NHU CẦU DINH DƯỠNG CỦA CON NGƯỜI

NHU CẦU DINH DƯỠNG CỦA CON NGƯỜI
NHU CẦU NĂNG LƯỢNG
Tất cả các hoạt động sống của cơ thể đều liên quan đến năng lượng.
Năng lượng được sinh ra từ trong chuyển hoá tế bào. Để bù đắp
cho phần năng lượng đã tiêu hao trong quá trình sống, cơ thể phải thường xuyên
thu nhận được năng lượng từ môi trường bên ngoài. Năng lượng mặt trời là
nguồn năng lượng vô tận trên trái đất nhưng không phải tất cả sinh vật đều sử
dụng được nguồn năng lượng đó. Thực vật là loài sinh vật duy nhất có thể sử
dụng nguồn năng lượng mặt trời để tạo thành hóa năng trong các hợp chất hữu
cơ. Người và động vật sử dụng năng lượng hóa học dữ trữ trong các chất hữu cơ
thực vật cho các hoạt động sống, đồng thời nó cũng sử dụng một phần năng
lượng mặt trời để sưởi ấm. Do vậy để phát huy tác dụng dinh dưỡng của thức ăn
và đưa ra được chế độ dinh dưỡng hợp lý, thì mọi người cần phải hiểu biết về tri
thức dinh dưỡng.
1. Nguồn cung cấp năng lượng cho cơ thể
Năng lượng của cơ thể được cung cấp từ thức ăn, thức ăn dưới tác dụng của
enzyme tiêu hóa sẽ bị oxy hoá trong cơ thể tạo ra năng lượng. Ðơn vị tính năng
lượng là Kcal (kilocalo) tương đương với nhiệt lượng để đun sôi 1.000g nước
lên 10C. Hiện nay các nước ở Châu Âu và Châu Mỹ thường dùng đơn vị jun
(J). Biến đổi giữa hai đơn vị đó được tính như sau: 1.000J = 0,239kcal , từ đó
1kcal = 4,184KJ.
Cơ thể thu nhận năng lượng từ thức ăn dưới dạng các hợp chất dinh
dưỡng như gluxit, lipid và protein. Trong cơ thể, các chất dinh dưỡng được oxi
hóa dưới tác dụng của các enzyme tiêu hóa. Sản phẩm cuối cùng của quá trình
oxy hoá gluxit và lipit trong và ngoài cơ thể đều là CO
2
+ H
2
O. Nhưng oxy hoá
protit không hoàn toàn chỉ cho CO
2

và H
2
O, mà còn các chất khác chứa nitơ theo
nước tiểu bài tiết ra ngoài. Các chất dinh dưỡng cung cấp từ thực phẩm được
máu hấp thụ và vận chuyển đến tế bào. Tại đây, các chất này tham gia vào các
phản ứng chuyển hoá phức tạp và hoá năng của các chất được chuyển thành các
hợp chất giàu năng lượng là ATP (Adenozin triphosphat). ATP trong quá trình
phân giải sẽ cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động của cơ thể. Lượng ATP
luôn được tái tổng hợp tuỳ theo mức độ tiêu hao. Các chất creatin photphat (CP),
glucoza và glycogen có thể phân giải để tạo năng lượng cho quá trình tái tổng
hợp ATP trong điều kiện hiếu khí. Quá trình tái tạo năng lượng còn có thể là sự
oxi hoá các chất glucoza, glycogen, acid béo tự do, glycerol và những sản phẩm
không chứa nitơ của acid amin trong điều kiện hiếm khí. Quá trình oxi hóa các
chất dinh dưỡng tạo ra năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống như: sự
tăng trưởng của tế bào, các hoạt động của cơ, quá trình điều hòa trạng thái cân
bằng nội môi, sự tổng hợp enzyme và các hoocmon trong cơ thể… Năng lượng
hóa học trong thức ăn được chuyến hóa thành các dạng năng lượng khác nhau
trong cơ thể như: cơ năng (≈ 25%), điện năng (ít), và nhiệt năng (≈ 75%). Tất cả
các dạng năng lượng đó cuối cùng sẽ biến thành nhiệt năng.
Năng lượng dự trữ trong thức ăn dưới dạng năng lượng hóa học. Giá trị
năng lượng của mỗi loại thức ăn phụ thuộc vào hàm lượng các chất tạo ra năng
lượng trong đó. Năng lượng trong thức ăn có thể xác định được thông qua việc
xác định lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy một lượng thức ăn xác định trong bomb
nhiệt lượng (bomb calorimeter). Khi đốt cháy các chất dinh dưỡng khác nhau sẽ
thu được các giá trị năng lượng khác nhau, tùy thuộc vào cấu tạo hóa học của
từng chất (bảng 1).
Bảng 1: Năng lượng của các chất dinh dưỡng
Nguồn năng lượng trong thức ăn Protein Lipít Gluxit
Năng lượng ngoài do oxy hoá cơ thể (Kcal/g) 5.65 9.45 4.10
Sự oxy hoá không hoàn toàn trong cơ thể, hàm

