南華大學生理學第七章能量代謝與體溫課件

第七章能量代謝和體溫調節(jié)第七章能量代謝和體溫調節(jié)1第一節(jié)能量代謝

能量代謝：指體內物質代謝過程中所伴隨的能量釋放、轉移、貯存和利用一、機體能量的來源與去路1、機體能量的來源

糖：70%（腦組織所需能量則完全來源于糖的有氧氧化。缺氧和血糖水平過低，均可導致來源意識障礙、昏迷以及抽搐）脂肪：40—50%（包括糖轉化的脂肪）蛋白質：數(shù)量很少(長期饑餓或極度消耗時，才成為主要能量來源)第一節(jié)能量代謝2糖原:1%供神經代謝和爆發(fā)式運動3.儲存脂肪:75%能量儲存的主要形式蛋白質:構成細胞的成分及合成酶和激素等生物活性物質，長期饑餓時動用2.能量去路能源物質釋放的能量有50%轉化為熱能，其余以自由能形式貯存于ATP中。除骨骼肌運動時所完成的機械外功，其余的自由能最終也轉變?yōu)闊崮?。糖?1%供神經代32機體內能量的轉移和利用機體內能量的轉移和利用2機體內能量的轉移和利用機體內能量的轉移和利用4（1）食物的熱價

1克食物在氧化時所釋放出來的熱量稱為食物的熱價。單位:kJ或kcal物理熱價：在體外燃燒時釋放的熱量生物熱價：在體內氧化時所產生的熱量(表)糖與脂肪：物理熱價＝生理熱價蛋白質：物理熱價＞生理熱價

（∵蛋白質在體內不能被徹底氧化分解，有一部分以尿素的形式由尿中排泄）二、能量代謝的測定(一)與能量代謝測定有關的幾個概念（1）食物的熱價二、能量代謝的測定(一)與能量代謝測定5（2）食物的氧熱價

某種營養(yǎng)物質在體內氧化時，每消耗一升氧所產生的熱量稱為該物質的氧熱價

（3）呼吸商（RQ）指一定時間內，機體呼出的CO2的量與吸入的O2量的比值。

RQ＝CO2產生量(ml)/氧耗量(ml)由于各種食物在體內氧化時的耗O2量、CO2產生量的不同，故各種食物的RQ不同。根據(jù)RQ可估計某一段時間內機體氧化各種食物的比例

RQ＝1.0→氧化糖；RQ＝0.71→氧化脂肪；RQ＝0.80→氧化蛋白質；RQ＝0.85→一般飲食。（2）食物的氧熱價6(二)能量代謝測定的原理和方法

原理“能量守恒定律”

機體釋放的能量=熱能+外功

安靜時，外功=0能量代謝=機體在單位時間內散發(fā)的總熱量

因此，測定機體在單位時間內發(fā)散的總熱量或所消耗的食物量，可測算出整個機體在單位時間內能量代謝的量，即能量代謝率(二)能量代謝測定的原理和方法7

方法1、直接測熱法：直接測量從機體體表、呼出氣、尿液和糞便排出的總熱量。如果不做外功，該熱量就是機體代謝的全部熱量。這種方法測定準確，但設備復雜，操作繁瑣，現(xiàn)已極少應用2、間接測熱法：利用“定比定律”（即反應物的量與生成物的量呈一定的比例關系），測得機體單位時間的耗O2量和CO2產生量，便可計算出產熱量，從而算出能量代謝率C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+Q。方法8舉例：受試者在標準狀態(tài)下24小時耗氧量：400L，CO2產生量：340L，尿氮量：12克，計算24小時的能量代謝。步驟：A、求出蛋白質代謝的耗氧量、CO2產生量和產熱量

