1、 主讲教师 张伟 第 七 章 新陈代谢新陈代谢 (metabolism)新陈代谢是新陈代谢是指机体与内、外环境之指机体与内、外环境之间的物质和能量交换过程。间的物质和能量交换过程。是生命的基是生命的基本特征之一，是新旧交替、自我更新的本特征之一，是新旧交替、自我更新的过程。一旦停止，生命终结过程。一旦停止，生命终结 合成代谢：合成代谢：结构简单物质结构简单物质 复杂物质复杂物质 即外界摄取物质即外界摄取物质 合成、转化合成、转化 自身物质自身物质（吸收能量）（吸收能量）分解代谢：分解代谢：复杂物质复杂物质 分解分解 简单简单（释放能（释放能 量）量）能量供机体应用能量供机体应用 产物排出体外产
2、物排出体外 主要讲授内容主要讲授内容一、能量代谢一、能量代谢1.食物的能量转换食物的能量转换能量的来源与去路能量的来源与去路2.能量代谢的测定能量代谢的测定3.影响能量代谢的主要因素影响能量代谢的主要因素4.基础代谢基础代谢二、体温及其调节二、体温及其调节1.体温体温2.机体的产热与散热机体的产热与散热3.体温调节体温调节 第一节第一节 能量代谢能量代谢 物质代谢过程中所伴随的能量的物质代谢过程中所伴随的能量的释放、转移释放、转移、贮存和利用贮存和利用的的过程称过程称 为为能量代谢能量代谢（energy metabolism）一、机体能量的来源和去路一、机体能量的来源和去路 糖（糖（70%70
3、%）ATPATP蛋白质蛋白质脂脂 肪肪热能热能（50%)50%)+O+O2 2COCO2 2+H+H2 2OO能量能量 33.47 33.47kJkJCCpADP pi各种生理各种生理活动活动电能电能机械能机械能渗透能渗透能热能热能储存储存能能 由此可见，由此可见，ATPATP的合成与分解是的合成与分解是 体内体内能量转换和利用能量转换和利用的关键环节的关键环节劳动劳动 或或 运动运动 肌肉中肌肉中ATPATP和和CPCP肌萎缩、无力肌萎缩、无力 肌肉中肌肉中ATPATP和和CPCP 临床临床：直接供能直接供能 直接促进和改善组织代谢直接促进和改善组织代谢 如如 心脑疾患、神经炎心脑疾患、神经
4、炎等等ATP三种供能物质比较表三种供能物质比较表供能供能物质物质供能供能百分率百分率特特 点点 糖糖70%70%有氧氧化产能有氧氧化产能(38mol ATP)38mol ATP)无氧酵解产能无氧酵解产能(2(2mol ATP)mol ATP)脂肪脂肪20%20%30%30%是能源物质贮存主要形式是能源物质贮存主要形式氧化时放能多（糖的氧化时放能多（糖的2 2倍）倍）蛋白质蛋白质少少长期不能进食或消耗极大时长期不能进食或消耗极大时才分解供能才分解供能糖 剧烈运动 骨骼肌耗氧增加循环、呼吸逐渐加强骨骼肌相对缺氧氧氧 债债Depend on：CP和无氧酵解 成熟红细胞：无氧酵解供能 脑组织：100-
5、150g/d，有氧氧化为主 缺氧低血糖头晕、抽搐、昏迷头晕、抽搐、昏迷脂肪脂肪：10day 2 month肝糖原：only 24 h after hungry脂肪甘油脂肪酸磷酸化、脱氢入糖途径或以糖储存辅酶A、氧化乙酰辅酶A入糖途径蛋白质肠道吸收自身蛋白分解重新合成蛋白细胞成分激素/酶长期不能进食、体力极度消耗供能供能不是主要功能供能不是主要功能一、能量的利用一、能量的利用能量ATP热能肌肉收缩细胞生物电小肠、肾小管的物质转运腺体分泌热能热能主要用来维持体温，不能转化为其他形式的能量、不做功，由体表、呼吸道、排泄物带出体外。能量平衡 机体摄入能量和消耗能量之间的平衡。基础代谢食物特殊动力效应运
6、动消耗其他负平衡正平衡衡量指标 体重指数：体重（Kg）/身高2（m）反映全身性超重和肥胖：24 超重，28 肥胖 腰围，腰臀围：脂肪总量和脂肪分布 二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定 法定能量计量单位法定能量计量单位 焦耳（焦耳（Joule，J J）或千焦耳（或千焦耳（kiloJoule，kJkJ）卡和焦耳之间换算是卡和焦耳之间换算是 1 1cal=4.187J=4.187J能量代谢测定原理 能量守恒：for example：物体高空落下 食物化学能=热能+外功 能量代谢率：单位时间内每每m2体表面积体表面积所消耗的能量测定方法：（一）与能量代谢测定的有关概念（一）与能量代谢测定的有关概念
