1、第七章第七章能量代谢和体温能量代谢和体温安徽医科大学安徽医科大学 生理学教研室生理学教研室第1页，共54页。能量代谢能量代谢(energy metabolism)：伴随物质代谢过程中的能量的伴随物质代谢过程中的能量的 释放、转移、贮存和利用。释放、转移、贮存和利用。摄取营养物质来构筑和更新自身摄取营养物质来构筑和更新自身 合成代谢合成代谢新陈代谢新陈代谢 贮存能量贮存能量 分解自身的部分物质分解自身的部分物质 分解代谢分解代谢 释放能量释放能量 能量代能量代谢谢物质物质代谢代谢(metabolism)第一节第一节 能能 量量 代代 谢谢第2页，共54页。(一一)能量来源能量来源能量来源：能量来
2、源：糖、脂肪和蛋白质氧化分解。糖、脂肪和蛋白质氧化分解。直接供能物质：直接供能物质：三磷酸腺苷（三磷酸腺苷（ATP）能量储存物质：能量储存物质：三磷酸腺苷三磷酸腺苷(ATP)和和 磷酸肌酸磷酸肌酸(CP)一、机体能量的来源与利用一、机体能量的来源与利用 人体不能直接利用外部环境中的热能、电能、光能和机人体不能直接利用外部环境中的热能、电能、光能和机械能等，唯一能利用的能量是蕴藏在食物中的化学能。械能等，唯一能利用的能量是蕴藏在食物中的化学能。第3页，共54页。ATP：重要的贮能物质和直接的供能物质重要的贮能物质和直接的供能物质 1mol ATP可释放可释放52.3kJ 能量能量磷酸肌酸磷酸肌酸
3、(creatine phosphate,CP)：由肌酸和磷酸合成，由肌酸和磷酸合成，主要存在肌肉和脑组织中，是含高能磷酸键的化合主要存在肌肉和脑组织中，是含高能磷酸键的化合 物，不能直接为细胞提供能量。物，不能直接为细胞提供能量。能量过剩能量过剩能量不足能量不足ATPCPATP是体内能量转化和利用的关键物质是体内能量转化和利用的关键物质第4页，共54页。(二二)几种主要营养物质的能量转化几种主要营养物质的能量转化1.糖糖:主要主要来源来源(5070左右左右)脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化。缺氧和血糖水平过低，脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化。缺氧和血糖水平过低，均可导致意识障碍、
4、昏迷以及抽搐。均可导致意识障碍、昏迷以及抽搐。2.脂肪：脂肪：次要次要来源来源(3050)3.蛋白质：蛋白质：很少很少 长期饥饿或消耗极大而体内糖原、脂肪储备耗竭时长期饥饿或消耗极大而体内糖原、脂肪储备耗竭时，才，才依靠依靠蛋白质分解供能，以维持必要的生理活动蛋白质分解供能，以维持必要的生理活动。第5页，共54页。（三）能量利用（三）能量利用 50以上直接转化为热能，其余以化学能贮存于以上直接转化为热能，其余以化学能贮存于ATP中。中。机体的耗能过程：机体的耗能过程：合成代谢、肌肉的舒缩（机械功）、物合成代谢、肌肉的舒缩（机械功）、物质跨膜的主动转运、生物电和神经传导、腺体分泌、递质释质跨膜的
5、主动转运、生物电和神经传导、腺体分泌、递质释放、维持体温等。放、维持体温等。除骨骼肌收缩对外做功外，其它耗能过程最终都转变为热除骨骼肌收缩对外做功外，其它耗能过程最终都转变为热量。量。第6页，共54页。（四）能量平衡（四）能量平衡体重是衡量能量平衡的主要指标。体重是衡量能量平衡的主要指标。体质指数（体质指数（body mass index，BMI）G(kg)/h(m)2超重：超重：BMI24；肥胖：；肥胖：BMI 28，腰围：男性腰围：男性85cm;女性女性80cm摄入的能量多于摄入的能量多于消耗的能量消耗的能量 能量的正能量的正平衡平衡 生长发育生长发育、肥胖肥胖 摄入的能量少摄入的能量少于
6、消耗的能量于消耗的能量 能量的能量的负平衡负平衡 消瘦消瘦 第7页，共54页。二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定(一一)能量代谢测定的原理能量代谢测定的原理机体的能量代谢也遵循机体的能量代谢也遵循“能量守恒定律能量守恒定律”：即在安静不：即在安静不作外功时，机体物质代谢过程中所释放的能量全部转化为热作外功时，机体物质代谢过程中所释放的能量全部转化为热能。能。因此，测定机体在单位时间内发散的总热量，就可测算因此，测定机体在单位时间内发散的总热量，就可测算出整个机体在单位时间内能量代谢的量，即出整个机体在单位时间内能量代谢的量，即能量代谢率。能量代谢率。测定的方法有两种：测定的方法有两种：直接测
