生理学chapt07能量代谢和体温课件

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1、第七章能量代谢和体温第一节能量代谢一、机体能量的来源与去路二、能量代谢的测定三、影响能量代谢的主要因素四、基础代谢第二节体温及其调节一、体温二、机体的产热和散热三、体温调节第一节能量代谢定义：新陈代谢是生物体生命活动的基本特征，包括物质代谢和能量代谢；而伴随体内物质代谢过程所发生的能量的释放、转移和利用被称为能量代谢（energymetabolism）。物质代谢和能量代谢是同一生命活动过程的两个方面，两者密不可分，即：在物质的分解代谢过程中，营养物质释放出蕴藏的化学能，经转化后被用于机体的生命活动；在物质的合成代谢过程中，随着物质的合成，机体

2、吸收并储存能量。生理学讨论的能量代谢，并不涉及各种营养物质代谢的具体生物化学过程，而是从机体整体的角度，宏观地讨论机体能量的来源和去路；同时介绍：能量代谢的测定方法影响机体能量代谢的因素能量代谢的调节研究机体的能量代谢对于营养学、劳动卫生学，以及临床医学都有重要的理论和实践意义。一、机体能量的来源和去路虽然自然界中的能量表现为热能、电能、机械能和化学能等多种形式，但人体只能利用食物中的化学能。摄入机体的糖、脂肪和蛋白质是机体的三大营养物质，既可用来构筑机体的结构以实现组织的自我更新，又是机体的能量来源。在这些能源物质分子结构的碳氢键中，蕴藏着

3、化学能，在氧化过程中碳氢键断裂，生成二氧化碳（CO2）和水（H2O），同时释放出蕴藏的能量。（一）机体能量的来源1.糖（carbohydrate）糖是机体主要的能源物质，机体所需总能量的70%以上是由糖分解代谢提供的。糖消化产物葡萄糖被吸收入血后，一部分供全身细胞利用；另一部分经合成代谢以肝糖原和肌糖原的形式储存于肝脏和肌肉；少部分转化成为脂肪或蛋白质。葡萄糖转化供能的主要方式是ATP，有两条转化途径：①氧充足时，葡萄糖有氧氧化分解为CO2和H2O，释放大量的能量（1mol葡萄糖完全氧化分解产生38molATP）；②在氧不足时，葡萄糖经无氧酵

4、解分解成乳酸，释放少量的能量（1mol葡萄糖无氧酵解产生2molATP）。糖的有氧氧化是机体正常情况下供能的主要途径，而无氧酵解是机体相对缺氧时供能的重要方式。剧烈运动时，骨骼肌耗氧量剧增而供血不足（相对缺氧），糖酵解增强可保证骨骼肌能量的应急供应。红细胞内无线粒体，能量完全依靠糖酵解供应。脑组织糖原储存少，并对缺氧敏感，能量消耗主要依靠糖的有氧氧化，故机体缺氧和血糖过低时，可发生脑功能障碍、抽搐和昏迷。2.脂肪（fat）脂肪在体内主要功能是储存和供给能量。通常成人糖的储藏量仅约150g，而脂肪达数公斤，占体重的20%左右；而每克脂肪在体内完

5、全氧化所释放的能量约为糖或蛋白质的2倍。通过消化道吸收的脂肪及其分解产物，一部分为类脂质，用以构成细胞，另一部分以脂肪的形式储存在皮下组织、腹膜壁层和内脏器官，当机体需要的时候可迅速分解为甘油和脂肪酸，并释放入血，供组织细胞利用，此过程称为脂肪动员。脂肪酸在氧充足供应的情况下，可经-氧化途径逐步分解成乙酰辅酶A，再通过糖的氧化过程，完全分解为CO2和H2O，并释放能量。由于糖可以在这个环节上转化为脂肪，故摄取过多的糖可能导致肥胖。通常，机体能量的40%~50%来自于脂肪的分解；在饥饿的情况下，糖供应不足，机体主要依靠脂肪分解供能，可占能量来

6、源的80%以上。3.蛋白质（protein）一般情况下，机体不需要蛋白质供能。蛋白质的分解产物氨基酸主要用于构成组织的蛋白质、合成激素和酶等生物活性物质。只有在糖和脂肪供应不足的时候（如长期不能进食或能量消耗过大），体内的蛋白质才被分解成氨基酸，经脱氨基生成-酮酸参与三羧酸循环而氧化供能，此能量主要用于维持机体必要的生理活动。（二）机体能量的去路虽然机体所需要的能量来源于食物中的三大营养物质，但机体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。三磷酸腺苷（ATP）是机体能量的直接提供者和储能物质，1molATP断裂一个高能磷酸键成为A

7、DP时可释放33.47kJ的能量；而消耗的ATP，可由线粒体使ADP重新磷酸化而得到补充。体内另一种含有高能磷酸键的能源分子是磷酸肌酸（CP），由肌酸和磷酸合成，主要存在于肌肉中。各种能源物质在体内氧化所释放的化学能，其总量的50%以上迅速转化为热能以维持体温，其余不足50%转化为可以做功的自由能。自由能以ATP的形式储存在体内，供机体利用来完成各种机能活动，包括：肌肉的收缩、神经电信号的产生、各种细胞成分和生物活性物质的合成、消化道的吸收、激素和腺体的分泌等。由ATP负荷的自由能，经过转化和利用，最终也变成热能，并与维持体温的热量一起，由血

8、液循环传送到体表散发到体外。C：肌酸C~P：磷酸肌酸二、能量代谢的测定因此，①测定一定时间内机体所消耗的食物量（能量的输入）；②或者测定一定时间内机体产生的热量和所