第七能量代谢与体温

第七能量代谢与体温第1页，共54页，2023年，2月20日，星期一

第一节能量代谢

能量代谢:指体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、贮存和利用。一、机体能量的来源与去路(一)能量来源

1.糖:主要(70％以上)2.脂肪：次之(30％)3.蛋白质：构成细胞成分的主要物质，不作为供能物质。第2页，共54页，2023年，2月20日，星期一第3页，共54页，2023年，2月20日，星期一第4页，共54页，2023年，2月20日，星期一(二)能量去路能源物质在体内氧化分解生成CO2和水，释放出所蕴藏的能量，50%以上转化为热能，其余部分以ATP(三磷酸腺苷)形式贮存起来。第5页，共54页，2023年，2月20日，星期一因此，测定机体在单位时间内发散的总热量或所消耗的食物量，可测算出整个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(一)能量代谢测定的基本原理机体的能量代谢也遵循“能量守恒定律第6页，共54页，2023年，2月20日，星期一(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：

⑴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。为此，必须先了解与其相关的几个概念：食物的热价、氧热价和呼吸商。第7页，共54页，2023年，2月20日，星期一

①食物的热价:1ｇ食物在氧化时所释放出来的热量，称为食物的热价。

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）。②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。第8页，共54页，2023年，2月20日，星期一第9页，共54页，2023年，2月20日，星期一第10页，共54页，2023年，2月20日，星期一③呼吸商(RQ)：指一定时间内，机体的CO2产生量与耗O2量的比值。RQ＝CO2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，故各种食物的氧热价不同。根据RQ可估计某一段时间内机体氧化各种食物的比例：三种营养物质氧化的几种数据───────────────────────────物质耗氧量产CO2量物理热价生理热价氧热价呼吸商

(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(RQ)───────────────────────────

糖0.830.8317.017.021.01.00

脂肪1.981.4339.839.819.70.71

蛋白质0.950.7623.518.018.80.85───────────────────────────

RQ＝1.0→氧化糖；RQ＝0.70→氧化脂肪

RQ＝0.82→一般饮食；RQ＝0.80或＜1.0→长期饥饿第11页，共54页，2023年，2月20日，星期一

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※※分解蛋白产生CO2量=NP×6.25×0.76(L)※分解蛋白耗O2量=NP×6.25×0.94(L)6.25=每产生1g尿氮(NP)需氧化蛋白6.25g0.76(L)=每氧化1g蛋白的产生CO2量0.94(L)=每氧化1g蛋白的耗O2量④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。第12页，共54页，2023年，2月20日，星期一第13页，共54页，2023年，2月20日，星期一

⑵间接测热法步骤：

①测定CO2产生量和耗O2量：开放式或闭合式。②测定尿氮量：根据尿氮量估算蛋白质氧化的量。③计算出NPRQ：=非蛋白CO2产生量/非蛋白耗O2量。④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。⑤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。⑥能量代谢计算：=非蛋白食物的产热量+蛋白食物的产热量。第14页，共54页，2023年，2月20日，星期一⑶简易法：

①将混合膳食的RQ定为0.82，氧热价=20.20kJ/L；②测定6min的耗O2量；③能量代谢计算：=耗O2量×氧热价。第15页，共54页，2023年，2月20日，星期一三、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大。全身剧烈活动时，短时间内其总产热量比安静时高出数十倍。表7-3表明不同劳动或运动时的能量代谢率。表7-3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───────────────第16页，共54页，2023年，2月20日，星期一第17页，共54页，2023年，2月20日，星期一(二)精神活动

人在平静地思考问题时，能量代谢受到的影响不大，其产热量一般不超过4%。但精神处于紧张状态(烦躁、恐惧、情绪激动等)时，由于会可导致无意识的肌肉紧张性增强、交感神经兴奋及促进代谢的内分泌激素释放增多等原因，产热量显著增加。第18页，共54页，2023年，2月20日，星期一(三)食物的特殊动力效应

