生理学能量代谢

人体及动物生理学

第七章能量代谢与体温

Chapter7

Energyandtemperature1.第一节能量代谢能量代谢：指体内伴随物质代谢过 程而发生的能量释放、转移、

贮存和利用的过程。

分解代谢：能量释放的过程

合成代谢：吸收能量的过程

2.一、机体能量的来源与利用〔一〕能量的来源1、ATP的生成与作用：ATP是体内的直接供能物质3.一、机体能量的来源与利用〔一〕能量的来源1、ATP的生成与作用：ATP是体内的直接供能物质ATP是体内能量转化和利用的关键物质。既是体内能量的直接提供者，又是重要的储能物质。磷酸肌酸〔CP)含有高能磷酸键，是体内ATP的储存库，主要存在于肌肉和脑组织中。CP和ATP间可进行能量转给。4.2、三大营养物质的能量转化〔1〕糖：主要的能源物质，提供50%~70%人体所需能量。有氧氧化：氧充分，葡萄糖完全氧化释放 能量〔1molG=36或38molATP)脑组织消耗能量的主要来源。无氧酵解：氧缺乏，葡萄糖释放的能量少 (1molG=2molATP)剧烈运动、成熟红细胞靠此供能。一、机体能量的来源与利用5.〔3〕蛋白质：构成机体组织的建筑原料，在体内糖、脂肪耗竭时分解供能维持必需的生理功能活动,供能是其次要功能。〔2〕脂肪：贮存和供给能量。每克脂肪释放的能量约为糖有氧氧化时的2倍。〔1〕糖：主要的能源物质。2、三大营养物质的能量转化一、机体能量的来源与利用6.〔二〕能量的利用7.体重指数：以身高〔m〕的平方除体重〔kg〕所得之商，主要反映全身性超重和肥胖。〔三〕能量平衡指机体摄入的能量与消耗的能量之间的平衡。在我国，体重指数24为超重线，

28为肥胖界限。瘦素：leptin増食因子：orexin8.1、热价〔trermaleqivalent〕1克食物在体内完全氧化或在体外燃烧所释放的能量。物理热价——食物在体外燃烧时所释放的热量。生物热价——食物在生物氧化时所释放的热量。物理热价〔KJ/g〕生物热价〔KJ/g〕糖1717脂肪39.839.8蛋白质23.518二、能量代谢测定的几个概念9.2、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。3、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:0.85糖尿病病人多少？10.二、能量代谢测定的几个概念1、热价〔trermaleqivalent〕2、食物的氧热价〔thermalequivalentofoxygen〕3、呼吸商〔respiratoryquotient，RQ〕一定时间内机体的CO2产量和耗氧量的比值。4、非蛋白呼吸商〔non-respiratoryquotient，NPRQ〕：根据糖和脂肪按不同比例混合氧化时所产生的CO2量和消耗的O2量计算的呼吸商。11.二、能量代谢的测定方法1、直接测热法：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。2、间接测热法：定比定律＋能量守恒定律

C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+△H3、双标记水法原理：根据能量守恒定律食物中的化学能＝热能＋所作功能量代谢=热能+外功12.直接测热法：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。13.二、能量代谢的测定方法〔二〕间接测热法：定比定律：同一化学反响无论中间过程和条件差异多大，释放的能量是一定的。

是利用“定比定律〞，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。

14.〔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。二、能量代谢的测定方法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〕15.气体分析法耗O2量CO2产量RQ(不考虑蛋白代谢〕NPRQ〔查表〕氧热价×耗O2量产热量二、能量代谢的测简略方法16.肺量计混合膳食NPRQ=0.82耗氧量(6分钟〕氧热价为20.20KJ×产热量简略法17.18.19.三、影响能量代谢的主要因素1、肌肉活动

2、精神活动

3、食物的特殊动力作用

4、环境温度

20.〔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。三、影响能量代谢的主要因素劳动强度：单位时间内机体的产热量。21.22.〔二〕精神活动3.5ml/min/100g脑组织

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%。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。三、影响能量代谢的主要因素23.〔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。蛋白质“额外〞增加的热量约30％左右，糖或脂肪那么可“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。三、影响能量代谢的主要因素24.〔四〕环境温度安静时20～30oC的环境中能量代谢最稳定，低于20oC或高于30oC时都可使能量代谢增加。20~30oC:最稳定<20oC:↑骨骼肌紧张性增强<10oC:↑↑寒颤>30oC:↑新陈代谢加快三、影响能量代谢的主要因素25.

