1、第九章第九章 能量代谢和体温能量代谢和体温第一节第一节 能量代谢能量代谢第二节第二节 体温及其调节体温及其调节第一节第一节 能量代谢能量代谢一、概念一、概念 能量代谢：是指体内伴随物质代谢过程能量代谢：是指体内伴随物质代谢过程而发生的能量的储存、释放、转移和利而发生的能量的储存、释放、转移和利用的过程用的过程。外界物质外界物质自身物质自身物质同化作用，合成、储存能量同化作用，合成、储存能量异化作用，分解、释放能量异化作用，分解、释放能量二、能量的来源和去路二、能量的来源和去路（一）来源（一）来源1.糖糖 体内所需能量有体内所需能量有70%来源于糖。来源于糖。脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧
2、化。脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化。2.脂肪脂肪 体内能源物质最主要的储存形式。体内能源物质最主要的储存形式。3.蛋白质蛋白质 一般生理情况下，由糖和脂肪供一般生理情况下，由糖和脂肪供能，只有某些特殊情况。如长期饥饿、能，只有某些特殊情况。如长期饥饿、恶病质时才供能。恶病质时才供能。（二）去路（二）去路1.丢失丢失 占占5%能量能量2.形成热量散发形成热量散发 占占50%能量用以维持体温。能量用以维持体温。3.以化学能形式供机体利用以化学能形式供机体利用 占占45%三磷三磷酸腺苷酸腺苷ATP和磷酸肌酸和磷酸肌酸CP三、能量代谢的测定三、能量代谢的测定（一）直接测定法（一）直接测定法（二
3、）间接测定法（二）间接测定法（一）直接测热法（一）直接测热法 测定整个机体在单位时间内向外界环境散发测定整个机体在单位时间内向外界环境散发的总热量。因设备复杂，操作繁琐，故极少应的总热量。因设备复杂，操作繁琐，故极少应用。用。其根据其根据能量守恒定律能量守恒定律即在控制饮食使转化为储即在控制饮食使转化为储存的能量为零和使机体对外作功为零的情况下，存的能量为零和使机体对外作功为零的情况下，人体从三大营养物质中获得的能量就等于人体人体从三大营养物质中获得的能量就等于人体向外散发的热量。此法多不采用。向外散发的热量。此法多不采用。机体能量代谢机体能量代谢=对外作功对外作功+热量热量+贮存贮存（二）间
4、接测热法（二）间接测热法 是利用是利用“定比定律定比定律”，测算出一定时间内氧化的糖、脂肪，测算出一定时间内氧化的糖、脂肪和蛋白质各有多少，再计算出它们所释放出的热量。和蛋白质各有多少，再计算出它们所释放出的热量。为此，必须先了解与其相关的几个概念：为此，必须先了解与其相关的几个概念：食物的热价、食物的热价、氧热价和呼吸商等。氧热价和呼吸商等。C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+H（热量）（热量）一克食物被氧化时所释放出来的热量。又分为物一克食物被氧化时所释放出来的热量。又分为物理卡价（体外氧化）和生物卡价（体内氧化）理卡价（体外氧化）和生物卡价（体内氧化）。1.食物卡价食物卡价 营养
5、物质 物理热价KJ/g生物热价KJ/g糖1717脂肪39.839.8蛋白质23.5182.氧热价氧热价 营养物质被氧化时每消耗一营养物质被氧化时每消耗一升氧气所产生的热量升氧气所产生的热量营养物质营养物质氧热价氧热价kJ/L糖21脂肪19.7蛋白质18.83.呼吸商营营养养物物质质 CO2产量 O2消耗量 呼吸商糖糖0.830.831.00脂脂肪肪1.432.030.71蛋蛋白白质质0.760.950.80产生的产生的CO2量量ml消耗的消耗的O2量量ml呼吸商呼吸商=四、影响能量代谢的主要因素四、影响能量代谢的主要因素（一）一般因素（一）一般因素（二）生理活动因素（二）生理活动因素（一）一般
