人体能量平衡是人体从食物中摄取能量以供给活动的需要，其中包括有基础代谢、劳动代谢和食物特殊动力作用三个方面。

人体依靠糖、脂肪和蛋白质三大营养素供给能量。这三种物质在氧化成水和CO2过程中，释放大量的能量供机体应用。

糖在体外充分燃烧，彻底氧化至H2O及CO2时产生的能量为17.22kJ·g-1，这称为糖的粗热价。糖的消化吸收率为98%，在生理研究中，糖的供热量在进行校正后以16.80kJ·g-1进行计算，此称糖的生理热价。糖是体内的主要供能物质，它供给约70%人体所需的能量。脑组织所需能量的唯一来源是糖。这使糖在能量供给上，更具有其特殊重要性。人体虽然可以依靠其它物质供给能量，但必须定时进食一定量的糖，维持正常血糖水平以保障大脑的功能。另外，糖对脂肪的氧化过程也有很重要的作用。

脂肪也是人体重要的供能物质。它在体外充分燃烧氧化的粗热价为39kJ·g-1，生理热价为37.8kJ·g-1。脂肪水解成脂肪酸进入血液而运送到肝脏和肌肉等组织氧化利用。脂肪酸经β氧化形成乙酰辅酶A后，必须进入三羧酸循环才能彻底氧化成水及CO2并释放能量。乙酰辅酶A还可在肝脏形成酮体。在正常情况下，酮体进入血液，在骨骼肌和心肌中再形成乙酰辅酶A，进入三羧酸循环继续氧化代谢。因此，脂肪的氧化必须依赖糖代谢。脂肪是机体储存能量的重要形式，在进行长时间劳动时，它可被动员经血液源源运送到骨骼肌，供给所需的能量。

蛋白体在体内的功能主要是构成体蛋白，而供给能量不是它的主要生理功能。蛋白质分解成氨基酸，进而再分解成非氮物质与氨基。非氮物质进入三羧酸循环被氧化利用。氨基则形成氨或尿素随尿排出。这部分尿氮在体外仍可进一步氧化释放出能量，其量约相当于5.05kJ·g-1蛋白质。蛋白质的粗热价为23.73kJ·g-1。顾景范根据我国资料统计得出蛋白质生理热价为23.73×80.5%-1.25=13.86kJ·g-1。在西方一般蛋白质的消化吸收率为92%，所以其生理热价约为16.8kJ·g-1。

为了比较个体间的代谢率，医学上采用在不影响代谢的一些情况下，进行代谢率的测定，其结果称为基础代谢率。基础代谢的意义是人体为了维持生命，各器官进行最基本的生理机能消耗的能量，如维持正常体温、基础血流和呼吸运动、骨骼肌的张力及某腺体的活动等。测定基础代谢时，受试者应处于完全安静、清醒而舒适的状态。周围环境气温在20～25℃之间。时间应在餐后12～14h以上。如按正常的生活规律安排，晚餐安排在下午6时左右，基础代谢率的测定正好在次日晨6～8时为宜。晚餐膳食须比较清淡以免食物对代谢的影响。从前一天起，受试者即应避免激烈运动，并且在测定前需要安静休息30min以上。

在正常情况下，人体的基础代谢率比较恒定，根据前人的研究成果，一个成年人在保持健康状态的情况下，其基础代谢率20年内不会偏离正常平均值的±5～10%；在同年龄、同体重、同性别的正常成年人群内，有85%的人其基础代谢率在正常平均值的±10%以内。 临床上用测定值与正常值比较来衡量基础代谢率的高低，在正常值的±10～15%以内者认为是正常的。计算方法，例如年龄为20岁的某男性，测得其基础代谢氧耗量为15L/h。估计正常呼吸商为0.85，可以采用20.42kJ·L-1为氧的热当量。假设此人的体表面积为1.6m2,此人的基础代谢率为15×20.42÷1.6=191.44kJ·体表面（m2）-1·h-1（表1-1）。因此，此人的基础代谢率高于正常值21%。

影响基础代谢率的因素如下：

（1）体表面积 身材大小不同，人体的基础代谢总量的显然不同，基础代谢与人体的体表面积呈比例关系。Rubner早在1894年发现，基础代谢率如果以单位体表面积表示，则比较恒定。因此基础代谢率·体表面积（m2）-1·h-1”表示。人体的体表面积与体重及身高显著相关。三十年代，Stevensen曾经得出我国人体表面积的计算公式。新中国成立以来。国人身材有很大变化，身高、体重都明显增加。赵松山等人于1983年对我国人体表面与身高、体重的关系进行了研究，得出我国成年人的体表面积可以按下式计算：

