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食物所含的热量和运动消耗的热量和人的基础代谢量是咋定量得出的是不是科学

这个问题有两个方面，一方面是对于摄入热量的计算，另一方面是对于消耗热量的计算，是很多刚刚开始接触健身、控制体重的人都会有个问题。下面就分两部分来回答这个问题。先来回答问题的前半部分，也就是食物中的热量是如何测定的。1）食品标签上的卡路里是怎么计算出来的？我们目前公认的，1g脂肪=9kCal，1g碳水化合物或蛋白质=4kCal，这些数值不是什么高精尖科技，而是来源于19世纪末美国化学家Wilbur Olin Atwater，他通过燃烧不同的营养物质计算出了三大宏观营养素的热量。具体方法简单的讲，就是把营养物质放在一个传热的容器然后浸入大水箱里点燃，测定它完全燃烧后周围水能升高多少度，从而确定这种营养物质所提供的热量（1kCal相当于把1kg的水升高1摄氏度所需的热量）。这种装置称为氧弹热量计。
现在食品标签上的热量不再需要燃烧食物来得出，根据1990年的Nutrition Labeling and Education Act（营养标签和教育法案），食品厂商只要通过计算食品中的碳水化合物、脂肪和蛋白质含量，再乘以相应的热量就可以计算出写在营养标签上的最终热量。所以食品标签上的热量只是近似的值。
2）卡路里计算方法是有误差的，上下浮动可达20-30%
通过上面的介绍可以看出计算食物的热量只是“in vitro”也就是体外测定，并没有考虑食物在人体消化系统中的复杂过程。在这个过程中有很多影响因素
食物成分会影响热量食物的成分会影响热量的计算，因为我们身体处理食物不是简单的燃烧产热，而是要经过一系列生物化学反应。食物需要先通过咀嚼/蠕动和消化酶来把细胞破坏才能释放出营养物质，而碳水化合物/脂肪/蛋白质都要经过分解，就好像乐高积木一样，需要把复杂的城堡拆解成为小块。总体来说越是加工少的食物，越需要消化吸收，提供的热量更少。但是也有一些天然食物比如蜂蜜/椰子水，吸收很好，其中的碳水化合物可以从肠道直接进入血液循环，基本不需要消化。 其中有两类食物的热量较低，又有其特殊的健康意义，所以在减重时特别推荐第一类：膳食纤维：虽然同是碳水化合物，但是简单碳水化合物（单糖/双糖）和复杂碳水化合物（淀粉/膳食纤维）的热量非常不同。特别是膳食纤维，基本上不能被人体吸收，而消化起来所需热量又高，所以每1g仅能提供2kCal，甚至现在有更新的研究认为由于肠道菌群的存在，膳食纤维实际提供的热量更少，只有1.5kCal，虽然每克食物的热量仅仅是很小的误差，但是叠加起来，多吃膳食纤维，实际会比吃同样量的单糖/双糖减少很多热量第二类：蛋白质：蛋白质是三种宏量营养素中结构最为复杂的，需要多步拆解才能变为“积木”也就是氨基酸，并且氨基酸主要的功能是更新身体中的各种成分，提供生化反应所需的酶，而不是提供能量。所以研究发现适当提高膳食中的蛋白质比例可以有助于长期控制体重。“怎么做”会影响食物的热量烹饪使得我们能够从食物中获得更多的营养，但是精细加工也会使食物中的热量受到影响。谷物/根茎植物（土豆/白薯）中的淀粉，在未经烹饪时一大部分是支链淀粉，很难被吸收，但加热的过程会让支链淀粉被分解成更简单的碳水化合物，有利于人体吸收。所以烹饪时间越长，土豆/谷物的热量，特别是升糖指数越高，精加工的面点/主食都存在这样的问题。 不止是碳水化合物，蛋白质类的吸收也受烹饪方式的影响，有研究者做了一些有趣的研究，让受试者吃同位素标记的熟鸡蛋和生鸡蛋，然后监测受试者呼吸中和排泄物中的同位素，最终算出鸡蛋蛋白质究竟有多少被人体吸收了。结果发现熟鸡蛋的吸收率在90%，而生鸡蛋仅有50%左右
食物所含的热量和运动消耗的热量和人的基础代谢量是咋定量得出的是不是科学
生鸡蛋和熟鸡蛋能被人体吸收的热量不同肠道中的细菌会影响食物的热量我们每天都和数以万计的细菌共同生活着，而肠道是微生物最多的地方，我们和肠道中的细菌是一种共生的状态，肠道内的菌群会吃我们吃的食物，我们的饮食结构会影响肠道中哪种菌群占优势，而肠道中的菌群又会反过来影响我们能从食物中获得多少热量。目前，“人类微生物组”计划已经研究出了三种不同细菌占优势的“肠道细菌型”，包括拟杆菌型，普雷沃氏菌型，瘤胃球菌型。对于拟杆菌型的，肠道菌群最容易从碳水化合物和蛋白质中获得能量，而另外两种肠道菌群型则适合从发酵复杂碳水化合物比如纤维素中获得能量。长期“西方化”饮食，吃红肉、甜食较多的人肠道菌群通常是拟杆菌型，而吃膳食纤维比如全谷物较多的人肠道菌群则是另外两型。研究者还发现，BMI更高（更胖）的人肠道菌群往往是容易从碳水化合物中获得能量的类型。而长期健康膳食，可以逐渐调整肠道菌群，使菌群的多样性增加，有利于控制体重哦。3）卡路里系统有这么多问题为什么还在用？