7、1.1.食物热价（食物热价（thermal equivalent of food)1g1g营养物质氧化（或在体外营养物质氧化（或在体外 燃烧）时所释放能量燃烧）时所释放能量 单位：单位：kJ/gkJ/g 热价热价 物理热价物理热价 体外燃烧体外燃烧生物热价生物热价 体内氧化体内氧化 糖、脂肪糖、脂肪 物理热价生物热价物理热价生物热价 分别为分别为 17.15 kJ、39.75 kJ 蛋蛋 白白 质质 物理热价物理热价 生物热价生物热价 23.43kJ 17.99 kJ尿：尿素、尿酸、肌酐；便：含氮物质尿：尿素、尿酸、肌酐；便：含氮物质 2.2.食物氧热价食物氧热价(thermal equiva
8、lent of oxygen )某种食物氧化时消耗某种食物氧化时消耗1L1L 氧所产生的热量氧所产生的热量 单位单位 kJL 各种食物中C、H、O比例不同，消耗1L氧气，产生热量不同。3.3.呼吸商呼吸商(respiratory quotient,RQ),RQ)同一时间内机体同一时间内机体呼出呼出COCO2 2量量与与吸入吸入O2 2 量量的比值的比值 RQ=VCO2/VO2 糖糖 =1=1 RQ RQ 蛋白质蛋白质 =0.80=0.80 脂肪脂肪 =0.71=0.71 混合食物的混合食物的 RQ RQ 一般在一般在0.850.85左右左右 长期饥饿自身蛋白分解，接近长期饥饿自身蛋白分解，接近
9、0.80可根据可根据RQRQ大小大小来推测出能量来推测出能量 的主要来源的主要来源 影响呼吸商的因素影响呼吸商的因素（1 1）营养物质间的转化）营养物质间的转化（2 2）一些代谢反应）一些代谢反应 剧烈活动剧烈活动 乳酸乳酸 COCO2 2排除排除 肺过度通气肺过度通气 酸中毒酸中毒 缓冲缓冲RQ酵解酵解 非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商(non-protein respiratory quotient,NPRQ)指糖和脂肪按一定比例混合氧化时指糖和脂肪按一定比例混合氧化时 计算的计算的 RQRQ 一般情况下，体内能量主要来自糖一般情况下，体内能量主要来自糖 和脂的氧化，蛋白可忽略不计，为和脂的氧化，
10、蛋白可忽略不计，为 了计算方便，可根据了计算方便，可根据NPRQ计算计算（二）测定原理和方法（二）测定原理和方法 原理原理 遵循热力学第一定律（遵循热力学第一定律（能量能量 守恒定律守恒定律）食物中的化学能热能外功食物中的化学能热能外功 故测定某人在一定时间内所发散的故测定某人在一定时间内所发散的总热量与外功折算成热能之和，就可测总热量与外功折算成热能之和，就可测算出在该时间内的耗能量（能量代谢率）算出在该时间内的耗能量（能量代谢率）能量代谢率能量代谢率 应指单位时间内每应指单位时间内每 m2体表面积产热量体表面积产热量 单位单位 kJ/（m2 h）测算依据测算依据 能量代谢率与体表面积基本成
11、正比能量代谢率与体表面积基本成正比 体表面积计算方法体表面积计算方法 公式公式 图表图表 体表面积可根据身高、体重应用体表面积可根据身高、体重应用 公式进行推算公式进行推算 体表面积（体表面积（m2）0.0061身高（身高（cm）0.0128 体重体重 （kg）0.1529 测定整个机体在单位时间内发散测定整个机体在单位时间内发散 的总热量，通常的总热量，通常有有两种方法两种方法 直接测热法直接测热法 间接测热法间接测热法OO2 2COCO2 2HH2 2OO1.直接测热法（直接测热法（direct calorimetry）特点：特点：装置复杂，主要用于研究肥装置复杂，主要用于研究肥 胖和内分
12、泌系统障碍等胖和内分泌系统障碍等 2.2.间接测热法间接测热法（indirect calorimetry）测定受试者一定时间内测定受试者一定时间内O O2 2消耗量、消耗量、COCO2 2产生量及尿氮排出量，然后根据产生量及尿氮排出量，然后根据 有关数据计算出一定时间内产热量有关数据计算出一定时间内产热量 间接测热法间接测热法是依据单位时间内是依据单位时间内O2耗量和耗量和CO2产生量，推算各种食物的产生量，推算各种食物的消耗量及产热量的过程。不同食物，消耗量及产热量的过程。不同食物，结构不同，耗结构不同，耗O2量及量及CO2的产生量也的产生量也不同，了解了不同，了解了食物的热价、氧热价及呼食
13、物的热价、氧热价及呼吸商等概念，间接推算出产热量。吸商等概念，间接推算出产热量。理论依据理论依据 化学反应的定比定律化学反应的定比定律 如如 氧化氧化1mol1mol葡萄糖葡萄糖 CC6 6H H1212OO6 6+60+602 2 6CO6CO2 2+6H+6H2 20+0+H H 食物在氧化分解时，食物在氧化分解时，O O2 2的消耗量的消耗量 及及COCO2 2产生量与热能释放间有一定比产生量与热能释放间有一定比 例关系例关系 计算步骤计算步骤v测出一定时间内的耗测出一定时间内的耗O O2 2量、量、COCO2 2产生量及产生量及 尿氮排出量尿氮排出量v根据尿氮含量算出蛋白氧化量和产热量
