第七章 能量代謝與體溫(8版)

第七章能量代謝與體溫

EnergyMetabolismandBodyTemperature張家興

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生物體內(nèi)物質(zhì)代謝中伴隨著的能量的釋放、轉(zhuǎn)移、儲(chǔ)存和利用，稱為能量代謝（energymetabolism）。合成代謝——能量?jī)?chǔ)存新陳代謝分解代謝——能量釋放、轉(zhuǎn)移生物體的基本特征是新陳代謝第一節(jié)能量代謝一、機(jī)體能量的來(lái)源和利用二、能量代謝的測(cè)定三、影響能量代謝的主要因素四、基礎(chǔ)代謝一、機(jī)體能量的來(lái)源和利用（一）能量的來(lái)源1.機(jī)體可利用的能量形式三磷酸腺苷(adenosinetriphosphate，ATP)。

ATP既是重要的儲(chǔ)能物質(zhì)，又是直接的供能物質(zhì)。磷酸肌酸(creatinephosphate，CP)（1）糖（carbohydrate)機(jī)體的主要能源70%（中國(guó)人）有氧氧化無(wú)氧酵解CO2+H2O+E38molATP葡萄糖乳酸+E2molATP1mol2.三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝過程中的能量轉(zhuǎn)換劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌耗氧量猛增，循環(huán)呼吸不能很快滿足機(jī)體對(duì)氧的需要，骨骼肌處于相對(duì)缺氧狀態(tài)，稱為氧債。機(jī)體只能動(dòng)用儲(chǔ)備在磷酸肌酸等分子中的高能磷酸鍵和進(jìn)行葡萄糖無(wú)氧酵解；紅細(xì)胞缺少有氧氧化酶系，只能靠糖酵解。氧債(2)脂肪(fat)甘油脂肪脂肪酸有氧氧化磷酸化脫氫化葡萄糖乙酰輔酶A氧化提供大約30%的能量(3)蛋白質(zhì)(protein)提供少量的能量（二）能量的利用（三）能量平衡攝取過多的糖可在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為脂肪，這可能是導(dǎo)致肥胖的重要原因之一。體重指數(shù)（bodymassindex，BMI）=體重（kg）/身高（m2）

18.5<正常<24

肥胖>28二、能量代謝的測(cè)定（一）測(cè)定原理能量代謝率：機(jī)體在單位時(shí)間內(nèi)所消耗的能量。食物的化學(xué)能=熱能+外功營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量O2+CO2×熱價(jià)直接測(cè)熱間接測(cè)熱1.直接測(cè)熱法

(二)能量代謝測(cè)定方法2.間接測(cè)熱法

是指根據(jù)受試者安靜狀態(tài)下一定時(shí)間內(nèi)的O2耗量和CO2產(chǎn)生量，推算消耗的能源物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算出產(chǎn)熱量的方法。食物的化學(xué)能=熱能+外功營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量O2+CO2×熱價(jià)1.食物的熱價(jià)(thermalequivalentoffood)

：1ｇ食物在氧化時(shí)所釋放出來(lái)的熱量2.食物的氧熱價(jià)(thermalequivalentofoxygen)：某種食物氧化時(shí)，每消耗1L氧所產(chǎn)生的熱量3.呼吸商(respiratoryquotient，RQ)：一定時(shí)間內(nèi)機(jī)體呼出的CO2與吸入的O2量的比值間接測(cè)熱法涉及的幾個(gè)基本概念：糖、脂肪和蛋白質(zhì)氧化時(shí)的熱價(jià)、氧熱價(jià)和呼吸商───────────────────────────物質(zhì)耗氧量CO2產(chǎn)量物理熱價(jià)生理熱價(jià)氧熱價(jià)呼吸商

(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(RQ)───────────────────────────

糖0.830.8317.017.021.01.00

脂肪1.981.4339.839.819.70.71

蛋白質(zhì)0.950.7623.518.018.80.85───────────────────────────

非蛋白呼吸商(non-proteinrespiratoryquotient,NPRQ):指一定時(shí)間內(nèi)，機(jī)體氧化非蛋白食物時(shí)的CO2產(chǎn)生量與耗O2量的比值。