lượng nitơ trong nước tiểu (Kcal/g)
1.30 - -
Năng lượng được giải phóng hoàn toàn trong cơ
thể (Kcal/g)
4.35 9,45 4.10
Hiệu suất tiêu hoá 92 95 93
Năng lượng có hiệu quả sinh lý (Kcal/g) 4.0 9.0 4.0
Quá trình oxy hoá trong cơ thể và sự đốt cháy ngoài cơ thể của các chất
dinh dưỡng có giống nhau, nhưng chỉ có lipit và glucose có sản phẩm cuối
cùng giống nhau còn protein thì có sản phẩm cuối cùng khác nhau. Do vậy
năng lượng giải phóng khác nhau khi oxi hóa sinh học protein trong cơ thể và
khi đốt cháy bên ngoài cơ thể sống.
Thức ăn của cơ thể người nói chung có thành phần như sau: protit chiếm
10-14%, lipit: 15-25%, gluxit: 60-70%.
Tuy nhiên, không phải tất cả năng lượng trong thức ăn là sẵn có và hữu
ích cho cơ thể. Một phần năng lượng từ cơ thể có thể mất đi qua bài tiết nước
tiểu, bài tiết phân và qua sự tỏa nhiệt. Protein không được tiêu hóa hoàn toàn
trong cơ thể, tạo ra ure bài tiết qua nước tiểu nên trong nước tiểu có chứa
khoảng 1,25 Kcal cho 1g protein tiêu hóa. Ngoài ra, trong nước tiểu còn chứa
các axit hữu cơ và một số sản phẩm thoái hóa của gluxit và lipid. Lượng chất
trong nước tiểu này không quan trọng đối với những người khỏe mạnh nhưng lại
có ý nghĩa lớn đối với những người bị bệnh.
2. Sự tiêu hao năng lượng của cơ thể
Sự tiêu hao năng lượng của cơ thể người bao gồm chuyển hoá cơ sở, hoạt
động thể lực và tác động đặc thù của thức ăn. Sự tiêu hao năng lượng còn phụ
thuộc vào tính đặc thù của chức năng sinh lý và khác nhau ở các đối tượng
như trẻ em, người trưởng thành, sản phụ. Sự trao đổi năng lượng trong cơ thể
rất phức tạp do ảnh hưởng của các yếu tố lao động nghề nghiệp, môi trường,
dinh dưỡng, sinh lý, bệnh lý. . . Trong đó yếu tố hoạt động thể lực biểu hiện rõ
nét nhất.

2.1. Năng lượng cần thiết cho chuyển hóa cơ bản
Năng lượng cho chuyển hóa cơ bản là năng lượng cơ thể tiêu hao trong
điều kiện nghỉ ngơi, nhịn đói (đã tiêu hóa hết thức ăn trong đường tiêu hóa) và ở
nhiệt độ môi trường thích hợp. Đó là năng lượng cần để duy trì các chức phận
sống của cơ thể như hoạt động của hệ tuần hoàn, hệ hô hấp, hệ nội tiết, hệ tiêu
hóa, và duy trì tính ổn định các thành phần của dịch thể bên trong và bên ngoài
tế bào. Chuyển hóa cơ sở thường được tính toán trên 1kg trọng lượng cơ thể,
hay trên 1m
2
diện tích da. Tùy thuộc vào tuổi và cách sống, thì năng lượng
chuyển hóa cơ bản chiếm khoảng từ 45 – 70% tổng nhu cầu năng lượng hàng
ngày của con người.
Tỉ lệ phân chia năng lượng chuyển hóa cơ bản cho hoạt động của các bộ
phận khác nhau trong cơ thể là khác nhau và được thể hiện qua bảng 2.
Điều kiện để xác định
chuyển hóa cơ bản ở người: trạng
thái nghỉ ngơi không vận động,
không suy nghĩ nhiều, thời gian
sau khi ăn: 12h, nhiệt độ thích
hợp: 20 – 25
0
C.
Xác định năng lượng
chuyển hóa cơ bản của người dựa
theo cân nặng được tính theo
bảng sau:
Bảng 2: Tỉ lệ năng lượng cơ bản
Bộ phận Tỉ lệ (%)
Gan 27
Não 19

Tim 7
Thận 10
Cơ 18
Còn lại 18
Bảng 3: Công thức tính chuyển hóa cơ bản dựa theo cân nặng (W – g)
Nhóm tuổi
(Năm)
Chuyển hóa cơ sở (calo/ngày)
Nam Nữ
0 – 3
3 – 10
10 – 18
18 – 30
30 – 60
Trên 60
60,9W – 54
22,7W + 495
17,5W + 651
15,3W + 679
11,6W + 879
13,5W + 487
61,0W – 51
22,5W + 499
12,2W + 746
14,7W + 496
8,7W + 829
10,5W + 596
Chuyển hóa cơ bản phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Các yếu tố ảnh
hưởng đến chuyển hóa cơ bản:
+ Tình trạng hệ thống thần kinh trung ương, khi hệ thần kinh đang hoạt

động hay hưng phấn thì chuyển hóa cơ sở tăng lên vì vậy khi đo chuyển hóa cở
sở thì hệ thần kinh phải ở trạng thái nghỉ ngơi.
+ Cường độ hoạt động của các hệ thống nội tiết và men. Một số tuyến nội
tiết làm tăng chuyển hóa cơ bản như tuyến giáp, trong khi đó hoạt động của một
số tuyến nội tiết khác làm giảm chuyển hóa cơ bản như tuyến yên.
+ Giới tính: nói chung ở cùng lứa tuổi chuyển hóa cơ bản ở nữ thường
thấp hơn ở nam khoảng 5%, đó là do tỷ lệ khối mỡ ở nữ cao hơn ở nam hoặc có
thể là do hoocmon sinh dục.
+ Tuổi: chuyển hóa cơ bản ở trẻ em cao hơn người lớn tuổi, càng nhỏ thì
chuyển hóa cơ bản càng cao. Ở người già chuyển hóa cơ bản giảm 10 – 15%,
song song với sự giảm khối tế bào hoạt động, tăng khối mỡ.
Bảng 4: Chuyển hoá cơ sở của cơ thể người (Kcal/m/1giờ)
Lứa tuổi 7 9 11 13 15 17 19 20 25
Nam 47.3 45.2 43.0 42.3 41.8 40.8 39.2 38.6 37.5
Nữ 42.4 42.3 42.0 40.3 37.9 36.3 35.3 35.3 35.2
Lứa tuổi 30 35 40 45 50 55 60 65 70
Nam 36.8 36.5 36.3 36.2 35.8 35.4 34.9 34.4 33.8
Nữ 35.1 35.0 34.9 34.5 33.9 33.3 32.7 32.2 31.7
+ Chuyển hóa cơ bản cũng bị giảm khi cơ thể nhịn đói và ăn thiếu.
+ Khối lượng cơ thể và trạng thái sinh lý: chuyển hóa cơ bản thay đổi theo
bệnh của tuyến giáp: bệnh cường giáp làm tăng chuyển hóa cơ bản 25% còn
bệnh suy giáp làm giảm chuyển hóa cơ bản 20%.
+ Các yếu tố sinh lý khác nhau: chuyển hóa cơ bản thay đổi theo nhịp
ngày và đêm. Ở người bình thường sự chuyển hóa cơ bản cao nhất lúc 13h – 16h
và thấp nhất lúc 1h- 4h. Chuyển hóa cơ bản ở phụ nữ mang thai hay ở nửa sau
chu kỳ kinh nguyệt và khi bài tiết progesterone cũng tăng lên cao hơn mức bình
thường. Khi ngủ sự chuyển hóa cơ bản giảm xuống do sự dãn cơ và giảm trương
lực thần kinh giao cảm.
+ Yếu tố bệnh lý: sốt làm tăng chuyển hoá cơ sở, thông thường nhiệt độ
cơ thể tăng lên 1

