生理學/能量代謝

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生理學

能量代謝和體溫
- 能量代謝
- 體溫及其調節

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和 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它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，熱能不能轉化為其它形式的能，不能用來作功。