人体能量的消耗实际上就是指人体对能量的需要。较常用的测定方法有以下几种。一、直接测定法。直接测定法是测量总能量消耗(total energy expenditure,TEE)最准确的方法,其原理是让受试者置于密闭测热室内,该室四周被水管包围并与外界隔热,机体所散发的热量可被水吸收,并通过液体和金属的传导进行测定。此法可对受试者在小室内进行不同强度的各种类型的活动所产生和放散的热能予以测定。这种方法原理简单,类似于氧弹热量计,但实际建造,投资很大,且不适于复杂的现场测定,其应用受到限制,目前主要用于肥胖和内分泌系统功能障碍的研究。间接测定法。(一)气体代谢法。气体代谢法又称呼吸气体分析法,是通过间接测热系统测量呼吸中气体交换率,即氧消耗量和二氧化碳产生量,获得受试者的基础能量消耗(basal energy expenditure,BEE),或不同身体活动的能量消耗(active energy expenditure,AEE),其基本原理是测定机体在一定时间内的O2消耗量和CO2的产生量来推算呼吸商,根据相应的氧热价间接计算出这段时间内机体的能量消耗。实验时,被测对象在一个密闭的气流循环装置内进行特定活动,测定装置内的氧气和二氧化碳浓度变化。机体依靠呼吸功能从外界摄取氧,以供各种物质氧化的需要,同时也将代谢终产物CO2呼出体外,一定时间内机体的CO2产量与消耗O2量的比值称为呼吸商(respiratory quotient,RQ),即:呼吸商=产生的CO2(mL/min)/消耗的O2(mL/min)。碳水化合物、蛋白质、脂肪氧化时,它们的CO2产量与消耗O2量各不相同,三者的呼吸商也不一样,分别为1.0,0.8,0.7。在日常生活中,人体摄入的都是混合膳食,呼吸商在0.7~1.0之间。若摄入食物主要是碳水化合物,则RQ接近于1.0,若主要是脂肪,则接近于0.7。食物的氧热价是指将某种营养物质氧化时,消耗1L氧所产生的能量。近年来出现了便携式间接测热系统,这些仪器体积小、佩戴舒适,非常适合在现场、办公和家庭环境中应用,但工作时间只有1~5h,且价格较贵,通常只能监测个体水平上的TEE和AEE。(二)双标记水法。双标记水法是受试者口服一定量含有氢(2H)和氧(18O)稳定同位素的双标记水((2H2)(18O)),在一定时间内(8~15d)连续收集尿样或唾液样本,通过测定这两种同位素浓度的变化,获得同位素随时间的衰减率,计算能量消耗量。适用于任何人群和个体的测定,无毒无损伤,但费用高,需要高灵敏度、准确度的同位素质谱仪及专业技术人员,近年主要用于测定个体不同活动水平(PAL)的能量消耗值。(三)心率监测法。用心率监测器和气体代谢法同时测量各种活动的心率和能量消耗量,推算出心率-能量消耗的多元回归方程,通过连续一段时间(3~7d)监测实际生活中的心率,可参照回归方程推算受试者每天能量消耗的平均值。此法可消除一些因素对受试者的干扰,但心率易受环境和心理的影响,目前仅限于实验室应用。(四)生活观察法。生活观察法即记录被测定对象一日生活和工作的各种动作及时间,然后查“能量消耗率表”,再经过计算,得一日能量消耗量。(五)要因计算法。要因计算法是将某一年龄和不同的人群组的能量消耗结合他们的BMR来估算其总能量消耗量,即应用BMR乘以体力活动水平PAL来计算人体能量消耗量或需要量。能量消耗量或需要量=BMR X PAL,此法通常适用于人群而不适用于个体,可以避免活动时间记录法工作量大且繁杂甚至难以进行的缺陷。BMR可以由直接测量推论的公式计算或参考引用被证实的本地区BMR资料,PAL可以通过活动记录法或心率监测法等获得。根据一天的各项活动可推算出综合能量指数(integrative energy index,IEI),从而推算出一天的总能量需要量。推算出全天的活动水平(PAL)可进一步简化全天能量消耗量的计算。
