能量代谢和体温2学时课件

EnergyMetabolismandBodyTemperature第七章能量代谢与体温李达兵

生理学教研室

第一节能量代谢第二节体温及其调节Whatwewilldiscussinthischapter教学目的：

使学生掌握能量代谢和体温的基础知识。教学重点：

基础代谢的概念及意义;机体的产热与散热。教学难点：

体温调节中枢教学对象：护理、康复医学本科，2011级第一节能量代谢一、机体能量的来源和去路食物的热价、氧热价和呼吸商的概念二、能量代谢的测定三、影响能量代谢的主要因素（重点）四、基础代谢基础代谢和基础代谢率的概念（重点）

合成代谢耗能新陈代谢（物质代谢）分解代谢放能

能量代谢

生命的基本特征之一是新陈代谢

能量代谢:

物质代谢过程中伴随着的能量释放、转移、贮存和利用，称为能量代谢（energymetabolism）。（一）机体能量的来源

1、糖：机体所需能量的70%；脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化。

2、脂肪：提供大约30%的能量。

3、蛋白质：提供少量的能量(长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量来源)一、机体能量的来源和去路（二）能量的去路食物中的能量100%→自由能95%→ATP45%→各种功能活动↓↓↓↓熵5%热量50%热量20-45%外功0-25%

ATP：机体的能量货币（载体）二、能量的代谢测定能量守衡：食物的化学能=热能+外功能量代谢率(energymetabolicrate)

单位时间内机体的产热量。（一）直接测热法

利用特殊的测量装置直接测量整个机体在单位时间内向外界环境散发的总热量。（体表散热、呼出气、尿液和粪便排出的热量等）设备复杂，操作繁琐，应用受限（二）间接测热法1、间接测热法的原理定比定律产物一致基本原理：利用化学反应的对比关系，查出一定时间内机体中氧化分解的糖、脂肪和蛋白质各有多少，据此计算该段时间内机体所释放出的总热量。

食物的热价(caloricvalue)：1g食物氧化（或在体外燃烧）时释放的能量。

物理热价:食物在体外燃烧时释放的热量。

生物热价:食物在体内经过生物氧化产生的热量。

食物的氧热价(thermalequivalentofoxygen)：某种营养物质氧化时，消耗1L氧所产生的热量。

呼吸商（respiratoryquotientRQ）

一定时间内，机体CO2产生量和氧耗量的比值。生理意义：比较精确的反映体内营养物质氧化的比例。影响因素：

1、营养物质之间相互转化

2、额外CO2的产生

3、某些病理状态的影响

非蛋白呼吸商（NPRQ）糖和脂肪氧化的CO2产生量和耗氧量的比值。NPRQ=(CO2-0.76P)/(O2-0.95P)其中P为蛋白质的量GS+6O2

6H2O+6CO2+能量

热价呼吸商氧热价DeptPhysiology,MMU2、间接测热法的方法（1）测定一定时间内氧耗量和CO2产生量闭合式测定法：肺量计、代谢仪开放式测定法：化学分析（2）尿氮测定，估算出被氧化分解的蛋白质量

P=6.25×尿氮量

NPRQ=(CO2-0.76P)/(O2-0.95P)（3）蛋白代谢和非蛋白代谢产热量热量蛋白质=P耗氧量×氧热价蛋白质热量非蛋白质=非蛋白代谢耗氧量×氧热价非蛋白质（查表）（4）产热量产热量=热量蛋白质

+热量非蛋白质

18.8三、影响能量代谢的因素1、肌肉活动（*）：劳动或运动时耗氧量和能量代谢显著增加，可达安静时的10-20倍。可以将能量代谢率作为评估劳动强度的指标。*重点*劳动强度耗氧量产热量举例2、环境温度

20~30oC:最稳定

<20oC:↑骨骼肌紧张性增强

<10oC:↑↑寒颤

>30oC:↑新陈代谢↑3、食物特殊动力作用定义：食物刺激机体产生“额外”热量的作用。蛋白质:30%混合性食物:10%4、精神活动一般精神活动（如思考）：影响不大，可忽略。若精神处于紧张状态（如情绪激动、恐惧等）：肌紧张增强刺激代谢的激素释放增多产热量显著增加（一）基础代谢概念基础代谢:指基础状态下的能量代谢四、基础代谢（basalmetabolism)*重点*

