第七章能量代谢
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第七章 能量代谢和体温生理
(二) 间接测热法 (Indirect calorimetry) 定比定律＋能量守恒定律
C6H6O6+ 6O2
6CO2+ 6H2O + E
与能量代谢测定有关的几个概念：
1、食物的热价Thermal equivalent of food
定义：
分物理热价和生物热价
糖、脂肪：物理热价 = 生物热价 1克蛋白质的物理热价约23.43KJ 生物热价约 为18KJ，说明蛋白质在体内是不能被完全氧化的
（三）动物对炎热的生理反应
1. 行为反应 2. 调整血液循环 3. 蒸发散热 皮肤和表层血管舒张
（1）出汗
（2）呼吸次数增加和热喘呼吸，并伴以唾液分泌 增加，使呼吸道蒸发散热大为增加。
（四）动物对寒冷的生理反应
1. 行为反应
2. 增加绝热性能
短期暴露于寒冷中，竖毛肌收缩，被毛竖 立；长期生活于寒冷环境中，则被毛增生，皮 下脂肪蓄积，以增大身体的绝热效应，减少体 热散失。
4、产热活动的调节：
（1）体液调节： ① 甲状腺激素（T3、T4）：产热作用缓慢而持久。 动物长时间处在寒冷环境中，甲状腺激素分泌增加， 以适应低温环境。 ② 肾上腺素(E)和去甲肾上腺素(NE)：产热作用迅速 而短暂。 当动物突然进入冷环境时，E和NE 分泌增加，主 要是使动物应付环境温度的急剧变化，保持体温恒定。 （2）神经调节： 寒冷刺激—交感神经系统—肾上腺髓质—NE、E释 放增加。 寒冷—中枢神经系统—下丘脑—TRH释放—TSH释放
选择：1 狗的散热是以（ ）为主
A 蒸发 B 传导、对流、辐射 C 传导 D 对流
2 当环境温度高于皮肤温度时，（ ）成为唯一的 散热方式。 A 传导 B 对流 C 辐射 D 蒸发
C6H6O6+ 6O2
6CO2+ 6H2O + E
与能量代谢测定有关的几个概念：
1、食物的热价Thermal equivalent of food
定义：
分物理热价和生物热价
糖、脂肪：物理热价 = 生物热价 1克蛋白质的物理热价约23.43KJ 生物热价约 为18KJ，说明蛋白质在体内是不能被完全氧化的
（三）动物对炎热的生理反应
1. 行为反应 2. 调整血液循环 3. 蒸发散热 皮肤和表层血管舒张
（1）出汗
（2）呼吸次数增加和热喘呼吸，并伴以唾液分泌 增加，使呼吸道蒸发散热大为增加。
（四）动物对寒冷的生理反应
1. 行为反应
2. 增加绝热性能
短期暴露于寒冷中，竖毛肌收缩，被毛竖 立；长期生活于寒冷环境中，则被毛增生，皮 下脂肪蓄积，以增大身体的绝热效应，减少体 热散失。
4、产热活动的调节：
（1）体液调节： ① 甲状腺激素（T3、T4）：产热作用缓慢而持久。 动物长时间处在寒冷环境中，甲状腺激素分泌增加， 以适应低温环境。 ② 肾上腺素(E)和去甲肾上腺素(NE)：产热作用迅速 而短暂。 当动物突然进入冷环境时，E和NE 分泌增加，主 要是使动物应付环境温度的急剧变化，保持体温恒定。 （2）神经调节： 寒冷刺激—交感神经系统—肾上腺髓质—NE、E释 放增加。 寒冷—中枢神经系统—下丘脑—TRH释放—TSH释放
选择：1 狗的散热是以（ ）为主
A 蒸发 B 传导、对流、辐射 C 传导 D 对流
2 当环境温度高于皮肤温度时，（ ）成为唯一的 散热方式。 A 传导 B 对流 C 辐射 D 蒸发
能量代谢
是机体的热量直接传给同它接触的较冷物体 的一种散热方式。 （面积、温度差、导热性能）
3. 对流散热（convection）
是通过气体或液体来交换热量的一种散热方式。 （风 速）
4. 蒸发散热（evaporation）
体表水分吸收热能气化后所引起的一种散热方式。 （环境温度高于皮肤温度时唯一的散热方式）
营养物质 糖 脂肪 蛋白质
产热量（kJ/g) 物理热价 17.15 39.75 23.43 生物热价 17.15 39.75 18.42
营养物质 糖 脂肪 蛋白质
产热量（kJ/g) 物理热价 17.15 39.75 23.43 生物热价 17.15 39.75 18.42
