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能量代谢
考研生理学第七章能量代谢与体温笔记，包括能量代谢的来源、利用、能量平衡、测定等，体温的体表温度、生理性波动等。
编辑于2021-11-29 23:57:03- 能量代谢
- 考研生理学
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- 大纲
能量代谢
能量的来源与利用
来源
可利用的能量形式
能量来源于糖、脂肪和蛋白质分子结构中蕴藏的化学能
ATP
直接的供能物质，也是能量储存的重要形式
通过高能磷酸基团的转移生成UTP、CTP、GTP
30.4kJ/mol (7.3kCal/mol)
CP
肌肉和脑组织
体内ATP的储存库
三大营养物质的能量转换
糖
定义
占食物总量1/2以上，能量的主要来源
主要功能
供给能量
总耗能的50%~70%
机体饥饿1-2d仍可以糖氧化供能为主
主要供能物质
GLU
代谢方式(GLU)
有氧氧化
30~32molATP
无氧氧化
2molATP
能源物质唯一不需氧的供能途径
储存形式
Gn
主要在肝和肌组织
特殊组织
脑
缺氧耐受力
大脑3-5min
小脑10-15min
延髓20-30min
脊髓
特点
Gn储存少
血糖依赖性大
有氧氧化为主
对氧极敏感
症状
缺氧或低血糖可引起脑功能活动障碍，甚至意识丧失
脂肪
主要功能
储存和供给能量
占体重的20%
总耗能的30%-50%
体内形式
组织脂类
PL,CHOL
储存脂类
TG
主要供能物质
甘油
糖异生，有氧氧化
脂肪酸
心、肝、骨骼肌等
酮体
缺糖时的脑组织的主要能源物质
酮症酸中毒
特点
产能多
1g脂肪在体内完全氧化时可释放出38kJ(9.3kcal)
糖的2倍
供应时间长
10余天至2个月
短期饥饿时的主要供能物质
蛋白质
主要功能
更新细胞，组织成分
合成酶、激素等生物活性物质
次要功能
供能
条件
长期不能进食或体力极度消耗
利用
50%以上——热能
维持体温
体表散发
主要
呼出气、排泄物
平衡
类型
能量的负平衡
能量的正平衡
简易诊断指标
体质指数
体重(kg)除以身高(m)的平方的商
反映全身性超重和肥胖
24——超重界限；28——肥胖界限
腰围
反映腹部脂肪的分布
男性≤85cm；女性≤80cm
病症
过度消瘦
抵抗各种不利因素刺激的能力降低
肥胖
引发多种疾病，如心脑血管疾病、高脂血症、糖尿病等
能量代谢的测定
测定原理
评价指标
能量代谢率
方式
测定在一定时间内所消耗的营养物质量，按照热价计算出能量
测定机体在一定时间内产生的热量与所做的外功量
测定方法
直接测热法
直接测定受试者安静状态下在一定时间内的散热量
特点
操作复杂
限制性大
主要用于科学研究
间接测热法
定义
安静状态一定时间内的耗氧量和CO2产生量→消耗的能源物质的量→产热量
依据
定比定律
食物的热价
1g某种食物氧化时释放的能量
分类
生物热价
体内氧化
物理热价
体外燃烧
食物的氧热价
某种食物氧化时消耗1L氧气产生的热量
表示耗氧量和产热量之间的关系
呼吸商
机体一定时间内呼出的CO2量与吸入的O2量的比值
经典
糖=1.00
蛋白质=0.80
脂肪=0.71
病症
糖尿病患者≈0.71
脂肪供能为主
长期饥饿≈0.80
蛋白质的分解供能
正常人≈0.85
混合食物
非蛋白呼吸商NPRQ
糖和脂肪氧化时产生的CO2量和消耗的O2量的比值
体内能量主要来自糖和脂肪的氧化，蛋白质忽略不计
步骤
蛋白质氧化的产热量
步骤
测定机体在一定时间内的尿氮排出量
蛋白质的含氮量为16%
计算体内蛋白质的氧化量
计算产热量
非蛋白物质氧化的产热量
步骤
测定机体在一定时间内的总的耗氧量和总的CO2产生量
计算蛋白质氧化的耗氧量和CO2产生量
