人體活動能量代謝

人體活動能量代謝是指人體活動(Physical Activity,PA)所引起的營養物質氧化產生能量的過程,其消耗的能量稱為活動能量消耗(Activities induced energy expenditure, AEE)。

簡介

人體活動能量代謝是指人體活動(Physical Activity,PA)所引起的營養物質氧化產生能量的過程,其消耗的能量稱為活動能量消耗(Activities induced energy expenditure, AEE)。AEE和基礎能量消耗(Basal energy expenditure, BEE)以及食物生熱效應(Diet-induced thermogenesis, DIT)共同組成了人體的總能量消耗。AEE一般占人體總能量消耗的30%到40%左右,如果超負荷活動,其比例可高達70%,由於REE和DEE比較穩定,所以AEE是影響人體總能量消耗變化的主要因素。AEE不足可能引起能量代謝失衡,是影響人類健康的重要獨立危險因素。

人體活動能量代謝的測量

人體能量代謝的計算方法較多,主要分為估算法和測量法。1993年,Ainsworth等發表了一篇關於體力活動概要的文章,綜述了各種體力活動的能量消耗值,將體力活動分為三級,7年後,他又對1993年的概要進行了修訂和補充,成為了估算能量代謝比較實用的手冊。調查問卷法可以用來估算能量消耗,通過記錄一天的活動,再參照不同活動的能量消耗值,可以計算出運動能量代謝,但是調查問卷法帶有主觀性,回憶時常會有錯誤。

測量法又分為運動測量法、雙標水法和測熱法。運動測量法主要是心率法和加速度感測器方法,但是由於記錄方法比較單一和粗糙,容易受外界環境影響,以及體力活動的多樣性和能量使用效率的差別,使得這種測量具有局限性。

測量人體身體活動能量消耗比較精確的方法主要是雙標水法與測熱法。

人體活動能量代謝 人體活動能量代謝
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雙標水法是通過含有和標記的水,把受試個體納入到同位素代謝循環中,其中在體內是以水的形式代謝,而則以水和二氧化碳的形式代謝。這樣,通過兩種同位素在體內消耗率的差別,根據間隔曲線精確計算出二氧化碳的產出量,利用熱量計算的間接法即可得出與二氧化碳產出量等價的機體能量耗量。雙標水法可以用於實驗室內,也可以用於自由狀態。優點是方便,主要困難是只能測量七到十天的EE,而無法給出具體活動的種類、頻率、持續時間和強度。另外其昂貴和特殊的分析設備和儀器,也極大限制了其普及使用。

測熱法又可分為直接測量法與間接測量法,直接測量法直接測量人體散發的熱,技術難度很大,代價過高,已經很少被使用。間接測量法的原理是通過測量二氧化碳和氧氣消耗量計算能量代謝值,常用的有大容量能量代謝實驗艙(Human Indirect Metabolic Chamber, 簡稱Chamber),以及攜帶型氣體分析儀。

1. Chamber間接測熱法

開放式大容量能量代謝實驗艙是間接測熱法中最成熟的方法,被視為EE測試的黃金標準。它是以一個近似密閉房間的形式來收集受試者呼吸出的氣體,推算受試者的能量消耗。它的優點在於精度高,可以進行較長時間測試(24小時以上),受試者不用佩戴任何儀器,與日常生活環境基本一致,對PA影響較小。而且整個房間幾乎不受外界環境影響,可以提供一個穩定的測試環境,同時有非常客觀的定標系統。當受試者進入到能量代謝實驗室內,不僅可以詳細記錄受試者的體力活動情況,還可以提供準確度高達98%的關於耗氧量和二氧化碳產生量的測量結果。

2. 攜帶型氣體分析儀

攜帶型氣體分析儀是間接測熱法的一種,通常使用封閉式面罩進行氣體呼吸氣體的採集。優點是受環境限制較小,可以與多種康復器械配合使用。但是儀器在環境溫度濕度不穩定的情況下需要長期定標,而且電池持久力有限,想要長時間測量人體的能量消耗,攜帶型氣體分析儀無法完成。

擴展閱讀

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