生理学 第七章-能量代谢与体温

第七章

能量代谢与体温1第一节能量代谢

物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、储存和利用，称为能量代谢机体能量的来源主要来源于糖、脂肪、蛋白质

2ATP（三磷酸腺苷）：贮能物质和直接供能物质CP（磷酸肌酸）：ATP的贮存库，但不能直接供能3糖正常情况下糖是主要供能物质。脑组织所需能量主要来自糖有氧氧化，故缺氧和血糖水平过低，均可导致意识障碍、昏迷及抽搐机体糖的储备较少，成年人糖的储备量仅为150g左右。脂肪是能源物质储存的主要形式，当机体处于饥饿24小时后，储存的糖原几乎耗竭时，脂肪则成为主要的供能物质。蛋白质主要功能是构成细胞成分和形成某些生物活性物质。很少供能(长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量来源)。4能量的去路能量热能+外功5能量代谢的测定测定原理能量守恒定律：机体分解营养物质所释放的总能量应等于机体所产生的热量和肌肉对外物作功之和。总能量=产热量+外功6与能量代谢测定有关的几个概念食物的热价

1克某种食物氧化时释放的热量意义：反应一定量的能源物质储存能量的大小生物热价：体内氧化物理热价：体外燃烧食物的氧热价某种食物氧化时消耗1升O2所产生的热量表示耗氧量和产热量之间的关系7呼吸商（RQ）生理学上，把营养物质在体内氧化时一定时间内机体呼出的CO2量和吸入的O2量的比值，称为呼吸商。RQ＝CO2产生量/耗O2量不同的营养物质在体内氧化分解时CO2产生量和O2耗量不同，RQ也就不同，根据RQ可估计某一段时间内机体氧化各种食物的比例

非蛋白呼吸商：机体在氧化非蛋白部分（糖和脂肪）时CO2产生量和O2耗量的比值8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。这种方法测定准确，但设备复杂，操作繁琐，现已极少应用9间接测热法原理：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），测算出一定时间内机体的耗氧量、二氧化碳产生量，从而间接推算出机体的产热量。C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+△H注：通常情况下，体内能量主要来自糖和脂肪的氧化，蛋白质用于氧化供能的量很少，且氧化不彻底，在计算能量代谢时可忽略不计。10能量代谢率的测算方法方法一：测定单位时间内O2耗量和CO2产生量，计算RQ以算出的RQ作为非蛋白呼吸商，从表中查得相应的混合氧热价，利用公式：产热量=混合氧热价×O2耗量，求出单位时间内的产热量，即能量代谢率方法二：根据国人的统计资料，基础状态下的非蛋白呼吸商为0.82，对应的氧热价为20.2kJ/L，因此，用测定的耗氧量与氧热价相乘，即可求得该状态下的产热量。方法二与方法一的理论值非常相近，因而在临床工作中是一种较为简洁、方便、可靠的方法。11影响能量代谢的因素肌肉活动影响最大能量代谢率可以作为评价劳动强度的指标无明显躯体活动时也消耗一定能量（维持生命活动）12精神活动精神紧张(烦躁、恐惧、情绪激动等)时，产热量可显著增加食物的特殊动力效应食物能使机体产生“额外”热量的现象各种营养物质的食物特殊动力效应不同，蛋白质最大环境温度（“U”形）20-30℃最稳定；﹥30℃或﹤20℃能量代谢均增加13基础代谢基础代谢：人体在基础状态下的能量代谢基础状态：室温20-25℃，清醒、安静、空腹基础代谢率：基础状态下单位时间内的能量代谢。能量代谢率与体表面积成正比，为了比较不同个体之间的能量代谢情况，基础代谢率以每小时每平方米体表面积的产热量为单位，即：kJ/(m2.h)14能量代谢的衡量标准

体表面积（m2）

＝0.0061×身高

（cm）

＋0.0128×体重

（kg）

－0.152915衡量标准：

实测值—正常平均值正常平均值正常值：相差在±10％～±15％内正常生理意义：帮助诊断某些代谢性疾病甲亢时，基础代谢率比正常值高出25%-80%甲低时，基础代谢率比正常值低20%-40%发热时，体温每升高1℃，基础代谢率将升高13%×100%16体温

机体深部组织的平均温度，也叫体核温度，37℃

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、过低都会导致生理功能障碍，甚至死亡第二节体温及其调节17正常体温血液温度最理想，但不易测量，通常体温的测量部位为：腋窝、口腔和直肠。肛温：36.9～37.9℃，最接近机体深部的温度

