营养代谢和体温调节

营养代谢和体温调节,第一节 主要营养物质,食物的营养成分及功能,有机物：糖、蛋白质、脂肪。提供人体的能量和构成组织原料。,无机盐：是人体组织的重要成分和机体代谢过程中必不可少。,维生素（有机物）：对代谢活动有重要的意义。,五大类营养成分：糖类、脂肪、蛋白质、无机盐、维生素,一、糖类及其主要生理功能,糖类是供给生物热能的一种主要营养素。食物中的碳水化合物是多糖（淀粉）和纤维素。多糖的降解产物单糖，可为绝大多数生物所利用，而纤维素则仅在具有纤维素酶的生物体内才能被降解和利用。来源于碳水化合物的热能不宜少于总热能的45。若膳食碳水化合物的热量过低，脂肪热量过高将会发生酮症。,膳食纤维可降低肿瘤的发生，如结肠癌。其原因在于它们的亲水性和形成凝胶的能力，增大粪便体积，利于排出，从而加速致肿瘤活性的固醇代谢物的排泄，减少了与结肠接触的时间。,（一）糖的来源1.消化系统的吸收: 淀粉葡萄糖而吸收2.糖异生：非糖物质转化为葡萄糖。在肝中，氨基酸、甘油、乳酸、丙酮酸转化为糖（二）糖的去处1.主要的供能物质，占供能的70% 葡萄糖 氧化CO2H2OATP2.葡萄糖在肝脏中合成肝糖原肝糖原是葡萄糖在细胞内的储存形式。肝糖原是一种糖的“短期”贮存形式，贮存期约6小时。以维持血糖的浓度。3.葡萄糖在肌肉内转化成肌糖原。4.糖转化：转化为非糖物质氨基酸、脂肪5.合成人体的组成成分：粘多糖、透明质酸、肝素,正常血糖浓度：成人空腹：80120mg/100ml低血糖：低于6070mg/100ml时，头昏、心悸、出冷汗。低于45mg/100ml时，惊厥或昏迷。高血糖：空腹时血糖长期含量超过120mg/100ml。肾糖阈：血糖含量超过150180mg/100ml时，出现糖尿,二、脂肪及其主要生理作用,（一）脂肪 1、储能和供能：脂肪贮存量没有限制，含高能值，所以它是一种重要的“长期”供给能量的食物养料储备。 2、缓冲机械冲击、保护和固定内脏、保温等作用 3、提供人体必须的脂肪酸，并能携带脂溶性维生素（二）类脂 1、磷脂：构成生物膜的的主要成分；神经髓鞘的成分；参与细胞物质转运和物质代谢等。 2、胆固醇：是细胞的重要主成成分，也是功能物质。皮肤中的胆固醇，激素等,三、蛋白质及其主要生理作用,（一）蛋白质的营养意义蛋白质由氨基酸组成，构成人体的氨基酸有20多种。1. 细胞的组成成分：组织生长、修复、更新的主要原料2. 重要的功能物质：3. 可以作为能源： 那些不用于构成蛋白质的氨基酸将会脱去氨基。肝和组织的蛋白质能起蛋白质的贮存作用，以保持血液中的蛋白质水平。,（二）氮平衡氮平衡：氮的摄入量与排出量的大致相等，代表蛋白的合成代谢与分解代谢速率相当正氮平衡：蛋白摄入大于消耗，机体生长发育回复负氮平衡：蛋白摄入小于消耗，营养不良、消耗性疾病,（三）必需氨基酸和非必需氨基酸在20种氨基酸中，有种必需氨基酸是人体内不能合成的。当食物中缺少这些氨基酸时，正常生长发育就会受到抑制。必需氨基酸：人体内不能将其他物质合成这些氨基酸，而必须经常从食物中获得，以满足需要。蛋氨酸、赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸。非必需氨基酸：是指当缺乏这类氨基酸的食物时，人体可以从某些其他氨基酸通过代谢转变而合成这些氨基酸,（四）蛋白质的生物价值和互补作用不同食物中组成蛋白质的氨基酸质量和比例不同。各种食物蛋白质中，必须氨基酸的含量和比例不同，各种食物蛋白质消化吸收后被人体组织利用以构成组织蛋白的效率也不同。