能量代謝 

 新陳代謝是機體生命活動的基本特徵,新陳代謝包括物質代謝與相傳伴的能量代謝,簡稱代謝。

 

 糖、脂肪、蛋白質三種營養物質,經消化轉變成為可吸收的小分子營養物質而被吸收入血。在細胞中,這些營養物質經過同化作用(合成代謝),構築機體的組成成分或更新衰老的組織;同時經過異化作用(分解代謝)分解為代謝產物。合成代謝和分解代謝是物質代謝過程中互相聯繫的、不可分割的兩個側面。

 

 在分解代謝過程中,營養物質蘊藏的化學能便釋放出來。這些化學能經過轉化,便成了機體各種生命活動的能源,所以說分解是代謝的放能反應。而在合成代謝過程中,需要供給能量,因此是吸能反應。可見,在物質代謝過程中,物質的變化與能量的代謝是緊密聯繫著的。生物體內物質代謝過程中所伴隨的能量釋放、轉移和利用等,稱為能量代謝(energy metabolism)。

 

 機體所需的能量來源於食物中的糖、脂肪和蛋白質。這些能源物質分子結構中的碳氫鍵蘊藏著化學能,在氧化過程中碳氫鍵斷裂,生成CO2 H2O,同時釋放出蘊藏的能。這些能量的50%以上迅速轉化為熱能,用於維持體溫,並向體外散發。其餘不足50%則以高能磷酸鍵的形式貯存於體內,供機體利用。體內最主要的高能磷酸鍵化學物是三磷酸腺苷( 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、各種生物活性物質和其他一些物質;細胞利用ATP去進行各種離子和其他一些物質的主動轉運,維持細胞兩側離子濃度差所形成的勢能;肌肉還可利用ATP所載荷的自由能進行收縮和舒張,完成多種機械功。總的看來,除骨骼肌運動時所完成的機械功(外功)以外,其餘的能量最後都轉變為熱能。例如心肌收縮所產生的勢能(動脈血壓)與動能(血液流速),均於血液在血管內流動過程中,因克服血流內、外所產生的阻力而轉化為熱能。在人體內,熱能是最「低級」形式的能,熱能不能轉化為其他形式的能,不能用來作功。

 

 本節主要敍述整個機體的能量代謝測定的原理與方法,基礎代謝以及機體在某些狀態下的代謝等問題,不涉及能量代謝的各個方面。

 

 通用的法定計量的熱量單位為焦耳(Joules.J)。過去熱量單位是卡或千卡,1=4.187焦耳,1千卡=4.187千焦耳(kJ)。1焦耳/s1瓦特。

 

 




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