动物生理学第七章能量代谢与体温调节(.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 能量代谢与体温恒定,目的要求：,1了解能量代谢的概念，能量代谢的测定；,2理解影响能量代谢的因素，基础代谢率及其测定；,3明确体温的概念，产热与散热的方式和部位，体温,相对恒定的意义及体温调节机制。,重点及难点,：,1基础代谢和静止能量代谢；,2影响能量代谢的因素；,3机体产热和散热的不同方式及体温调节机制。,人类发现的能量存在形式,大体上是物质能量和暗物质能量，能量是不会消失的。,根据爱因斯坦质能方程，能量是以物质的形式存在的，也就是说物质是能量的载体,机械能,热能,电能,声能,太阳能，核能，风能,生物能，水能,化学能，原子能，还有纳米能。,机体内能量储存的形式,脂肪存储，肝糖元，肌糖元和ATP存储,糖是人体消耗能量的主要来源,当我们苦于思索某个难题的时候，即使没进行什么体力活动，也会感到疲劳。难道坐着不动苦思冥想也会消耗体力？答案是肯定的。人脑其实是一台24小时工作的机器，据测算，它们每天消耗掉肝脏储存血糖的75%，而耗氧量占全身耗氧量的20%。大脑思考得越多，其神经元需要的葡萄糖就越多。此外，大脑为了生存，每分钟也需要0.1卡路里的热量，而当你集中精力进行思考的时候，你的大脑每分钟消耗的能量则是1.5卡路里。相比之下，人在行走的时候每分钟大约消耗4卡路里热量。,任何一种营养素都可以当药用，只不过剂量不同。,低剂量为生理作用，就是我们每天的营养素供给量。大剂量就是治病用的治疗用药 量。众所周知“是药三分毒”，剂量合适，可以治病；剂量不当，就会危害健康，甚至引起疾病。蛋白质、维生素使用不当都会发生问题。,人每天需要从饮食中获得的营养素有40 多种，如必需氨基酸9种，维生素12种以上。微量元素14种等等，人 体所需要的所有的营养素在每天吃的食物中都能获得。,人体需要的营养素都有一个限量，不是多多益善，60千克重的成人每天有20克以上的蛋白质即可满足代谢需要。,人体每天需要的营养素之间还有个平衡关系。比如产生能量的营养素蛋白质占总能量1012，糖类占总能量5565，脂肪占总能量以25为好,一个170CM，体重60KG的人，要维持他的基本生命活动和日常工作生活，每天就至少需要1886大卡热量的食物营养，各种营养素的需要是：糖类 291克，蛋白质71克，脂肪47克。我们应该吃些什么？吃多少呢？(两)(克)_谷薯类 6.4 321 _蔬菜类 7.2 361 _水果类 2.4 120 乳及乳制品 1.6 80 肉蛋鱼虾类 2.6 132 油脂及硬果 0.4 20 豆及豆制品 0.8 40,Diet and diseaseobesity,chronic diseases,undernutrition,Nutrition during the life cyclepregnancy,newborn,child,adolescent,Areas of Study,Biological actions of essential nutrients,Nutrient requirements in individuals and populations,Heath effects of nutrient deficiencies and excesses,Long-term effects of diet constituents,Therapeutic and preventive effects of foods,Essential Nutrients,Chemical substances found in food,Necessary for life,growth,and tissue repair,Cannot be synthesized,Units of Energy,Calorie,Defined as the amount of heat required to rise the temperature of one kg of water from 14.5 to 15.5C,Also defined based on the heat of combustion of benzoic acid(thermochemical calorie),Standardized in 1956one cal=4.1868 Joules,1焦耳=0.239卡,Joule,Defined as the energy expended when one kg is moved one meter by a force of one Newton,Bioenergetics of Gas Exchange,1 L O,2,=4.825 kcal1 g/atom O,2,=3 mol of ATP,Weight for age,Indicates past or present malnutrition,Used as a population indicator of PEM,Gomez