14、根据尿氮含量算出蛋白氧化量和产热量v计算计算 NPRQNPRQv计算非蛋白食物的产热量计算非蛋白食物的产热量v计算总产热量计算总产热量=（蛋白（蛋白+非蛋白）产热量非蛋白）产热量 举例举例 24h24h耗氧量耗氧量400L400L；COCO2 2产量产量340L340L；尿氮；尿氮 排出量排出量12g12g（1g1g尿氮相当氧化尿氮相当氧化6.25g6.25g蛋白质）蛋白质）(1)(1)蛋白质代谢蛋白质代谢 氧化量氧化量=12=126.25=75g6.25=75g 产热量产热量=18kJ/g=18kJ/g75g=1350kJ75g=1350kJ 耗氧量耗氧量=0.95L/g=0.95L/g75
15、g=71.25L75g=71.25L CO CO2 2产量产量=0.76L/g=0.76L/g75g=57L75g=57L (2)(2)非蛋白代谢非蛋白代谢 耗氧量耗氧量=400-71.25=328.75L=400-71.25=328.75L CO CO2 2产量产量=340-57=283L=340-57=283L NPRQ=283 NPRQ=283328.75=0.86328.75=0.86（3 3）据）据NPRQNPRQ氧热价计算非蛋白产热量氧热价计算非蛋白产热量 NPRQ=0.86NPRQ=0.86时的氧热价为时的氧热价为20.40kJ/L20.40kJ/L 非蛋白产热量非蛋白产热量=3
16、28.75L=328.75L20.40kJ/L 20.40kJ/L =6706.5kJ =6706.5kJ（4 4）24h24h产热量产热量(受试者受试者24h24h能量代谢率）能量代谢率）=1350kJ+6706.5kJ=1350kJ+6706.5kJ =8056.5kJ =8056.5kJ简化测量方法 临床和劳动卫生工作实践中 A 忽略蛋白质，测一定时间内耗O2和产 CO2B 仅测定一定时间耗氧量，国人基础状态 NPRQ=0.82（统计学）此时氧热价为20.20KJ/L 3.3.耗氧量与耗氧量与COCO2 2产量的测定方法产量的测定方法 及临床应用及临床应用 （1 1）闭合式测定法）闭合式
17、测定法 动物实验动物实验 临床采用临床采用肺量计测量耗氧量肺量计测量耗氧量 闭合法：用代谢率测定仪测定（平静）闭合法：用代谢率测定仪测定（平静）O O2 2钠石灰钠石灰COCO2 2天平天平呼出呼出COCO2 2被钠被钠 石灰吸收石灰吸收根据测定前根据测定前后钠石灰的后钠石灰的重量差，得重量差，得出出CO2产生产生量量根据装置根据装置中中O2的减的减少算出少算出O2耗量耗量原理 随着呼吸过程，描笔逐渐下降，根据描笔下降的距离和容积的换算系数，算出耗O2量。根据实验前后CO2吸收剂的重量改变，算出CO2产生量 （2 2）开放式测定法（气体分析法）开放式测定法（气体分析法）在机体在机体呼吸空气的条
18、件呼吸空气的条件下测定耗下测定耗 氧量和氧量和COCO2 2产产生生量量 方法：方法：吸入空气，吸入空气，收集一定时间的收集一定时间的呼出气呼出气，计算呼出气量，分析计算呼出气量，分析O O2 2和和COCO2 2比例，根据比例，根据吸入气与呼出气中吸入气与呼出气中O O2 2和和COCO2 2百分比差数，百分比差数，计算该时间内计算该时间内O O2 2耗量和耗量和COCO2 2产生量产生量,并算并算出混合呼吸商出混合呼吸商（3）双标记水法）双标记水法2H2O和H218O 原理：一定时间内，间断采尿，测2H和18O的代谢率，因2H参与H2O的生成，而18O既参与H2O的生成又参与CO2的生成。
19、根据其差值可算出CO2产生量 根据食物组成推算出呼吸商 优点：可在受试者自由状态下进行。优点：可在受试者自由状态下进行。三、影响能量代谢的因素三、影响能量代谢的因素 （一）肌肉活动（一）肌肉活动 代谢代谢 对能量代谢的影响最为显著。肌肉对能量代谢的影响最为显著。肌肉活动强度与耗氧量活动强度与耗氧量呈正比呈正比，中等强度，中等强度活动是安静时代谢量的活动是安静时代谢量的2 23 3倍。能量倍。能量代谢代谢率率可作为劳动或运动时肌肉活动可作为劳动或运动时肌肉活动强度的指标强度的指标 机体的状态机体的状态产产 热热 量量 平均（平均（kJ/mkJ/m2 2 min min）躺躺 卧卧 2 2.73.
