第六篇能量代谢体温与发热.PDF

第六篇 能量代谢、体温与发热 第一章 能量代谢与体温 第一节 能量代谢 糖、脂肪和蛋白质这三种营养物质，经消化、吸收进入血液后，被运输到各组织细胞。 在细胞内，这些营养物质经过合成代谢，构成机体的组织或更新衰老组织，并吸收、贮存能 量；同时，经过分解代谢，分解为代谢产物，并释放、提供能量，驱动各种生命过程。可见， 机体在代谢过程中，物质的变化与能量代谢是紧密联系的。通常把物质代谢过程中所伴有的 能量的贮存、释放、转移和利用的过程称为能量代谢(energy metabolism)。 一、能量的来源、转移和利用 (一)人体能量的来源 机体能量主要来源于食物中的糖、脂肪和蛋白质这三种营养物质的氧化分解。一般情 况下，糖为主要的能源物质，人体所需能量的 70% 以上来自糖。随着供氧情况的不同，糖 的供能方式分为有氧氧化和无氧酵解两种。脑组织所需的能量则完全来自糖的有氧氧化。所 以体内缺氧或血糖水平过低，均可导致意识障碍、昏迷以及抽搐。脂肪是体内重要的贮能和 供能物质。体内脂肪的贮存量要比糖多得多。一般情况下，机体主要利用体内的糖和脂肪提 供能量，蛋白质在体内主要是构成机体组织的原料，只有在特殊情况下，如长期不能进食或 能量消耗量极大，而体内的糖原、脂肪储备耗竭时，体内蛋白质才被分解转化为能量以维持 必需的生理功能活动。 (二)体内能量的转化、贮存和利用 虽然机体所需的能量来自食物，但机体的组织细胞并不能直接利用食物的能量来进行各 种生理活动。能源物质氧化分解所释放的能量，50% 以上都转化为热能，不断通过体表散发； 其余部分则先在细胞内以化学能的形式贮存于三磷酸腺苷(ATP)中，必要时，由 ATP 分解 释放出来供组织利用，完成各种生理活动，如肌肉收缩、神经传导以及细胞内外各种物质的 主动转运等。所以，ATP 既是体内重要的贮能物质，又是直接的供能物质。 体内的 ATP 还可以把能量通过高能磷酸键转移给肌酸形成磷酸肌酸增加体内的能量贮 备。磷酸肌酸主要存在于肌肉中，需要时可提供高能磷酸键，使ADP 生成ATP 以补充ATP 的消耗，满足机体在应急时对能量的需求，所以，磷酸肌酸也是体内的一种贮能物质。由此 可见，从能量代谢的整个过程看，ATP 的合成和分解是体内能量转换和利用的关键(图 6-1-1)。 图 6-1-1 体内能量的释放、转移、贮存和利用 C ：肌酸 C～P ：磷酸肌酸 Pi ：无机磷酸 二、能量代谢的测定 机体进行各种生理活动所消耗的能量，最终都转化为热能散发到体外(肌肉收缩所做的 外功也可折算为热量)。根据热力学第一定律，所有形式的能量(动能、热能、电能和化学能) 在由一种形式转化为另一种形式的过程中既不增加，也不减少，即能量是守恒的。机体的能 量代谢也遵循这一普遍规律，即机体所利用的食物中的化学能，与最终转化成的热能加上所 做的外功，按能量来折算是完全相等的。因此，测定机体在一定时间内所散发的总热量加外 功折合的热量，就可以测算出人体在同一时间内的耗能量。 测定人体单位时间内放散的总热量有两种方法：直接测热法和间接测热法。直接测热法 设备结构庞大复杂，不便于临床应用，现已被间接测热法代替。以下仅简单介绍间接测热法 的一般原理和基本概念。 (一)间接测热法的基本原理 在一般的化学反应中，不论经过什么样的中间步骤和反应条件存在多大的差异，反应物 的量和生成物的量之间呈一定的比例关系，此即所谓“定比定律”。一般化学反应的这种规 律也见于人体营养物质的氧化供能反应，这就是说营养物质在体内的氧化供能反应与其在体 外的燃烧放热反应一样，食物在氧化分解时，氧的消耗及二氧化碳的产生与热能释放量间有 一定的定比关系。例如，氧化1mol 葡萄糖需6mol O ，同时产生6mol CO 和6mol H O，并 2 2 2 释放一定量的能(△H)，下列反应式表明了这种关系： C H O + 6O 6CO + 6H O + △H