生理学/基础代谢

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生理学

能量代谢和体温
- 能量代谢
  - 能量代谢测定的原理和方法
  - 影响能量代谢的因素
  - 基础代谢

基础代谢（basal metabolism）是指基础状态下的能量代谢。基础代谢率（basal metabolic rate,BMR）是指单位时间内的基础代谢，即在基础状态下，单位时间内的能量代谢。所谓基础状态是指人体处在清醒而又非常安静、不受肌肉活动、环境温度、食物及精神紧张等因素的影响时的状态。测定基础代谢率，要在清晨末进餐以前（即食后12-14h）进行。前一日晚餐最好是清淡菜肴，而且不要吃得太饱，这样，过了12-14h ，胃肠的消化和吸收活动已基本完毕，也排除了食物的特殊动力作用的影响。测定之前不应做剧烈的活动，而且必须静卧半小时以上。测定时平卧，全身肌肉要松驰，尽量排除肌肉活动的影响。这时还应要求受试者排除精神紧张的影响，如摒除焦虑、烦恼、恐惧等心理活动。室温要保持在20-25℃之间，以排除环境温度的影响。基本条件下的代谢率，比一般安静时的代谢率可低些（比清醒安静时低8%-10%）。基础代谢率以每小时，每平方米体表面积的产热量为单位，通常以kJ/m².h来表示。要用每平方米体表面积而不用每公斤体重的产热量来表示，是因为基础代谢率的高低与体重并不成比例关系，而与体表面积基本上成正比。

表7-4 人体产热量和体表面积的关系

测定人数	平均体重（kg）	体重范围	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

若以每公斤体重的产热量进行比较，则小动物每公斤体重的产热量要比大动物高得多。若以每平方米体表面积的产热量进行比较，则不论机体的大小，各种动物每平方米小时的产热量很相近。在人体上测定的结果也表明了这一事实（表7-4）。因此，用每平方米体表面积标准来衡量能量代谢是比较合适的。

受试者体表面积的测定繁琐而不易进行，鉴于体表面积与身高、体重之间有一定的相关关系，因此，有人对一定的人群作过测定后，从身高、体重推算出体表面计算的经验公式。最基本的是Meeh的算式：

S=KW^2/3

式中，S为体表面积，W为体重（kg），K为不同种属动物的常数。

计算人的体表面积在DuBois的身长体重算式：

S=W^0.425×H^0.725×K

式中，S为体表面积（m²），W为体重（kg），H为身长。K为不同人种的常数。我国人的体表面积可根据下列Stevenson算式来计算：

体表面积（m²）=0.0061×身长（cm）+0.0128×体重（kg）-0.1529

另外，体表面积还可根据图7-3直接求出。其用法是，将受试者的身高和体重在相应两条列线的两点连成一直线，引直线与中间的体表面积列线的交点就是该人的体表面积。有意义的事实是：肺活量、心输出量、主动脉和气管的横截面、肾小球滤过率等都与体表面积有一定的比例关系。］

通常采用前述简略法来测定和计算基础代谢率。下面举一实例供参考。

某受试者，男性，20岁。在基础状态下，1h的耗氧量为15L。非蛋白呼吸商定为0.82，氧热价为20.20,所以1h的产热量为：

20.20×15=303kJ

此人的体表面积为1.5m²,从而1h内每平方米体表面积拉热量，即基本代谢率为：303÷1.5=201.8kJ/m².h

20岁男子的正常基础代谢率为157.8kJ/m².h，所以此人超出正常值的数字为（201.8-157.8）=44.0，超出正常值的百分数为：

44．0×100/157.8%=27.8%

即+27.8%

体表面积测算用图

图7-3 体表面积测算用图

实际测定结果表明，基础代谢率随性别、年龄等不同而有生理变化。当甚情况相同时，男子的基础代谢率平均比女子的高；幼年人比成年人的高；年龄越大，代谢率越低，但是，同一个体的基础代谢率，只在测定时的条件完全符合前述的要求，则有不同时日重复测定的结果基本上无差异。这就反映了正常人的基础代谢率是相当稳定的。

关于我国正常人基础代谢率的水平，男女各年龄组的平均值如表7-5所示。

一般来说，基础代谢率的实际数值现上述正常的平均值比较，相差±10%-15%之内，无论较高或较低，都不属病态。当相差之数超过20%时，才有可能是病理变化。在各种疾病中，甲状腺功能的改变总是伴有基础代谢率异常变化。甲状腺功能低下时，基础代谢率将比正常值低20%-40%；甲状腺功能亢进时的基础代谢率将比正常值高出25%-80%（图7-4）。因此，基础代谢率的测量是临床诊断甲状腺疾病的重要辅助方法。其它如肾上腺皮质和垂体的功能低下时，基础代谢率也要降低。

表7-5 我国人正常的基础代谢率平均值（kJ/m².h）

年龄　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

当人体发热时，基础代谢率将升高。一般说来，体温每升高1℃，基础代谢率可升高13%。其它如糖尿病、红细胞增多症、白血病以及伴有呼吸困难的心脏病等，也伴有基础代谢率升高。当机体处于病理性饥饿时，基础代谢率将降低。其他如阿狄森病、肾病综合症以及垂体肥胖症也常伴有基础代谢率降低。