能量代谢nengliang daixie

指在代谢过程中能量的释放、转化、储存和利用的种种反应。为了便于描述，有人把新陈代谢分为物质代谢和能量代谢两个方面，实际上这两者是伴随进行的，是不可分的(参见“新陈代谢”条)。

能量代谢energy metabolism

物质代谢过程中能量的释放和储存、转化和利用以及向体外发散的过程。动物不断地从外界摄取糖、蛋白质、脂肪等营养物质，这些物质都含有各种生理活动所需的能量。它们在体内经过一系列的生物氧化过程，最终产生水和二氧化碳，蛋白质还产生尿素等含氮废物，同时释放出能量，放出的能量有一部分是热能，用以维持体温，另一部分是化学能。化学能以高能磷酸键的形式贮存到ATP中，作为机体各种活动的能源。机体摄入的营养物质中的化学能基本上等于所释放的热能加上所作的外功。如果机体消耗的能量少于摄入的能量，则体内有物质积累，体重增加，如果摄入的能量少于所消耗的能量，则表示体内物质分解，体重减轻。
能量来源和转换 糖是机体的重要能源。葡萄糖在供氧不足状态下，只能分解到乳酸，释放的能量很少，仅占有氧氧化的1/18，这一供能途径称为糖的无氧酵解。葡萄糖在供氧充分条件下经过一系列生物氧化过程，最终分解为二氧化碳和水，并释放大量的能，生成大量ATP，这种分解供能的途径称为糖的有氧氧化。在一般生理情况下，绝大多数组织细胞有足够的氧供应，能通过有氧氧化获能，维持能量代谢。
脂肪即甘油三酯也是重要的能源，氧化时释放的能量约为糖的2.25倍。脂肪分解为脂肪酸和甘油。游离脂肪酸在血液中与清蛋白结合被运输，并在肝脏和其他组织中氧化分解供能。甘油则在ATP的作用下成为磷酸酯，参与糖酵解过程。
蛋白质主要用于重新合成细胞成分以实现自我更新，也用于合成酶、激素等生物活性物质。但在糖、脂肪供应不足时，也可作为能源物质。
当上述营养物质在体内氧化时，其总能量的50%以上转化为热能，用以维持体温。其余不到50%是可以作功的化学能，以ATP的形式储存起来。细胞利用ATP降解所释放的化学能，转变为促进肌肉收缩的机械能、神经冲动传导的电能、合成代谢的化学能、吸收分泌的渗透能等。除骨骼肌运动时所完成的机械功以外，其余生理活动所利用的能量，最后都能转化为热能而散发于外界。
能量代谢的测定方法 直接测热法： 将受试动物放在一个密闭并有隔热装置的小室内，小室上部装有导热性能好的金属流水管道，当受试动物散热时，管道中循环着的流水被加热，根据一定时间内管道中的水流量和水流温度升高的度数，直接计算受试动物在单位时间内散发的总热量。直接测热法装置庞大，结构复杂，操作不便，现常用间接测热法。间接测热法：根据动物单位时间消耗的氧量和排出的二氧化碳量，计算二氧化碳产生量对耗氧量之比，即呼吸商(CO2/O2)，然后，间接地推算机体的产热量的一种方法。其测定方式有两种。❶闭合式： 受试动物禁闭于呼吸室内，通过封闭式的空气流通装置，动物不断吸入氧，呼出二氧化碳。根据进入呼吸室和从呼吸室排出气体的体积和成分的变化，可计算一定时间内动物呼出的二氧化碳量和消耗的氧量，然后算出呼吸商和产热量。
❷开放式： 受试动物带上面罩，吸入空气，呼出的气体收集于一容器（贮气袋）内，根据动物带面罩时间以及在此期间收集的呼出气体容积和成分的变化，算出单位时间内动物的耗氧量和二氧化碳产生量。然后算出呼吸商和产热量。
在应用间接测热法测定能量代谢时，除需算出呼吸商以外，还需知道食物的卡价和氧的热价。食物的卡价（热价）即一克营养物质氧化或燃烧时所释放的热量。氧的热价（氧热当量）即某种营养物质在体内氧化时，每消耗一升氧所产生的热量。不同营养物质的卡价、氧的热价和呼吸商是不同的（见表）。