清醒空腹

静卧室温

20~30oC

基础状态:人体处于清醒而又极安静的状态下，能量代谢不受肌肉活动、环境温度、食物特殊动力作用及精神因素的影响。其能量消耗只用于维持心跳、呼吸等维持生命所必需的基本生理活动。（二）基础代谢率（basalmetabolicrate，BMR）

定义：机体在基础条件下的能量代谢率。如何比较不同个体的能量代谢率差异？*重点*

研究表明：基础代谢率、肺活量、心输出量等都与体表面积呈比例关系。因此以体表面积为尺度来衡量能量代谢率。体表面积计算1、计算体表面积（m2）=0.0061×身高（cm）+0.0128×体重（kg）－0.15292、查图，如：

1.46311.48测定：每平方米体表面积每小时的产热量。

测定条件：（1）禁食12～14h

（2）清晨空腹（3）平卧使肌肉放松，排除精神及心理影响（4）室温保持在20～25度之间

20.2×VO2

计算：BMR（千焦/平方米/小时）=

体表面积实测值–正常平均值

相对值=×100%

正常平均值呼吸商为0.82时的氧热价

基础代谢率与年龄、性别及身材大小有关：一般男子BMR比女子高，幼年比成年高，年龄越大，BMR值越低。同一个体BMR值较稳定。

BMR值正常与否判定：将所测值与对照表对应正常平均值比较，相对值相差在10％～15％之内，均属正常。

BMR测定的临床意义

有助于诊断某些疾病甲低：BMR比正常低40％～20％

甲亢：BMR比正常高25%～80%BMR：发热、糖尿病、红细胞增多症、白血病、肾上腺皮质功能亢进、有呼吸困难的心脏病等。

BMR：肾病综合征、病理性饥饿、垂体性肥胖症等。

第二节体温及其调节一、正常体温及其生理变动二、机体的产热和散热

产热形式、散热方式、散热的调节（重点）三、体温调节

体温调定点学说（难点）四、异常体温体温（bodytemperature）:机体深部组织的平均温度。

（1）体表温度：

shelltemperature数值低，不稳定，各部差异大

（2）体核温度：

coretemperature数值高，稳定，各部差异小（一）正常体温直肠温度正常值：36.9-37.9℃

测量时应将肛表插入直肠6cm以上口腔温度正常值：36.7-37.7℃

婴幼儿和行为不能自控的人不能采用腋窝温度正常值：36.0-37.4℃

腋窝紧闭，测量时间不少于10min

一、人体的正常体温及生理变动昼夜变化

年龄

肌肉活动性别肌肉活动时代谢增强，产热增多，体温升高测温时应避免其影响新生儿(早产儿)易受随环境温度影响老年人体温偏低女子比男子高0.3度

女子基础体温随月经周期而变动清晨2:00-6:00最低午后1:00-6:00最高其它环境温度情绪、精神、进食状况药物作用（二）体温的生理变动

（一）产热

主要产热器官：

内脏器官、骨骼肌、脑安静时：内脏器官，特别是肝脏运动或劳动时：骨骼肌占90％二、机体的产热和散热*重点*

（1）寒战性产热（shiveringthermogenesis）：在骨骼肌紧张性增强的基础上发生的不随意的节律性收缩。特点：屈肌和伸肌同时收缩，不做外功，而产热量很高。

机体的产热形式（2）非寒战性产热(代谢性产热)

指寒冷刺激加强了机体褐色脂肪组织的产热过程，其产热量占非寒战性产热的70%。体内褐色脂肪组织在不同年龄含量不同，婴幼儿含量大于成年人。

人体主要散热部位是皮肤皮肤的散热方式（二）散热条件影响因素概念radiation

机体以热射线（红外线）形式将热能传给外界较冷物体的一种散热方式。体表温度高于环境温度1.体表温度与环境温度差2.有效辐射面积辐射传导对流蒸发影响因素概念conduction

