能量代谢与体温调节

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1、第七章能量代谢与体温调节第一节能量代谢通常把生物体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、贮存、转移和利用等，称为能量代谢（energymetabolism）。一、动物能量的来源及利用（一）能量的来源与利用动物代谢的能量来自于食物，其中在糖、脂肪、蛋白质这三大养分的化学键中贮存着动物所需要的化学能，以供给机体维持神经传导和兴奋、肌肉收缩和维持体温等所需的电能、机械能和热能。（二）机体中能量贮存和转化的载体机体在生命活动中所消耗的ATP，可通过营养物质在体内的氧化分解所释放的能量不断地将ADP重新转变成ATP而获得补充。（三）糖、脂肪和蛋白质的能

2、量转化1．糖在氧供应充分的情况下，葡萄糖经有氧氧化，被完全分解为CO2和H2O，释放大量的能量。2．脂肪脂肪（fat）在体内的主要功能是贮存和供给能量。当氧化供能时，每摩尔脂肪所释放的能量约为糖有氧氧化的2倍。3．蛋白质由于氨基酸在体内分解中氧化不完全，一部分氨基酸通过转氨基作用，经鸟氨酸循环形成尿素，由肾脏滤过随尿液排出，所以1mol的蛋白质在体内经生物氧化所产生的能量大约与1mol的葡萄糖生成的能量相近。（四）机体能量代谢的划分食物燃烧时热量是突然集中释放的，把该热量称为食物的总能，也称粗能。1．总能（grossenergy,GE）总

3、能（grossenergy,GE）包括可消化能和粪能，2．可消化能（digestibleenergy,DE）可消化能（digestibleenergy,DE）包括代谢能、发酵能和尿能。3．代谢能（metabolizableenergy,ME）代谢能（metabolizableenergy,ME）代谢能分为净能（netenergy，NE）和特种动力效应（specificdynamiceffect，SDE）能。二、能量代谢的测定能量的法定标准计量单位为焦耳（Joules，J）或千焦耳（kilojoules，kJ）。（一）能量代谢测定的基本概念

4、1．食物的热价食物的热价（thermalequivalentoffood）是指1g食物在体内氧化（或在体外燃烧）时所释放的热量。2．食物的氧热价食物氧化所消耗的氧量和产热量间有一定的关系。通常把食物氧化时消耗1L氧所产生的热量，称为该种食物的氧热价（thermalequivalentofoxygen）。3．呼吸商5机体依靠呼吸功能从外界摄取O2，以供各种营养物质氧化分解的需要，同时也将代谢终产物CO2呼出体外。各种营养物质在细胞内氧化供能属于细胞呼吸过程，因而将各种营养物质氧化时所产生CO2的量与所消耗O2量的比值称为呼吸商（respir

5、atoryquotient,RQ）。（二）能量代谢测定原理和方法机体的能量代谢也遵循能量守恒定律：能量由一种形式（动能、热能、电能和化学能）转化为另一种形式的过程中，既不增加，也不减少。直接测热法和间接测热法。1．直接测热法直接测热法（directcalorimetry）是测定整个机体在单位时间内向外界环境发散的总热量。由此换算出单位时间的能量代谢量，即能量代谢率。直接测热法的设备复杂，操作繁锁，使用不便，因而极少应用。一般都采用间接测热法。2．间接测热法（indirectcalorimetry）间接测热法（indirectcalorim

6、etry）指在化学反应中，反应物的量与产物量之间呈一定的比例关系。3．耗氧量与CO2产量的测定方法及实际应用测定耗氧量和CO2产量的方法有两种：闭合式测定法和开放式测定法。（1）闭合式测定法在动物实验中，将受试动物置于一个密闭的能吸热的装置中。通过气泵，不断将定量的氧气送入装置。动物不断地摄取氧，可根据装置中氧量的减少计算出该动物在单位时间内的耗氧量。（2）开放式测定法（气体分析法）它是在机体呼吸空气的条件下测定耗氧量和CO2产量的方法，所以称为开放法。通过测定动物一定时间内呼出的气量、分析呼出气中O2和CO2的容积百分比。三、影响能量代

7、谢的因素影响能量代谢的因素有肌肉活动、精神活动、食物的特殊动力作用和环境温度等。（一）劳役和运动（二）精神活动（三）食物的特殊动力效应（四）环境温度四、基础代谢和静止能量代谢（一）基础代谢和静止能量代谢1．基础代谢基础代谢（basalmetabolism）是指基础状态下的能量代谢，即维持基本生命活动（即心、肝、脑和肾等器官的活动）条件下的能量代谢水平。在基础状态下，单位时间内的能量代谢称为基础代谢率（basalmetabolicrate,BMR）。2．静止能量代谢由于许多动物不易达到和掌握测定基础代谢的条件，如很难达到肌肉完全处于安静状态

8、，反刍动物很难通过几天的禁食来达到消化道空虚，因此动物基础代谢的测定非常困难，通常测定静止能量代谢来代替基础代谢。（二）影响基础代谢率和静止能量代谢率的主要因素1．个体大小2．年龄3．性别54