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机体在新陈代谢过程中，需要原料来组建和更新自身，但更需要能量来完成各项生命活动。因此，新陈代谢应包括物质代谢和能量代谢两个方面。物质的合成过程中，需要吸收能量形成化学键而贮存;物质的分解过程中，化学键断裂释放出能量，供给机体组织利用。因此，通常把物质代谢过程中所伴随的能量的释放、转移、贮存和利用，称为能量代谢。

一、能量的来源和去路

(一)能量的来源

人体所需的能量来源于食物中的糖、脂肪和蛋白质。机体所需能量的70%以上由糖提供，其次是脂肪。但脂肪更是体内能源物质贮存的最重要形式，在糖原过度消耗或贮存不足时，脂肪便成为主要的供能物质。蛋白质在体内的主要用途是形成组织蛋白，组建细胞成分或合成激素、酶等生物活性物质。只有在长期饥饿或极度消耗使体内糖原和脂肪储备耗竭的特殊情况下，蛋白质才被分解以维持必需的生理活动。

(二)能量的去路

能源物质在体内氧化分解释放的能量，50%以上转化为热能用于维持体温并向体外散发，其余部分则以化学能的形式贮存于三磷酸腺苷(ATP)分子的高能磷酸键中。当细胞进行各种生命活动时，ATP分解释放能量直接供给生理活动的需要，如肌肉收缩、腺体分泌、物质转运及神经传导等。因此，ATP既是体内重要的贮能物质，又是直接的供能物质。当ATP生成过多时，ATP还可以把能量通过高能磷酸键转移给肌酸生成磷酸肌酸(CP)，以扩大体内能量贮存。生理活动需要时，磷酸肌酸又将贮存的能量转移给二磷酸腺苷(ADP)生成ATP，以补充ATP的不足(图7－1)。

体内各种生命活动所消耗的能量，绝大部分都转变成了热能，而骨骼肌收缩完成的机械功也可折算成热能。因此，根据能量守恒定律，测定机体一定时间内所散发的总热量，就可测算出机体在一定时间所消耗的能量，即可反映机体在该时间内能量代谢的强度。通常用机体在单位时间内的产热量来表示能量代谢率。计算表明，它与体表面积成正比，故临床上都以单位时间内每平方米体表面积的产热量作为衡量能量代谢率的标准，其表示方法是:kJ/(m²·h)。

二、影响能量代谢的因素

人体的一般生理因素，如年龄、性别和睡眠都可影响能量代谢。随着年龄的增长，机体能量代谢率逐渐降低。同龄男性的能量代谢率高于女性，睡眠时能量代谢比清醒安静时低。但生理情况下影响较大的主要是下列因素(表7－1)。

肌肉活动对能量代谢的影响最显著。任何轻微的活动都要消耗能量，都会使能量代谢率提高，而且肌肉活动的强度越大，能量代谢率的增长也越大。

人体(裸体或只着薄衣)安静时的能量代谢，在20～30℃的环境中最为稳定。当环境温度低于20℃时，代谢率即开始增加，l0℃以下时，则显著增加。这主要是由于寒冷刺激反射性地引起肌肉紧张性增加、寒战所致。当环境温度超过30℃时，代谢率也会增加，这可能与体内化学反应加速，汗腺分泌、循环及呼吸活动增强等因素有关。

(三)食物的特殊动力效应

机体在进食后1～8小时内，所产生的热量要比未进食前多。食物的这种刺激机体产生额外能量的现象称为食物的特殊动力效应。不同食物的特殊动力效应不同，蛋白质最强，额外产热量可达30%;糖类或脂肪为4%～6%;混合食物则可使产热量增加10%左右。但作用机制还不明确。

机体在平静思考问题时，无论思维是否活跃，能量代谢率增加不明显。而在精神紧张，如焦虑、愤怒、恐惧或情绪激动时，由于出现无意识的骨骼肌紧张性增强、交感神经兴奋及甲状腺激素分泌增多等原因，产热量将会明显增加。

基础状态下的能量代谢称为基础代谢。单位时间内的基础代谢称为基础代谢率(BMR)。所谓基础状态是指人体处于清晨、清醒、静卧，空腹(禁食12小时以上)，室温20～25℃及精神安宁的状态。在基础状态下测定基础代谢率，就是要尽可能地排除影响能量代谢的因素，使人体各种生理活动都稳定在较低水平，而其能量的消耗仅用于维持心跳、呼吸等一些基本的生命活动。因此，基础代谢率比一般休息时代谢率低，但并不是最低，因为熟睡时的代谢率更低。

基础代谢率随性别、年龄等的不同而有生理变动。在其他情况相同时，男子的BMR平均比女子高，幼年比成年高。年龄越大，代谢率越低(表7－2)。在临床实际工作中，常用基础代谢率的相对值来表示测定结果。计算公式如下:

一般来说，基础代谢率的实际数值同正常平均值比较，相差在15%之内的，无论较高或较低都属正常。在各种疾病中，甲状腺功能的改变对基础代谢率的影响最为显著。甲状腺功能低下患者的基础代谢率可比正常值低20%～40%，甲状腺功能亢进患者的基础代谢率可比正常值高25%～80%。因此，基础代谢率的测定是临床诊断甲状腺疾病的重要辅助方法。