能量代谢和体温课件

第七章能量代谢和体温第一节能量代谢（energymetabolism）：生物体内物质代谢过程中所伴随着的能量释放、转移、储存和利用。1一、机体能量的来源和去路（一）机体能量的来源

机体所需的能量来源于食物中的

糖、脂肪和蛋白质。

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1、糖：机体所需能量主要来自食物中的糖（约占70％），其中葡萄糖占主要部分。

＃1mol葡萄糖完全氧化释放的能量可合成38molATP。（主要）＃1mol葡萄糖无氧酵解－－－－－－－2molATP。（剧烈运动、RBC）脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化。

33、蛋白质：正常情况下很少作为能源物质被氧化利用，在特殊情况下（如病理性长期饥饿等）也参与供能。＃氨基酸主要用于合成细胞成分、组织的自我更新、合成酶及激素等生物活性物质，供能是次要功能。5（二）机体能量的去路

＃营养物质在体内氧化时，50％以上的能量以热能形式释放出来，用于维持体温。

＃剩余的化学能则载于ATP的高能磷酸键中，供机体利用，如合成、生长、肌肉收缩、腺体分泌、神经传导、主动转运等。6体内能量的转移、储存和利用7二、能量代谢测定的原理和方法原理

根据能量守恒定律食物中的化学能＝热能＋所作功9（一）直接测定法

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，故极少应用。10（二）间接测定法

根据定比定律测定受试者在一定时间内所消耗的氧量和产生的二氧化碳量，再根据有关理化原则及数据计算出一定时间内的产热量。

C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+△H111、食物的热价（thermalequivalent）或卡价（calorievalue）

指一克食物氧化（或在体外燃烧）时所释放出的能量。食物的热价：物理热价：食物在体外燃烧时释放的热量生物热价：食物在体内通过生物氧化产生的热量

蛋白质的物理热价不等于生物热价132、食物的氧热价（thermalequivalentofoxygen）某种营养物质氧化时，消耗一升氧所产生的热量称为该物质的氧热价。143、呼吸商（respiratoryquotient，RQ）一定时间内机体的CO2产量和耗氧量的比值。

RQ＝产生的CO2mol数/消耗的O2mol数＝产生的CO2ml数/消耗的O2ml数（相同温度和气压条件下）

根据RQ的大小推测能量的主要来源糖:1.00脂肪:0.71蛋白质:0.80混合食物:0.8515间接测热法的重要依据：定比定律。间接测热法的测算步骤：（1）测定单位时间内消耗的O2量和CO2产量。17（2）测定尿氮量并计算单位时间内蛋白质的消耗量：即尿氮量（g）×6.25。根据被氧化的蛋白质量查表算出其产热量、耗O2量和CO2产量。18（3）从总耗O2量和总CO2产量中减去蛋白质耗O2量和CO2产量，计算出非蛋白呼吸商。19（5）将蛋白质、糖、脂肪的热量加在一起，即为机体该段时间内的总产热量。21间接测热法的测算：测尿氮总CO2产量－蛋白CO2产量×6.25总耗O2量－蛋白耗O2量＝NPRQ被氧化蛋白量（查表）（查表）

NP氧热价耗O2量CO2产量蛋白产热量NP耗O2量NP产热量总产热量22

耗O2量与CO2产量的测定：1、开放式（气体分析法）：吸入气为空气，分析呼出气中O2和CO2的容积百分比2、闭合式：在密闭能吸热装置中，气泵给氧气，呼出CO2由吸收剂吸收23（三）临床上应用的简化测定法

通常将蛋白质的消耗量忽略不计，只测定单位时间内的耗O2量和CO2产量，计算呼吸商，按非蛋白呼吸商查表，得到对应氧热价，即可计算总产热量。25另一更简便方法是将非蛋白呼吸商定为0.82，氧热价为20.20kJ，只需测定单位时间内的耗氧量，便可按下式计算机体的产热量：产热＝20.20×耗氧量（KJ）26三、影响能量代谢的因素