相减得NPRQ
计算出非蛋白物质氧化的产热量
总产热量/能量代谢率
将蛋白质氧化的产热量与非蛋白物质氧化的产热量相加
测定耗氧量和CO2产生量的方法
开放式测定法/气体分析法
步骤
受试者自然呼吸空气
收集一定时间内的呼出气
分析O2和CO2的容积百分比
闭合式测定法
用肺量计来测定耗氧量及CO2产生量
测试6分钟
耗氧量
基线下降的高度与容器的换算系数的乘积
影响因素
整体水平
肌肉活动
定义
对能量代谢的影响十分显著，任何轻微的活动即可提高代谢率
特点
耗氧量的增加与活动强度呈正比
安静时占总产热量25%
剧烈运动或高强度劳动增加10-20倍
轻微劳动时增加25-60%
中等强度增加1-2倍
能量代谢率
评估肌肉活动强度的指标
环境温度
特点
安静时，20-30℃最稳定
<20℃
代谢率增加
<10℃
代谢率显著增加
寒颤
>30℃
代谢率逐渐增加
酶活性↑→化学反应速度↑
呼吸、循环功能↑
体温↑1℃，代谢率↑12-13%
精神活动
特点
脑占体重的2%
血流量达到15%
安静时，脑组织耗氧量为3.5ml/min·100g
肌肉组织的20倍
精神处于紧张状态时，促代谢激素（E,NE、糖皮质激素、甲状腺素等）↑，产热↑
增高10%以上
不同精神活动状态下，脑组织本身的能量代谢率却变化不大
睡眠和活跃时几乎无变化
平静思考时，产热量增加一般≤4%
食物的特殊动力效应
定义
食物使机体产生（额外）热量增加的现象
特点
蛋白质30%
糖类或脂肪4%-6%
混合食物约10%
机制不明
与食物在消化道内的消化和吸收无关
这种额外增加的热量只用于维持体温
发生
进食后1h开始，延续7-8小时
神经和体液因素
下丘脑对摄食行为的调控
能量平衡的维持与下丘脑摄食中枢和饱中枢对摄食行为的调控有关
影响因素
体内血糖水平
胃的牵张刺激程度
激素对能量代谢过程的调节
糖代谢
胰岛素、胰高血糖素、GH、糖皮质激素和E
脂肪和蛋白质代谢
糖皮质激素、胰岛素、GH、甲状腺激素和性激素
其他物质
解耦联蛋白，瘦素、NPY等
基础代谢
定义
机体在基础状态下的能量代谢
基础代谢率BMR
机体在基础状态下单位时间内的能量消耗量
特点
<一般安静时的代谢率
清醒时的最低能量代谢水平
与体重不成比例
与体表面积成正比
体表面积=0. 0061x身高(cm)+0. 0128x体重(kg)-0.1529
Stevenson公式
略小于真实值
单位
每小时，每平方米体表面积的产热量
kJ/m2·h或kCal/m2·h
其他影响因素
性别、年龄
男性>同年龄组的女性
儿童>成人
基础状态
人体处在清醒，安静，不受肌肉活动、环境温度、精神紧张及食物等因素影响时的状态
特点
清晨空腹，禁食12～14h
排除食物特殊动力效应的影响
平卧，全身肌肉放松
尽力排除肌肉活动的影响
清醒且情绪安定
排除精神紧张的影响
室温18-25℃
排除环境温度的影响
计算
一般定义基础状态下的NPRQ=0.82
简化的能量代谢测定法
产热量 = 20.20 × 耗O2量
BMR = 产热量 / 体表面积
临床常用百分法：BMR（%）=（实测值-正常值）/ 正常值 × 100%
正常范围在15%之内
>20%，可能有病理性变化
临床意义
主要用来协助诊断甲状腺疾病
甲亢
高出正常25-80%
甲低
低于正常20-40%
糖尿病、红细胞增多症、白血病、肾上腺皮质功能亢进
BEM↑
肾病综合征、垂体性肥胖、肾上腺皮质功能减退、病理性饥饿
BEM↓
人体发热→BEM↑
T 1℃↑→BMR↑13%
其他
静息能量消耗REE
用途
对重症患者在制定营养支持方案时需要掌握实时能量的消耗情况，以避免出现营养过度或不足
定义
静息下维持机体组织细胞正常功能活动所消耗的能量
测定
禁食>2h
合适的温度下平卧或安坐>30min
特点
>BEM10%