20、73 开开 会会 3 3.40.40 擦窗子擦窗子 8 8.30.30 洗洗 衣衣 9 9.98.98 扫扫 地地 11.37 11.37 打排球打排球 17.05 17.05 打篮球打篮球 24.22 24.22 踢足球踢足球 24.98 24.98 劳动或运动时能量代谢值劳动或运动时能量代谢值（二）精神活动二）精神活动 紧张紧张 代谢代谢 精神紧张精神紧张 如激动、发怒、恐惧、如激动、发怒、恐惧、焦虑等，由于骨骼肌紧张性增加、交焦虑等，由于骨骼肌紧张性增加、交感感-肾上腺髓质系统活动加强及刺激肾上腺髓质系统活动加强及刺激代谢的激素（如甲状腺激素）释放增代谢的激素（如甲状腺激素）释放增多，使
21、机体产热量增加多，使机体产热量增加 脑组织血流量大，耗氧量大，代谢水平高，约为肌肉安静时耗氧量的20倍 但脑组织在睡眠和精神状态活跃的情况下，葡萄糖的代谢率基本没有差异。（三）食物的特殊动力效应（三）食物的特殊动力效应（specific dynamic effect )食物刺激机体产生食物刺激机体产生 “额外额外”能能量消耗的作用量消耗的作用 蛋白最明显蛋白最明显 3030%糖、糖、脂肪脂肪 6 64%4%混混 合食合食 物物 10%10%左右左右 12h开始开始23h高峰高峰持续持续78h 机制：机制：与消化系统对与消化系统对营养物营养物质质加工处理时做功的能量消耗加工处理时做功的能量消耗无
22、无关，关，与肝脏处理氨基酸或合成糖原有关。与肝脏处理氨基酸或合成糖原有关。故为病人配餐时，应考虑这部分能故为病人配餐时，应考虑这部分能量消耗，给予相应能量补充；但对久量消耗，给予相应能量补充；但对久病初愈者应甚补蛋白，以免加重胃肠病初愈者应甚补蛋白，以免加重胃肠负担负担 （四）环境温度（四）环境温度 202030C30C最为稳定最为稳定 20C20C能量代谢率开始增加能量代谢率开始增加 原因：原因：寒冷刺激引起寒战和寒冷刺激引起寒战和 肌紧张增强肌紧张增强 3030能量代谢率也增加能量代谢率也增加 原因：原因：体内体内生生化反应加快和化反应加快和 发汗、呼吸循环等活动增发汗、呼吸循环等活动增
23、强强 四、基础代谢四、基础代谢基础代谢（基础代谢（basal metabolism):basal metabolism):人体在基础状态下的能量代谢。人体在基础状态下的能量代谢。基础代谢率基础代谢率 (basal metabolic rate,BMR):(basal metabolic rate,BMR):基础状态下单位时间内的能量代谢。基础状态下单位时间内的能量代谢。1 1、基础状态、基础状态（1 1）安静：测前静卧半小时以上）安静：测前静卧半小时以上（2 2）清醒、无思维及精神活动）清醒、无思维及精神活动（3 3）空腹：进食）空腹：进食1214h1214h后后（4 4）室温）室温 ：202
24、5C 2025C（5 5）无肌肉活动及精神紧张）无肌肉活动及精神紧张基础状态下的能量消耗主要用来维持基础状态下的能量消耗主要用来维持呼吸、循环。呼吸、循环。BMR是清醒时的最低能量代谢水平是清醒时的最低能量代谢水平熟睡时熟睡时熟睡时熟睡时2 2、基础代谢率的衡量标准、基础代谢率的衡量标准 基础代谢率以每小时，每平方米体表基础代谢率以每小时，每平方米体表面积的产热量为单位。面积的产热量为单位。kJ/mkJ/m2 2hh 与体重无比例关系，与体重无比例关系，与体表面积成与体表面积成正比。正比。体表面积计算方法：体表面积计算方法：公式公式Stevenson算式：算式：体表面积体表面积=0.0061x
25、身高身高+0.0128x体重体重-0.15293 BMR计算方法及正常范围计算方法及正常范围一般一般将将RQ设为设为0.82，对应氧热价为，对应氧热价为20.19kJ/L，因此，只需测出一定时间，因此，只需测出一定时间 内内耗氧量耗氧量和和体表面积体表面积，即可算得，即可算得BMR正常值范围：正常值范围：10%15%以内为正常。超以内为正常。超过过20%时，可能是病理变化。时，可能是病理变化。判断标准判断标准 绝对数值表示绝对数值表示 实际测值实际测值 BMR可随性别、年龄等而有生理变可随性别、年龄等而有生理变动。当其他情况相同时动。当其他情况相同时 男性男性女性女性 幼年幼年成年成年 年龄越
