7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
第七章能量代谢与体温一．基本要求掌握：1.热价、氧热价、呼吸商等
第七章能量代谢与体温一．基本要求掌握：1. 热价、氧热价、呼吸商等概念，影响能量代谢的主要因素2．基础代谢的概念及意义3．机体的散热方式4．温度感受器和体温调节（调定点学说）熟悉：1. 能量代谢的测定原理2. 机体的产热3. 体温调节中枢了解：1. 食物的能量转化2. 能量代谢的测定方法二．基本概念能量代谢（energy metabolism）、食物的热价（themal equivalent of food）、食物的氧热价（thermal equivalent of oxygen）、呼吸商（respiratory quotient）、基础代谢(basal metabolism)、基础代谢率(basal metabolism rate, BMR)、体温(body temperature)、战栗产热(shivering thermogenisis)、非战栗产热(non-shivering thermogenesis)、辐射散热(thermal radiation) 、传导散热(thermal conduction)、对流散热(them1a1 convection)、蒸发散热(evaporation)、不感蒸发(insensible perspiration)、发汗(sweating)或可感蒸发(sendbie evaporation)、热敏神经元(warm-sensitive neuron)、冷敏神经元(cold-sensitive neuron)。
第一节能量代谢能量代谢：是体内伴随着物质代谢过程而发生的能量释放、转移、贮存和利用的过程。
分为：1）合成代谢：合成自身的成分，贮存能量2）分解代谢：氧化分解成分，释放能量。
一、来源：（1）糖：是重要来源，约占70%。
尤其是脑。
肌糖原→肌肉；肝糖原→血糖。
（2）脂肪：各种物质贮存的形式；（3）蛋白质：主要用于合成细胞组织结构，不是能量的提供者，如激素，酶等。
生理学 第7章 能量代谢与体温
4、体表面积的测定： 体表面积(m2)=0.0061×身高 (cm)+0.0128×体重(kg)0.1529； 体表面积还可从右图直接求出。
BMR率随着性别、年龄等不同 而有生理变动。男子的BMR值 平均比女子的高；儿童比成人 高；年龄越大，代谢率越低。
5、BMR正常范围：±10％～±15％ 6、BMR的临床意义：
(四)食物的特殊动力效应
1、概念：人在进食后的1～8小时，机体的产热量会增加。 这种因食物引起机体产生“额外”热量的现象称为食物的 特殊动力效应 。 2、三种主要营养物质中： 蛋白质的特殊动力效应最为显著，为30％；糖和脂肪的 特殊动力效应分别为6％和4％
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)。
(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％
(二)体温调节中枢 体温调节中枢：下丘脑 体温调节中枢整合机构的中心部位： 下丘脑 的视前区-下丘脑前部（ PO/AH ）
(三)体温调定点学说 体温调定点学说认为，体温的调节点类似于 恒温器的调节，PO／AH神经元的活动设定了 一个调定点，即规定的温度值，如37℃。若 当体温超过37℃时，热敏神经元放电频率增 加，引起散热过程加强，产热过程减弱；若 体温不足37℃时，则引起相反的变化。
7.能量代谢和体温
3.蛋白质
基本组成单位是氨基酸。
蛋白质主要功能是构成细胞成分和形成某些生物活性物质， 一般不做供能物质。
长期不能进食或消耗量极大时，糖原和贮存脂质几乎耗竭 时，机体通过蛋白质分解产生的氨基酸供能。
蛋白质不能在体内完全氧化，没有被完全氧化的代谢产物 以尿素、尿酸、肌酸形式经肾脏排出。
（二）能量的去路
基础状态：清晨、清醒、静卧、未做肌肉活动、无精神紧张、 环境温度20-25℃、空腹（禁食12小时）。此时的能量主要维 持最基本的生命活动，基础代谢率比一般的安静时的代谢率更 低，但不是最低。熟睡无梦时更低。
能量代谢率与体表面积成正比。 基础代谢率的单位：每小时每平方米体表面积的产热量。 kJ/（m·h）
发热：致热源作用于下丘脑体温调节中枢，体温调定点上移，冷 敏神经元活动增强，产热增加，散热减少，引起寒战、皮肤血管 收缩。相反，高热因素去除后，体温调定点下移，热敏神经元活 动增强，散热增加，产热减少，皮肤血管舒张，发汗，体温下降。
（四）温度习服：当机体较长时间处于高温和低温环境 中，机体对环境的耐受性逐渐升高，而维持正常健康状 态。