classification:,I7590%,II6074%,III60%,Weight for height,Indicates present nutritional status(wasting),Waterlow classification,Mild:8089%(1 to 2 Z),Moderate:7079(2 to 3 Z),Severe:70(3 Z),Height for age,Indicates chronic growth delay(stunting),Mild:9094%(1 to 2 Z),Moderate:8589%(2 to 3 Z),Severe:85%(40 inches,Women 35 inches,Indirect measure of central adiposity,correlated with visceral fat,Excess fat in the abdomen is an independent predictor of risk factors and morbidity,Nutritional Imbalance and Obesity,High-calorie,high-fat diets,Cafeteria diets,Physical Inactivity,Enforced(postoperative),Aging,Job-related,Genetic(Dysmorphic)Obesities,Autosomal recessive,X-linked,Chromosomal,Treatments for Obesity,Lifestyle modification,Diet,Physical activity,Behavior modification,Pharmacotherapy,Surgery,Lifestyle Modifications Alone May Not Provide Long-Term Results,Diet alone:,75%regain most of their weight by year one,85%90%regain most of their weight by year two,Diet and behavior modification:,71%regain within 30 months,Weight regain greater than initial weight by year five,Diet and behavior modification with exercise:,58%regain weight lost by year two,Obesity and Macronutrients,Obese prefer fattier&sweeter foods more than lean,“Passive”over consumption of calories may occur on high fat diets,Nibbling Versus Gorging,Obese individuals frequently eat fewer meals per day,Of 379 men fed 12 meals per day,they were heavier,had higher cholesterol,and higher glucose than those who ate more frequently,Obesity and Exercise,It is much more effective to eat less than to try to burn off the caloric equivalent,Running a marathon burns about 2600 kcal or the equivalent of 2/3 of a lb.of body fat(7800 kcal/900g),Exercise plays a key role in maintenance of weight loss,Promotes preferential loss of fat stores,May ameliorate obesity-related conditions,Types of Physical Activity,Incidental and fidgeting(Non-exercise activity thermogenesis,NEAT),Lifestyle change,Progressive walking,Traditional exercise,Aerobic dance,Strength training,Sports,How much exercise is needed for weight control?,For cardiovascular and other health benefits,most guidelines