考研生理 能量代谢

考研生理学--能量代谢，能源物质释放的能量50%转化为热能，其余以自由能形式储存于ATP→各种生理功能活动。

能量代谢

• 能量来源
  • 糖（70%）
    • 脑组织所需能量完全来源于糖的有氧氧化
      • 红细胞所需能量完全来源于糖的无氧酵解
        • 缺氧时2，3-DPG↑--“双刃剑”
      • 缺氧 & 血糖过低（低血糖反应）→意识障碍、昏迷、抽搐
  • 脂肪（30%）
    • 骨骼肌能量安静时来自脂肪β-氧化（P.388）；而跑步时来自骨骼肌内肌糖原的无氧酵解（乳酸堆积）
  • 蛋白质（很少）--长期饥饿/极度消耗时才成为主要能量来源
• 能量去路
  • 能源物质释放的能量50%转化为热能，其余以自由能形式储存于ATP→各种生理功能活动
  • 除骨骼肌运动时完成的机械功（外功），其余自由能最终都转变为热能
• 能量代谢测定
  • 基本原理--能量守恒定律
    • 安静不做外功时，机体物质代谢过程所释放的能量全部转化为热能--测定机体单位时间内的散热量=单位时间能量代谢的量--能量代谢率
  • 方法
    • 直接测热（操作繁琐、复杂）
    • 间接测热
      • 食物的热价
        • 物理热价：食物体外燃烧释放的热量
        • 生理热价：食物体内氧化产生的热量
        • *糖 & 脂肪的物理~=生理~
        • *蛋白质的物理~>生理~（∵蛋白质在体内不能完全被氧化，部分代谢物以尿素、尿酸、肌酐……形式排出）
          • 当尿中尿素氮↑--体内蛋白质分解增强了，（肾前性/肾性/肾后性）肾衰自带负氮平衡--危害大（有害物质破坏细胞→蛋白质降解）！
      • 食物的氧热价
        • 某种食物消耗1L氧产生的热量
          • 热价最高：脂肪
            • 脂肪（尤其棕色脂肪--婴儿颈背部多）产热多，但耗氧也多！--新生儿所处环境温度不够时→棕色脂肪供能--耗氧量大，可致其缺氧
          • 氧热价最高：糖
      • 呼吸商（RQ）=一定时间内机体CO2产生量/耗O2量
        • RQ=1.0--氧化糖；RQ=0.70--氧化脂肪（糖尿病--葡萄糖利用障碍，主要靠脂肪供能）
        • RQ=0.85--一般饮食；RQ=0.8或<1.0--蛋白质分解（长期饥饿）
        • *注意：营养物质在体内可相互转化
          • 糖→脂肪（多食）（分子式变化--内生性O2--机体自己产生O2！），“节约”了外界摄入的O2--耗O2↓→呼吸商↑（>1.0）
          • 脂肪→糖（分子式变化），此时机体维持代谢+使分子式反应！--耗O2↑→呼吸商↓（<0.7）
        • *注意：影响肺功能通气的情况
          • 代谢性酸中毒（糖尿病酮症）时，Kussmaul深大呼吸--以CO2形式排出多余的酸（此处CO2的出现是为了缓冲酸碱而不是物质代谢产生！）→CO2产生↑→呼吸商↑（>1.0）
      • 非蛋白呼吸商（NPRQ）
        • 呼吸商一般是指非蛋白物质的，∵只有病理状态（恶病质）时才用蛋白质供能
        • 简易法
          • *将蛋白质的产热量、耗氧量不计（体内能量主要来自糖 & 脂肪）
          • 步骤
            • ①将混合膳食RQ定为NPRQ=0.82---氧热价=20.20KJ/L
            • ②测定一定时间（eg.6min）耗O2量
            • ③算出能量代谢率=耗O2量*氧热价
      • 经典步骤
        • ①测定CO2产生量、耗O2量
        • ②测定尿氮量→估算蛋白质氧化的量→根据生物热价→产热量
        • ③算出NPRQ（=非蛋白CO2产生量/非蛋白耗O2量）
        • ④查出非蛋白食物氧热价--（表格）
        • ⑤算出非蛋白食物的产热量--氧热价*非蛋白耗O2量
        • 非蛋白食物的产热量
        • ⑥算出能量代谢率=非蛋白食物产热量+蛋白食物产热量
• 影响能量代谢因素
  • 肌肉活动（最重要）
  • 环境温度
    • 温度<20℃：能量代谢↑（肌紧张增强）
    • 温度>30℃：能量代谢↑（化学反应加快）
    • 能量代谢↑
      • *发汗—主动过程，也会耗能！
  • 精神活动
    • 平静思考问题时，产热量<4%（少）；只是精神紧张→无意识的肌紧张、交感N兴奋、……→产热量↑↑
      • 使产热↑的机制不是精神本身，而依然是通过影响肌肉活动！
  • 食物特殊动力效应
    • 进食引起，使机体产生”额外“热量的现象
    • 蛋白质--30%；糖--6%；脂肪--4%；混合性食物--10%
      • 极地考察队--吃牛扒（蛋白质的特殊动力效应最强）
  • *注意：排除以上四个因素所测的代谢率--基础代谢率
• 基础代谢率（BMR）
  • 单位时间内的基础代谢
    • 基础代谢的条件
      • ①清晨空腹，禁食12~14h（排除食物特殊动力效应）
      • ②平卧，全身放松（排除肌肉活动）
      • ③清醒、情绪安闲（排除精神活动）
      • ④室温18~25℃（排除环境温度）
    • 算法（简易法）
      • 一定时间耗氧量*20.20 / 体表面积
        • 能量代谢率和体重不成比例，而和体表面积成反比
        • *和体表面积有关：BMR、GFR（双侧肾！）、心输出量 / 心指数（一侧！）、呼吸膜
  • 正常值±10%~±15%，>±20%--可能是病态
    • 甲亢：+20%~+80%；甲减：-20%~-40%
      • 体温每升高1℃，BMR增加13%
      • 甲状腺激素
        • T4（又称甲状腺素）--甲状腺合成并释放
        • T3（又称三碘甲腺原氨酸）--T4在外周组织、血液中转变为T3
          • ①严重病理状态：T4→rT3（低T3综合征--心梗、脑梗、肝病、肾病综合征的BMR↓）
    • ②红细胞增多症、糖尿病、淋巴瘤、白血病、风湿病、肺心病--BMR↑
      • 霍奇金淋巴瘤--可能只有一个表现：间歇性发热（BMR↑）（男性--发热；女性--瘙痒）
      • 淋巴瘤--发热（BMR↑）、消瘦、盗汗--同结核病
    • ③肾上腺皮质功能↓、垂体性肥胖、病理性饥饿—BMR ↓