由于蛋白质在体内不能被彻底分解氧化，其中一 部分以尿素、尿酸等含氮物的形式从尿中排出。
C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 6 12 6 2 2 2
（2）相关概念
氧热价（thermal equivalent of oxygen） 氧热价 某种营养物质氧化时，消耗1L氧所产生的热 某种营养物质氧化时，消耗1L氧所产生的热 量称为该物质的氧热价。 量称为该物质的氧热价。 热 价（thermal equivalent of food） 热价 1g营养物质氧化（或在体外燃烧）时所释放 1g营养物质氧化（或在体外燃烧）时所释放 的热量称为该物质的热价。 的热量称为该物质的热价。
2 体表面积(m2)=0.0061×身高(cm)+0.0218×体重-0.1529
2. 性别和年龄 同龄男性高于女性。生长发育期的少年儿童能量 代谢特别高，随着年龄的增大，逐渐降低。
3. 肌肉活动 肌肉活动对能量代谢的影响最显著。
氧债 oxygen debt
3. 对流散热（convection）
是通过气体或液体来交换热量的一种散热方式。 （风 速）
4. 蒸发散热（evaporation）
体表水分吸收热能气化后所引起的一种散热方式。 （环境温度高于皮肤温度时唯一的散热方式）
营养物质 糖 脂肪 蛋白质
产热量（kJ/g) 物理热价 17.15 39.75 23.43 生物热价 17.15 39.75 18.42
营养物质 糖 脂肪 蛋白质
产热量（kJ/g) 物理热价 17.15 39.75 23.43 生物热价 17.15 39.75 18.42
由于蛋白质在体内不能被彻底分解氧化，其中一 部分以尿素、尿酸等含氮物的形式从尿中排出。
C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 6 12 6 2 2 2
（2）相关概念
氧热价（thermal equivalent of oxygen） 氧热价 某种营养物质氧化时，消耗1L氧所产生的热 某种营养物质氧化时，消耗1L氧所产生的热 量称为该物质的氧热价。 量称为该物质的氧热价。 热 价（thermal equivalent of food） 热价 1g营养物质氧化（或在体外燃烧）时所释放 1g营养物质氧化（或在体外燃烧）时所释放 的热量称为该物质的热价。 的热量称为该物质的热价。
2 体表面积(m2)=0.0061×身高(cm)+0.0218×体重-0.1529
2. 性别和年龄 同龄男性高于女性。生长发育期的少年儿童能量 代谢特别高，随着年龄的增大，逐渐降低。
3. 肌肉活动 肌肉活动对能量代谢的影响最显著。
氧债 oxygen debt
生理学 第7章能量代谢与
19:46
二、产热与散热
恒温动物之所以能维持相对稳定的体温，是因为
在体温调节机构的控制下，产热和散热两个生理过程
能取得动态平衡的结果。 (一)产热过程 1.主要的产热器官 人体主要的产热器官是内脏和骨骼肌。 安静—内脏(尤其是肝脏 ) 运动—骨骼肌
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(二)散热过程 主要散热部位：皮肤（85%）呼吸道（15%）
1）BMR与我国人正常的BMR平均值比较：
相差在10-15%之间，不属病态； 相差之数超过20%时，才可能是病理变化。 体温每升高1℃，BMR将升高13％左右。 2）BMR的测量是临床诊断甲状腺疾病的重要辅助方法。 甲状腺功能低下时，BMR可比正常值低20-40%； 甲状腺功能亢进时BMR可比正常值高出25-80%。
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三、基础代谢
1、 基础代谢：基础状态下的能量代谢。 2、 基础状态：清晨、清醒、静卧，未作肌肉活动； 测定前至少禁食12小时； 室温保持在20～25℃； 体温正常、精神安定。 3、 基础代谢率(BMR)：，单位时间内的基础代谢。 BMR比一般安静时的代谢率要低些，但并不是最低的， 因为熟睡时的代谢率更低(比安静时低8％～10％，但做 梦时可增高)。
