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间接测热法(indireamery)的基本原理就是利用这种定比关系,查出一定时间内整个人体中氧化分解的糖.脂肪、蛋白质各有多 少,然后据此计算出该段时间内整个机体所释放出来的热量。因此,必须解决两个问题:一是每种营养物质氧化分解时产生的能量有多少(即 食物的热价):二要分清三种营养物质备氧化了多少. 食物的热价应用弹式热量计,在体外测定了一定量的的糖、脂肪和蛋白质燃烧时所释放的热量,并同这三类物质在动物体内氧化到最终产 物C0和水时所产生的热量相比较,证明了糖和脂肪在体外燃烧与在体内氧化分解所产生的热量是相等的。于是将1:台物氧化(或在体外燃 境)时所释放出来的能量称为合物的热价(th爬malequivalent of food】,合物的热价分为物理热价和生物热价,前者指合物在体外燃烧时释放 的热量,后者系食物经过生物氧化所产生的热量。糖(或脂防)的物理热价和生物热价是相等的,而蛋白质的生物热价则小于它的物理热价。 因为西白压在体内不能被座氧化解。之有一部合丰要以尼表的形武从中排甜的、三种营若物质在 物理热价和生物热价见表演 呼吸商机体依靠呼吸功能从外界摄取氧,以供各种营养物质氧化分解的需要,同时也将代谢终生物C0呼出体外, 一定时间内机体的 C0,产量与耗氧量的比值称为呼吸商(respiratory quotient,.RQ),各种营养物质在细抱内氧化供能属于细胞呼吸过程,因而双将各种营养物质 氧化时的C0产量与耗氧量的比值称为某物质的呼吸商。严格说来,应该以C0,和0,的克分子(m)比值来表示呼吸商.但是,因为在同一 温度和气压条件下,容积相等的不同气体,其分子数是相等的,所以通常都用容积数(m或1)来计算C0与0,的比值,即: 糖、脂肪和蛋白质氧化时,它们的C0产量与耗氧量各 相同,三者的呼吸商也不 因为各种营养物质无论在体内或体外氧化,它们的耗氧量与C0,产量都取决于各该物质的化学组成,所以,在理论上任何一种岂养物质的 呼吸商都可以根据它的氧化成终产物(CO,和H,0)化学反应式计算出来的. 糖的一般分子式为(CH,0)n,氧化时消耗的02和产生的C02分子数相等 呼吸商应该等于1。如上述葡萄糖氧化的反应式所示,C02产 与耗氧量均为6mol故: R0-5m0-1.00 脂肪氧化时需要消耗更多的氧。在脂肪本身的分子结构中,氧的含量远较碳和气少,因此,另外提供的氧不仅要用氧化脂分子中的碳 还要用来氧化其中的氢。所以脂肪的呼吸商将小于L。现以甘油三酸酯(tr)为例: C,H.0+8002=57C0,+52H,0 R0=57molC0/80mol0=0.7 蛋白质的呼吸商较难测算,因为蛋白质在体内不能完全氧化,而且它氧化分解途径的细节,有些还不够清范,所以只能通过蛋白质分子中 的碳和氢被氧化时势需氧量和C02产量,间接算出蛋白质的呼吸商,其计算值为080, 在人的日常生活中,营养物质不是单纯的,而是糖、脂肪和蛋白质起合而成的(混合膳食),所以,呼吸商常变动于0.711.00之间。人体 在特定时间内的呼吸产要看鄂种营养物质是当时的主要能量来源而定。若能源主要是糖类,则呼吸商接近于1.0:若主要是脂肪,则呼吸商接 近于071。在长期病理性饥镀情况下,能源主要来自机体本身的蛋白质和脂防,则呼吸商接近于0.80。一般情况下,摄取混合食物时,呼吸商 常在0.85左右. 现将接脂防和蛋白质三者的热价、氨热膏及评吸商第数据列于表.!,以供理解和测算能量代谢率之用 表71三种营养物质氧化时的几种数据 三养物 产热量(k地】 物速熟价(用洋式热量计薄妈) 毛氧量C0产量氧热价【 生物热价(体内生物氧化什】 营养学热价 7 398 398 37.720 143 107 ◆常养学通常采用概数来计算食物的热价 影响呼吸商的其它因素: 机体的组织。