能量代谢精美课件.ppt
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1、能量代谢精美第1页,此课件共82页哦 能 量 代 谢 与 体 温 第一节 能 量 代 射能量代谢(energy metabolism):指生物体在物质代谢过程中所伴随 的能量的贮存、释放、转移和利用。意义意义:为机体的一切生命活动提供能量,也为机体的生命活动基础上的各种活动,提供能量。能量代谢异常疾病典型:甲状腺功能亢进症第2页,此课件共82页哦一、食物的能量转化(一)ATP(三磷酸腺苷,三磷酸腺苷,adenosine triphosphate)的合成和分解是体内能量转化和利用的关键环节1 1、ATPATP:是细胞线粒体中合成的一种高能化合物,广泛存在于人体的一切细胞内,是直接的供能物质、又是
2、体内重要的储能物质。1mol ATP断裂,释放33.47kJ能量第3页,此课件共82页哦2、CP(磷酸肌酸):是由肌酸和磷酸合成的、含 有高能磷酸键的化合物,主要在肌肉组织中。经常劳动或运动的人,肌肉的ATPATP、CPCP含量比一般人多;相反,肌萎缩、肌无力的人,含量则较低。第4页,此课件共82页哦(二)几种主要营养物质的能量转化1 1糖:主要功能是供给机体生命活动所需要的能量。(1)体内糖代谢以葡萄糖(G)为中心:有氧氧化:氧充分时,1mol G 38molATP;绝大多数细胞获能途径,尤其脑。无氧酵解:唯一不需氧供能途径,1molG 2molATP;成熟红细胞,缺氧状态和剧烈运动时的骨骼
3、肌。(2)氧债(oxygen debt):当进行剧烈运动时,骨骼肌的氧耗量猛增,而循环、呼吸功能逐渐加强,骨骼肌因而处于相对缺氧状态(氧债)运动结束后,循环、呼吸功能持续加强一段时间,摄取更多的氧气偿还氧债。第5页,此课件共82页哦2 2脂肪:主要功能是贮存(体重的20%)和 供给能量(释放能量是糖的2 2倍)。供能时分解成甘油和脂肪酸,经氧化分 解进入糖的氧化途径,或者可根据需要 与糖互相转化 摄入过多出现肥胖。肥胖原因:遗传、饮食习惯、心理因素、神经因素、代谢和内分泌等。体重指数(BMI)=体重kg/身高m2(20-24.9)第6页,此课件共82页哦3、蛋白质:分解所产生的氨基酸,主要功能
4、是 重新合成蛋白质,后者用于合成细胞成分实现自我更新,合成酶、激素等生物活性物质。在某些特殊情况下,如长期不能进食或体力 极度消耗时,才通过氨基酸分解供能。第7页,此课件共82页哦单位(kJ/g)物理热价生物热价营养学热价糖171517151674蛋白质234317991674脂肪397539753766二、能量代谢的测定(一)与能量代谢测定有关的几个概念1食物的热价:1 1g食物在体内氧化或体外燃烧时 所释放的热量称该种食物的热价。第8页,此课件共82页哦2食物的氧热价:指某种食物氧化时,消耗1L 氧所产生的热量(kJ/L)。糖 2066,蛋白质 1893,脂肪 1958;混合食物根据其不同
5、比例而不同。3呼吸商(RQ):(1)定义:指一定时间内,机体呼出的CO2量与 吸入的O2量之间的比值(CO2/O2);呼出的CO2ml(mol)数 产生CO2ml数 RQ=吸入的O2ml(mol)数 消耗O2ml数第9页,此课件共82页哦(2)各营养物RQ:糖100;蛋白质08;脂肪071;混合食物 085(071100间)。接近于1:糖供能;接近于0.8:蛋白供能;接近于0.7:主要来脂肪供能(糖尿病)。(4)非蛋白呼吸商(NPRQ):根据糖和脂肪按不 同比例混合氧化时产生的CO2量与消耗的O2 量计算的RQ(蛋白质的因素可忽略不计)。可用表(表7-2,P200)来查其值。(3)影响因素:一
6、种营养物转变为另一种;一些代谢反应等。第10页,此课件共82页哦第11页,此课件共82页哦(二)能量代谢的测定原理和方法1、能量代谢率:是指单位时间内所消耗的能 量,通常以单位时间内每平方米体表面积 的产热量作为单位,即以kJ/(m2h)表示。2、测定原理:能量守恒定律,即食物中的化学 能等于最终转化成的热能和所做外功之和;测定一定时间内消耗的食物或测定机体产生的热量和外功就能测定能量代谢率。第12页,此课件共82页哦物质氧化放能 50%50%直接以热能形式散发 50%50%以ATPATP贮存化学功转运功机械内功机械外功热能维持体温体外放散能量计量单位用焦耳(J J)或千焦耳(kJkJ)。过去
7、用的单位是卡(CalCal=4 4 187J187J)。第13页,此课件共82页哦3、测定整个机体在单位时间内发散的总热量的方法:有直接测热法和间接测热法。(1)直接测热法:20世纪初设计,目前基本不用。第14页,此课件共82页哦(2)间接测热法:基本原理:定比定律,即反应物的量与产 物量之间呈一定比例关系,如 C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+H(Heat)第15页,此课件共82页哦1234测定计算蛋白质部分的计算非蛋白代谢计算总产热量一定时间内耗氧量CO2产量尿氮含量P氧化量P产热量P耗氧量P CO2产量NPRQNP代谢产热量P产热量NP代谢产热量基本步骤:三种营养物质氧化的几种