卡路里既然有很多不准确的地方，为什么没有被取缔？一方面是这个体系非常简洁易行，另一个原因就是人与食物之间的互动太过复杂，目前还没有一种更好的系统可以取代Atwater热量体系。
再来回答题主的第二部分问题，基础代谢率是如何测定的。1）先来回答“基础代谢率”是什么：
BMR（Basal Metabolic Rate）基础代谢率，又称为基础能量消耗（BEE，Basal Energy Expenditure）是我们身体生理活动所需的热量：包括维持体温、维持基本的代谢、维持重要脏器的活动；也就是在恒温恒湿的环境中、躺着不动、不吃不喝，每天所需要的热量
2）哪些器官在消耗热量？
【食物所含的热量和运动消耗的热量和人的基础代谢量是咋定量得出的是不是科学】 大脑、心脏、肝脏、肾脏虽然只占体重的5%但是这些器官代谢所消耗的能量却占BMR的60%；肌肉消耗的热量也占很大比例，所以拥有更多肌肉=消耗更多热量
食物所含的热量和运动消耗的热量和人的基础代谢量是咋定量得出的是不是科学
不同器官消耗热量的比例3）基础代谢率是如何测定的
测定的原理主要是根据以下公式：食物+氧气=二氧化碳+水+热量，在不进食的情况下就是：吸入的氧气=呼出的二氧化碳+水+热量，这里的热量就是BMR有直接测定和间接测定的方法，但都需要专业的仪器，现在间接测定方法比较常见直接测定：直接测定周围环境热量的变化需要被测试者在一个与世隔绝的环境中，完全安静以及禁食12小时后，测定消耗的氧气和呼出的二氧化碳，以及这个与外界隔绝的环境的温度变化（通过绝热的水系统测定）间接测定：让受试者平静禁食12小时，通过在平静、恒温恒湿的环境中，测定吸入的氧气和呼出的二氧化痰间接推测出热量，因为对于一般的混合膳食，吸入氧气与呼出的二氧化碳和消耗的热量之间有一定的关系（这个关系叫做呼吸熵，respiratory quotient，RQ，与用来作为产热原料的食物有关）
食物所含的热量和运动消耗的热量和人的基础代谢量是咋定量得出的是不是科学
间接法测定基础代谢率测得的BMR是不是准确？用上述方法测定的BMR基本上是准确的，可能有5-6%的误差4）如何估算BMR？BMR的影响因素
在无法使用特定仪器测定BMR的时候，可以根据一些公式推算自己的BMR，常见的影响BMR的因素如下：
内因：身高体重，年龄，性别，身体成分（代谢旺盛的器官组织越多消耗热量越多），激素水平（儿茶酚胺、甲状腺激素等激素会增加代谢速率），特殊状态（如妊娠时基础代谢率会升高）外因：天气（气温越高能量消耗越大，体温升高1℃基础代谢率升高13%），其他因素（摄入咖啡因、吸烟、饮酒等会提高BMR）BMR估算公式会考虑到一些主要的影响因素，如性别、年龄、身高、体重、平时是否经常锻炼等，常用的公式如Mifflin-St公式，身高的单位是厘米cm，体重的单位是公斤kg男性：BMR=（10×体重+6.25×身高-5×年龄+5）×运动指数女性：BMR=（10×体重+6.25×身高-5×年龄-161）×运动指数运动指数- 静坐的生活方式=1.200- 轻度活动（每周1-3次运动）=1.375- 中度活动（每周3-5次运动）=1.550- 非常活跃（每周6-7次运动）=1.725但是这些公式计算所得的BMR与实际可以有15%的出入。
所以总结下来，记录卡路里和计算热量消耗是科学，但是不是非常精准的科学，可以作为参考，但是不需要过分纠结。比如热量摄入有20%的出入，而热量消耗有15%的出入，那么最多可能有35%的差别，并且，人的身体是适应性非常强的，随着饮食和运动习惯的改变，你的消化和代谢也会改变。所以掌握健康膳食的原则，和养成长期锻炼的习惯，比每天计算热量和消耗更加重要，也会让你减少很多焦虑。
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Digestibility of Cooked and Raw Egg Protein in Humans as Assessed by Stable Isotope Techniques J. Nutr. 128: 1716–1722, 1998. An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature 444, 1027–1031 (2006). Enterotypes of the human gut microbiome.Nature 473, 174–180 (2011)
■网友的回复
也许在这里面能找到你要的答案https://zhuanlan.zhihu.com/p/35575768之前自学健身整理的笔记
■网友的回复
我觉得大方向是这么个理儿
太具体了不追求
结果导向
能让你瘦了 说明今天是输出大于摄入 继续保持
胖了可能就是输出小于摄入了 要做调整
就是这样 用结果验证方法


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