蛋白質氧化量=12×6.25=75g產熱量=18×75=1350kJ耗氧量=0.95×75=71.25L

CO2產生量=0.76×75=57L舉例：受試者在標準狀態(tài)下24小時耗氧量：4009B、非蛋白代謝

耗氧量=400L－71.25L=328.75L

CO2產生量=340L－57L=283LNPRQ=283L÷328.75L=0.86C、計算非蛋白代謝的產熱量

查表NPRQ=0.86時，氧熱價為20.40kJ/L非蛋白代謝的產熱量=328.75L×20.40kJ/L=6706.5kJD、計算24h產熱量

24h產熱量=1350kJ+6706.5kJ=8056.5kJB、非蛋白代謝10

3、耗O2量與CO2產生量的測定方法（1）開放式測定法在機體呼吸空氣的條件下測定耗氧量和CO2產生量（2）閉合式測定法一般是使用能量代謝率測定器械（如肺量計）

3、耗O2量與CO2產生量的測定方法11三、影響能量代謝的因素1、肌肉活動

對能量代謝的影響最大運動或勞動的強度消耗的能量能量代謝值可作為評價勞動強度的指標2、精神活動人在平靜地思考問題時，能量代謝受到的影響不大，其產熱量一般不超過4%

*精神緊張、情緒激動能量代謝

*骨骼肌的緊張性

*交感神經興奮兒茶酚胺釋放代謝率三、影響能量代謝的因素2、精神活動123、食物的特殊動力效應

進食后一段時間內（從進食后1h開始持續(xù)到7-8h），即使機體處于安靜狀態(tài)，機體產熱量也要比進食前有所增加，食物這種使機體產生額外的熱量作用，稱為食物的特殊動力效應蛋白質：25-30％糖和脂肪：4-5％混合性食物：10％機制：尚不十分清楚，可能與肝臟處理蛋白分解產物時的額外能量消耗有關4、環(huán)境溫度20-30度：穩(wěn)定>30或<20度（寒戰(zhàn)和肌緊張增加）3、食物的特殊動力效應13四、基礎代謝

1、概念基礎代謝:指基礎狀態(tài)下的能量代謝基礎代謝率(BMR):單位時間內的基礎代謝基礎狀態(tài):是指人體處于清醒而又極安靜的狀態(tài)下，能量代謝不受肌肉活動、環(huán)境溫度、食物特殊動力效應及精神因素等的影響。其能量消耗只用于維持心跳、呼吸等維持生命所必需的基本生理活動。四、基礎代謝142、測定條件（1）清晨空腹，即禁食12～14h，前一天應清淡、不要太飽的飲食，以排除食物特殊動力效應的影響（2）清醒且情緒安閑，以排除精神緊張的影響（3）平臥，全身肌肉放松，盡力排除肌肉活動的影響（4）室溫18-25℃，排除環(huán)境溫度的影響基礎代謝率與年齡，性別及身材大小有關（見表）2、測定條件15

基礎代謝率、肺活量、腎小球濾過率、心輸出量、主動脈和氣管的橫截面積都與體表面積呈比例關系

體表面積（m2）=0.0061×身高（cm）+0.0128×體重（kg）－0.1529

簡易法基礎代謝率、肺活量、腎小球濾過率、心輸出量、163、

基礎代謝率的測定和其正常值基礎代謝率=耗氧量氧熱價體表面積100%呼吸商為0.82時的氧熱價為20.19KJBMR正常值：＝±10％～±15％＞±20％→可能是病態(tài)3、基礎代謝率的測定和其正常值基礎代謝率=耗氧量氧熱價體17

4、

基礎代謝率的臨床意義

有助于診斷某些疾病

甲低：-40％--20％，甲亢：+25%-+80%發(fā)燒：體溫每升高1℃，BMR升高13%基礎代謝率：發(fā)熱、糖尿病、紅細胞增多癥、白血病、腎上腺皮質功能亢進、有呼吸困難的心臟病等基礎代謝率：阿狄森病、腎病綜合征、病理性饑餓、垂體性肥胖等

4、基礎代謝率的臨床意義18第二節(jié)體溫及其調節(jié)一、體溫及其正常變動（一）體溫

*概念：通常是指機體深部溫度，比較穩(wěn)定

體核溫度(深部溫度)與體表溫度意義：體溫的相對恒定是機體新陳代謝和一切生命活動正常進行的必需條件。體溫過高、過低都會影響酶的活性，導致生理功能的障礙，甚至造成死亡。如

T＜22℃→心跳停止；T＞43℃→酶變性而死亡;T=27℃→低溫麻醉第二節(jié)體溫及其調節(jié)19在不同環(huán)境溫度下人體體溫分布圖在不同環(huán)境溫度下人體體溫分布圖20*正常值：

