1、能量代谢能量代谢医学课件医学课件第七章第七章 能量代谢与体温能量代谢与体温【学习目标学习目标】列出体温的测试部位、正常值及其生理变异。列出体温的测试部位、正常值及其生理变异。32分析影响能量代谢的因素。分析影响能量代谢的因素。4讨论对高热病人采用的几种降温措施。讨论对高热病人采用的几种降温措施。5理解体温恒定的调节机制。理解体温恒定的调节机制。1说出能量代谢率、呼吸商、基础代谢率、体温及调定点的概念。说出能量代谢率、呼吸商、基础代谢率、体温及调定点的概念。第一节 能量代谢一、机体能量的来源和利用一、机体能量的来源和利用二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定三、影响能量代谢的因素三、影响能量代谢的
2、因素四、基础代谢四、基础代谢知识卡片知识卡片 人体主要的供能物质是糖，人体主要的供能物质是糖，体内重要的贮能和直接的供能体内重要的贮能和直接的供能物质是物质是ATPATP。一、机体能量的来源和利用一、机体能量的来源和利用 能量代谢的定义：能量代谢的定义：通常将物质代谢过程中所伴随的能量释通常将物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、贮存和利用的过程，称为能放、转移、贮存和利用的过程，称为能量代谢。量代谢。能量的来源：能量的来源：人体一切活动所需的能量，都来源于人体一切活动所需的能量，都来源于食物中三大营养物质（糖、脂肪、蛋白食物中三大营养物质（糖、脂肪、蛋白质）的氧化分解。质）的氧化分解。主要供
3、能物质：糖是机体主要的能源主要供能物质：糖是机体主要的能源物质。物质。体内的糖、脂肪或氨基酸体内的糖、脂肪或氨基酸氧化分解后，生成代谢终产氧化分解后，生成代谢终产物物H H2 2O O、COCO2 2和尿素等，同时和尿素等，同时释放出所蕴藏的化学能。在释放出所蕴藏的化学能。在人体的全部能量中，大约有人体的全部能量中，大约有5050以上的能量转化为热能以上的能量转化为热能，维持机体体温并不断通过，维持机体体温并不断通过体表散发，其余部分以化学体表散发，其余部分以化学能的形式贮存于三磷酸腺苷能的形式贮存于三磷酸腺苷(ATP)(ATP)中。中。ATPATP分解时，再释分解时，再释放出能量，供应人体合
4、成代放出能量，供应人体合成代谢以及各种生理活动需要。谢以及各种生理活动需要。图7-1 体内能量的释放、转移、贮存和利用示意图C：肌酸 Pi：无机磷酸 C-P：磷酸肌酸一、机体能量的来源和利用一、机体能量的来源和利用二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定 人体能量代谢遵循人体能量代谢遵循“能量守恒定律能量守恒定律”，即能，即能量可由一种形式转化为另一种形式，在转化过程量可由一种形式转化为另一种形式，在转化过程中既不增加也不减少。由于机体所利用的化学能中既不增加也不减少。由于机体所利用的化学能最终全部转化为热能和对外界物体所做的机械功最终全部转化为热能和对外界物体所做的机械功，测定一定时间内机体释放
5、的热量和所做的外功，测定一定时间内机体释放的热量和所做的外功，即可测出机体的能量代谢水平，而外功也可以，即可测出机体的能量代谢水平，而外功也可以折算为热量，因此，测定机体在一定时间内所散折算为热量，因此，测定机体在一定时间内所散发的总热量，就可以测算出机体在一定时间内所发的总热量，就可以测算出机体在一定时间内所消耗的能量。有两种方法可以测定机体在一定时消耗的能量。有两种方法可以测定机体在一定时间内散发的总热量：直接测热法和间接测热法。间内散发的总热量：直接测热法和间接测热法。（一）直接测热法（一）直接测热法 直接测热法是利用热量计直接测量机体在一定直接测热法是利用热量计直接测量机体在一定时间内
