生理學/影響能量代謝的因素

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生理學

能量代謝和體溫
- 能量代謝
  - 能量代謝測定的原理和方法
  - 影響能量代謝的因素
  - 基礎代謝

（一）肌肉活動

肌肉活動對能量代謝的影響最為顯著。機體任何輕微的活動都可提高代謝率。人在運動或勞動時耗量顯著增加，因為肌肉活動需要補給能量，而能量則來自大量營養物質的氧化，導致機體耗氧量的增加。機體耗氧量的增加與肌肉活動的強度呈正比關係，耗氧量最多右達安靜時的10-20倍。肌肉活動的強度稱為肌肉工作的強度，也就是勞動強度。勞動強度通常用單位時間內機體的產熱量來表示，也就是說，可以把能量代謝率作為評估勞動強度的指標。從表7-3可以看出勞動強度或運動時的能量代謝率的增長情況。

表7-3 運動或勞動時的能量代謝率

機體的狀態	產熱量
平均（kJ/m².min）
躺臥	2.73
開會	3.40
擦窗子	8.30
洗衣	9.98

(二)精神活動

腦的重量只佔體重的2%，但在安靜狀態下，卻有15%左右的循環血量進入腦循環系統，這說明腦組織的代謝水平是很高的。據測定。在安靜狀態下，100g腦組織的耗氧量為3.5ml/min（氧化的葡萄糖量為4.5mg/min），此值接近安靜肌肉組織耗氧量的20倍，腦組織的代謝率雖然如此之高，但據測定，在睡眠中和在活躍的精神活動情況下，腦中葡萄糖的代謝率卻幾乎沒有差異。可見，在精神活動中，中樞神經系統本身的代謝率即使有些增強，其程度也是可以忽略的。人在平靜地思考問題時，能量代謝受到的影響並不大，產熱量增加一般不超過4%。但在精神處於緊張狀態，如煩惱、恐懼或強烈情緒激動時，由於隨之出現的無意識的肌緊張以及刺激代謝的激素釋放增多等原因，產熱量可以顯著增加。因此，在測定基礎代謝率時，受試者必須摒除精神緊張的影響。

（三）食物的特殊動力作用

在安靜狀態下攝入食物後，人體釋放的熱量比攝入的食物本身氧化後所產生的熱量要多。例如攝入能產100kJ熱量的蛋白質後，人體實際產熱量為130kJ，額外多產生了30kJ熱量，表明進食蛋白質後，機體產熱量超過了蛋白質氧化後產熱量的30%。食物能使機體產生「額外」熱量的現象稱為食物的特殊動力作用（specific dynamic action）。糖類或脂肪的食物特殊動力作用為其產熱量的4%-6%，即進食能產100kJ熱量的糖類或脂肪後，機體產熱量為104-106kJ。而混合食物可使產熱量增加10%左右。這種額外增加的熱量不能被利用來作功，只能用於維持體溫。因此，為了補充體內額外的熱量消耗，機體必須多進食一些食物補充這份多消耗的能量。

食物特殊動力作用的機制尚未完全了解。這種現象在進食後1h左右開始，並延續到7-8h。有人將胺基酸注入靜脈內，可出現與經口給予相同的代謝率增值現象，這些事實使人們推想，食後的「額外」熱量可能來源於肝處理蛋白質分解產物時「額外」消耗的能量。因此，有人認為肝在接脫氨基反應中消耗了能量可能是「額外」熱量產生的原因。

（四）環境溫度

人（裸體或只著薄衣）安靜時的能量代謝，在20-30℃的環境中最為穩定。實驗證明，當環境溫度低於20℃時，代謝率開始有所增加，在10℃以下，代謝率便顯著增加。環境溫度低時代謝率增加，主要是由於寒冷刺激反射地引起寒戰以及肌肉緊張增強所致。在20-30℃時代謝穩定，主要是由於肌肉鬆馳的結果。當環境溫度為30-45℃時，代謝率又會逐漸增加。這可能是因為體內化學過程的反應速度有所增加的緣故，這時還有發汗功能旺盛及呼吸、循環功能增強等因素的作用。