7、热法直接测热法和和间接测热法间接测热法第8页，共54页。原理：能量守恒定律原理：能量守恒定律单位时间释放的能量单位时间消耗的能量热单位时间释放的能量单位时间消耗的能量热能能+外功外功+化学贮备化学贮备 如果在测定时间内，化学贮备能极少而忽略不计，肌肉如果在测定时间内，化学贮备能极少而忽略不计，肌肉不对外作功，则测热量就可近似代表能量代谢率。不对外作功，则测热量就可近似代表能量代谢率。特点特点：测定原理简单，：测定原理简单，所得数据精确。所需的测所得数据精确。所需的测试装置结构复杂，操作繁试装置结构复杂，操作繁琐。琐。收集在一定时间内受试者散发的总热量。收集在一定时间内受试者散发的总热量。1.直
8、接测热法直接测热法(direct calorimetry)第9页，共54页。间接测热法的原理间接测热法的原理 定比定律定比定律：同一化学反应无论中间过程和条件差异多大，释放的能量：同一化学反应无论中间过程和条件差异多大，释放的能量是一定的。是一定的。根据化学反应原理，即反应物与反应物之间、反应物与产物之间存根据化学反应原理，即反应物与反应物之间、反应物与产物之间存在着一定的比例关系，从而计算出一定时间内机体氧化三大营养物质的在着一定的比例关系，从而计算出一定时间内机体氧化三大营养物质的量。然后再根据有关数据计算该段时间内机体所释放的总热量。量。然后再根据有关数据计算该段时间内机体所释放的总热量
9、。C6H12O6+6O2 6CO2 6H2O +H 2.间接测热法间接测热法(indirect calorimetry)第10页，共54页。食物的热价：食物的热价：1食物氧化（或在体外燃烧）时所释放出来的食物氧化（或在体外燃烧）时所释放出来的热量。热量。物理热价物理热价：指食物在体外燃烧时释放的热量。：指食物在体外燃烧时释放的热量。生物热价生物热价：指在体内氧化时所产生的热量。：指在体内氧化时所产生的热量。糖与脂肪糖与脂肪：物理热价生物热价：物理热价生物热价食物的氧热价：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 氧所产生的热量称为氧所产生的热量称为该种食物的氧热价该种食物
10、的氧热价(可根据机体在一定时间内可根据机体在一定时间内的耗氧量计算出能量代谢率的耗氧量计算出能量代谢率)。蛋蛋 白白 质质：物理热价生物热价：物理热价生物热价(因为蛋白质在体内不能因为蛋白质在体内不能被彻底氧化分解被彻底氧化分解,有一部分以尿素的形式由有一部分以尿素的形式由尿中排泄尿中排泄)。分类：分类：关系：关系：几个有关概念几个有关概念第11页，共54页。3.呼吸商呼吸商(（respiratory quotient RQ）)一定时间内机体呼出的一定时间内机体呼出的 CO2 量与吸入的量与吸入的 O2 量量的比值。的比值。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
11、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)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(R Q)(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(R Q)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 0.800.95 0.76 23.5 18.0 18.8
12、 0.80 糖尿病糖尿病主要靠脂肪代谢供能，主要靠脂肪代谢供能，RQ接近接近0.71;长期饥饿长期饥饿主要靠蛋白质代谢供能，主要靠蛋白质代谢供能，RQ接近接近0.80混合食物混合食物RQ一般在一般在 0.85 左右；左右；在体内糖转化为脂肪时在体内糖转化为脂肪时RQ可大于可大于1；酸中毒或过度通气酸中毒或过度通气RQ变大。变大。第12页，共54页。非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商(NPRQ):指一定时间内，机体氧化非蛋白食物时的指一定时间内，机体氧化非蛋白食物时的CO2产产生量与耗生量与耗O2量的比值。量的比值。整体产生整体产生CO2总量分解蛋白产生总量分解蛋白产生CO2量量 NPRQ 整体耗整体耗O
