三、基础代谢《生理学》

三、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
648.740-503860
4153.450-603827
16464.560-703881
2474.770-803868
883.780-903868
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,各种动物每平方米每24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。

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% 

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