2.机体的产热形式及调节：机体的产热量大部分来自全身各组织 器官的代谢活动。 安静寒冷环境下：寒战产热和非寒战产热
寒战产热：寒冷刺激下，骨骼肌在肌紧张增加基础上，伸肌和屈 肌同时发生不随意的节律性收缩，此时机体的能力代谢率可增加 4-5倍，骨骼肌不做功，收缩的能力全部转化为热能，产热显著。
非寒战产热：寒冷刺激下，机体通过升高代谢率而增加产热的 现象。体内的褐色脂肪组织的非寒战产热量最大。 寒冷刺激下甲状腺激素合成和释放增多，促进代谢产热。
（2）传导散热：机体将热量直接传递给与皮肤接触的较冷物体。 取决于皮肤表面与接触物体表面的温度差、接触面积等
第7章能量代谢与体温案例
3．环境温度
在20℃～30℃的环境温度中，人的能量代谢 最为稳定，环境温度过高或过低，能量代谢 都将增加。
4．食物的特殊动力效应
在进食蛋白质以后，其所增加的产热量可相 当于进食蛋白质热值的25％～30％。糖类和 脂肪也具有类似的影响，只是产热量升高不 如蛋白质明显，约为4％～6％。混合性食物 约为10％。
1030名正常人体温统计结果
部位 平均值(℃) 标准差
正常范围(95%可信限，℃ )
腋窝
口腔 直肠
36.79
37.19 37.47
0.357
0.249 0.251
36.0—37.4
36.7—37.7 36.9—37.9
（二）体温正常生理变动
1．昼夜变化 正常人的体温呈现明显的周期 性昼夜变化。清晨2～5时最低，午后2～5时 最高，波动幅度一般不超过1℃。 2．性别 成年女性的体温一般比男性高0.3℃， 这可能与女性皮下脂肪较多，散热较少有关。 3．年龄 儿童、青少年的体温较高，随着年龄 的增长体温逐渐下降，老年的体温低于青壮 年人。 4．情绪和体力活动 情绪紧张时，肌肉张力 增加和激素的作用，使产热量增多，体温升 高。
二、机体的产热和散热
我国正常人基础代谢率的平均值（kJ/m2.h)
性 别
11-15岁 16-17岁 18-19岁 20-30岁 31-40岁 41-50岁 >50岁
男 194.5 193.3 166.1 157.7 158.6 154.0 149.0
女 172.4 181.6 154.0 146.4 146.9 142.3 138.5
基础代谢率（BMR） :单位时间（每分钟） 内的基础代谢。 BMR相对值＝（测得值－正常值）/正常值 ×100% 相对值在±10～15％属于正常，超过±20% 可视为病理状态。 发热时BMR升高，体温每升1℃,BMR增加 13%。
第七章能量代谢和体温-医学课件
女子体温随月经周期而产生周期性变动。排卵当日 最低，排卵后升高0.2-0.50C。与血中孕激素浓度的 周期性变化有关
➢ 机体的产热和散热 正常体温维持
产热
动态平衡
散热
• 产热 ✓ 主要产热器官
安静时--内脏（尤其是肝脏）为主 运动或劳动时—骨骼肌为主
➢ 产热形式 ✓ 寒战产热
骨骼肌在肌紧张增强的基础上，伸肌和屈肌同时发 生的不随意的节律性收缩 特点：不做外功 中枢：下丘脑后部 传出神经：躯体运动神经
注：通常情况下，体内能量主要来自糖和脂肪的氧化，蛋白 质用于氧化供能的量很少，且氧化不彻底，在计算能量代 谢时可忽略不计。
• 能量代谢率的测算方法 方法一： ① 测定单位时间内O2耗量和CO2产生量，计算RQ ② 以算出的RQ作为非蛋白呼吸商，从表中查得相应的混合氧热价， ③ 利用公式：产热量=混合氧热价× O2耗量，求出单位时间内的产热量，
第二节 体温及其调节
➢ 体温
机体深部组织的平均温度， 也叫体核温度，37 ℃
意义：体温的相对恒定是 机体新陈代谢和一切生命 活动正常进行的必需条件。
体温过高、过低都会导致 生理功能障碍，甚至死亡
• 正常体温 血液温度最理想，但不易测量，通常体温的测量 部位为：腋窝、口腔和直肠。 肛温：36.9～37.9℃，最接近机体深部的温度 口温：36.7～37.7℃ 腋温：36.0～37.4℃
第七章 能量代谢与体温
第一节 能量代谢
物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、储存 和利用，称为能量代谢 ➢ 机体能量的来源 主要来源于糖、脂肪、蛋白质
ATP（三磷酸腺苷）：贮能物质和直接供能物质 CP（磷酸肌酸）：ATP的贮存库，但不能直接供能
➢糖 正常情况下糖是主要供能物质。脑组织所需能量主要来自糖 有氧氧化，故缺氧和血糖水平过低，均可导致意识障碍、 昏迷及抽搐 机体糖的储备较少，成年人糖的储备量仅为150g左右。
第七章：能量代谢和体温思维导图