13、2总量分解蛋白耗总量分解蛋白耗O2量量 在一般情况下在一般情况下,体内能量主要来自糖和脂肪的氧化体内能量主要来自糖和脂肪的氧化,蛋白质的因素蛋白质的因素可忽略不计。为了计算方便，可根据糖和脂肪按不同比例混和氧化时可忽略不计。为了计算方便，可根据糖和脂肪按不同比例混和氧化时所产生的所产生的 CO2 量计算出相应的呼吸商。量计算出相应的呼吸商。第13页，共54页。Non-protein respiratory quotient,NPRQ 根据非蛋白呼吸商值根据非蛋白呼吸商值的大小，可推算机体糖和的大小，可推算机体糖和脂肪氧化的百分比，并可脂肪氧化的百分比，并可直接计算氧化某一种物质直接计算氧化某一
14、种物质的氧耗量和二氧化碳产量。的氧耗量和二氧化碳产量。第14页，共54页。临床应用的简便方法临床应用的简便方法(1)测定受试者在一定时间内的耗氧量和测定受试者在一定时间内的耗氧量和 CO2 的产生量，求得呼吸的产生量，求得呼吸商。用此呼吸商查非蛋白呼吸商表得其相应氧热价。再用商。用此呼吸商查非蛋白呼吸商表得其相应氧热价。再用氧热价乘以耗氧量，便得到该时间内的产热量。氧热价乘以耗氧量，便得到该时间内的产热量。(2)更简便测定方法是将呼吸商定为更简便测定方法是将呼吸商定为0.82（混合食物的呼吸商），只需（混合食物的呼吸商），只需测定单位时间内的氧耗量，便可计算机体的产热量。测定单位时间内的氧耗量
15、，便可计算机体的产热量。第15页，共54页。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 肌肉活动对能量代谢的影肌肉活动对能量代谢的影响最大。响最大。表表7-3 机体不同状态时机体不同状态时 的能量代谢率的能量代谢率 状态状态 产热量产热量(KJ/m2.min)躺卧躺卧 2.73开会开会 3.40擦窗子擦窗子 8.30洗衣洗衣 9.89扫地扫地 11.37打排球打排球 17.05打篮球打篮球 24.22踢足球踢足球 24.98第16页，共54页。(二二)精神活动精神活动 平静思考问题时，对能量代谢影响不大，产平静思考问题时，对能量代谢影响不大，产热量一般不超过热量一般不
16、超过4%4%。但精神处于紧张状态但精神处于紧张状态(烦躁、恐惧、情绪激动等烦躁、恐惧、情绪激动等)时，产热量可显著增加。时，产热量可显著增加。无意识的肌肉紧张性增强无意识的肌肉紧张性增强交感神经兴奋交感神经兴奋内分泌激素释放内分泌激素释放第17页，共54页。(三三)食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应 进食后一段时间，食物刺激机体产生额外能量消耗的作用进食后一段时间，食物刺激机体产生额外能量消耗的作用。进食后约进食后约1 18 8小时，机体比未进食前产热量增加。小时，机体比未进食前产热量增加。蛋白质：蛋白质：3030，糖和脂肪：，糖和脂肪：4 46 6，混合食物：，混合食物：1010。机制还不
17、十分清楚。有人认为肝脏在脱氨基反应中消耗了能量可能是机制还不十分清楚。有人认为肝脏在脱氨基反应中消耗了能量可能是“额外额外”产产热的原因。热的原因。第18页，共54页。（四）环境温度（四）环境温度 人处于安静状态下，人处于安静状态下，环境温度在环境温度在20-3020-30时，能量代谢率最时，能量代谢率最为稳定。当环境温度高于为稳定。当环境温度高于3030或低于或低于2020时，能量代谢都将增时，能量代谢都将增加。体温每升高加。体温每升高ll，能量代谢将增加，能量代谢将增加1313左右。左右。第19页，共54页。(四四)环境温度环境温度 人体安静状态下，环境温度在人体安静状态下，环境温度在20