蛋白质的生物价值：是指蛋白质消化吸收后在人体保留量占吸收量的百分比。一般说：动物生物价值较高；植物生物价值较低。,四、维生素及其主要生理作用,是人体代谢中必不可少的有机化合物，也是保持人体健康的重要活性物质。1.不是构成机体组织和细胞的成分，也不产生能量，主要是参与机体代谢的调节。2.已知许多维生素是酶的辅酶或者是辅酶的组成分子。3.大多数的维生素，机体不能合成或合成量不足，必须经常通过食物中获得。4.人体对维生素的需要量很小。,水溶性维生素：B1、B2、PP、B12、C脂溶性维生素：A、D、E、K,（一）脂溶性维生素（肝、鱼、肉、油中富含）维生素A：维持正常视力，预防夜盲症；维持上皮细胞组织健康；促进生长发育；增加对传染病的抵抗力；预防和治疗干眼病。 维生素D：调节人体内钙和磷的代谢，促进钙的吸收利用，促进骨骼成长。抗佝偻症维生素E：维持正常的生殖能力和肌肉正常代谢。生育酚，抗氧化。 维生素K：止血。它不但是凝血酶原的主要成分，而且还能促使肝脏制造凝血酶原。,（二）水溶性维生素维生素B1：脚气病。在米糠、豆类、肝肾心富含。维生素B2：氧化还原的辅酶，口角炎等维生素B3（PP）：糙皮病，腹泻，痴呆维生素B12：恶性贫血，在鱼、肝、肉富含。叶酸(维生素M) ：抗贫血；维护细胞的正常生长。肝、绿叶蔬菜含量丰富。维生素C：抗氧化，降低毛细血管的脆性，加强机体抗病力和解毒能力等作用：促进细胞间粘合物的形成。连接骨骼、牙齿、结缔组织结构；对毛细血管壁的各个细胞间有粘合功能；增加抗体，增强抵抗力；促进红细胞成熟。 缺乏时的表现：坏血病，毛细血管脆弱、齿龈发炎出血、抵抗力下降。,脚气病是一种由于人体缺乏维生素B1而引起的全身性疾病。主要发生在长期以精白米为主食，而又缺乏其他副食补充的人群身上。患者早期表现为胃部不适、便秘、易激动、易疲劳、记忆力减退、失眠、体重下降等。病情进一步发展可发生以肢端麻木、感觉异常、站立困难等为主要表现的多发性周围神经炎，以及脚气性心脏病和脚气性精神病。治疗脚气病以改善饮食营养为主，多食粗粮、猪肉、动物内脏，避免食物加工过度。,五、无机盐,无机盐主要元素：钠、钾、氯、钙、镁、磷、铁、碘微量元素：铜、硒、锰、锌、氟,主要元素（一）钠、钾、氯维持细胞内外的渗透压，维持内环境的稳定。广泛存在于动植物中。（二）钙、镁、磷大部分构成骨骼和牙齿，其余分布在血液和其他组织中。是维持肌肉、神经组织正常兴奋所必须的，镁是某些酶的激活剂，植物叶绿体中丰富。（三）铁：组成血红蛋白、肌红蛋白和一些氧化酶的主要成分。（四）碘：合成甲状腺素的元素，海产动植物丰富。,微量元素1.铜：是一些酶和蛋白质所含的元素，参与造血组织对铁的利用。2.硒：缺乏会使动物幼年生长缓慢，肌肉萎缩等。3.锰：对糖代谢和类固醇的合成是必须的，是多种酶的辅基。4.锌：是多种酶的组成元素，是DNA 和RNA合成所必须的，缺乏会使人生长停止，影响生育，且味觉感受功能减退。5.氟：骨骼和牙釉质中含有。有利于牙钙盐晶状结构的形成，对细菌产酸作用有一定抑制作用。,氟斑牙,略,人类小分子代谢物数据库,加拿大阿尔伯塔大学建成了世界上首个人类小分子代谢物组数据库（HMDB） http:/www.hmdb.ca （2500多种小分子代谢物、1200种药物分子和3500种食物成分）。将对许多传染病、遗传病或环境引发的疾病的诊断、预防和监测产生重大影响。