人进食后一段时间内(从进食后1h开始,持续7～8h),即使同样处于安静状态,但产热量却比进食前有所增加，这些“额外”热量是由进食引起的。

食物能使机体产生“额外”热量的现象称为食物的特殊动力效应。各种营养物质的食物特殊动力效应不同，进食蛋白质时产热量增加30％，混合性食物增加10％，糖和脂肪增加4～6％。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。第19页，共54页，2023年，2月20日，星期一(四)环境温度

1.人体安静时的能量代谢,在20～30℃的环境中较为稳定。

2.环境温度超过30℃，能量代谢率增加。

3.当环境温度低于20℃时，随着温度的不断下降，机体产生寒战和肌紧张增加以御寒，同时增加能量代谢率。

4.舰艇舱内温度可高达60℃,故舰员的能量代谢率很高。第20页，共54页，2023年，2月20日，星期一四、基础代谢(一)概念

1.基础代谢：机体在基础状态下的能量代谢称为基础代谢。

基础状态的条件如下：

2.基础代谢率(BMR)：单位时间内的基础代谢。①清晨空腹，即禁食12～14h，前一天应清淡、不要太饱的饮食，以排除食物特殊动力效应的影响。②平卧，全身肌肉放松，尽力排除肌肉活动的影响。③清醒且情绪安闲，以排除精神紧张的影响。④室温18-25℃，排除环境温度的影响。第21页，共54页，2023年，2月20日，星期一(二)BMR的测定和正常值

1.BMR的测定:(通常采用简易法)

①把基础状态下的呼吸商定为0.82、氧热价为20.20KJ。②测出1h内(测6min的耗氧量×10)的耗氧量。③测出体表面积。④按下面公式计算出BMR实测值：

BMR实测值＝20.195×耗氧量/体表面积⑤对照表7-4的BMR平均值,按下面公式计算出BMR相对值：

BMR相对值＝BMR实测值-BMR平均值BMR平均值2.BMR正常值：＝±10％～±15％＞±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%.×100%第22页，共54页，2023年，2月20日，星期一表7-4

研究表明,机体能量代谢率与体重相关性不明显,而与体表面积基本上成正比。如：以体重为指标,身材瘦小者的产热量/Kg显著高于身材高大者;以体表面积为指标,则身材高大或瘦小者的产热量/m2都比较接近。

人体表面积推算:①公式计算：＝0.0061×身高（cm)＋0.0128×体重(kg)－0.1529②体表面积测算图测出。

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第二节体温一、体温的正常值及生理变动二、机体的产热与散热三、体温调节第24页，共54页，2023年，2月20日，星期一一、体温(bodytemperature)(一)表层体温和深部体温

在研究体温时，把人体分为核心与外壳两个层次。

深部温度(coretemperature)：机体核心的温度。相对稳定，身体各部位之间的温度差异很小。

表层温度(shelltemperature)：机体外壳的温度。不稳定，各部位之间的差异较大。第25页，共54页，2023年，2月20日，星期一●体温：身体深部组织的平均温度。

由于深部血液温度不易测试，所以临床上通常用直肠、口腔和腋窝等部位的温度来代表体温。

T＜25℃→心跳停止；T＞43℃→酶变性而死亡;T=27℃→低温麻醉。体温的测定：

临床：直肠温度：36.9-37.90C（插入直肠6cm以上）

口腔温度：36.7-37.70C（不能配合的病人，不适宜用）腋窝温度：36.0-37.40C

（形成人工体腔；至少10min）

第26页，共54页，2023年，2月20日，星期一1.体温的昼夜变化

体温在一昼夜之间有周期性的波动：清晨2～6时体温最低，午后1～6时最高。这种昼夜周期性波动称为昼夜节律(circadianrhythm)或日节律。通常认为生物节律现象是由体内存在着的生物钟来控制的。下丘脑的视交叉上核可能是昼夜节律的控制中心。(二)体温的正常变动

在生理情况下，体温可随昼夜、年龄、性别等因素而有所变化，但这种变化的幅度一般不超过1℃。第27页，共54页，2023年，2月20日，星期一第28页，共54页，2023年，2月20日，星期一