细陶不仅能同时氧化分解各种营养物质,而且也使一种营养物质转变为另一种营养物质。糖的转化为指肪时,呼吸商可能变 大,甚至超过1.00。这是由于当一部分糖转化为脂肪时,原来糖分子中的氧即有利余,这些氧可能参加机体代谢过程中氧化反应,相应地减少 了从外界摄取的氧量,因而呼吸商变大。反过来,如果密肪转化为糖,呼吸商也可能低于0.1。这是由于声肪分子中含氧比例小,当转化为糖 时,需要更多的氧进入分子结构,因而机体摄取并消耗外界氧的量增多,结果呼吸商变小另外,还有其它一些代谢反应也能影响呼吸商。例 如,肌肉刷烈运动时,由于氧供不应求,糖酵解增多,将有大量乳酸进入血液。乳酸和碳酸盐作用的结果,会有大量由肺肺排出,此时呼吸商 将变大。又如。肺过度通气、酸中毒等情况下,机体中与生物氧化无关的C0,大量排出。也可现呼吸大于1.00的情况。相反,肺通气不足、减 中等情况下吸商将降低 前已述,应该测出 为此首先必师杏吉化了多少瑞白日铭气化 氧量的比值,即非蛋白呼吸商(nom-proteinrespiratory,NPRQ),然后才有可能进 一步查清精和脂肪各氧化了多少克 尿氮测定尿中的氮物质主要是蛋白质的分解产物。因此可以通过尿氯来估算体内被氧化的蛋白质的数量。蛋白质的平均重量组成是 C50%,0223%,N16%,51%,蛋白质中16%的N是完全随尿排出的.所以,1g尿氮相当于氧分解6.25g蛋白质。测得的尿氨重量(g)乘以 6.25,便相当于体内氧分解的蛋白质量间接测热法(indirectcalorimetry)的基本原理就是利用这种定比关系,查出一定时间内整个人体中氧化分解的糖、脂肪、蛋白质各有多 少,然后据此计算出该段时间内整个机体所释放出来的热量。因此,必须解决两个问题:一是每种营养物质氧化分解时产生的能量有多少(即 食物的热价);二要分清三种营养物质各氧化了多少。 食物的热价应用弹式热量计,在体外测定了一定量的的糖、脂肪和蛋白质燃烧时所释放的热量,并同这三类物质在动物体内氧化到最终产 物C02和水时所产生的热量相比较,证明了糖和脂肪在体外燃烧与在体内氧化分解所产生的热量是相等的。于是将1g食物氧化(或在体外燃 烧)时所释放出来的能量称为食物的热价(thermalequivalent of food)。食物的热价分为物理热价和生物热价。前者指食物在体外燃烧时释放 的热量,后者系食物经过生物氧化所产生的热量。糖(或脂肪)的物理热价和生物热价是相等的,而蛋白质的生物热价则小于它的物理热价。 因为蛋白质在体内不能被彻底氧化分解,它有一部分主要以尿素的形式从尿中排泄的缘故。三种营养物质在物理热价和生物热价见表演7-1。 呼吸商 机体依靠呼吸功能从外界摄取氧,以供各种营养物质氧化分解的需要,同时也将代谢终生物CO2呼出体外,一定时间内机体的 CO2产量与耗氧量的比值称为呼吸商(respiratory quotient, RQ)。各种营养物质在细胞内氧化供能属于细胞呼吸过程,因而双将各种营养物质 氧化时的CO2产量与耗氧量的比值称为某物质的呼吸商。严格说来,应该以CO2和O2的克分子(mol)比值来表示呼吸商。但是,因为在同一 温度和气压条件下,容积相等的不同气体,其分子数都是相等的,所以通常都用容积数(ml或L)来计算CO2与O2的比值,即: 糖、脂肪和蛋白质氧化时,它们的CO2产量与耗氧量各不相同,三者的呼吸商也不一样。 因为各种营养物质无论在体内或体外氧化,它们的耗氧量与CO2产量都取决于各该物质的化学组成,所以,在理论上任何一种营养物质的 呼吸商都可以根据它的氧化成终产物(CO2和H20)化学反应式计算出来的。 糖的一般分子式为(CH20)n,氧化时消耗的02和产生的C02分子数相等,呼吸商应该等于1。