6、因素（一）一般因素1.1.年龄年龄 儿童能量代谢高，老人能量代谢低，生儿童能量代谢高，老人能量代谢低，生长激素提高能量代谢率长激素提高能量代谢率15-20%15-20%。2.2.性别性别 男性高于女性男性高于女性 雄性激素可提高能量雄性激素可提高能量代谢率代谢率10-15%10-15%3.3.睡眠睡眠 睡眠状态能量代谢率低，下降睡眠状态能量代谢率低，下降10-15%10-15%，骨骼肌紧张性下降，交感神经活动降低。骨骼肌紧张性下降，交感神经活动降低。（二）生理活动因素（二）生理活动因素1.1.肌肉活动肌肉活动 肌肉活动对能量代谢的影响最明显。肌肉活动对能量代谢的影响最明显。运动或体力劳动使能量
7、代谢升高。运动或体力劳动使能量代谢升高。2.2.精神活动精神活动 精神和情绪活动对能量代谢亦有显精神和情绪活动对能量代谢亦有显著影响。激动、愤怒、恐惧及焦虑可使能量代著影响。激动、愤怒、恐惧及焦虑可使能量代谢升高。这可能是由于无意识的肌紧张以及某谢升高。这可能是由于无意识的肌紧张以及某些内分泌激素（甲状腺素等）释放增加引起。些内分泌激素（甲状腺素等）释放增加引起。运动或劳动时的能量代谢率运动或劳动时的能量代谢率机体的状态产热量（KJ/m2min）躺卧2.73开会3.40洗衣9.89扫地11.37打排球17.05踢足球24.983.食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应 从进食后一小时左右开始，延
8、续到从进食后一小时左右开始，延续到78小时左小时左右右，虽然处于安静状态下，人体释放的热量比摄入的，虽然处于安静状态下，人体释放的热量比摄入的食物本身氧化后所产生的热量要多。即摄食会产生食物本身氧化后所产生的热量要多。即摄食会产生“额外额外”热量的现象，称为热量的现象，称为食物的特殊动力作用食物的特殊动力作用（specific dynamic action）。）。蛋白质蛋白质“额外额外”增加的热量约增加的热量约30左右；左右；糖或脂肪则可糖或脂肪则可“额外额外”增加增加46的热量；的热量；混合性食物为混合性食物为10。其产生的机制尚不十分清楚，可能与肝脏处理蛋白分其产生的机制尚不十分清楚，可能
9、与肝脏处理蛋白分解产物时的额外能量消耗有关。解产物时的额外能量消耗有关。环境温度与能量代谢率环境温度与能量代谢率0 02 24 46 68 810101212141416160 01010202030304040环境温度环境温度。C C能量代谢率K J/m 2 h能量代谢率K J/m 2 h4，环境温度，环境温度1.基础状态基础状态2.基础代谢基础代谢3.基础代谢率基础代谢率五、基础代谢五、基础代谢1.基础状态基础状态：是指机体在清晨、清醒、空腹（距前次进是指机体在清晨、清醒、空腹（距前次进食食12h12h以上，已无食物特殊动力效应）、无肌以上，已无食物特殊动力效应）、无肌肉活动（平卧）和精神
10、紧张、无焦虑和恐惧心肉活动（平卧）和精神紧张、无焦虑和恐惧心理、环境温度为理、环境温度为2025 等条件。等条件。2.基础代谢：基础代谢：是指机体处于基础状态下的能量代谢。是指机体处于基础状态下的能量代谢。在这种基础状态下，机体所的消耗能量只用于维持在这种基础状态下，机体所的消耗能量只用于维持心脏、肝、肾、脑等内脏器官的活动。心脏、肝、肾、脑等内脏器官的活动。3.基础代谢率：基础代谢率：单位时间内的基础代谢，通常以每平方米单位时间内的基础代谢，通常以每平方米体表面积、每小时的产热量来计算，单位体表面积、每小时的产热量来计算，单位是是.kJ/m.kJ/m2 2h h。我国正常人的基础代谢率平均值