整體產(chǎn)生CO2總量－分解蛋白產(chǎn)生CO2量

NPRQ＝─────────────────整體耗O2總量－分解蛋白耗O2量非蛋白呼吸商和氧熱價(jià)（1）間接測(cè)熱法的測(cè)算步驟:1)氧化蛋白質(zhì)的產(chǎn)熱量；2)氧化非蛋白質(zhì)的產(chǎn)熱量；3)總產(chǎn)熱量：為氧化蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量與氧化非蛋白的產(chǎn)熱量之和，也即能量代謝率。肺量計(jì)結(jié)構(gòu)模式圖（2）測(cè)定O2耗量和CO2產(chǎn)生量的方法三、影響能量代謝的因素1.肌肉活動(dòng)(一)整體水平影響能量代謝的主要因素在不同精神活動(dòng)狀態(tài)下腦組織的能量代謝率幾乎沒有差異2.精神活動(dòng)3.食物的特殊動(dòng)力效應(yīng)（1）概念：進(jìn)食能刺激機(jī)體額外消耗能量的作用蛋白質(zhì)：30%；糖6%,脂肪：4%；混合食物：10%（2）機(jī)制：不明4.環(huán)境溫度<20℃20-30℃>30℃↑最為穩(wěn)定↑戰(zhàn)栗肌肉松馳化學(xué)反應(yīng)、

發(fā)汗、肌肉

緊張度增加；呼吸、循環(huán)

功能增強(qiáng)等（二）調(diào)控能量代謝的神經(jīng)和體液因素1.下丘腦對(duì)攝食行為的調(diào)控?cái)z食中樞和飽覺中樞2.激素對(duì)能量代謝過程的調(diào)節(jié)糖：胰島素、胰高血糖素、生長(zhǎng)激素、糖皮質(zhì)激素和腎上腺素脂肪和蛋白質(zhì)：胰島素、生長(zhǎng)激素、糖皮質(zhì)激素和甲狀腺激素和性激素

基礎(chǔ)狀態(tài)：清醒、安靜、不受肌肉活動(dòng)、精神緊張、食物及環(huán)境溫度等影響的狀態(tài)。四、基礎(chǔ)代謝基礎(chǔ)代謝（Basalmetabolism）機(jī)體在基礎(chǔ)狀態(tài)下的能量代謝BMR常作為評(píng)價(jià)機(jī)體能量代謝水平的指標(biāo)；是人體在清醒時(shí)的最低能量代謝水平。常以單位時(shí)間內(nèi)單位表面積的產(chǎn)熱量為單位kJ/(m2.h）

體表面積測(cè)算圖基礎(chǔ)代謝率(basalmetabolismrate,BMR)

指基礎(chǔ)狀態(tài)下單位時(shí)間內(nèi)的能量代謝。BMR的測(cè)定(簡(jiǎn)易法)：將呼吸商設(shè)定為0.82，其相對(duì)應(yīng)的氧熱價(jià)為20.18kJ/L，只需測(cè)定耗氧量和體表面積

舉例：某受試者，男性，20歲，在基礎(chǔ)狀態(tài)下1小時(shí)的耗氧量15L，其體表面積為1.5m2基礎(chǔ)代謝率計(jì)算方法如下：

BMR=20.18kJ/L×15L/h÷1.5m2=201.8kJ/（m2.h）影響基礎(chǔ)代謝率的因素發(fā)熱睡眠營(yíng)養(yǎng)不良

甲亢：+25～80%；甲減：-20～40%

BMR(normalvalue)＝±15％第二節(jié)體溫及其調(diào)節(jié)一、體溫二、機(jī)體的產(chǎn)熱與散熱三、體溫調(diào)節(jié)一、體溫(Bodytemperature)1.體殼體溫(shellT):較低，不穩(wěn)定，各部位差異大。2.體核體溫(coreT):較高，相對(duì)穩(wěn)定，各部位差異小，以肝最高，38℃。生理學(xué)中的體溫是指機(jī)體核心部分的平均溫度（≠平均體溫）(一)體殼體溫和體核體溫（二）體溫的生理性波動(dòng)1.體溫的日節(jié)律（circadianrhythm)⑴成年女子體溫平均比男子高0