第七章 能量代谢和体温
第七章 能量代谢和体温
第一节能量代谢( energy metabolism) 能量代谢:生物体内物质代谢过程中伴随的能量释放、转移和利用。 食物的能量转换 (一)ATP是体内能量转换和利用的关键物质 生物体细胞不能直接利用食物的能力进行生理活动。机体能 量的直接供应者是三磷酸腺苷(ATP)。 ATP分子蕴藏着大量的能量:一克分子ATP断裂一个高能磷 酸键变成ADP,可释放334K的能量。一一体内重要的储能物质。 GP(磷酸肌酸)也是体內含高能磷酸键的物质。ATP将能量 转给肌酸以CP的形式储存;ATP转化成ADP后,CP再将能量转给 ADP以形成ATP。 劳动和运动的人,肌肉中的ATP和CP比一般人多。 ATP也是临床的辅助用药
第一节 能量代谢(energy metabolism) 能量代谢：生物体内物质代谢过程中伴随的能量释放、转移和利用。 一、食物的能量转换 （一）ATP 是体内能量转换和利用的关键物质 生物体细胞不能直接利用食物的能力进行生理活动。机体能 量的直接供应者是三磷酸腺苷（ATP)。 ATP分子蕴藏着大量的能量：一克分子 ATP断裂一个高能磷 酸键变成ADP,可释放33.4KJ的能量。－－体内重要的储能物质。 CP（磷酸肌酸）也是体内含高能磷酸键的物质。ATP将能量 转给肌酸以CP的形式储存；ATP转化成ADP后，CP再将能量转给 ADP以形成ATP。 劳动和运动的人，肌肉中的 ATP 和 CP 比一般人多。 ATP 也是临床的辅助用药
二、能量代谢的测定 能源物质 氧化分解 热能散发、维持体温(>50%) 能量释放 Afp 化学功 自由能→ ADP+p机械功 H2O+ CO2 转运功 上述能量释放、转移和利用的结果,除骨骼肌完成 的机械功外,其余均转变为热能。生理学以及营养学 上通用的法定能力计量单位是焦耳( Joules,J)或千焦 耳( kilojoules,KJ)
能源物质 氧 化 分 解 H2O ＋ CO2 能量释放 热能散发、维持体温（>50％） 自由能 化学功 机械功 转运功 上述能量释放、转移和利用的结果，除骨骼肌完成 的机械功外，其余均转变为热能。生理学以及营养学 上通用的法定能力计量单位是焦耳（Joules, J) 或千焦 耳（kilojoules, KJ)。 ATP ADP+P 二、能量代谢的测定
(一)与能力代谢测定有关的几个概念 1.食物的热价( thermal equivalent of food) 克食物在体内氧化或在体外燃烧时释放出的能量。 前者为生物热价,后者为物理热价。糖和脂肪的两种 热价相等,蛋白质体内不能彻底氧化分解,部分以尿 素形式排出。 营养物质 产热量 4kcal/g 17kJ/ 蛋白质 4kcal/ 18kJ/ 脂肪 9.kac/ 40kJ/g
（一）与能力代谢测定有关的几个概念 1. 食物的热价(thermal equivalent of food) 一克食物在体内氧化或在体外燃烧时释放出的能量。 前者为生物热价，后者为物理热价。糖和脂肪的两种 热价相等，蛋白质体内不能彻底氧化分解，部分以尿 素形式排出。 营养物质 产热量 1 糖 4.1kcal/g 17kJ/g 蛋白质 4.3kcal/g 18kJ/g 脂肪 9.0kacl/g 40kJ/g
2.食物的氧热价( thermal equivalent of oxygen) 某种物质氧化时,消耗一升氧所产生的热量为该物质的 氧热价。 糖 5.kcal/L 21.0KJ/L 蛋白质4kcaL 188KJ/ 脂肪47kca/L 19.9KJ/L 3.呼吸商( respiratory quotient) 单位时间内机体CO2产量与O2消耗量的比值。以RQ表示 CO,ml RQ 某营养物质在体内氧化时产生的CO2和O2消耗量之比称 为该物质的呼吸商。糖=1.0,脂肪=0.71,蛋白质=080
3. 呼吸商 (respiratory quotient) 单位时间内机体CO2产量与O2消耗量的比值。以RQ表示 2. 食物的氧热价(thermal equivalent of oxygen) 某种物质氧化时，消耗一升氧所产生的热量为该物质的 氧热价。 糖 5.0kcal/L 21.0KJ/L 蛋白质 4.5kcal/L 18.8KJ/L 脂肪 4.7kcal/L 19.9KJ/L RQ＝ CO2ml O2 ml 某营养物质在体内氧化时产生的CO2和 O2消耗量之比称 为该物质的呼吸商。糖＝1.0，脂肪＝0.71，蛋白质＝0.80
