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分類瀏覽 熱能代謝
  人體需要熱能(Energy),即使在睡眠中,體內的細胞與器官,亦有難以數計的化學與物理作用需要執行,使生命得以維持。人體不論坐下、站立、行走或取物,均需靠肌肉的活動;而生長、懷孕,甚或受傷後、製造乳汁等所需要的新組織,都需要熱能。

  足夠的食物,可供給熱能的需要,熱能是工作的原動力,供給的熱能減少,工作的能力也隨之遞減,會使兒童生長遲緩或停止;若供給的熱能繼續減少,人體則利用自己本身的組成直至用盡。反之,熱能的供給超過需要時,則以脂肪貯存,增加體重,終會導致肥胖。

  熱能是以不同的形態存在,必要時,可由一種形態轉為另一種形態,以產生效應。除形態改變外,熱能的量始終相同不變,即熱能在任何化學或物理過程中,既不能創造,亦不會毀滅,此即謂熱能不滅定律(The Law of Conservation of Energy)。人體可緩緩不斷,隨時利用的是潛含(貯存)熱能(Potential [Storage] Energy),包括貯在肌肉及肝臟中少量的肝糖,大量的皮下脂肪以及細胞群本身。潛含熱能會轉移成為另一種形態,得以完成人體的活動,例如肌肉收縮所需要的機械熱能(Mechanical Energy),維持水分及營養素運輸的滲透熱能(Osmotic Energy),傳遞神經衝動的電子熱能(Electrical Energy),合成新組成的化學熱能(Chemical Energy)以及調節體溫之熱的熱能(Thermal Energy)等皆是。

  人體消耗熱能,以供體內及體外的活動,如同機械利用燃料供給熱能一樣,在人體內,作為燃料的是三種主要營養素,即蛋白質、脂質及醣類,此三種營養素可互變,同時人體亦可有限量的,以酒精作為燃料的來源。人體的氧化作用,是可以控制的過程,經過許多步驟緩慢釋放熱能,而非單純的同時燃燒。體內的活動,永無休止。人體需要材料及熱能,以建造修補及繼續不斷的維持其他體內外各項的活動。相反的,機械卻無此二項功能,且只有一種燃料。

  營養上熱能的單位是卡(Kilocalories or Calories),亦即一千公撮的水當其由攝氏十五度昇高至十六度時所需要的熱能。米制(Metric system)單位所用的是焦耳(Kilojoules),二者的關係如下:一卡(Kcal)等於四•一八四焦耳(KJ),或一焦耳等於○•二四卡。

  熱能消耗量,可用直接或間接測熱法(Direct or Indirect Calorimeter)來測量。直接測熱法,是將人體安置在有特殊設置的呼吸測熱法(The Atwater Benedict Respiration Calorimeter)的絕緣室中,以測量人體所產生的熱。此法昂貴,且需許多精細的測量,只有少數研究中心使用。間接測熱法,是以一種輕便的呼吸器,測量一定時間內,所消耗氧氣的量,以及排出二氧化碳的量。一公升氧氣等於四•八二五卡。

  代謝(Metabolism)一詞,是含括體內組織所有的化學變化。熱能代謝,是指醣類、脂質、蛋白質(及酒精)分解及逐漸氧化釋放的熱能(一公克的醣類及蛋白質產生四卡,一公克的脂質產生九卡,一公克的酒精產生七卡),而多餘的熱能,則合成化合物而予貯存的化學變化;也包括體內各熱能形態互變的物理變化。

  基礎代謝率(Basal Metabolism Rate)即身體內部的活動率,是維持生命在靜態時所需要的熱能。成人平均每公斤體重每小時男性需一卡(四•二焦耳),女性需○•九卡(三•八焦耳),即正常成人每日基礎代謝率約為一千三百至一千七百卡(五千四百三十九至七千一百一十三焦耳)。在正負百分之十五範圍內均屬正常。體表面積、性別、年齡、睡眠、體溫、內分泌腺、營養狀況、懷孕等因素,都能影響基礎代謝率。而肌肉活動、情緒、食物熱能效應(或稱特殊動力效應 [Calorigenic Effect of Food or Specific Dynamic Action],指消耗食物所產生或增加的熱能)及體溫等因素,也會影響熱能的需要。

  人體一天所需要的熱能,最簡便的計算方法如下:

  熱能的需要尚須隨體型、年齡、氣候及活動的不同而加以調整。(鄧昭昭)

 
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