能量代谢和体温调节

第八章能量代谢和体温调节

第一节能量代谢

新陈代谢是机体生命活动的基本特征之一，它包括合成代谢与分解代谢两个方面。分解代谢时伴有能量的释放，而合成代谢时却需要供给能量，因此，在新陈代谢过程中，物质的变化与能量的转移是密切联系的。通常把物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、贮存和利用，称能量代谢(energy metabolism)

一、能量在体内释放、转移、贮存和利用

（一）三种营养物质的代谢放能

机体所需要的能量来源于食物中三大营养物质糖、脂肪、蛋白质。这些物质

分子结构中的碳氢键蕴藏着化学能，在氧化过程中碳氢键断裂，生成CO

2和H

2

O，

并释放出大量的能量，因此将这些物质又称能源物质。在能源物质中又以糖最为重要，机体所需要的能量70%是由糖氧化分解供给的。

1、糖：体内糖代谢是以葡萄糖为中心进行的，随供氧情况的不同，糖分解供能的途径也不同。

①氧供应充足葡萄糖可完全氧化释放出大量能量，称糖的有氧氧化。

1mol葡萄糖完全氧化分解可放能2872.3KJ（686kcal)，可净合成38molATP

②氧供应不足葡萄糖只能分解到乳酸阶段，释放能量少，称糖的无氧酵解。

1mol葡萄糖经无氧酵解仅供能217.7KJ（52kcal),可净合成2mol的ATP。

糖的有氧氧化是机体主要供能途径，糖酵解虽然释放的能量少，但在缺氧状态是极为重要，（因为这是人体的能源物资惟一不需要氧的供能途径）它能供应一部分急需的能量。

2、脂肪：是体内贮能和供能的重要物质，（体内脂肪的贮存量要比糖多得多。脂肪在细胞内是以甘油三脂的形式存在，当机体需要时，首先被脂肪酶分解成脂肪酸、甘油。脂肪酸可被肝或肝以外的组织氧化分解、利用，脂肪酸供能方式是β氧化，逐步分解成许多乙酰辅酶A而进入糖的氧化途径，彻底分解，同时释放大量能量；甘油主要在肝被利用，经过磷酸化和脱氢处理而进入糖的氧化分解来供能。）

1mol软脂酸完全氧化，可产生130mol的ATP。

脂肪虽是一个重要的供能物质，但它的充分利用是有赖于糖的正常代谢。所以最重要的供能物质还是糖，脂肪在体内重要的功能是贮存能量，体内脂肪的贮存量比糖多得多。

3、蛋白质

是构成机体组织成分的重要物质，作为能量来源是它的次要功能。只有在某些特殊情况下，如长期不能进食或消耗量极大时，机体才依靠蛋白质分解所产生的氨基酸供能，以维持必要的生理功能。

（组成蛋白质的基本单位是氨基酸，不论是由肠道吸收的氨基酸，还是有机体自身蛋白质分解所产生的氨基酸，都主要用于重新合成机体组织细胞成分，实现组织的自我更新，或用于合成酶，、激素等生物活性物质，而为机体功能则是蛋白质的次要功能。

氨基酸在体内经过脱氨基作用和氨基转换作用而分解成非氮成分和氨基。非氮成分（α-酮酸）可进入三羧酸循环氧化功能；氨基则作为尿氮成分从尿中排出，由于氨基未曾完全氧化，它提供的能量也较体外燃烧时少。）

虽然集体所需要的能量来源与三大营养物质，但机体的组织细胞并不能直接利用食物的能量来进行各种生理活动。机体能量的直接提供者为三磷酸腺苷（ATP）。

（二）腺苷三磷酸（ATP）：是含有2个高能磷酸键的化合物，能量贮存在高能键中。

1、来源：能源物质在体内氧化分解最后形成CO

2、H

2

O，在氧化过程中伴有

ADP与无机磷酸相结合并吸能而生成ATP，将此称磷酸化，这样氧化与磷酸化，放能与吸能，同时进行紧密偶联。书写见课件

ATP是由机体氧化磷酸化所形成。通过这种氧化磷酸化过程，能源物质氧

化放出的能量就贮存在ATP中。

当机体生命活动需要时，ATP断裂一个高能键，分解成ADP＋PI（无机磷酸），释放出能量，供生命活动需用。由此知ATP的作用

2、作用：贮能供能。ATP是体内重要的贮能物质，又是直接供能物质。

ATP是体内贮能供能物质，但它在组织中的贮存量还是有限的，机体内还另有一贮能物质，磷酸肌酸。

（三）磷酸肌酸（C-P）具有高能磷酸键的化合物，能量贮存在高能键中。

（C-P）与ATP相比，它不能直接为生理过程提供能量，但机体内（C-P）贮存的能量远比ATP多，特别是肌肉中含量更为丰富，故（C-P）的作用是

1、是机体ATP重要的贮存库

2、调节维持ATP浓度，保证各种生理活动及时获得能量。

磷酸肌酸是怎样调节维持ATP浓度呢？当物质氧化放出能量生成ATP较多时，ATP将高能磷酸键转移给肌酸，生成磷酸肌酸将能量贮存起来。当细胞内ATP 消耗时，磷酸肌酸又可将磷酸基连同能量一起转移给ADP，生成新的ATP，以补充消耗。所以磷酸肌酸有调节维持ATP浓度，保证各种生理活动及时获得能量。

用图将机体能量释放、转移、贮存、利用作一总结。

二、能量代谢的测定原理和方法

（一）测定原理：能量守恒定律，能量由一种形式转化为另一种形式，它既不增加，也不减少，这是所有能量互相转换的一般规律。也叫能量守恒定律。机体的能量代谢也遵循能量守恒定律，即在整个代谢过程中，机体所利用的蕴藏于食物中的化学能与最终转化成的热能和所作的外功，按能量折算是完全相等的。因此，测定机体在一定时间内所消耗的食物，或者测定一定时间内机体所产生的热量与所作的外功，均可计算出机体的能量代谢率。

（二）测定方法：测定整个机体在一定时间内能量代谢水平的方法有直接测热法和间接测热法两种，直接测热法由于所用装置比较繁杂，故除实验室外，实际工作中都不采用此法，常用的是间接测热法。

1、间接测热法。间接测热法的基本原理就是利用定比关系，查出一定时间内整个人体中氧化分解的糖、脂肪、蛋白质各有多少，然后据此算出该时间内整个机体所释放出来的热量。对此先应了解几个概念。

①食物的热价：1g食物氧化（或在体外燃烧）时所释放的热量称为该食物的热价。包括有物理热价、生物热价。糖、脂肪的物理热价和生物热价是相同的，分别为4.1千卡/g、9.3千卡/g。蛋白质的生物热价4.1千卡/g小于物理热价5.6千卡/g，这是由于蛋白质在体内不能完全氧化，一部分以尿氮的形势由尿中排出。

这是关于食物的热价，单凭食物的热价只能估计一天内吃了多少食物，产生