能量代谢和体温.ppt
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1、1,第七章 能量代谢和体温,第一节 能量代谢,能量代谢(energy metabolism):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。,2,一 、机体能量的来源和去路,(一)机体能量的来源 机体所需的能量来源于食物中的 糖、脂肪和蛋白质。,3,1、糖:机体所需能量主要来自食物中 的糖(约占70),其中葡萄 糖占主要部分。 1mol葡萄糖完全氧化释放的能量可合 成38mol ATP。(主要) 1mol葡萄糖无氧酵解 2mol ATP。(剧烈运动、RBC) 脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化。,4,2、脂肪:体内各种能源物质储存的主要形 式。一般情况下,脂肪为仅次 于糖的供
2、能物质(约占40 50),但在饥饿时则成为机 体的主要供能物质。 储存的脂肪可占体重的20,而糖仅为 150克。 每克脂肪氧化释放的能量为糖有氧氧化释放能量的2倍。,5,3、蛋白质:正常情况下很少作为能源物质 被氧化利用,在特殊情况下 (如病理性长期饥饿等)也参 与供能。 氨基酸主要用于合成细胞成分、组织的自我更新、合成酶及激素等生物活性物质,供能是次要功能。,6,(二)机体能量的去路 营养物质在体内氧化时,50以上的能 量以热能形式释放出来,用于维持体温。 剩余的化学能则载于ATP的高能磷酸键 中,供机体利用,如合成、生长、肌肉 收缩、 腺体分泌、 神经传导、 主动转 运等。,7,体内能量的
3、转移、储存和利用,8,ATP是机体储能物质 ATP是机体能量的直接提供者 一克分子ATP可释放33.47KJ的能量 磷酸肌酸(CP) 含有高能磷酸键 CP和ATP间可进行能量转给,9,二、能量代谢测定的原理和方法,原理 根据能量守恒定律 食物中的化学能热能所作功,10,(一)直接测定法 测定整个机体在单位时间内向外界环境散发的总热量。因设备复杂,操作繁琐,故极少应用。,11,(二)间接测定法 根据定比定律 测定受试者在一定时间内所消耗的 氧量和产生的二氧化碳量,再根据 有关理化原则及数据计算出一定时 间内的产热量。 C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+H,12,间接测热法原理:,是利用
4、“定比定律” ,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、氧热价和呼吸商等。,13,1、食物的热价(thermal equivalent)或卡 价(calorie value) 指一克食物氧化(或在体外燃烧)时所释放出的能量。,食物的热价: 物理热价:食物在体外燃烧时释放的热量 生物热价:食物在体内通过生物氧化产生的热量 蛋白质的物理热价不等于生物热价,14,2、食物的氧热价(thermal equivalent of oxygen) 某种营养物质氧化时,消耗一升氧所产生的热量称为该物质的氧热价。,15,3、呼
5、吸商(respiratory quotient,RQ) 一定时间内机体的CO2 产量和耗氧量的比值。 RQ产生的CO2mol数/消耗的O2mol数 产生的CO2ml数/消耗的O2ml数 (相同温度和气压条件下) 根据RQ的大小推测能量的主要来源 糖: 1.00 脂肪: 0.71 蛋白质: 0.80 混合食物: 0.85,16,4、非蛋白呼吸商 (non-protein respiratory quotient, NPRQ) 糖和脂肪氧化(非蛋白代谢)的CO2 产量和耗氧量的比值。,17,间接测热法的重要依据:定比定律。 间接测热法的测算步骤: (1)测定单位时间内消耗的O2 量和CO2 产量。
6、,18,(2)测定尿氮量并计算单位时间内蛋白质的消 耗量:即尿氮量(g)6.25 。根据被氧 化的蛋白质量查表算出其产热量、耗O2量 和CO2 产量 。,19,(3)从总耗O2量和总CO2产量中减去蛋白 质耗O2量和CO2产量,计算出非蛋白 呼吸商。,20,(4)根据非蛋白呼吸商值查表找出对应值 的氧热价,用该段时间内的(糖和脂 肪)耗O2量乘以相应氧热价,即可计 算该段时间内糖和脂肪氧化所释放的 热量。,21,(5)将蛋白质、糖、脂肪的热量加在一起, 即为机体该段时间内的总产热量。,22,间接测热法的测算:,测尿氮 总CO2产量 蛋白CO2产量 6.25 总耗O2量 蛋白耗O2量 NPRQ
7、被氧化蛋白量(查表) (查表) NP氧热价,耗O2量 CO2产量 蛋白产热量 NP耗O2量 NP产热量,总产热量,23,耗O2量与CO2产量的测定: 1、开放式(气体分析法) :吸入气为 空气,分析呼出气中O2和 CO2的容积百分比 2、闭合式:在密闭能吸热装置中,气泵 给氧气,呼出CO2由吸收剂吸收,24,25,(三)临床上应用的简化测定法,通常将蛋白质的消耗量忽略不计,只测定单位时间内的耗O2量和CO2产量,计算呼吸商,按非蛋白呼吸商查表,得到对应氧热价,即可计算总产热量。,26,另一更简便方法是将非蛋白呼吸商定为0.82,氧热价为20.20 kJ ,只需测定单位时间内的耗氧量,便可按下式
8、计算机体的产热量: 产热20.20耗氧量(KJ),27,简略法:,气体分析法 耗O2量 CO2产量 RQ (不考虑蛋白代谢) NPRQ (查表) 氧热价 耗O2量 产热量,28,肺量计 混合膳食 NPRQ=0.82 耗氧量(6分钟) 氧热价为20.20KJ 产热量,29,三、影响能量代谢的因素 (一 )肌肉活动 肌肉活动对能量代谢的影响最为显著。机体任何轻微的活动都可提高代谢率。剧烈运动时其耗氧量可增加1020倍。 劳动强度:单位时间内机体的产热量。 (静卧、踢球),30,机体不同状态时的能量代谢率 状态 产热量(KJ/m2.min) 躺卧 2.73 开会 3.40 擦窗子 8.30 洗衣 9
9、.89 扫地 11.37 打排球 17.05 打篮球 24.22 踢足球 24.98 持重机枪跃进 42.39 ,31,(二 ) 精神活动 当精神活动处于紧张状态时,产热量可显著增加。这可能是由于无意识的肌紧张以及某些内分泌激素(甲状腺素等)释放增加引起。,32,(三)食物的特殊动力作用 从进食后一小时左右开始,延续到78小时左右 ,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(specific dynamic action)。蛋白质 “额外”增加的热量约30左右,糖或脂肪则可 “额外 ”增加46的热量,混合性食物为10。 其产生的机制尚不十分清楚,可能与肝脏处理蛋白分解产物时的
10、额外能量消耗有关。,33,(四)环境温度 安静时2030C的环境中能量代谢最稳定,低于20 C或高于30 C 时都可使能量代谢增加。,34,四、基础代谢 基础代谢(basal metabolism):是指基础状态下的能量代谢。 基础代谢率(basal metabolic rate,BMR):是指单位时间内的基础代谢,即在基础状态下,单位时间内的能量代谢。 基础状态:指人体处在清醒而又非常安静、不受肌肉活动、环境温度、食物及精神紧张等因素的影响时的状态。,35,36,(一)基础代谢率的衡量标准 基础代谢率的单位:KJ/m2h 基础代谢率的高低通常以同性别、同年龄组的平均值进行比较。高于或低于对照
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- 能量 代谢 体温
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