1、能量代谢与体温调节医学知识第一节第一节 能量代谢（自学）能量代谢（自学）生物体内伴随物质代谢所发生的能量释放、转移、贮存和生物体内伴随物质代谢所发生的能量释放、转移、贮存和利用的过程，称为能量代谢（利用的过程，称为能量代谢（energy metabolismenergy metabolism）一、能量的来源一、能量的来源体内三大营养物质代谢过程。体内三大营养物质代谢过程。糖：糖：供能的主要物质，有供能的主要物质，有O O2 2氧化，完全分解，释能多；氧化，完全分解，释能多；无氧酵解时，释能少。无氧酵解时，释能少。脂肪：脂肪：既贮能又供能，氧化释放的能量为葡萄糖的二倍。既贮能又供能，氧化释放的能
2、量为葡萄糖的二倍。蛋白质：蛋白质：主要合成生物活性物质，也可供能主要合成生物活性物质，也可供能二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定（一）能量代谢测定的几个概念（一）能量代谢测定的几个概念1.1.食物的热价食物的热价:1g:1g某种食物氧化（或在体外燃烧）某种食物氧化（或在体外燃烧）时所释放的能量，称为该时所释放的能量，称为该食物的热价食物的热价。在动物体。在动物体内生物氧化时释放的能量称为内生物氧化时释放的能量称为生物热价生物热价；在体外；在体外物理燃烧时释放的能量称为物理燃烧时释放的能量称为物理热价物理热价。2.2.食物的氧热价食物的氧热价:3.3.呼吸熵（呼吸熵（RQRQ）:三种营养物质氧
3、化的几种数据三种营养物质氧化的几种数据 物物 质质 耗氧量耗氧量 产产CO2量量 物理热价物理热价 生理热价生理热价 氧热价氧热价 呼吸熵呼吸熵(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(R Q)2.2.间接测热法间接测热法 （二）能量代谢的测定原理和方法（二）能量代谢的测定原理和方法 将动物置于热量计（如测热室）中，可将动物置于热量计（如测热室）中，可收集和直接测定一定时间内机体散发的总热收集和直接测定一定时间内机体散发的总热量，此热量就是能量代谢率。量，此热量就是能量代谢率。1.1.直接测热法直接测热法 测定机体在一定时间内的耗氧量和二氧测定机体在一定时间内的耗氧量和二氧化碳
4、排出量，然后计算化碳排出量，然后计算COCO2 2产生量和耗氧量之产生量和耗氧量之比，即呼吸商，再结合呼吸商值和氧的热价间比，即呼吸商，再结合呼吸商值和氧的热价间接计算机体的产热量。接计算机体的产热量。直接测热法装置直接测热法装置间接测热法间接测热法 3.3.食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应 动物在采食后一段时间内，虽然同样处在安静状动物在采食后一段时间内，虽然同样处在安静状态，而其产热量却比采食前有明显增加，这种由于摄态，而其产热量却比采食前有明显增加，这种由于摄食使机体产生食使机体产生“额外热量额外热量”的现象，叫做食物的特殊的现象，叫做食物的特殊动力效应（动力效应（specific
5、dynamic effectspecific dynamic effect）。）。1.1.肌肉活动肌肉活动2.2.精神活动精神活动4.4.环境温度环境温度（三）影响能量代谢的因素（三）影响能量代谢的因素三、基础代谢和静止能量代谢三、基础代谢和静止能量代谢（一）基础代谢（一）基础代谢（二）静止能量代谢（二）静止能量代谢（三）影响基础代谢率和静止能量代谢率的因素（三）影响基础代谢率和静止能量代谢率的因素1.1.个体大小个体大小 2.2.年龄年龄 3.3.性别性别 4.4.生理状态生理状态 5.5.营养状态营养状态 6.6.季节季节 7.7.气候气候（一一）定义及正常值）定义及正常值 机体深部的温度
6、机体深部的温度 直肠直肠 36.9 36.9 37.9 37.9 口腔口腔 36.7 36.7 37.7 37.7 腋窝腋窝 36.0 36.0 37.4 37.4 昼夜周期昼夜周期circadian rhythmcircadian rhythm：清晨：清晨2-62-6时体温时体温最低，午后最低，午后 l-6l-6时最高，波动幅度一般不超过时最高，波动幅度一般不超过 ll，体温的这种周期性波动称为昼夜节律。，体温的这种周期性波动称为昼夜节律。年龄年龄 性别：性别：男性体温比女性体温略低男性体温比女性体温略低0.30.3 肌肉活动：肌肉剧烈活动时，体温可上升肌肉活动：肌肉剧烈活动时，体温可上升l
7、-2l-2。情绪激动、精神紧张、进食等情绪激动、精神紧张、进食等 体温过高或太低都将影响新陈代谢体温过高或太低都将影响新陈代谢，严重时可危及生命。，严重时可危及生命。1 1主要的产热器官：主要的产热器官：安静安静-内脏（尤其是肝脏）内脏（尤其是肝脏）运动运动-肌肉肌肉组织器官组织器官安静时产热量安静时产热量（）（）活动时产热量活动时产热量 （）（）脑脑16161 1内脏内脏56568 8骨骼肌骨骼肌18189090其它其它10101 1几种组织器官产热情况几种组织器官产热情况 2 2、机体的产热形式：、机体的产热形式：（1 1）战栗产热战栗产热：是骨骼肌发生不随意的：是骨骼肌发生不随意的节律性
