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1、能量代谢第二学期第一页，共九十六页。Energy sources and utilization Energy sources and utilization ( (能量来源与利用）能量来源与利用）Glucose is the human bodys key source for of energy第二页，共九十六页。Energy storage (Energy storage (能量存储）能量存储）第三页，共九十六页。Energy utilization (Energy utilization (能量利用）能量利用）神经传导合成代谢物理活动50%第四页，共九十六页。Energy balanc
2、e (Energy balance (能量平衡）能量平衡）机体摄入能量机体摄入能量=消耗的能量消耗的能量第五页，共九十六页。BMI as an indicator for energy BMI as an indicator for energy balancebalanceBMI24 通常认为处于能量过剩的状态。腰围和臀围的脂肪囤积情况也可以反映是否处于能量平衡的状态。第六页，共九十六页。Excessive energy causes obesity Excessive energy causes obesity and other diseasesand other diseases肥胖在
3、全球范围内均属高发性疾病肥胖可以导致血脂紊乱，诱发心脏病肥胖还可以导致血糖代谢紊乱，诱导糖尿病的发生肥胖还可以导致代谢异常，造成高尿酸血症等疾病，造成肾脏功能的损伤。第七页，共九十六页。能量代谢测定的原理能量代谢测定的原理根据根据“能量守恒能量守恒”定律定律机体释放的能量机体释放的能量=热能热能+外功外功安静时，外功安静时，外功=0能量代谢率能量代谢率=机体单位时间内机体单位时间内散发的总热量散发的总热量第八页，共九十六页。食物的热价食物的热价（thermalequivalentoffood）1克食物完全氧化时所释放出来的能量称为该种食克食物完全氧化时所释放出来的能量称为该种食物的热价。（单位
4、物的热价。（单位:1kcal=4.187kJ）糖糖 4.14.1 kcal/g kcal/g 17.217.2 kJ/gkJ/g 蛋白质蛋白质 4.34.3 kcal/g kcal/g 18.018.0 kJ/gkJ/g 脂肪脂肪 9.09.0 kacl/g kacl/g 39.839.8 kJ/gkJ/gImportantconcepts第九页，共九十六页。常见食物的热量常见食物的热量第十页，共九十六页。食物的氧热价食物的氧热价（thermalequivalentofoxygen）某种营养物质在体内氧化时消耗一升氧所产生的能某种营养物质在体内氧化时消耗一升氧所产生的能量称为该物质的氧热价。量
5、称为该物质的氧热价。糖糖5.0kcal/L 21.1KJ/L5.0kcal/L 21.1KJ/L蛋白质蛋白质4.5kcal/L 18.9KJ/L4.5kcal/L 18.9KJ/L脂肪脂肪4.7kcal/L 19.6KJ/L4.7kcal/L 19.6KJ/LImportantconcepts第十一页，共九十六页。呼吸商（呼吸商（respiratoryquotient,RQ）一定时间内机体呼出一定时间内机体呼出COCO2 2的量与吸入的的量与吸入的O O2 2消耗量的比消耗量的比值，称为呼吸。值，称为呼吸。ImportantconceptsRQ=CO2产生量产生量(ml) 氧耗量氧耗量(ml)
6、呼吸商的值可以反映能量供给的来源，反映机体的生理代谢情况。第十二页，共九十六页。常见物质的呼吸商常见物质的呼吸商第十三页，共九十六页。三种营养物质氧化时的几种数据三种营养物质氧化时的几种数据营养物质营养物质糖糖蛋白质蛋白质脂肪脂肪物理热价物理热价(kJ/g)17.223.439.8生物热价生物热价(kJ/g)17.218.039.8耗氧量耗氧量(L/g)0.830.952.03CO2产量产量(L/g)0.830.761.43氧热价氧热价(kJ/L)21.118.919.6呼吸商呼吸商(RQ)1.000.800.71第十四页，共九十六页。非蛋白呼吸商（非蛋白呼吸商（non-proteinresp