6、所散发热量的方法。将受试者放置在由隔时间内所散发热量的方法。将受试者放置在由隔热材料组成的热量计中，人体所散发的热量被流热材料组成的热量计中，人体所散发的热量被流过该装置管道的水所吸收，根据流过管道的水量过该装置管道的水所吸收，根据流过管道的水量和温度的改变，计算出机体在一定时间内产生的和温度的改变，计算出机体在一定时间内产生的热量。这种方法所需设备和材料较昂贵，现已很热量。这种方法所需设备和材料较昂贵，现已很少采用。少采用。（二）间接测热法（二）间接测热法1食物的热价食物的热价 是指是指1g食物被氧化时所释放出来的热量，也称卡食物被氧化时所释放出来的热量，也称卡价，可用于计算食物的含热量。价
7、，可用于计算食物的含热量。2食物的氧热价食物的氧热价 某种物质被氧化时，每消耗某种物质被氧化时，每消耗1L O2所产生的热量所产生的热量称为该物质的氧热价。它是用耗称为该物质的氧热价。它是用耗O2量推算产热量的量推算产热量的基础。基础。3呼吸商呼吸商 生理学上将氧化某一种营养物质时，同一时间内生理学上将氧化某一种营养物质时，同一时间内的的CO2产生量与耗产生量与耗O2量的比值称为该物质的呼吸商量的比值称为该物质的呼吸商（RQ）。即）。即CO2产生量（产生量（ml）耗）耗O2量（量（ml）。）。三种主要营养物质的热价、氧热价、呼吸商见表三种主要营养物质的热价、氧热价、呼吸商见表7-1营养营养物质
8、物质 热价（热价（kJg）物理热价物理热价 生物热价生物热价 耗耗O2量（量（Lg）CO2产生产生量（量（Lg）氧热价氧热价（kJL）呼吸商呼吸商糖糖17.217.20.830.8320.91.0脂肪脂肪39.839.82.031.4319.60.71蛋白蛋白质质23.418.0 0.950.7618.80.80（三）能量代谢的简化测算（三）能量代谢的简化测算1测出人体在单位时间内的耗测出人体在单位时间内的耗O2量；量；2按一般进食混合食物非蛋白按一般进食混合食物非蛋白RQ为为0.82计计算；算；3查表查表7-2其对应的氧热价其对应的氧热价20.20乘以耗乘以耗O2量，得到人体的产热量。计算公
9、式如下：量，得到人体的产热量。计算公式如下：产热量（产热量（kJ）=氧热价（氧热价（20.20kJL）耗耗O2量（量（L）。）。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 肌肉活动对能量代谢的影响最为显著，人体任何轻微的躯体肌肉活动对能量代谢的影响最为显著，人体任何轻微的躯体活动，都能提高能量代谢率。运动或劳动时，人体的氧耗量显活动，都能提高能量代谢率。运动或劳动时，人体的氧耗量显著增加，剧烈运动或极强劳动时，其产热量可比平静时增加著增加，剧烈运动或极强劳动时，其产热量可比平静时增加1020倍。倍。（二）环境温度（二）环境温度 机体在安静状态下，环境为机体在安静状
10、态下，环境为2030时能量代谢率最为稳时能量代谢率最为稳定。环境温度降低或升高，能量代谢率均将增高。定。环境温度降低或升高，能量代谢率均将增高。（三）食物的特殊动力效应（三）食物的特殊动力效应 进食之后人体即使处于安静状态，其产热量也会比进食前增进食之后人体即使处于安静状态，其产热量也会比进食前增加。这种由摄入食物刺激人体产生额外能量消耗的作用称为食加。这种由摄入食物刺激人体产生额外能量消耗的作用称为食物的特殊动力效应物的特殊动力效应（四）精神活动（四）精神活动 精神和情绪活动对能量代谢也有较大影响。精神和情绪活动对能量代谢也有较大影响。四、基础代谢四、基础代谢 基础代谢：指人体在基础状态下的