11、。我国正常人的基础代谢率平均值。年龄年龄11151617181920303140415051 以上以上男性男性195.39193.30166.10157.74158.57153.97148.95女性女性172.38181.59153.97146.44146.86142.26138.49中国人正常的基础代谢率平均值（中国人正常的基础代谢率平均值（kJ/m2 h）（1 1）基础代谢率的衡量标准）基础代谢率的衡量标准 基础代谢率的单位：基础代谢率的单位：KJ/mKJ/m2 2h h 基础代谢率的高低通常以同性别、同基础代谢率的高低通常以同性别、同年龄组的平均值进行比较。高于或低于对照组的年龄组的平均
12、值进行比较。高于或低于对照组的10101515以内，仍属正常范围；若高于或低于以内，仍属正常范围；若高于或低于2020以上，则考虑为病态。其计算公式为：以上，则考虑为病态。其计算公式为：受试者实测受试者实测BMRBMR值同性别同年龄组平均值值同性别同年龄组平均值 100100 同性别同年龄组平均值同性别同年龄组平均值(2)测定基础代谢率的意义测定基础代谢率的意义 临床测定临床测定BMRBMR可帮助诊断某些代谢性疾病：可帮助诊断某些代谢性疾病：甲亢时，甲亢时，BMRBMR比正常值高比正常值高25258080 甲减时，甲减时，BMRBMR比正常值低比正常值低20204040 糖尿病、红细胞增多症、
13、白血病、发热糖尿病、红细胞增多症、白血病、发热BMRBMR升高升高 体温每升高体温每升高1 1C C，BMRBMR升高约升高约1313 阿狄森氏病、肾病综合征、脑垂体性肥胖、病阿狄森氏病、肾病综合征、脑垂体性肥胖、病 理性饥饿理性饥饿BMRBMR降低降低 一、体温一、体温体表温度：身体表面及体表下结构的温度。如皮体表温度：身体表面及体表下结构的温度。如皮肤、皮下组织等。肤、皮下组织等。体核温度：人体深部结构的温度。如内脏等。体核温度：人体深部结构的温度。如内脏等。体温体温就是人体深部的平均温度就是人体深部的平均温度。第二节第二节 体温及其调节体温及其调节二、体温的测量及正常波动二、体温的测量及
14、正常波动体温体温（body temperature）:指机体深部的平均温度。指机体深部的平均温度。腋腋 温温 36.0-37.4 36.0-37.4 口腔温口腔温 36.7-37.7 36.7-37.7 直肠温直肠温 36.9-37.9 36.9-37.9 可信度可信度：直肠温口腔温腋窝温直肠温口腔温腋窝温 临床常用口温和腋温。测定腋温时要注意夹紧体温计和测量时间临床常用口温和腋温。测定腋温时要注意夹紧体温计和测量时间（约需（约需10min10min）。）。意义：意义：体温的相对恒体温的相对恒定是机体新陈代谢和定是机体新陈代谢和一切生命活动正常进一切生命活动正常进行的必需条件。行的必需条件。T
15、 T 2222心跳停止心跳停止T T 4343酶变性而酶变性而 死亡死亡T=27T=27低温麻醉低温麻醉（二）体温正常波动（二）体温正常波动1.1.昼夜节律昼夜节律 清晨清晨26时体温最低，午后时体温最低，午后1318时体时体温最高。波幅小于或等于温最高。波幅小于或等于11。2.2.月经周期波动月经周期波动 男性体温男性体温 女性体温女性体温0.3,0.3,排卵前排卵前体温下降，排卵日体温最低，排卵后体温上升。原体温下降，排卵日体温最低，排卵后体温上升。原因是体内孕激素水平周期性变化产生。因是体内孕激素水平周期性变化产生。3.3.年龄波动年龄波动 年龄小体温较高，年龄大体温较低。年龄小体温较高
16、，年龄大体温较低。4.4.受肌肉活动、精神状态、情绪、进食影响而波动受肌肉活动、精神状态、情绪、进食影响而波动二、体热平衡二、体热平衡（机体产热与散热）（机体产热与散热）图8-2 体热平衡模式热输出热输出辐射辐射传导传导对流对流蒸发蒸发热来源热来源代谢代谢环境环境（一）（一）产热过程产热过程1 1、主要的产热器官以及影响产热的因素、主要的产热器官以及影响产热的因素：安静状态：安静状态：主要产热器官主要产热器官内脏，特内脏，特 别是肝脏别是肝脏 运动或劳动运动或劳动:主要产热器官主要产热器官 肌肉肌肉 影响产热的主要因素影响产热的主要因素:基础代谢率，肌基础代谢率，肌 肉的收缩活动，内分泌激素等