8、收缩。代谢率可增加节律性收缩。代谢率可增加4 45倍。倍。（2 2）非战栗产热非战栗产热：又称代谢产热，指机：又称代谢产热，指机体处于寒冷环境中时，除战栗产热外，体内还会体处于寒冷环境中时，除战栗产热外，体内还会发生广泛的代谢产热增加的现象。发生广泛的代谢产热增加的现象。寒冷刺激可通过肌紧张和寒颤寒冷刺激可通过肌紧张和寒颤 (shivering)(shivering)来提高产热量。来提高产热量。寒冷刺激可通过中枢神经系统使甲寒冷刺激可通过中枢神经系统使甲状腺激素和儿茶酚胺分泌增加来提状腺激素和儿茶酚胺分泌增加来提高代谢率。高代谢率。1.1.散热器官：皮肤散热器官：皮肤(主要主要)、呼吸道、尿、
9、呼吸道、尿和粪便。和粪便。辐射、传导、对流辐射、传导、对流 70%70%皮肤水分蒸发皮肤水分蒸发 27%27%呼吸呼吸 2%2%尿、粪尿、粪 1%1%辐射散热辐射散热radiationradiation：体热以热射线形式：体热以热射线形式传给外界较冷的物体传给外界较冷的物体 传导散热传导散热conductionconduction：体热直接传给与：体热直接传给与它接触的物体它接触的物体 对流散热对流散热convectionconvection：对流散热是传导：对流散热是传导散热的特殊形式，风速越大，散热速度散热的特殊形式，风速越大，散热速度越快越快 蒸发散热蒸发散热evaporationeva
10、poration：当环境温度等于：当环境温度等于或高于皮肤温度时，机体唯一的散热方或高于皮肤温度时，机体唯一的散热方式式不感蒸发不感蒸发insensible perspirationinsensible perspiration：指体液直接透过皮肤和粘膜表面，在未形指体液直接透过皮肤和粘膜表面，在未形成明显水滴就蒸发掉。成明显水滴就蒸发掉。发汗发汗sweating or sensible perspirationsweating or sensible perspiration：指通过汗腺的主动分泌，汗液在皮肤表面指通过汗腺的主动分泌，汗液在皮肤表面形成明显的汗滴的形式而蒸发。形成明显的汗滴的
11、形式而蒸发。行为性体温调节行为性体温调节 behavioral thermoregulationbehavioral thermoregulation自主性体温调节自主性体温调节 autonomic thermoregulationautonomic thermoregulationv外周温度感受器：皮肤、粘膜、腹腔、内脏外周温度感受器：皮肤、粘膜、腹腔、内脏v热感受器热感受器warmth receptorwarmth receptorv冷感受器冷感受器cold receptorcold receptorv中枢性温度感受器：视前区中枢性温度感受器：视前区-下丘脑前部下丘脑前部v热敏神经元热敏神
12、经元heat-sensitive neuronheat-sensitive neuron：温度升高其放电频率增加温度升高其放电频率增加v冷敏神经元冷敏神经元cold-sensitive neuroncold-sensitive neuron：温度下降其放电频率增加温度下降其放电频率增加下丘脑前部下丘脑前部散热中枢散热中枢下丘脑后部下丘脑后部产热中枢产热中枢 视前区视前区-下丘脑前部下丘脑前部(preoptic-(preoptic-anterior hypothalamusanterior hypothalamus，PO/AH)PO/AH)在体温调节中起着调定点的作用。在体温调节中起着调定点的作
13、用。调定点：体温在偏离某一临界温度（调定点：体温在偏离某一临界温度（37 37 ）时，将会导致明显的产热和散热改变，从而时，将会导致明显的产热和散热改变，从而使体温恢复到临界温度，这一临界温度即称使体温恢复到临界温度，这一临界温度即称调定点。调定点。体温调节过程示意图体温调节过程示意图（四）体温调节的外周机制（四）体温调节的外周机制1.1.躯体神经躯体神经2.2.植物性神经植物性神经动物突然暴露于寒冷中动物突然暴露于寒冷中,引起骨骼肌的节律性收缩，引起骨骼肌的节律性收缩，可使机体耗氧量增加可使机体耗氧量增加,产热升高，称为寒颤性产热。产热升高，称为寒颤性产热。寒冷促使机体释放肾上腺素，去甲肾上腺素和甲状寒冷促使机体释放肾上腺素，去甲肾上腺素和甲状腺素等激素增多，使机体产热量升高，称为非寒颤性腺素等激素增多，使机体产热量升高，称为非寒颤性产热。产热。主要通过对心血管系统、呼吸系统、皮肤和代谢的影主要通过对心血管系统、呼吸系统、皮肤和代谢的影响，改变机体的产热和散热过程。其中交感神经主要响，改变机体的产热和散热过程。其中交感神经主要支配皮肤血管、竖毛肌和汗腺，而副交感神经只支配支配皮肤血管、竖毛肌和汗腺，而副交感神经只支配唾液腺。唾液腺。
