国家精品课程生理学能量代谢和体温ppt课件

1、 第七章第七章 能量代谢和体温能量代谢和体温 Energy Metabolism and Body Temperature Section 1 Energy Metabolism Section 2 Body Temperature 第一节第一节 能能 量量 代代 谢谢 Energy Metabolism 同化作用合成代谢同化作用合成代谢- 耗能耗能Metabolism 物质代谢物质代谢 能量代谢能量代谢 异化作用分解代谢异化作用分解代谢- 放能放能 生物体内物质代谢中伴随着的能量的释放、转移和利生物体内物质代谢中伴随着的能量的释放、转移和利用，称为能量代谢用，称为能量代谢Energy met

2、abolism能量代谢的内容涉及：能量代谢的内容涉及：1、机体能利用的能源物质、机体能利用的能源物质 - 收入的多收入的多少少2、所摄入能量的释放、转移和利用、所摄入能量的释放、转移和利用 - 花销有多花销有多大大3、丈量能量代谢的方法和原理、丈量能量代谢的方法和原理4、影响能量代谢的要素以及根底代谢、影响能量代谢的要素以及根底代谢一、机体能量的来源与利用一、机体能量的来源与利用一糖一糖 carbohydrate 机体的主要能量来源机体的主要能量来源(50-70%) The principal product of carbohydrate digestion and the principa

3、l circulating sugar is glucose. 利用方式利用方式: 葡萄糖葡萄糖. 供能途径供能途径: 有氧氧化和无氧酵解。有氧氧化和无氧酵解。 脑只需有氧氧化，红细胞只需无氧酵解脑只需有氧氧化，红细胞只需无氧酵解二脂肪二脂肪 fat 储存和供应能量储存和供应能量 耗费的能量有耗费的能量有30%左右是由脂肪提供的左右是由脂肪提供的 利用方式利用方式:甘油和脂肪酸甘油和脂肪酸 Glycerin and fatty acid 供能途径供能途径:直接氧化或转化为糖而提供能量。直接氧化或转化为糖而提供能量。运动时间运动时间机体所需能量机体所需能量三蛋白质三蛋白质 protein 蛋白质

4、氨基酸是次要的供能物质，只需在优先供能的糖和脂肪缺乏时，才经过糖异生和生成酮体生酮作用参与能量代谢。 如:长期不能进食或膂力极度耗费体内能量转化和利用的关键物质体内能量转化和利用的关键物质ATP adenosine triphosphate The Actual Energy Currency Energy Storehouse of The body muscle contraction, active transport, the synthesis of many chemical compoundsCP creatine phosphate can be considered as a

5、 storehouse of ATP二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定 能量代谢率能量代谢率energy metabolic rate,EMR The amount of energy liberated per unit of time is EMR. 能量守衡：能量守衡： 食物的化学能食物的化学能 = 热能热能 + 外功热贮藏外功热贮藏 能量代谢能量代谢 = 热能热能 + 外功外功 + 热贮藏热贮藏Energy output = heat loss + 0 + 0(一一) 与能量代谢测定有关的几个概念与能量代谢测定有关的几个概念 食物的热价 caloric value 1克营养物质在体内

6、氧化或在体外熄灭 时所释放的热量。 分为：物理热价 指食物在体外熄灭时释放 的热量。 生物热价 指食物在体内经过生物氧 化所产生的热量。 糖=17KJ 脂肪=39.8KJ 蛋白质=18KJ 体外熄灭时热价为23.5KJ 氧热价氧热价 thermal equivalent of oxygen 用用1升氧氧化营养物质时所释放的热量。升氧氧化营养物质时所释放的热量。 Table 7-1 呼吸商呼吸商 respiratory quotient RQ 机体在一定时间内的二氧化碳产生量和耗氧量的比值。机体在一定时间内的二氧化碳产生量和耗氧量的比值。 意义：可以比较准确的反映体内营养物质意义：可以比较准确的

7、反映体内营养物质 氧化的比例。用呼吸商估计人体在某氧化的比例。用呼吸商估计人体在某 一段时间内氧化营养物质的种类和量一段时间内氧化营养物质的种类和量. 人普通进混合食物时呼吸商为人普通进混合食物时呼吸商为0.85.非蛋白呼吸商：非蛋白呼吸商： 指糖和脂肪氧化时指糖和脂肪氧化时CO2产生量和耗氧的比产生量和耗氧的比值值 非蛋白呼吸商和氧热价关系表非蛋白呼吸商和氧热价关系表7-2二能量测定的原理和方法二能量测定的原理和方法1. 直接测热法直接测热法 direct calorimetry 利用特殊的丈量安装直接丈量整个利用特殊的丈量安装直接丈量整个机体在单位时间内向外界环境分发的总机体在单位时间内向

8、外界环境分发的总热量。用于研讨肥胖和内分泌妨碍。热量。用于研讨肥胖和内分泌妨碍。 设备复杂，操作繁琐，运用受限。设备复杂，操作繁琐，运用受限。2、间接测热法、间接测热法 indirect calorimetry原理根据：原理根据： The total amount of energy produced or consumed when a chemical system changes from an initial state to a final state is in- dependent of the way in which the change is brought about.