17、。肉的收缩活动，内分泌激素等。2 2、机体的产热形式、机体的产热形式战栗产热：战栗产热：骨骼肌不随意的节律性收缩。骨骼肌不随意的节律性收缩。屈肌和伸肌同时收缩，不作功，屈肌和伸肌同时收缩，不作功，但产热量很高但产热量很高,常有战栗前肌紧张。常有战栗前肌紧张。非战栗产热（代谢产热）：非战栗产热（代谢产热）：以褐色脂肪组织（含以褐色脂肪组织（含 丰富的线粒体，分布于腹股沟、腋丰富的线粒体，分布于腹股沟、腋 窝等处）的产热量最大。窝等处）的产热量最大。3、产热的调节：、产热的调节：甲状腺激素甲状腺激素 分泌分泌 提高代谢率提高代谢率寒冷刺激寒冷刺激 儿茶酚胺儿茶酚胺 增加产热增加产热 维持体温维持体
18、温 肌紧张和寒战肌紧张和寒战寒战寒战（shivering）：是寒冷环境中最有效）：是寒冷环境中最有效 的产热方式，可提高代谢率的产热方式，可提高代谢率45倍。倍。（二）机体的散热途径（二）机体的散热途径1.散热的主要散热的主要部位部位 皮肤皮肤大部分的热大部分的热量（量（90%）；）；呼吸呼吸 3%；尿、粪尿、粪1%小部分小部分的热量。的热量。散热部位散热部位：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：次：呼出气呼出气、尿、粪、尿、粪 散热方式：散热方式：1.1.物理散热物理散热2.2.生理散热生理散热2.物理散热的散热方式物理散热的散热方式辐射：体热量辐
19、射：体热量 传导：体热量传导：体热量对流：借气体（或液体）流动带走体热（扇）对流：借气体（或液体）流动带走体热（扇）热辐射热辐射冷物体冷物体（安静时安静时60%热量以辐射散发）热量以辐射散发）不接触不接触接触接触冷物体冷物体 皮肤散热方式对流(15%)蒸发(22%)传导(3%)辐射(60%)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 蒸发：蒸发：身体以蒸发水分的方式散热。身体以蒸发水分的方式散热。不显汗蒸发不显汗蒸发：体内水分直接透出皮肤和粘膜在体内水分直接透出皮肤和粘膜在未形成汗滴之前便向外蒸发。未形成汗滴之前便向外蒸发。与汗腺活动无关，不具与汗腺活动无关，不具调节
20、体温恒定的生理作用。调节体温恒定的生理作用。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1000ml/1000ml/日。日。临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的体液量体液量。2.2.生理散热生理散热 （1 1）发汗发汗（sweating）：）：（可感蒸发（可感蒸发sensible perspirationsensible perspiration）指通过汗腺的主动分泌，汗指通过汗腺的主动分泌，汗液在皮肤表面形成明显的汗滴而蒸发液在皮肤表面形成明显的汗滴而蒸发。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
21、达到3030左右时，左右时，便开始发汗；如果空气湿度大、衣着又多时，气温达便开始发汗；如果空气湿度大、衣着又多时，气温达2525便可发汗；机体活动时，由于产热量便可发汗；机体活动时，由于产热量，虽然环，虽然环境温度低于境温度低于2020亦可发汗。亦可发汗。炎热的气候，短时间内发汗量可达炎热的气候，短时间内发汗量可达1.5L/h1.5L/h。汗液：汗液：水分水分：9999 汗液流经汗腺排出管的起始部时，有汗液流经汗腺排出管的起始部时，有一部分一部分NaClNaCl可被重吸收，从而使最终排出的可被重吸收，从而使最终排出的汗液成为低渗。汗液成为低渗。机体大量出汗可造成高渗性脱水，要机体大量出汗可造成
