生理学课件：能量代谢与体温 2016.ppt

1、 能量代谢与体温能量代谢与体温 第一节第一节 能量代谢能量代谢伴随体内伴随体内物质代谢物质代谢的的能量能量释放、转移、贮释放、转移、贮存和利用。存和利用。一、一、能量来源与去路能量来源与去路(一一)来源来源1. 糖糖: 50-70 脑：完全来源于脑：完全来源于糖的有氧氧化糖的有氧氧化。血糖过低，可。血糖过低，可导致意识障碍、昏迷及抽搐。导致意识障碍、昏迷及抽搐。2. 脂肪：脂肪：303. 蛋白质：很少蛋白质：很少(长期饥饿或极度消耗时，才成为长期饥饿或极度消耗时，才成为主要来源主要来源).( (二二) )去路去路( (一一) ) 基本原理基本原理: :“能量守恒定律能量守恒定律”, ,根据机体

2、单位时根据机体单位时间内间内发散总热量或消耗食物量发散总热量或消耗食物量, ,测算出能量代谢率。测算出能量代谢率。 ( (二二) ) 测定方法测定方法1.1.直接测热法直接测热法：直接测量从体表、呼出气、尿和粪：直接测量从体表、呼出气、尿和粪排出的总热量。准确，但设备及操作繁琐。排出的总热量。准确，但设备及操作繁琐。二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定 2.2.间接测热法：间接测热法：利用利用“定比定律定比定律”（反应物与生（反应物与生成物呈一定比例关系），测算一定时间内氧化的糖、成物呈一定比例关系），测算一定时间内氧化的糖、脂肪和蛋白质量，计算出所释放热量。脂肪和蛋白质量，计算出所释放热量。

3、 食物的氧热价：食物的氧热价：某种食物氧化时某种食物氧化时, ,每消耗每消耗1L氧氧气所产生的热量。气所产生的热量。 食物的热价食物的热价: :1食物氧化时所释放的热量。食物氧化时所释放的热量。 物理热价物理热价：体外燃烧时释放热量。：体外燃烧时释放热量。生理热价生理热价：体内氧化时产生热量。：体内氧化时产生热量。 糖与脂肪糖与脂肪：物理热价生理热价：物理热价生理热价 蛋蛋 白白 质质：物理热价生理热价：物理热价生理热价三种营养物质氧化的几种数据三种营养物质氧化的几种数据 物物 质耗氧量质耗氧量 产产COCO2 2量量 物理热价物理热价 生理热价生理热价 氧热价氧热价 呼吸商呼吸商(L/g)

4、(L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/g) (RQ)(L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/g) (RQ) 糖糖 0.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.000.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.00 脂脂 肪肪 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.711.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71 蛋白质蛋白质 0.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.850.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.85 RQRQ1.0 1.0 氧化糖；氧化糖； RQRQ0.70 0.70 氧化脂

5、肪氧化脂肪 RQRQ0.820.82一般饮食；一般饮食；RQRQ0.800.80或或1.01.0长期饥饿长期饥饿呼吸商呼吸商(RQ)(RQ)：指一定时间内，机体的指一定时间内，机体的CO2产生产生量与耗量与耗O2量的比值。量的比值。非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商(NPRQ):(NPRQ):一定时间内一定时间内，机体氧化机体氧化非蛋白食物时非蛋白食物时COCO2 2产生量与耗产生量与耗O O2 2量比值。量比值。 整体产生整体产生COCO2 2总量分解蛋白产生总量分解蛋白产生COCO2 2量量 NPRQ NPRQ 整体耗整体耗O O2 2总量分解蛋白耗总量分解蛋白耗O O2 2量量 分解蛋白产生分解蛋

6、白产生COCO2 2量量= = NPNP6.256.250.76(L)0.76(L) 分解蛋白耗分解蛋白耗O O2 2量量= = NPNP6.256.250.94(L)0.94(L)6.25=6.25=产生产生1g1g尿氮尿氮(NP)(NP)需氧化蛋需氧化蛋白白6.25g6.25g0.76(L)=0.76(L)=每氧化每氧化1g1g蛋白的产生蛋白的产生COCO2 2量量0.94(L)=0.94(L)=每氧化每氧化1g1g蛋白的耗蛋白的耗O O2 2量量三、影响能量代谢的因素三、影响能量代谢的因素( (一一) )肌肉活动肌肉活动影响最大影响最大( (二二) )精神活动精神活动 平静思考时，能量代