通常體溫的測量部位為腋窩、口腔和直腸溫1.肛溫：正常為36.9～37.9℃。2.口溫：約比肛溫低0.2℃,為36.7～37.7℃。3.腋溫：約比口腔低0.3℃,為36.0～37.4℃。肛溫比較接近機體深部的溫度，但由于測試不便，臨床常用口溫和腋溫。測定腋溫時要注意夾緊體溫計和測量時間（約需10min）。另外，科研中還常用食管溫度（=體核溫度）、鼓膜溫度（=下丘腦溫度）*正常值：21（二）體溫的正常變動（一般不超過1℃)1、晝夜變化:晝夜節(jié)律:人的體溫在一晝夜中呈現(xiàn)周期性波動一般是清晨2～6h時最低，下午2～8h最高

體溫的晝夜節(jié)律是生物節(jié)律的表現(xiàn)之一,與人晝動夜息的生活規(guī)律，以及代謝、血液循環(huán)、呼吸等機能的相應周期性變化有關長期夜間工作的人，上述周期性變化可以發(fā)生顛倒2、性別:女子比男子高0.3度女子基礎體溫隨月經周期而變動、排卵日最低(如圖)（二）體溫的正常變動（一般不超過1℃)223、年齡：新生兒體溫＞成年人＞老年人

體溫隨著年齡的增長有逐漸降低的趨勢（與代謝率降低逐漸有關），大約每增長10歲，體溫約降低0.05℃。14～16歲的青年人體溫與成年人相近

新生兒（特別是早產兒）由于體溫調節(jié)機構尚未發(fā)育完善、老年人由于調節(jié)能力差，易受環(huán)境溫度的影響4、肌肉活動肌肉活動時，肌肉代謝明顯增強，產熱增加，可使體溫暫時升高1～2℃。所以測體溫時，要先讓受試者安靜一段時間，小兒應防止其哭鬧5、環(huán)境溫度3、年齡：新生兒體溫＞成年人＞老年人23（三）皮膚溫度與平均溫度機體最外層的溫度稱為皮膚溫度各部位差別較大，且與局部血流有關1、平均皮膚溫度Tmst=0.2(T小腿+T大腿）+0.3（T胸+T上臂）2、平均溫度Tmbt=a·Tcore+(1-a)·Tmst（三）皮膚溫度與平均溫度24

二、

機體的產熱和散熱

人體正常體溫的維持，是在體溫調節(jié)機構的協(xié)調和控制下，產熱和散熱過程達到動態(tài)平衡的結果（一）產熱1、主要產熱器官：內臟器官、骨骼肌、腦

安靜時：內臟器官（特別是肝臟、其次是腦）運動或勞動時：骨骼肌占90％

二、

機體的產熱和散熱252、機體的產熱形式

*戰(zhàn)栗產熱：骨骼肌緊張性增強的基礎上發(fā)生的不隨意的節(jié)律性收縮(頻率為10-20次/分)

特點：屈肌和伸肌同時收縮，不做外功但產熱量很高機制：冷感覺器傳入神經戰(zhàn)栗的初級運動中樞（下丘腦后部背外側靠近第三腦室壁）

腦干前角運動神經元傳出神經戰(zhàn)栗寒冷性肌緊張(戰(zhàn)栗前肌緊張)

*非戰(zhàn)栗產熱(又稱代謝產熱)

機體所有的組織器官都能進行代謝產熱但褐色脂肪組織的產熱量最大（約占70%）2、機體的產熱形式263、產熱活動的調節(jié)（1）體液調節(jié)

*甲狀腺激素（主）：作用緩慢、持久

*E、NE、GH：作用迅速、時間短

（2）神經調節(jié)：寒冷刺激時交感神經興奮腎上腺髓質活動腎上腺素、去甲腎上腺素釋放

產熱機體在寒冷環(huán)境幾周后下丘腦TRH腺垂體TSH甲狀腺

T3、T4↑

代謝率↑(增加4～5倍)

產熱量↑3、產熱活動的調節(jié)27（二）散熱過程散熱部位:主：皮膚

次：肺、尿、糞(如表)

散熱方式：當外界氣溫＜低于人體表層溫度時，人體主要通過輻射、傳導和對流方式散熱，其散熱量約占總量70％當外界溫度＝接近或＞高于皮膚溫度時，機體的散熱是依靠蒸發(fā)方式散熱

