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维持人体能量平衡靠什么?

来源:科普时报 2021-12-06 11:56:03
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无论我们思考问题,还是锻炼身体,每时每刻都消耗着能量。这些能量从何而来?它来自三大产热营养素在人体内的氧化燃烧。食物化学能通过氧化分解被释放出来,储存在高能化合物腺苷三磷酸中,用于人体各种功能活动和维持体温,大部分能量最终以热能的形式散发到体外。

食物中的糖、蛋白质、脂肪是三大产热营养素,在我们体内氧化放出能量。每克糖在体内完全氧化释放出4千卡能量;每克蛋白质在体内完全氧化也释放出4千卡能量;脂类属于高热量物质,每克在体内完全氧化释放出9千卡能量。1卡路里是1克水由15℃上升到16℃所吸收的热量,对于人体的能量来说是太小了,所以常用的单位是千卡。一个重约200克的苹果约含有100千卡热量。

人体主要的能量来源是糖,也称碳水化合物。糖是植物通过光合作用将二氧化碳和水转化而来,堪称阳光、空气和水的结合。常吃的糖包括主食中的淀粉、蔬菜水果中的葡萄糖、蔗糖和果糖,还有乳制品中的乳糖。这些糖经过消化吸收和肝脏代谢最终以葡萄糖的形式存在于血液中,也就是人们通常说的“血糖”。人们通常以为糖是有甜味的,但是作为多糖的淀粉并没有甜味,有甜味的是葡萄糖、蔗糖和果糖,这些糖吸收较快、容易升高血糖并引起血糖波动,建议尽量减少摄入。天然甜味食物可以适量摄入,水果的推荐量是每日200—400克。

蛋白质也可作为人体能量的来源,但是它相对稀少而珍贵,主要被用来合成人体组织。

脂类是产能效率最高的营养素,可转化成人体脂肪储存能量。平时人体较少动用脂肪供能,饥饿或持续运动时动用脂肪。

三大产热营养素是人体能量的来源,人体能量又消耗在哪些方面呢?能量消耗主要有四个途径:基础代谢、体力活动、食物特殊动力作用和生长发育。

基础代谢能是指机体维持最基本的生命活动和新陈代谢必需的能量,即人在清醒、空腹、静卧,没有紧张的精神活动和25℃左右的环境温度等条件下的能量代谢。这时候人体还要维持体温,心脏还在跳动,呼吸还在进行,大脑活动、神经传导、肌肉收缩处在最低的水平。普通人的基础代谢能大约为全天能量消耗的一半,也就是说如果一天什么事都不做,能量消耗约为平日的一半。

体力活动能是指各种劳动和运动所消耗的能量。肌肉收缩非常耗能,肌肉的负荷越大,耗能就越多,如果以静坐时为基本耗能量,站立为其1.5倍、洗衣服为其3倍、跑步为其7倍、撑双杠为其24倍、引体向上为其30倍;如果要精确计算一天中消耗的体力活动能,就应该监测一天的各种活动,将其耗能量换算并相加。一般把劳动强度分成5个等级进行估算,办公室文员是极轻体力劳动,炼钢工人是重体力劳动。脑力劳动虽然也耗能,但是冥思苦想和随便想想差别不大,因此未将其作为能量消耗的途径之一,而归入基础代谢能。

食物特殊动力能是指由于摄食而额外消耗的能量,包括食物消化、吸收和代谢的耗能,大约相当于基础代谢能的1/10。

生长发育能是儿童、青少年、孕妇、病人恢复期等合成新组织所消耗的能量,每合成1克新组织约消耗4.78千卡能量。

综上所述,中等劳动强度的成年人每日能量消耗约2400—2700千卡,具体耗能数值要考虑到年龄、性别、体型、遗传等因素,不能一概而论。如果长期能量摄入小于消耗,就会消瘦甚至营养不良;如果长期能量摄入大于消耗,就会超重甚至肥胖。能量平衡是维持人体健康和生存的要求,通常应保证5—7天内能量的消耗和摄入趋于相等。如果我们体重合适、身材匀称,就应该维持能量平衡,否则应通过调节饮食及运动改善能量代谢达到理想体重。

(作者系华中师范大学副教授、湖北省生理学会理事)

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