7、谢受影响不大。平静思考时，能量代谢受影响不大。 紧张状态紧张状态( (烦躁、恐惧、情绪激动等烦躁、恐惧、情绪激动等) )，无意，无意识的肌肉紧张性增强、交感神经兴奋及促进代谢识的肌肉紧张性增强、交感神经兴奋及促进代谢的内分泌激素释放增多等，产热量可显著增加。的内分泌激素释放增多等，产热量可显著增加。进食后进食后1h1h开始开始, ,持续持续7-8h,7-8h,产热量比进食前有所产热量比进食前有所增加，称为增加，称为食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应。 蛋白质产热量增加蛋白质产热量增加3030，混合性食物增加，混合性食物增加1010，糖和脂肪增加糖和脂肪增加4 46 6。 机制尚不十分清楚，可

8、能与肝脏处理蛋白分解机制尚不十分清楚，可能与肝脏处理蛋白分解产物时的额外能量消耗有关。产物时的额外能量消耗有关。( (三三) )食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应( (四四) )环境温度环境温度 1.20-301.20-30环境中稳定。环境中稳定。 2.2.环境温度超过环境温度超过3030，能量代谢率增加。，能量代谢率增加。 3.3.当环境温度低于当环境温度低于2020时，随着温度下降，机体时，随着温度下降，机体产生寒战和肌紧张增加，能量代谢率增加。产生寒战和肌紧张增加，能量代谢率增加。( (一一) ) 概念概念基础状态基础状态： 清晨空腹（禁食清晨空腹（禁食12-14h12-14h）-以排

9、除食物特殊动以排除食物特殊动力效应的影响力效应的影响。 平卧平卧，全身肌肉放松全身肌肉放松-尽力排除肌肉活动影响尽力排除肌肉活动影响。 清醒且情绪安闲清醒且情绪安闲-以排除精神紧张的影响以排除精神紧张的影响。 室温室温18-25-18-25-排除环境温度的影响排除环境温度的影响。基础代谢率基础代谢率(BMR)(BMR)：单位时间内的基础代谢。单位时间内的基础代谢。四、基础代谢四、基础代谢 把基础状态下的呼吸商定为把基础状态下的呼吸商定为0.820.82、氧热价为氧热价为20.20KJ20.20KJ。测出测出1h1h内内( (测测6min6min的耗氧量的耗氧量10)10)的耗氧量。的耗氧量。

10、测出体表面积。测出体表面积。 按下面公式计算出按下面公式计算出BMRBMR实测值：实测值： BMRBMR实测值实测值20.2020.20耗氧量耗氧量/ /体表面积体表面积 2.2.BMRBMR正常值正常值：101015152020可能是病态可能是病态甲亢甲亢：+25+25+80%+80%；甲减；甲减：-20%-20%-40%-40%发烧：体温每升高发烧：体温每升高1 1，BMRBMR升高升高13%.13%.(二二)BMR的测定和正常值的测定和正常值 1.BMR测定测定:通常采用简易法通常采用简易法第二节第二节 体温体温概念概念：身体深部平均温度，即：身体深部平均温度，即体核温度体核温度意义意义

11、：体温相对恒定是机体新体温相对恒定是机体新陈代谢和一切生命活动正常进陈代谢和一切生命活动正常进行的必需条件行的必需条件T T2222心跳停止；心跳停止；T T4343酶变性而死亡酶变性而死亡; ;T=27T=27低温麻醉。低温麻醉。（一）（一）正常体温正常体温 1.1.肛温：肛温：36.9-37.9。 2.2.口温：口温：36.7-37.7。 3.3.腋温：腋温：36.0-37.4。 肛温接近体核温度，但测试不便，临床常用口肛温接近体核温度，但测试不便，临床常用口/ /腋温。测定腋温时要注意夹紧体温计和测量时间（约腋温。测定腋温时要注意夹紧体温计和测量时间（约10min）。科研中还常用食管温度

