- 相關(guān)推薦
2016年臨床執業(yè)醫師考試考點(diǎn)：能量代謝的來(lái)源
機體通過(guò)物質(zhì)代謝，從外界攝取營(yíng)養物質(zhì)，同時(shí)經(jīng)過(guò)體內分解吸收將其中蘊藏的化學(xué)能釋放出來(lái)轉化為組織和細胞可以利用的能量，人體利用這些能量來(lái)維持生命活動(dòng)。通常將在物質(zhì)代謝過(guò)程中所伴隨的能量的釋放、轉移、貯存和利用稱(chēng)為能量代謝。
能量代謝的來(lái)源、去路：
機體所需的能量主要來(lái)源于食物中的糖、脂肪和蛋白質(zhì)。這些能源物質(zhì)分子結構中的碳氫鍵蘊藏著(zhù)化學(xué)能，在氧化過(guò)程中碳氫鍵斷裂，生成CO2和H2O，同時(shí)釋放出蘊藏的能。這些能量的50%以上迅速轉化為熱能，用于維持體溫，并向體外散發(fā)，其余不足50%則以高能磷酸鍵的形式貯存于體內，供機體利用。
體內最主要的高能磷酸鍵化學(xué)物是三磷酸腺苷(ATP)。此外，還可有高能硫酯鍵等。機體利用ATP去合成各種細胞組成分子、各種生物活性物質(zhì)和其他一些物質(zhì);細胞利用ATP去進(jìn)行各種離子和其它一些物質(zhì)的主動(dòng)轉運，維持細胞兩側離子濃度差所形成的勢能;肌肉還可利用ATP所載荷的自由能進(jìn)行收縮和舒張，完成多種機械功。
總的看來(lái)，除骨骼肌運動(dòng)時(shí)所完成的機械功(外功)以外，其余的能量最后都轉變?yōu)闊崮�。例如心肌收縮所產(chǎn)生的勢能(動(dòng)脈血壓)與動(dòng)能(血液流速)，均于血液在血管內流動(dòng)過(guò)程中，因克服血流內、外所產(chǎn)生的阻力而轉化為熱能。在人體內，熱能是最“低級”形式的能，熱能不能轉化為其它形式的能，不能用來(lái)作功。
能量代謝的測定方法：
熱力學(xué)第一定律指出：能量由一種形式轉化為另一種形式的過(guò)程中，既不能增加，也不減少。這是所有形式的能量(動(dòng)能、熱能、電能入化學(xué)能)互相轉化的一般規律，也就是能量守恒定律。機體的能量代謝也遵循這一規律，即在整個(gè)能量轉化過(guò)程中，機體所利用的蘊藏于食物中的化學(xué)能與最終轉化成的熱能和所作的外功，按能量來(lái)折算是完全相等的。因此，測定在一定時(shí)間內機體所消耗的食物，或者測定機體所產(chǎn)生的熱量與所做的外功，都可測算出整個(gè)機體的能量代謝率(單位時(shí)間內所消耗的能量)。
測定整個(gè)機體單位時(shí)間內發(fā)散的總熱量，通常有兩類(lèi)方法：直接測熱法和間接測熱法。
(一)直接測熱法：
直接測熱法是測定整個(gè)機體在單位時(shí)間內向外界環(huán)境發(fā)散的總熱量。此總熱量就是能量代謝率。如果在測定時(shí)間內做一定的外功，應將外功(機械功)折算為熱量一并計入。右圖是21世紀初Arwater-Benedict所設計的呼吸熱量計的結構模式圖。它是由隔熱密封的房間，其中設一個(gè)銅制的受試者居室。用調節溫度的裝置控制隔熱壁與居室之間空氣的溫度，使之與居室內的溫度相等，以防居室內的熱量因傳導而喪失。這樣，受試者機體所散發(fā)的大部分熱量便被居室內管道中流動(dòng)的水所吸收。根據流過(guò)管道的水量和溫度差，將水的比熱考慮在內，就可測出水所吸收的熱量。當然，受試者發(fā)散的熱量有一部分包含在不感蒸發(fā)(參看第二節)量中，這在計算時(shí)也要加進(jìn)去。受試者呼吸的空氣由進(jìn)出居室的氣泵管道系統來(lái)供給。此系統中裝有硫酸和鈉石灰，用業(yè)吸收水蒸氣和CO2管道系統中空氣中的O2則由氧氣筒定時(shí)補給。