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(2)发汗： 发汗：发汗是汗腺主动分泌汗液的过程。发汗时有明显的 汗液形成而被蒸发，因此又称为可感蒸发。 安静状态下，环境温度达30℃左右时便开始发汗。
空气湿度高，衣着较多时，25℃便可引起发汗。
劳动或运动时，气温虽在20℃以下，也可出现发汗，而 且发汗量往往较多。 汗液的成分：水分：99％， 固体成分（ NaCl、 KCl、尿素）：<1％
2人在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内分泌激素释放增多等原因产热量可显著增加
生理学基础讲义 第七章 能量代谢
95
汗液分泌是主动的
支配汗腺的是交感胆碱能纤维
A 型题
在环境温度低于 30℃，机体处于安静状态下的主要散热方式是
A.辐射散热
B. 传导散热
C. 对流散热
D. 不感蒸发
E. 可感蒸发
X 型题
对汗液的叙述，正确的是
A. 汗液中不含蛋白质
B. 刚刚分泌的汗液渗透压高于血浆
C. 汗液中的 Na＋浓度受醛固酮调节 D. 由汗腺细胞被动分泌
面积成正比。因此，能量代谢率常以单位时间（每天或每小时）单位体表面积的产热量作为计量单位，
用 kJ/ (m2·d) 或 kJ/(m2·h) 来表示
甲状腺功能障碍时 BMR 可发生明显的变化。甲减、肾上腺皮质功能低下、垂体性肥胖、肾病综合征、
病理性饥饿等可出现 BMR 降低；
甲亢、糖尿病、红细胞增多症、白血病以及伴有呼吸困难的心脏疾病等 BMR 可升高。
3.精神活动
精神紧张状态时，如烦恼、恐惧或情绪激动时，能量代谢率可增高 10% 以上。
4.食物的特殊动力效应
进食能刺激机体额外消耗能量的作用，称为食物的特殊动力效应。在三种主要营养物质中，进食蛋
白质产生的特殊动力效应最为显著。
（四）基础代谢及其测定
基础代谢率(BMR)是指机体在基础状态下单位时间内的能量消耗量。所谓基础状态，是指人体保持清
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（二）机体的产热反应与散热反应 1.产热反应 （1）主要产热器官：机体在安静时主要由内脏产热，其中肝脏产热量最高；在运动时，骨骼肌则成 为主要的产热器官。此外，褐色脂肪组织在寒冷环境下发挥重要的产热作用，特别是在新生儿尤为重要。 （2）产热的形式 ①战栗产热：战栗是指骨骼肌屈肌和伸肌同时发生不随意的节律性收缩，此时肌肉收缩活动不做外 功，能最全部转化为热量。 ②非战栗产热：又称代谢性产热，非战栗产热作用最强的组织是褐色脂肪组织，其细胞内含有解耦 联蛋白。褐色脂肪在成年人体内含量很少，在新生儿体内则较多。新生儿不能发生战栗，故寒冷条件下 主要依赖代谢性产热维持体温。 （3）产热活动的调节 ①神经调节：寒冷刺激兴奋下丘脑战栗中枢，引起战栗；还能通过下丘脑‐腺垂体‐甲状腺轴，引起甲 状腺激素分泌；也可通过交感神经系统兴奋，促进肾上腺素和去甲肾上腺素释放。这些现象属于神经‐体 液调节。 ②体液调节：甲状腺激素是调节非战栗产热活动最重要的体液因素。此外，肾上腺素、去甲肾上腺 素和生长激素等也能促进代谢性产热。 2.散热反应 （1）散热的部位：人体的主要散热部位是皮肤。 （2）散热的方式 ①辐射散热②传导散热③对流散热 此三种方式在皮肤温度高于环境温度时可以发挥散热作用，以辐射散热最主要，且散热多少主要取 决于皮肤与周围环境之间的温差，温差越大，散热量就越多。 ④蒸发散热： 当环境温度等于或高于皮肤温度时，蒸发成为机体唯一有效的散热形式。 蒸发散热可分为不感蒸发和出汗两种形式。 最后排出的汗液是低渗的
汗液分泌是主动的
支配汗腺的是交感胆碱能纤维
A 型题
在环境温度低于 30℃，机体处于安静状态下的主要散热方式是
A.辐射散热
B. 传导散热
C. 对流散热
D. 不感蒸发
E. 可感蒸发
X 型题
对汗液的叙述，正确的是
A. 汗液中不含蛋白质
B. 刚刚分泌的汗液渗透压高于血浆