12、（）。科研中还常用食管温度（= =体核温度）、体核温度）、鼓膜温度（鼓膜温度（= =下丘脑温度）。下丘脑温度）。一、人体正常体温及生理变动一、人体正常体温及生理变动1.1.昼夜节律变化昼夜节律变化 一般清晨一般清晨2-6时最低，下午时最低，下午1-6时最高，波动幅度时最高，波动幅度不超过不超过1。 与人昼动夜息的生活规律，以及与人昼动夜息的生活规律，以及代谢、血液循代谢、血液循环、呼吸等机能的相应周期性变化有关。环、呼吸等机能的相应周期性变化有关。 长期夜间工作，上述周期可发生颠倒。长期夜间工作，上述周期可发生颠倒。 （二）（二）体温生理变动体温生理变动2.2.性别差异性别差异 成年女性体温平

13、均比男性高成年女性体温平均比男性高0.3。 女子体温随月经周期而产生周期性变动。女子体温随月经周期而产生周期性变动。3.3.年龄差异年龄差异 新生儿成年人老年人新生儿成年人老年人 体温随年龄增长而降低约体温随年龄增长而降低约0.05/10岁岁（与（与代谢率降低有关）。代谢率降低有关）。 新生儿（特别是早产儿）体温调节未发育新生儿（特别是早产儿）体温调节未发育完善、而老年人调节能力差，易受环境温度的完善、而老年人调节能力差，易受环境温度的影响。影响。4.4.其他其他 肌肉活动肌肉活动时，可使体温暂时升高时，可使体温暂时升高1-2。测体温。测体温时，要先让受试者安静一段时间。时，要先让受试者安静一

14、段时间。 情绪激动、精神紧张、进食情绪激动、精神紧张、进食。 全身麻醉全身麻醉时，会因抑制体温调节中枢和扩张血时，会因抑制体温调节中枢和扩张血管的作用及骨骼肌松弛，使体温降低，所以全麻时管的作用及骨骼肌松弛，使体温降低，所以全麻时应注意保温。应注意保温。二、机体的产热和散热二、机体的产热和散热 人体正常体温人体正常体温的维持，是在体温的维持，是在体温调节机构的协调和调节机构的协调和控制下，控制下，产热产热和和散散热热过程达到动态平过程达到动态平衡的结果。衡的结果。1. 1. 产热器官产热器官： 安静安静, ,主要产热器官是主要产热器官是内脏内脏（肝，其次是脑）。（肝，其次是脑）。活动活动，主要

15、是主要是骨骼肌骨骼肌。( (一一) )产热产热 战栗产热战栗产热：骨骼肌不随意节律性收缩，屈、：骨骼肌不随意节律性收缩，屈、伸肌同时收缩，不做功，产热。伸肌同时收缩，不做功，产热。 在战栗之前，先出现在战栗之前，先出现战栗前肌紧张战栗前肌紧张，当肌紧张上升到一临，当肌紧张上升到一临界水平时就转变为战栗。界水平时就转变为战栗。 非战栗产热非战栗产热：又称代谢产热，机体所有的组：又称代谢产热，机体所有的组织器官都能进行代谢产热，以褐色脂肪组织的产热织器官都能进行代谢产热，以褐色脂肪组织的产热量最大（约占量最大（约占70%70%）。）。2.2.产热形式产热形式3. 产热活动调节产热活动调节 机体在寒

16、冷环境几周后机体在寒冷环境几周后甲状腺甲状腺T T3 3、T T4 4代谢率代谢率( (增加增加4 45 5倍倍) ) 产热量产热量 作用缓慢，作用缓慢， 维持时间长。维持时间长。寒冷刺激时寒冷刺激时交感交感- -肾上腺髓质肾上腺髓质 NENE、EE产热量产热量 作用迅速，作用迅速， 维持时间短。维持时间短。 ( (二二) )散热散热 1.1.部位部位：主：主：皮肤皮肤面积大面积大与外界接触与外界接触血流丰富血流丰富有汗腺有汗腺次：肺、尿、粪次：肺、尿、粪 2. 2.方式方式： 当气温体表温度时，人体主要通过当气温体表温度时，人体主要通过辐射、传辐射、传导和对流导和对流方式散热，约占总量方式散