直接測熱法的設備復雜，操作繁鎖，使用不便，因而極少應用。
(二)間接測熱法：
在一般化學(xué)反應中，反應物的量與產(chǎn)物量之間呈一定的比例關(guān)系，這就是定比定律。例如，氧化1mol葡萄糖，需要6mol氧，同時(shí)產(chǎn)生6molCO2和6molH2O，并釋放一定量的能。同一種化學(xué)反應，不論經(jīng)過(guò)什么樣的中間步驟，也不論反應條件差異多大，這種定比關(guān)系仍然不變。例如，在人體內氧化1mol葡萄糖，同在體外氧化燃燒1mol葡萄糖一樣，都要消耗6molCO2和6molH20，而且產(chǎn)生的熱量也相等。一般化學(xué)反應的這種基本規律也見(jiàn)于人體內營(yíng)養物質(zhì)氧化供能的反應(蛋白質(zhì)的情況下有些出入，參看下文)，所以它成了能量代謝間接測熱法的重要依據。
間接測熱法的基本原理就是利用這種定比關(guān)系，查出一定時(shí)間內整個(gè)人體中氧化分解的糖、脂肪、蛋白質(zhì)各有多少，然后據此計算出該段時(shí)間內整個(gè)機體所釋放出來(lái)的熱量。因此，必須解決兩個(gè)問(wèn)題：一是每種營(yíng)養物質(zhì)氧化分解時(shí)產(chǎn)生的能量有多少(即食物的熱價(jià));二要分清三種營(yíng)養物質(zhì)各氧化了多少。
能量代謝的基礎代謝：
基礎代謝是指基礎狀態(tài)下的能量代謝�；A代謝率是指單位時(shí)間內的基礎代謝，即在基礎狀態(tài)下，單位時(shí)間內的能量代謝。所謂基礎狀態(tài)是指人體處在清醒而又非常安靜、不受肌肉活動(dòng)、環(huán)境溫度、食物及精神緊張等因素的影響時(shí)的狀態(tài)。測定基礎代謝率，要在清晨末進(jìn)餐以前(即食后12-14h)進(jìn)行。前一日晚餐最好是清淡菜肴，而且不要吃得太飽。這樣，過(guò)了12-14h，胃腸的消化和吸收活動(dòng)已基本完畢，也排除了食物的特殊動(dòng)力作用的影響。測定之前不應做劇烈的活動(dòng)，而且必須靜臥半小時(shí)以上。測定時(shí)平臥，全身肌肉要松弛，盡量排除肌肉活動(dòng)的影響。這時(shí)還應要求受試者排除精神緊張的影響，如摒除焦慮、煩惱、恐懼等心理活動(dòng)。室溫要保持在20-25℃之間，以排除環(huán)境溫度的影響�；緱l件下的代謝率，比一般安靜時(shí)的代謝率可低些(比清醒安靜時(shí)低8%-10%)�；A代謝率以每小時(shí)，每平方米體表面積的產(chǎn)熱量為單位，通常以kJ/m.h來(lái)表示。要用每平方米體表面積而不用每公斤體重的產(chǎn)熱量來(lái)表示，是因為基礎代謝率的高低與體重并不成比例關(guān)系，而與體表面積基本上成正比。
【臨床執業(yè)醫師考試考點(diǎn)：能量代謝的來(lái)源】相關(guān)文章：
臨床執業(yè)醫師助理考點(diǎn)：能量代謝和體溫08-19