面積大與外界接觸血流豐富有汗腺（二）散熱過程面積大281、皮膚散熱方式(1)輻射散熱是機體以熱射線（紅外線）形式將熱能傳給外界較冷物體的一種散熱方式*條件：體表溫度高于環(huán)境溫度*影響因素：體表溫度與環(huán)境溫度差有效輻射面積在高溫環(huán)境中作業(yè)（如艦船、煉鋼人員）,因環(huán)境溫度高于皮膚溫度，機體不僅不能輻射散熱，反而會吸收周圍的熱量，故易發(fā)生中暑1、皮膚散熱方式29

(2)傳導散熱是指機體將熱量直接傳給同它接觸的較冷的物體的一種散熱方式。與皮膚接觸物體的溫度差*影響因素與皮膚接觸面積的大小與皮膚接觸物體的導熱性能水的導熱性好，因此臨床上常利用冷水袋或冰袋為高熱患者降溫脂肪的導熱性差，因而肥胖者炎熱的天氣易出汗(2)傳導散熱30(3)對流散熱

指通過氣體或液體的流動散發(fā)體熱的形式，是傳導散熱的一種特殊形式*影響因素：氣溫、風速衣服覆蓋于體表，不易實現(xiàn)對流；棉、毛纖維間的空氣不易流動，因此增加衣著可以保溫御寒若在較密閉的高溫環(huán)境中（如船艙內）或悶熱氣候，因空氣對流差，易發(fā)生中暑(3)對流散熱31(4)蒸發(fā)散熱通過水分從體表蒸發(fā)散熱的一種方式蒸發(fā)1g水散熱2.43kJ

環(huán)境溫度超過體表溫度時，唯一的散熱方式。*影響因素：濕度大，不易散熱風速大，散熱快*蒸發(fā)散熱分不感蒸發(fā)和出汗(4)蒸發(fā)散熱32a、不感蒸發(fā)：水分直接透出皮膚和粘膜表面，在未聚成明顯的水滴以前便蒸發(fā)掉的一種散熱方式，在蒸發(fā)表面上彌漫性進行（不顯汗）皮膚:0.6-0.8L/d（2/3)呼吸:0.2-0.4L/d(1/3)1L/d

∴臨床上給病人補液時應考慮到由不感蒸發(fā)丟失的體液量

b、出汗：又稱可感蒸發(fā)人在安靜狀態(tài)下，當環(huán)境溫度達到30℃左右時，便開始發(fā)汗；如果空氣濕度大、衣著又多時，氣溫達25℃便可發(fā)汗；機體活動時，由于產熱量↑雖然環(huán)境溫度低于20℃亦可發(fā)汗發(fā)汗速度取決于參活動的汗腺數(shù)量和它的活動強度a、不感蒸發(fā)：水分直接透出皮膚和粘膜表面，在未聚成明顯的水滴33*影響因素：勞動強度、環(huán)境溫度、濕度、風速等勞動、氣溫出汗速度

散熱濕度蒸發(fā)困難出汗風速蒸發(fā)容易出汗*中暑：指因高溫環(huán)境或受到烈日的暴曬而引起的疾病高溫、高濕、小風速（或無風）環(huán)境輻射、傳導、對流的散熱停止，蒸發(fā)散熱困難體熱淤積中暑∵發(fā)汗散熱是通過汗液蒸發(fā)吸收體表熱量實現(xiàn)的，∴若將汗液擦掉則不能起到蒸發(fā)散熱的效果；汗腺缺乏(如燒傷病人)或汗腺分泌障礙者，在熱環(huán)境中就可導致體溫升高危及生命*影響因素：勞動強度、環(huán)境溫度、濕度、風速等343、汗液

*成分：剛分泌出的汗液類似血漿(但不含血漿蛋白)水分：99％固體成份：大部分為NaClKCl、尿素、氨、乳酸微量葡萄糖、氨基酸

∵汗液流經汗腺排出管的起始部時，有一部分NaCl可被重吸收，從而使最終排出的汗液成為低滲∴機體大量出汗可造成高滲性脫水，要補充大量的水份和適量的ＮaCl3、汗液353、散熱的調節(jié)反應（1）循環(huán)系統(tǒng)的調節(jié)反應輻射、傳導和對流散熱受溫度差影響*炎熱環(huán)境：交感N緊張性皮膚小A舒張動-靜脈吻合支開放皮膚血流量