能量代谢和体温能量代谢来源糖：70%脂肪：40-50%蛋白质：数量很少方式：有氧氧化与无氧酵解过程食物的热价概念：1克某种食物氧化（或在体外燃烧）时释放的热量分类物理热价：在体外燃烧时释放的热量生物热价：在体内氧化时所产生的热量食物的氧热价：某种营养物质在体内氧化时，每消耗1升氧所产生的热量呼吸商概念：营养物质在体内氧化时，所产生的CO2与所消耗的O2的容积比RQ=CO2产生量（ml）/(氧耗量ml)糖的呼吸商:1;脂肪：0.71；蛋白质：0.80；混合食物：0.85影响能量代谢的因素肌肉活动精神活动精神紧张，情绪激动→能量代谢↑机理激动时→骨骼肌的紧张性↑→能量代谢↑交感神经兴奋↑→儿茶酚胺释放↑→能量代谢率↑食物的特殊动力效应概念：进食后一段时间内（从进食后1小时开始持续到7-8小时），即使机体处于安静状态，机体产热量也要比进食前有所增加，食物这种使机体产生额外的热量作用即食物的特殊动力效应蛋白质：30%；糖：6%；脂肪：4%；混合食物：10%环境温度体温稳定：20-30℃体温升高：>30℃或<20℃基础代谢率的测定测定条件禁食12-14h清晨空腹平卧使肌肉放松，排除精神及心理影响室温保持在20-25度之间测定方法：通常采用简化法来测定和计算BMR,即:产热量=耗氧量×20.2KJBMR测定的临床意义:有助于诊断某些疾病甲低：BMR比正常低 40%-20%甲亢：BMR比正常高 25%-80%BMR↑：甲亢、发热、糖尿病、红细胞增多症、白血病、肾上腺皮质功能亢进、有呼吸困难的心脏病等。
BMR↓：甲低、阿狄森病（肾上腺皮质功能减退）、肾病综合征、病理性饥饿、垂体性肥胖等。
体温及其调节体表温度和体核温度体温的概念：机体深部的平均温度。
分类体表温度：值低，不稳定，各部姜异大体核温度:数值高，稳定，各部差异小(动态过程)体温的测量及其正常值腋窝温度（最常用）：36.0-37.4℃口腔温度：36.7-37.7℃直肠温度：36.9-37.9℃体温的生理性变化昼夜变化清晨：2:00-6:00 最低午后：1:00-6:00 最高性别女子比男子高0.3℃女子基础体温随月经周期而变动年龄：新生儿（早产儿）易受随环境温度影响，老年人体温偏低，儿童和青少年偏高肌肉活动：测温时应避免其影响其他：如情绪激动，精神紧张，进食机体的产热和散热产热机体的产热过程主要产热器官安静：肝脏运动或劳动时：骨骼肌机体产热形式战栗产热概念：在骨骼肌紧张性增强的基础上发生的不随意的节律性收缩特点：屈肌和伸肌同时收缩，不做外功，而产热量很高。
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。
7能量代谢与体温恒定
一、动物体能量的来源与消耗
营养物质 提供能量(%) 特 点
糖 类 60-70
供能
脂肪
30-40
贮存，6倍于糖元
蛋白质 很少
功能
6-1 能量代谢
一、动物体能量的来源与消耗
100%
95%
45%
43%
日粮总能 → 可消化能 → 代谢能 →净能
↓
↓
↓
粪能5%
发酵能
特殊动力作用能
尿能（5%）
特殊动力作用能(specific dynamic action)：机体的代谢因
四、影响能量代谢率的因素
1、肌肉活动 肌肉活动产热量
运动或劳动 躺卧
开会
洗衣 踢足球
产热量
2.73 3.40 9.89 24.98
（Kg/m2· min）
2. 环 境 温 度 ， 安 静 20℃最低
3. 食物特殊动力作用 4. 神经—内分泌：交 感 神 经 兴 奋 ， Ad 分 泌，产热。
5. 个体差异：
辐射 对流，气液流动——通风 传导，洒水降温 蒸发，不显汗（不感蒸发）和显汗 不感蒸发——皮肤、呼吸道。体液 的水分直接透过皮肤和粘膜表面，并在形 成明显的水滴前蒸发掉 显汗：汗液。
三、体温恒定的调节
㈠ 神经调节
温度感受器： 外周（皮肤，粘膜，内脏）， 中枢（脊髓、延髓、脑干网状中枢、下丘脑）
简化法：因蛋白质消耗较少，可忽略，即用混 合呼吸商查出相应的氧热价，乘以耗氧量=一 段时间内动物机体的总产热量
与精确测定法相比，简化法误差仅在1~2 %，简便。
（人，混合呼吸商=0.82，氧热价20.1878 KJ， 合4.825千卡）。
应用呼吸商进行能量代谢测算时，还须 注意：体内糖、脂肪和蛋白质代谢时可 相互转化，影响RQ。反刍动物胃发酵产 生大量CO2，其RQ要校正。动物剧烈运 动或重度使役时会影响RQ的测定值。 （CH4产热9.42KJ）。
生理学-第七章 能量代谢与体温
不感蒸发——皮肤、呼吸道 可感蒸发（发汗） 2）环境温度升高到接：机体通过交感N调控着 皮肤血管的口径，以改变其血流量，改变皮肤 温度，从而影响辐射、对流和传导散热量。
（二）体温的测定
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℃
实验研究： 食管温度——体核温度的一个指标 鼓膜温度——作为脑组织温度的指标
（三）体温的生理性变动