（一）肌肉活动

肌肉活动对能量代谢的影响最为显著。机体任何轻微的活动都可提高代谢率。剧烈运动时其耗氧量可增加10～20倍。

劳动强度：单位时间内机体的产热量。（静卧、踢球）29机体不同状态时的能量代谢率───────────────

状态产热量(KJ/m2.min)───────────────躺卧2.73开会3.40擦窗子8.30洗衣9.89扫地11.37打排球17.05打篮球24.22踢足球24.98持重机枪跃进42.39───────────────30（二）

精神活动

当精神活动处于紧张状态时，产热量可显著增加。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。31（三）食物的特殊动力作用

从进食后一小时左右开始，延续到7～8小时左右，食物能使机体产生“额外”热量的现象，称为食物的特殊动力作用（specificdynamicaction）。蛋白质“额外”增加的热量约30％左右，糖或脂肪则可“额外”增加4％～6％的热量，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解产物时的额外能量消耗有关。32（四）环境温度

安静时20～30°C的环境中能量代谢最稳定，低于20°C或高于30°C时都可使能量代谢增加。33四、基础代谢

基础代谢（basalmetabolism）：是指基础状态下的能量代谢。基础代谢率（basalmetabolicrate，BMR）：是指单位时间内的基础代谢，即在基础状态下，单位时间内的能量代谢。基础状态：指人体处在清醒而又非常安静、不受肌肉活动、环境温度、食物及精神紧张等因素的影响时的状态。3435（一）基础代谢率的衡量标准

基础代谢率的单位：KJ/m2·h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10％～15％以内，仍属正常范围；若高于或低于20％以上，则考虑为病态。其计算公式为：

受试者实测BMR值－同性别同年龄组平均值————————————————————×100％同性别同年龄组平均值36(二)测定基础代谢率的意义

临床测定BMR可帮助诊断某些代谢性疾病：＃甲亢时，BMR比正常值高25％～80％＃甲减时，BMR比正常值低20％～40％＃糖尿病、红细胞增多症、白血病、发热BMR升高＃体温每升高1°C，BMR升高约13％＃阿狄森氏病、肾病综合征、脑垂体性肥胖、病理性饥饿BMR降低

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第二节体温及其调节

一、体温（一）表层（体表）体温和深部（体核）体温人体外周组织（皮肤、皮下组织和肌肉等）的温度称为表层温度（shelltemperature）。机体深部（心、肺、脑和腹腔内脏等）的温度称为深部温度（coretemperature）。

38体温（bodytemperature）:指机体深部的平均温度。

腋温36.0-37.4℃口腔温36.7-37.7℃直肠温36.9-37.9℃可信度：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（约需10min）。39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。

T＜22℃→心跳停止T＞43℃→酶变性而死亡T=27℃→低温麻醉40（二）体温的正常变动

1、昼夜周期：清晨2－6时体温最低，午后1－6时最高，周期幅度一般不超过1°C，体温的这种周期性波动称为昼夜节律或日周期（circadianrhythm)。

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2、性别：男性体温比女性体温低0.3°C。女性体温还随月经周期而变动。月经期至排卵这段时间体温较低，排卵日体温最低，排卵后体温回升至月经前水平。孕激素及其代谢产物可能是引起体温波动的主要因素。42女子基础体温变动曲线43

3、年龄：

儿童体温较高，老年人体温较低。新生儿（特别是早产儿）因体温调节机制发育不完善，调节能力差，体温易受环境温度影响。

新生儿体温＞成年人＞老年人444、肌肉活动：肌肉剧烈活动时，体温可升1～2ºC，此外，情绪激动、精神紧张、环境温度变化以及进食等均可影响体温。（三）体温相对恒定的生理学意义体温相对恒定是维持正常代谢和生命活动的必要条件。