影响呼吸商的因素: 细胞可以将一种物质转变成另一种物质:糖在体内转 化成脂肪时,RQ可大于1 代谢影响:无氧酵解增加,大量乳酸产生,CO2排出 增加,RQ增大。 过度通气,大量CO2排出,RQ增大。 人日常以三大营养物质混合饮食,RQ变动于071~1.00 混合饮食时,RQ≈0.85
影响呼吸商的因素： ▪ 细胞可以将一种物质转变成另一种物质：糖在体内转 化成脂肪时，RQ可大于1。 ▪ 代谢影响：无氧酵解增加，大量乳酸产生，CO2排出 增加，RQ增大。 ▪ 过度通气，大量CO2排出，RQ增大。 人日常以三大营养物质混合饮食，RQ变动于0.71~1.00 混合饮食时， RQ 0.85
4.非蛋白呼吸商(NPRQ) 去除蛋白质在体内氧化时所消耗O2和产生的CO2量 算出的糖和脂肪氧化的CO2量和O2消耗量的比值,即为 非蛋白呼吸商NPRQ 根据NPRQ查表可算出糖和脂肪各氧化了多少以及它们 的氧热价
4. 非蛋白呼吸商(NPRQ) 去除蛋白质在体内氧化时所消耗O2 和产生的 CO2量， 算出的糖和脂肪氧化的CO2量和O2消耗量的比值，即为 非蛋白呼吸商NPRQ。 根据NPRQ查表可算出糖和脂肪各氧化了多少以及它们 的氧热价
能量代谢测定的原理和方法 原理:根据“能量守恒”定律,机体所利用的蕴藏于食物中 的化学能,应该与最终转化成的热能与所作的外功的 和相等。因此,在避免作外功的情况下,可测定机体 在单位时间内向外散发的热量来计算能量代谢率。 方法: (一)直接测热法( direct calorimetry) 利用特殊装置,搜集受试者在一定时间内发散出来的总热量 再换算成单位时间的能量代谢率。装置复杂,除特殊研究需 要外,一般采用间接测热法
二、能量代谢测定的原理和方法 原理： 根据“能量守恒”定律，机体所利用的蕴藏于食物中 的化学能，应该与最终转化成的热能与所作的外功的 和相等。因此，在避免作外功的情况下，可测定机体 在单位时间内向外散发的热量来计算能量代谢率。 方法： （一）直接测热法（direct calorimetry) 利用特殊装置，搜集受试者在一定时间内发散出来的总热量 再换算成单位时间的能量代谢率。装置复杂，除特殊研究需 要外，一般采用间接测热法
二)间接测热发: 根据化学反应中反应物的量与产物的量之间存在一对 比例关系的原理。如氧化1mo的葡萄糖,消耗6mol的 O2,产生6mol的CO2和6mo的H2O,并且释放一定的 能力。 同一化学反应,不论经过何种中间步骤,此定比关系 不变,三大营养物质的氧化反应同样如此。间接测热法 依据这种定比关系,测出单位时间内氧化分解的糖、脂 肪和蛋白质各占多少,再算出该段时间内释放出的能量
（二）间接测热发： 根据化学反应中反应物的量与产物的量之间存在一对 比例关系的原理。如氧化1mol的葡萄糖，消耗6 mol的 O2 , 产生 6 mol 的CO2 和 6 mol的H2O，并且释放一定的 能力。 同一化学反应，不论经过何种中间步骤，此定比关系 不变，三大营养物质的氧化反应同样如此。间接测热法 依据这种定比关系，测出单位时间内氧化分解的糖、脂 肪和蛋白质各占多少，再算出该段时间内释放出的能量
间接测量法的测算方法: 1测出24小时尿氮、耗O2量和CO2产量(测6分钟呼吸) 2.根据尿氮量推出算出体内被氧化的蛋白质量(蛋白质量 尿氮量×6.25)以及它们氧化时的产热量。 3.从总耗O2量和CO2产量中减去蛋白质部分,算出糖和脂 肪氧化时产生的CO2量和消耗的O2量,推算出非蛋白 呼吸商。 4.从非蛋白呼吸商查表得出氧热价,算出非蛋白代谢的产 热量。 5蛋白质代谢产热量与非蛋白代谢产热量之和为24小时的 总产热量
间接测量法的测算方法： 1. 测出24小时尿氮、耗O2量和 CO2产量 (测 6 分钟呼吸)。 2. 根据尿氮量推出算出体内被氧化的蛋白质量(蛋白质量＝ 尿氮量 6. 25) 以及它们氧化时的产热量。 3. 从总耗 O2量和 CO2产量中减去蛋白质部分，算出糖和脂 肪氧化时产生的CO2量和消耗的 O2量，推算出非蛋白 呼吸商。 4. 从非蛋白呼吸商查表得出氧热价，算出非蛋白代谢的产 热量。 5. 蛋白质代谢产热量与非蛋白代谢产热量之和为24小时的 总产热量