1.昼夜变化：清晨2～6时体温最低，午后1～6时最高 2.性别差异：青春期后女子的体温平均比男子高0.3℃ 3.年龄差异 4.肌肉活动与精神活动
呼吸商(respiratory quotient, RQ)：在一定时间内，机体CO2 产量与O2耗量的比值 非蛋白呼吸商(non-protein respiratory quotient, NPRQ)：糖 和脂肪氧化（非蛋白代谢）的CO2产量与O2耗量的比值。
三种营养物质氧化的几种数据
───────────────────────────
物质
耗氧量 (L/g)
产(CLO/2g量)
物理热价 (KJ/g)
生物热价 氧热价 (KJ/g) (KJ/L)
呼吸商 (RQ)
───────────────────────────
糖 0.83 0.83 17.0
17.0 21.0 1.00
脂 肪 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71
（一）肌肉活动
状态 产热量(KJ/m2.min) ────────────
影响最显著 （二）环境温度
躺卧 开会 擦窗子
2.73 3.40 8.30
（三）食物的特殊动力效应
洗衣 扫地
9.89 11.37
（二）体温的测定
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℃
实验研究： 食管温度——体核温度的一个指标 鼓膜温度——作为脑组织温度的指标
（三）体温的生理性变动
1.昼夜变化：清晨2～6时体温最低，午后1～6时最高 2.性别差异：青春期后女子的体温平均比男子高0.3℃ 3.年龄差异 4.肌肉活动与精神活动
呼吸商(respiratory quotient, RQ)：在一定时间内，机体CO2 产量与O2耗量的比值 非蛋白呼吸商(non-protein respiratory quotient, NPRQ)：糖 和脂肪氧化（非蛋白代谢）的CO2产量与O2耗量的比值。
三种营养物质氧化的几种数据
───────────────────────────
物质
耗氧量 (L/g)
产(CLO/2g量)
物理热价 (KJ/g)
生物热价 氧热价 (KJ/g) (KJ/L)
呼吸商 (RQ)
───────────────────────────
糖 0.83 0.83 17.0
17.0 21.0 1.00
脂 肪 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71
（一）肌肉活动
状态 产热量(KJ/m2.min) ────────────
影响最显著 （二）环境温度
躺卧 开会 擦窗子
2.73 3.40 8.30
（三）食物的特殊动力效应
洗衣 扫地
9.89 11.37
《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。
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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一、表示体系
3. 净能体系
不但考虑了粪能、尿能、气能的损失，还 考虑了热增耗的损失，比消化能和代谢能 都准确。但测定难度大，费工费时。 反刍动物多采用净能体系。 净能体系是动物营养学界评定动物能量需 要和饲料能量价值的趋势。
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二、能量体系间的转化关系
DE 反刍动物（牛） 单胃动物（猪） 100 100 ME 82 96 NE 50-60 70
三、代谢能(metabolizable
energy，ME)
3.尿能(UE)：被吸收的营养物质进一部参与集机体
代谢，其中饲料蛋白质和代谢机体蛋白质不能充 分被氧化，以含氮化合物的形式排出，这些由尿 中排出物质中的能量被称为尿能。尿能取决于蛋 白质的高低和AA平衡。
※ 测定不同动物尿中含N量，就能测出尿能
D:维持饲养水平时能量消化率百分数 L:饲养水平为维持水平时的倍数
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三、代谢能(metabolizable
绵羊 甲烷（g）=2 .14x+ 9.80
x为可消化碳水化合物的百分数
energy，ME)
牛
甲烷（g）= 4.012 x + 17.68
x为可消化碳水化合物的百分数
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第七章
能量代谢
目 的 要 求
重点掌握饲料能量在动物