22、高渗性脱水，要补充大量的水份和适量的补充大量的水份和适量的aClaCl。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发汗分类发汗分类：温热性发汗：温热刺激温热性发汗：温热刺激全身各处发汗，全身各处发汗，参与体温调节参与体温调节精神性发汗：精神紧张精神性发汗：精神紧张手掌、足板、前手掌、足板、前额发汗，与气温和体温无关，不参与体温调额发汗，与气温和体温无关，不参与体温调节。节。(三三)循环系统参与调节体温平衡循环系统参与调节体温平衡寒冷寒冷中枢紧张性中枢紧张性 血管收缩血管收缩皮肤血流量皮肤血流量 皮皮肤温度肤温度 散
23、热散热炎热炎热中枢紧张性中枢紧张性 血管舒张血管舒张皮肤血流量皮肤血流量 皮肤温度皮肤温度 散热散热 寒冷环境 炎热环境 体热模式三、体温调节三、体温调节（一）体温调节的方式（一）体温调节的方式1.1.行为性体温调节行为性体温调节 机体在不同温度环境中产生一定的姿势机体在不同温度环境中产生一定的姿势和行为，以避寒或避暑以保持体温的相对恒定。和行为，以避寒或避暑以保持体温的相对恒定。如人或动物避开过冷或过热的环境向适宜的温如人或动物避开过冷或过热的环境向适宜的温度环境靠近（候鸟迁徙），人在寒冷中拱肩缩度环境靠近（候鸟迁徙），人在寒冷中拱肩缩背，跑步，增加衣服等。背，跑步，增加衣服等。2.2.自主
24、性体温调节自主性体温调节 人和高等动物的体温在人和高等动物的体温在下丘脑体温调下丘脑体温调节中枢的节中枢的控制下，通过增减皮肤血流量，控制下，通过增减皮肤血流量，发汗、寒战等生理调节反应，使机体的发汗、寒战等生理调节反应，使机体的散热量和产热量水平一致，从而维持体散热量和产热量水平一致，从而维持体温的相对恒定。温的相对恒定。（二）温度感受器（二）温度感受器1.外周温度感受器：外周温度感受器：游离的神经末梢，分游离的神经末梢，分 冷、热感受器冷、热感受器 存在：皮肤、粘膜和内脏存在：皮肤、粘膜和内脏 冷感受器：冷感受器：28发放冲动频率最高发放冲动频率最高 热感受器：热感受器：43 发放冲动频率
25、最高。发放冲动频率最高。2、中枢温度感受器：、中枢温度感受器：中枢神经系统内对温度变化敏感的神经元称为中枢感受器。中枢神经系统内对温度变化敏感的神经元称为中枢感受器。热敏神经元：视前区热敏神经元：视前区下丘脑前部（下丘脑前部（PO/AH）冷敏神经元：脑干网状结构以及下丘脑的弓状核冷敏神经元：脑干网状结构以及下丘脑的弓状核（三）体温调节中枢（三）体温调节中枢下丘脑下丘脑（PO/AH）下丘脑是体温调节的基本中枢，其中下丘脑是体温调节的基本中枢，其中下丘下丘脑的视前区脑的视前区下丘脑前部下丘脑前部是体温调节中枢整合是体温调节中枢整合机构的中心部位。因为该区域的温度敏感神经机构的中心部位。因为该区域的
26、温度敏感神经元既能感受它们所在的局部组织温度变化的信元既能感受它们所在的局部组织温度变化的信息又具有对传入的温度信息进行不同程度整合息又具有对传入的温度信息进行不同程度整合处理的功能。处理的功能。下丘脑下丘脑（四）体温调节机制（四）体温调节机制调定点学说调定点学说1.下丘脑体温调节中枢内有与恒温调节下丘脑体温调节中枢内有与恒温调节器功能相类似的器功能相类似的调定点调定点，调定点的高，调定点的高低决定体温的高低。低决定体温的高低。2.视前区视前区下丘脑前部的热敏神经元可下丘脑前部的热敏神经元可能起调定点的作用。能起调定点的作用。气温下降气温下降散热过多散热过多体温趋于下降体温趋于下降寒寒 战战大脑皮层大脑皮层冷感受器兴奋冷感受器兴奋发汗中枢发汗中枢体体 温温 调调 节节 中中 枢枢发汗停止发汗停止代谢增强代谢增强血管收缩血管收缩行为调节行为调节散散 热热 减减 少少产产 热热 增增 多多体体 温温 趋趋 于于 正正 常常产热增多产热增多散热减少散热减少体温调节过程体温调节过程(以环境温度下降为例以环境温度下降为例)