7、iratoryquotient,NPRQ）非蛋白呼吸商，只根据糖和脂肪按不同比例混合非蛋白呼吸商，只根据糖和脂肪按不同比例混合氧化时产生的二氧化碳量及耗氧量，所推算出的氧化时产生的二氧化碳量及耗氧量，所推算出的相应呼吸商，称非蛋白呼吸商。相应呼吸商，称非蛋白呼吸商。Importantconcepts第十五页，共九十六页。非蛋白呼吸商和氧热价非蛋白呼吸商和氧热价非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商氧化的氧化的%糖糖(%)脂肪脂肪(%)氧热价氧热价(kJ/L)0.7070.710.720.730.740.750.760.770.780.790.800.810.820.830.84100.0098.995.29
8、1.688.084.480.877.273.770.166.663.159.756.252.80.001.104.758.4012.015.619.222.826.329.933.436.940.343.847.219.6119.6219.6719.7219.7819.8319.8819.9319.9820.0320.0920.1420.1920.2420.29第十六页，共九十六页。1、直接测热法、直接测热法直接测出人体在一定时间内发散的总热量，直接测出人体在一定时间内发散的总热量， 再换算成单位时间的能量代谢率再换算成单位时间的能量代谢率。主要用于科学研究主要用于科学研究 肥胖和内分泌系统障
9、碍肥胖和内分泌系统障碍 能量测定的方法能量测定的方法第十七页，共九十六页。能量代谢测定的原理能量代谢测定的原理根据根据“能量守恒能量守恒”定律定律机体释放的能量机体释放的能量=热能热能+外功外功安静时，外功安静时，外功=0能量代谢率能量代谢率=机体单位时间内机体单位时间内散发的总热量散发的总热量第十八页，共九十六页。第十九页，共九十六页。第二十页，共九十六页。第二十一页，共九十六页。第二十二页，共九十六页。2、间接测热法、间接测热法遵循定比定律，测量装置较简单遵循定比定律，测量装置较简单 C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+Q 间接测热法依据定比关系，测出单位时间接测热法依据定比关系，
10、测出单位时间内氧化分解的糖、脂肪和蛋白质各占多间内氧化分解的糖、脂肪和蛋白质各占多少，再算出该段时间内释放出的能量。少，再算出该段时间内释放出的能量。第二十三页，共九十六页。（1）测量具体步骤：）测量具体步骤：测出机体单位时间内的测出机体单位时间内的 耗耗OO2 2量和量和COCO2 2产生量产生量, , 并测出尿氮排出量；并测出尿氮排出量； 计算出产热量，算出能量代谢率计算出产热量，算出能量代谢率: :产热量产热量=20.18耗氧量耗氧量（混合食物的（混合食物的RQ为为0.82时氧热价为时氧热价为20.18）第二十四页，共九十六页。根据尿氮含量根据尿氮含量, , 算出算出: :蛋白质的氧化量
11、蛋白质的氧化量 蛋白质食物的产热量蛋白质食物的产热量 在总的耗氧量和在总的耗氧量和CO2产量中产量中扣除蛋白质氧化代谢的分额，扣除蛋白质氧化代谢的分额，再根据所剩的耗氧量和再根据所剩的耗氧量和CO2产量产量计算出计算出NPRQ第二十五页，共九十六页。据表据表72查出该查出该NPRQ所对应的氧热价，算出非蛋所对应的氧热价，算出非蛋白食物的产热量白食物的产热量;算出总产热量，算出总产热量，即蛋白质食物产热量与非蛋白食物产热量即蛋白质食物产热量与非蛋白食物产热量之和。之和。第二十六页，共九十六页。举例：举例：受试者在标准状态下受试者在标准状态下24小时小时耗耗氧氧量：量：400L，CO2产生量：产生
