÷1.6=191.44kJ·體表面（m2）-1·h-1（表1-1）。因此，此人的基礎代謝率高於正常值21%。
影響基礎代謝率的因素如下：
（1）體表面積 身材大小不同，人體的基礎代謝總量的顯然不同，基礎代謝與人體的體表面積呈比例關係。Rubner早在1894年發現，基礎代謝率如果以單位體表面積表示，則比較恆定。因此基礎代謝率·體表面積（m2）-1·h-1”表示。人體的體表面積與體重及身高顯著相關。三十年代，Stevensen曾經得出我國人體表面積的計算公式。新中國成立以來。國人身材有很大變化，身高、體重都明顯增加。趙松山等人於1983年對我國人體表面與身高、體重的關係進行了研究，得出我國成年人的體表面積可以按下式計算：
A=0.00659H+0.0126W-0.1603
A:體表面積（m2）
H：身高（cm）
W：體重（kg）
我國營養學會根據近期的調查，1981年提出我國18～40歲的成年男性平均身高為170cm，體重為69kg，女性平均身高為160cm，體重為53kg。在此平均值±10%的範圍內，應視為正常體重。
Kleiber從實際套用出發，曾提出基礎代謝率的正常值若以每小時表示，則為3×體重0.75若以第24h表示，則為70×體重0.75。這一標準可以套用於任何身材大小的動物。還有人認為代謝率與代謝活躍的組織關係密切，提出基礎代謝率應以“去脂體重”（Lean body mass）表示。但由於“去脂體重”的測量和計算方法現時尚未廣泛普及，所以採用者不多。
（2）年齡性別 女性的基礎代謝率略低於男性。嬰兒時期，因為身體組織生長旺盛，基礎代謝率最高，以後隨著年齡的增長而逐漸降低，參看圖1-1。
(3)環境溫度與氣候 環境溫度對基礎代謝有明顯影響，在舒適環境（20～25℃）中，代謝最低；在低溫和高溫環境中，代謝都會升高。環境溫度過低可能引起不同程度的顫抖而影響代謝升高；當環境溫度較高，因為散熱而需要出汗，呼吸及心跳加快。因而影響代謝升高。
（4）甲狀腺功能 甲狀腺素可以增強所有細胞全部生化反應的速率。因此，甲狀腺素的增多即可引起基礎代謝率的升高。基礎代謝率的測定是臨床上甲狀腺機能亢進的重要診斷指征之一。甲狀腺機能亢進者，基礎代謝率可比正常平均值增加40～80%，甲狀腺機能低下者，可比正常值低40～50%。
（5）其它因素 影響人體基礎代謝率的還有藥物及交感神經活動等一些因素。食物對基礎代謝的影響，將在食物特殊動力作用一節中詳述。
勞動代謝
勞動代謝包括在生產與生活中全部體力活動的熱能消耗。體力活動是影響機體能量消耗的主要部分。常見的中等強度勞動，其氧耗量的大約是基礎代謝的4～5倍，較強勞動是基礎代謝的7～8倍，有的極強勞動可達基礎代謝的14～15倍。
糖在體內的分解代謝有兩種形式。如果勞動強度適宜，人體的循環和呼吸系統能夠供給骨骼以充分的氧，糖的代謝則為有氧氧化。1mol葡萄糖徹底氧化，可以淨合成38mol的ATP，釋放2881.20kJ能量。人體進行很強的勞動時，一時攝取的氧量不足，骨骼肌所需的能量則從糖的無氧酵解代謝獲得，此時糖酵解為乳酸。1mol葡萄糖經酵解淨合成2molATP，釋放218.40kJ能量。人體進行勞動時，骨骼肌能否得到足夠的氧，取決於肺通氣量、血流輸送的氧量及肌細胞對氧的利用。開始勞動時，機體的氧攝取量不能即時達到骨骼肌需氧量的水平，機體先動用肌細胞內儲存的高能磷酸化合物（如ATP和磷酸肌酸）及（或）糖的無氧酵解以供給即時所需之能量。這時人體的氧耗量急劇增加，經一段時間後，氧耗量才達到一個穩態（steady state）,這段時間大約為2min。2min內機體的供氧量小於需氧量，不足的氧量稱之為氧缺乏（oxygen deficit）。氧缺乏的大小隨勞動強度而異。勞動強度適宜時，氧的攝取量可滿足需要，體內儲存的高能磷酸化合物在勞動中可得到補償，產生的乳酸也可以部分繼續氧化，體內不再進一步蓄積。因此，氧耗量表現為穩態。勞動強度過大時，氧的攝取量始終小於需要量，機體進行這種勞動主要依靠糖的無氧酵解供給能量，乳酸在體內蓄積，氧耗量不能呈現穩態。勞動停止後，需要一段較長的時間，氧耗才能回到安靜水平。這部分勞動後超過安靜水平的氧耗量即是氧債（oxygen debt）。次極量（submaximum）以下的勞動，穩態的氧耗水平的高低與勞動強度呈比例關係，對這種勞動只須測定勞動時的氧耗量，即可測知該項勞動的熱能消耗量。對於過強的勞動。除測定勞動時的氧耗量以外，還必須測定勞動後的氧債。