o
C thì chuyển hóa cơ sở tăng từ 5-10%, đó là nguyên nhân khi
sốt bị sút cân. Khi đói, thiếu ăn chuyển hoá cơ sở giảm, thiếu ăn kéo dài chuyển
hoá cơ sở giảm 50%, đó là tình trạng thích nghi của cơ thể để duy trì sự sống.
Ở người trưởng thành, năng lượng chuyển hóa cơ bản cho 1kg cân nặng
trong 1h là 1calo. Như vậy, một người trưởng thành có khối lượng 50kg thì cần
50 x 24 x 1 = 1280 calo/ngày cho chuyển hóa cơ bản.
Đối với động vật đồng nhiệt, nếu tính năng lượng chuyển hóa cơ bản của
mỗi kg khối lượng cơ thể thì giá trị đó ở mỗi động vật khác nhau là mỗi khác.
Nhưng nếu tính trao đổi cơ sở của mỗi m
2
bề mặt cơ thể thì giá trị đó ở mọi động
vật là tương đối giống nhau. Năm 1883, Rubner đưa ra “quy luật bề mặt” và đề
nghị tính chuyển hóa cơ bản (CHCB) hàng ngày của người bằng công thức:
CHCB = diện tích bề mặt da (m
2
) x 1000
Diện tích bề mặt da được tính theo công thức của K. Mech đưa ra năm 1879:
S = kW
0,66

Trong đó: S: diện tích bề mặt da (dm
2
),
W: khối lượng (kg), k là hằng số: người lớn
k = 12,3 ở người trưởng thành và trẻ em k = 10,3.
Ví dụ một người trưởng thành nặng 70kg thì có S = 12,3 x 70
0,66
= 12,3 x
đối log(log70 x o,66) = 12,3 x 16,98 = 12,3 x đối log(1,845 x 0,66) = 209dm

2
=
2,1m
2
.
Nếu tính theo diện tích bề mặt da thì chuyển hóa cơ bản ở trẻ em là 50
calo/1h/2m
2
và của người trưởng thành thì thấp hơn vào khoảng 33 calo/1h/1m
2
.
2.2. Tiêu hao năng lượng cho quá trình tiêu hóa
Ngoài năng lượng tiêu hao cho lao động, hàng ngày cơ thể còn phải lấy
thức ăn từ ngoài và hấp thu các chất dinh dưỡng. Do đó cường độ chuyển hoá
phải tăng lên và cơ thể cần mất thêm năng lượng. Sự tăng cường chuyển hoá vật
chất và năng lượng như vậy được gọi là tác dụng động lực đặc hiệu của thức ăn.
Hiện tượng này có liên quan đến quá trình đồng hoá, oxy hoá, sử dụng và
chuyển hoá nhiệt năng của cơ thể. Tác dụng này của protit là nhiều nhất, nhiệt
lượng sản sinh tới 16-30%; đối với gluxit là 5-6%; lipit: 14-15%. Nói chung tác
dụng động lực đặc hiệu của thức ăn hỗn hợp là 10%, các loại đường cao cấp
chiếm 8%, các loại thịt cao cấp chiếm 15% .
Cơ thể sử dụng một phần năng lượng cho các hoạt động của quá trình tiêu
hóa như: hoạt động nhai của hàm, dạ dày co bóp, tuyến tiêu hóa hoạt động để
tiết men tiêu hóa, quá trình hấp thu các chất dinh dưỡng và thải các chất dư thừa.
Thức ăn càng khó tiêu hóa thì càng tiêu hao nhiều năng lượng.
Người ta đã xác định được năng lượng chuyển hóa cơ bản tăng lên
khoảng 10% sau khi ăn thức ăn hỗn hợp.
2.3. Tiêu hao năng lượng cho quá trình lao động
Trong tổng nhu cầu năng lượng hàng ngày thì năng lượng của cơ thể tiêu
hao cho quá trình lao động chiếm tỉ lệ nhiều thứ hai sau năng lượng cho chuyển

hóa cơ bản [8]. Ngoài phần năng lượng tiêu hao để duy trì các hoạt động của cơ
thể, thì lao động thể lực càng nặng bao nhiêu thì tiêu hao càng nhiều năng lượng
và càng phải ăn nhiều bấy nhiêu.
Bảng 5: Sự tiêu hao năng lượng cho các hoạt động
STT Hoạt động Năng lượng tiêu hao trong 1h (calo)
1 Nằm ngủ 1,0
2 Nằm nghỉ 1,2
3 Ngồi nghỉ 1,4
4 Đứng nói chuyện 1,9
5 Đi bộ 4km/h 3,2
6 Gặt lúa 3,5
7 Xẻ gỗ 7,1
8 Chặt cây 7,8
9 Cuốc đất 9,9
10 Xách súng máy xung phong 13,4
Dựa vào cường độ lao động thể lực, người ta xếp các loại công việc của
con người thành các nhóm khác nhau bao gồm: lao động nhẹ (nhân viên hành
chính, nội trợ, giáo viên…), trung bình (công nhân xây dựng, nông dân…), nặng
(công nhân mỏ, vận động viên…), đặc biệt (nghề rừng, nghề rèn). Sự phân chia
đó chỉ mang tính chất tương đối vì trong cùng một nhóm thì sự tiêu hao năng
lượng cũng thay đổi nhiều tùy theo tính chất của công việc.
Bảng 6: Nhu cầu năng lượng của các hoạt động có cường độ khác nhau
Dạng hoạt động
Năng lượng cần thiết
(Kcal/1kg thể trọng/1ngày)
Lao động rất nhẹ
Lao động nhẹ
Lao động trung bình
Lao động nặng
Lao động rất nặng

