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1、第第6 6章章 能量代谢与体温调节能量代谢与体温调节6.1 6.1 能量代谢能量代谢 机体需要机体需要原料原料来构固和更新自身，更需要来构固和更新自身，更需要能量能量来驱动各来驱动各 项生命活动。机体正是通过糖、蛋白质和脂肪等营养物项生命活动。机体正是通过糖、蛋白质和脂肪等营养物 质在体内分解与合成代谢获得能量和质在体内分解与合成代谢获得能量和“ “建筑材料建筑材料” ”。 机体机体能量的提供来源能量的提供来源是食物是食物( (营养物质营养物质) )。 机体活动所需要的能量机体活动所需要的能量( (热能、机械能、电能等热能、机械能、电能等) )需要通需要通过不断的物质交换、代谢获得，因此，过不
2、断的物质交换、代谢获得，因此，体内物质分解与体内物质分解与 合成必然伴有能量的转移合成必然伴有能量的转移。 能量代谢：能量代谢：生物体在物质代谢过程中伴随的能量释生物体在物质代谢过程中伴随的能量释 放、转移和利用。放、转移和利用。 1. 1. 能量来源：能量来源：食物食物( (糖、脂肪和蛋白质糖、脂肪和蛋白质) ) 糖：糖：主要的供能物质主要的供能物质 脂肪：脂肪：贮存和供给能量贮存和供给能量 蛋白质：蛋白质：细胞自我更新材料，也可供能细胞自我更新材料，也可供能6.1.1 6.1.1 能量代谢的概念及能量转化能量代谢的概念及能量转化能量转化和利用的关键物质：能量转化和利用的关键物质：ATPAT
3、P2. 2. 能量去路：能量去路：50%50%转为转为热能热能6.1.2 6.1.2 能量代谢的测定原理和方法能量代谢的测定原理和方法 根据能量守恒定律，机体分解营养物质所释放的总能量即根据能量守恒定律，机体分解营养物质所释放的总能量即 能量输入能量输入= =能量输出能量输出+ +能量贮存能量贮存；或；或 能量输入能量输入= =输出的热能输出的热能+ +肌肉对外作的功肌肉对外作的功+ +能量贮存能量贮存 如果能量输入输出，则有能量贮存，表现为体重增加。如果能量输入输出，则有能量贮存，表现为体重增加。 如果无能量输入如果无能量输入( (禁食禁食/ /安静时安静时) )和能量输出和能量输出( (对
4、外作功对外作功) )，则，则 0=0=输出的热能输出的热能+ +能量贮存能量贮存 输出的热能输出的热能= -= -能量贮存能量贮存 实践证明，机体在不对外做功的前提下，单位时间内向外散发的热实践证明，机体在不对外做功的前提下，单位时间内向外散发的热 量即能代表机体的能量代谢水平。量即能代表机体的能量代谢水平。 1 1）测热方法）测热方法 直接测热法直接测热法：用热量计直接测量机体在一定时间内释放的热量。此：用热量计直接测量机体在一定时间内释放的热量。此法常用于鸟类和高代谢率的小动物的能量代谢测定。法常用于鸟类和高代谢率的小动物的能量代谢测定。 间接测热法间接测热法：在化学反应中，反应底物的量与
5、反应产物的量之间呈：在化学反应中，反应底物的量与反应产物的量之间呈 定比关系。如：定比关系。如： C C6 6HH1212OO6 6 + 6O+ 6O2 2 6CO 6CO2 2+ 6H + 6H2 2O + O + H H （定比关系）（定比关系） 因此，测定一定时间内机体耗因此，测定一定时间内机体耗OO2 2量、量、COCO2 2产量产量/ /和尿氮排泄量，和尿氮排泄量，根据所消耗代谢物质的成分和数量，计算总产热量。根据所消耗代谢物质的成分和数量，计算总产热量。直接测定法间接测定法 1.1.食物的热价：食物的热价：1g 1g 营养物质在体内氧化分解营养物质在体内氧化分解/ /体外燃烧时所释