2.性别的影响

成年女子的体温平均比男子的高0.3℃，而且其体温随月经周期而发生变动。女子的基础体温在月经期和月经后的前半期较低，排卵前日最低，排卵日升高0.3～0.6℃。

每天测定基础体温可有助于了解有无排卵和排卵的日期，即基础体温突然升高的一天。排卵后体温升高，可能是孕激素作用的结果。

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3.年龄的影响

新生儿，特别是早产儿：体温容易受环境因素的影响。老年人因基础代谢率低，体温也偏低。

4.肌肉活动代谢增强，产热量增加，体温升高

5.其它

情绪激动、精神紧张、进食等情况对体温都会发生影响。许多麻醉药可抑制体温调节中枢或影响其传人途径的活动，特别是此类药物能扩张皮肤血管，增加体热散失。第30页，共54页，2023年，2月20日，星期一(三)皮肤温度和平均体温

皮肤温度(skintemperature):机体表层的最外层即皮肤的温度。体表各部位的皮肤温度差别较大。环境温度23℃时进行测定:

足部:27℃;手部:30.℃;

躯干:32℃;额部:33～34℃。四肢末梢皮肤温度最低，越近躯干、头部，皮肤温度越高。气温32℃以上时，皮肤温度的部位差别将变小。

皮肤温度与局部血流量有密切的关系。能影响皮肤血管舒缩的因素(如环境温度变化或精神紧张等)都能改变皮肤的温度。临床上常用皮肤温度作为诊断外周血管疾病的指标。

第31页，共54页，2023年，2月20日，星期一二、机体的产热与散热

恒温动物之所以能维持相对稳定的体温，就是因为在体温调节机构的控制下，产热和散热两个生理过程能取得动态平衡的结果。

(一)产热过程

1.主要的产热器官人体主要的产热器官是肝脏和骨骼肌。安静—肝脏运动—骨骼肌

2.机体的产热形式

基础代谢产热食物特殊动力效应产热骨骼肌运动产热（随意运动）战栗产热非战栗产热第32页，共54页，2023年，2月20日，星期一

(1)战栗产热：战栗：在寒冷环境中骨骼肌发生不随意的节律性收缩，其节律为9～11次／分钟。

战栗的特点：屈肌和伸肌同时收缩，所以不做外功，但产热量很高。战栗时，机体的代谢率可增加4～5倍。

意义：维持机体在寒冷环境中的体热平衡。

第33页，共54页，2023年，2月20日，星期一(2)非战栗产热（代谢产热）：褐色脂肪组织的产热量为最大，约占非战栗产热总量的70％。褐色脂肪组织发生于出生后，分布于人类的腹股沟、腋窝、肩胛下区，以及颈部大血管的周围等处。新生儿不能发生战栗，所以非战栗产热对新生儿来说意义尤为重要。第34页，共54页，2023年，2月20日，星期一第35页，共54页，2023年，2月20日，星期一3.产热活动的调节

(1)体液调节：甲状腺激素是调节产热活动的最重要的体液因素。代谢率增加20％～30％。甲状腺激素作用的特点：作用缓慢但持续时间长。

肾上腺素、去甲肾上腺素以及生长激素等也可刺激产热，特点是作用迅速，但维持时间短。

(2)神经调节：

寒冷刺激→交感神经系统→肾上腺髓质→肾上腺素和去甲肾上腺素释放增多→产热增加。寒冷刺激→下丘脑释放促甲状腺激素释放激素(TRH)→腺垂体释放促甲状腺激素(TSH)→甲状腺→甲状腺激素→产热增加。第36页，共54页，2023年，2月20日，星期一(二)散热过程主要散热部位：皮肤（85%）呼吸道（15%）尿、粪等排泄物（1.5%）

1.散热的几种方式四种方式：辐射、传导、对流和蒸发

(1)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。

(2)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。

影响因素：与之接触的物体的导热性

第37页，共54页，2023年，2月20日，星期一(3)对流散热：通过气体进行热量交换的一种散热方式。体热先传导给空气，然后通过对流将热量带走。

影响因素：风速

辐射、传导和对流，只有在皮肤温度高于环境温度时才有意义。

(4)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。体温条件下，蒸发1g水可使机体散发2.43kJ的热量。体表水分的蒸发是一种有效的散热途径。

