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能量代谢与体温 (7)
第一节 能量代谢
生物学中通常将生物体内物质代谢过程中伴随发生的能量的释放、转移、储存和利用称为能量代谢（energy metabolism）
一 机体能量的来源与利用
二 能量代谢的测定
三 影响能量代谢的主要因素
四 基础代谢
机体能量的来源与利用
（一）能量的来源
直接来源：ATP 水解为ADP释放能量，也是能量储存的重要形式
磷酸肌酸（CP）：体内ATP的储存库
三大营养物质
糖：人体能量的50%-70%由糖类氧化分解提供，以有氧氧化功能为主
糖酵解：剧烈运动时骨骼肌氧债；红细胞等无有氧氧化酶系的细胞
脑组织主要依赖糖的有氧氧化供能，缺氧和低血糖会引起头晕、抽搐甚至昏迷
脂肪：主要功能为储存和供给能量。肝糖原耗尽后，脂肪在脂肪酶作用下分解为甘油和脂肪酸，甘油和脂肪酸经一系列变化进入糖的氧化途径供能
蛋白质：长期不进食或体力极度消耗时，蛋白质才分解氨基酸供能
机体能量的来源与利用
（二）能量的利用
各能源物质氧化释放的能量50%以上转化为热能，其余以化学能形式储存在ATP等的高能磷酸键中，供机体完成各种生理活动
除骨骼肌收缩对外界物体做外功之外，其他自由能最终都转化为热能
热能是最低形式的能量，主要用于维持体温，不能做功
机体能量的来源与利用
（三）能量平衡
人体能量平衡指机体摄入的能量与消耗的能量之间的平衡
能量消耗：基础代谢、食物的特殊动力效应、运动、其他
能量代谢的测定
原理：能量守恒定律
能量代谢率：单位时间内所消耗的能量
测定机体单位时间内产热量或消耗的食物量
与能量代谢测定有关的几个概念
食物的热价：1g某种食物氧化时释放的能量称为这种食物的热价
单位：焦耳（J）
分为：生理性热价----体内氧化；物理热价----体外燃烧
糖和脂肪的生理热价与物理热价相等，蛋白质生理热价小于物理热价
三大营养物质热价：脂肪>蛋白质>糖
与能量代谢测定有关的几个概念
食物的氧热价：某种食物氧化时消耗1LO2所产生的热量称为这种食物的氧热价
呼吸商（RQ）：一定时间内机体呼出的CO2量与吸入的O2量的比值
RQ=CO2产生量（mol）/O2消耗量（mol）
= CO2产生量（ml）/O2消耗量（ml）
糖的呼吸商=，蛋白质=，脂肪=
正常人呼吸商=
非蛋白呼吸商（NPRQ）：糖和脂肪氧化时产生的CO2量和消耗的O2量的比值
氧债：机体剧烈运动时，骨骼肌氧耗量猛增，但由于循环等功能活动只能逐渐加强，不能迅速满足机体对氧的需要，骨骼肌因此而处于相对缺氧的状态，这种现象称为氧债。此情况下，只能通过动用储备的高能磷酸键和进行无氧酵解供能
能量代谢的测定
能量代谢的测定方法
直接测热法
间接测热法
定比定律：化学反应中反应物与产物的量之间呈一定比例关系
间接测热法：利用“定比定律” ，测算出一定时间内氧化的糖、脂肪和蛋白质各有多少，再计算出它们所释放出的热量。
步骤：
计算氧化蛋白质食物的产热量：需测机体在一定时间内尿氮排出量（），估算蛋白质氧化量
计算氧化非蛋白食物的产热量：需测机体在一定时间内的总耗氧量和总CO2产量，计算NPRQ
计算总产热量
能量代谢的测定
简化
测得一定时间内的总耗氧量和总CO2产量，将求得的呼吸商视为NPRQ，查表
，测定一段时间内耗氧量，
测定耗氧量和CO2产生量的方法
闭合式测定法：肺量计
开放式测定法：即气体分析法
双标记水法
影响能量代谢的主要因素
（一）肌肉活动
影响能量代谢最明显的因素
机体耗氧量的增加与肌肉活动的强度呈正比关系
能量代谢率可作为评估肌肉活动强度的指标
（二）精神活动
人在平静地思考问题时，能量代谢受到的影响不大，其产热量一般不超过4%。
但精神处于紧张状态(烦躁、恐惧、情绪激动等)时，由于会导致无意识的肌肉紧张性增强、交感神经兴奋及促进代谢的激素（甲状腺激素、肾上腺素）释放增多等原因，能量代谢率可增高，产热量可显著增加。