18、203030时，的能量代谢最为稳定。时，的能量代谢最为稳定。当环境温度低于当环境温度低于2020时，由于寒冷刺激反射性引起肌肉紧张度增加和时，由于寒冷刺激反射性引起肌肉紧张度增加和战栗产热；环境温度高于战栗产热；环境温度高于3030时，可能由于细胞内化学反应速度加快，时，可能由于细胞内化学反应速度加快，出汗以及呼吸、心脏功能增强等因素的作用有关。出汗以及呼吸、心脏功能增强等因素的作用有关。第20页，共54页。四、基础代谢四、基础代谢(basic metabolism)（一）基础代谢率定义：（一）基础代谢率定义：基础代谢指机体在基础状态下的基础代谢指机体在基础状态下的能量代谢。单位时间内的基础代
19、谢为基础代谢率能量代谢。单位时间内的基础代谢为基础代谢率(basic metabolism rate，BMR)。基础状态指。基础状态指清晨、清醒、静卧；清晨、清醒、静卧；室温在室温在2025；禁食禁食12 h以上；以上；情绪安定；情绪安定；体温正常。体温正常。第21页，共54页。（二）基础代谢率测定和表示方法：（二）基础代谢率测定和表示方法：测测6分钟内耗氧量，求出每小时耗氧量。取混合饮食呼吸商为分钟内耗氧量，求出每小时耗氧量。取混合饮食呼吸商为0.82，其，其氧热价为氧热价为20.20 kJ，则则BMR20.20每小时耗氧量每小时耗氧量体表面积。单位是体表面积。单位是kJ/(hm2)。将测定
20、值与同性别、同年龄组的平均值进行比较。将测定值与同性别、同年龄组的平均值进行比较。相差在相差在15以内，属正常范围；相差值在以内，属正常范围；相差值在20以上则考虑为病态。以上则考虑为病态。第22页，共54页。体表面积体表面积(m2)=0.0061身高身高(cm)0.0128体重体重(kg)0.1529u Stevenson公式公式:u 体表面积测算图体表面积测算图第23页，共54页。BMR异常：异常：BMR：甲亢、糖尿病、红细胞增多症、白血病、伴有：甲亢、糖尿病、红细胞增多症、白血病、伴有 呼吸困难的心脏病等。呼吸困难的心脏病等。发热（体温发热（体温1，BMR13%)BMR：甲低、肾上腺皮质
21、功能低下（：甲低、肾上腺皮质功能低下（Addison病）、病）、肾病综合征、病理性饥饿、垂体性肥胖等。肾病综合征、病理性饥饿、垂体性肥胖等。第24页，共54页。第25页，共54页。一、体温一、体温(temperature)体壳体温（体壳体温（shell temperature）：）：机体表层部分的温度机体表层部分的温度。主要包括皮肤、皮下组织、肌肉等部位的温度。主要包括皮肤、皮下组织、肌肉等部位的温度。体核体温（体核体温（core temperature）：）：机体核心部分的温度机体核心部分的温度。主要指心、脑、肺、腹腔脏器的温度。主要指心、脑、肺、腹腔脏器的温度。体温（体温（body tem
22、perature）：是指机体核心部分的平均温度。）：是指机体核心部分的平均温度。第二节第二节 体温及其调节体温及其调节第26页，共54页。在不同环境温度下人体体温分布示意图在不同环境温度下人体体温分布示意图 A.环境温度环境温度20；B.环境温度环境温度35第27页，共54页。体表各部分温度差别大、不稳定体表各部分温度差别大、不稳定 四肢末梢的温度最低，越近躯干和头部，皮肤温度四肢末梢的温度最低，越近躯干和头部，皮肤温度 越高越高 与局部血流量关系密切与局部血流量关系密切 影响因素：影响因素：环境温度、精神紧张、发汗环境温度、精神紧张、发汗皮肤温度（皮肤温度（skin temperature）
23、TMS=0.2(T小腿小腿+T大腿大腿)+0.3(T胸胸+T上臂上臂)平均皮肤温度（平均皮肤温度（mean skin temperature,TMS）第28页，共54页。肝脏温度为肝脏温度为3838左右，在全身中最高；左右，在全身中最高；脑产热较多，温度也接近脑产热较多，温度也接近3838；肾、胰腺及十二指肠等温度略低；肾、胰腺及十二指肠等温度略低；直肠温度则更低些。直肠温度则更低些。意义：意义：体温的相对恒定是机体新陈代谢和一切生命活动正常体温的相对恒定是机体新陈代谢和一切生命活动正常进行的必需条件。进行的必需条件。T 22心跳停止；心跳停止；T 43酶变性而死亡酶变性而死亡;T=27低温麻
