医学精品课件：能量（上课用）.ppt

1、新陈代谢新陈代谢（metabolism）是生命最基本的特征。新陈代谢同化作用（合成代谢）-耗能异化作用（分解代谢）-放能能量代谢能量代谢 机体所需的能量来源于食物中的机体所需的能量来源于食物中的糖糖、脂肪脂肪和和蛋白质蛋白质。（一）（一）糖糖：机体所需能量主要来自食物中：机体所需能量主要来自食物中 的糖（约占的糖（约占70），其中葡萄），其中葡萄 糖占主要部分。糖占主要部分。1mol葡萄糖完全氧化释放的能量可合葡萄糖完全氧化释放的能量可合 成成38mol ATP。（主要）。（主要）1mol葡萄糖无氧酵解葡萄糖无氧酵解 2mol ATP。（剧烈运动、。（剧烈运动、RBC）脑组织所需能量则完全来源

2、于糖的有氧氧化。脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化。（二）脂肪（二）脂肪：体内各种能源物质储存的主要形：体内各种能源物质储存的主要形 式。一般情况下，脂肪为仅次式。一般情况下，脂肪为仅次 于糖的供能物质（约占于糖的供能物质（约占40 50），但在饥饿时则成为机），但在饥饿时则成为机 体的主要供能物质。体的主要供能物质。储存的脂肪可占体重的储存的脂肪可占体重的20，而糖仅为，而糖仅为 150克。克。每克脂肪氧化释放的能量为糖有氧氧化释放能量的每克脂肪氧化释放的能量为糖有氧氧化释放能量的2倍。倍。（三）蛋白质（三）蛋白质：正常情况下很少作为能源物质：正常情况下很少作为能源物质 被氧化利用，在特

3、殊情况下被氧化利用，在特殊情况下 （如病理性长期饥饿等）也参（如病理性长期饥饿等）也参 与供能。与供能。氨基酸主要用于合成细胞成分、组织的自我更新、合氨基酸主要用于合成细胞成分、组织的自我更新、合成酶及激素等生物活性物质，供能是次要功能。成酶及激素等生物活性物质，供能是次要功能。（四）物质代谢与节食减肥（四）物质代谢与节食减肥 物质在体内体内进行一系列的氧化分解，最终生成CO2和H2O，并释放能量的过程称为生物氧化生物氧化。物质（糖和脂肪）在体内进行生物氧化与体外燃烧的最终结果相同。（一）生物氧化（一）生物氧化生物氧化的特点：生物氧化的特点：逐步分解能量，大部分以热能散发，约40%以上 的能量

4、用来合成ATP。速度可调节，对于节约能源有重要意义。40%60%体温体温（二）一切生命活动的能量都直接来源于ATP。ATPATPADP+Pi+能能ATP酶 ATP是一种存在于细胞内（胞浆和核浆内）、由自身合成并可迅速分解被直接利用的一种自由存在的化学能形式。（三）（三）ATP的合成的合成1.ATP的无氧生成的无氧生成（1）底物水平磷酸化）底物水平磷酸化磷酸肌酸（磷酸肌酸（CP）+ADP肌酸（肌酸（C）+ATPCP(多位于肌肉和脑多位于肌肉和脑)储量约为储量约为ATP的的35倍。倍。功能特点：快速、短暂功能特点：快速、短暂（2）无氧酵解）无氧酵解葡萄糖葡萄糖缺氧缺氧反应部位：胞浆反应部位：胞浆乳

5、酸乳酸+2ATP功能特点：快速、功能特点：快速、易疲劳易疲劳2.ATP的有氧生成（氧化磷酸化）的有氧生成（氧化磷酸化）糖糖脂肪脂肪蛋白质蛋白质+ADP+PiO2CO2+H2O+ATP反应部位：线粒体内反应部位：线粒体内功能特点：功能特点：ATP生成量大、持续生成量大、持续时间长、但生成速度慢时间长、但生成速度慢高能磷酸化物系统高能磷酸化物系统（ATP-CP）乳酸系统乳酸系统有氧系统有氧系统无氧代谢无氧代谢无氧代谢无氧代谢有氧代谢有氧代谢十分迅速十分迅速迅速迅速慢慢化学能源：化学能源：CP食物能源：糖元食物能源：糖元食物能源：糖元、脂食物能源：糖元、脂肪和蛋白质肪和蛋白质ATP生成很少生成很少A

6、TP生成有限生成有限ATP生成很多生成很多肌肉中储量少肌肉中储量少副产品可导致肌肉疲副产品可导致肌肉疲劳劳没有导致疲劳的副产没有导致疲劳的副产品品用于短跑或任何高频用于短跑或任何高频率、短时间运动率、短时间运动用于用于1min3min的运的运动动用于耐力或长时间的用于耐力或长时间的运动运动氧化磷酸化氧化磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化机体摄入的能量与消耗的能量之间的平衡。机体摄入的能量与消耗的能量之间的平衡。能量代谢率能量代谢率（energy metabolic rate）：单位时间内机体所消耗的能量。单位时间释放的能量单位时间消耗的能量热能+外功+化学贮备 如果在测定时间内，化学贮备能极少