糖、蛋白质和脂肪的卡价、氧的热价和呼吸商

能量代谢

生命最基本的特征是新陈代谢。新陈代谢，简单地说就是新老交替，机体不断自我更新的过程，它包括合成代谢（同化作用）和分解代谢（异化作用）两个方面。机体不断从外界环境中摄取营养物质，合成自身新的物质，并储存能量，这叫作合成代谢；机体不断分解自身旧的物质，将分解产物排出体外，并释放出能量供机体完成各种生命活动的需要，这叫作分解代谢。一般地讲，物质合成时都要吸收能量，而物质分解时都要释放能量，因此物质变化和能量转移总是密切联系着的。通常把生物体内物质代谢过程中所伴随着的能量释放、转移和利用，称为能量代谢。分解代谢所释放的能量中，约有61%迅速转化为热能，热能不能用来作功，只能发散到外界环境中去，约有31%是可以作功的自由能，自由能的载体就是三磷酸腺苷(ATP)，细胞可利用ATP所载荷的自由能完成各种生理活动，如合成机体的组成成分（化学能）、完成各种离子的跨膜主动转运，以保持膜两侧的离子浓度差（转运能）、完成肌肉收缩（机械能）。但总的看来，除骨骼肌运动时所完成的机械外功以外，其余在体内完成的各种化学功、转运功和机械内功最后也都转变为热能。如果机体处于休息状态，肌肉基本不作功，这时机体所消耗的能量完全以热能的形式散发到外环境中去，因此，生理学家通过测定机体在单位时间内向外环境发散的热量来计算能量代谢率。如果测定完成一定外功情况下的能量代谢率，则应将机械外功换算成热能，一并计入。

能量代谢

指机体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移和利用及机体与外界环境间的能量交换过程。机体的能量来源于糖、脂肪和蛋白质。这些能源物质分子结构中的碳氢键中蕴藏着化学能，在氧化过程中碳氢键断裂，生成水和二氧化碳，同时释放出能量。糖是机体内重要的能源，中国人所摄取的食物中，糖的比例最大。一般机体所需能量的70%以上是由食物中的糖提供的。机体的脂质分为组织脂质和贮存脂质两部分。组织脂质主要是类脂质(包括胆固醇、磷脂等)，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。贮存脂质主要是脂肪(亦称中性脂肪或甘油三酯，即三酰基甘油)。在全部贮存脂质中，脂肪约占98%；其中不仅有来自食物的，即外源性脂肪，还有糖和氨基酸在体内转变成的，即内源性脂肪。所以，脂肪是体内各种能源物质贮存的主要形式。脂肪通常贮存在皮下组织、内脏器官周围、胃肠系膜、肌间质等处。脂肪在体内的贮存量很大，成年男子约占体重的10～20%，女子更多些。脂肪在需要时可迅速分解成甘油和脂肪酸，经血液运送到各组织以供利用。蛋白质主要是由氨基酸组成的，在蛋白质代谢过程中也主要是利用氨基酸进行合成与分解代谢。体内可利用的氨基酸有两种来源：一是食物蛋白消化后经小肠吸收入体内，二是机体在代谢中，组织细胞内蛋白质分解所产生的。这两种氨基酸混合起来，主要用于重新合成细胞成分以实现自身更新，也可以作为机体的能源物质，但这是其次要功能。各种能源物质在体内氧化所释放出的能量，其50%以上迅速转化成热能以维持体温，不足50%的为“自由能”。这部分自由能的载体是三磷酸腺苷(ATP)，机体细胞利用三磷酸腺苷所载荷的自由能完成各种化学功。

能量代谢energy metabolism

物质代谢中能量的贮存、释放、转移和利用的过程。绿色植物和土壤微生物可将辐射到地面的一部分太阳能转变成化学能（合成高能键）贮藏在有机物中，又通过土壤中化能有机营养型微生物分解有机化合物，以及少量化能无机营养型微生物对某些无机盐类(NH₃、NO₂^-、N₂S、Fe²⁺等)的氧化过程，释放出能量。动物体内的营养物质(糖、脂肪、蛋白质)在生物氧化过程中，产生二氧化碳和水（蛋白质还产生尿素等）的同时，释放出能量，其中一部分以热能的形式向体外发散，用以维持体温；另一部分为化学能，以高能磷酸键的形式贮存于腺苷三磷酸(ATP)和磷酸肌酸中，供细胞成分的合成、肌肉的舒缩活动和细胞膜对物质的主动转运等利用。ATP在生物体内的能量代谢中起着重要作用。