A=0.00659H+0.0126W-0.1603

A:体表面积（m2）

H：身高（cm）

W：体重（kg）

我国营养学会根据近期的调查，1981年提出我国18～40岁的成年男性平均身高为170cm，体重为69kg，女性平均身高为160cm，体重为53kg。在此平均值±10%的范围内，应视为正常体重。

Kleiber从实际应用出发，曾提出基础代谢率的正常值若以每小时表示，则为3×体重0.75若以第24h表示，则为70×体重0.75。这一标准可以应用于任何身材大小的动物。还有人认为代谢率与代谢活跃的组织关系密切，提出基础代谢率应以“去脂体重”（Lean body mass）表示。但由于“去脂体重”的测量和计算方法现时尚未广泛普及，所以采用者不多。

（2）年龄性别 女性的基础代谢率略低于男性。婴儿时期，因为身体组织生长旺盛，基础代谢率最高，以后随着年龄的增长而逐渐降低，参看图1-1。

(3)环境温度与气候 环境温度对基础代谢有明显影响，在舒适环境（20～25℃）中，代谢最低；在低温和高温环境中，代谢都会升高。环境温度过低可能引起不同程度的颤抖而影响代谢升高；当环境温度较高，因为散热而需要出汗，呼吸及心跳加快。因而影响代谢升高。

（4）甲状腺功能 甲状腺素可以增强所有细胞全部生化反应的速率。因此，甲状腺素的增多即可引起基础代谢率的升高。基础代谢率的测定是临床上甲状腺机能亢进的重要诊断指征之一。甲状腺机能亢进者，基础代谢率可比正常平均值增加40～80%，甲状腺机能低下者，可比正常值低40～50%。

（5）其它因素 影响人体基础代谢率的还有药物及交感神经活动等一些因素。食物对基础代谢的影响，将在食物特殊动力作用一节中详述。

劳动代谢包括在生产与生活中全部体力活动的热能消耗。体力活动是影响机体能量消耗的主要部分。常见的中等强度劳动，其氧耗量的大约是基础代谢的4～5倍，较强劳动是基础代谢的7～8倍，有的极强劳动可达基础代谢的14～15倍。

糖在体内的分解代谢有两种形式。如果劳动强度适宜，人体的循环和呼吸系统能够供给骨骼以充分的氧，糖的代谢则为有氧氧化。1mol葡萄糖彻底氧化，可以净合成38mol的ATP，释放2881.20kJ能量。人体进行很强的劳动时，一时摄取的氧量不足，骨骼肌所需的能量则从糖的无氧酵解代谢获得，此时糖酵解为乳酸。1mol葡萄糖经酵解净合成2molATP，释放218.40kJ能量。人体进行劳动时，骨骼肌能否得到足够的氧，取决于肺通气量、血流输送的氧量及肌细胞对氧的利用。开始劳动时，机体的氧摄取量不能即时达到骨骼肌需氧量的水平，机体先动用肌细胞内储存的高能磷酸化合物（如ATP和磷酸肌酸）及（或）糖的无氧酵解以供给即时所需之能量。这时人体的氧耗量急剧增加，经一段时间后，氧耗量才达到一个稳态（steady state）,这段时间大约为2min。2min内机体的供氧量小于需氧量，不足的氧量称之为氧缺乏（oxygen deficit）。氧缺乏的大小随劳动强度而异。劳动强度适宜时，氧的摄取量可满足需要，体内储存的高能磷酸化合物在劳动中可得到补偿，产生的乳酸也可以部分继续氧化，体内不再进一步蓄积。因此，氧耗量表现为稳态。劳动强度过大时，氧的摄取量始终小于需要量，机体进行这种劳动主要依靠糖的无氧酵解供给能量，乳酸在体内蓄积，氧耗量不能呈现稳态。劳动停止后，需要一段较长的时间，氧耗才能回到安静水平。这部分劳动后超过安静水平的氧耗量即是氧债（oxygen debt）。次极量（submaximum）以下的劳动，稳态的氧耗水平的高低与劳动强度呈比例关系，对这种劳动只须测定劳动时的氧耗量，即可测知该项劳动的热能消耗量。对于过强的劳动。除测定劳动时的氧耗量以外，还必须测定劳动后的氧债。