26、大年龄越大BMRBMR越低越低相对数值表示相对数值表示BMR=实际值实际值-正常值正常值正常值正常值100%正常值为正常值为 10-15，差值超过，差值超过 20时，考虑病理状态时，考虑病理状态 性别性别正常值正常值年龄年龄111516171819203031404150 51195.4193.4166.2157.8158.6154.0149.0172.5181.7154.0146.5146.9142.4138.6男男女女我国人正常的我国人正常的 BMR 的平均值（的平均值（kJ/m2.h）4、BMR的临床意义的临床意义 特别是诊断特别是诊断甲状腺疾病甲状腺疾病 的重要的重要辅助方法。辅助方法
27、。甲状腺机能低下甲状腺机能低下（粘液性水肿）（粘液性水肿）BMR低于正常值低于正常值 20 40%甲状腺机能亢进甲状腺机能亢进（甲状腺肿瘤）（甲状腺肿瘤）BMR高于正常值高于正常值 25 80%缺碘缺碘地方性甲状腺肿地方性甲状腺肿糖尿病糖尿病红细胞增多症红细胞增多症白血病白血病 阿狄森病阿狄森病（肾上腺皮质机能低下）肾上腺皮质机能低下）营养不良营养不良 肾病综合征肾病综合征BMR第二节第二节 体温及其调节体温及其调节（Temperature and Regulation)一一、体温体温 体温体温表层温度表层温度深部温度深部温度 恒温动物恒温动物 深部温度相对稳定深部温度相对稳定 变温动物变温动
28、物 深部温度随环境变化深部温度随环境变化 一般所说的体温指机体一般所说的体温指机体深部的平均温度深部的平均温度（一）表（一）表层层温度和温度和深部深部温度温度1.1.表表层层体温体温（体壳（体壳 shell temperature )机体外壳温度，机体外壳温度，其值低于深部温度其值低于深部温度 影响因素：影响因素：环境温度和衣着等。环境温度和衣着等。生理意义：在生理意义：在散热活动中起重要作用散热活动中起重要作用2.深部体温深部体温(体核体核 core temperature)特点：特点：相对稳定（相对稳定（37 左右）、有差异左右）、有差异 意义：意义：是机体是机体新陈代谢新陈代谢和和维持正
29、常的生维持正常的生 命活动命活动的必要条件的必要条件正常人体体温正常人体体温（三）表层温度和核心温度（三）表层温度和核心温度随环境温度的变化，比例发生改变随环境温度的变化，比例发生改变寒冷环境：核心温度分布区域减小，集寒冷环境：核心温度分布区域减小，集中在头部和胸腹内脏。中在头部和胸腹内脏。炎热环境：核心温度分布区域增大，可炎热环境：核心温度分布区域增大，可扩展至四肢扩展至四肢表层温度表层温度 皮温：皮温：机体最外层的温度机体最外层的温度 特点：特点：体表各部位温差大，四肢末梢体表各部位温差大，四肢末梢 温度最低，越靠近躯干、头部，温度最低，越靠近躯干、头部，温度越高温度越高 意义：意义：皮温
30、与局部血流有关，临床可皮温与局部血流有关，临床可 作为外周血管疾病的诊断指标作为外周血管疾病的诊断指标 for example：exciting of nervous system 在较冷环境在较冷环境中，体核温度中，体核温度分布较小（集分布较小（集中在头和胸中在头和胸腹），且体表腹），且体表和体核间存在和体核间存在明显温差。在明显温差。在炎热环境中，炎热环境中，体核温度可扩体核温度可扩散到四肢散到四肢核心温度 特点：相对稳定，各部之间差异很小。肝 脑 肾、胰腺、十二指肠 直肠 The way of measuring 口腔：舌下，food，gas，children，直肠：insert 6 c
31、m 腋窝：5-10 min，dry核心温度 食管中央温度=右心房温度，用于实验研究 鼓膜温度=下丘脑温度，代表脑部温度，用于生理学实验和临床。（二）、体温的正常生理变动（二）、体温的正常生理变动1 1、昼夜变化、昼夜变化 清晨清晨2-62-6时体温最低时体温最低 ，午后，午后1-61-6时体温最高时体温最高体内体内生物钟生物钟（biological clock)控制，与肌肉活动及控制，与肌肉活动及耗氧量等无关耗氧量等无关下丘脑的下丘脑的视交叉上核（视交叉上核（suprachiasmatic ucleus）是是生物节律的控制中心生物节律的控制中心 2.性别性别 女子女子男子平均约男子平均约0.3
