概述
能量代謝能量代謝energymetabolism指隨著生命現象或作為其原因的能量的出入或轉換（energytransduction）。也就是從能量方面來觀察物質代謝。在能量代謝方面，在化學鍵能（呼吸、發酵）或光能（光合成）直接轉化成熱量前，轉換成ATP等的高能鍵是其顯著的特徵之一。(在ATP分解為ADP時，伴隨能量的放出，也屬於能量代謝。)但是轉化的效率為30—60％，轉化成熱能的一部分用於維持體溫，或補償由於蒸發而散失的熱量等。
捕獲和貯藏的化學能根據需要而轉換成力學能（肌肉、纖毛、鞭毛的運動、細胞分裂活動），電能（生物發電器官、神經細胞），光能（生物發光）等。生物體的能量代謝也服從於熱力學第二定律。如果對生物界能量代謝的能流追根問底的話，那么太陽能幾乎是一切能的來源。
能量測量
按照國際單位系統的規定，法定能量計量單位是焦耳（joule，J）或千焦耳（kJ）。在生理學上有關能量代謝的研究中，熱量單位傳統使用卡（cal）或千卡（kcal），1千卡是指能使1升純水從15℃加熱到16℃所需的能量。卡和焦耳之間的換算關係是：1cal=4.187J或1J=0.23885cal。
能量代謝的測量方法有很多，比如直接測熱法、間接測熱法、雙標水法、心率檢測法、運動感測器法、自我報告法等。
直接測熱法
直接測熱法的原理是將受試者置於密閉的艙室內，用艙內管道中流動的水來吸收受試者機體所散發的熱量，並根據流過的水量以及溫度差，來測出水所吸收的熱量，以此來確定機體單位時間向外界散發的總熱量，此總熱量即為能量代謝率。此方法被認為是金標準，測量精確並且受試者可以進行自由活動，但由於設備複雜、造價昂貴以及操作繁瑣，很少使用。
間接測熱法
間接測熱法是通過測量氧氣消耗量以及二氧化碳產生量來計算能量消耗。經典的有道格拉斯袋(Douglasbag)，但是這種裝置使用較為繁瑣。其他主要的設備還有人體能量代謝測試艙，其原理是用近似密閉的艙室來連續收集氧氣和二氧化碳以此來分析艙內兩種氣體含量的變化，從而計算能量消耗。這種方法的優點在於受試者在艙內可以自由活動，並且提供了一個不受外界環境干擾的穩定的測試環境。間接熱量測試方法被認為是精度比較高的測試方法。通常情況下間接熱量測試法用於評定其它測試方法的有效度和可靠性。
雙標水法
雙標水法的原理是受試者口服含有氫(H)和氧(O)的穩定同位素的水(H2O)，通過收集尿液或唾液中這兩種同位素濃度的變化來計算能量消耗。這種方法的優點是無創，準確度和精確度高，但其缺點是價格昂貴而且難以獲得能量消耗以及身體活動的模式。
心率檢測法
心率檢測法的原理是在有氧運動範圍內，根據心率和氧氣消耗量之間所存在的線性關係，建立校準曲線來估算能量消耗。其優點是操作簡單，價格低廉。但是所確立的心率和氧氣消耗關係個體性較強，不具有普遍性。
運動感測器法
運動感測器可以分為計步器(Pedometers)和加速度計(Accelerometers)兩種，其原理是由運動感測器測量軀體相應部位的運動或加速度信息，經過計算間接獲得能量消耗。這種方法的特點在於數據可以直接被計算機處理，操作簡單，便攜性好。目前較新的運動感應器有IDEEA、armband。
自我報告法
自我報告包括身體活動記錄表和調查問卷。這種方法的優點是過程簡單，便於操作，成本較低。但是由於受試者存在著很強的主觀性等因素，此方法不能作為準確測量能量代謝的方法。同時研究人員通過大樣本量的人群實驗建立了基於性別、年齡、身高、體重的能量預測的代謝方程，通過計算能量代謝來套用於很多領域人群的能量平衡控制，即通過計算能量消耗來估計能量需要，比如可以套用於學校飲食制定、體重管控、住院患者的營養管控等。
影響因素
影響能量代謝的因素有肌肉活動、精神活動、食物的特殊動力作用和環境溫度等。
能量代謝肌肉活動
肌肉活動對能量代謝的影響最為顯著。機體任何輕微的活動都可提高代謝率。人在運動或勞動時耗量顯著增加，因為肌肉活動需要補給能量，而能量則來自大量營養物質的氧化，導致機體耗氧量的增加。機體耗氧量的增加與肌肉活動的強度呈正比關係，耗氧量最多右達安靜時的10-20倍。肌肉活動的強度稱為肌肉工作的強度，也就是勞動強度。勞動強度通常用單位時間內機體的產熱量來表示，也就是說，可以把能量代謝率作為評估勞動強度的指標。由於隨之出現的無意識的肌緊張以及刺激代謝的激素釋放增多等原因，產熱量可以顯著增加。因此，在測定基礎代謝率時，受試者必須摒除精神緊張的影響。