7、而忽略不计，肌肉不对外作功，则测热量就可近似代表能量代谢率。受试者居于一个特殊隔热小房间内，收集受试者安静状态下在一定时间内发散的总热量，装置结构复杂，操作繁琐，应用受到很大限制，一般应用于科学研究。（一）间接测热法的原理（一）间接测热法的原理 定比定律：同一化学反应无论中间过程和条件差异多大，释放的能量是一定的。根据化学反应原理，即反应物与反应物之间、反应物与产物之间存在着一定的比例关系，从而计算出一定时间内机体氧化三大营养物质的量。然后再根据有关数据计算该段时间内机体所释放的总热量。C6H12O6+6O2 6CO2 6H2O +H 1.食物热价食物热价(thermal equivalent

8、 of food)：1g食物氧化时释放出来的能量。物理热价物理热价:指食物在体外燃烧时释放的热量。生物热价生物热价：指食物在体内经过生物氧化所产生的热量。2.食物的氧热价食物的氧热价(thermal equivalent of oxygen)：某种营养物质氧化时，消 耗 1L氧所产生的热量。3.呼吸商呼吸商(respiratory quotient,RQ)：在一定时间内，机体的CO2产生量和 氧耗量的比值。混合膳食的RQ为0.85。（二）（二）有关概念有关概念RQ=产生的CO2 mol数 消耗的O2 mol数 产生的CO2 ml数 消耗的O2 ml数Non-protein respirator

9、y quotient,NPRQ 根据非蛋白呼吸商值的大小，可推算机体糖和脂肪氧化的百分比，并可直接计算氧化某一种物质的氧耗量和二氧化碳产量。间接测热法的测算：间接测热法的测算：测尿氮测尿氮 总总CO2产量产量 蛋白蛋白CO2产量产量 6.25 总耗总耗O2量量 蛋白耗蛋白耗O2量量 NPRQ 被氧化蛋白量（查表）被氧化蛋白量（查表）（查表）（查表）NP氧热价氧热价耗耗O2量量 CO2产量产量 蛋白产热量蛋白产热量 NP耗耗O2量量 NP产热量产热量 总产热量总产热量1.肌肉活动肌肉活动2.睡眠睡眠3.精神活动精神活动4.食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应5.环境温度环境温度1.肌肉活动肌肉活

10、动 肌肉活动对能量代谢影响最大。全身剧烈活动时，短时间内其产热量比安静时超过数十倍。2.睡眠睡眠 睡眠是动物的一种普遍现象。由于睡眠时骨骼肌的紧张性和交感神经系统活动下降，能量代谢率也降低。熟睡时的代谢率比安静清醒时低810%。3.食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应4.精神活动精神活动 平静思考时，能量代谢增加不明显。但处于精神紧张时，5.环境温度环境温度 小结小结能量代谢定义及生理意义。能量代谢定义及生理意义。能量的直接利用形式以及生成方式。能量的直接利用形式以及生成方式。影响能量代谢的生理因素。影响能量代谢的生理因素。基础代谢率的概念以及临床意义。基础代谢率的概念以及临床意义。主：皮肤主

11、：皮肤面积大面积大血流丰富血流丰富有汗腺有汗腺次：呼出气、尿、粪次：呼出气、尿、粪散热部位散热部位对流对流(15%)(15%)蒸发（可感和不感）蒸发（可感和不感）(22%)(22%)传导传导(3%)(3%)辐射辐射(60%)(60%)环境温度环境温度体表温度体表温度 人在安静状态下，当环境温度达到30左右时，便开始发汗；如果空气湿度大、衣着又多时，气温达25便可发汗；机体活动时，由于产热量，虽然环境温度低于20亦可发汗。对流对流(15%)(15%)蒸发（可感和不感）蒸发（可感和不感）(22%)(22%)传导传导(3%)(3%)辐射辐射(60%)(60%)降温措施：（1）冰囊、冰帽冰囊、冰帽：增

12、加传导散热 （2）通气、减衣通气、减衣：增加对流散热 （3）酒精擦浴酒精擦浴：增加蒸发散热冻伤调定点学说调定点学说：认为视前区下丘脑前部有一调定点，若体：认为视前区下丘脑前部有一调定点，若体温偏离调定点，则反馈系统可将偏差信息传到控制系统。温偏离调定点，则反馈系统可将偏差信息传到控制系统。经过整合，调整产热和散热过程，从而维持体温相对恒定。经过整合，调整产热和散热过程，从而维持体温相对恒定。调定点调定点 下丘脑体温调节中枢（控制系统）下丘脑体温调节中枢（控制系统）产热装置产热装置 散热装置散热装置(骨骼肌、肝脏骨骼肌、肝脏)（汗腺、皮肤血管）（汗腺、皮肤血管）（受控系统）（受控系统）（受控系统）（受控系统）深部温度（受控对象）深部温度（受控对象）体温体温 温度感受器温度感受器气温下降气温下降散热过多散热过多体温趋于下降体温趋于下降寒寒 战战大脑皮层大脑皮层冷感受器兴奋冷感受器兴奋发汗中枢发汗中枢体体 温温 调调 节节 中中 枢枢发汗停止发汗停止代谢增强代谢增强血管收缩血管收缩行为调节行为调节散散 热热 减减 少少产产 热热 增增 多多体体 温温 趋趋 于于 正正 常常产热增多产热增多散热减少散热减少体温调节过程体温调节过程(以环境温度下降为例以环境温度下降为例)小结安静和活动时的主要产热器官以及产热方式。主要散热器官以及散热方式。体温调节反射中枢位置及特有功能。中暑以及中枢热。