8、数据三种营养物质氧化的几种数据 物物 质耗氧量质耗氧量 产产COCO2 2量量 物理热价物理热价 生理热价生理热价 氧热价氧热价 呼吸商呼吸商(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(R Q)(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(R Q)糖糖 0.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.000.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.00 脂脂 肪肪 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.711.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71 蛋白质蛋白质 0.95 0.95 0.76 0.76 23.5 23.5
9、 18.0 18.0 18.8 0.80 18.8 0.80 第16页,此课件共82页哦 计算蛋白质代谢:1g尿氮=氧化蛋白625g 蛋白质氧化量=12 g625 g=75 g 蛋白质产热量=18 kJ/g75 g=1350 kJ 蛋白质耗O2量=095L/g75 g=7125 L 蛋白质CO2产量=076 L/g75 g=57 L 测定:受试者24小时耗O2量是400 L,CO2产量为340 L,尿氮排出量为12g。第17页,此课件共82页哦 计算24小时产热量:1350 kJ67065 kJ=80565 kJ 计算非蛋白代谢:非蛋白耗O2量=400L7125L=32875 L 非蛋白CO2
10、产量=340L57L=283 L NPRQ=283L/32875L=086(表7-2)非蛋白代谢产热量=32875L2040 kJ/L=67065 kJ第18页,此课件共82页哦临床上采用的简略法:例如,受试者消耗1L O2所需时间为36分钟,这时 他1分钟耗O2量为2777 ml,而24小时耗 O2量为400L;混合食条件下,NPRQ为082,此时的氧热价为2019 kJ/L;能量代谢率:2019 kJ/L400L/日=8080 kJ/日。此法结果与上述所得结果80565 kJ比较,相差仅在1%2%。第19页,此课件共82页哦(3)耗O2量和CO2产量测定:闭合式和开放式。闭合式测定法:动物
11、:密闭并可吸热的装置,测定耗氧及二氧 化碳消耗量;人:临床用肺量计只测定耗氧量。第20页,此课件共82页哦开放式测定法(气体分析法):通过气量计测出 呼出气量并分析其中的氧和二氧化碳容积百分 比,空气中两者浓度不必测,可算出耗氧量和 二氧化碳产量。第21页,此课件共82页哦(一)肌肉活动:影响最显著。劳动或运动时 能量代谢率增高;耗O2量显著增加(最 多可达1020倍),机体耗氧量的增加 同肌肉活动的增强呈正比关系。三、影响能量代谢的主要因素 劳动强度:肌肉活动的强度,用单位时间内 机体的产热量来表示;用能量代 谢率来衡量。第22页,此课件共82页哦劳动或运动时的能量代谢值肌肉活动形式平均kJ
12、/(m2min)静卧休息2.73出席会议3.40擦窗8.30洗衣物9.89扫地11.36打排球17.04踢足球24.96第23页,此课件共82页哦(二)精神活动:安静时100克脑组织的耗氧 量是安静肌组织的20倍,说明脑组织的 代谢水平是很高的。一般思考问题影响不大,精神处于紧张状态,如恐惧、烦恼、激动时,能量代谢增强;因为此状态时,肌紧张增强、心跳呼吸加强及 刺激代谢的激素(如甲状腺激素)释放增多。第24页,此课件共82页哦(三)食物的特殊动力效应:人进食后一段时间内(从进食后1h开始,持续78h),即使同样处于安静状态,产热量却比进食前有所增加,食物的这种刺激机体产生额外热量消耗的作用称为
13、食物的特殊动力效应。蛋白质的此效应最强,可达30%;糖6%、脂肪4%;混合食物为10%左右;为补充这种额外的能量消耗,在进食时必须 加上这部分多消耗的量。第25页,此课件共82页哦(四)环境温度:人(裸体)安静时的能量代 谢,在2030的环境温度中最为稳定。代谢率当环境温度低于20时开始增加,10以下时显著增加,是由于寒冷刺激引起 寒战以及肌肉紧张度增强所致。环境温度超过30时,又会逐渐增加,这可 能是因为体内化学反应有所增强所致。第26页,此课件共82页哦四、基 础 代 谢(一)基础代谢(basol metabolism):是指基础状态下的能量代谢。基础状态指:清晨、清醒、静卧,未作肌肉活动