指机体将热量直接传给同它接触的较冷的物体的一种散热方式。1.温度差2.接触面积

3.导热性能影响因素概念convection

指通过气体的流动散发体热的形式，是传导散热的一种特殊形式。风速条件影响因素概念Evaporation

通过水分从体表蒸发散热的一种方式。

当环境温度超过体表温度时，其是机体唯一的散热方式。1.湿度大，不易散热

2.风速大，散热快环境温度21℃时人体散热方式及其所占比例散热方式百分数（％）辐射传导对流70皮肤水分蒸发27呼吸2尿、粪1蒸发的两种形式

指水分直接透出皮肤和粘膜表面，在未聚成明显的水滴以前便蒸发掉的一种散热方式。在蒸发表面上弥漫性进行。不感蒸发insensibleevaporation又称可感蒸发(sensibleperspiration)

是一反射活动，主要由受交感胆碱能纤维支配的小汗腺的活动引起。发汗sweating蒸发1g水散热2.43kJ

皮肤:0.6-0.8L/d呼吸:0.2-0.4L/d1L/dAch有促进汗腺分泌的作用，而阿托品及其它抗胆碱药可阻断其分泌

温热性发汗（thermalsweating）:环境温度改变时发生，在体温调节中起主要作用。精神性发汗（mentalsweating）:

精神紧张时发生，与体温调节无关。

发汗的影响因素：

劳动强度、环境温度、湿度、风速等劳动、气温出汗速度

散热湿度蒸发困难出汗风速蒸发容易、出汗

常用降温措施及其理论依据

降温措施

理论依据冰袋、冰帽 增强传导散热电扇、通风 增强对流散热降低室温，减衣 增强辐射散热酒清擦浴 增加蒸发散热用阿司匹林 下调调定点用抗菌药物消除致热原1

机体在下丘脑体温调节中枢的控制下，通过增减皮肤血流量、出汗、寒战及改变代谢率等生理反应，来维持机体产热和散热过程的动态平衡。自主性体温调节behavioralthermoregulation

三、体温调节2

机体在不同的温度环境中的姿势和行为，特别是人为了保温或降温所采取的措施，称为行为性体温调节。行为性体温调节automaticthermoregulation干扰前馈反馈

1、外周温度感受器

存在部位:皮肤、粘膜和内脏

类型：

冷觉感受器

<30℃感受器兴奋产生冷觉温觉感受器

>35℃感受器兴奋产生温觉

本质：为游离的神经末梢

（一）

温度感受器视前区－下丘脑前部（PO/AH）温度敏感神经元

a.能感受局部脑温度变化的刺激

b.还能对下丘脑以外部位温度变化的信息起反应

c.提示下丘脑的PO/AH是机体体温调节中心2、中枢温度感受器产生产热反应温度降低时放电冷敏神经元产生散热反应温度升高时放电热敏神经元Preoptic-AnteriorHypothalamus（二）

体温调节中枢基本中枢：PO/AH

实验依据：分段切除：只要保持下丘脑及其以下神经结构完整，体温即可保持恒定破坏PO/AH区：体温调节减弱或消失

现认为下丘脑的PO/AH区是体温调节中枢整合机构的中心部位。

内容:体温调节类似于恒温器，在PO/AH中设置一个调定点（如370C），PO/AH就是按照这个温度值来调节体温的。机制:调定点是由PO/AH区中温度敏感神经元的工作特性（兴奋阈值）及两种温度敏感神经元相互制约、相互协调活动所决定。（三）体温调定点（setpoint）学说353739神经元放电数值A:冷敏B:热敏℃下丘脑温度BAAB*难点*机体在寒冷环境中的产热调节反应

寒战寒冷寒战产热增多

交感神经兴奋

①寒冷刺激交感神经兴奋肾上腺髓质分泌E、NE增多产热增多；②寒冷刺激交感神经兴奋褐色脂肪组织代谢产热增多。

甲状腺激素的产热作用寒冷刺激中枢神经系统下丘脑TRH神经元兴奋腺垂体分泌TSH增多甲状腺分泌T3、T4增多产热增多

皮肤散热减少（如下图）（四）机体产热调节产热↑体温恒定散热↓环境温度降低皮温下降→皮肤冷觉感受器→传入神经→血液→深部温度↓→中枢冷敏神经元→降低下丘脑PO/AH体温调节中枢躯体N→骨骼肌紧张性↑→产生寒战甲状腺分泌T3、