6、放的热量体外燃烧时所释放的热量 。单位：。单位：kcal/gkcal/g（1kcal=4.187kJ1kcal=4.187kJ），分），分 物理卡价：物理卡价：食物在体外燃烧时释放的能量。食物在体外燃烧时释放的能量。 生物卡价：生物卡价：食物在体内氧化分解释放的能量。食物在体内氧化分解释放的能量。 糖糖的物理卡价和生物卡价：的物理卡价和生物卡价：17.2kJ/g17.2kJ/g（4.1kcal/g4.1kcal/g） 脂肪脂肪的物理卡价和生物卡价：的物理卡价和生物卡价：38.9kJ/g38.9kJ/g（9.5kcal/g9.5kcal/g） 蛋白质蛋白质物理卡价：物理卡价：23.5kJ/g23
7、.5kJ/g（5.6kcal/g5.6kcal/g） 生物卡价：生物卡价：17.2kJ/g17.2kJ/g（4.3kcal/g4.3kcal/g）（部分以尿素排出）（部分以尿素排出）2 2）与间接测热法有关的几个概念）与间接测热法有关的几个概念 2.2.氧热价：氧热价：某种营养物质氧化时某种营养物质氧化时, ,消耗消耗1 L O1 L O2 2 所产生的热量。所产生的热量。 3.3.呼吸商：呼吸商：指一定时间内机体的指一定时间内机体的COCO2 2产生量与耗产生量与耗OO2 2量的比值。量的比值。 呼吸商（呼吸商（RQRQ）= (CO= (CO2 2OO2 2) )体积比体积比2 2）与间接测
8、热法有关的几个概念）与间接测热法有关的几个概念 由于糖、脂肪、蛋白质氧化时产生的由于糖、脂肪、蛋白质氧化时产生的COCO2 2和耗和耗OO2 2量不同，量不同，其呼吸商也不同其呼吸商也不同( (如表如表) )。 如果从总的如果从总的COCO2 2产生量和耗产生量和耗OO2 2量中减去相应蛋白质产生量中减去相应蛋白质产生COCO2 2量和耗量和耗OO2 2量，其呼吸商为量，其呼吸商为非蛋白氮呼吸商非蛋白氮呼吸商（糖和脂肪（糖和脂肪）。3 3）间接测热法的能量代谢计算方法（）间接测热法的能量代谢计算方法（1 1） 第一步：第一步：测定机体一定时间内吸入气和呼出气中测定机体一定时间内吸入气和呼出气中
9、COCO2 2和和OO2 2量量 ，求出单位时间内耗，求出单位时间内耗OO2 2量和量和COCO2 2产生量。产生量。 第二步：第二步：测定一定时间内尿氮排出量，根据尿氮计算蛋白质测定一定时间内尿氮排出量，根据尿氮计算蛋白质 氧化量（氧化量（1g1g尿氮尿氮= =氧化分解氧化分解6.25g6.25g蛋白质），根据其生物卡蛋白质），根据其生物卡 价查表计算其价查表计算其产热量、耗产热量、耗OO2 2量和量和COCO2 2产生量产生量。3 3）间接测热法的能量代谢计算方法（）间接测热法的能量代谢计算方法（1 1） 第三步：第三步： 计算计算非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商：从总耗：从总耗OO2 2量和量和
10、COCO2 2产生量中减去蛋白质的耗产生量中减去蛋白质的耗OO2 2量和量和COCO2 2产生量。产生量。 计算计算非蛋白产热量非蛋白产热量：从：从RQRQ和氧热价表中查找相应的非蛋白氧热价和氧热价表中查找相应的非蛋白氧热价，用该段时间内糖和脂肪的，用该段时间内糖和脂肪的耗耗OO2 2量量 相应氧热价相应氧热价来计算。来计算。 第四步：第四步：计算出总产热量计算出总产热量 总产热量总产热量= =蛋白质产热量非蛋白产热量蛋白质产热量非蛋白产热量间接测热法的能量代谢计算方法（间接测热法的能量代谢计算方法（1 1） 1.1.测定受试者一定时间内耗测定受试者一定时间内耗OO2 2量和量和COCO2 2