体内的转化过程和各种能值 的概念及
容
第一节 能量单位及能量来源
第二节 能量代谢
第三节 动物能量需要的表示体系
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第一节
能量单位及能量来源
一、能量单位 二、能量来源
一、能量单位
1.传统: 卡（cal） 1Mcal = 103Kcal =106 cal
DE（MJ/Kg）=17.15 - 0.41CF
CF：粗纤维含量 ⑶ 动物种类
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二、消化能(digestible energy，DE)
反刍动物 饲喂粗饲料 粪能占总能的40%-50% 饲喂精饲料 马 猪 哺乳动物（其它） 粪能占总能的30% 粪能占总能的40% 粪能占总能的20% 粪能占总能的比例 10%
TMEn = TME - RN*34.39
RN：家禽每日沉积的氮量
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三、代谢能(metabolizable
6.影响代谢能的因素：
energy，ME)
ME = 总能 - 粪能 - 尿能 - 气能
⑴ 影响饲料消化的因素（CF）
⑵ 碳水化合物含量
粪能
气能
⑶ 蛋白质水平
⑷ AA平衡
尿能
呼吸 、皮肤出汗 传导、对流、辐射
非蒸发散热
• 环境温度影响两个过程的强弱比例，也影响饲 料的能量分配
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五、环境温度对能量代谢的影响
2.等热区：在环境温度的某一范围内，动物
不需要提高代谢率，只靠物理调节（蒸发、 传导、对流、辐射），即可维持体温的恒定， 通常将这一温度范围称为等热区。等热区内 动物的代谢率最低。
内源性物质所含的能量
称为代谢粪能（FmE）
FE中扣除FmE后计算的 消化能称真消化能（TDE）
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二、消化能(digestible energy，DE)
4. 表观消化能 = 总能-粪能，即： ADE = GE – FE 5. 真消化能 = 总能 -（粪能 - 内源物质所含的能量) 即: TDE = GE-（FE - FmE）
消化能（DE）=总能（GE）- 粪能（FE）
• 按上式计算的消化能为表观消化能（ADE）
2. 粪能（FE）： 粪中所含的能量（不能
消化的养分随粪便排出）。
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二、消化能(digestible energy，DE)
3. 粪能的来源
• 粪能 • 未消化的饲料 • 内源性物质 消化酶 消化道脱落组织 • 消化道微生物及代谢 产物
甲烷能
代谢能
热增耗 维持净能
动物总 产热
净能 生产净能
饲料能量在动物体内的分配
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一、总能（gross energy，GE）
1. 定义：
饲料中的有机物完全氧化燃烧生成二氧化碳，
水和其他氧化产物时释放的全部能量，主
要为碳水化合物、粗蛋白和粗脂肪能量的 总和。
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一、总能（gross energy，GE）
3.临界温度: 等热区的下限点温度叫下限临
界温度，或简称临界温度。
4.上限温度:等热区的上限点温度叫上限温度。
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五、环境温度对能量代谢的影响
• 等热区能量利用最高。环境温度超过等热区高 限，动物产热可能有点下降，但随着环境温度 升高，动物机体代谢加快，产热增加。环境温 度低，动物本能增加采食。环境温度高于一定 值，动物本能降低采食量，减少体增热。 • 通过饲养，管理扩大等热区。 • 低温下，每下降1℃，20kg猪多需13g饲料。
体增热 = 采食动物产热量 - 绝食动物产热量
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四、净能(Net Energy，NE)
3. 产生热增耗的原因
⑴ 消化过程产热，消化道运动产热。
⑵ 营养物质的代谢做功产热。
⑶ 营养物质代谢增加了不同器官肌肉活动
所产生的热量。
⑷ 肾脏排泄做功产生热量。
⑸ 饲料在胃肠道发酵产热。