口温：36.7～37.7℃

腋温：36.0～37.4℃18体温的生理变动昼夜变化清晨2~6时体温最低，午后l~6时最高，波动幅度一般不超过l℃，体温的这种周期性波动称为昼夜节律或日节律。一般认为生物节律的中枢在下丘脑视交叉上核。性别成年女性体温比男性高0.3℃年龄新生儿体温调节机制不完善，易受环境影响老年人基础代谢率低，体温较低。肌肉活动其他因素：环境温度、情绪激动、精神紧张、进食、麻醉药19女子体温随月经周期而产生周期性变动。排卵当日最低，排卵后升高0.2-0.50C。与血中孕激素浓度的周期性变化有关20机体的产热和散热正常体温维持产热主要产热器官安静时--内脏（尤其是肝脏）为主运动或劳动时—骨骼肌为主散热动态平衡产热21产热形式寒战产热骨骼肌在肌紧张增强的基础上，伸肌和屈肌同时发生的不随意的节律性收缩特点：不做外功中枢：下丘脑后部传出神经：躯体运动神经22非寒战性产热（代谢产热）棕色脂肪分布：肩胛下区、腹股沟、颈部大血管周围形式：氧化与磷酸化脱耦联，产热效率高中枢：下丘脑后部传出神经：交感神经甲状腺激素：作用缓慢，持续时间长肾上腺素、去甲肾上腺素、生长素：起效快，但时间短23散热主：皮肤面积大与外界接触血流丰富有汗腺次：肺、尿、粪

散热部位24皮肤的散热方式辐射散热体热以热射线形式传给外界较冷的物体，影响因素：皮肤和周围环境之间的温度差、有效辐射面积传导散热机体的热量直接传给同它接触的较冷物体影响因素：皮肤表面与接触面的温度差、接触面积、接触物体的导热性能25对流散热通过冷热空气的对流使机体热量散失，受风速影响大以上三种散热为物理散热方式，其中辐射散热量大。散热的条件是体表温度高于外界环境温度。蒸发散热：水分在体表发生汽化时吸收体热而将其散发，受空气湿度影响大。当环境温度≥体温时，蒸发是唯一的散热途径26不感蒸发（不显汗）：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

不感蒸发是持续进行的。人体不感蒸发量约1000ml/日（皮肤约占2/3,肺占1/3）。

∴临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的体液量。婴幼儿不感蒸发的速率比成人大，因而缺水时易发生严重脱水27可感蒸发（发汗）通过汗腺的主动分泌，汗液在皮肤表面形成明显汗滴后，从体表蒸发而带走热量的一种散热形式

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汗腺分为大汗腺和小汗腺，蒸发散热的主要是小汗腺，汗腺分布密度在四肢末梢较大，但躯干和四肢发汗能力最强。28水分：＞99％刚分泌出的汗液与血浆是等渗的，汗液经过小导管时在醛固酮的作用下，Na+和Cl-被重吸收，故最终排出的汗液为低渗。发汗速度较快时，重吸收率低，发汗速度较慢时，重吸收率高。固体：＜１％大部分为NaCl

其余为KCl、尿素、乳酸等无葡萄糖和蛋白质汗液29发汗是一种反射性活动，调节过程：外周温度感受器体内外温度↑→中枢热敏神经元→下丘脑发汗中枢→交感神经兴奋→ACh↑→汗腺→汗液分泌

↑

影响因素：劳动强度、环境温度、湿度。意义：主要参与体温调节精神性发汗汗腺主分布于掌心、足底和前额，情绪激动或精神紧张时由大脑皮层发出的冲动引起的，与体温调节关系不大。交感神经兴奋→NE↑→汗腺→汗液分泌

↑温热性发汗30循环系统在散热中的作用寒冷环境，交感神经活动↑

→皮肤血管收缩，温度↓→与环境温差↓→散热↓炎热环境，交感神经活动↓→皮肤血管舒张，温度↑→与环境温差↑→散热↑环境温度20~30℃，机体安静，既不发汗也无寒战，仅靠调节皮肤血流量控制皮肤温度，即可达到体热的“收支”平衡。31体温调节行为性体温调节机体在大脑皮层控制下，通过一定的行为来保持体温相对恒定自主性体温调节在中枢神经系统特别是下丘脑的控制下，通过发动与产热和散热有关的生理反应进行体温调节3233温度感受器外周温度感受器分布：皮肤、粘膜、内脏类型：热感受器、冷感受器冷感受器较多，大约是热感受器的5-11倍，皮肤的温度感受器对温度的变化速率更敏感。中枢温度感受器分布：下丘脑、脑干网状结构、脊髓热敏神经元：温度升高时放电频率增加冷敏神经元：温度降低时放电频率增加作用：主要感受体温升高刺激34体温调节中枢：下丘脑

PO/AH整合中枢和外周的温度信息；下丘脑后部有寒战中枢；下丘脑后部有发汗中枢和调节皮肤血管活动的交感中枢35调定点学说调定点：体温在偏离某一临界温度（37℃）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，这一临界温度即为调定点。下丘脑PO/AH的温度敏感神经元起着调定点的作用

调定点在37℃左右时，散热和产热平衡体温高于调定点时，热敏神经元兴奋，散热大于产热体温低于调定点时，冷敏神经元兴奋，产热大于散热36冷刺激→外周冷感受器，中枢冷敏神经→下丘脑→产热增加：

1.躯体运动神经→骨骼肌（寒战产热）

2.交感神经→褐色脂肪组织（代谢性产热）