的基础代谢可以被定义为一组在通过该动物花费维持生命过程所需要的能量的最小量的体化学反应。该数量通常代表动物总能量预算的50％或更多。
基础代谢通过每单位时间能量消耗的标准化测量来量化。最常见的是标准代谢率（TMS）和基础代谢率（BMR）。
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TMS是在冷血动物（例如大多数鱼类，软体动物，两栖动物和爬行动物）中测量的。TMB是在温血动物（如鸟类和哺乳动物）中测量的。
代谢率的计量单位
TMS和BMR通常表示为O 2消耗量（ml），卡路里（cal），千卡（kcal），焦耳（J），千焦耳（kJ）或瓦特（W）。
卡路里的定义是将1克水的温度提高1摄氏度所需的热量。一卡路里等于4,186焦耳。焦耳是能源的基本量度（SI，国际系统）。瓦特等于每秒1焦耳，是能量传输和转换速率的基本（SI）度量。
测量基础代谢的条件
为了确保通过不同研究获得的值具有可比性，TMS和BMR的测量要求实验动物处于休息和禁食状态。对于TMB，还要求这些动物处于其热中性区。
如果动物处于其正常日常活动的不活动阶段，没有自发运动，也没有身体或心理压力，则认为该动物处于休息状态。
如果动物不以产生热量的方式消化食物，则被认为是禁食。
如果在实验过程中将动物保持在其体内热量产生保持不变的温度范围内，则认为该动物处于其热中性区。
呼吸测量法测量tms和tmb
-体积或恒压呼吸测定法。将动物放在密封容器中。在恒定温度下通过压力计测量由于动物消耗O 2而引起的压力变化。用KOH或磷灰石化学去除动物产生的CO 2。
如果使用Warburg呼吸计，则通过保持容器体积恒定来测量压力变化。如果使用吉尔森呼吸仪，则通过保持压力恒定来测量体积变化。
-气体分析。当前，有各种各样的实验室仪器可以直接定量O 2和CO 2浓度。该仪器非常精确，可以自动确定。
测量tms和tmb的量热方法
-炸弹量热法。通过将未食用食物的样品燃烧产生的热量与该食物的同等消化后的残留物（粪便和尿液）的燃烧产生的热量进行比较，可以估算能量消耗。
-直接量热法。它包括直接测量样品燃烧火焰产生的热量。
-间接量热法。它通过比较O 2消耗量和CO 2产生量来测量热量的产生。它基于恒定热量之和的赫斯定律，该定律指出，在化学反应中，仅根据反应物和产物的性质释放出一定量的热量。
-梯度量热法。如果热通量Q通过厚度为G，面积为A，导热系数为C的材料，则结果将导致温度梯度随G增大而随A和C减小。这使得可以计算能量消耗。
-差示量热法。它测量包含实验动物的小室和相邻的无人小室之间的热通量。除连接两个腔室的表面外，两个腔室是热绝缘的，它们通过它们进行热交换。
基础代谢和体型
TMS和BMR随动物大小而异。这种关系被称为代谢升级。通过比较大小相差很大的两种食草哺乳动物，例如兔子和大象，可以轻松理解该概念。
如果我们量化它们一周食用的叶子，我们会发现兔子的食量比大象少得多。但是，第一种吃掉的叶子的质量将比其自身的体重大得多，而第二种吃掉的叶子的质量则相反。
这种差异表明，与它们的大小成比例的是，两种物种的能量需求是不同的。对数百种动物物种的研究表明，这一特殊观察结果是可通过TMS和BMR量化的代谢升级总体模式的一部分。
例如，100 g哺乳动物的平均BMR（2200 J / h）不是10 g哺乳动物的平均BMR（400 J / h）的十倍，而仅仅是5.5倍。同样，平均哺乳动物BMR为400 g（4940 J / h），不是平均哺乳动物BMR 100 g的四倍，而是仅2.7倍。
代谢垢的异速方程
用T表示的动物的TMS（或TMB）与M表示的体重之间的关系可以用生物学上的生物变构关系的经典方程T = a×M b来描述，其中a和b是常数。
对该方程的拟合从数学上解释了为什么TMS和BMR不会与动物的体重成比例地变化。将对数应用到两边，方程可表示如下
对数（T）=对数（a）+ b×对数（M），
log（a）和b可以通过动物群中多种物种的log（T）和log（M）的实验值之间的线性回归分析来估计。常数log（a）是垂直轴上回归线的截止点。就其本身而言，b（是所述线的斜率）是测速常数。
已经发现，许多动物组的平均异位常数趋于接近0.7。对于log（a），其值越高，被分析动物组的代谢率越高。
基础代谢，循环和呼吸
TMS和BMR在大小上不成比例，这导致小动物每克体重需要的O 2比大动物高。例如，一克鲸鱼组织的能量消耗率远低于一克同源小鼠组织的能量消耗率。
大小哺乳动物的大小都与它们的体重有关。因此，为了将足够的O 2携带到组织中，后者的心脏和肺部的收缩率需要远高于前者的心脏和肺部的收缩率。
例如，每分钟的心跳数在大象中为40，在成年人中为70，在小鼠中为580。同样，人类每分钟呼吸约12次，小鼠约100次。
在同一物种内，不同大小的个体之间也会观察到这些模式。例如，在成年人中，大脑约占总代谢支出的20％，而在4至5岁的儿童中，这一支出达到50％。
基础代谢和长寿
在哺乳动物中，根据以下公式，大脑和身体的大小以及基础代谢与寿命有关
L = 5.5×C 0.54 ×M -0.34 ×T -0.42，
其中L是寿命（以月为单位），C是脑质量（以克为单位），M是体重（以克为单位），T是BMR（每克每小时的卡路里）。
C的指数表明哺乳动物的寿命与大脑的大小呈正相关。M的指数表示寿命与体重呈负相关。T的指数表明寿命与代谢速度负相关。
这种关系尽管具有不同的指数，但也适用于鸟类。但是，它们往往比类似体重的哺乳动物活得更长。
医学兴趣
女性的BMR在怀孕期间可能会翻倍。这是由于胎儿和子宫结构的增长以及母体循环和肾功能的更大发展所引起的耗氧量的增加。
甲亢的诊断可以通过增加氧气消耗，即高BMR来证实。在约80％的甲状腺功能亢进病例中，BMR比正常高至少15％。但是，其他疾病也可能导致较高的BMR。
参考文献
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