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尿能
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四、净能(Net Energy，NE)
1. 定义
能够真正用于动物维持生命和生产产品的能量，即 饲料代谢能扣除饲料在体内的热增耗后剩余的那部 分能量。
NE = ME - HI=GE - DE - UE -Eg – HI
2. 热增耗（HI）
绝食动物饲给饲粮后，产热量增加，增加的那部分 热量损失掉了，这个部分热量就叫热增耗。
2.焦耳（J）:
1MJ = 103KJ = 106J
3.卡体系和焦耳体系的转化:
1 cal = 4.184J
1Kcal = 4. 184 KJ
1Mcal = 4.184MJ
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二、能量来源
1.主要来源于三大有机物：
碳水化合物、脂肪、蛋白质
• 碳水化合物是主要来源
单胃动物：单糖、寡糖、淀粉
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三、代谢能(metabolizable
energy，ME)
代谢能 = 总能-粪能-气能-尿能=消化能-气能-尿能
即：ME = DE - （Eg+ UE） = GE - FE - UE - Eg
对于单胃动物气能可忽略不计
禽
代谢能 = 总能 -（粪能+尿能）=总能 - 排泻物含量 = DE - UE 猪 代谢能 = 总能 -（粪能 + 尿能）=DE - UE
2. 饲料的总能取决于三大有机物的含 量，其能量与分子中C/H、O、N含量 相关，C/H高，O越低，则能量越高。
• 脂肪>碳水化合物>蛋白质
不能反应饲料学价值的差异。
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二、消化能(digestible energy，DE)
1. 定义： 饲料可消化养分所含的能
量，即动物摄入饲料的总能与粪能之差。
猪：
禽：
尿素
尿酸
UE = 28M
UE = 34MO
M为尿素含量
MO为尿酸含量
反刍动物：尿素
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UE = 31M
M为尿素含量
三、代谢能(metabolizable
energy，ME)
尿能的来源:
饲料中未被利用的物质
蛋白质周转产生的含氮化合物
（沉积N = 合成N - 周转N）
体蛋白动员产生的含N化合物
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三、代谢能(metabolizable
energy，ME)
4.表观代谢能（AME）和真代谢能（TME）
表观消化能（AME）= 总能（GE）-粪能（FE）尿能（UE） - 气能
真代谢能（TME）= 总能-（粪能-代谢粪能）（尿能-内源尿能）-气能 即TME = GE-（FE - FmE）-（UE - UeE）- Eg
四、净能(Net Energy，NE)
4. 影响热增耗大小的因素
⑴ 动物种类 主要体现在反刍动物和单胃动物的区别。 ⑵ 养分组成
•
不同的营养素热增耗 蛋白质体增热最高，饲料中蛋白质或AA过 高，会引起热增耗增加。
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四、净能(Net Energy，NE)
脂肪体增热最低。脂肪转化为体脂的效率高。 碳水化合物居中。
FmE：代谢粪能
表观消化能（ADE）（TDE）真消化能 TDE反映饲料的值比ADE准确，但测定困难
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二、消化能(digestible energy，DE)
6.影响消化能的因素
⑴ 总能
影响不大
消化能（Kcal /Kg）= 总能 - 粪能/进食量（DM）
⑵ 粪能
损失最大的部分
消化率取决于饲料中的粗纤维（CF）含量
6.生产净能（NEp）
指饲料能量用于沉积到产品中的部分，也包括用 于劳役做功的部分。根据其目的的不同，可分为 增重净能、产蛋净能，产奶净能，产肉净能，产 毛净能等。
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五、环境温度对能量代谢的影响
1.环境温度主要通过影响动物的热调节来影响饲料 能量的利用效率。 • 体温恒定
• 产热：饲料，体组织 • 散热：蒸发散热
各种动物的适用能量体系：
猪： DE ME 禽： AME TME 反刍动物： NE