17、热，约占总量7070。 当外界温度接近或高于皮肤温度时，机体的散当外界温度接近或高于皮肤温度时，机体的散热是依靠热是依靠蒸发蒸发。 体热以体热以热射线热射线形式传给低温环境。形式传给低温环境。 辐射散热量取决于辐射散热量取决于 高温作业（如舰船、炼钢）高温作业（如舰船、炼钢）, ,因环境温度高因环境温度高于体表温度，机体不能辐射散热，反而吸收热量，于体表温度，机体不能辐射散热，反而吸收热量，故易中暑。故易中暑。有效辐射面积有效辐射面积皮肤与环境温度差皮肤与环境温度差 辐射散热辐射散热： 传导散热传导散热： 体热体热直接直接传给与机体传给与机体相接触相接触的低温物体。的低温物体。传导散热量取决于

18、传导散热量取决于 水的导热性好，临床上常利用冷水袋或冰水的导热性好，临床上常利用冷水袋或冰袋为高热患者降温。袋为高热患者降温。 温差温差接触面积接触面积与皮肤接触物体导热性与皮肤接触物体导热性 指体热凭借指体热凭借空气流动空气流动交换热量的散热方式。交换热量的散热方式。 传导散热的一种特殊形式。传导散热的一种特殊形式。 对流散热量主要取决于对流散热量主要取决于 衣服覆盖于体表，不易实现对流；棉、毛纤维衣服覆盖于体表，不易实现对流；棉、毛纤维间的空气不易流动，因此增加衣着可以保温御寒。间的空气不易流动，因此增加衣着可以保温御寒。 若在较密闭的高温环境中（如船舱内）或闷热若在较密闭的高温环境中（如

19、船舱内）或闷热气候，因空气对流差，易发生中暑。气候，因空气对流差，易发生中暑。气温气温风速风速 对流散热对流散热： 水分由液态转化为气态时带走热量，每蒸发水分由液态转化为气态时带走热量，每蒸发1 1水带走水带走2.44KJ2.44KJ热量。热量。 当气温当气温体表温度时，蒸发是唯一的散热途径体表温度时，蒸发是唯一的散热途径 不感蒸发不感蒸发：不显汗。指水分直接透出皮肤、粘膜表：不显汗。指水分直接透出皮肤、粘膜表面，未聚成明显水滴前蒸发。面，未聚成明显水滴前蒸发。持续持续进行，约进行，约1000ml/d1000ml/d（皮肤约占（皮肤约占2/3,2/3,肺占肺占1/31/3）。补液时，应考虑到不

20、感）。补液时，应考虑到不感蒸发量。蒸发量。 蒸发散热蒸发散热: 安静状态，环境温度达到安静状态，环境温度达到3030左右时，开始发汗；左右时，开始发汗；如湿度大、衣着多时，气温达如湿度大、衣着多时，气温达2525便可发汗；机体活动便可发汗；机体活动时，产热量时，产热量，低于，低于2020亦可发汗。亦可发汗。 发汗是通过汗液蒸发吸收体表热量实现的发汗是通过汗液蒸发吸收体表热量实现的若若将汗液擦掉则不能起到散热效果；将汗液擦掉则不能起到散热效果； 汗腺缺乏汗腺缺乏( (如烧伤病人如烧伤病人) )或分泌障碍者，在热环境或分泌障碍者，在热环境中就可导致体温升高危及生命。中就可导致体温升高危及生命。 发