35-40
40-45
45-50
50-60
60-70
Nếu ăn uống không đảm bảo mức tiêu hao năng lượng thì người ta sẽ kéo
dài thời gian nghỉ hoặc giảm cường độ lao động. Kết quả cuối cùng là năng suất
lao động sẽ giảm xuống.
2.4. Tiêu hao năng lượng cho quá trình phát triển cơ thể
Một phần năng lượng trong thức ăn được sử dụng cho việc tạo hình hoạt
động chức năng và dự trữ. Trong quá trình sống của mình, cơ thể luôn luôn phải
thay cũ đổi mới và các phản ứng sinh tổng hợp các tế bào và tổ chức mới đòi hỏi
cung cấp năng lượng.
Ở trẻ em năng lượng cho quá trình sinh trưởng được dùng để tạo hình.
Khoảng 35% tổng nhu cầu năng lượng được sử dụng cho sinh trưởng khi trẻ từ 1
– 3 tháng tuổi, sau đó giảm mạnh khoảng 5% lúc 12 tháng tuổi, 3% lúc 2 năm
tuổi, và khoảng 1 – 2% trong suốt thời kỳ tăng trưởng và xuống đến 0 khi cơ thể
kết thúc giai đoạn tăng trưởng. Ở người lớn năng lượng cho sinh trưởng được sử
dụng để phục hồi sức khỏe và tạo ra những tế bào mới thay thế những tế bào già
đã chết. Các nhà khoa học đã xác định được rằng xương của con người là sẽ
được đổi mới hoàn toàn sau mỗi 8 năm.
Thực nghiệm trên động vật và trẻ em cho thấy tiêu hao năng lượng cho 1g
tăng trọng là 5 Kcalo.
Đối với trẻ em tăng cân là biểu hiện của sự phát triển bình thường và dinh
dưỡng hợp lý. Ở người trưởng thành cân nặng thường được duy trì ở mức ổn
định, người quá gầy hay quá béo đều không tốt cho sức khỏe. Có nhiều công
thức tính cân nặng hoặc chỉ số tương ứng của nó, trong đó chỉ số IBM (chỉ số
khối lượng cơ thể) là chỉ số được nhiều người dùng:
Bảng 7: Chỉ số IBM trung bình
Giới tính

Chỉ số IBM trung bình
Trên thế giới Việt Nam (26 – 40 tuổi)
Nam 20 – 25 16,91 – 22,52
Nữ 17,8 – 23,8 16,32 – 23,18
2.5. Tiêu hao năng lượng cho sinh sản
Trong thời kỳ mang thai và cho con bú thì cơ thể mẹ cần thêm năng lượng
để nuôi thai và sự tăng cân của cơ thể mẹ (do sự tăng sinh của các tổ chức như
niêm mạc tử cung, sự phát triển của tuyến vú chuẩn bị cho tiết sữa, sự phát triển
của nhau thai, sự tích lũy mỡ của cơ thể mẹ…). Thời kỳ đầu khi mới mang thai
thì mỗi ngày tăng khoảng 150 Kcalo, vào cuối thời kỳ mang thai tăng thêm 350
Kcalo. Có nghĩa là nhu cầu năng lượng cần cung cấp tối thiểu phải đạt được từ
2400 đến 2500 Kcal/ ngày. Nhu cầu năng lượng cho phụ nữ nuôi con bú tăng
khoảng 550 Kcal/ngày. Phụ nữ cho con bú có thể lấy một phần năng lượng từ
nguồn lipit dữ trữ khi mang thai.
2.6. Các phương pháp đo sự tiêu hao năng lượng
Sự tiêu hao năng lượng của cơ thể có thể đo và tính được bằng cách đo
nhiệt lượng của cơ thể đã tỏa ra trong một thời gian nhất định. Có 3 phương
pháp để đo sự tiêu hao năng lượng là: Phương pháp đo nhiệt lượng trực tiếp,
phương pháp đo nhiệt lượng gián tiếp và phương pháp cân bằng cac bon – nito.
a. Phương pháp đo nhiệt lượng trực tiếp
W (Cân nặng – kg)
H
2
(chiều cao – m)
IBM =
- Nguyên tắc: Hóa năng trong thức ăn sẽ được cơ thể chuyển thành các
dạng năng lượng khác nhau trong cơ thể nhưng cuối cùng đều chuyển thành
nhiệt năng thoát ra khỏi cơ thể.
- Phương pháp đo: Đối tượng nghiên cứu được đưa vào phòng kín cách
nhiệt, phòng kín có một ống dẫn nước vào và ra. Dựa vào nhiệt độ của thể tích

nước trước khi vào phòng và nhiệt độ của thể tích nước ra khỏi phòng, ta có thể
tính được nhiệt lượng tỏa ra của cơ thể theo công thức:
Q = V
H2O
. (t
2
– t
1
)
Trong đó: V: thể tích nước chảy qua phòng,
t
2
: là nhiệt độ nước ra khỏi phòng kín
t
1
: là nhiệt độ nước vào phòng kín
Hình 1: Phòng đo nhiệt lượng trực tiếp
- Ưu nhược điểm: phương pháp này có độ chính xác cao nhưng đòi hỏi
thiết bị phức tạp và thời gian theo dõi lâu nên nó thường chỉ được dùng để làm
chuẩn so sánh và đánh giá các phương pháp khác.
b. Phương pháp đo nhiệt lượng gián tiếp
- Nguyên tắc: Năng lượng trong cơ thể được tạo ra từ các phản ứng oxi
hóa các chất hữu cơ vì vậy nếu ta xác định được lượng oxi tiêu hao và lượng
cacbonic thải ra thì ta có thể tính được lượng nhiệt tiêu hao:
Q = V. J trong đó: V thể tích oxi tiêu hao
J là đương lượng nhiệt của oxi
Cách xác định J – đương lượng nhiệt của oxi:

Hệ số hô hấp của các chất khi bị oxi hóa hoàn toàn khác nhau:
Ví dụ oxi hóa glucose:

Trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất thì sự cân bằng về thể tích khí
bao gồm cả sự cân bằng về số phân tử, vì vậy mà QR = 6CO
2
/6O
2
= 1
QR của lipit là 0,7 và của protein là 0,8. Do đó nếu biết hệ số hô hấp thì có thể
tính được tỉ lệ oxy hóa của cacbonhydrat, protein và mỡ, từ đó sẽ xác định được
J – đương lượng nhiệt của oxi. [9]
Bảng 8: Mối tương quan giữa QR và J
QR 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 0,1
J 4,686 4,739 4,801 4,862 4,954 4,985 5,047
Q (khi thải ra 1l
CO
2
)
6,694 6,316 6,001 5,721 5,471 5,247 5,01
- Phương pháp đo: có 2 phương pháp thường được sử dụng cho con người
là:
* Phương pháp vòng kín: sử dụng các dụng cụ đơn giản như: hô hấp kế
của Benedic hay của Krough hay mặt nạ và túi của Douglas [8]. Oxi được dẫn
theo một ống tới miệng hoặc mũi của đối tượng nghiên cứu. Khí thở ra sẽ được
dẫn theo một ống riêng theo một hệ thống khác có nối với hộp đựng vôi sô đa có
khả năng giữ lại cacbonic và hơi nước. Qua đó ta có thể xác định được lượng oxi
tiêu hao nhưng thể tích CO
2
mới sinh thì không xác định được, vì vậy không
tính được QR nên không biết được J. Phương pháp này thường chỉ dùng để đo
sự tiêu hao năng lượng tiêu hao cho chuyển hóa cơ bản.
V

cacbonic
V
oxi
Hệ số hô hấp QR =
=
C
6
H
12
O
6
+ 6O
2

6CO
2
+ 6H
2
O + 672 Kcal
Hình 2: Hệ thống đo nhiệt lượng bằng phương pháp vòng kín
* Phương pháp vòng mở: người ta cho đối tượng nghiên cứu một mặt nạ
có val khiến cho không khí chỉ vận chuyển một chiều từ không khí trong phòng
vào phổi, và từ phổi vào một túi không thấm khí. Sau một thời gian người ta lấy
túi thở ra để đo và phân tích tỉ lệ các khí O
2
, N
2
, CO
2
, so sánh với thành phần

không khí hít vào để xác định thể tích O
2
tiêu hao và QR – hệ số hô hấp và J –
đương lượng nhiệt của oxi.
Hình 3: Phương pháp vòng mở đo nhiệt lượng
- Ưu điển của phương pháp là cho phép đo sự tiêu hao nhiệt lượng của cơ
thể rất hữu hiệu mà không đòi hỏi thiết bị phức tạp.
c. Phương pháp cân bằng cacbon – nito
- Nguyên tắc: dựa vào định luật bảo toàn năng lượng. Đồng thời thưco
nghiệm đã chứng minh rằn năng lượng tích lũy trong cơ thể chủ yếu là ở dạng
protein và chất béo, còn lượng cacbonhydrate dự trữ trong cơ thể thường ít và ổn
định.
- Phương pháp: xác định lượng protein và chất béo tích lũy trong cơ thể
có thể xác định được bằng cách đo lượng cacbon và nitơ ăn vào và thải ra trong
trong phân và nước tiểu, bằng cách tính toán khối lượng và thành phần thức ăn
ăn vào và lượng chất bài tiết ra. Phần dư ra giữa lượng ăn vào lượng thải ra
chính là lượng cacbon và nitơ được tích lũy trong cơ thể. Năng lượng tích lũy
bằng hệ số giữa năng lượng ăn vào với năng lượng thải ra.
- Ưu điểm của phương pháp này là không làm thay đổi sinh hoạt bình
thường của đối tượng nghiên cứu. Có thể dùng cho số đông người nhưng độ
chính xác không cao lắm.
3. Nhu cầu năng lượng hàng ngày
Nhu cầu năng lượng hàng ngày của một cơ thể là lượng năng lượng cần
thiết tương đương với năng lượng đã tiêu hao cho chuyển hóa cơ bản và cho các
hoạt động thể lực phù hợp với tình hình sức khỏe và lao động của mỗi đối
tượng. Như vậy nhu cầu năng lượng hàng ngày của con người được xác định =
năng lượng cho chuyển hóa cơ bản + nhiệt + năng lượng cho lao động. Nguồn
năng lượng từ thức ăn hàng ngày phải đáp ứng đủ nhu cầu năng lượng của cơ
thể, đảm bảo sự cân bằng năng lượng. Sự cân bằng năng lượng đạt được khi
lượng năng lượng của thức ăn ăn vào bằng với tổng năng lượng tiêu hao của cơ