11、能量代谢。基础代谢：指人体在基础状态下的能量代谢。基础代谢率：单位时间内的基础代谢基础代谢率：单位时间内的基础代谢(basal metabolic rate，BMR)。基础状态：室温基础状态：室温2025；空腹；空腹(禁食禁食12h以上以上)；清晨、清醒、静卧；精神安宁。；清晨、清醒、静卧；精神安宁。BMR正常值：临床实际测定正常值：临床实际测定BMR的数值，正常的数值，正常平均值比较，相差在平均值比较，相差在1015以内都属于以内都属于正常。正常。测定测定BMR的意义：是临床诊断甲状腺疾病的重要的意义：是临床诊断甲状腺疾病的重要辅助方法。辅助方法。第二节第二节 体温及其调节体温及其调节 体温
12、定义：是指机体深部的平均温度，也称体核体温定义：是指机体深部的平均温度，也称体核温度。温度。一、体温及其生理变动一、体温及其生理变动二、机体的产热与散热二、机体的产热与散热三、体温调节三、体温调节知识卡片知识卡片 在安静状态下，当体温高达40.642.2时，中暑即可发生。中暑表现为发热、头痛、胸闷、口渴等，有时伴有呕吐、谵妄，如果体温不尽快回降，则有可能丧失意识。以上症状常可因为大汗引起水、电解质大量丢失，发生循环休克而加重。高热可损伤机体组织，尤其是脑，有时在几分钟内即可致命。所以，对中暑患者应立即快速降温，如用乙醇擦浴、吹风，甚至于将患者置于冷水中，但需防止引发寒战而增加产热。一、体温及其
13、生理变动一、体温及其生理变动（一）正常体温（一）正常体温 1.测定部位：直肠、口腔、腋窝。测定部位：直肠、口腔、腋窝。2.正常值：直肠温度正常为正常值：直肠温度正常为36.937.9，平均，平均37.4，比较接近机体深部，比较接近机体深部温度；口腔温度一般比直肠温度低温度；口腔温度一般比直肠温度低0.3；腋；腋窝温度一般又比口腔温度低窝温度一般又比口腔温度低0.4。3.正常人腋窝温度为正常人腋窝温度为36.037.4，是，是可以超过可以超过37的，所以遇到腋窝温度稍高于的，所以遇到腋窝温度稍高于37的人，在确认是否有低热的问题上要持的人，在确认是否有低热的问题上要持审慎态度。审慎态度。（二）体
14、温的生理变动（二）体温的生理变动 1昼夜节律昼夜节律 正常人体温按昼夜呈现周期性波动，凌晨正常人体温按昼夜呈现周期性波动，凌晨26时时体温最低，午后体温最低，午后1318时最高。时最高。2性别性别 女性基础体温比同龄男性约高女性基础体温比同龄男性约高0.3。女性体温还。女性体温还随月经周期发生规律性变化。随月经周期发生规律性变化。3.年龄年龄 新生儿体温略高于成人，成人体温高于老年。新生儿体温略高于成人，成人体温高于老年。4肌肉运动与精神因素肌肉运动与精神因素 剧烈的肌肉活动、情绪激动、精神紧张和进食等剧烈的肌肉活动、情绪激动、精神紧张和进食等都会对体温产生影响。都会对体温产生影响。5其它因素
15、其它因素 麻醉药物能降低体温，因此，对于麻醉手术的患麻醉药物能降低体温，因此，对于麻醉手术的患者，在术后一段时间，要特别注意保温护理。者，在术后一段时间，要特别注意保温护理。女子一个月经周期中基础体温的变化女子一个月经周期中基础体温的变化二、机体的产热与散热二、机体的产热与散热（一）产热过程（一）产热过程 安静状态时，主要的产热部位是脑安静状态时，主要的产热部位是脑和内脏器官。肝脏的代谢水平最高，和内脏器官。肝脏的代谢水平最高，产热量最大。产热量最大。劳动或运动时，骨骼肌是主要的产劳动或运动时，骨骼肌是主要的产热器官，其产热量可由平静状态下的热器官，其产热量可由平静状态下的18提高到提高到90