四、根底代谢根底代谢〔basalmetabolism〕：是指根底状态下的能量代谢。根底代谢率〔basalmetabolicrate，BMR〕：是指在根底状态下，单位时间内的能量代谢。根底状态：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。26.根底状态的条件如下：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20-25℃，排除环境温度的影响。27.〔一〕根底代谢率正常值及生理变动范围根底代谢率(BMR);根底状态下单位时间、单位体外表积的产热量。能量代谢与机体的体形和体重无定比例关系；如：体形较小的鸡和体形庞大的非洲象之间，按每公斤体重产热量相差甚远。能量代谢与机体体外表积间有固定关系---外表积定律以机体体外表积衡量机体能量代谢，并进行不同体形和体重个体间能量代谢率比较时，那么相差不多。〔体外表积计算如下〕28.m2=0.0061×身高(cm)+0.0128×体重〔kg〕-0.152929.

简略法测定和计算BMR呼吸商=0.82氧热价=20.20kJ/L乘以耗氧量〔6分钟〕乘以10〔每小时〕除以体外表积30.根底代谢率平均值：我国人正常根底代谢率平均值〔KJ／m2·h〕年龄1～1516～1718～1920～3031～4041～5051以上男性195.5193.4166.2157.8158.6154.0149.0女性172.5181.7154.0146.5146.9138.6138.6成年男人根底代谢率〔BMR〕：159.22KJ／m2·h3771KJ／m2·d31.变动范围：

一般变动范围在±10%～±15%之内。男性的根底代谢率高于女性，幼年的根底代谢率高于成年，年龄越大根底代谢率越低。甲亢时根底代谢率可比正常高25-80%，甲低时根底代谢率可比正常低20-40%，所以：根底代谢率的测量是甲状腺疾病的重要辅助手段。32.33.

正常的体温是人体进行新陈代谢和生命活动的必要条件。体温酶活性细胞代谢低于34意识丧失低于25心跳、呼吸停止体温酶变性细胞损害高于41神经系统功能障碍高于43生命危险

第二节体温及其调节34.

第二节体温及其调节

〔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〕。一、体温35.腋温36.0-37.4℃最稳定口腔温36.7-37.7℃喘气、饮水影响直肠温36.9-37.9℃出汗、测量姿势鼓膜、食道—反映脑组织和机体深部温度可信度：直肠温＞口腔温＞腋窝温临床常用口温和腋温。测定腋温时要注意无汗、夹紧体温计和测量时间〔约需10min〕。体温〔bodytemperature〕:指机体深部的平均温度。36.1、昼夜周期：清晨2－5时体温最低，午后2－5时最高，周期幅度一般不超过1℃，体温的这种周期性波动称为昼夜节律或日节律〔circadianrhythm)。与地球的自转周期相吻合。生物节律：下丘脑视交叉上核〔二〕体温的正常变动37.2、性别：女性根底体温比男性体温高0.3℃。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，排卵后体温上升至月经前水平。孕激素及其代谢产物可能是引起体温波动的主要因素。〔二〕体温的正常变动38.39.3、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〔二〕体温的正常变动40. 4、肌肉活动：肌肉剧烈活动时，体温可升1～2ºC，此外，情绪冲动、精神紧张、环境温度变化以及进食等均可影响体温。 全身麻醉时，会因抑制体温调节中枢和扩张血管的作用及骨骼肌松弛，使体温降低。〔二〕体温的正常变动41.〔三〕表层温度皮肤温度：环境温度23℃时测定：足部27℃，手30℃，躯干32℃，额部33--34℃。四肢末梢皮肤温度最低，躯干、头部皮肤温度偏高。皮肤温度与局部血流量有密切关系42.二、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43.二、体热平衡〔机体产热与散热〕44.45.〔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—肝脏运动或劳动:主要产热器官—肌肉影响产热的主要因素:根底代谢率，肌肉的收缩活动，内分泌激素等。二、体热平衡〔机体产热与散热〕46.二、体热平衡〔机体产热与散热〕1、主要的产热器官以及影响产热的因素：47.2、机体的产热形式寒战产热：骨骼肌不随意的节律性收缩。屈肌和伸肌同时收缩，不做 功，10-20次/分,但产热量很高。常有战栗前肌紧张。非寒战产热〔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。 对新生儿意义尤大。二、体热平衡〔机体产热与散热〕48.二、体热平衡〔机体产热与散热〕49.