蒸发散热分类：不感蒸发发汗(可感蒸发)第38页，共54页，2023年，2月20日，星期一降温措施：

（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：增加蒸发散热第39页，共54页，2023年，2月20日，星期一

1)不感蒸发：

人即使处在低温环境中，皮肤和呼吸道也不断有水分渗出而被蒸发掉，这种水分蒸发不被觉察，并与汗腺的活动无关。在低于30℃的环境中，人体通过不感蒸发所丢失的水分为12～15g／(h·m2)。人体24h的不感蒸发量一般为1000ml左右，其中通过皮肤的约为600～800ml。在肌肉活动或发热状态下，不显汗可以增加；婴幼儿不感蒸发的速率比成人大，因此在缺水的情况下，婴幼儿更容易出现严重脱水。不感蒸发是一种很有效的散热途径，有些动物如狗，在高温下不能分泌汗液，而必须通过热喘呼吸(panting)来增加蒸发散热。

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2)发汗：发汗：汗腺主动分泌汗液的过程。可感蒸发：发汗是可以意识到的，又称可感蒸发。安静状态下，环境温度达30℃左右时便开始发汗。空气湿度高，衣着较多时，25℃便可引起发汗。劳动或运动时，气温虽在20℃以下，也可出现发汗，而且发汗量往往较多。

影响发汗速度受的因素：环境温度和湿度。

2.汗液

汗液的成分：水分：99％，固体成分（NaCl、KCl、尿素）：<1％

汗液由汗腺细胞主动分泌。汗腺分泌时分泌管腔内的压力可高达33.3kPa(250mmHg)。

醛固酮调节—低渗汗液，大量发汗—高渗性脱水。第41页，共54页，2023年，2月20日，星期一3.汗腺与汗腺活动的调节

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：全身皮肤分布密度:手掌、足跖>额部、手背>四肢>躯干分泌能力:手掌、足跖<额部、手背<四肢<躯干发汗是一种反射性活动。发汗中枢:下丘脑.传出神经：交感胆碱能纤维—乙酰胆碱肾上腺素能纤维—手掌、足跖及前额温热性发汗：温热刺激引起发汗精神性发汗：精神紧张引起发汗第42页，共54页，2023年，2月20日，星期一与体温调节无关，可能与湿润手掌和足跖，增加摩擦力有关。加强散热，对体温调节有重要作用。意义情绪激动或精神紧张温热刺激刺激肾上腺素能神经纤维交感神经的胆碱能节后纤维神经支配手掌、足跖、前额和腋窝等部位汗腺全身绝大部分汗腺分泌(手掌、足跖除外）汗腺精神性发汗温热性发汗第43页，共54页，2023年，2月20日，星期一

4.循环系统在散热中的作用

机体可以通过改变皮肤血管的舒缩状态来调节体热的散失量。机体的体温调节机构正是通过交感神经控制皮肤血管的口径，调节皮肤血流量，使散热量能符合当时条件下体热平衡的要求。

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。

寒冷→交感神经的紧张活动增强→皮肤血管收缩→皮肤血流量剧减→散热量减少。环境温度适中(20～30℃)，体热维持平衡状态。第44页，共54页，2023年，2月20日，星期一三、体温调节

自主神经性体温调节：在体温调节中枢的控制下，通过增减皮肤的血流量、发汗、战栗等生理调节反应，能维持在一个相对稳定的水平。

行为性体温调节：机体在不同环境中采取的姿势和发生的行为，特别是人为了保温或降温所采取的措施，如增减衣着等。

(一)温度感受器外周温度感受器：游离的神经末梢

中枢温度感受器：神经元温度感受器：冷感受器、热感受器

1.外周温度感受器

分布：皮肤、粘膜和内脏。局部温度升高时，热感受器兴奋；温度降低时冷感受器兴奋。皮肤的温度感受器对温度的变化速率更为敏感。第45页，共54页，2023年，2月20日，星期一

2.中枢温度感受器

中枢温度感受器：存