11、产生量，及尿氮排出产生量，及尿氮排出 量：量： 假如假如24h24h的耗的耗OO2 2量为量为400l, CO400l, CO2 2产生量为产生量为340l, 340l, 尿氮排出量为尿氮排出量为12g.12g. 2.2.蛋白质代谢：蛋白质代谢： 蛋白质分解量蛋白质分解量 = 12g6.25 = 75g= 12g6.25 = 75g 产热量产热量 = 17.2kJ/g75g = 1290kJ= 17.2kJ/g75g = 1290kJ 耗耗OO2 2量量 = 0.94L/g75g = 70.5L= 0.94L/g75g = 70.5L COCO2 2产生量产生量 = 0.75L/g75g =
12、56.25L = 0.75L/g75g = 56.25L 间接测热法的能量代谢计算方法（间接测热法的能量代谢计算方法（1 1） 3.3.非蛋白代谢：非蛋白代谢： 耗氧量耗氧量 = 400L= 400L70.5L = 329.5L70.5L = 329.5L COCO2 2产生量产生量 = 340= 34056.25L = 283.75L56.25L = 283.75L 非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商 = 283.75L329.5L = 0.86= 283.75L329.5L = 0.86 查表，非蛋白呼吸商查表，非蛋白呼吸商0.860.86的氧热价为的氧热价为 20.3426kJ/L20.3426k
13、J/L 非蛋白代谢产热量非蛋白代谢产热量 = 20.3426kJ/L329.5L = 6702.87kJ= 20.3426kJ/L329.5L = 6702.87kJ 4. 24h4. 24h的产热量：的产热量： 24h 24h 产热量产热量 = 1290kJ + 6702.87kJ = 7992.87kJ= 1290kJ + 6702.87kJ = 7992.87kJ间接测热法的能量代谢计算方法（间接测热法的能量代谢计算方法（2 2） 通常将蛋白质的消耗量忽略不计，只测单位时间内的耗通常将蛋白质的消耗量忽略不计，只测单位时间内的耗OO2 2量和量和COCO2 2产生量，计算非蛋白呼吸商。产生
14、量，计算非蛋白呼吸商。 第一步：第一步：分析吸入气和呼出气中分析吸入气和呼出气中COCO2 2和和OO2 2量，测出单位时量，测出单位时间内耗间内耗OO2 2量和量和COCO2 2产生量，求出产生量，求出RQRQ值。值。 第二步：第二步：从从RQRQ和氧热价表中查找出相应的氧热价。和氧热价表中查找出相应的氧热价。 一定时间内的产热量氧热价一定时间内的产热量氧热价 相应耗氧量相应耗氧量举例：举例： 一匹蒙古马在一匹蒙古马在6 6小时内产生小时内产生COCO2 2量为量为208.487L208.487L，消耗，消耗OO2 2量为量为291.875L291.875L，求出，求出6 6小时的产热量。小
15、时的产热量。 RQRQCOCO2 2 / O/ O2 2 0.710.71 查表查表RQRQ为为0.710.71时的氧热价为时的氧热价为19.60kJ/L19.60kJ/L 氧氧 6h6h产热量氧热价产热量氧热价 耗氧量耗氧量 19.60kJ291.875L 5720.75kJ 19.60kJ291.875L 5720.75kJ 6.1.3 6.1.3 影响能量代谢的主要因素影响能量代谢的主要因素6.1.4 6.1.4 运动和代谢率运动和代谢率 1)1)基础代谢率基础代谢率(BMR)(BMR)：指机体在基础条件下的能量代谢率指机体在基础条件下的能量代谢率 基础条件包括基础条件包括：清醒而安静、平卧、空腹、室温清醒而安静、平卧、空腹、室温20-2520-25， 单位：单位：kJ /
