生理學/基礎代謝

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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

基礎代謝（basal metabolism）是指基礎狀態下的能量代謝。基礎代謝率（basal metabolic rate,BMR）是指單位時間內的基礎代謝，即在基礎狀態下，單位時間內的能量代謝。所謂基礎狀態是指人體處在清醒而又非常安靜、不受肌肉活動、環境溫度、食物及精神緊張等因素的影響時的狀態。測定基礎代謝率，要在清晨末進餐以前（即食后12-14h）進行。前一日晚餐最好是清淡菜肴，而且不要吃得太飽，這樣，過了12-14h ，胃腸的消化和吸收活動已基本完畢，也排除了食物的特殊動力作用的影響。測定之前不應做劇烈的活動，而且必須靜臥半小時以上。測定時平臥，全身肌肉要松馳，盡量排除肌肉活動的影響。這時還應要求受試者排除精神緊張的影響，如摒除焦慮、煩惱、恐懼等心理活動。室溫要保持在20-25℃之間，以排除環境溫度的影響。基本條件下的代謝率，比一般安靜時的代謝率可低些（比清醒安靜時低8%-10%）。基礎代謝率以每小時，每平方米體表面積的產熱量為單位，通常以kJ/m².h來表示。要用每平方米體表面積而不用每公斤體重的產熱量來表示，是因為基礎代謝率的高低與體重并不成比例關系，而與體表面積基本上成正比。

表7-4 人體產熱量和體表面積的關系

測定人數	平均體重（kg）	體重范圍	kJ/m².24h
6	48.7	40-50	3860
41	53.4	50-60	3827
164	64.5	60-70	3881
24	74.7	70-80	3868
8	83.7	80-90	3868
平均			3860

若以每公斤體重的產熱量進行比較，則小動物每公斤體重的產熱量要比大動物高得多。若以每平方米體表面積的產熱量進行比較，則不論機體的大小，各種動物每平方米小時的產熱量很相近。在人體上測定的結果也表明了這一事實（表7-4）。因此，用每平方米體表面積標準來衡量能量代謝是比較合適的。

受試者體表面積的測定繁瑣而不易進行，鑒于體表面積與身高、體重之間有一定的相關關系，因此，有人對一定的人群作過測定后，從身高、體重推算出體表面計算的經驗公式。最基本的是Meeh的算式：

S=KW^2/3

式中，S為體表面積，W為體重（kg），K為不同種屬動物的常數。

計算人的體表面積在DuBois的身長體重算式：

S=W^0.425×H^0.725×K

式中，S為體表面積（m²），W為體重（kg），H為身長。K為不同人種的常數。我國人的體表面積可根據下列Stevenson算式來計算：

體表面積（m²）=0.0061×身長（cm）+0.0128×體重（kg）-0.1529

另外，體表面積還可根據圖7-3直接求出。其用法是，將受試者的身高和體重在相應兩條列線的兩點連成一直線，引直線與中間的體表面積列線的交點就是該人的體表面積。有意義的事實是：肺活量、心輸出量、主動脈和氣管的橫截面、腎小球濾過率等都與體表面積有一定的比例關系。］

通常采用前述簡略法來測定和計算基礎代謝率。下面舉一實例供參考。

某受試者，男性，20歲。在基礎狀態下，1h的耗氧量為15L。非蛋白呼吸商定為0.82，氧熱價為20.20,所以1h的產熱量為：

20.20×15=303kJ

此人的體表面積為1.5m²,從而1h內每平方米體表面積拉熱量，即基本代謝率為：303÷1.5=201.8kJ/m².h

20歲男子的正常基礎代謝率為157.8kJ/m².h，所以此人超出正常值的數字為（201.8-157.8）=44.0，超出正常值的百分數為：

44．0×100/157.8%=27.8%

即+27.8%

體表面積測算用圖

圖7-3 體表面積測算用圖

實際測定結果表明，基礎代謝率隨性別、年齡等不同而有生理變化。當甚情況相同時，男子的基礎代謝率平均比女子的高；幼年人比成年人的高；年齡越大，代謝率越低，但是，同一個體的基礎代謝率，只在測定時的條件完全符合前述的要求，則有不同時日重復測定的結果基本上無差異。這就反映了正常人的基礎代謝率是相當穩定的。

關于我國正常人基礎代謝率的水平，男女各年齡組的平均值如表7-5所示。

一般來說，基礎代謝率的實際數值現上述正常的平均值比較，相差±10%-15%之內，無論較高或較低，都不屬病態。當相差之數超過20%時，才有可能是病理變化。在各種疾病中，甲狀腺功能的改變總是伴有基礎代謝率異常變化。甲狀腺功能低下時，基礎代謝率將比正常值低20%-40%；甲狀腺功能亢進時的基礎代謝率將比正常值高出25%-80%（圖7-4）。因此，基礎代謝率的測量是臨床診斷甲狀腺疾病的重要輔助方法。其它如腎上腺皮質和垂體的功能低下時，基礎代謝率也要降低。

表7-5 我國人正常的基礎代謝率平均值（kJ/m².h）

年齡　11-15　16-17　18-19　20-30　31-40　41-50　51　以上

男性　195.5　193.4　166.2　157.8　158.7　154.1　149.1

女性　172.5　181.7　154.1　146.4　142.4　142.4　138.6

當人體發熱時，基礎代謝率將升高。一般說來，體溫每升高1℃，基礎代謝率可升高13%。其它如糖尿病、紅細胞增多癥、白血病以及伴有呼吸困難的心臟病等，也伴有基礎代謝率升高。當機體處于病理性饑餓時，基礎代謝率將降低。其他如阿狄森病、腎病綜合癥以及垂體肥胖癥也常伴有基礎代謝率降低。