食物的特殊動力作用
在安靜狀態下攝入食物後，人體釋放的熱量比攝入的食物本身氧化後所產生的熱量要多。例如攝入能產100kJ熱量的蛋白質後，人體實際產熱量為130kJ，額外多產生了30kJ熱量，表明進食蛋白質後，機體產熱量超過了蛋白質氧化後產熱量的30%。食物能使機體產生“額外”熱量的現象稱為食物的特殊動力作用（specificdynamicaction）。糖類或脂肪的食物特殊動力作用為其產熱量的4%-6%，即進食能產100kJ熱量的糖類或脂肪後，機體產熱量為104-106kJ。而混合食物可使產熱量增加10%左右。這種額外增加的熱量不能被利用來作功，只能用於維持體溫。因此，為了補充體內額外的熱量消耗，機體必須多進食一些食物補充這份多消耗的能量。
食物特殊動力作用的機制尚未完全了解。這種現象在進食後1h左右開始，並延續到7-8h。有人將胺基酸注入靜脈內，可出現與經口給予相同的代謝率增值現象，這些事實使人們推想，食後的“額外”熱量可能來源於肝處理蛋白質分解產物時“額外”消耗的能量。因此，有人認為肝在接脫氨基反應中消耗了能量可能是“額外”熱量產生的原因。
環境溫度
人（裸體或只著薄衣）安靜時的能量代謝，在20-30℃的環境中最為穩定。實驗證明，當環境溫度低於20℃時，代謝率開始有所增加，在10℃以下，代謝率便顯著增加。環境溫度低時代謝率增加，主要是由於寒冷刺激反射地引起寒戰以及肌肉緊張增強所致。在20-30℃時代謝穩定，主要是由於肌肉鬆馳的結果。當環境溫度為30-45℃時，代謝率又會逐漸增加。這可能是因為體內化學過程的反應速度有所增加的緣故，這時還有發汗功能旺盛及呼吸、循環功能增強等因素的作用。
能量利用
能量代謝機體各種能源物質在體內氧化時所釋放的能量，約有50%以上迅速轉化成為熱能的形式，主要用於維持機體的體溫。熱能不能再轉化為其他形式的能，因此不能用來做功。其餘不足50%的能量是可以用於做功的“自由能”。這部分自由能的載體是三磷酸腺苷（adenosinetriphosphate,ATP），能量貯存於ATP的高能磷酸鍵中。在機體能量轉化的過程中，ATP既是一種重要的貯能物質，又是直接供能的物質。機體的組織細胞進行各種功能活動時，能量的直接來源是ATP中的貯備能。除ATP外，體內還有另一種含有高能磷酸鍵的貯能化合物，即磷酸肌酸（creatinephosphate,CP）。當體內物質分解生成的能量增多，使形成的ATP濃度升高時，ATP會將高能磷酸鍵轉移給肌酸，生成CP。將能量貯存起來；反之，當組織細胞耗能增加，ATP濃度降低時，又將貯存的能量轉移給二磷酸腺苷（adenosinediphosphate，ADP），生成新的ATP。因此，CP常被看作是ATP的貯存庫。從能量代謝的整個過程來看，ATP的合成與分解是體內能量轉換和利用的關鍵環節。
人體的能量需求源於消耗的能量的需要。總能量平衡時，能量攝入（比如飲食攝入）和能量消耗（總能量消耗）達到平衡，人體處在一個穩定的狀態，即可以滿足能量消耗的補給的需要。能量平衡是一種動態平衡。然而能量失衡時，比如能量攝入過多，會導致生長速度減緩、瘦體重減輕、脂肪堆積，甚至增加諸如冠心病、糖尿病、中風、肥胖等一系列疾病發生的風險。另外很多疾病會影響機體的能量代謝，比如有哮喘、慢性阻塞性肺病、氣胸、上呼吸道感染、發熱、惡性腫瘤、甲狀腺功能亢進症、糖尿病、高血壓和腎臟疾病等疾病。
建議
對於能量代謝障礙人群建議：
少吃動物類食物，因含有較高的的脂肪，易產生脂肪堆積，形成肥胖；
少吃含糖類食品，糖類食品可以產生較高熱量，當這些熱量不能夠代謝完後,易引起肥胖；
多做運動，運動不僅有預防和改善肥胖的效果，並且運動習慣對保持年輕也是非常有效。
(1)運動的種類：小跑、散步、腳踏車遠足等有氧運動是安全有效的。
(2)運動的強度：可用脈搏數來決定適當的強度。運動後脈搏數＝（220-年齡）×（0.5~0.6）時的脈搏數是安全有效的強度。
(3)運動的時間：根據運動強度不同而不同。在上面所述的安全強度，連續運動的時間可為20~30分鐘。
(4)運動的頻度：最好每周三次、每周一次也是有效果的。把運動作為生活的一部分吧。不使用電梯、利用樓梯及上下班時走一站路等在日常生活中培養良好的生活習慣吧。
