如何測定能量代謝：

熱力學(xué)第一定律指出：能量由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的過程中，既不能增加，也不減少。這是所有形式的能量（動(dòng)能、熱能、電能入化學(xué)能）互相轉(zhuǎn)化的一般規(guī)律，也就是能量守恒定律。機(jī)體的能量代謝也遵循這一規(guī)律，即在整個(gè)能量轉(zhuǎn)化過程中，機(jī)體所利用的蘊(yùn)藏于食物中的化學(xué)能與最終轉(zhuǎn)化成的熱能和所作的外功，按能量來折算是完全相等的。因此，測定在一定時(shí)間內(nèi)機(jī)體所消耗的食物，或者測定機(jī)體所產(chǎn)生的熱量與所做的外功，都可測算出整個(gè)機(jī)體的能量代謝率（單位時(shí)間內(nèi)所消耗的能量）。

測定整個(gè)機(jī)體單位時(shí)間內(nèi)發(fā)散的總熱量，通常有兩類方法：直接測熱法和間接測熱法。

（一）直接測熱法：

直接測熱法是測定整個(gè)機(jī)體在單位時(shí)間內(nèi)向外界環(huán)境發(fā)散的總熱量。此總熱量就是能量代謝率。如果在測定時(shí)間內(nèi)做一定的外功，應(yīng)將外功（機(jī)械功）折算為熱量一并計(jì)入。右圖是21世紀(jì)初Arwater-Benedict所設(shè)計(jì)的呼吸熱量計(jì)的結(jié)構(gòu)模式圖。它是由隔熱密封的房間，其中設(shè)一個(gè)銅制的受試者居室。用調(diào)節(jié)溫度的裝置控制隔熱壁與居室之間空氣的溫度，使之與居室內(nèi)的溫度相等，以防居室內(nèi)的熱量因傳導(dǎo)而喪失。這樣，受試者機(jī)體所散發(fā)的大部分熱量便被居室內(nèi)管道中流動(dòng)的水所吸收。根據(jù)流過管道的水量和溫度差，將水的比熱考慮在內(nèi)，就可測出水所吸收的熱量。當(dāng)然，受試者發(fā)散的熱量有一部分包含在不感蒸發(fā)（參看第二節(jié)）量中，這在計(jì)算時(shí)也要加進(jìn)去。受試者呼吸的空氣由進(jìn)出居室的氣泵管道系統(tǒng)來供給。此系統(tǒng)中裝有硫酸和鈉石灰，用業(yè)吸收水蒸氣和CO2管道系統(tǒng)中空氣中的O2則由氧氣筒定時(shí)補(bǔ)給。

直接測熱法的設(shè)備復(fù)雜，操作繁鎖，使用不便，因而極少應(yīng)用。

（二）間接測熱法：

在一般化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的量與產(chǎn)物量之間呈一定的比例關(guān)系，這就是定比定律。例如，氧化1mol葡萄糖，需要6mol氧，同時(shí)產(chǎn)生6molCO2和6molH2O，并釋放一定量的能。同一種化學(xué)反應(yīng)，不論經(jīng)過什么樣的中間步驟，也不論反應(yīng)條件差異多大，這種定比關(guān)系仍然不變。例如，在人體內(nèi)氧化1mol葡萄糖，同在體外氧化燃燒1mol葡萄糖一樣，都要消耗6molCO2和6molH20，而且產(chǎn)生的熱量也相等。一般化學(xué)反應(yīng)的這種基本規(guī)律也見于人體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)氧化供能的反應(yīng)（蛋白質(zhì)的情況下有些出入，參看下文），所以它成了能量代謝間接測熱法的重要依據(jù)。

間接測熱法的基本原理就是利用這種定比關(guān)系，查出一定時(shí)間內(nèi)整個(gè)人體中氧化分解的糖、脂肪、蛋白質(zhì)各有多少，然后據(jù)此計(jì)算出該段時(shí)間內(nèi)整個(gè)機(jī)體所釋放出來的熱量。醫(yī)學(xué).教育網(wǎng)整理因此，必須解決兩個(gè)問題：一是每種營養(yǎng)物質(zhì)氧化分解時(shí)產(chǎn)生的能量有多少（即食物的熱價(jià)）；二要分清三種營養(yǎng)物質(zhì)各氧化了多少。