24、醉。低温麻醉。体核温度体核温度第29页，共54页。鼓膜温度可代表下丘脑温度鼓膜温度可代表下丘脑温度食管温度可代表右心房血液温度食管温度可代表右心房血液温度第30页，共54页。平均体温（平均体温（mean body temperature，TMB）TMB=Tcore+(1-)TMS：核心部分所占比例；：核心部分所占比例；(1-)：表层组织所占比例：表层组织所占比例 值：温度适宜时值：温度适宜时0.67;炎热时炎热时0.80.9;寒冷时寒冷时0.64第31页，共54页。(二二)体温的生理变动体温的生理变动 正常人的体温可因昼夜、性别、年龄和机体的活动等而有所变动。正常人的体温可因昼夜、性别、年龄和
25、机体的活动等而有所变动。1.昼夜波动昼夜波动 昼夜节律：昼夜节律：体温的昼夜周期性波动。体温的昼夜周期性波动。一般是清晨一般是清晨 26h 时最低，下午时最低，下午 16h 最高，波动幅度一般最高，波动幅度一般不超过不超过 1。机制：生物钟控制机制：生物钟控制（下丘脑视交叉）（下丘脑视交叉）2性别：性别：女子体温平均比男子高女子体温平均比男子高 0.3。女性体温月节律：女子基础体温随月经周期而变动，排卵前体温女性体温月节律：女子基础体温随月经周期而变动，排卵前体温较低，排卵后体温升高。较低，排卵后体温升高。第32页，共54页。第33页，共54页。3.年龄差异年龄差异 新生儿体温新生儿体温 成年
26、人成年人 老年人。老年人。体温随着年龄的增长有逐渐降低的趋势（与代谢率降低逐体温随着年龄的增长有逐渐降低的趋势（与代谢率降低逐渐有关），大约每增长渐有关），大约每增长10岁，体温约降低岁，体温约降低 0.05。1416 岁岁的青年人体温与成年人相近。的青年人体温与成年人相近。新生儿（特别是早产儿）由于体温调节机构尚未发育完善、老新生儿（特别是早产儿）由于体温调节机构尚未发育完善、老年人由于调节能力差，易受环境温度的影响。年人由于调节能力差，易受环境温度的影响。4.情绪和体力活动情绪和体力活动 肌肉活动肌肉活动时，肌肉代谢明显增强，产热增加，可使体温暂时时，肌肉代谢明显增强，产热增加，可使体温暂
27、时升高升高12。所以测体温时，要先让受试者安静一段时间，小。所以测体温时，要先让受试者安静一段时间，小儿应防止其哭闹。儿应防止其哭闹。情绪激动、精神紧张、进食情绪激动、精神紧张、进食等情况，都会影响体温。等情况，都会影响体温。全身麻醉全身麻醉时，会因抑制体温调节中枢和扩张血管的作用及骨骼肌时，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，所以全麻时应注意保温。松弛，使体温降低，所以全麻时应注意保温。第34页，共54页。二、机体的产热和散热二、机体的产热和散热 人体正常体温的维持，是在体温调节机构的协调和控制下，人体正常体温的维持，是在体温调节机构的协调和控制下，产热和散热过程达
28、到动态平衡的结果产热和散热过程达到动态平衡的结果。第35页，共54页。(一一)产热过程产热过程 1.主要产热器官：主要产热器官：安静状态安静状态,主要产热器官是内脏主要产热器官是内脏(尤其肝脏，其次是脑尤其肝脏，其次是脑)。劳动或运动时，主要产热器官是肌肉。劳动或运动时，主要产热器官是肌肉。第36页，共54页。2.机体的产热形式机体的产热形式 人在寒冷的环境中人在寒冷的环境中,散热明显增加散热明显增加,机体要维持体温的相对稳定机体要维持体温的相对稳定,必需增必需增加产热量：加产热量：战栗产热：战栗产热：骨骼肌同时发生不随意的节律性收缩，其特点是屈骨骼肌同时发生不随意的节律性收缩，其特点是屈肌和
29、伸肌同时收缩，不做外功但产热量很高。发生战栗时肌和伸肌同时收缩，不做外功但产热量很高。发生战栗时,代谢率可代谢率可增加增加4倍。倍。非战栗产热：非战栗产热：指机体处于寒冷环境中时，体内发生广泛的代谢指机体处于寒冷环境中时，体内发生广泛的代谢产热增加的现象。又称代谢产热。但以褐色脂肪组织的产热量最大产热增加的现象。又称代谢产热。但以褐色脂肪组织的产热量最大（约占（约占70%）。）。第37页，共54页。3.产热活动的调节产热活动的调节 包括体液调节和神经调节包括体液调节和神经调节(1)体液调节体液调节:甲状腺素甲状腺素是调节产热活动的最重要的体液因素是调节产热活动的最重要的体液因素 机体在寒冷环境