thể. Nếu cơ thể duy trì được sự cân bằng năng lượng trong một thời gian dài sẽ
đảm bảo duy trì khối lượng cơ thể, sức khỏe và các hoạt động sinh lý bình
thường diễn ra bình thường.
3.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến nhu cầu năng lượng hàng ngày
Để đảm bảo sức khỏe và năng suất lao động thì cơ thể phải được cung cấp
đủ nhu cầu năng lượng hàng ngày. Tuy nhiên nhu cầu năng lượng hàng ngày của
mỗi người là khác nhau tùy thuộc vào nhiều yếu tố.
- Tuổi: Nếu tính nhu cầu năng lượng theo kilogram thể trọng thì cao nhất
là trẻ sơ sinh và giảm dần theo tuổi, từ 20 – 39 tuổi thì nhu cầu năng lượng
tương đối ổn định, không thay đổi, sau đó từ 40 tuổi trở đi nhu cầu năng lượng
giảm dần
- Giới: Nhu cầu năng lượng không khác nhau giữa hai giới trong giai đoạn
từ sơ sinh đến 10 tuổi. Nhưng sau giai đoạn đó thì nhu cầu năng lượng khác
nhau giữa hai giới, nhu cầu năng lượng của nam thường cao hơn nữ cùng độ
tuổi, trừ trường hợp nữ giới đang trong thời kỳ thai nghén hay cho con bú.
- Nghề nghiệp: Tùy theo tính chất công việc, người ta chia lao động thành
4 nhóm khác nhau, và mỗi nhóm có nhu cầu năng lượng khác nhau. Nhu cầu
năng lượng của các nhóm lao động khác nhau được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 9: Nhu cầu năng lượng của các nhóm lao động ở người
Độ tuổi
Năng lượng (Kcal)
Lao động
Nhẹ Vừa Nặng Cực
nặng
Nam Nữ Nam Nữ Nam Nữ
18 – 30 2300 2200 2700 2300 3200 2600 3200 –
4000
30 – 60 2200 2100 2700 2300 3200 2600
> 60 1900 1800 2200
- Khí hậu: Trong môi trường lạnh thì tiêu hao năng lượng tăng lên khoảng

5% vì cơ thể phải tiêu hao năng lượng để sưởi ấm cơ thể.
- Cần đảm bảo tỉ lệ cân đối giữa ba chất sinh năng lượng là lipit, gluxit,
protein, tỉ lệ này thay đổi tùy theo lứa tuổi và dựa vào nhu cầu phát triển của cơ
thể và sức tiêu hao năng lượng. Hiện nay tỉ lệ các chất dinh dưỡng cung cấp
năng lượng trong khẩu phần ăn hàng ngày của người Việt Nam là: 60 – 65%
gluxit : 20 – 25% Lipit : 12 – 15% Protein.
3.2. Cách tính nhu cầu năng lượng hàng ngày
- Nhu cầu năng lượng 1 ngày của người được xác định bằng tổng năng
lượng chuyến hóa cơ bản với năng lượng cho hoạt động thích hợp và nhiệt năng.
Chính vì vậy, khi xác định nhu cầu năng lượng hàng ngày của một cần xác định
nhu cầu chuyển hóa cơ bản và tính đến các yếu tố ảnh hưởng đến sự tiêu hao
năng lượng như giới tính, độ tuổi, tính chất lao động, trạng thái sinh lý…
Theo Tổ Chức Y tế Thế giới (1985) có thể tính được nhu cầu năng lượng cả
ngày bằng cách lấy nhu cầu năng lượng chuyển hóa cơ bản nhân với hệ số của
các nhóm lao động khác nhau. Hệ số của mỗi nhóm được thể hiện trong bảng
sau:
Bảng 10: Hệ số tính NCNL cả ngày của người trưởng thành từ CHCB
Mức độ lao động Nam Nữ
Lao động nhẹ 1,55 1,56
Lao động vừa 1,78 1,61
Lao động nặng 2,10 1,82
Ví dụ: Nhu cầu năng lượng của một nhóm lao động nam lứa tuổi 18 -30,
cân nặng trung bình 60kg, loại lao động vừa như sau: Nhu cầu chuyển hóa cơ
bản = (15,3 x 60) + 679 = 1597 calo.
Tra bảng 10 ta tìm được hệ số tương ứng cho lao động vừa ở nam là 1,78 và tính
được nhu cầu năng lượng hàng ngày như sau:
1597 x 1,78 = 2843 calo
4. Hậu quả của việc thừa hoặc thiếu năng lượng
Năng lượng trong cơ thể nếu trong một thời gian nhất định không cân
bằng, thể hiện ở sự thay đổi cân nặng, thì sau đó chức năng sinh lý giảm, ảnh

hưởng tới sức khoẻ, dễ mắc bệnh, giảm tuổi thọ. Do vậy, việc ổn định năng
lượng có ý nghĩa quan trọng.
4.1. Tác hại của sự quá thừa năng lượng
Nếu cơ thể thu nhận năng lượng quá nhiều, quá dư thừa sẽ chuyển hoá
thành mỡ ước tính cứ khoảng 8.000KCAL sẽ chuyển hoá thành 1000G lipit. Cơ
thể quá nhiều mỡ sẽ trở thành béo phì. Bệnh béo phì gây khó khăn cho các hoạt
động chức năng và cho sự vận động. Người bệnh béo phì dễ bị cao huyết áp, sơ
gan, đái đường
4.2. Tác hại của năng lượng không đầy đủ
Cơ thể nói chung có xu hướng tự điều chỉnh sự cân bằng năng lượng tạm
thời thông qua sự biến đổi sinh lý hay sự thay đổi tốc độ sinh trưởng. Tuy nhiên,
nếu cơ thể không được cung cấp năng lượng đầy đủ trong một thời gian dài
khiến các kho dự trữ lipit và gluxit buộc phải đưa ra sử dụng nhiều, thậm chí kể
cả protit là chất dinh dưỡng quan trọng nhất cũng bị huy động. Kết quả là cơ thể
đó bị suy dinh dưỡng. Năng lượng cho cơ thể không đầy đủ ảnh hưởng đến khả
năng hấp thụ protit, lại làm tăng thêm sự thiếu hụt protit, dẫn đến bệnh thiếu
năng lượng protit. Biểu hiện của bệnh là chuyển hoá cơ bản thấp, tiêu hoá kém,
thiếu máu, thần kinh suy nhược, da khô, cơ yếu, mạch chậm dần, thân nhiệt
thấp, sức đề kháng giảm sút, dễ nhiễm bệnh.
Năm 1912 Benedic và cs đã tiến hành nghiên cứu trên một người đàn ông
40 tuổi . Đối tượng nghiên cứu sẽ nhịn đói và chỉ uống nước trong vòng 31
ngày, ban đêm thì ngủ trên giường đo nhiệt lượng (bed calorimeter), còn ban
ngày thì hoạt động trong phòng hô hấp (respiration chamber) hay làm một số thí
nghiệm nhỏ. Khi ở tuần thứ 3 thì kết quả chỉ ra rằng đối tượng thí nghiệm giảm
30% lượng nhiệt thải ra và giảm 16,7% trọng lượng cơ thể. Khi kết thúc thời
gian thí nghiệm người đó bị giảm 22% trọng lượng cơ thể. Nhiều nghiên cứu
khác cũng đã chỉ ra rằng nếu cơ thể không được cung cấp đủ năng lượng thì sự
tiêu hao năng lượng sẽ giảm và giảm trọng lượng cơ thể do cơ thể đã huy động
nguồn gluxit, lipit và protein dự trữ trong cơ thể.
Hai nguyên nhân gây nên hiện tượng năng lượng không cân bằng cần xem