16、。人体热平衡示意图人体热平衡示意图几种组织、器官的产热百分比几种组织、器官的产热百分比器官、组织器官、组织占体重百分比占体重百分比（%）安静时产热量安静时产热量（%）劳动或运动产热量劳动或运动产热量（%）脑脑2.5161内脏内脏34568骨骼肌骨骼肌561890其他其他7.5101（二）散热过程（二）散热过程 散热的主要途径：皮肤、呼吸道、消化道、泌尿散热的主要途径：皮肤、呼吸道、消化道、泌尿道等。最主要的散热部位：皮肤。道等。最主要的散热部位：皮肤。1几种主要的散热方式几种主要的散热方式（1）辐射：是指人体以热射线（红外线）的形式将体）辐射：是指人体以热射线（红外线）的形式将体热传给外界较冷
17、物体的散热方式。热传给外界较冷物体的散热方式。（2）传导：是指人体将热量直接传递给同它接触的较）传导：是指人体将热量直接传递给同它接触的较冷物体的一种散热方式。冷物体的一种散热方式。（3）对流：是指通过气体或液体流动来交换热量的一）对流：是指通过气体或液体流动来交换热量的一种方式。它是传导散热的一种特殊形式。种方式。它是传导散热的一种特殊形式。（4）蒸发：蒸发是利用水分从体表汽化时吸收体热的）蒸发：蒸发是利用水分从体表汽化时吸收体热的一种散热方式。一种散热方式。2散热过程的调控散热过程的调控 （1）皮肤血流量的调节）皮肤血流量的调节 皮肤的血流量对体热的散发有重要的调节作皮肤的血流量对体热的散
18、发有重要的调节作用。机体主要通过调节交感神经的紧张度来控制用。机体主要通过调节交感神经的紧张度来控制皮肤血管口径，从而改变皮肤的血流量。皮肤血管口径，从而改变皮肤的血流量。在寒冷环境中，交感神经活动增强，皮肤血在寒冷环境中，交感神经活动增强，皮肤血管收缩，血流量减少，皮肤表层温度降低，形成管收缩，血流量减少，皮肤表层温度降低，形成阻热层，发挥隔热器的作用，使散热量大幅度下阻热层，发挥隔热器的作用，使散热量大幅度下降，防止体热散失；降，防止体热散失；在炎热的环境中，交感神经兴奋性降低，皮在炎热的环境中，交感神经兴奋性降低，皮肤小动脉舒张，动肤小动脉舒张，动-静脉吻合支开放，血流量增静脉吻合支开放
19、，血流量增加，有大量热量从机体深部被血流带到体表，皮加，有大量热量从机体深部被血流带到体表，皮肤散热能力显著增加，以防止体温升高。肤散热能力显著增加，以防止体温升高。（2）发汗的调节）发汗的调节 当环境温度在当环境温度在30左右时，便开始出汗。劳左右时，便开始出汗。劳动或运动时，气温虽在动或运动时，气温虽在20以下，亦可出汗，以下，亦可出汗，这类出汗又称温热性出汗。这类出汗又称温热性出汗。发汗速度取决于参与活动的汗腺数量和活动强发汗速度取决于参与活动的汗腺数量和活动强度。影响发汗的因素包括劳动强度、环境温度、度。影响发汗的因素包括劳动强度、环境温度、湿度、风速等。湿度、风速等。劳动强度越大，环
20、境温度越高，出汗量越多，劳动强度越大，环境温度越高，出汗量越多，速度越快；空气湿度大，汗液蒸发困难，体热不速度越快；空气湿度大，汗液蒸发困难，体热不易发散，出汗也增多；风速大时，汗液易蒸发，易发散，出汗也增多；风速大时，汗液易蒸发，体热易于发散，出汗量则减少。体热易于发散，出汗量则减少。三、体温调节三、体温调节 人体体温调节主要分为自主性体温调人体体温调节主要分为自主性体温调节和行为性体温调节。节和行为性体温调节。自主性体温调节：在下丘脑体温调节自主性体温调节：在下丘脑体温调节中枢控制下，随机体内外环境温热性刺激中枢控制下，随机体内外环境温热性刺激信息的变化，通过增减皮肤血流量、发汗信息的变化
21、，通过增减皮肤血流量、发汗、战栗等生理反应，使人体的产热和散热、战栗等生理反应，使人体的产热和散热保持平衡。保持平衡。行为性体温调节：机体通过一定的行行为性体温调节：机体通过一定的行为来保持体温相对恒定。行为性体温调节为来保持体温相对恒定。行为性体温调节是以自主性体温调节为基础的，是对自主是以自主性体温调节为基础的，是对自主性体温调节的补充。性体温调节的补充。（一）温度感受器（一）温度感受器1外周温度感受器外周温度感受器 实验研究发现，在动物的皮肤、粘膜和腹腔等实验研究发现，在动物的皮肤、粘膜和腹腔等处都存在温度感受器，包括热觉感受器和冷觉感处都存在温度感受器，包括热觉感受器和冷觉感受器。受器