32、0.3 可能与女性皮下脂肪较多、散热较可能与女性皮下脂肪较多、散热较少有关，因皮下脂肪导热性只有其他少有关，因皮下脂肪导热性只有其他组织的三分之一组织的三分之一 女子基础体温女子基础体温：晨醒后起床前测定：晨醒后起床前测定 生育年龄生育年龄女子基础体温随月经周女子基础体温随月经周 期而变动。可能期而变动。可能与与孕激素孕激素有关有关 月经期和月经后的前半期较低月经期和月经后的前半期较低 排卵排卵日日最低，排卵后体温升高最低，排卵后体温升高 直到下次月经来潮直到下次月经来潮 妊娠早期较高妊娠早期较高 每日测量每日测量基础体温意义：基础体温意义：了解有无了解有无 排卵和排卵日期排卵和排卵日期（突然
33、升高的一天）（突然升高的一天）3 3、年龄：新生儿（早产儿）：体、年龄：新生儿（早产儿）：体 温调节能力差温调节能力差 儿童、青少年体温高儿童、青少年体温高 老年人老年人:BMR:BMR低，低，T T低低4 4、肌肉活动、肌肉活动5 5、其他因素：、其他因素：麻醉药、麻醉药、情绪活动情绪活动精神紧张精神紧张进食进食 二、机体产热与散热（体热平衡）二、机体产热与散热（体热平衡）（一）产热（一）产热 1.1.主要产热器官主要产热器官 安静状态：内脏（尤其是肝脏）安静状态：内脏（尤其是肝脏）运动或劳动：主要是骨骼肌运动或劳动：主要是骨骼肌 新生儿：棕色脂肪组织新生儿：棕色脂肪组织 2.2.产热形式产
34、热形式 forfor：基础代谢产热、骨骼肌运动产热、：基础代谢产热、骨骼肌运动产热、食物特殊动力效应、寒战和非寒战食物特殊动力效应、寒战和非寒战 产热产热 内脏和脑组织产热内脏和脑组织产热 基础代谢产热基础代谢产热 =70%=70%2.2.产热形式产热形式 (1)(1)战栗产热战栗产热（shivering thermogenesis）寒战是骨骼肌不随意的节律性收缩寒战是骨骼肌不随意的节律性收缩 （9-119-11次次/min)/min)特点：特点：屈肌和伸肌同时收缩，不作功，屈肌和伸肌同时收缩，不作功，产热量高，代谢率增加产热量高，代谢率增加4-54-5倍倍 意义：意义：增加产热量增加产热量
35、通常在寒冷环境中，机体在发生战通常在寒冷环境中，机体在发生战 栗（产热）之前出现寒冷性肌紧张或栗（产热）之前出现寒冷性肌紧张或 称战栗前肌紧张称战栗前肌紧张（代谢率有所增加）（代谢率有所增加）战栗产热意义：战栗产热意义：最大程度的增加产热量最大程度的增加产热量 (2)(2)非战栗产热：非战栗产热：（代谢产热代谢产热）（non-shivering non-shivering thermogenesis)主要棕色脂肪组织主要棕色脂肪组织（brown fat tissure，BFTBFT)产热，约占非战栗产热的产热，约占非战栗产热的7070%。BFTBFT细胞含丰细胞含丰 富的线粒体，具有很高的代谢
36、潜力富的线粒体，具有很高的代谢潜力 （UCPUCP蛋蛋 白）白）BFTBFT分布于腹股沟、肩胛下区及颈部大分布于腹股沟、肩胛下区及颈部大 血管周围，只存在于新生儿体内。血管周围，只存在于新生儿体内。非战栗产热非战栗产热 是机体在寒冷环境中是机体在寒冷环境中组织代谢率组织代谢率普遍普遍增强的结果增强的结果 3.3.产热活动的调节产热活动的调节 (1)(1)体液调节体液调节甲状腺激素：甲状腺激素：是是最重要因素，最重要因素，寒冷寒冷代代 谢率谢率可可增加增加20203030（慢、持续长）（慢、持续长）AdrAdr、NENE及生长素及生长素刺激产热刺激产热(快、短）快、短）神经调节 (2)神经调节神
37、经调节 交感交感-肾上腺髓质系统肾上腺髓质系统 活动增强，产热增加活动增强，产热增加 寒冷寒冷 下丘脑下丘脑 脊髓前角运动神经元 寒战 寒冷 下丘脑 腺垂体 甲状腺 甲状腺激素寒冷刺激寒冷刺激感觉传入系统感觉传入系统高位中枢高位中枢交感神经系统交感神经系统下丘脑下丘脑肾上腺髓质肾上腺髓质肾上腺素、肾上腺素、去甲肾去甲肾促甲状腺激素释放激促甲状腺激素释放激素素腺垂体腺垂体促甲状腺激素促甲状腺激素甲状腺甲状腺甲状腺激素甲状腺激素产热活动产热活动 慢、长慢、长快、短快、短（二）、散热过程（二）、散热过程物理方式：物理方式：生理过程：生理过程：经皮肤经皮肤辐射辐射传导和对流传导和对流蒸发蒸发97%3%
38、呼吸、排尿、排粪呼吸、排尿、排粪散热散热（1 1）辐射）辐射(radiation)(radiation)散热：散热：影响影响因素因素有效散热面积（四肢）有效散热面积（四肢）体表温度与环境温度的温差体表温度与环境温度的温差 散热，散热，吸热吸热 1 1、几种主要的散热方式、几种主要的散热方式：体热以热射线（红外线）的形式传给体热以热射线（红外线）的形式传给外界较冷物体的一种散热方式。外界较冷物体的一种散热方式。21oC ，裸体状态下，裸体状态下，60%通过辐射发散通过辐射发散（2 2）传导和对流散热）传导和对流散热 传导散热传导散热(conduction)(conduction)：是机体的热：是
