生理学/基础代谢

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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=KW2/3

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=W0.425×H0.725×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。

甲状腺疾病患者的基础代谢与正常人基础代谢的比较


图7-4 甲状腺疾病患者的基础代谢与正常人基础代谢的比较

纵坐标表示受检人数;横坐标的0代表正常平均值,

-10表示比正常人平均值低10%,10表示高10%

参看

32 影响能量代谢的因素 | 体温及其调节 32
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