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1 熱量與生命謝明哲 MJ Shieh 臺北醫學大學公共衛生暨營養學院保健營養學系保健營養技術學系研究所

2 熱量 (Energy) 能量熱能生命之火 (The fire of life) 供細胞作工的力量 (The power to do work) 2006/9/19 MJ Shieh 2

3 熱量代謝 (Energy metabolism) 談論將食物中的營養素所含的 1. 細胞利用的過程 3 種熱量營養素 58-68% 醣類脂質蛋白質 63% 20-30% 25% 10-14% 12% 原料營養素消化吸收代謝 2. 利用酵素維生素礦物質催化加工營養素供人體供生化反應調節體溫建造及修補組織酵素及激素之再合成合成肝醣脂肪 2006/9/19 MJ Shieh 3

4 Glycolysis Glucose Energy Anaerobic processes (in cytosol) Protein pyruvate Alcohol Acetyl coa Lipid Citric acid cycle ( Krebs cycle TCA cycle ) CO 2 + Energy Aerobic processes (in mitochondria) Electron transport chain O 2 Energ 2006/9/19 y H MJ Shieh 2 O 4

5 宇宙熱量的轉換和地球生物的活動地球上植物太陽光能光合作用植物體成分動物動物食料代謝 3. 物性食品同化作用 : 供造肉奶蛋等植利用異化作用 : 供動物體活動所需能源 4. 人類代謝動物性食品利用異化作用 : 供人體活動所需能源同化作用 : 供生長修補組織調節生理機能生殖哺乳等 2006/9/19 MJ Shieh 5

6 ATP 在細胞代謝上之角色食物熱量熱量轉換之低效率熱 (Heat) 40-60% ATP 55-60% 細胞維持肌肉收縮內部作工熱 20-40% 外部作工 2006/9/19 MJ Shieh 6

7 食物葡萄糖脂肪酸甘油胺基酸 O 2 CO 2 + H 2 O 異化反應 : 醣解作用枸椽酸循環氧化性磷酸化作用熱中間代謝產物 ADP + Pi 2006/9/19 MJ Shieh 7 5. 同化反應 : 細胞收縮 : 內部作工肌肉收縮 : 外部作工熱量儲存 : 脂肪組織生長懷孕哺乳細胞熱

8 熱量單位 1. 大卡 (Calorie, Cal.) 1 大卡表將 1 公升 ( 公斤 ) 水升高 1 所需之仟卡 (kilocalorie, kcal) 3. 仟焦耳 (kilojoule, kj) 1kj 表將 1 公斤物體以 1 牛頓 (newton) 的力量移動 1 公尺所需的熱量 4. 大焦耳 (megajoule, Mj) 1 Cal= 1 kcal= kj= Mj 2006/9/19 MJ Shieh 8

9 食物營養素之熱量值燃燒熱醣類脂質蛋白質 (Heat of combustion) kcal/g 將營養素置於彈卡計 (bomb Calorimeter) 中燃燒所計測之熱量值可消化 ( 吸收 ) (Digestible energy value) 可被消化吸收之熱量值 = 燃燒熱消化率可代謝熱量 (Metabolizable energy value) ( 生理燃料價 ) (Physiological fuel value) 可被人體細胞代謝利用之熱量值 2006/9/19 MJ Shieh 9

10 酒精熱量值 (kcal/g) 燃燒熱 7.1 可消化熱量值 7.1 可代謝熱量值 10. 食物熱量值計算例老張參加一喜宴, 經吃喝一番, 計分析共攝食醣類 100g 蛋白質 80g 脂質 100g, 並喝了酒精成分約為 17% 的紹興酒半斤, 試求計此頓餐之熱量值為若干? 2006/9/19 MJ Shieh 10

11 熱量的需要 ( 用途 ) 熱量需要的特性 11. 性必須性一定性 2006/9/19 MJ Shieh 11

12 熱量的需要 ( 用途 ) 熱量需要的用途 1. 基礎代謝率 ( 不自主活動 ) (Basal metabolic rate) 2. 身體的活動 (Physical activities) 3. 攝食生熱效應 (Calorigenic effect of diet) 4. 生長懷孕哺乳 2006/9/19 MJ Shieh 12

13 2006/9/19 MJ Shieh 13 熱量需要量基礎代謝 ( 不自主活動 ) 身體的活動 ( 自主活動 ) 攝食生熱效應 ( 不自由活動 ) 自然發生的

14 1. 基礎代謝 1) 定義 : 維持生命力活動之 12. 熱量需要維持身體 13. 活動之基本熱量需要維持生命之火之最少熱量需求呼吸心跳體溫維持滲透壓平衡的維持腎臟的濾尿腺體之分泌 2006/9/19 MJ Shieh 14

15 2) 基礎代謝之熱量需要量的估計方法 (1) 依體表面積 (Body surface area)(m 2 ) 體表面積 (m 2 )= 體重 (kg) 身高 (cm) 身高 (cm) 體重 (kg) /9/19 MJ Shieh 15

16 (i) 由體表面積求計基礎代謝量基礎代謝量 (kcal/m 2 /hr) Age 男性女性 /9/19 MJ Shieh 16

17 (ii) 依體重基礎代謝量 = 14. 體重 ( 公斤 ) 3/4 每 kg 3/4 之體重的基礎代謝量為 15. 大卡體重 (kg) Kg 3/ 體重 (kg) /9/19 MJ Shieh Kg 3/4