30、几周后机体在寒冷环境几周后甲状腺甲状腺T3、T4 代谢率代谢率(增加增加45倍倍)产热量产热量 特点：特点：作用缓慢，维持时间长。作用缓慢，维持时间长。第38页，共54页。(2)神经调节神经调节 寒冷刺激可通过兴奋机体的中枢神经系统，特别是交感神经系统，寒冷刺激可通过兴奋机体的中枢神经系统，特别是交感神经系统，继而引起肾上腺素、去甲肾上腺素激素分泌增加，增加产热。此外寒冷继而引起肾上腺素、去甲肾上腺素激素分泌增加，增加产热。此外寒冷刺激还能引起骨胳肌紧张性增加，从而增加产热。刺激还能引起骨胳肌紧张性增加，从而增加产热。寒冷刺激时寒冷刺激时 交感交感-肾上腺髓质活动肾上腺髓质活动 肾上腺素、去甲
31、肾上腺素分泌肾上腺素、去甲肾上腺素分泌产热量产热量特点：特点：作用迅速，维持时间短。作用迅速，维持时间短。第39页，共54页。(二二)散热过程散热过程主：皮肤主：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：呼出的气体、尿、粪次：呼出的气体、尿、粪 2.散热方式：散热方式：当环境温度皮肤温度时，人体主要通过当环境温度皮肤温度时，人体主要通过辐射、传导和对流辐射、传导和对流方方式散热，其散热量约占总量式散热，其散热量约占总量70。当环境温度当环境温度皮肤温度时，机体的散热是依靠皮肤温度时，机体的散热是依靠蒸发蒸发方式散热。方式散热。机体散热方式有以下几种机体散热方式有以下几
32、种:1.散热部位：散热部位：第40页，共54页。辐射散热：辐射散热：人体以热射线（红外线）形式将体热传给外界的人体以热射线（红外线）形式将体热传给外界的散热形式。散热形式。辐射散热是机体在常温和安静状态下的最主要的散热方式，大辐射散热是机体在常温和安静状态下的最主要的散热方式，大约占总散热量的约占总散热量的 60%。机体的有效辐射面积机体的有效辐射面积辐射散热量的多少取决于辐射散热量的多少取决于 皮肤与环境的温度差皮肤与环境的温度差在高温环境中作业（如舰船、炼钢人员）在高温环境中作业（如舰船、炼钢人员）,因环境温度高于皮因环境温度高于皮肤温度，机体不仅不能辐射散热，反而会吸收周围的热量，肤温度
33、，机体不仅不能辐射散热，反而会吸收周围的热量，故易发生中暑。故易发生中暑。第41页，共54页。传导散热：传导散热：指体热直接传给与机体相接触的较冷物体的散热方指体热直接传给与机体相接触的较冷物体的散热方式。式。与皮肤接触物体的温差与皮肤接触物体的温差与皮肤接触面积的大小与皮肤接触面积的大小与皮肤接触物体的导热性与皮肤接触物体的导热性传导散热量取决于传导散热量取决于 水的导热性好，因此临床上常利用冷水袋或冰袋为高热患者水的导热性好，因此临床上常利用冷水袋或冰袋为高热患者降温。降温。脂肪的导热性差，因而肥胖者炎热的天气易出汗。脂肪的导热性差，因而肥胖者炎热的天气易出汗。第42页，共54页。对流散热
34、：对流散热：指通过气体或液体的流动来交换热量的散热方式。对指通过气体或液体的流动来交换热量的散热方式。对流散热是传导散热的一种特殊形式。流散热是传导散热的一种特殊形式。对流散热量主要取决于空气对流散热量主要取决于空气(液体液体)对流速度和温度。对流速度和温度。衣服覆盖于体表衣服覆盖于体表,不易实现对流不易实现对流;棉、毛纤维间的空气不易流棉、毛纤维间的空气不易流动动,因此增加衣着可以保温御寒。因此增加衣着可以保温御寒。若在较密闭的高温环境中若在较密闭的高温环境中(如船舱内如船舱内)或闷热气候或闷热气候,因空气对流差因空气对流差,易易发生中暑。发生中暑。第43页，共54页。蒸发散热蒸发散热:指机
35、体通过体表水分蒸发来散失体热的散热方式指机体通过体表水分蒸发来散失体热的散热方式 当气温当气温体温时，蒸发是唯一的散热途径体温时，蒸发是唯一的散热途径 形式：形式：不感蒸发不感蒸发(不显汗不显汗)：指体中水分直接渗透到体表汽指体中水分直接渗透到体表汽化蒸发的现象。化蒸发的现象。不感蒸发是持续进行的。人体不感蒸发量约不感蒸发是持续进行的。人体不感蒸发量约 1000 ml/日日(皮肤皮肤约占约占 2/3,肺占肺占 1/3)。所以临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发。所以临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的体液量。丢失的体液量。发汗发汗(可感蒸发可感蒸发):通过汗腺主动分泌汗液的过程。通过汗腺