21、汗：可感蒸发发汗：可感蒸发 汗液汗液： 水分水分：9999固体固体：大部分为大部分为NaClNaCl其余为其余为KClKCl、尿素尿素、乳酸等乳酸等无葡萄糖和蛋白质无葡萄糖和蛋白质 汗液流经汗腺汗液流经汗腺排出管起始部时，排出管起始部时，部分部分NaClNaCl被重吸收，被重吸收，使汗液成为使汗液成为低渗低渗。大量出汗，补充大大量出汗，补充大量水份和适量量水份和适量NaCl。3.3.散热的调节散热的调节： 皮肤循环的调节皮肤循环的调节：交感：交感N N调控着皮肤血管口调控着皮肤血管口径及其血流量，改变皮肤温度，从而影响辐射、径及其血流量，改变皮肤温度，从而影响辐射、对流和传导散热量。对流和传导

22、散热量。 发汗的调节发汗的调节：反射性调节。：反射性调节。支配汗腺的支配汗腺的神经纤维的不同，神经纤维的不同，发汗分为：发汗分为：温热性发汗温热性发汗精神性发汗精神性发汗汗腺汗腺全身绝大部分汗腺分全身绝大部分汗腺分泌泌( (手掌、足跖除外）手掌、足跖除外）手掌、足跖、前额和腋窝等手掌、足跖、前额和腋窝等部位汗腺部位汗腺神经神经支配支配交感神经的节后胆碱交感神经的节后胆碱能纤维能纤维肾上腺素能神经纤维肾上腺素能神经纤维刺激刺激温热刺激温热刺激情绪激动或精神紧张情绪激动或精神紧张意义意义加强散热，对体温调加强散热，对体温调节有重要作用。节有重要作用。与体温调节无关。与体温调节无关。( (一一) )

23、温度感受器温度感受器 1.1.外周温度感受器外周温度感受器 分布分布：全身皮肤、某些粘膜和腹腔内脏等处。：全身皮肤、某些粘膜和腹腔内脏等处。 类型类型：温、冷觉感受器：温、冷觉感受器 皮温皮温3030时时冷觉感受器冷觉感受器+ +冷觉冷觉 皮温皮温3535时时温觉感受器温觉感受器+ +温觉温觉 作用作用：温度感受器传入冲动到达中枢后，除产：温度感受器传入冲动到达中枢后，除产生温觉之外，还能引起体温调节反应。生温觉之外，还能引起体温调节反应。三、体温调节三、体温调节 分类分类：热敏、冷敏神经元热敏、冷敏神经元血温血温热敏神经元冲动发放频率热敏神经元冲动发放频率血温血温冷敏神经元冲动发放频率冷敏神

24、经元冲动发放频率 分布分布：视前区：视前区- -下丘脑前部下丘脑前部(PO/AH) (PO/AH) 、脑干网状、脑干网状结构和脊髓等处结构和脊髓等处 加温加温PO/AH PO/AHPO/AH PO/AH的热敏的热敏N N元元+ + 散热反应散热反应产热反应产热反应 冷却冷却PO/AH PO/AHPO/AH PO/AH的冷敏的冷敏N N元元+ + 散热反应散热反应产热反应产热反应2.2.中枢性温度敏感神经元中枢性温度敏感神经元 从脊髓到大脑皮层都存在调节体温的结构。从脊髓到大脑皮层都存在调节体温的结构。调节调节体温的基本中枢位于体温的基本中枢位于下丘脑下丘脑。 视前区视前区- -下丘脑前部下丘脑

25、前部(PO/AH)(PO/AH)中的温敏中的温敏N N能感受局能感受局部脑温的变化外，还能对中脑、延髓、脊髓、皮肤部脑温的变化外，还能对中脑、延髓、脊髓、皮肤等处传入的温度信息发生反应，以及能直接对致热等处传入的温度信息发生反应，以及能直接对致热物质、物质、5-HT5-HT、NENE等物质发生反应。等物质发生反应。( (二二) )体温调节中枢体温调节中枢( (三三) )体温调节机制体温调节机制- -调定点调定点学说学说PO/AHPO/AH中某些温敏中某些温敏N N元起元起“调定点调定点”作用作用 干扰因素：干扰因素：致热原使调定点致热原使调定点孕激素使调定点孕激素使调定点PO/AHPO/AH中某中某些温敏些温敏N N元元干扰干扰