45二、体热平衡（机体产热与散热）图8-2体热平衡模式热输出辐射传导对流蒸发热来源代谢环境4647（一）

产热过程1、主要的产热器官以及影响产热的因素：

安静状态：主要产热器官——内脏，特别是肝脏

运动或劳动:主要产热器官——肌肉

影响产热的主要因素:基础代谢率，肌肉的收缩活动，内分泌激素等。48492、机体的产热形式战栗产热：骨骼肌不随意的节律性收缩。屈肌和伸肌同时收缩，不作功，但产热量很高。常有战栗前肌紧张。非战栗产热（代谢产热）：以褐色脂肪组织（含丰富的线粒体，分布于腹股沟、腋窝等处）的产热量最大。503、产热的调节：甲状腺激素分泌提高代谢率寒冷刺激儿茶酚胺增加产热维持体温肌紧张和寒战寒战（shivering）：是寒冷环境中最有效的产热方式，可提高代谢率4－5倍。51（二）散热过程

1、机体的散热途径与方式：散热途径：主要途径是皮肤散热，小部分热量随呼吸、尿和粪便等排泄物而发散。

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散热部位：主：皮肤面积大与外界接触血流丰富有汗腺次：呼出气、尿、粪53散热方式：1.物理散热2.生理散热541.物理散热⑴辐射散热：指体热以热射线形式传给温度较低的周围环境中的散热方式。

辐射散热量的多少取决于

机体的有效辐射面积皮肤与环境的温度差55⑵传导散热：指体热直接传给与机体相接触的低温物体的散热方式。散热量与物体的导热有关。56⑶对流散热：指体热凭借空气流动交换热量的散热方式。对流散热是传导散热的一种特殊形式，受风速影响。

57⑷蒸发散热：（不感蒸发和可感蒸发）指体液的水分在皮肤和粘膜表面由液态转化为气态，同时带走大量热量的散热方式。

58当气温≥体温时，蒸发是唯一的散热途径

不感蒸发（insensibleperspiration、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。不感蒸发是持续进行的。人体不感蒸发量约1000ml/日。∴临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的体液量。

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2.生理散热（1）皮肤血管运动（2）发汗（sweating）：

（可感蒸发sensibleperspiration）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。

人在安静状态下，当环境温度达到30℃左右时，便开始发汗；如果空气湿度大、衣着又多时，气温达25℃便可发汗；机体活动时，由于产热量↑，虽然环境温度低于20℃亦可发汗。炎热的气候，短时间内发汗量可达1.5L/h。

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汗液：

水分：＞99％∵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ＮaCl。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61散热方式:

(1)辐射(radiation)（2）传导(conduction)（3）对流(convection)（4）蒸发(evaporation)

（不感蒸发和发汗）62

皮肤散热方式对流(15%)蒸发(22%)传导(3%)辐射(60%)63降温措施：

（1）冰囊、冰帽：增加传导散热

（2）通气、减衣：增加对流散热

（3）酒精擦浴：增加蒸发散热

642、散热的调节（1）循环系统的调节反应：寒冷时，交感神经紧张度加强，皮肤小动脉收缩，动－静脉吻合支关闭，皮肤血流量减少，皮肤温度下降，散热量减少。炎热时，支配皮肤的交感神经紧张度下降，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。65

寒冷环境炎热环境

体热模式66（2）发汗：

温热性发汗：在温热环境下引起全身各部位的小汗腺分泌汗液。生理意义——散热发汗的多少受环境温度，劳动强度、空气湿度、风速和汗腺数目及功能状态的影响。

精神性发汗：精神紧张或情绪激动而引起的发汗，主要见于掌心、

脚底和腋窝，其散热作用不大。67发汗的调节

温热性发汗精神性发汗汗腺全身绝大部分汗腺分泌(手掌、足跖除外）手掌、足跖、前额和腋窝等部位汗腺神经支配交感神经的胆碱能节后纤维肾上腺素能神经纤维刺激温热刺激情绪激动或精神紧张意义加强散热，对体温调节有重要作用。与体温调节无关，可能与湿润手掌和足跖，增加摩擦力有关。68三、体温调节人体体温调节：（1）行为性体温调节：由大脑皮质控制（2）自主性体温调节：由下丘脑体温调节中枢控制。（一）温度感受器

外周温度感受器：位于皮肤、粘膜和内脏

中枢温度感受器：位于脊髓、延髓、脑干网状结构和下丘脑视前区－－下丘脑前部（preopticanteriorhypothalamus，PO/AH）存在热敏神经元