36、主动分泌汗液的过程。人在安静状态下，当环境温度达到人在安静状态下，当环境温度达到 30 左右时，便开始发汗左右时，便开始发汗;如果如果空气湿度大、衣着又多时空气湿度大、衣着又多时,气温达气温达 25便可发汗便可发汗;机体活动时机体活动时,由于产热由于产热量量,虽然环境温度低于虽然环境温度低于 20 亦可发汗。亦可发汗。因为发汗散热是通过汗液蒸发吸收体表热量实现的因为发汗散热是通过汗液蒸发吸收体表热量实现的,所以若将汗液擦所以若将汗液擦掉则不能起到蒸发散热的效果掉则不能起到蒸发散热的效果;汗腺缺乏汗腺缺乏(如烧伤病人如烧伤病人)或汗腺分泌障碍或汗腺分泌障碍者者,在热环境中就可导致体温升高危及生命
37、。在热环境中就可导致体温升高危及生命。第44页，共54页。3.汗液：汗液：水分：水分：99 汗液流经汗腺排出管的起始部时，有一部分汗液流经汗腺排出管的起始部时，有一部分 NaCl 可被重吸收，可被重吸收，从而使最终排出的汗液成为低渗。从而使最终排出的汗液成为低渗。机体大量出汗可造成高渗性脱水，要补充大量的水份和机体大量出汗可造成高渗性脱水，要补充大量的水份和适量的适量的aCl。固体：固体：大部分为大部分为NaCl其余为其余为KCl、尿素、乳酸等、尿素、乳酸等无葡萄糖和蛋白质无葡萄糖和蛋白质第45页，共54页。汗腺与汗腺活动的调节：汗腺与汗腺活动的调节：人体内有大汗腺和小汗腺人体内有大汗腺和小汗
38、腺,与蒸发散热有关的是小汗腺与蒸发散热有关的是小汗腺分类分类温热性发汗：温热性发汗：环境温度升高或剧烈运动时通过乙酰胆碱促环境温度升高或剧烈运动时通过乙酰胆碱促进汗腺分泌的作用称为温热性发汗。其部进汗腺分泌的作用称为温热性发汗。其部位见于全身。位见于全身。机制：机制：下丘脑下丘脑交感胆碱能纤维交感胆碱能纤维小汗腺小汗腺发汗发汗精神性发汗：精神性发汗：指当情绪和精神紧张时引起的发汗。其指当情绪和精神紧张时引起的发汗。其部位见于手、足及前额等处的汗腺部位见于手、足及前额等处的汗腺（与体温调节无关）。（与体温调节无关）。机制：机制：大脑皮质运动前区大脑皮质运动前区交感肾上腺素能纤维交感肾上腺素能纤维
39、手、足及前额等处的汗腺手、足及前额等处的汗腺发汗。发汗。第46页，共54页。5.循环系统在散热中的作用：循环系统在散热中的作用：机体可通过交感神经系统调节皮肤血管的口径，改变皮肤血流量，机体可通过交感神经系统调节皮肤血管的口径，改变皮肤血流量，以改变皮肤温度来控制散热。在炎热环境中，交感神经紧张性降低，以改变皮肤温度来控制散热。在炎热环境中，交感神经紧张性降低，皮肤血管舒张，动皮肤血管舒张，动-静脉吻合支开放，皮肤血流量增加，皮肤温度升静脉吻合支开放，皮肤血流量增加，皮肤温度升高，散热作用增强；反之，散热作用减弱。高，散热作用增强；反之，散热作用减弱。环境温度环境温度交感神经紧张性交感神经紧张
40、性血管舒张血管舒张(收缩收缩)动动-静脉吻静脉吻合支开放合支开放(关闭关闭)血流血流散热散热 第47页，共54页。三、体温调节三、体温调节方式：方式：自主性体温调节和行为性体温调节自主性体温调节和行为性体温调节自主性体温调节：自主性体温调节：指在体温调节机制的控制下，通过增减皮指在体温调节机制的控制下，通过增减皮肤的血流量、发汗、战栗等生理调节反应，使体温在正常情肤的血流量、发汗、战栗等生理调节反应，使体温在正常情况下能维持在一个相对稳定的水平。况下能维持在一个相对稳定的水平。行为性体温调节：行为性体温调节：指机体通过一定的行为来保持体温的相对恒指机体通过一定的行为来保持体温的相对恒定。定。(
41、一一)温度感受器温度感受器 温度感受器温度感受器是感受机体各个部位温度变化的特殊结构。按其感是感受机体各个部位温度变化的特殊结构。按其感受的受的刺激刺激可分为可分为冷感受器和热感受器冷感受器和热感受器；按其；按其分布分布的位置又可分的位置又可分为为外周温度感受器和中枢性温度感受器外周温度感受器和中枢性温度感受器。第48页，共54页。可分为温感受器和冷感受器可分为温感受器和冷感受器 皮温皮温30时时冷感受器冷感受器+冷觉冷觉 皮温皮温35时时温感受器温感受器+温觉温觉1.外周温度感受器：外周温度感受器：2.中枢温度感受器：中枢温度感受器：分布于下丘脑、脑干网状结构和脊髓等处。分布于下丘脑、脑干网