,略,第二节 能量代谢,一、能量的来源和去路二、能量代谢的测定三、影响能量代谢的因素四、基础代谢,能量代谢（energy metabolism）：生物体内物质代谢中伴随着的能量的释放、转移、贮存和利用。,能量代谢,同化作用 （合成代谢）,- 耗能,- 放能,新陈代谢 （物质代谢）,异化作用 （分解代谢）,生物体的基本特征：新陈代谢,同化作用：细胞将营养物经过加工组成自身物质，并储存能量的过程。,异化作用：氧化分解自身的一部分物质，释放能量，并将代谢终产物排出体外的过程。,一、能量的来源和去路,营养物质 提供能量(%) 特 点 糖 类 60-70 主要方式，有氧氧化产能多脂 肪 30-40 贮存能量，放能6倍于糖原 蛋白质 通常很少 次要功能是提供能量,（剧烈运动、RBC）,（脑、一般情况下）,（一）能量来源1. 糖：主要(70以上) 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、昏迷以及抽搐。2. 脂肪：次要(30左右)3. 蛋白质：很少(长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量来源)。（二）能量去路（转移、贮存、利用） 能源物质释放的能量有约50%转化为热能，其余以自由能形式贮存于ATP中。,ATP：既是储能物质，又是直接的供能物质。磷酸肌酸(CP)：机体内ATP的储存库。由磷酸和肌酸组成，主要存在肌肉组织。磷酸肌酸也含高能磷酸键，但需将高能磷酸键交给ADP生成ATP后机体才能利用，可把CP看作是ATP的储存库。,二、能量代谢的测定,（一）能量代谢测定的基本原理 “能量守恒定律”：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能。 食物消耗的化学能 =热能+外功（不考虑肌肉做功） 测定机体在单位时间内发散的总热量或所消耗的食物量，可测算出机体在单位时间内能量代谢的量，即能量代谢率。（二）能量代谢的测定方法1.直接测热法：直接测量从机体体表、呼出气、尿液和粪便排出的总热量。如果不做外功，该热量就是机体代谢的全部热量。这种方法测定准确，但设备复杂，操作繁琐，现已极少应用。2.间接测热法：是利用“定比定律”（即反应物的量与生成物的量呈一定的比例关系），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。,直接测热法,间接测热法, 每种营养物质氧化分解时产生的热量是多少 三种营养物质各氧化了多少与能量代谢测定有关的几个概念 1.食物热价（thermal equivalent of food）：2.食物氧热价（thermal equivalent of oxygen）：3.呼吸商（respiratory quotient）：,食物的热价：1食物在氧化时所释放出来的热量。物理热价：指食物在体外燃烧时释放的热量。生理热价：指在体内氧化时所产生的热量。糖与脂肪：物理热价生理热价蛋白质：物理热价生理热价（蛋白质在体内不能被彻底氧化分解，有一部分以尿素的形式由尿中排泄）。,食物的氧热价：某种食物氧化时,每消耗1L氧所产生的热量称为该种食物的氧热价。呼吸商(RQ)：指一定时间内，机体的CO2产生量与耗O2量的比值。RQCO2产生量/耗O2量 由于各种食物在体内氧化时的耗O2量、CO2产生量的不同，故各种食物的呼吸商不同。