能量代谢和体温调节专题知识讲座

第九章能量代谢和体温

能量代谢体温及其调节

第一节能量代谢新陈代谢合成代谢--耗能分解代谢--放能能量代谢生物体内物质代谢中伴随着的能量的释放、转移和利用，称为能量代谢。一、机体能量的来源和利用CO2+H2O+E38molATP葡萄糖乳酸+E2molATP1mol有氧氧化无氧酵解CH3CHOHCOOH乳酸脂肪：贮存和供给能量蛋白质：构成细胞成分和形成酶、激素等某些生物活性物质糖、脂肪、蛋白质分解氧化CO2、H2O、尿素、尿酸等热能化学能转移ATPO2ADPPi利用能量肌肉收缩神经传导吸收、分泌合成代谢其他ATP机体的能量货币（载体）磷酸肌酸ATP的缓冲物（储备）NH2C=ONH2热能、外功二、能量代谢的测定

能量代谢率：单位时间内机体所消耗的能量。原理：能量守恒定律单位时间消耗的能量＝单位时间释放的能量＝热能+外功如果在测定时间内，肌肉不对外作功，则测热量就可近似代表能量代谢率。依据：定比定律--同一化学反应无论中间过程和条件差异多大，释放的能量是一定的，产物一致；食物在体内外的氧化其最终产物是一样的。基本原理：利用化学反应的定比定律，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。间接测热法的原理食物热价-1g食物氧化时释放出来的能量，反映了一定量的能源物质贮存能量的大小。食物热价分为物理热价指食物在体外燃烧时释放的热量。生物热价指食物在体内经过生物氧化所产生的热量。食物的氧热价-某种营养物质氧化时，消耗1L氧所产生的热量。相关概念呼吸商(RQ)-在一定时间内，机体的CO2产生量和氧耗量的比值。

产生的CO2ml数消耗的O2ml数RQ=生理意义：可以比较精确的反映体内营养物质氧化的比例。由于糖、脂肪和蛋白质分子中所含碳、氢和氧的比例不同，氧化时所产生的二氧化碳和氧耗量也不同，故呼吸商也不相同以葡萄糖作为呼吸底物，且完全氧化时，呼吸商是1C6H12O6+6O2→6CO2+6H2ORQ=6/6=1.0以脂肪为呼吸底物，氧化过程中脱下的氢相对较多(H/O比大)，形成H2O时消耗的O2多，呼吸商小于1，如以棕榈酸作为呼吸底物，

C16H32O2+23O2→16CO2+16H2ORQ=16/23=0.7以蛋白质为呼吸底物，如以亮氨酸作为呼吸底物，

2C6H13O2N＋15O2→12CO2＋2NH3

＋10H2ORQ=12/15=0.8可根据呼吸商的大小大致推测呼吸作用的底物及其性质的改变

2.间接测热方法产热量=氧热价（KJ/L）*O2耗量（L）（1）测定机体在一定时间内的氧耗量和CO2产生量（2）测定一定时间内尿中排出的氮量，可以计算出被氧化分解的蛋白质量。蛋白质量=6.25×尿氮量（克）从分解的蛋白质量查表，计算出其产热量、耗氧量和CO2生成量。（3）计算出NPRQ，查表7-2，求出非蛋白食物产热量（4）计算出总的产热量和能量代谢率(1)测定：24h耗氧量400L，CO2排出量340L，尿氮排出量12g。(2)蛋白质代谢：蛋白质分解量＝12g×6.25＝75g

产热量＝17.99kJ/g×75g＝1349.25kJ

耗氧量＝0.95L/g×75g＝71.25LCO2产生量＝0.76L/g×75g＝57L蛋白质的含氮量平均为16%，故在任何生物样品种，每克氮的存在，表示该样品中含有100/16=6.25克的蛋白质。(3)非蛋白质代谢：耗氧量＝400L－71.25L＝328.75LCO2产生量＝340L－57L＝283L

非蛋白呼吸商=283L÷328.75L＝0.86

查表，NPRQ＝0.86时，氧热价为20.41kJ/L

非蛋白代谢产热量＝20.41kJ/L×328.75L＝6709.79kJ(4)24h产热量：24h产热量＝1349.25kJ＋6709.79kJ＝8059.04kJ

即24h能量代谢为8076kJ肌肉活动

精神活动

3.