皮膚溫度溫度差散熱

皮膚血流量

汗腺提供水分*寒冷環(huán)境：交感N緊張性皮膚血管收縮血流量散熱*環(huán)境適中：皮膚血管口徑適中皮膚溫度適中體熱平衡3、散熱的調節(jié)反應36（2）出汗及其調節(jié)

*汗腺是單管腺，由分泌部和導管部組成，受交感神經膽堿能纖維支配

*發(fā)汗是一種反射性活動：皮膚溫度感受器傳入神經出汗中樞（下丘腦）傳出神經出汗*溫熱性出汗：由溫熱性刺激引起

*精神性出汗：由疼痛、精神緊張引起精神性出汗中樞在大腦皮層運動前區(qū)。汗液主要見于手掌、足跖、腋窩等處。在體溫調節(jié)中無意義。（2）出汗及其調節(jié)37三、體溫的調節(jié)

*自主性體溫調節(jié)：機體在下丘腦體溫調節(jié)中樞的控制下，通過增減皮膚血液、出汗、戰(zhàn)栗及改變代謝率等生理反應，維持產熱和散熱過程的動態(tài)平衡。

*行為性體溫調節(jié):

機體在不同的溫度環(huán)境中的姿勢和行為，特別是人為了保溫或降溫所采取的措施，稱為行為性體溫調節(jié)。后者以前者為基礎，是對前者的補充三、體溫的調節(jié)38（一）溫度感受器1、外周溫度感受器⑴分布：全身皮膚、某些粘膜和腹腔內臟等處

⑵類型：溫覺感受器和冷覺感受器皮溫<30℃時→冷覺感受器+→冷覺皮溫>35℃時→溫覺感受器+→溫覺⑶作用：溫度感受器傳入沖動到達中樞后除產生溫覺之外，還能引起體溫調節(jié)反應，（一）溫度感受器392、中樞溫度感受器

*分類：熱敏感神經元和冷敏感神經元血溫↑→熱敏神經元沖動發(fā)放頻率↑血溫↓→冷敏神經元沖動發(fā)放頻率↑*分布：下丘腦、腦干網(wǎng)狀結構和脊髓等處*作用：a、感受局部腦溫度刺激(如圖)b、將內外溫度變化的信息會聚c、直接對致熱源、5-羥色胺、NE及某些多肽發(fā)生反應2、中樞溫度感受器40（二）體溫調節(jié)中樞體溫調節(jié)中樞位于下丘腦，PO/AH在體溫調節(jié)整合中起重要作用。

*破壞PO/AH區(qū)，體溫調節(jié)減弱或消失

*信息會聚于PO/AH區(qū)

