能量代谢与体温.ppt
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能量代谢与体温
* 生物体内物质代谢中伴随着的能量的释放、转移和利用，称为能量代谢(energy metabolism)。
第一节 能量代谢
* 能量的来源和去路
* 能量代谢的测定
* 影响能量代谢的因素
* 基础代谢
能量的来源：
* 1、糖：机体的主要能源 70%(中国人)
* 剧烈运动时，骨骼肌耗氧量猛增，循环呼吸不能很快满足机体对氧的需要，骨骼肌处于相对缺氧状态，称为氧债。
* 2、脂肪：提供大约 30%的能量
* 3、蛋白质(氨基酸)：提供少量的能量
能量的去路：
能量代谢测定的原理与方法
* 单位时间内机体的产热量(energy metabolic rate)。
* 能量守衡：食物的化学能 = 热能 + 外功
* 能量代谢 = 热能 + 外功 + 热储备
(一)直接测热法
* 利用特殊的测量装置直接测量整个机体在单位时
间内向外界环境 散发的总热量。用于研究肥胖和内
分泌障碍。
* 设备复杂，操作繁琐，应用受限。
(二)间接测热法
* 1、间接测热法的原理
依据：定比定律：同一化学反应无论中间过程和条件差异多大，释放的能量是一定的。产物一致：食物在体内外的氧化其最终产物是一样的。
基本原理：利用化学反应的定比定律，查出一定时间内机体中氧化分解的糖、脂肪和蛋白质各有多少，据此计算该段时间内机体所释放出的总热量。
与能量代谢测定有关的概念
* 食物的热价：1g食物氧化(或在体外燃烧)时释放出来的能量。 caloric value 分为：物理热价 指食物在体外燃烧时释放的热量。 生物热价 指食物在体内经过生物氧化所产生的热量。
* 葡萄糖 17.15 17.15 16.7
* 蛋白质 23.43 17.99 16.7
* 脂 肪 39.75 39.75 37.7
* 食物的氧热价：某种营养物质氧化时，消耗 1L氧所产生的热量。 thermal equivalent of oxygen
* 葡萄糖 21.00
* 蛋白质 18.80
* 脂 肪 19.70
* 呼吸商：在一定时间内，机体的CO2产生量和氧耗量的比值。respiratory quotient RQ 生理意义：可以比较精确的反映体内营养物质氧化的比例。
* 影响因素：1)营养物质之间相互转化 2)额外CO2的产生 3)某些病理状态的影响
2、间接测热法的方法和测算原则
* (1)氧耗量和CO2产生量的测定方法
?闭合式测定法：肺量计、代谢仪
? 开放式测定法：化学分析
* (2)尿氮测定：可以估算出被氧化分解的蛋白质量。
? P = 6.25 x 尿氮量 (克)
?非蛋白呼吸商(NPRQ)：糖和脂肪氧化的CO2产生量和耗氧量的比值。用于估测非蛋白代谢中糖和脂肪的相对数量。
? NPRQ = (CO2 - 0.76P) / (O2 - 0.95P) 其中 P 为蛋白质的量
(3)间接测热法的计算原则
* 糖的氧耗量
FRQ = [(CO2 - 0.76P) - S)] / [(O2 - 0.95P) - S)]
= 0.71 S
* 脂肪的氧耗量
SRQ = [(CO2 - 0.76P) - 0.7F] / [(O2 - 0.95P) - F]
= 1 F
* 总产热量 = P x 卡价 + S x 氧热价 + F x 氧热价
能量代谢率的简易测算方法
* 步骤：
1、测定一定时间内的耗氧量；
2、按混合膳食呼吸商为0.82进行代谢率计算
* 公式
能量代谢率的衡量标准：
* 能量代谢在每一个个体是相当稳定的，但不同的个体差异却很大，难以比较；
* 能量代谢与机体的体形和体重无定比例关系；
如：体形较小的鸡和体形庞大的非洲象之间，按每公斤体重产热量相 差甚远，
* 能量代谢与机体体表面积间有固定关系---表面积定律
以机体体表面积衡量机体能量代谢，并进行不同体形和体重个体间能量代谢率比较时，则相差不多，M2=0.0061X身高(cm)+0.0128X体重(kg)-0.1529
三、影响能量代谢的因素
* 1、肌肉活动：最为显著 劳动或运动时耗氧量和能量代谢显著增加，可达安静时的10-20倍，因此能量代谢可作为劳动或运动时肌肉活动强度的指标。
* 2、环境温度 环境温度在20-30摄氏度时，能量代谢率最为稳定。
<20℃能量代谢率开始增加，<10℃时显著增加，原因是寒冷刺激所引起的寒战和肌紧张造成的。
>30℃能量代谢率也增加，原因是温度上升体内化学反应加快和发汗活动 增加了产热量。
* 3、食物的特殊动力效应 进食后机体产热量的额外增加。可能与肝脏处理蛋白质有关。
进食1H后产热量比进食前有额外的增加，持续7-8H，蛋白质食物可达 30%左右，糖和脂肪为4-6%，混合食物10%左右。 这不是消化吸收活动引起的，静脉注射氨基酸也可以引起类似的产热量增加，因此有人推测与肝脏对蛋白质的处理，主要是脱氨基作用有关。
* 4、精神紧张活动 由与精神活动相关连的肌肉活动和激素分泌引起。
四、基础代谢
basic metabolism
* 基础代谢是指人体在人体处在清醒又非常安静、不受肌肉活动、环境温 度、食物及精神紧张等因素的影响是的状态下的能量代谢。
* 单位时间内的基础代谢称为基础代谢率(basic metabolic rate) ......