食物的特殊动力效应进食可使机体产生“额外”热量的现象称为食物的特殊动力效应。进食后约1～8小时，机体比未进食前产热量增加。蛋白质：30％，糖和脂肪：4％～6％，混合食物：10％。三、影响能量代谢的因素4.环境温度

人处于安静状态下，环境温度在20-30℃时，能量代谢率最为稳定。当环境温度高于30℃或低于20℃时，能量代谢都将增加。体温每升高l℃，能量代谢将增加13％左右。

5.其它年龄，性别等四、基础代谢（一）基础代谢定义：指机体在基础状态下的能量代谢。基础状态指室温在18～25℃时人体处于清醒、安静和空腹的状态。①清晨、清醒、静卧；②室温在18～25℃；③禁食12h以上；④情绪安定；⑤体温正常。

维持一些基本的生命活动（二）基础代谢率单位时间内的基础代谢为基础代谢率(basicmetabolismrate，BMR)。

BMR＝产热量/每小时÷体表面积。单位是kJ/(h·m2)（三）基础代谢率测定和表示方法测6分钟内耗氧量，求出每小时耗氧量。取混合饮食呼吸商为0.82，其氧热价为20.20kJ，则BMR＝20.20×每小时耗氧量÷体表面积。单位是kJ/(h·m2)。将测定值与同性别、同年龄组的平均值进行比较。实际测得值－正常平均值正常平均值基础代谢率相对值＝—————————————相差在±10％～±15％以内，仍属正常范围；相差值在±20％以上则考虑为病态。

（一）体温的概念

表层温度

皮肤温度

体核温度一、人体的正常体温及其生理波动第二节体温及其调节（二）体温的正常值临床上以口腔、直肠和腋窝的温度代表体温。腋下温度<口腔温度<直肠温度体温的正常值

直肠温度：36.9～37.9℃

口腔温度：36.7～37.7℃

腋窝温度:36.0～37.4℃体温的测定（三）体温的生理波动1.昼夜波动：昼夜节律(日节律)

清晨2-6时最低，午后1-6时最高，波动幅度不超过1℃。2.性别3.年龄儿童代谢旺盛，体温高于成人。老年人代谢降低，体温偏低。新生儿特别是早产儿，体温调节机构发育不完善，调节能力差，体温容易受环境温度影响。4.运动和情绪的影响剧烈的肌肉活动使产热量增加，体温升高。情绪激动，情绪紧张时，体温会升高。人体的产热与散热(一)产热(1)基础代谢产热(2)骨骼肌运动产热(3)寒战产热(4)非寒战性产热(1)基础代谢产热安静状态下，70％左右的基础代谢产热量来自于内脏和脑等深部组织器官。(2)骨骼肌运动产热骨骼肌是肌肉运动时主要的产热器官，其产热量可占机体总产热量的90％(3)寒战产热寒战：在受到寒冷刺激，伸肌群和屈肌群同时发生不随意的节律性收缩。皮肤和脊髓冷感受器寒战中枢：下丘脑后部脊髓前角运动神经元全身骨骼肌收缩(4)非寒战性产热机体处于寒冷环境时，代谢产热增加的现象。褐色脂肪人体的散热途径（二）散热呼吸道、粪、尿等皮肤15%85%机体内热量到达皮肤的途径

热传导皮肤血液循环皮肤散热方式(1)辐射(2)传导(3)对流(4)蒸发机体以热射线形式向周围放射能量(1)辐射影响因素：皮肤温度与环境气温的温度差、有效辐射面积(2)传导机体的热量直接传给同它接触的较冷物体影响因素：皮肤温度与接触物表面的温度差、物体的导热性、有效接触面积(3)对流通过冷、热空气的对流使机体热量散失影响因素：风速不感蒸发：水分直接透出皮肤和粘膜表面，尚未形成明显水滴时便气化蒸发的现象。(4)蒸发发汗：汗腺分泌的汗液形成可见的汗滴后，从体表蒸发而带走热量的现象特点：持续不断进行不受人体生理性体温调节机制的控制4.散热的调节反应（1）皮肤血流量的调节炎热：交感神经紧张性↓→皮肤血管舒张、动－静脉吻合支开放→皮肤血流量↑→皮肤温度↑→辐射、对流、传导散热↑。寒冷：相反。（2）发汗的调节

汗腺的分泌可由温热性刺激和精神紧张等刺激引起。(1)温热性发汗

：体内外温热性刺激作用于皮肤或粘膜感受器，产生神经冲动传至下丘脑发汗中枢，反射性引起的汗腺分泌。意义：蒸发散热、调节体温。(2)精神性发汗

：精神紧张或情绪激动引起的发汗。与体温调节无关。三、体温调节

机体通过行为性体温调节和自主性体温调节来控制产热与散热过程的平衡，从而维持体温的恒定。

自主性体温调节：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、发汗、寒战等生理反应，维持产热和散热过程的动态平衡。体温调节的基础。

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。（一）温度感受器

外周温度感受器中枢温度感受器

（二）体温调节中枢

体温调节中枢存在于从脊髓到大脑皮层各级中枢部位，其基本中枢位于下丘脑。下丘脑视前区