C. 汗液中的 Na＋浓度受醛固酮调节 D. 由汗腺细胞被动分泌
面积成正比。因此，能量代谢率常以单位时间（每天或每小时）单位体表面积的产热量作为计量单位，
用 kJ/ (m2·d) 或 kJ/(m2·h) 来表示
甲状腺功能障碍时 BMR 可发生明显的变化。甲减、肾上腺皮质功能低下、垂体性肥胖、肾病综合征、
病理性饥饿等可出现 BMR 降低；
甲亢、糖尿病、红细胞增多症、白血病以及伴有呼吸困难的心脏疾病等 BMR 可升高。
3.精神活动
精神紧张状态时，如烦恼、恐惧或情绪激动时，能量代谢率可增高 10% 以上。
4.食物的特殊动力效应
进食能刺激机体额外消耗能量的作用，称为食物的特殊动力效应。在三种主要营养物质中，进食蛋
白质产生的特殊动力效应最为显著。
（四）基础代谢及其测定
基础代谢率(BMR)是指机体在基础状态下单位时间内的能量消耗量。所谓基础状态，是指人体保持清
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（二）机体的产热反应与散热反应 1.产热反应 （1）主要产热器官：机体在安静时主要由内脏产热，其中肝脏产热量最高；在运动时，骨骼肌则成 为主要的产热器官。此外，褐色脂肪组织在寒冷环境下发挥重要的产热作用，特别是在新生儿尤为重要。 （2）产热的形式 ①战栗产热：战栗是指骨骼肌屈肌和伸肌同时发生不随意的节律性收缩，此时肌肉收缩活动不做外 功，能最全部转化为热量。 ②非战栗产热：又称代谢性产热，非战栗产热作用最强的组织是褐色脂肪组织，其细胞内含有解耦 联蛋白。褐色脂肪在成年人体内含量很少，在新生儿体内则较多。新生儿不能发生战栗，故寒冷条件下 主要依赖代谢性产热维持体温。 （3）产热活动的调节 ①神经调节：寒冷刺激兴奋下丘脑战栗中枢，引起战栗；还能通过下丘脑‐腺垂体‐甲状腺轴，引起甲 状腺激素分泌；也可通过交感神经系统兴奋，促进肾上腺素和去甲肾上腺素释放。这些现象属于神经‐体 液调节。 ②体液调节：甲状腺激素是调节非战栗产热活动最重要的体液因素。此外，肾上腺素、去甲肾上腺 素和生长激素等也能促进代谢性产热。 2.散热反应 （1）散热的部位：人体的主要散热部位是皮肤。 （2）散热的方式 ①辐射散热②传导散热③对流散热 此三种方式在皮肤温度高于环境温度时可以发挥散热作用，以辐射散热最主要，且散热多少主要取 决于皮肤与周围环境之间的温差，温差越大，散热量就越多。 ④蒸发散热： 当环境温度等于或高于皮肤温度时，蒸发成为机体唯一有效的散热形式。 蒸发散热可分为不感蒸发和出汗两种形式。 最后排出的汗液是低渗的
生理学第七章能量代谢与体温课件
第二节 体温
（二）行为性体温调节
行为性体温调节是指机体（包括变温动物）在环境温度变化时，通过有意识的行为和 姿势的改变来保持体温的相对恒定，如动物避开过冷或过热的环境向适宜的温度环境靠近， 或改变姿态如：蜷缩身体而保暖，伸展肢体而散热，以及人类在寒冷时拱肩缩背、踏步跺 脚、增减衣着、创造人工气候环境等来祛暑或御寒。行为性体温调节是以自主性体温调节 为基础的，也是通过对产热和散热的影响而发挥作用，因此两者不可截然分开。对人类来 讲，行为性体温调节是大脑皮层参与下的有意识的活动，是对自主性调节的补充。
第一节 能量代谢
（二）能量的去路
第一节 能量代谢
（三）能量的平衡
人体能量的平衡是指机体摄入的能量与消耗的能量之间的平衡。人体每 天所消耗的能量主要包括基础代谢、身体运动和其他生理活动的能量消耗。 如果一段时间内体重不变，则这段时间内机体摄人的能量与消耗的能量基本 相等，能量达到“收支”平衡；如果摄人能量少于消耗能量，机体会动用储 存的能源物质，使体重减轻，称为能量的负平衡；如果摄入能量多于消耗能 量，那么多余的能量就会转变为脂肪，导致体重增加，称为能量的正平衡。
(４)蒸发散热：是机体通过体表水分的蒸发来散热的 一种方式。
(１) (４)
(２) (３)
第二节 体温
３．散热活动的调节
•
机体主要通过皮肤血流量的调节和发汗来调控散热。
•
当皮肤温度高于环境温度时，主要通过辐射、传导和对流方式散热，散热量大小