have called for 20-30 min of moderate-intensity exercise on most,and preferably all days,2005 IOM and USDA guidelines find that 60 min daily exercise may be needed just to,maintain,weight,90 min to lose,Reduction in time at sedentary activities can also increase EEactand TEE,At least 2 studies have found that kids who watch a lot of TV are more likely to be obese,“Lifestyle”activities(taking stairs,parking farther away,etc)can add up to same EEactas formal exercise,Exercise during weight maintenance-2,National Weight Control Registry(Hill,Wing),Maintainers report weekly EEactof 2800kcal,Thats 400 kcal/d,Equals 4 miles on a treadmill(takes 1hr 4 mph),Health benefits of exercise,Improves body comp(fat,VAT(visceral adipose tissue,muscle),Increases TEE,(RM,Rresting metabolic rate),Increases fitness(VO2max),Improves muscle fiber morphology,Improves insulin sensitivity,Improves plasma lipid profile(HDL,TG),Decreases BP,Improves mood,self-esteem,motivation,WHY DO I EAT-LET ME COUNT THE WAYS,The concept of appropriate/inappropriate eating cues:,Food as a habit,Food as a stress reliever,Food as a reward,Food as a boredom reliever,Food as a social facilitator,Food as love,Food as a mountain,碳水化合物、脂肪、蛋白质均能为机体提供热量，称为热量营养素。当热量营养素提供的总热量与机体消耗的能量平衡时；当三种热量营养素的摄入量的比例为6.5:1:0.7，分别给机体提供的热量为：碳水化合物约占60%-70%、脂肪约占20%-25%、蛋白质约占10%-15%时，各自的特殊作用发挥并互相起到促进和保护作用，这种总热量平衡，热量比例（或热量营养素摄入量的比例）也平衡的情况称为热量营养素构成平衡。,通常，一日三餐热量分配应为：早餐占30%，午餐占40%，晚餐占30%，以保证一天的热平衡。,三大产能物质糖、蛋白质、脂肪在体内释放能量的先后顺序是怎么样的？,顺序为碳水化合物，蛋白质，脂肪，只要C-H充分就先消耗其产热供能，这是最科学最经济的方式，而后两者有另外重要的生理功能，机体一般不会用其产热（说他们是产能营养素是因为他们都可以转化为能量物质，而其他营养素如维生素等就不能转化为能量），就算C-H不足，利用后两者供能是不能完全代谢的，产生除水和CO2以外的小分子物质，如果长期利用后者供能会引起这些小分子物质体内堆积，造成酮症酸中毒等不好的影响，最后体内消耗不完的三大产能营养素都会变成脂肪储存在体内。所以吃饭必须吃一点C-H，其他物质吃多了体内不能消耗会全部转化为脂肪，吃多了不好。,如果减肥做的太过火了，有可能引起机体C-H不足消耗自身蛋白供能，会影响机体正常组织器官和酶激素分泌，影响身体健康，值得关注哦，只有机体适应新的代谢才会代谢一些脂肪（也就是最后才会动员脂肪哦），而往往此时机体一些重要的器官已经受到损伤，可能无法修复。,一般运动一个小时以上才能消耗脂肪！所以要减肥必须运动在一个小时到两个小时，并且当天摄入的热量不能超过消耗的！,在三大能源物质中，脂肪较蛋白质易氧化为能量，但为什么蛋白质在每天人体供能中的消耗量大于脂肪？即人体内消耗物质的顺序就是 糖 蛋白质 脂肪,脂肪作为储存能量的物质，一般是不动员氧化产生能量的.原因是脂肪首先分解成脂肪酸,脂肪酸氧化产生能量的过程是在肝脏中进行的，会产生酮体.酮体必须通过血液循环从肝脏运到身体其他部位才能被氧化.所以如果大量动用脂肪酸，会产生大量酮体，就会有大量的酮体进入血液.酮体为酸性，使人酸中毒.,饥饿时，靠脂肪还是糖元的分解来维持新陈代谢。