根据RQ可估计某一段时间内机体氧化各种食物的比例：RQ1.0 氧化糖；RQ0.70 氧化脂肪；蛋白质 RQ0.80,非蛋白呼吸商(NPRQ):指一定时间内，机体氧化非蛋白食物时的CO2产生量与耗O2量的比值，为糖和脂肪的混合呼吸商蛋白消耗的计算：每产生1g尿氮(NP)需氧化蛋白6.25g，分解蛋白产生CO2量= NP6.250.76(L) 分解蛋白耗O2量= NP6.250.94(L),整体产生CO2总量分解蛋白产生CO2量 NPRQ 整体耗O2总量分解蛋白耗O2量,间接测热法步骤,测定CO2产生量和耗O2量测定尿氮量：根据尿氮量估算蛋白质氧化的量。计算出NPRQ=非蛋白CO2产生量/非蛋白耗O2量。 查出非蛋白食物氧热价：根据NPRQ在“NPRQ及氧热价表”查出所对应的氧热价。计算出非蛋白食物的产热量：NPRQ表查出的氧热价非蛋白耗O2量。能量代谢=非蛋白食物的产热量+蛋白食物的产热量,简易法：将混合膳食的RQ定为0.82，氧热价=20.20kJ/L；测定6min的耗O2量；能量代谢计算：= 耗O2量氧热价。,三、影响能量代谢的因素,肌肉活动：影响最大精神活动：精神活动越剧能量代谢越高食物的特殊动力效应：进食后产生的额外的热量现象，食物刺激环境温度2030 稳定 肌肉松弛20 代谢 寒战，肌肉紧张度30 代谢 体内化学反应速度,四、基础代谢,基础代谢：机体在基础状态下的能量代谢称为基础代谢。基础状态的条件：清晨空腹：以排除食物特殊动力效应的影响。平卧：全身肌肉放松，尽力排除肌肉活动的影响。安静：清醒且情绪安闲，以排除精神紧张的影响。室温：18-25，排除环境温度的影响。生理意义：帮助诊断某些代谢性疾病,基础代谢率(BMR) ：单位时间内的基础代谢。BMR的测定:(通常采用简易法)把基础状态下的呼吸商定为0.82、氧热价为20.20KJ。测出1h内(测6min的耗氧量10)的耗氧量。测出体表面积。BMR20.195耗氧量/体表面积,人体表面积推算：0.0061身高（cm)0.0128体重(kg)0.1529,BMR率随着性别、年龄等不同而有生理变动。男子的BMR值平均比女子的高；儿童比成人高；年龄越大，代谢率越低。胖子比瘦子低。,BMR正常值1015，20可能是病态甲亢：+25+80%；甲减：-20%-40%发烧：体温每升高1，BMR升高13%.,第三节 体温及其调节,表层体温（shell temperature）深部体温（core temperature） 体温机体深部平均温度,一、人体正常体温及生理变动,体温:指身体深部的平均温度，即体核温度。体温稳定的意义：体温的相对恒定是机体新陈代谢和一切生命活动正常进行的必需条件。体温过高、过低都会影响酶的活性，导致生理功能的障碍，甚至造成死亡。如：T 22心跳停止；T 43酶变性而死亡;T = 27低温麻醉。,人类的体温范围：35 - 41,体温测量,位置：直肠、口腔、腋窝肛温：正常为36.937.9。口温：约比直肠低0.2,为36.737.2。腋温：约比口腔低0.3,为36.737.4。,体温的生理变动,1.昼夜节律变化人的体温在一昼夜中呈现周期性波动，称为体温的昼夜节律。一般是清晨26h时最低，下午28h最高，波动幅度一般不超过1。2.性别差异成年女子体温平均比男子高0.3。女子体温随月经周期而产生周期性变动。排卵日最低（约1）。,3.年龄差异新生儿体温成年人老年人。体温随着年龄的增长有逐渐降低的趋势（与代谢率降低逐渐有关），大约每增长10岁，体温约降低0.05。1416岁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、老年人由于调节能力差，易受环境温度的影响。