39、机体的热 量直接传给同它接触的较冷物体的一量直接传给同它接触的较冷物体的一 种散热方式。种散热方式。意义：意义：如临床对高热病人如临床对高热病人物理降温物理降温 影响因素影响因素：接触面积：接触面积 皮肤与接触物温差皮肤与接触物温差 接触物体的导热性接触物体的导热性 空气导热性较小 棉、毛热的不良导体 脂肪的导热效能小 肥胖的人深部体温不易传向体表，炎热的夏天，易出汗。冰帽、冰袋，热水袋（3 3）对流散热）对流散热(thermal convection )指通过冷、热空指通过冷、热空气气对流使机体对流使机体热热 量量散失散失的一种特殊的传导散热的一种特殊的传导散热 式式 影响因素影响因素 风速
40、风速:越大，散热量越多越大，散热量越多 有效散热面积有效散热面积体表温度与环境温度的温差体表温度与环境温度的温差衣服棉毛纤维之间的空气不易流动衣服棉毛纤维之间的空气不易流动环境温度皮肤温度辐射、传导、对流散热环境温度皮肤温度蒸发唯一有效散热方式唯一有效散热方式（4 4）蒸发散热（）蒸发散热（evaporation evaporation)水分从体表汽化时吸收热量而散发体热的水分从体表汽化时吸收热量而散发体热的一种方式。一种方式。在正常体温条件下在正常体温条件下每蒸发每蒸发1g1g水可带走水可带走2.4 kJ2.4 kJ热量。热量。无汗症：无汗症：不感蒸发不感蒸发(insensible pers
41、piration )体液的体液的水分直接透出皮肤和粘膜表水分直接透出皮肤和粘膜表面，在未聚成明显水滴前便被蒸发面，在未聚成明显水滴前便被蒸发（不（不显汗）显汗）。即这种水分蒸发不被觉察，并。即这种水分蒸发不被觉察，并与汗腺活动无关与汗腺活动无关 呼吸道呼吸道 200200400ml400ml 皮皮 肤肤 600600800ml800ml1000ml/1000ml/日日 在肌肉活动或发热状态下，不显汗增加。婴儿不敢蒸发速率大于成人，缺水时更 易发生严重脱水。发汗发汗 是汗腺主动分泌汗液的过程，是汗腺主动分泌汗液的过程，发汗是可以意识到的，故又称发汗是可以意识到的，故又称可感蒸可感蒸 发发（sen
42、siable e evaporation )，是环境是环境 温度高于体温时的温度高于体温时的唯一唯一有效的散热途有效的散热途 径径。汗腺分泌量差异很大，高温环境、汗腺分泌量差异很大，高温环境、剧烈运动时，其分泌量可达剧烈运动时，其分泌量可达1.51.5L/hL/h 汗汗 腺腺 大汗腺大汗腺：腋窝和外阴部等腋窝和外阴部等处，开口于毛处，开口于毛 根附近。由青春期开始活动，根附近。由青春期开始活动，故可能和故可能和性功能性功能有关有关 小汗腺小汗腺：全身皮肤，以手掌、足跖最多全身皮肤，以手掌、足跖最多。但分泌能力以躯干和四肢最强但分泌能力以躯干和四肢最强 (汗流浃背）汗流浃背）汗汗 液液 成分成分
43、 水分水分 9999 固体固体 1 1 pH 6.28.2 渗透压渗透压 低低 渗渗 大量出汗大量出汗 高渗性脱水高渗性脱水NaClKCl尿素等尿素等 刚分泌出来的汗液（等渗）汗腺导 管（醛固酮）NaCl重吸收增加 最后排除低渗液。大量排汗（高渗性脱水）快速排汗（大量失水、失钠）2 2、散热活动的调节、散热活动的调节（1 1）发汗）发汗汗腺的神经支配和发汗中枢汗腺的神经支配和发汗中枢交感交感N NACh NE汗腺汗腺(面部面部 手手 足部）足部）发汗中枢：主要是发汗中枢：主要是下丘脑下丘脑发汗形式发汗形式=温热性发汗温热性发汗(thermal sweation(thermal sweation
44、)：温热温热刺激刺激血温血温 皮肤温觉皮肤温觉 感受器感受器 下丘脑下丘脑发汗中枢发汗中枢 交感胆交感胆碱能纤维碱能纤维汗腺汗腺分泌分泌 全身全身小汗腺小汗腺温热刺激时，反射性引起汗腺分泌。温热刺激时，反射性引起汗腺分泌。l 精神性发汗精神性发汗(mental sweating)：情绪激动情绪激动精神紧张精神紧张大脑皮层大脑皮层发汗中枢发汗中枢 交感肾上交感肾上腺素能纤维腺素能纤维手手 足足 前额前额 腋窝汗腺腋窝汗腺汗液分泌汗液分泌当情绪激动或精神紧张时，反射性引起汗腺分泌。当情绪激动或精神紧张时，反射性引起汗腺分泌。常见于手、足、前额和腋窝等常见于手、足、前额和腋窝等。影响汗液分泌量的因素