,先是靠糖元,(主要是ATP)糖元分解完后分解的是蛋白质,大约饥饿3个小时之后才会分解脂肪 所以一般脂肪很难分解掉。,做运动为什么要先空腹吗？首先是为了身体的血循环正常，然后是为了更好的消耗能量！运动首先是消耗原来消耗当天所吃进去的能量，即水分，糖分，蛋白质，一直到消化这些东西了，才是身体原来储存的能量：脂肪！,除了做运动外，人的身体在什么情况下，会自动燃烧体内储存的脂肪,体内血糖不足才会将储存的脂肪转为血糖，这是唯一降脂减肥的方法，通过饮食控制和运动（进出平衡和消除积余）来达到,(二）机体能量储存和转化的载体,三磷酸腺苷(ATP):既是体内重要的储能物质，又是直接的供能物质。,磷酸肌酸(CP):ATP的贮存库。,人体内的三大供能系统,在人体内有三大供能系统，它们是：ATP-磷酸肌酸供能系统、无氧呼吸供能系统和有氧呼吸供能系统。,ATP在肌肉中的含量低，当肌肉进行剧烈运动时，供能时间仅能维持约13秒。之后的能量供应就要依靠ATP的再生。这时，细胞内的高能化合物磷酸肌酸的高能磷酸键水解将能量转移至ADP，生成ATP。磷酸肌酸在体内的含量也很少，只能维持几秒的能量供应。人在剧烈运动时，首先是ATP-磷酸肌酸供能系统供能，通过这个系统供能大约维持68秒左右的时间。,这两项之后的供能，主要依靠葡萄糖和糖元的无氧酵解所释放的能量合成ATP。无氧酵解约能维持23分钟时间。,由于无氧呼吸产生的乳酸易导致肌肉疲劳，所以长时间的耐力运动需要靠有氧呼吸释放的能量来合成ATP。,综上所述，短时间大强度的运动，如50米、100米短跑、跳跃、举重，主要依靠ATP-磷酸肌酸供能；长时间低强度的运动，主要靠有氧呼吸提供能量；介于二者之间的较短时间的中强度运动，如400m、800m、1500m跑，100m、200m游泳，则主要由无氧呼吸提供能量。,运动项目,总需氧量（升）实际摄入氧量（升）血液乳酸增加量马拉松跑,600 589 略有增加,400米跑,16 2 显著增加,100米跑,8 0 未见增加,剧,烈运动呼吸底物主要是糖。但在长时间剧烈运动时，如马拉松式的长跑运动，人体内贮存的糖是不够用的，在消耗完贮存的糖类物质后，就动用体内贮存脂肪和脂肪酸。,一、运动时供能系统的动用特点,(一)人体骨骼肌细胞的能量储备,(二)供能系统的输出功率,运动时代谢供能的输出功率取决于能源物质合成ATP的最大速率。,(三)供能系统的相互关系,1运动中基本不存在一种能量物质单独供能的情况，肌肉可以利用所有能量物质，只是时间、顺序和相对比率随运动状况而异，不是同步利用。,2最大功率输出的顺序，由大到小依次为：磷酸原系统糖酵解系统糖有氧氧化脂肪酸有氧氧化，且分别以近50的速率依次递减。,3当以最大输出功率运动时，各系统能维持的运动时间是：磷酸原系统供极量强度运动68秒；糖酵解系统供最大强度运动3090秒，可维持2分钟以内；3分钟主要依赖有氧代谢途径。运动时间愈长强度愈小，脂肪氧化供能的比例愈大。脂肪酸是长时间运动的基本燃料。,4由于运动后三磷酸腺苷(ATP)、磷酸肌酸(CP)的恢复及乳酸的清除，须依靠有氧代谢系统才能完成，因此有氧代谢供能是运动后机能恢复的基本代谢方式。,二、不同活动状态下供能系统的相互关系,安静时，不同强度和持续时间的运动时，骨骼肌内无氧代谢和有氧代谢供能的一般特点表现如下。,(一)安静时：,安静时，骨骼肌内能量消耗少，ATP保持高水平；氧的供应充足，肌细胞内以游离脂肪酸和葡萄糖的有氧代谢供能。线粒体内氧化脂肪酸的能力比氧化丙酮酸强，即氧化脂肪酸的能力大于糖的有氧代谢。在静息状态下，呼吸商为07，表明骨骼肌基本燃料是脂肪酸。,(二)长时间低强度运动时：,在长时间低强度运动时，骨骼肌内ATP的消耗逐渐增多，ADP水平逐渐增高，NAD+还原速度加快，但仍以有氧代谢供能为主。血浆游离脂肪酸浓度明显上升，肌内脂肪酸氧化供能增强，这一现象在细胞内糖原量充足时就会发生。同时，肌糖原分解速度加快，加快的原因有两点：,（1）能量代谢加强。,(2)脂肪酸完全氧化需要糖分解的中间产物草酰乙酸协助才能实现。,在低强度运动的最初数分钟内，血乳酸浓度稍有上升，但随着运动的继续，逐渐恢复到安静时水平。,(三)大强度运动：,随着运动强度的提高，整体对能量的要求进一步提高，但在血流量调整后，机体对能量的需求仍可由有氧代谢得到满足，即有氧代谢产能与总功率输出之间保持平衡。在这类运动中，血乳酸浓度保持在较高的水平上，说明在整体上基本依靠有氧代谢供能时，部分骨骼肌内由糖酵解合成ATP。血乳酸浓度是由运动肌细胞产生乳酸与高氧化型肌细胞或其他组织细胞内乳酸代谢之间的平衡决定的。,（四）,短时间激烈运动时：,在接近和超过最大摄氧量强度运动时，骨骼肌以无氧代谢供能。极量运动时，肌内以ATP、CP供能为主。超过10秒的运动，糖酵解供能的比例增大。随着运动时间延长，血乳酸水平始终保持上升趋势，直至运动终止。,总之，短时间激烈运动(10秒以内)基本上依赖ATP、CP储备供能；长时间低、中强度运动时，以糖和脂肪酸有氧代谢供能为主；而运动时间在10秒10分内执行全力运动时，所有的能源储备都被动用，只是动用的燃料随时间变化而异：运动开始时，ATP、CP被动用，然后糖酵解供能，最后糖原、脂肪酸、蛋白质有氧代谢也参与供能。