如上述葡萄糖氧化的反应式所示,C02产量 与耗氧量均为6mol故: 脂肪氧化时需要消耗更多的氧。在脂肪本身的分子结构中,氧的含量远较碳和氢少。因此,另外提供的氧不仅要用氧化脂肪分子中的碳, 还要用来氧化其中的氢。所以脂肪的呼吸商将小于1。现以甘油三酸酯(triolein)为例: RQ=57molC02 /80mol02=0.71 蛋白质的呼吸商较难测算,因为蛋白质在体内不能完全氧化,而且它氧化分解途径的细节,有些还不够清楚,所以只能通过蛋白质分子中 的碳和氢被氧化时势需氧量和C02产量,间接算出蛋白质的呼吸商,其计算值为0.80。 在人的日常生活中,营养物质不是单纯的,而是糖、脂肪和蛋白质混合而成的(混合膳食)。所以,呼吸商常变动于0.71-1.00之间。人体 在特定时间内的呼吸产要看哪种营养物质是当时的主要能量来源而定。若能源主要是糖类,则呼吸商接近于1.00;若主要是脂肪,则呼吸商接 近于0.71。在长期病理性饥饿情况下,能源主要来自机体本身的蛋白质和脂肪,则呼吸商接近于0.80。一般情况下,摄取混合食物时,呼吸商 常在0.85左右。 现将糖、脂肪和蛋白质三者的热价、氧热窬及呼吸商等数据列于表7-1,以供理解和测算能量代谢率之用。 表7-1 三种营养物质氧化时的几种数据 营养物质 产热量(kJ/g) 耗氧量 CO2产量 氧热价 呼 物理热价(用弹式热量计测得) 生物热价(体内生物氧化什) 营养学热价* (L/g) (L/g) (kJ/J) (RQ) 糖 17 17 16.7 0.83 0.83 21 1 蛋白质 23.5 18 16.7 0.95 0.76 18.8 0 脂肪 39.8 39.8 37.7 2.03 1.43 19.7 0 *营养学通常采用概数来计算食物的热价 影响呼吸商的其它因素: 机体的组织、细胞 不仅能同时氧化分解各种营养物质,而且也使一种营养物质转变为另一种营养物质。糖的转化为脂肪时,呼吸商可能变 大,甚至超过1.00。这是由于当一部分糖转化为脂肪时,原来糖分子中的氧即有剩余,这些氧可能参加机体代谢过程中氧化反应,相应地减少 了从外界摄取的氧量,因而呼吸商变大。反过来,如果脂肪转化为糖,呼吸商也可能低于0.71。这是由于脂肪分子中含氧比例小,当转化为糖 时,需要更多的氧进入分子结构,因而机体摄取并消耗外界氧的量增多,结果呼吸商变小。另外,还有其它一些代谢反应也能影响呼吸商。例 如,肌肉剧烈运动时,由于氧供不应求,糖酵解增多,将有大量乳酸进入血液。乳酸和碳酸盐作用的结果,会有大量由肺肺排出,此时呼吸商 将变大。又如,肺过度通气、酸中毒等情况下,机体中与生物氧化无关的CO2大量排出,也可现呼吸大于1.00的情况。相反,肺通气不足、碱 中毒等情况下,呼吸商将降低。 前已述,应该测出在一定时间内机体中糖、脂肪和蛋白质三者氧化分解的比例。为此。首先必须查清氧化了多少蛋白质,并且将氧化这些 蛋白质所消耗的氧量和所产生的CO2从机体在该时间内的总耗氧量和总CO2产量中减去,算出糖和脂肪氧化(非蛋白质代谢)的CO2产量和耗 氧量的比值,即非蛋白呼吸商(non-proteinrespiratory quotient,NPRQ),然后才有可能进一步查清糖和脂肪各氧化了多少克。 尿氮测定 尿中的氮物质主要是蛋白质的分解产物。因此可以通过尿氮来估算体内被氧化的蛋白质的数量。蛋白质的平均重量组成是: C50%,O223%,N16%,S1%。蛋白质中16%的N是完全随尿排出的。所以,1g 尿氮相当于氧分解6.25g蛋白质,测得的尿氮重量(g)乘以 6.25,便相当于体内氧分解的蛋白质量
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