18 體重 (kg) Kg 3/ 體重 (kg) Kg 3/ /9/19 MJ Shieh

19 (iii) 依性別年齡身高體重男性 =71.2 體重 3/4 [ (30-a)+0.010(S-43.4)] 女性 =65.8 體重 3/4 [ (30-a)+0.018(S-42.1)] a: 年齡 ( 歲 ) S: 特殊體位 ( 身高 cm / 體重 1/3 公斤 ) 0.004: 以 30 歲為基礎, 年齡每增減 1 歲, 基礎代謝量減增 16. % 和隨 S 而改變之代謝量男性為 1 % 女性為 1.8% 2006/9/19 MJ Shieh 19

20 (4) 簡易算法成年男性之基礎代謝量約為 17. kcal/kg/hr 成年女性之基礎代謝量約為 0.95 kcal/kg/hr 3) 影響基礎代謝量之因素體表面積體重年齡性別肌肉量 18. 體溫營養狀況睡眠懷孕氣候種族 2006/9/19 MJ Shieh 20

21 2. 身體的活動 ( 自主的活動 ) 身體從事 19. 的活動所需要的熱量之需求量乃取決於活動時間的 20. 活動速度的 21. 活動時所用肌肉量的多少個人體重的大小等因素人體從事不同活動量之熱量需要量與基礎代謝量之比例值輕度工作中度工作重度工作男女 /9/19 MJ Shieh 21

22 身體從事活動所需熱量之簡易估算法活動性質活動所需熱量 kcal/kg 男女輕度工作中度工作重度工作 /9/19 MJ Shieh 22

23 3. 攝食生熱效應不自主活動 22. 因攝食食物而導致增加 23. 所增加之熱量需要量主用於消化液的分泌消化酵素的合成和活化消化作用吸收作用營養素的運送營養素間的轉化代謝等 2006/9/19 MJ Shieh 23 的需要三大熱量營養素之生熱效應蛋白質 > 脂質 > 醣類攝取均衡飲食所致之熱量增加需要量常以基礎代謝量和身體活動量二項和的 10% 估計之

24 一日之總熱量需要量 = 基礎代謝量 + 身體活動 + 攝食生熱效應例 : 茲有一 TMU857 女大學生,21 歲,155cm,50kg, 其一日之睡眠時間為 8 小時, 並攝取一般之均衡飲食, 試求計其一日之總熱量需要量 1. 基礎代謝量 :37 kcal =1296 kcal 或 /4 = =1316 kcal 或 =1140 kcal 扣除 8 小時睡眠所減少之熱量需要量 /100 8/24= =1253 kcal 2. 身體活動量 ( 以中度活動計 ) /24=708 kcal 3. 攝食生熱效應 : ( ) 10%=200 kcal 總熱量需要量 = =2161 kcal 2006/9/19 MJ Shieh 24

25 熱量平衡與體重變化的關係 1. 熱量需要的特性優先性必需性及一定性肝醣醣類脂質體蛋白質蛋白質酒精 2006/9/19 MJ Shieh 25

26 2. 熱量平衡與體重的變化因熱量不能創造, 故需由外界攝取, 由食物中的 26. 脂質和蛋白質來得到熱量, 而熱量亦不能毀滅, 它只是一種型式的轉變, 故 1) 熱量攝取量多於熱量需要量之正熱量平衡時, 多餘的熱量即轉變為以 27. 為主的方式儲存於體內, 可能導致體重增加之體重過重或肥胖 2006/9/19 MJ Shieh 26

27 體脂肪堆積在脂肪細胞脂肪細胞增大脂肪細胞分裂增殖體重過重肥胖脂肪細胞數增加攝取過多的熱量導致脂肪合成增加體重過重肥胖的過程是不自知, 不自覺的, 且是 28. 行的過程地進 2006/9/19 MJ Shieh 27

28 2) 熱量攝取量少於熱量需要量之負熱量平衡時, 不足的熱量即動用身體所儲存或已有的熱量來彌補, 這些熱量來自於甚至於 31. 體 ( 肌肉 ) 組織, 故達體重減輕之效應 3) 熱量攝取量約等於熱量需求量之熱量平衡時, 則體重無什改變 2006/9/19 MJ Shieh 28

29 3. 體重 1) 理想體重估算公式以身體質量指數 (Body mass index,bmi) 表示 BMI= 體重 ( 公斤 )/ 身高 ( 公尺 2 )= 32. 即理想體重 = 33. 身高 ( 公尺 ) 2 2) 正常體重理想體重 ± 34. % 3) 體重過重體重比理想體重多 35. % 以上, 36. % 以下 4) 肥胖體重較理想體重多 37. % 以上初度肥胖中度肥胖嚴重肥胖 2006/9/19 MJ Shieh 29

30 成人肥胖定義身體質量指數 (BMI) (kg/m 2 ) 腰圍 (cm) 體重過輕 18.5<BMI 正常範圍 18.5 BMI<24 異常範圍過重 :24 BMI<27 輕度肥胖 :27 BMI<30 中度肥胖 :30 BMI<35 重度肥胖 :BMI 35 男性 : 90 公分女性 : 80 公分

31 謝謝大家敬祝各位健康快樂 2006/9/19 MJ Shieh 31

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?? ?g [???e????] 熱量代謝與體重變化謝明哲 MJ Shieh 臺北醫學大學公共衛生暨營養學院保健營養學系 ( 學士班學士班碩士班碩士班博士班 ) clark@tmu.edu.tw Outline Metabolism ATP & ADP Energy requirement BMI & obesity 2 熱量 (Energy) 能量熱能生命之火 (The fire of life) 供細胞作工的力量