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
机体剧烈运动时，骨骼肌耗氧量增加，而 循环、呼吸等功能活动不能很快的满足机 体对氧的需要，骨骼肌处于相对缺氧状态 下，称氧债
1. 糖:主要（70％以上） 1. 糖:主要（70％以上）
有氧氧化 有氧氧化 无氧酵解 无氧酵解
（1）脑组织完全依赖于糖的有氧氧化。 （2）红细胞缺少线粒体，只能依赖于糖酵解 2. 脂肪：次之（30％） 2. 脂肪：次之（30％） 3. 蛋白质（很少供能） 3. 蛋白质（很少供能）
长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量来源。
物质分解释放的能量最终去 路有三条： 1. 2. 3. 转变成热能 肌肉收缩完成机械外功 细胞合成代谢贮备的化学能
直接测热装置示意图
2. 间接测热法（Indirect Calorimetry） 2. 间接测热法（Indirect Calorimetry）
（1）原 理 （1）原 理 “定比定律” “定比定律” 在一般化学反应中，反应物的量与产物的量 在一般化学反应中，反应物的量与产物的量 之间有一定的比例关系。 之间有一定的比例关系。
（Non-protein respiratory quotient, NPRQ）
一定时间内机体中糖和脂肪氧化（非蛋白代谢） 的CO2产生量与耗O2量的比值。 2 2
（3）计算步骤 （3）计算步骤
机体的耗 机体的耗 O2量和CO2 O2量和CO2 生成量 生成量 蛋白质的 蛋白质的 耗O2量和 耗O2量和 CO2生成量 CO2生成量 查表 查表 糖和脂肪的 糖和脂肪的 耗O2量和 耗O2量和 CO2生成量 CO2生成量
5. 季节和地区影响
二、体热平衡 — 产热与散热 正常体温的维持，是产热与散热 两个过程动态平衡的结果。
产热 产热 产热
散热 散热 散热
35 ºC
39 ºC
37 ºC
（一）产热过程
1. 产热的主要器官
安静时：主要是内脏（肝脏） 运动时：主要是骨骼肌
2. 产热的主要形式
（1）非战栗产热（代谢产热） 褐色脂肪组织 （2）战栗产热 战栗是骨骼肌发生不随意的节律性收缩的表现。
血
温↑
皮肤温觉 感受器
温热 温热 刺激 刺激
全 身 小汗腺
精神性发汗 当情绪激动或精神紧张时，反射性引起汗腺 分泌。常见于手、足、前额和腋窝等。
4. BMR的临床意义
基础代谢率是诊断甲状腺疾病 的重要辅助方法。 甲状腺机能低下 （粘液性水肿） 甲状腺机能亢进 （甲状腺肿瘤） BMR低于正常值 20 ~ 40% BMR高于正常值 25 ~ 80%
第二节 体温及其调节
一、体温及其正常变动
（一）体温 （一）体温 体表温度（shell temperature） 体表温度 体温 体温 人体外壳部分（包括皮肤）的温度 人体外壳部分（包括皮肤）的温度 体核温度（core temperature） 体核温度 躯体内部机体核心部分的温度 躯体内部机体核心部分的温度 体 温: 指机体深部的温度 体 温: 指机体深部的温度
脂肪 1)能源贮存的主要形式： 成年男性占体重10-20%，女性更多 2)每克脂肪所释放的能量为糖有氧氧化 时的两倍 3)只进行有氧氧化 4)一般状态下仅次于糖的供能物质： 空腹，50%; 绝食1-3天，85%
机体所需的能量来源于食物中的糖、脂肪 和蛋白质。 机体能量的50%以上迅速转化为热能，用 于维持体温，并向体外散发。其余则以高能磷 酸键的形式贮存于体内。 三磷酸腺苷(ATP)是体 内能量转化和利用的关键 物质。磷酸肌酸(CP)是 ATP的储存库。
（二） 散热过程
辐射 散热 物理方式： 经皮肤 传导和对流 85% 蒸发 生理过程：呼吸、排尿、排粪 15%
1. 辐射散热（radiation）
体热以热射线（红外线）的形式传给外界 较冷物体的一种散热方式。 体表温度与环境温度的温差 体表温度与环境温度的温差 散热面积 散热面积