14、;前夜睡眠良好,测定时无精神紧张;测定前至少禁食12小时;室温在2025;体温正常的状态(维持基本生命活动)。基础代谢率(BMR):在基础状态下,单位时 间内的能量代谢;不是最低的(熟睡不做梦)。第27页,此课件共82页哦(二)BMR的表示法:1、绝对值表示:以每小时每平方米体表面积的产热量来表示,其单位为kJ/(m2h);BMR与体表面积(Stevenson公式/测算用 图7-2)成正比。体表面积(m2)=0.0061身高(cm)+0.0128体重(kg)-0.1529第28页,此课件共82页哦年龄男性女性11/15195.5172.516/17193.4181.718/19166.2154
15、.020/30157.8146.531/40158.6146.941/50154.0142.451以上 149.0138.6我国平均我国平均BMRkJ/(m2h)第29页,此课件共82页哦2、相对数表示:临床上一般把BMR用实际数 值同平均正常值比较,以其相差占正常值 的百分数来表示;正常为10%15%。如 超过 20%时,才有可能是病理变化。-30-20-100102030 甲状腺功能低下时,BMR低 20%-40%;甲状腺功能亢进时,BMR高 25%-80%。第30页,此课件共82页哦(三)简略法测定和计算:呼吸商设定为0.82,对应氧热价是20.19kJ;测出一定时间内的耗氧 量和体表面
16、积就可计算BMR.例:男,20岁,基础状态下一小时耗氧量为15升,体表面积是1.5平方米:20.19kJ/L15L/h1.5m2=201.8kJ/(m2.h);正常值157.8,超出正常值(201.8-157.8)/157.8100=28%第31页,此课件共82页哦(四)影响因素:1、男高于女:20-30岁,男性157.8kJ/m2.h,女性146.5 kJ/m2.h;2、幼年比成人高:年龄越大代谢率越低;3、体温:升高一度,BMR就升高13%左右;4、疾病:甲亢、糖尿病、白血病、红细胞增 多症时增高;甲低、病理性饥饿、肾病综 合症、垂体性肥胖症时降低。第32页,此课件共82页哦复习思考题1概
17、念:能量代谢、能量代谢率、食物的热价、食物的氧热价、呼吸商、基础代谢、基础代谢率;2能量代谢率间接测热法步骤;3影响能量代谢的主要因素;4BMR相对数表示法,其临床意义。第33页,此课件共82页哦1食物的氧热价是指A一克食物氧化时消耗的氧量B一升氧气氧化某物质时产生的热量C一克食物氧化时所产生的热量 D一升氧气氧化一克食物时所产生的热量E一克食物氧化时产生二氧化碳量2呼吸商是指A一定时间内机体耗氧量与CO2产量的比值B一定时间内机体耗氧量与产热量的比值C一定时间内机体耗氧量与呼出气中的CO2量的比值D一定时间内机体CO2产量与耗氧量的比值E一定时间内机体吸入气中的氧气含量与呼出气中 的氧气含量
18、的比值第34页,此课件共82页哦3呼吸商最小的食物是A糖B脂肪C蛋白质D维生素E无机盐4特殊动力效应最大的食物是A糖B脂肪C蛋白质D维生素E混合食物第35页,此课件共82页哦5对能量代谢影响最显著的因素是A肌肉运动B高温环境C寒冷刺激D精神紧张E进食6对于基础代谢率的理解,错误的是A不是人体最低的能量代谢B正常范围是不超过正常均值的正负10-15%C幼年高于成年D与体重有一定的比例关系 E单位是KJ/m2。H第36页,此课件共82页哦A热价B氧热价C呼吸商D非蛋白呼吸商E食物的特殊动力效应7某种营养物质氧化时消耗一升氧所能产生的热量 称为食物的8某种营养物质在体内氧化,一定时间内机体的CO2
19、量与耗氧量的比值是该物质的第37页,此课件共82页哦第二节 体温及其调节一、体一、体 温(温(temperaturetemperature)二、机体的产热与散热二、机体的产热与散热三、体三、体 温温 调调 节节第38页,此课件共82页哦一、体 温(temperaturetemperature)(一)表层温度和深部温度深部和表层是生理学对机体温度所做的功能模式来划分的,因机体所处环境温度不同而深部和表层的划分也出现变化。第39页,此课件共82页哦1、深部温度(core temperature):是指人体核心(脑、胸腹腔内脏等)的温度,其特点是相对稳定,各部位之间差异小。(1)代谢水平不同而各内脏
20、器官温度也不同:肝(最高)、脑38左右,肾、胰腺、十二 指肠稍低,直肠更低。(2)深部血液温度代表内脏器官温度的平均值:循环血液不断传递热量,因而使各个器官的 温度趋于一致。第40页,此课件共82页哦2、表层温度(shell temperature):指人体外壳(皮肤、皮下组织、肌肉等)的温度,低于深部温,特点是不稳定、各部位之间温差大。由表及里有明显温度梯度;皮肤(最外)温度受环境和衣着影响,波动大。3、体温(body temperature):是指机体深部 的平均温度,即深部温度;深部血液温度不 好测,临床上常测直肠、口腔和腋窝温度。第41页,此课件共82页哦(1)直肠温度:正常为3693
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