xét, đó là ăn uống và vận động. Trạng thái cơ thể của mỗi người khác nhau nên
nguyên nhân cũng khác nhau. Có thể là do năng lượng quá thừa hoặc quá thiếu,
cũng có thể là ít vận động hoặc vận động quá sức. Do vậy muốn giải quyết vấn
đề này phải căn cứ vào tình hình cụ thể của mỗi đối tượng. Ngoài ra một số bệnh
cũng có thể gây nên sự mất cân bằng năng lượng.
Phương pháp giải quyết sự cung cấp năng lượng thích hợp đơn giản nhất
là phải tiến hành quan sát sự thay đổi cơ thể trong một thời gian nhất định, đo độ
mỡ đưới da, tìm hiểu tỉ lệ mỡ trong cơ thể
5. Dự trữ và điều hòa năng lượng
5.1. Dự trữ năng lượng
Cơ thể tích lũy năng lượng ở 3 dạng là lipit, gluxit và protein trong đó chủ
yếu là ở dạng lipit.
a. Dự trữ gluxit.
Ðối với người vài trò chính của gluxit là sinh năng lượng. Hơn một nửa
năng lượng của khẩu phần do gluxit cung cấp, 1g gluxit khi đốt cháy trong cơ
thể cho 4kcal. Ở gan, glucoza được tổng hợp thành glycogen. Gluxit ăn vào
trước hết chuyển thành năng lượng, số dư một phần chuyển thành glycogen dự
trữ trong gan, trong cơ và trong máu, ngoài ra một phần sẽ biến thành mỡ dự trữ.
Lượng gluxit trong cơ thể thường hạn chế và ổn định. Trung bình một
người nặng 70kg, có dự trữ glycogen là 300-500g tại cơ và 70-150g tại gan.
Lượng dự trữ đó đủ cung cấp năng lượng cho cơ thể hoạt động trong một ngày.
Khi nguồn năng lượng cung cấp cho cơ thể không đủ thì cơ thể sẽ sử dụng
nguồn năng lượng dự trữ ở dạng glycogen đầu tiên sau đó đến nguồn lipit và
protein dự trữ. Trong cơ thể thì luôn xẩy ra quá trình phân giải gluxit để tạo
năng lượng nhưng hàm lượng gluxit máu luôn ổn định ở mức 80 – 120 MG%.
Khi cơ thể sử dụng hết nguồn glycogen dự trữ sẽ cảm thấy mệt mỏi, kiệt sức.
Trong cơ thể lipit và protein có thể chuyển hóa thành gluxit vì vậy nên
trong cơ thể không thiếu gluxit, đảm bảo nồng độ gluxit trong máu luôn ổn định.
b. Dự trữ lipit
Lượng lipid trong cơ thể chủ yếu chứa trong các mô mỡ, khoảng 10-20%

trọng lượng cơ thể, có thể thay đổi phụ thuộc vào chế độ ăn, giới tính, tuổi, đặc
điểm cấu trúc thể trạng con người, mức độ vận động…Lipit là kho dự trữ năng
lượng lớn và không hạn chế của cơ thể. Ở tuổi trung niên lượng mỡ thường tăng
lên, tuy nhiên lượng mỡ càng tăng bao nhiêu thì khả năng sống càng giảm bấy
nhiêu.
Mô mỡ là nơi tích lũy năng lượng dư thừa từ các quá trình chuyển hóa
hydrat cacbon, lipit và axit amin. Có khoảng 50% mỡ được tích lũy ở dưới da và
phần còn lại là ở quanh một số cơ quan mà đặc biệt là thận, trong màng ruột và
trong bắp thịt. Vì được nuôi dưỡng bằng hệ thống mạch máu và thần kinh nên
mô mỡ luôn luôn hoạt động, hai quá trình phân giải và tổng hợp xảy ra song
song và cân bằng nhau.
c. Dự trữ protein
Dự trữ protein, trong cơ thể có khoảng 10kg protein trong đó khoảng 3%
dự trữ ở dạng cơ động, tập trung ở bào tương, các tế bào và chủ yếu là ở gan.
Nguồn dự trữ này dùng được trong 4-6 ngày sau đó protein của các tổ chức sẽ bị
phân hủy. Nếu 20 – 25% tổng protein dự trữ bị phân hủy thì cơ thể sẽ chết.
Ở người, đến tuổi trưởng thành cơ thể không có khả năng dự trữ protein.
Tùy theo lứa tuổi, trạng thái sinh lý mà có sự cân bằng nhất định trong thu nhận
và thải protein. Cân bằng amino acid được thể hiện qua chỉ số “cân bằng nitơ”
thông qua việc tính lượng nitơ đưa vào cơ thể theo thức ăn và lượng nitơ thải ra
theo phân, nước tiểu, mồ hôi trong một thời gian nhất định. Cân bằng nitơ có 3
khả năng thường gặp:
- Cân bằng dương: Lượng nitơ đưa vào cơ thể nhiều hơn nitơ thải ra. Cơ
thể sử dụng protein và amino acid để xây dựng mô bào, để sinh trưởng và phát
triển. Cân bằng dương thường gặp ở trẻ em đang phát triển hay người hồi phục
sức khỏe sau ốm.
- Cân bằng âm: Lượng nitơ đưa vào cơ thể ít hơn nitơ thải ra. Quá trình
dị hóa ở mô bào mạnh hơn đồng hóa. Trạng thái này thường gặp ở người già,
ốm yếu hoặc khi khẩu phần thức ăn thiếu protein về số lượng và chất lượng.
- Cân bằng đều: Lượng nitơ đưa vào cơ thể bằng lượng nitơ thải ra. Quá