运动结束后的一段时间，骨骼肌等组织细胞内有氧代谢速率仍高于安静时水平，它产生的能量用于运动时消耗的能源物质的恢复，如磷酸原、糖原等。,Total energy needs of a healthy individual are the sum of different components which can be divided into 4 main sub-groups:Basal metabolic rate(BMR),diet induced,thermogenesis(DIT),physical activity(PA)and growth.,饲料的总能（GE）,可消化能（DE）,代谢能（ME）,净能（NE）,粪便含能量（FE）,来自饲料,来自机体组织,特殊动力作用(SDE),排泄能（EE）,尿中能量（UE）,发酵能（Eg）,维持能量（NEm）,生产能量（NEp）,基础代谢,活动代谢,生长,繁殖,代谢能（ME）,GEFEUE-Eg,意即可被吸收供代谢的三大营养素所含的能量。,可消化能（DE）,GEFE，即已消化吸收养分所含总能量能量。,净能（NE）,=,ME-SOE,特殊动力作用,（叫体增热），是动物摄食后机体产热的增加量。,总能（GE）,是指一定量饲料或饲料原料中所含的全部能量，即饲料中三大能源物质完全氧化所释放出来的全部能量。,（三）饲料总能量的去路,能源物质释放的能量有50%转化为热能，其余以自由能形式贮存于ATP中。除骨骼肌运动时所完成的机械功外，其余的自由能最终也转变为热能。,每克蛋白质可提供16.75焦耳的热能（4卡）,通常情况下，成人每日每公斤体重为08克1克，如以摄入植物性蛋白为主，可酌情增量，一般来说，18岁40岁成年男性，体重以60千克计算，每日蛋白质的供给量应为70克105克；18岁40岁的成年女性，体重以53千克计算，每日蛋白质的供给量应为60克85克。,脂类的主要功能是供给热能。每克脂肪产热37.68焦耳（9卡），是产热最高的营养物质。一般成人每日摄入量08克公斤体重为宜。,每克可提供16.75焦耳的热能（4卡）。,人在进食之后的一段时间内，即从进食后1小时左右开始，延续7-8小时，虽然同样处于安静状态，但所产生的热量要比未进食时有所增加。可见这种额外的能量消耗是由进食所引起的。食物的这种刺激机体产生额外能量消耗的作用，称为食物的特殊动力效应specific dynamic action，SDA)。尽管有关食物特殊动力效应产生的确切机制目前尚未清楚，人体摄食后，消化系统对食物中的营养素进行消化、吸收；转运到血液循环系统后，还需要进一步代谢和转化、排泄，这一过程看似简单，其实与许多系统和器官的功能有关，特别是肝脏、内分泌系统和泌尿系统。因此，这一过程是需要额外消耗能量的。,食物特殊动力作用所引起的能量额外消耗平均为150200kcal，约相当于总能量消耗的10%。,Equation for Prediction of TEE:General Models,02 Years of Age,TEE=89 x Weight 100,Ages 3 Years and Over,TEE=A+B x Age+PA x(D x Weight+E x Height),AConstant term,BAge coefficient,PAPhysical activity coefficient,DWeight coefficient,EHeight coefficient,Energy Allowances,Factors Affecting Energy Requirements,特殊动力效应最强的食物是,A.蛋白质B.脂肪C.糖D.盐类E.维生素,食物特殊动力作用是营养素在体内的代谢过程，如合成、分解、储存、转运、排泄等耗能差异所引起的。另外，消化液的分泌、胃肠道的蠕动等能量的消耗也属于食物特殊动力作用的额外消耗。,不同的成分其食物的热效应不等。以蛋白质的食物热效应最大，可达自身能量的30%以上；脂肪的食物热效应最少为4%5%；碳水化合物为5%6%。这与营养素消化吸收后转变成ATP的量、以及转变成组织成分时消耗的能量有关。,人体的能量来源于食物中蛋白质、脂肪和碳水化物三大热能营养素。中国营养学会推荐，蛋白质、脂肪和碳水化物占总热能的适宜比例分别为10%-14%、20%-25%和60%-70%。,由于存在食物的特殊动力效应，进食时应注意:,选项:,A.增加蛋白质的摄入量B.适当增加能量摄人总量C.调整各种营养成分的摄入比例D.适当减少能量摄人总量E.细嚼慢咽，以减少这种特殊动力效应,高热患者：,鸡蛋中的蛋白质为完全蛋白质，进入机体可分解产生较多的额外热量，称之为食物的特殊动力效应。这种特殊动力效应以蛋白质效应最大，增加热量的效应可达30%左右。所以，发热患者吃鸡蛋后体内产热增加，散热减少，如同火上浇油，于退烧不利,因此当孩子发烧时，年轻的父母总得给孩子吃上几个鸡蛋，目的是增加蛋白质，补充营养，有利于健康。