*PO/AH區(qū)對信息的整合型式同整體的體溫調節(jié)反應相似。

*PO/AH區(qū)的溫度敏感神經元對致熱原及化學物質反應型式同這些物質所引起的體溫調節(jié)反應是相對應的。（二）體溫調節(jié)中樞41（三）體溫調節(jié)的調定點學說調定點位于PO/AH區(qū)即體溫調節(jié)類似恒溫器的調節(jié)；PO/AH中的溫敏N元可能起著“調定點”的作用；“調定點”所規(guī)定的溫度值決定著體溫的高低（三）體溫調節(jié)的調定點學說42南華大學生理學第七章能量代謝與體溫課件43三種營養(yǎng)物質氧化時的幾種數(shù)據(jù)營養(yǎng)物質糖蛋白質脂肪物理熱價(kJ/g)17.1523.4339.75生物熱價(kJ/g)17.1517.9939.75營養(yǎng)學熱價(kJ/g)16.716.737.7耗氧量(L/g)0.830.952.03CO2產量(L/g)0.830.761.43氧熱價(kJ/L)21.0018.8019.6呼吸商(RQ)1.000.800.71返回食物的熱價三種營養(yǎng)物質氧化時的幾種數(shù)據(jù)營養(yǎng)物質44非蛋白呼吸商和氧的熱價非蛋白呼吸商氧化的%糖(%)脂肪(%)氧熱價(kJ/L)0.7070.710.720.730.740.750.760.770.780.790.800.810.820.830.84100.0098.995.291.688.084.480.877.273.770.166.663.159.756.252.80.001.104.768.4012.015.619.222.826.329.933.436.940.343.8470219.6119.6219.6719.7219.7819.8319.8819.9319.9820.0320.0920.1420.1920.2420.29非蛋白呼吸商和氧的熱價非蛋白呼吸商氧化的%糖(%)脂肪(%)450.850.860.870.880.890.900.910.920.930.940.950.960.970.980.991.00非蛋白呼吸商氧化的%糖(%)脂肪(%)氧熱價(kJ/L)50.7540157.560.864.267.570.874.177.480.784.087.290.493.696.8100.049.345.942.539.235.832.529.225.922.619.316.012.89.586.373.180.020.3420.4020.4520.5020.5520.6020.6520.7020.7620.8220.8620.9120.9621.0121.0721.120.85非蛋白呼吸商氧化的%糖(%)脂肪(%)氧熱價(kJ/46勞動或運動時的能量代謝值肌肉活動形式平均產熱量[kJ/(m2.min)]靜臥休息出席會議擦窗洗衣物掃地打排球踢足球2.733.408.309.8911.3617.0424.96勞動或運動時的能量代謝值肌肉活動形式平均47我國人正常的基礎代謝率平均值〖kJ/（·h）〗年齡（歲）11～1516～1718～1920～3031～4041～5050以上男性195.6

193.5166.3157.9158.8154.2149.2女性172.6181.8154.2147.1147.1142.5138.7我國人正常的基礎代謝率平均值年齡（歲）11～1548在環(huán)境溫度為21℃時人體散熱方式及其所占比例散熱方式百分數(shù)（％）輻射傳導對流70皮膚水分蒸發(fā)27呼吸2尿、糞1在環(huán)境溫度為21℃時人體散熱散熱方式492機體內能量的轉移和利用機體內能量的轉移和利用2機體內能量的轉移和利用機體內能量的轉移和利用50肺量計結構模式圖（1）代謝率測定器肺量計結構模式圖（1）代謝率測定器51耗氧量的測量時間呼吸容積耗氧量的測量時間呼吸容積52體表面積測算圖體表面積測算圖53干擾體溫調節(jié)自動控制示意圖干擾體溫調節(jié)自動控制示意圖54女子基礎體溫曲線女子基礎體溫曲線55在不同環(huán)境溫度下人體體溫分布圖在不同環(huán)境溫度下人體體溫分布圖56PO/AH區(qū)熱敏神經元與冷的單位放電頻率對局部腦溫變化的半對數(shù)曲線PO/AH區(qū)熱敏神經元與冷的單位放電頻率對局部腦溫變化的半對57復習思考題1.簡述間接測熱法的基本原理。2.臨床常用簡化法測定能量代謝，其應用的根據(jù)是什么？3.簡述影響能量代謝的因素。4.何謂基礎代謝？測定基礎代謝率需要控制哪些因素？復習思考題581.體溫的生理變動表現(xiàn)在哪些方面？2.人體有哪些散熱途徑？皮膚的散熱方式有哪些？各有何意義？3.試以體溫調定點學說解釋體溫調節(jié)機制。4.根據(jù)散熱原理，應如何降低高熱病人的體溫？5.恒溫動物在劇烈運動和寒冷環(huán)境中是如何維持體溫相對恒定的？1.體溫的生理變動表現(xiàn)在哪些方面？59第七章能量代謝和體溫調節(jié)第七章能量代謝和體溫調節(jié)60第一節(jié)能量代謝

能量代謝：指體內物質代謝過程中所伴隨的能量釋放、轉移、貯存和利用一、機體能量的來源與去路1、機體能量的來源

糖：70%（腦組織所需能量則完全來源于糖的有氧氧化。缺氧和血糖水平過低，均可導致來源意識障礙、昏迷以及抽搐）脂肪：40—50%（包括糖轉化的脂肪）蛋白質：數(shù)量很少(長期饑餓或極度消耗時，才成為主要能量來源)第一節(jié)能量代謝61糖原:1%供神經代謝和爆發(fā)式運動3.儲存脂肪:75%能量儲存的主要形式蛋白質:構成細胞的成分及合成酶和激素等生物活性物質，長期饑餓時動用2.能量去路能源物質釋放的能量有50%轉化為熱能，其余以自由能形式貯存于ATP中。除骨骼肌運動時所完成的機械外功，其余的自由能最終也轉變?yōu)闊崮堋Ｌ窃?1%供神經代622機體內能量的轉移和利用機體內能量的轉移和利用2機體內能量的轉移和利用機體內能量的轉移和利用63（1）食物的熱價

