第七章 能量代谢和体温生理
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⽣理学能量代谢与体温内容精要第七章能量代谢和体温第⼀节能量代谢能量代谢(energy metabolism )-----是指物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、贮存和利⽤。
⼀、机体能量的来源与去路(⼀)能量的来源:主要来源于⾷物的糖、脂肪,蛋⽩质少许。
能源物质(G 、F 、P )未利⽤的能量(5%)O 2 能量释放⾃由能(95%)热能散发(50%),维持体温CO2+ H 2O 肌⾁收缩化学能(45%)贮存神经传导释放转移贮存利⽤(1)糖吸收后⼤部分以糖原的形式贮存于肝和肌⾁中。
糖类是最基本和最主要的能源物质,机体所需的能量70%由糖提供。
在机体内,随着供氧情况的不同,糖分解供能的途径也不同。
糖的的供能途径包括有氧氧化和⽆氧酵解。
氧充分GS —————— CO 2+H 2O+ 能量缺氧GS--------乳酸(称⽆氧酵解),释放少量能量。
剧烈运动,虽呼吸增强,但仍难以摄取⾜够的O 2,这时⾻骼肌的运动依靠于糖酵解。
(2)脂肪体内贮存和供能的主要物质。
脂肪是体内各种能源物质贮存的主要形式。
贮存在脂质中的能量占体内贮能75%。
⼀般情况下,机体消耗的能源物质约40~50%来⾃脂肪,是短期饥饿时的主要供能物质。
(3)蛋⽩质分解产物主要是氨基酸。
⼀般情况下,主要⽤于合成组织、细胞的主要成份,只有在某些特殊情况下,如长期不能进⾷或体⼒极度消耗⽽体内的糖原、脂肪储备耗竭时,体内蛋⽩质才被分解供能,以维持必要的⽣理功能。
(⼆)能量的去路虽然机体所需的能量来源于⾷物,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。
机体能量的直接提供者是三磷酸腺苷(ATP)。
各种能源物质在体内氧化过程中释放的能量,50%以上转化为热能,其余部分是以化学能的形式储存于ATP等⾼能化合物的⾼能磷酸键中。
当A TP⽔解为⼆磷酸腺苷(adenosine diphosphate,ADP)及磷酸时,同时释放出⼤量能量,供机体完成各种⽣理功能,如肌⾁的收缩和舒张,神经传导以及细胞内外各种物质的主动转运等。
第七章 能量代谢和体温第一节 能量代谢新陈代谢是机体生命活动的基本特征,新陈代谢包括物质代谢与相传伴的能量代谢,简称代谢。
糖、脂肪、蛋白质三种营养物质,经消化转变成为可吸收的小分子营养物质而被吸收入血。
在细胞中,这些营养物质经过同化作用(合成代谢),构筑机体的组成成分或更新衰老的组织;同时经过异化作用(分解代谢)分解为代谢产物。
合成代谢和分解代谢是物质代谢过程中互相联系的、不可分割的两个侧面。
在分解代谢过程中,营养物质蕴藏的化学能便释放出来。
这些化学能经过转化,便成了机体各种生命活动的能源,所以说分解是代谢的放能反应。
而在合成代谢过程中,需要供给能量,因此是吸能反应。
可见,在物质代谢过程中,物质的变化与能量的代谢是紧密联系着的。
生物体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移和利用等,称为能量代谢(energy metabolism)。
机体所需的能量来源于食物中的糖、脂肪和蛋白质。
这些能源物质分子结构中的碳氢键蕴藏着化学能,在氧化过程中碳氢键断裂,生成CO2和 H2O,同时释放出蕴藏的能。
这些能量的50%以上迅速转化为热能,用于维持体温,并向体外散发。
其余不足50%则以高能磷酸键的形式贮存于体内,供机体利用。
体内最主要的高能磷酸键化学物是三磷酸腺苷( ATP)。
此外,还可有高能硫酯键等。
机体利用ATP去合成各种细胞组成分子、各种生物活性物质和其他一些物质;细胞利用ATP去进行各种离子和其它一些物质的主动转运,维持细胞两侧离子浓度差所形成的势能;肌肉还可利用ATP所载荷的自由能进行收缩和舒张,完成多种机械功。
总的看来,除骨骼肌运动时所完成的机械功(外功)以外,其余的能量最后都转变为热能。
例如心肌收缩所产生的势能(动脉血压)与动能(血液流速),均于血液在血管内流动过程中,因克服血流内、外所产生的阻力而转化为热能。
在人体内,热能是最“低级”形式的能,热能不能转化为其它形式的能,不能用来作功。
本节主要叙述整个机体的能量代谢测定的原理与方法,基础代谢以及机体在某些状态下的代谢等问题,不涉及能量代谢的各个方面。