9、C6H12O6+ 6O2 6CO2+6H2O+38ATP根本原理根本原理求机体一定时间内的产热量求机体一定时间内的产热量 1测出氧耗量和测出氧耗量和CO2产生量及尿氮排产生量及尿氮排出量后，出量后， 计算一定时间内蛋白质分解量计算一定时间内蛋白质分解量=尿氮量尿氮量6.025 2求非蛋白呼吸商求非蛋白呼吸商3查表，根据非蛋白呼吸商计算糖和脂查表，根据非蛋白呼吸商计算糖和脂肪代谢的肪代谢的 产热量产热量 4计算计算24小时产热量小时产热量简化法：简化法： 1测测6分钟耗氧量分钟耗氧量 2计算产热量：计算产热量：20.2耗氧量耗氧量 某人某人2424小时的耗氧量为小时的耗氧量为400L400L，C

10、O2CO2产量为产量为340L340L。2424小时尿氮排出量为小时尿氮排出量为12g12g，请计算其，请计算其2424小时能量代谢值。小时能量代谢值。 (1) (1) 蛋白质代谢蛋白质代谢 氧化量氧化量12126.25g6.25g75g75g 产热量产热量181875g75g0KJ0KJ 耗氧量耗氧量0.950.9575g75g71.25L71.25L CO2 CO2产量产量0.760.7675g75g57L57L (2) (2) 非蛋白代谢非蛋白代谢 耗氧量耗氧量40040071.2571.25328.75328.75 CO2 CO2产量产量3403405757283L283L NPRQ=

11、283/328.75 NPRQ=283/328.750.860.86 3 3查表查表7 72 2 非蛋白物质产热量为非蛋白物质产热量为328.75328.7520.4020.406706.5KJ6706.5KJ (4) (4) 总产热量为总产热量为6706.56706.50 08056.5KJ8056.5KJ三、影响能量代谢的要素三、影响能量代谢的要素1、肌肉活动：最为显著、肌肉活动：最为显著2、环境温度、环境温度 环境温度环境温度20-30 时，能量代谢率最为稳定时，能量代谢率最为稳定 如图如图3、食物的特殊动力效应、食物的特殊动力效应 SDA 进食后机体产热量的额外添加。延续进食后机体产热

12、量的额外添加。延续7-8小时小时4、精神紧张活动、精神紧张活动 肌肉紧张肌肉紧张, 激素分泌激素分泌 四、根底代谢四、根底代谢 basal metabolism 指人体在根底条件下的能量代谢。指人体在根底条件下的能量代谢。 根底代谢率根底代谢率basal metabolic rate.BMR 指单位体外表积下，单位时间内的根底代谢。指单位体外表积下，单位时间内的根底代谢。 根底条件：安静，肌肉松弛根底条件：安静，肌肉松弛 室温室温20-25 空腹空腹12-14h 清醒而心情平稳清醒而心情平稳判别规范：正常判别规范：正常 20%才有能够是才有能够是病理性的病理性的正常变化：年龄正常变化：年龄 幼

13、老幼老 性别性别 男女男女病理性变化：病理性变化：BMR 发热、甲亢、糖尿病、红细胞增多症、白血发热、甲亢、糖尿病、红细胞增多症、白血病等病等BMR 甲低、甲低、Addison病、肾病、垂体性肥胖、病理病、肾病、垂体性肥胖、病理性饥饿性饥饿总总 结结一一.机体能量来源机体能量来源 糖类，脂肪，蛋白质糖类，脂肪，蛋白质 ATP 和和 CP二二.能量代谢的测定能量代谢的测定 重要概念食物的热价、氧热价、呼吸商、非蛋白重要概念食物的热价、氧热价、呼吸商、非蛋白呼吸商呼吸商 测定的根本方法测定的根本方法三三.影响能代的主要要素影响能代的主要要素 肌肉活动、精神活动、肌肉活动、精神活动、SDA和环境温度

14、和环境温度四四. 根底代谢根底代谢 BMR和根底条件和根底条件 临床意义临床意义 Carbohydrate: RQ=1.0 C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O Fat: RQ=0.703 2C51H96O6+145O 2 102CO2+98H2ODIRECT CALORIMETRY肺量计First Law of Thermodynamics Meyer showed that any form of energy is transferable to any other form but the transfer is not necessarily complete. However

15、, all types of energy can be coverted with 100% efficiency to heat. Heat is the universal form which energy can be transformed to. (Measured by Calorimetry) BACK氧耗量和氧耗量和CO2产生量的测定方法产生量的测定方法 闭合式测定法：肺量计、代谢仪闭合式测定法：肺量计、代谢仪 开放式测定法：化学分析开放式测定法：化学分析测测24小时尿氮排出量小时尿氮排出量 能量代谢在每一个个体是相当稳定的，能量代谢在每一个个体是相当稳定的，但不同的个体差别却很大，难以比较。体但不同的个体差别却很大，难以比较。体形较小的鸡和体形庞大的非洲象之间，按形较小的鸡和体形庞大的非洲象之间，按每公斤体重产热量相差甚远，但按体外表每公斤体重产热量相差甚远，但按体