殊不知这是一种事与愿违的做法。不利于儿童健康。孩子发烧时宜多饮温开水，增食水果、蔬菜及低蛋白质的食物，才有利于早日康复。,我国营养学者主张一般膳食的食物特殊动力作用约占总热能需要量的6%。计算方法：,设 A为一日热能需要量；,C为生活观察一日热能消耗量；,6A/100为食物特殊动力作用。,计算式为：A=C+6A/100,简化之则得：A=10C/9.4,二、能量代谢测定的基本概念,1.食物的热价：1g某种食物氧化(或在体外燃烧)时所释放的能量称为该种食物的热价。,热价：生物热价食物在体内氧化释放的能量,物理热价食物在体外燃烧释放的能量,蛋白质：生物热价物理热价,2.食物的氧热价：)：某种食物氧化时消耗1L氧所产生的能量，称为该种食物的氧热价。,3.呼吸商：在一定时间内，机体营养物质氧化时所产生的CO2产量与耗O2量的比值。,RQ=,产生CO,2,的mol数,消耗 O,2,的mol数,=,消耗 O,2,的ml数,产生CO,2,的ml数,糖RQ：,1.00,；,蛋白质RQ：,0.80,；,脂肪RQ：,0.71,正常人进食混合食物时,，,RQ：,0.85,根据呼吸商的数值来推测机体利用能量的主要来源。,RQ影响因素：,1）营养物质之间相互转化,2）额外CO,2,的产生,3）某些病理状态的影响,测定RQ的意义：,测定RQ可以帮助估计在某一段时间内机体氧化营养物质的种类和它们的大致比例。例如，RQ接近于1.0，提示体内氧化的营养物质以糖类为主；若RQ接近于0.71，则表示机体以脂肪氧化供能为主；而机体处在长期饥饿情况下，能量将主要来自本身蛋白质的分解，此时RQ接近于0.80。当机体的糖大量地向脂肪转化时，糖分子含氧量高于脂肪和蛋白质，其代谢释放的氧较多，使氧耗量减少，故RQ加大，可达1.30。糖尿病患者由于含氧量少的脂肪和蛋白质转化为含氧量较多的糖，使氧耗量增多，故RQ减少，可低于0.71。此外，测定RQ可推测器官的代谢过程，如以单位时间的血流量和动静脉间的O2和CO2差值计算脑的RQ为0.910.97，表明脑的供能物质以糖为主。,三、能量代谢的测定原理及方法,（一）直接测热法,原理：能量守恒定律,食物中的化学能,热能,所作功,能量代谢率：,机体,单位时间内所消耗的能量。,单位：kJ(m2h),能量代谢率体表面积,方法：,测定整个机体在单位时间内发散的总热量,因为机体消耗的能量是以热能的形式散发于体外，所以，将机体置于热量计（如测热室）中，就可收集和直接测定一定时间内机体散发的总热量，此热量就是能量代谢率，这就是直接测热法。,Limitations of Previous Approach,BMR not constant throughout the day,Unreliable data on energy cost of physical activities,and only estimated for selected activities,EPOC,fidgeting,other involuntary activities not accounted for,Excess post-exercise oxygen consumption,(EPOC)is a measurably increased rate of,oxygen,intake following strenuous,activity,intended to erase the bodys oxygen debt.In historical context the term oxygen debt was popularized to explain or perhaps attempt to quantify,anaerobic energy,expenditure,particularly in regards to,lactic acid,/,lactate,metabolism;in fact,the term oxygen debt is still widely used to this day.Direct and indirect,calorimeter,experiments have however,definitively disproved any association of lactate metabolism as causal to an elevated oxygen uptake,直接测热的装置较为复杂，主要用于研究肥胖和内分泌系统障碍等。,（二）间接测热法,C,6,H,12,0,6,+6 0,2,6 C0,2,+6 H,2,0 +,热量,原理：定比定律。,是测定机体在一定时间内的耗氧量和二氧化碳排出量来计算机体的产热量。,1、与间接测热法有关的几个概念,热价,1g某种营养物质氧化时释放的热量。,氧热价,某种营养物质在氧化分解时每消耗1L氧所,产生的热量。,呼吸商,（RQ)一定时间内机体呼出的CO,2,与消耗的,氧的比值。,非蛋白呼吸商,(NPRQ)能源物质除去蛋白质外的呼,吸商。