4.其他肌肉活动时，肌肉代谢明显增强，产热增加，可使体温暂时升高12。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。情绪激动、精神紧张、进食等情况，都会影响体温。,二、机体的产热和散热,(一)产热1.主要产热器官安静状态，主要产热器官是内脏（尤其肝脏，其次是脑）。活动状态,主要产热器官是骨骼肌。2.产热形式战栗产热：骨骼肌不随意的节律性收缩， 其特点是屈肌和伸肌同时收缩，不做外功但产热量很高。非战栗产热：又称代谢产热，机体所有的组织器官都能进行代谢产热，但以褐色脂肪组织的产热量最大（约占70%）。,略,褐色脂肪组织,机体的产热和散热,3.产热活动的调节,寒冷刺激时交感-肾上腺髓质 NE、E产热量特点： 作用迅速， 维持时间短。, 机体在寒冷环境几周后甲状腺T3、T4 代谢率(增加45倍) 产热量特点： 作用缓慢， 维持时间长。,机体的产热和散热,(二)散热1.散热方式（皮肤）辐射散热：人体以发射红外线的形式将体热传给外界的一种散热形式。传导散热：机体的热量直接传给与机体接触的温度较低的物体的一种散热方式。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。脂肪的导热性差，因而肥胖者炎热的天气易出汗。 对流散热：通过气体进行热量交换的一种散热方式。蒸发散热：机体通过体表水分的蒸发而散失体热的一种形式当气温体温时，蒸发是唯一的散热途径不感蒸发：又称不显汗。指体液的水分直接透出皮肤和粘膜表面，在未聚成明显水滴前蒸发掉的散热形式。发汗：又称可感蒸发。汗腺缺乏或汗腺分泌障碍者，在热环境中就可导致体温升高危及生命。,发汗散热是通过汗液蒸发吸收体表热量实现的，若将汗液擦掉则不能起到蒸发散热的效果；汗腺缺乏（如烧伤病人）或汗腺分泌障碍者，在热环境中就可导致体温升高危及生命。,略,降温措施： （1）冰囊、冰帽：增加传导散热 （2）通气、减衣：增加辐射、对流散热 （3）酒精擦浴：增加蒸发散热,略,2.散热的调节 皮肤循环的调节：机体通过交感N调控着皮肤血管的口径，以改变其血流量，改变皮肤温度，从而影响辐射、对流和传导散热量。交感缩血管N：释放NE，皮肤血管收缩。 寒冷时活动增强交感舒血管N：释放Ach，皮肤血管舒张。颜面部，寒冷时活动增强,炎热交感神经紧张活动降低皮肤小动脉舒张，动-静脉吻合支开放皮肤血流量增加散热量增加。,发汗的调节：,炎热汗腺的活动增强蒸发散热增强,汗液的成分：汗液流经汗腺排出管的起始部时，有一部分NaCl可被重吸收，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适量的aCl。,两种汗腺：大汗腺和小汗腺大汗腺：腋窝和阴部等处，开口于毛根附近。它由青春期开始活动，可能和性功能有关。小汗腺：全身皮肤,三、体温调节,行为性体温调节：指机体在不同的环境中，通过改变行为和采取相应的姿势，从而达到保温或散热，以影响体温。自主性体温调节：在体温调节中枢的控制下，通过增减皮肤的血流量、发汗、战栗等调节反应，使体温保持相对恒定。,（一）温度觉感受器,1.外周温度感受器（神经末梢）分布：全身皮肤、某些粘膜和腹腔内脏等处。类型：温觉感受器和冷觉感受器皮温30时冷觉感受器+冷觉皮温35时温觉感受器+温觉2.中枢温度感受器（神经元）分类：热敏神经元和冷敏神经元血温热敏神经