42、状结构和脊髓等处。分类：分类：热敏神经元和冷敏神经元热敏神经元和冷敏神经元局部组织温度局部组织温度热敏神经元神经冲动发放频率热敏神经元神经冲动发放频率局部组织温度局部组织温度冷敏神经元神经冲动发放频率冷敏神经元神经冲动发放频率 在在视前区视前区-下丘脑前部下丘脑前部(PO/AH)分布较多的热敏神经元分布较多的热敏神经元和少量冷和少量冷敏神经元。敏神经元。加温加温PO/AH PO/AH的热敏的热敏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/AH的冷敏的冷敏N元元+散热反应散热反应产热反应产热反应第49页，共54页。(二二)体温调节中枢体温调节中枢 广泛分布于从脊髓到大脑皮质
43、的整个中枢神经系统内广泛分布于从脊髓到大脑皮质的整个中枢神经系统内 调节体温的基本中枢：下丘脑调节体温的基本中枢：下丘脑 其中，其中，PO/AH 在体温调节中枢整合机构中占有非常重要在体温调节中枢整合机构中占有非常重要的地位。的地位。PO/AH是中枢温度感受器的部位，同时也起着体温调是中枢温度感受器的部位，同时也起着体温调节器的作用。节器的作用。具有体温调节具有体温调节整合中枢整合中枢的地位。的地位。第50页，共54页。（三）体温调定点学说（三）体温调定点学说 体温调定点学说认为，在体温调定点学说认为，在 PO/AH 区有一个控制体温的调区有一个控制体温的调定点，而定点，而 PO/AH 区的温
44、度敏感神经元（热敏神经元和冷敏神区的温度敏感神经元（热敏神经元和冷敏神经元）可能是起调定点作用的结构基础。体温调定点是将机体经元）可能是起调定点作用的结构基础。体温调定点是将机体温度设定在一个温度值，正常为温度设定在一个温度值，正常为37。当体温高于调定点设定。当体温高于调定点设定数值时机体就可反射性地促进散热过程，抑制产热过程，使体数值时机体就可反射性地促进散热过程，抑制产热过程，使体温下降。反之则促进产热、抑制散热，使体温回升。温下降。反之则促进产热、抑制散热，使体温回升。体温超过体温超过370C（低于（低于370C）：）：PO/AH 的温度敏感神经元的温度敏感神经元散热过程散热过程、产热
45、过程、产热过程体温体温（保持（保持370C）第51页，共54页。复习思考题复习思考题1.体温的生理变动表现在哪些方面？体温的生理变动表现在哪些方面？2.人体有哪些散热途径？散热的主要部位人体有哪些散热途径？散热的主要部位?皮肤的散热方式有哪些？皮肤的散热方式有哪些？3.人体主要产热器官有哪些人体主要产热器官有哪些(安静和活动时安静和活动时)？4.何谓调定点何谓调定点?试以体温调定点学说解释体温调节机试以体温调定点学说解释体温调节机制。制。5.恒温动物在剧烈运动和寒冷环境中是如何维持体温相恒温动物在剧烈运动和寒冷环境中是如何维持体温相对恒定的？对恒定的？第52页，共54页。目的要求目的要求:1.
46、1.掌握内容：掌握内容：影响能量代谢的主要因素；人影响能量代谢的主要因素；人体体温正常值；机体的产热和散热；体温体体温正常值；机体的产热和散热；体温调节中枢；基础代谢率；调定点。调节中枢；基础代谢率；调定点。2.2.熟悉内容：熟悉内容：能量代谢测定中的有关概念；能量代谢测定中的有关概念；基础代谢；温度感受器。基础代谢；温度感受器。3.3.了解内容：了解内容：掌握、熟悉以外的内容均为了掌握、熟悉以外的内容均为了解内容。解内容。授课时间：授课时间：2 2学时学时第53页，共54页。本章要点本章要点掌握内容掌握内容:影响能量代谢的主要因素；人体体温正常值；影响能量代谢的主要因素；人体体温正常值；机体的产热和散热；体温调节中枢；基础代谢率；调定点。机体的产热和散热；体温调节中枢；基础代谢率；调定点。熟悉内容：熟悉内容：能量代谢测定中的有关概念；基能量代谢测定中的有关概念；基础代谢；温度感受器。础代谢；温度感受器。了解内容了解内容:体温调节的机制，体温体温调节的机制，体温调控系统概念，体温调节中枢调控系统概念，体温调节中枢,PO/AH 的整合作用的整合作用 第54页，共54页。