主要取决于皮肤与外界环境之间的温度差。在寒冷环境中，交感神经活动增强，皮肤
第二节 体温
３．体温调定点学说
对于正常人的体温为什么能够 保持在37℃左右，有人提出了调定 点(set point)学说。该学说认为， 下丘脑体温调节中枢内存在控制体 温恒定的平衡点，即调定点，其功 能类似于恒温调节器，调定点的高 低决定着体温的水平。认为感受的 阑值为37℃，并以此为标准来调节 产热和散热的平衡。
能量代谢
无意识肌紧张使刺激代谢的激素(甲状腺激素、
肾上腺激素)增多 3．食物特殊动力效应 1）定义：进食引起机体额外产热的现象 2）产生食物特殊动力作用的顺序：
蛋白质＞混合食物＞糖或脂肪
3）机制：肝脏处理氨基酸或合成糖原 4．环境温度： 环境温度低于20℃或者高于30℃能量代谢率增加
四、基础代谢
(一) 概念
⑶对流散热： 指体热凭借空气流动交换热量的散热方式。 对流散热是传导散热的一种特殊形式。 除温度差和有效散热面积影响外，受风速影响较大 ⑷蒸发散热： 指体液的水分在皮肤和粘膜表面由液态转化为 气态，同时带走大量热量的散热方式。
分为不感蒸发和发汗
1)不感蒸发：体液的水分从皮肤和粘膜表面不断渗出 而被汽化的形式
2)发汗
a.汗腺分部
大汗腺：腋窝和外阴部 小汗腺：全身皮肤
b.汗腺主动分泌汗液
水分：＞99％ 汗液 固体：＜１％ 大部分为NaCl 其余为KCl、尿素、乳酸等 无葡萄糖和蛋白质
汗液流经汗腺排出管的起始部时，有一部分NaCl可被重吸收， 从而使最终排出的汗液成为低渗。 而当机体大量出汗可造成高渗性脱水，要补充大量的水份和 适量的ＮaCl
2.三大营养物质的转化
(1)、糖(carbohydrate)：
供给机体生命活动所需要的能量，人体所需能量
50%-70%由糖类物质的氧化分解提供 有氧氧化：1mol葡萄糖释可合成38molATP 无氧酵解：1mol的葡萄糖只能合成2molATP P.S. 剧烈运动时，骨骼肌耗氧量加剧，由于身体中其
机体表层的最外层即皮肤温度与局部血流量(受环境
温度和精神状态影响)关系密切
2.核心温度
核心温度相对稳定，各部位之间的温度差异很小 安静时，温度最高器官是肝脏 运动时，温度最高的器官是骨骼肌 临床：直肠温度：36.9-37.9℃ 口腔温度：36.7-37.7℃ 腋窝温度：36.0-37.4℃ 实验：食管温度——深度温度的一个指标 鼓膜温度——作为脑组织温度的指标
生理能量代谢 课件
3. 年龄: 儿童代谢旺盛，体温高于成人。 老年人代谢降低，体温偏低。 新生儿特别是早产儿，体温调节机构发育不完善， 调节能力差，体温容易受环境温度影响。 4. 运动和情绪的影响 剧烈的肌肉活动使产热量增加，体温升高。
5.其他：情绪激动、紧张、环境温度、进食、麻醉等。
二、人体的产热与散热
体热平衡 (body heat content)：产热和 散热两个生理过程之间的动态平衡，维持 体温恒定。
环境温度在20-30℃时，能量代谢率最为
环境温度高于30℃或低于20℃时，能量代谢都将增加。
四、基础代谢
（一）基础代谢 定义： 指机体在基础状态下的能量代谢。 基础状态①清晨、清醒、静卧；②室温在18～25℃； ③禁食12 h以上；④情绪安定；⑤体温正常。
意义：维持基本的生命活动
（二）基础代谢率
可根据呼吸商的大小大致推测呼吸作用的底物及其性质的改变
非蛋白呼吸商
从总二氧化碳产量中和总耗氧量中减去相应部分蛋白 质所消耗的氧量和二氧化碳产量，此时的二氧化碳产 量和氧耗量之比值为糖和脂肪的混合呼吸商，称为非 蛋白呼吸商。 根据非蛋白呼吸商值的大小，可推算机体糖和脂肪氧 化的百分比，以及氧热价。
3. 能量代谢率的简便计算方法
2.简述人体的散热器官和散热方式。
论述题 1.试述人体体温相对恒定的原理。 2.为什么发热病人常伴有寒战反应？
简述题 1.①利用冰袋或冰帽给高热病人的降温（传导散热）； ②注意通风，降低室温（对流散热）；③用乙醇擦身
（蒸发散热）；④降低室温，增加辐射散热。
2.散热器官主要是皮肤，另外还有其他排泄器官 （如肾）借排泄活动散发少部分热量。 散热方式有：辐射、传导、对流、蒸发（不显性蒸 发和发汗）。环境温度低于皮肤温时，可借辐射、 传导、对流和不显性蒸发散热；环境温度等于或高 于皮肤温度时，可借蒸发散热。