45、：影响汗液分泌量的因素：环境温度环境温度环境温度环境温度 发汗速度发汗速度 在高温环境在高温环境中时间过长中时间过长汗腺功汗腺功能衰竭能衰竭中暑中暑 空气湿度空气湿度湿度湿度 汗液不汗液不易蒸发易蒸发体热不体热不易散失易散失闷热闷热 劳动强度劳动强度劳动强度劳动强度 产热量产热量 发汗量发汗量 风速风速风速风速 汗液蒸发汗液蒸发 散热散热 3.3.散热的调节反应散热的调节反应（1 1）循环系统作用（皮肤血流）循环系统作用（皮肤血流）辐射、传导和对流等散热，取决于辐射、传导和对流等散热，取决于 皮肤和环境温差，而皮温又受皮肤血皮肤和环境温差，而皮温又受皮肤血 流控制。故机体可通过流控制。故机体可
46、通过改变皮肤血管改变皮肤血管 舒缩舒缩来调节散热来调节散热 1 1）皮肤血液循环特点）皮肤血液循环特点 皮肤皮肤A A穿透隔热组织（脂肪组织等），穿透隔热组织（脂肪组织等），在乳头下层形成在乳头下层形成A A网，经迂回曲折的毛网，经迂回曲折的毛细血管网延续为丰富细血管网延续为丰富V V丛；皮下还有大丛；皮下还有大量量A-VA-V吻合支。此结构决定吻合支。此结构决定皮肤血流量皮肤血流量可在很大范围内变动可在很大范围内变动 2 2）调节过程）调节过程 炎热环境炎热环境 交感交感N N紧张度紧张度 皮肤小皮肤小A A舒张舒张A-VA-V吻合支开放吻合支开放 皮肤血流量皮肤血流量 皮温皮温散热增强（深
47、层热量）散热增强（深层热量）汗腺分泌增加（大量水分）汗腺分泌增加（大量水分）寒冷环境寒冷环境 v交感紧张度交感紧张度 血管收缩血管收缩 血流量血流量 散热减少散热减少v四肢深部四肢深部V V和和A A伴行，形成逆流交换伴行，形成逆流交换 系统，进行热量交换系统，进行热量交换 环境温度为环境温度为202030 30 机体即不发汗，也无寒战，此时机体即不发汗，也无寒战，此时 仅依靠调节皮肤血管口径就可精细仅依靠调节皮肤血管口径就可精细 控制皮温，从而增减散热，维持体控制皮温，从而增减散热，维持体 热平衡热平衡 散热方式小结散热方式小结 环境温度皮温环境温度皮温 辐射辐射 传导传导 对流对流 环境温
48、度环境温度皮温皮温 蒸发蒸发不感蒸发不感蒸发 发发 汗汗三、体温调节三、体温调节自主性体温调节自主性体温调节(automatic thermoregulation(automatic thermoregulation)行为性体温调节行为性体温调节(behavioral thermoregulation(behavioral thermoregulation)行为性体温调节行为性体温调节 在大脑皮层控制下，通过一定行为在大脑皮层控制下，通过一定行为来保持体温相对恒定。如：人类在寒来保持体温相对恒定。如：人类在寒冷时冷时拱肩缩背、踏步跺脚以御寒拱肩缩背、踏步跺脚以御寒；生生火取暖、衣着增减火取暖、
49、衣着增减等防寒措施。此调等防寒措施。此调节是以自主性体温调节为基础，是对节是以自主性体温调节为基础，是对自主性体温调节的补充自主性体温调节的补充动物寒冷：日光趋向性；炎热：树荫动物寒冷：日光趋向性；炎热：树荫下或钻洞下或钻洞 自主性体温调节自主性体温调节 指恒温动物，在指恒温动物，在体温调节机构的参体温调节机构的参与与下，通过增减皮肤血流量、发汗、战下，通过增减皮肤血流量、发汗、战 栗等栗等来来维持体温的相对稳定。维持体温的相对稳定。此此调节调节是由体温自身调节系统是由体温自身调节系统（自动（自动 控制系统）控制系统）完成的完成的（一）、温度感受器（一）、温度感受器1 1、外周温度感受器、外周
50、温度感受器 分布在皮肤、粘膜、内脏分布在皮肤、粘膜、内脏(游离游离N N末梢末梢)温度温度感受器感受器温觉感受器温觉感受器冷觉感受器冷觉感受器 感受器在皮肤呈点状点状分布 冷感受器约为热感受器的5-11倍 冷感受器在 体温体温 的某一温度放电频率最高 皮肤的温度感受器对温度变化速率温度变化速率最敏感2 2、中枢温度感受器、中枢温度感受器 存在于脊髓、延髓、脑干网状结构、存在于脊髓、延髓、脑干网状结构、下丘脑等处的对温度变化敏感的神经下丘脑等处的对温度变化敏感的神经 元称为元称为中枢温度感受器中枢温度感受器。中枢温度中枢温度 感受器感受器热敏神经元热敏神经元冷敏神经元冷敏神经元热敏神经元：局部温