trình đồng hóa cân bằng với quá trình dị hóa, cơ thể ngừng phát triển. Trạng thái
này thường gặp ở người trưởng thành.
5.2. Điều hòa nhu cầu năng lượng
Ăn của động vật có vú được điều chỉnh bởi hệ thần kinh ở bán cầu đại não
(Hypothalamus). Giả thuyết trước đây cho rằng có 2 trung tâm hoạt động. Trung
tâm thứ nhất là ăn (Laterral hypothalamus) bắt động vật ăn cho đến khi trung
tâm thứ hai (Ventromedial hypotalamus) gây ức chế. Nếu làm tổn thương trung
tâm thứ hai thì con vật tham ăn và béo phì còn nếu làm tổn thương trung tâm thứ
hai thì con vật sẽ bỏ ăn và chết. Trung tâm này nhận tín hiệu của cơ thể do có
thức ăn ăn vào. Điều đơn giản là động vật cứ ăn cho đến khi trung tâm chán ăn
hoạt động gây ức chế trung tâm ăn. Ở động vật có vú, trong thực quản, dạ dày,
tá tràng và ruột non có chất nhận cảm áp lực. Khi đầy thức ăn trong các phần
đường tiêu hóa làm tăng hoạt động hệ thần kinh giao cảm và trung tâm chán ăn
của Hypothalamus. Điều cần nói thêm là, trước đây hypothalamus đóng vai trò
quan trọng trong việc điều chỉnh lượng ăn vào, nhưng hiện nay có thêm những
vùng khác của hệ thần kinh trung ương tham gia hoạt động này.
Hình 4: Sự phân bố của các trung tâm của Hypothalamus
Trung tâm điều khiển ăn uống:
Trung tâm Ventromedial hypothalamus (VM)
Trung tâm Laterral hypothalamus (LT)
Điều khiển ngắn hạn
Thuyết điều hóa (Chemostatic). Sự hấp thu dinh dưỡng từ đường tiêu hóa
và sự có mặt chất dinh dưỡng trong máu đã tạo ra tín hiệu tác động đến trung
tâm chán ăn ở Hypothalamus. Các chất dinh dưỡng trong máu gây ra tín hiệu
trên là glucose, axit béo tự do, peptit, axit amin, vitamin và khoáng. Trong số đó,
glucose (thuyết Glucose) gây tín hiệu mạnh nhất. Hiện nay biết thêm rằng, một
lượng nhỏ insulin - thấp hơn glucozơ máu, cũng có thể làm
động vật cảm thấy đói, và mức glucose máu tăng sau khi ăn và giảm dần. Giả
định là hypothalamus có chứa chất “Glucoreceptor” rất nhạy cảm với glucoz
máu, và sau khi ăn glucose máu tăng làm “Glucoreceptor” ngăn không cho động

vật ăn nữa. Hiện nay, nhiều giả thuyết cho rằng chênh lệch giữa mức glucose
trong máu động và tĩnh mạch động vật có vú là tín hiệu ảnh hưởng đến lượng ăn
vào nhiều hơn là bản thân mức glucose máu.
Một chất trao đổi trung gian khác đóng vai trò quan trọng là một loại
peptit -Cholecystokinin (CCK), được coi là một hoocmôn. CCK có trong não và
được tiết ra trong đường tiêu hóa khi các sản phẩm tiêu hóa như axit amin và
axit béo vào tá tràng. Ở nhiều loại động vật, CCK làm giảm lượng ăn vào.
Thuyết điều nhiệt (Thermostatic ): Thuyết này cho rằng ăn để giữ ấm và
ngừng ăn để ngăn cản việc tăng nhiệt. Nhiệt được sinh ra trong quá trình tiêu
hóa và trao đổi thức ăn và có thể rằng năng lượng nhiệt (Heat Increment - HI) là
một tín hiệu được sử dụng để điều chỉnh lượng ăn vào. Điều này do chất nhận
cảm nhiệt (Thermor-receptor) có ở Hypothalamus và ở da rất nhạy cảm với sự
thay đổi nhiệt. Một bằng chứng cho giả thuyết này là khi quan sát lượng ăn vào
ở môi trường nóng (mùa hè) thấy thấp hơn môi trường lạnh (mùa đông).
Điều khiển dài hạn
Giả thuyết Lipostatic cho rằng có thể là sự tích lũy mỡ (fat deposition)
trong cơ thể ảnh hưởng đến lượng ăn vào. Mô mỡ tạo ra tín hiệu thể dịch tương
ứng với lượng mỡ và tác động đến hypothalamus làm giảm lượng ăn vào và tăng
tiêu hao năng lượng. Cơ chế nhận tính hiệu lipostatic của Hypothalamus chưa
biết rõ, có thể có sự tham gia của steroit tự nhiên.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Vũ Duy Giảng; 1999, Dinh dưỡng và thức ăn gia súc, NXB Nông
Nghiệp.
2. Văn Lệ Hằng, Bài giảng dinh dưỡng học
3. Nguyễn Đức Hưng, Sinh lý người và động vật
4. Nguyễn Quang Mai; 2003, Sinh lý học động vật và người, NXB Khoa
Học Kỹ Thuật.
5. Nguyễn Quang Mai; 1996, Dinh dưỡng và dân số
6. Lê Đức Ngoan; 2006, Giáo trình dinh dưỡng gia súc; NXB Nông Nghiệp.
7. FAO;

8. Viện Dinh Dưỡng; 1998, Dinh dưỡng hợp lý và sức khỏe, NXB Y học.
9. J.A. Mclean; 1987, Animal and human calorimetry, Cambridge
10.P McDonald; 6
th
, 2002; Animal nutrition
11. />12. />