机体能量的来源和代谢 |
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| http://www.jk21.com 能量代谢 2007年3月26日编缉 |
从能量代谢的角度来考虑，人体不能直接利用太阳所提供的光能，也不能利用外部供给的电能、机械能等；人体唯一能够利用的是摄入体内的特定物质分子结构中固有的能量，也就是食物中所蕴藏的化学能。
机体经常摄取的营养物包括糖、脂肪、蛋白质、无机盐类、水与维生素等。其中前三种，既是构筑机体结构，实现组织自我更新及其他一些重要生理功能所不可短缺的物质，又是机体能量的主要来源。
1．糖
糖是机体重要的能源，我国人所摄取的食物中，糖的比例最大。一般说来，机体所需能量的70％以上是由食物中的糖提供的。
2．脂肪
机体中的脂质分为组织脂质和储存脂质两大部分。组织脂质主要是类脂质，这是组织细胞的组成成分，在人体饥饿时也不减少，不能成为能源。储存脂质主要是脂肪。在全部储存脂质中，脂肪约占98％；其中不仅有来自食物的、还有糖和氨基酸在体内转变成的。所以，脂肪是体内各种能源物质储存的主要形式。
3．蛋白质
蛋白质主要是由氨基酸构成的，氨基酸也可以作为机体的能源物质，但这是它的次要功能。
机体所需要的能，究其根底，均来源于食物中的糖，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，在氧化过程中碳氢健断裂，生成CO2和H2O，同时释放出所蕴藏的能。
各种能源物质在体内氧化时所释放的能，其总量的50％以上迅速转化为热能，其余不足50％是可以自由作功的“自由能”。
测定整个机体在单位时间内发散的总热量通常有两种方法：直接测热法与间接测热法。
直接测热法就是将机体在一定时间内发散出来的总热量收集起来并加以测量的方法。但是，此类装置结构复杂、操作较难，所以一般常用间接测热法。
在一般化学反应中，反应物的量与产物的量之间呈一定比例关系，间接测热法的基本原理就是利用这种关系。通常要通过测定机体耗氧量和CO2产量，然后测算出机体所释放出的热量。
耗氧量与CO2产量的测定方法有两种：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吸热的装置中。通过气泵，不断将定量的氧气送入装置。受试动物不断地摄取氧，可根据装置中氧量的减少，算出该动物在单位时间内的耗氧量。动物呼出的CO2，则由装在气体回路中的CO2吸收剂来吸收。然后根据实验前后CO2吸收剂的重量差，算出单位时间内的CO2产量。
通常使用代谢率测定器，同上述闭合装置相比，差别是这种测定器只用来测定受试者一定时间内的耗氧量，实际工作中使用比较方便。
该装置的气体容器中装满氧气，容器的上盖密封且可无摩擦移动，滑轮与绳间也无摩擦。受试者通过呼吸口瓣将氧气作为吸入气吸入呼吸器官，此时气体容器上盖随吸气过程下降，并由连于上盖的描记笔记在纸上，记录纸绕在记纹鼓上随鼓匀速转动而展开。受试者的呼出气则通过吸收容器（呼出气中的CO2和水可被除掉）呼入气体容器中，于是气体容器的上盖又升高，描记笔也随之移动。
（2）开放式测定法。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，所以称为开放式，其原理是，采取受试者一定期间内的出气，测定呼出气量并分析呼出气中氧和CO2的容积百分比。由于吸入气就是空气，所以其中的氧和CO2的容积百分比不必另测。根据吸入气和呼出气中氧和CO2的容积百分比的差数，就可以算出该时间内的耗氧量和CO2的排出量。
气体分析方法很多，最简便而又广泛应用的方法，是将受试者一定时间内呼出气采集于袋中，通过气量计测定呼气量。然后用气体分析器分析呼出气的组成成分，进而计算耗氧量和CO2产量。进而可以计算出混合呼吸商（生理学将一定时间内机体呼出的CO2量与摄入的O2即耗氧量的比值称为呼吸商）。
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