生理学教材 第七章 能量代谢
第七章能量代谢(Energy metabolism)本章导读机体从外界摄取的营养物质，经消化道消化后吸收入血液。
然而，这些营养物质进入血液后到哪去？充当什么角色？有何作用？经过多年的研究发现，营养物质随血流分布于全身的组织细胞，其主要作用是为机体组织、细胞的活动提供能量并以热能的形式维持体温。
本章宏观地探讨能量的产生、转移、贮存和利用，而不去研究其具体过程，是从能量的来源和去路入手阐明三大营养物质（糖、脂肪和蛋白质）的供能特点以及释放的能量是通过什么方式将它转移、贮存和利用，ATP是细胞贮能和供能的关键性物质。
然而，用什么方法可以计算其所释放的能量？在单位时间内机体究竟释放了多少能量？科学家们用直接测热法和间接测热法回答了这些问题。
临床上常用的是间接测热法，其原理是利用定比定律的原理测定一定时间内机体的糖、脂肪和蛋白质各氧化分解了多少，从而间接测算机体在这段时间内所释放的总热量。
本章还分析了影响能量代谢的因素。
机体能量代谢量的多少主要取决于体表面积、肌肉活动、食物的特殊动力效应、精神活动和环境温度等。
此外，年龄、性别、睡眠以及激素水平等因素也与能量代谢有关。
判断在基础条件下的能量代谢（基础代谢）是否正常对临床上协助诊断某些疾病具有重要的意义。
新陈代谢(metabolism)是生物体生命活动的基本特征之一。
这就意味着生物体与环境之间持续不断的进行着物质与能量交换。
新陈代谢包括物质代谢(material metabolism)和所伴随着进行的能量代谢(energy metabolism)。
物质代谢包括合成代谢(anabolism，又称同化作用)和分解代谢(catabolism，也称异化作用)。
前者是指机体在生存过程中，不断从外界摄取营养物质，合成自身结构成分及其他物质的过程；后者是指体内物质和组织成分，经异化作用，被分解氧化并释放能量的过程。
因此，合成代谢是吸能反应(endergonic reaction)，而分解代谢是放能反应(exergonic reaction)，两者紧密联系。
《生理学》第七章能量代谢与体温调节课件07
(四)环境温度
1.人体安静时的能量代谢,在20～30℃的环 境中较为稳定。 2.环境温度超过30℃，能量代谢率增加。 3.当环境温度低于20℃时，随着温度的不断
下降，机体产生寒战和肌紧张增加以御寒，
同时增加能量代谢率。
4.舰艇舱内温度可高达60℃,• 舰员的能量 故
代谢率很高。
四、基础代谢
(一) 概念
(二)能量去路 能源物质 释放的能量有 50% 转 化 为 热 能，其余以自 由能形式贮存 于 ATP 中 。 除 骨骼肌运动时 所完成的机械 外功，其余的 自由能最终也 转变为热能。
二、能量代谢的测定
(一)能量代谢测定的基本原理 机体的能量代谢也遵循“能量守恒定 律” ： 即在安静不作外功时，机体物质代 谢过程中所释放的能量全部转化为热能。 因此，测定机体在单位时间内发散的 总热量或所消耗的食物量，可测算出整个 机体在单位时间内能量代谢的量，即能量 代谢率。
(二)能量代谢的测定方法 1.直接测热法：直接测量从机体体表、呼出气、
尿液和粪便排出的总热量。如果不做外功，该热量 就是机体代谢的全部热量。这种方法测定准确，但 设备复杂，操作繁琐，现已极少应用。
2.间接测热法：
⑴间接测热法原理：是利用“定比定律”（即
反应物的量与生成物的量呈一定的比例关系），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。 为此，必须先了解与其相关的几个概念：食物 的热价、氧热价和呼吸商。
二、机体的产热和散热
人体正常体温的维持，是在体温调节机构的协 调和控制下，产热和散热过程达到动态平衡的结果。
(一)产热 1.主要产热器官： 安静状态，主要产热器官是内脏（尤其 肝脏，其次是脑）。 活动状态,主要产热器官是骨骼肌。
生理学第7章 1能量代谢
单纯的精神活动 ,代谢率的增加程度可以忽略.