能量代谢与体温
* 生物体内物质代谢中伴随着的能量的释放、转移和利用，称为能量代谢(energy metabolism)。
第一节 能量代谢
* 能量的来源和去路
* 能量代谢的测定
* 影响能量代谢的因素
* 基础代谢
能量的来源：
* 1、糖：机体的主要能源 70%(中国人)
* 剧烈运动时，骨骼肌耗氧量猛增，循环呼吸不能很快满足机体对氧的需要，骨骼肌处于相对缺氧状态，称为氧债。
* 2、脂肪：提供大约 30%的能量
* 3、蛋白质(氨基酸)：提供少量的能量
能量的去路：
能量代谢测定的原理与方法
* 单位时间内机体的产热量(energy metabolic rate)。
* 能量守衡：食物的化学能 = 热能 + 外功
* 能量代谢 = 热能 + 外功 + 热储备
(一)直接测热法
* 利用特殊的测量装置直接测量整个机体在单位时
间内向外界环境 散发的总热量。用于研究肥胖和内
分泌障碍。
* 设备复杂，操作繁琐，应用受限。
(二)间接测热法
* 1、间接测热法的原理
依据：定比定律：同一化学反应无论中间过程和条件差异多大，释放的能量是一定的。产物一致：食物在体内外的氧化其最终产物是一样的。
基本原理：利用化学反应的定比定律，查出一定时间内机体中氧化分解的糖、脂肪和蛋白质各有多少，据此计算该段时间内机体所释放出的总热量。
与能量代谢测定有关的概念
* 食物的热价：1g食物氧化(或在体外燃烧)时释放出来的能量。 caloric value 分为：物理热价 指食物在体外燃烧时释放的热量。 生物热价 指食物在体内经过生物氧化所产生的热量。
* 葡萄糖 17.15 17.15 16.7
* 蛋白质 23.43 17.99 16.7
* 脂 肪 39.75 39.75 37.7
* 食物的氧热价：某种营养物质氧化时，消耗 1L氧所产生的热量。 thermal equivalent of oxygen
* 葡萄糖 21.00
* 蛋白质 18.80
* 脂 肪 19.70
* 呼吸商：在一定时间内，机体的CO2产生量和氧耗量的比值。respiratory quotient RQ 生理意义：可以比较精确的反映体内营养物质氧化的比例。
* 影响因素：1)营养物质之间相互转化 2)额外CO2的产生 3)某些病理状态的影响
2、间接测热法的方法和测算原则
* (1)氧耗量和CO2产生量的测定方法
?闭合式测定法：肺量计、代谢仪
? 开放式测定法：化学分析
* (2)尿氮测定：可以估算出被氧化分解的蛋白质量。
? P = 6.25 x 尿氮量 (克)
?非蛋白呼吸商(NPRQ)：糖和脂肪氧化的CO2产生量和耗氧量的比值。用于估测非蛋白代谢中糖和脂肪的相对数量。
? NPRQ = (CO2 - 0.76P) / (O2 - 0.95P) 其中 P 为蛋白质的量
(3)间接测热法的计算原则
* 糖的氧耗量
FRQ = [(CO2 - 0.76P) - S)] / [(O2 - 0.95P) - S)]
= 0.71 S
* 脂肪的氧耗量
SRQ = [(CO2 - 0.76P) - 0.7F] / [(O2 - 0.95P) - F]
= 1 F
* 总产热量 = P x 卡价 + S x 氧热价 + F x 氧热价
能量代谢率的简易测算方法
* 步骤：
1、测定一定时间内的耗氧量；
2、按混合膳食呼吸商为0.82进行代谢率计算
* 公式
能量代谢率的衡量标准：
* 能量代谢在每一个个体是相当稳定的，但不同的个体差异却很大，难以比较；
* 能量代谢与机体的体形和体重无定比例关系；
如：体形较小的鸡和体形庞大的非洲象之间，按每公斤体重产热量相 差甚远，
* 能量代谢与机体体表面积间有固定关系---表面积定律
以机体体表面积衡量机体能量代谢，并进行不同体形和体重个体间能量代谢率比较时，则相差不多，M2=0.0061X身高(cm)+0.0128X体重(kg)-0.1529
三、影响能量代谢的因素
* 1、肌肉活动：最为显著 劳动或运动时耗氧量和能量代谢显著增加，可达安静时的10-20倍，因此能量代谢可作为劳动或运动时肌肉活动强度的指标。
* 2、环境温度 环境温度在20-30摄氏度时，能量代谢率最为稳定。
<20℃能量代谢率开始增加，<10℃时显著增加，原因是寒冷刺激所引起的寒战和肌紧张造成的。
>30℃能量代谢率也增加，原因是温度上升体内化学反应加快和发汗活动 增加了产热量。
* 3、食物的特殊动力效应 进食后机体产热量的额外增加。可能与肝脏处理蛋白质有关。
进食1H后产热量比进食前有额外的增加，持续7-8H，蛋白质食物可达 30%左右，糖和脂肪为4-6%，混合食物10%左右。 这不是消化吸收活动引起的，静脉注射氨基酸也可以引起类似的产热量增加，因此有人推测与肝脏对蛋白质的处理，主要是脱氨基作用有关。
* 4、精神紧张活动 由与精神活动相关连的肌肉活动和激素分泌引起。
四、基础代谢
basic metabolism
* 基础代谢是指人体在人体处在清醒又非常安静、不受肌肉活动、环境温 度、食物及精神紧张等因素的影响是的状态下的能量代谢。
* 单位时间内的基础代谢称为基础代谢率(basic metabolic rate) ......
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