影响因素
2. 传导散热（conduction）
产热量↑
四、基础代谢
基础代谢（basal metabolism） 人体在基础条件下的能量代谢。 基础代谢率（basal metabolic rate, BMR） 单位时间内的基础代谢。
1. 基础条件 （1）空腹：进食12~14h后 （2）安静：测前静卧半小时以上 （3）清醒、无思维及精神活动 （4）室温 20 ~ 25ºC 2. 基础代谢率的衡量标准
（1）不感蒸发(insensible perspiration) （2）发 汗（sweating）
（1）不感蒸发（ insensible perspiration ）
体液的水分直接透出皮肤和粘膜（主要是呼吸 体液的水分直接透出皮肤和粘膜（主要是呼吸 道粘膜）表面，并且在未聚成明显水滴前就蒸发 道粘膜）表面，并且在未聚成明显水滴前就蒸发 掉的一种散热形式。 掉的一种散热形式。 皮肤：600 ml/日 呼吸道：400 ml/日
呼吸商 ( respiratory quotient , RQ )
一定时间内机体的CO2产生量与耗氧量 的比值称为呼吸商。某中物质在体内氧化 时，一定时间内二氧化碳产生量与耗氧量 的比值称为该物质的呼吸商。
RQ =
CO2产生量（ml)
耗O2量（ml)
RQ : 0.71 ~ 1
0.85左右
非蛋白呼吸商
第七章 能量代谢和体温
Energy Metabolism and Body Temperature
第一节 能量代谢
Energy Metabolism
一、能量代谢的概念 一、能量代谢的概念
生物体内物质代谢过程中所伴随着的能 量释放、 转移、储存 和利用 的过程称为 能量代谢。 机体能量的来源与去路 (一)能量来源
口 腔 温 度 （ 37 ºC ）
36 35
4 8 12 4 8 12 4 8 12 4 8 12 4 8 12 4 8 12
时间（h）
2. 性 别 （1）女子体温平均比男子高0.3 ºC。 （2）女子体温随月经周期而波动。
孕激素 是引起女子排卵后体温升高的主要因素。
3. 年龄： 新生儿（早产儿）↓ 老年人↓ 4. 情绪和体力活动
非蛋白呼吸商 非蛋白呼吸商
非蛋白食物的氧热价 非蛋白食物的氧热价
非蛋白食物的耗O22量×氧热价 非蛋白食物的耗O 量×氧热价
非蛋白代谢的产热量 非蛋白代谢的产热量
（4）临床应用的简便方法 混合呼吸商0.85
~
氧热价20.36kJ/L
产热量=20.36×耗氧量
三、影响能量代谢的因素
1. 体表面积
食物的特殊动力作用的机制 ？
肝脏处理蛋白 肝脏处理蛋白 质分解产物 质分解产物 额外消 额外消 耗能量 耗能量
肝脏在脱氨基反应中所消耗的能量，可能 肝脏在脱氨基反应中所消耗的能量，可能 是“额外”产热的原因。 是“额外”产热的原因。
6. 精神活动
精神处于紧张状态 （烦恼 恐惧 情绪激动） 躯体 N 骨骼肌紧张度↑ 肌肉组织代谢↑ 交感 N 甲状腺、肾上腺髓质分泌↑ 全身组织物质代谢↑
5. 食物的特殊动力作用（specific dynamic action） 5. 食物的特殊动力作用
摄入产生100kJ 摄入产生100kJ 热量的蛋白质 热量的蛋白质
人体实际产 人体实际产 热量130kJ 热量130kJ
食物能使机体产生“额外”热量的现 食物能使机体产生“额外”热量的现 象称为“食物的特殊动力作用”。 象称为“食物的特殊动力作用”。
热能 热能
Energy output=external work +energy storage +heat
二、能量代谢的测定 二、能量代谢的测定
（一） 原 理：测定人体在单位时间内的所消耗 的能量。 （二）方 法 1. 直接测热法 2. 间接测热法 2. 间接测热法
1. 直接测热法（Direct Calorimetry）
糖、脂肪、蛋白质 糖、脂肪、蛋白质 ATP ATP
贮存 贮存
氧氧 化化 分分 解解
释放
化学能 化学能