22、。2中枢性温度感受器中枢性温度感受器 此感受器存在于下丘脑、脑干网状结构和脊髓此感受器存在于下丘脑、脑干网状结构和脊髓等部位，分为热敏神经元和冷敏神经元。在视前等部位，分为热敏神经元和冷敏神经元。在视前区区-下丘脑前部下丘脑前部(POAH)，热敏神经元较多，热敏神经元较多，在局部组织温度升高时，发放频率增加。在局部组织温度升高时，发放频率增加。在脑干网状结构和下丘脑的弓状核中以冷敏神在脑干网状结构和下丘脑的弓状核中以冷敏神经元居多，在局部组织温度降低时冲动发放频率经元居多，在局部组织温度降低时冲动发放频率增加，从而引起体温调节。增加，从而引起体温调节。（二）体温调节中枢（二）体温调节中枢 体温
23、调节中枢，广泛存在于中枢神经体温调节中枢，广泛存在于中枢神经系统各级部位。系统各级部位。下丘脑的视前区下丘脑的视前区-下丘脑前部的温度敏下丘脑前部的温度敏感神经元，既能感受它局部组织温度变感神经元，既能感受它局部组织温度变化的刺激，又能对由其他途径传入的温化的刺激，又能对由其他途径传入的温度变化信息作整合处理。现在对体温调度变化信息作整合处理。现在对体温调节中枢功能的认识，普遍认为应从整合节中枢功能的认识，普遍认为应从整合机构这一概念去理解，而视前区机构这一概念去理解，而视前区-下丘脑下丘脑前部被认为是体温调节中枢整合机构的前部被认为是体温调节中枢整合机构的中心部位。中心部位。（三）体温调定点
24、（三）体温调定点 调定点学说认为：体温的调节类似于恒温调调定点学说认为：体温的调节类似于恒温调节器，节器，POAH的中枢性温度敏感神经元，在的中枢性温度敏感神经元，在体温调节中起调定点的作用。体温调节中起调定点的作用。调定点：控制体温稳定的平衡点。调定点：控制体温稳定的平衡点。如调定点设定数值为如调定点设定数值为37.0，当体温超过，当体温超过37.0时，刺激热敏神经元兴奋，使散热增时，刺激热敏神经元兴奋，使散热增加，产热减少，将体温调回到加，产热减少，将体温调回到37.0。当体。当体温低于温低于37.0时，则刺激冷敏神经元兴奋，时，则刺激冷敏神经元兴奋，使产热增加，散热减少，将体温回升到使产
25、热增加，散热减少，将体温回升到37.0。本本 章章 小小 结结能 量 代 谢与体温能量来源与转化 能量的主要来源：糖直接供能物质：ATP能量代谢的测定食物的热价氧热价呼吸商影响能量代谢的因素肌肉活动：最主要因素精神活动食物特殊动力效应环境温度基础代谢率定义：基础状态下的能量代谢率。正常值：与正常均值比较相差在1015以内。测定意义：临床诊断甲状腺疾病的重要辅助方法。定义：机体深部的平均温度。测定部位和正常值：直肠：36.937.9；口腔：36.637.6；腋窝：36.237.2。生理性变动：昼夜节律、性别、年龄、精神因素与情绪等的影响。正常体温产热和散热产热器官：安静时主要是肝脏；运动时主要是
26、骨骼肌散热：部位：皮肤；方式：辐射、传导、对流和蒸发行为性体温调节自主性体温调节调定点学说体温调节思考与训练思考与训练1.影响能量代谢的因素有哪些？(答案）2.列出体温的测试部位、正常值及其生理变异。(答案）3.讨论对高热病人采用的几种降温措施及原理。(答案）4.如何利用调节点学说解释发热现象？(答案）1.影响能量代谢的因素有哪些？（1）肌肉活动：最主要因素，人体任何轻微的躯体活）肌肉活动：最主要因素，人体任何轻微的躯体活动，都能提高能量代谢率。动，都能提高能量代谢率。（2）精神活动：人体处于精神紧张状态下，如烦恼、）精神活动：人体处于精神紧张状态下，如烦恼、激动、发怒、恐惧及焦虑等，能量代谢