12、量：340L，尿尿氮氮量：量：12克，克，计算计算24小时的能量代谢。小时的能量代谢。第二十七页，共九十六页。步骤：步骤：A、求出蛋白质代谢的耗氧量、求出蛋白质代谢的耗氧量、CO2产生量和产热量产生量和产热量蛋白质氧化量蛋白质氧化量=126.25=75g产热量产热量=1875=1350kJ耗氧量耗氧量=0.9575=71.25LCO2产生量产生量=0.7675=57L第二十八页，共九十六页。B、非蛋白代谢非蛋白代谢耗氧量耗氧量=400L71.25L=328.75LCO2产生量产生量=340L57L=283LNPRQ=283L328.75L=0.86C C、计算非蛋白代谢的产热量、计算非蛋白代谢
13、的产热量NPRQ=0.86时，氧热价为时，氧热价为20.41kJ/L非蛋白代谢的产热量非蛋白代谢的产热量=328.75L20.41kJ/L=6710kJD D、计算、计算24h24h产热量产热量24h产热量产热量=1350kJ+6710kJ=8060kJ第二十九页，共九十六页。简便估算法简便估算法将呼吸商定为将呼吸商定为0.82，氧热价为，氧热价为20.20kJ/L20.20kJ/L。测出单位时间的耗测出单位时间的耗O2量，量，即算出总即算出总24小时产热量。小时产热量。24小时产热量小时产热量=20.19kJkJ 耗氧量耗氧量=20.19kJkJ 400L/24h=8080kJ第三十页，共九
14、十六页。(2)耗耗O2量与量与CO2产生量的测定方法产生量的测定方法1）开放式测定法（气体分析法）开放式测定法（气体分析法）呼吸空气的条件下测定耗氧量和呼吸空气的条件下测定耗氧量和CO2产生量。产生量。收集受试者一定时间内的呼气量，分析呼出气收集受试者一定时间内的呼气量，分析呼出气中的中的O2与与CO2容积百分比。容积百分比。已知空气中的已知空气中的O2与与CO2容积百分比。容积百分比。求两者的差值，求两者的差值，计算该时间内的耗氧量和计算该时间内的耗氧量和CO2产生量。产生量。第三十一页，共九十六页。2）闭合式测定法）闭合式测定法一般使用能量代谢率测定器械一般使用能量代谢率测定器械第三十二页
15、，共九十六页。3.双标记水法双标记水法 受试者自由活动状态下进行，受试者自由活动状态下进行，测定的氚（测定的氚（2H）和氧（）和氧（18O）标记水标记水2H2O、H218O一定时间内（一定时间内（10天）间断采集尿液，测定氚天）间断采集尿液，测定氚（2H）和氧（）和氧（18O）代谢率）代谢率氚（氚（2H）参与水代谢）参与水代谢氧（氧（18O）水）水+CO2代谢代谢第三十三页，共九十六页。（一）肌肉活动（一）肌肉活动对能量代谢的影响最大对能量代谢的影响最大运动或劳动的强度运动或劳动的强度消耗的能量消耗的能量能量代谢值可作为评价劳动强度的指标能量代谢值可作为评价劳动强度的指标影响能量代谢的因素影响
16、能量代谢的因素第三十四页，共九十六页。劳动或运动时的能量代谢值劳动或运动时的能量代谢值肌肉活动形式肌肉活动形式平均产热量平均产热量kJ/(m2.min)静卧休息静卧休息出席会议出席会议擦窗擦窗洗衣物洗衣物扫地扫地打排球打排球踢足球踢足球2.733.408.309.8911.3717.5024.98第三十五页，共九十六页。（二）精神活动（二）精神活动1.精神紧张、情绪激动精神紧张、情绪激动能量代谢能量代谢2.骨骼肌的紧张性骨骼肌的紧张性3.交感神经兴奋交感神经兴奋儿茶酚胺释放儿茶酚胺释放代谢率代谢率第三十六页，共九十六页。三、食物的特殊动力效应三、食物的特殊动力效应进食后一段时间内（从进食后1h开始持续到7-8h），机体处于安静状态，产热量比进食前有所增加，食物这种使机体产生额外热量的作用，食物这种使机体产生额外热量的作用，称为食物的特殊动力效应称为食物的特殊动力效应蛋白质：蛋白质：25-30糖和脂肪：糖和脂肪：4-5第三十七页，共九十六页。第三十八页，共九十六页。（四）环境温度四）环境温度 1. 20 1. 200 0C30C300 0C C：稳定：稳定 2. 30 2. 30 0 0