3、产热活动的调节

①体液调节：甲状腺素，作用缓慢，持续时间长。机体暴露于寒冷环境中数周，甲状腺活动增强。

肾上腺素和去甲肾上腺素、生长激素，作用快，持续短。

②神经调节：寒冷刺激兴奋机体交感神经系统，导致肾上腺素和去甲肾上腺素释放增多，产热增加；寒冷刺激兴奋下丘脑TRHTSH

3、产热活动的调节

①体液调节：甲状腺素，作用缓慢，持续时间长。机体暴露于寒冷环境中数周，甲状腺活动增强。

肾上腺素和去甲肾上腺素、生长激素，作用快，持续短。

②神经调节：寒冷刺激兴奋机体交感神经系统，导致肾上腺素和去甲肾上腺素释放增多，产热增加；寒冷刺激兴奋下丘脑TRHTSH

50.

1、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〔二〕散热过程

皮肤散热方式对流(15%)蒸发(22%)传导(3%)辐射(60%)51.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2、机体的散热方式：〔二〕散热过程52.

⑵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性有关。物理降温水的导热性好，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。2、机体的散热方式：53.⑶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。54.辐射、传导和对流散热

方式原理

影响因素

应用

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

辐射热射线肤气温差、效面积空调

传导直接传递肤物温差、导热度冰袋降温

对流直接传递肤气温差、风速电扇降温

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━55.1〕不感蒸发〔insensibleperspiration、不显汗〕指体液的水分直接透出皮肤和粘膜外表，在未聚成明显水滴前而被汽化的散热形式。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丧失的体液量。〔4〕当气温≥体温时，蒸发是唯一的散热途径2、机体的散热方式：56.2〕发汗〔sweating〕：〔可感蒸发〕指通过汗腺的主动分泌，汗液在皮肤外表形成明显的汗滴而蒸发。人在安静状态下，当环境温度到达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。〔4〕当气温≥体温时，蒸发是唯一的散热途径2、机体的散热方式：57.

汗液：

水分：＞99％∵汗液流经汗腺排出管的起始部时，有一局部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％大局部为NaCl其余为KCl、尿素、乳酸等无葡萄糖和蛋白质58.

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。精神紧张或情绪冲动而引起的发汗，主要见于掌心、脚底和腋窝，其散热作用不大。精神性发汗：59.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60.3、循环系统的调节反响

热环境下：交感神经紧张度↓→小动脉舒张→A-V吻合支开放→皮肤血流量↑→散热↑

冷环境下：相反变化

寒冷环境炎热环境

体热模式61.三、体温调节

自主性体温调节行为性体温调节维持产热和散热的平衡62.在下丘脑体温调节中枢的控制下，通过增减皮肤血流量、发汗、寒战等生理反响，经常维持产热和散热过程的动态平衡。体温调节的根底。行为性体温调节：机体〔包括变温动物〕在不同的温度环境的姿势和行为。体温调节的补充，并使人具有预见性。

三、体温调节：维持产热和散热的平衡自主性体温调节：行为性体温调节：63.(一)温度感受器1、外周温度感受器⑴分布：全身皮肤、某些粘膜和腹腔内脏等处。⑵类型：温觉感受器和冷觉感受器。⑶作用：温度感受器传入冲动到达中枢后，除产生温觉之外，还能引起体温调节反响。三、体温调节64.

2、中枢温度感受器存在部位：主要在下丘脑的PO/AH区。也存于在脊髓、延髓、脑干网状结构之中。

PO/AH区的温度敏感神经元接受皮肤和其他部位的温度敏感神经元的温度信息，温度敏感神经元也感受所在部位的温度信息。温度敏感神经元的活动也受致热原、单胺类物质以及各种多肽的影响。

三、体温调节65.⑴分类：热敏神经元和冷敏神经元血温↑→热敏神经元冲动发放频率↑血温↓→冷敏神经元冲动发放频率↑⑵分布：下丘脑、脑干网状结构和脊髓等处局部脑温变动0.1℃加温PO/AH→PO/AH的热敏N元+→散热反响↑产热反响↓冷却PO/AH→PO/AH的冷敏N元+→散热反响↓产热反响↑说明：PO/AH中的某些温敏