,RQ：糖：1.0 蛋白质：0.8 脂肪：0.71 混合食物：0.85,(1).测出机体一定时间内的耗氧量和CO,2,产量，测出尿氮排出量。,(2).据尿氮排出量计算蛋白质氧化产热量和NPRQ。(1g尿氮相当于氧化分解 6.25g蛋白质，查表计算蛋白质的产热量、耗氧量、CO,2,产生量）,(3).根据NPRQ查出对应的非蛋白食物产热量。,(4).算出总的产热量(即蛋白质食物产热量+非蛋白食物产热量)。,2 间接测热法一般步骤：,(1)测定机体在一定时间内的耗O,2,量和CO,2,产生量,方法：闭合式测定法,Selection of Approach for Current Revision,Use energy expenditure to estimate dietary energy requirements,Use total daily energy expenditure(TEE)measured by the doubly-labeled water technique,BMI,Strengths,Recognized link to health outcomes,Reflects relationship of weight and height,Good population data in U.S.and other countries,Limitations,Not best indicator of body adiposity,Cutoffs may not be valid across populations,Some difficulty in defining cutoff points in children and across populations/countries,临床上通常只使用肺量计来测量耗氧量。,实验动物或人从一个闭合装置（通常用肺量计，图7-1）中不断摄取O2，呼出的CO2被装置中的CO2吸收剂吸收。随着呼吸的变化，浮筒内的氧逐渐减少，而呼出的CO2又被吸收，因此描笔记录的曲线逐渐下降。根据描笔下降高度，算出一定时间（通常为6min）内的耗氧量。此法主要用于安静状态下能量代谢的测定，临床上常用闭合式测热法来测定基础代谢率。,开放式测定法：,条件：呼吸空气；,测定：呼出气的量及其中O2及CO2的容积百分比。在呼吸空气条件下，将受试者一定时间内的呼出的气体收集于气袋中，用气体分析仪分析呼出气中的O2和CO2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。再根据两者的差值，计算出该时间内的耗O2量和CO2产生量。此法可用于安静状态或各种运动程度的能量代谢的测定，特别适用于劳动或运动时能量代谢的测定。,测算原则,实验测得的尿氮量和一定时间（通常为24h）内的耗O2量和CO2产生量,假定某受试者24小时的耗O,2,量是400L，CO,2,产量,为340L。经测定尿氮排出量为12g，计算该受试,者24小时的能量代谢值。,(1)蛋白质代谢：氧化量=126.25g=75g,产热量=18kJ/g（生物热价）75g,=1350kJ,耗氧量=0.95L/g75g=71.25L,CO,2,产量=0.76L/g75g=57L,(2)非蛋白代谢：耗O,2,量=400L-71.25L=328.75L,CO,2,产量=340L-57L=283L,PRQ=283L328.75=0.86,举例：,(3)根据NPRQ的氧热价计算非蛋白代谢的产热量,查表7-2，NPRQ为0.86，氧热价为20.40kJ/L。,所以，非蛋白代谢产热量=328.75L20.40kJ/L,=6706.5kJ,(4)24小时产热量=1350+6706.5=8056.5（kJ）,根据尿氮含量（蛋白质分子中含16%的N2，1g尿氮相当于氧化分解6.25g蛋白质。,尿氮的主要来源就是蛋白质分解蛋白质有合成增加需求的话，机体会自动作出调整，使蛋白质分解减少，这样尿氮就减少了。,食物蛋白质中所含的氮，我们称之为膳食氮，蛋白质分解产物从粪便及尿中排出，这些氮分别称粪氮及尿氮,当摄入氮大于排出氮时，称正氮平衡，反之称负氮平衡,简化测算法,将机体总RQ看成NPRQ，测定一定时间（通常为24h）内的耗O2量和CO2产生量，即可计算出机体的产热量。因为，一般情况下，人体内蛋白质氧化供能很少，且较稳定，故尿氮量的测定可省略。用简化法计算的产热量数值与理论测算的产热量数值颇为相近，其误差值在1%2%。,临床简便测算法,一般情况下，人们吃的都是混合食物，其NPRQ为0.85，与此相应的氧热价为20.34kJ/L，因此，用肺量计测得一定时间（通常测6min，再换算成24h）的耗O2量后，便可计算产热量。即：24h产热量=20.34kJ/L耗O2量(L)。,总之，上述测算法都是以定比定律为基础，均要测定机体在一定时间内的耗O2量，最后计算机体在24h的产热量。三种测算法均可反映机体的能量代谢状态，但在临床实践中以临床简便测算法的应用最广泛，因为该测算法的方法简单，测算方便，所得数值与理论测算和简化测