3、食物的特殊动力效应
食物刺激机体产生额外能量消耗的作用。
发生时间:进食后1小时左右,延续7-8小时
机体状态:安静状态 原因:机制不详 可能由于消化系统处理食物时做功产 生的能量消耗 蛋白质>混合性食物>糖、脂肪
4、环境温度 安静状态:
20-30℃ <20℃ <10℃ >30℃ 能量代谢最稳定(肌肉松弛) 有所增加 显著增加 （寒冷引起寒战和肌紧张） 增加（生化反应加快、发汗活动旺盛 呼吸循环功能增强）
第七章 能量代谢与体温
第一节 能量代谢
能量代谢（energy
metabolism）：
生物体内物质代谢中伴随着的能量的贮存、 释放、转移和利用。
合成代谢 -- 耗能 物质代谢 分解代谢 -- 释能 能量代谢
食物的能量转化 能量代谢的测定 影响能量代谢的主要因素 基础代谢
一、食物的能量转化
6CO2+6H2O+E
57CO2+52H2O+E
体表面积测算
体表面积(m2)=0.0061×身高+0.0128×体重－0.1529
BMR的正常生理变动：
男性>女性
幼年>成年，年龄↑ ，BMR↓ 正常变动：±10～15％ 异常变动: 超过±20% 甲亢：＋25～80%， 甲低：－20～40%
体温每升高1℃, BMR升高13%
葡萄糖氧化分解: C6H12O6+6O2 脂肪氧化分解: C57H104O6+80O2
非蛋白呼吸商(NPRQ)及氧热价
能量代谢测定的原理与方法
原理:人体能量代谢遵守“能量守恒定律” 人体利用的食物的化学能,与在体内各种形式 的能量最终转化成的热能,加上所做的外功,按能 量来折算是完全相等的。 即: 能量消耗=发散的总热量+对外作功所折合的能量
第七章 能量代谢与体温
3.调定点学说
下丘脑PO/AH中的温度敏感神经元起着调定点的作用。 调定点：能使热敏神经元和冷敏神经元活动后 恰好使散热和产热保持平衡的温度值。
1.正常人的直肠温度、腋窝温度和口腔温度的高低应当是 A.口腔温度＞腋窝温度＞直肠温度 B.直肠温度＞口腔温度＞腋窝温度 C.直肠温度＞腋窝温度＞口腔温度 D.腋窝温度＞口腔温度＞直肠温度 2.人体体温昼夜节律变化中，体温最低的时间是 A.上午8～10时 B.下午3～4时 C.清晨2～6时 D.夜间10～12时 3.女性月经期中，体温最低的时间是 A.行经期 B.排卵前 C.排卵后 D.排卵日 4.人体腋下温度正常值是 A.36.0℃～37.4℃ B.36.7℃～37.7℃ C.36.9℃～37.9℃ D.37.5℃～37.6℃ 5.影响能量代谢最重要的因素是 A.环境温度 B.进食 C.精神、情绪 D.肌肉活动
6.劳动或运动时，机体主要产热器官是 A.肝脏 B.脑 C.心脏 D.肌肉 7.当环境温度等于或超过体温时，机体的主要散热方式是 A.辐射 B.传导和对流 C.发汗蒸发 D.不显性发汗 8.给高热病人使用乙醇擦浴是 A.增加辐射散热 B.增加传导散热 C.增加蒸发散热 D.增加对流散热 9.给高热病人作用冰帽或冰袋的作用是 A.增加辐射散热 B.增加传导散热 C.增加蒸发散热 D.增加对流散热 10.决定体温调定点的部位在 A.下丘脑 B.大脑皮层 C.下丘脑后部 D.视前区-下丘脑前部
2.测 定
产热量=20.2kJ/L×耗氧量/体表面积 BMR=（实测值-平均正常值）/平均正常值
年龄 （岁） 男 11～15 195.5 16～17 193.4 18～19 166.2 20～30 157.8 31～40 158.6 41～50 154.0 ＞51 149.0
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3.氧化能系统 （有氧氧化系统）
定义：在氧的参与下，糖、脂肪和蛋白质氧化成 成二氧化碳和水提供能量的过程。 糖 脂肪 +ADP+Pi+O2 →CO2+H2O +ATP 蛋白质 能源：糖、脂肪 特点：有氧代谢；供能速度慢； 没有导致疲劳的副产品； 用于耐力或长时间的活动
（二）不同活动状态下供能系统的相互关系
意义：评定运动强度 运动强度（相对代谢率）=
运动时能量消耗 基础代谢
轻（3RMR）、重（3-8RMR）很重（大于9RMR）
代谢当量（MET）=
运动时耗氧量
安静时耗氧量
一、名词解释 能量代谢、基础代谢、基础代谢率、氧热价 、呼吸商 二、简述题 1.简述人体的能量来源？ 2.简述人体三大供能系统的定义、特点、及运动项目？
（一）计算步骤