人体能量的消耗实际上就是指人体对能量的需要。较常用的测定方法有以下几种。一、直接测定法。直接测定法是测量总能量消耗(total energy expenditure,TEE)最准确的方法,其原理是让受试者置于密闭测热室内,该室四周被水管包围并与外界隔热,机体所散发的热量可被水吸收,并通过液体和金属的传导进行测定。此法可对受试者在小室内进行不同强度的各种类型的活动所产生和放散的热能予以测定。这种方法原理简单,类似于氧弹热量计,但实际建造,投资很大,且不适于复杂的现场测定,其应用受到限制,目前主要用于肥胖和内分泌系统功能障碍的研究。间接测定法。(一)气体代谢法。气体代谢法又称呼吸气体分析法,是通过间接测热系统测量呼吸中气体交换率,即氧消耗量和二氧化碳产生量,获得受试者的基础能量消耗(basal energy expenditure,BEE),或不同身体活动的能量消耗(active energy expenditure,AEE),其基本原理是测定机体在一定时间内的O2消耗量和CO2的产生量来推算呼吸商,根据相应的氧热价间接计算出这段时间内机体的能量消耗。实验时,被测对象在一个密闭的气流循环装置内进行特定活动,测定装置内的氧气和二氧化碳浓度变化。机体依靠呼吸功能从外界摄取氧,以供各种物质氧化的需要,同时也将代谢终产物CO2呼出体外,一定时间内机体的CO2产量与消耗O2量的比值称为呼吸商(respiratory quotient,RQ),即:呼吸商=产生的CO2(mL/min)/消耗的O2(mL/min)。碳水化合物、蛋白质、脂肪氧化时,它们的CO2产量与消耗O2量各不相同,三者的呼吸商也不一样,分别为1.0,0.8,0.7。在日常生活中,人体摄入的都是混合膳食,呼吸商在0.7~1.0之间。若摄入食物主要是碳水化合物,则RQ接近于1.0,若主要是脂肪,则接近于0.7。食物的氧热价是指将某种营养物质氧化时,消耗1L氧所产生的能量。近年来出现了便携式间接测热系统,这些仪器体积小、佩戴舒适,非常适合在现场、办公和家庭环境中应用,但工作时间只有1~5h,且价格较贵,通常只能监测个体水平上的TEE和AEE。(二)双标记水法。双标记水法是受试者口服一定量含有氢(2H)和氧(18O)稳定同位素的双标记水((2H2)(18O)),在一定时间内(8~15d)连续收集尿样或唾液样本,通过测定这两种同位素浓度的变化,获得同位素随时间的衰减率,计算能量消耗量。适用于任何人群和个体的测定,无毒无损伤,但费用高,需要高灵敏度、准确度的同位素质谱仪及专业技术人员,近年主要用于测定个体不同活动水平(PAL)的能量消耗值。(三)心率监测法。用心率监测器和气体代谢法同时测量各种活动的心率和能量消耗量,推算出心率-能量消耗的多元回归方程,通过连续一段时间(3~7d)监测实际生活中的心率,可参照回归方程推算受试者每天能量消耗的平均值。此法可消除一些因素对受试者的干扰,但心率易受环境和心理的影响,目前仅限于实验室应用。(四)生活观察法。生活观察法即记录被测定对象一日生活和工作的各种动作及时间,然后查“能量消耗率表”,再经过计算,得一日能量消耗量。(五)要因计算法。要因计算法是将某一年龄和不同的人群组的能量消耗结合他们的BMR来估算其总能量消耗量,即应用BMR乘以体力活动水平PAL来计算人体能量消耗量或需要量。能量消耗量或需要量=BMR X PAL,此法通常适用于人群而不适用于个体,可以避免活动时间记录法工作量大且繁杂甚至难以进行的缺陷。BMR可以由直接测量推论的公式计算或参考引用被证实的本地区BMR资料,PAL可以通过活动记录法或心率监测法等获得。根据一天的各项活动可推算出综合能量指数(integrative energy index,IEI),从而推算出一天的总能量需要量。推算出全天的活动水平(PAL)可进一步简化全天能量消耗量的计算。