27、率可显著增高激动、发怒、恐惧及焦虑等，能量代谢率可显著增高。（3）食物特殊动力效应：进食之后人体即使处于安静）食物特殊动力效应：进食之后人体即使处于安静状态，其产热量也会比进食前增加。状态，其产热量也会比进食前增加。（4）环境温度：机体在安静状态下，环境为）环境温度：机体在安静状态下，环境为2030时能量代谢率最为稳定。环境温度降低或升高，能量时能量代谢率最为稳定。环境温度降低或升高，能量代谢率均将增高。代谢率均将增高。2.列出体温的测试部位、正常值及其生理变异。体温的测定部位和正常值：直肠：体温的测定部位和正常值：直肠：36.937.9；口腔：；口腔：36.637.6；腋窝：；腋窝：36.2
28、37.2。体温的生理性变异：体温的生理性变异：（1）昼夜节律）昼夜节律 正常人体温按昼夜呈现周期性波动，凌晨正常人体温按昼夜呈现周期性波动，凌晨26时体温最低，午后时体温最低，午后1318时最高。但波动幅度一般不超过时最高。但波动幅度一般不超过1。（2）性别初潮以后的女性基础体温比同龄男性约高）性别初潮以后的女性基础体温比同龄男性约高0.3。（3）年龄新生儿体温略高于成人，成人体温高于老年。）年龄新生儿体温略高于成人，成人体温高于老年。（4）运动、精神因素与情绪等）运动、精神因素与情绪等 肌肉活动、麻醉药物、情绪激动肌肉活动、麻醉药物、情绪激动、精神紧张和进食等都会对体温产生影响。、精神紧张和
29、进食等都会对体温产生影响。3.讨论对高热病人采用的几种降温措施及原理。（1）传导：人体将热量直接传递给同它接触的较冷物体）传导：人体将热量直接传递给同它接触的较冷物体的一种散热方式。临床上用冰袋，冰帽给高热病人降的一种散热方式。临床上用冰袋，冰帽给高热病人降温，就是根据传导散热的原理而设计的。温，就是根据传导散热的原理而设计的。（2）对流：是指通过气体或液体流动来交换热量的一种）对流：是指通过气体或液体流动来交换热量的一种方式。方式。将高热中暑病人置于通风处。将高热中暑病人置于通风处。（3）蒸发：利用水分从体表汽化时吸收体热的一种散热）蒸发：利用水分从体表汽化时吸收体热的一种散热方式。临床上对
30、一些高热不退的病人采用酒精擦浴，方式。临床上对一些高热不退的病人采用酒精擦浴，就是利用蒸发散热的原理。就是利用蒸发散热的原理。4.如何利用调节点学说解释发热现象？由病原微生物由病原微生物(致热原致热原)引起的发热，是致热原使热敏神经元兴奋引起的发热，是致热原使热敏神经元兴奋性下降，使调定点设定数值上移所致。譬如调定点上移至性下降，使调定点设定数值上移所致。譬如调定点上移至39.0，实际体温为，实际体温为37.0时，则可兴奋冷敏神经元引起产热时，则可兴奋冷敏神经元引起产热反应和抑制出汗，使病人出现恶寒战栗、无汗等发热的临床表现反应和抑制出汗，使病人出现恶寒战栗、无汗等发热的临床表现。当体温上升达
31、到。当体温上升达到39.0时，热敏神经元和冷敏神经元活动处时，热敏神经元和冷敏神经元活动处于平衡状态，保持了产热与散热的平衡，致使体温维持于于平衡状态，保持了产热与散热的平衡，致使体温维持于39.0。如果致热原被清除，调定点设定的数值恢复至。如果致热原被清除，调定点设定的数值恢复至37.0，此时，此时39.0的体温就会兴奋热敏神经元，从而抑制产热反应的体温就会兴奋热敏神经元，从而抑制产热反应，增强散热反应，出现皮肤血管扩张、出汗等退热的临床表现，增强散热反应，出现皮肤血管扩张、出汗等退热的临床表现，体温随之回降至体温随之回降至37.0，并在此水平上维持产热和散热的平衡，并在此水平上维持产热和散热的平衡，体温又恢复正常。，体温又恢复正常。