度具体步骤包括： ①测定安静、运动、恢复期的消耗的氧和产生的 二氧化碳； ②求出各阶段的呼吸商； ③根据呼吸商，查氧热价对照表； ④以该氧热价乘以所计算时间段内机体的总耗氧 量，再减去同一时间安静状态时的能量消耗。
运动时总净能量消耗=运动时净能量消耗+恢复期的 净能量消耗。
1.以有氧和无氧供能的百分比
2.以运动时间为区分标准
3.能量 统一体 在体育 实践中 的应用
着重发展起主要作用的供能系统
制定合理的训练计划
三、能量代谢的测定原理与方法
1、直接测定法： 来自原理：据能量守恒和物质不灭定律 方法：直接测量从机体体表、呼出气、尿液和粪便排出 的总热量。如果不做外功，该热量就是机体代谢的全部 热量。 测定准确，但设备复杂，操作繁琐
基础状态下单位时间内的能量代谢，是单位 时间内维持基本生命活动所消耗的能量 。 基础代谢率以每小时每平方米体表面积的产 热量为单位
体表面积（m2)=0.0061*身长（cm）+0.0128*体重（KG）0.01529
二.肌肉活动 三.食物的特殊动力作用 四.其他因素
五、运动时耗能量的计算及其意义
3、呼吸商(RQ)：
一定时间内各种物质在体内氧化时所产生CO2与所消耗O2 容积比。
四、影响能量代谢的主要因素
一、基础代谢： （一）基础代谢的概念： 1、基础代谢（BM）： 指基础状态下的能量代谢
2、基础状态： 清醒、静卧、空腹、无 精神紧张，环境温度 2025ºC；
3、基础代谢率（BMR）：
（一）人体的三大供能系统 1.磷酸原供能系统（ATP-CP） 定义：由ATP和CP反应组成的供能系统。 ATP → ADP+Pi+E CP+ADP → C+ATP 能源：CP 特点：无氧代谢，供能速度极快； ATP生成很少； 贮量少，最大强度运动持续供能时间6-8秒； 用于短跑或任何高功率、短时间活动。
2.糖酵解供能系统
定义：糖原或葡萄糖无氧分解生成乳酸，并合成ATP 的过程。 葡萄糖+ADP+ Pi →乳酸+ ATP 能源：葡糖糖和糖原 特点：无氧代谢；供能速度快； ATP生成有限； 终产物乳酸可导致肌肉疲劳； 用于30-120s的最大强度运动 意义：在氧供应不足和CP不足的情况下仍能快速供 满足机体的能量需求。
第七章 能量代谢
巢湖学院体育系
学习目标： 1.掌握:人体运动时能量代谢 三大能源系统的供能特点 能量测定的相关概念 2.熟悉:人体运动时能量消耗计算
一、能量代谢
能量代谢：指体内物质代谢过程中所伴随的能量 释放、转移、贮存和利用。
（一）直接能量来源－ATP
1.ATP-基本结构：1分子腺苷+三分子磷酸（高能磷 酸键连接） 2.ATP主要功能：直接供应各种生理活动能量（安静 及运动时） 3.ATP的来源：糖、脂肪、蛋白质代谢
4.ATP的贮备及输出功率
肌肉ATP含量：6mmol/kg湿肌
最大输出功率：11.2mmolATP/kg/s
启动极为迅速。
但由于ATP贮量有限，运动中ATP消耗后的补充速
度成为影响运动能力的重要因素。
5.ATP的分解供能及补充
ATP
ATP酶
ADP+Pi+E
每克分子ATP可释放29.26-50.16KJ(7-12Kcal)
ATP一旦被分解，便迅速补充
肌酸激酶
CP+ADP
C+ATP
（二）能量的间接来源
1.糖:主要(70％以上) 脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化。 缺氧和血糖水平过低，均可导致意识障碍、昏迷以 及抽搐。 2.脂肪：次之(30％) 3.蛋白质：很少 (长期饥饿或极度消耗时，才成为 主要能量来源)。
二、 运动时的能量供应
2、间接测定法：
据定比定律和能量守恒，机体氧化分解不同营养物 质时所消耗O2和产生CO2及释放的热量呈一定比例关系， 故只要测定人体一定时间内耗O2量和CO2生成量，即可 推算整个机体能量代谢率。
（三）与能量代谢有关的概念：
1、食物热价： 1g食物完全氧化分解所释放的热量。 2、食物的氧热价： 各种能源物质在体内氧化分解时每消耗1LO2 所产生的 热量；
短时间激烈运动时（10s以内）能量代谢以ATPCP为主，超过30-120s糖酵解的供能比例增大。 长时间低、中强度运动时，以糖和脂肪有氧供 能为主。
（三）能量连续统一体的理论
1.概念：不同类型的运动项目的能量供应之间，以及 各能量系统之间相互联系形成的一个连续统一体。 2.形式：（1）有氧与无氧供能的百分比。 （2）以运动时间为区分标准