1克食物在氧化時所釋放出來的熱量稱為食物的熱價。單位:kJ或kcal物理熱價：在體外燃燒時釋放的熱量生物熱價：在體內氧化時所產生的熱量(表)糖與脂肪：物理熱價＝生理熱價蛋白質：物理熱價＞生理熱價

（∵蛋白質在體內不能被徹底氧化分解，有一部分以尿素的形式由尿中排泄）二、能量代謝的測定(一)與能量代謝測定有關的幾個概念（1）食物的熱價二、能量代謝的測定(一)與能量代謝測定64（2）食物的氧熱價

某種營養(yǎng)物質在體內氧化時，每消耗一升氧所產生的熱量稱為該物質的氧熱價

（3）呼吸商（RQ）指一定時間內，機體呼出的CO2的量與吸入的O2量的比值。

RQ＝CO2產生量(ml)/氧耗量(ml)由于各種食物在體內氧化時的耗O2量、CO2產生量的不同，故各種食物的RQ不同。根據(jù)RQ可估計某一段時間內機體氧化各種食物的比例

RQ＝1.0→氧化糖；RQ＝0.71→氧化脂肪；RQ＝0.80→氧化蛋白質；RQ＝0.85→一般飲食。（2）食物的氧熱價65(二)能量代謝測定的原理和方法

原理“能量守恒定律”

機體釋放的能量=熱能+外功

安靜時，外功=0能量代謝=機體在單位時間內散發(fā)的總熱量

因此，測定機體在單位時間內發(fā)散的總熱量或所消耗的食物量，可測算出整個機體在單位時間內能量代謝的量，即能量代謝率(二)能量代謝測定的原理和方法66

方法1、直接測熱法：直接測量從機體體表、呼出氣、尿液和糞便排出的總熱量。如果不做外功，該熱量就是機體代謝的全部熱量。這種方法測定準確，但設備復雜，操作繁瑣，現(xiàn)已極少應用2、間接測熱法：利用“定比定律”（即反應物的量與生成物的量呈一定的比例關系），測得機體單位時間的耗O2量和CO2產生量，便可計算出產熱量，從而算出能量代謝率C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+Q。方法67舉例：受試者在標準狀態(tài)下24小時耗氧量：400L，CO2產生量：340L，尿氮量：12克，計算24小時的能量代謝。步驟：A、求出蛋白質代謝的耗氧量、CO2產生量和產熱量

蛋白質氧化量=12×6.25=75g產熱量=18×75=1350kJ耗氧量=0.95×75=71.25L

CO2產生量=0.76×75=57L舉例：受試者在標準狀態(tài)下24小時耗氧量：40068B、非蛋白代謝

耗氧量=400L－71.25L=328.75L

CO2產生量=340L－57L=283LNPRQ=283L÷328.75L=0.86C、計算非蛋白代謝的產熱量

查表NPRQ=0.86時，氧熱價為20.40kJ/L非蛋白代謝的產熱量=328.75L×20.40kJ/L=6706.5kJD、計算24h產熱量

24h產熱量=1350kJ+6706.5kJ=8056.5kJB、非蛋白代謝69

3、耗O2量與CO2產生量的測定方法（1）開放式測定法在機體呼吸空氣的條件下測定耗氧量和CO2產生量（2）閉合式測定法一般是使用能量代謝率測定器械（如肺量計）

3、耗O2量與CO2產生量的測定方法70三、影響能量代謝的因素1、肌肉活動

對能量代謝的影響最大運動或勞動的強度消耗的能量能量代謝值可作為評價勞動強度的指標2、精神活動人在平靜地思考問題時，能量代謝受到的影響不大，其產熱量一般不超過4%

*精神緊張、情緒激動能量代謝

*骨骼肌的緊張性

*交感神經興奮兒茶酚胺釋放代謝率三、影響能量代謝的因素2、精神活動713、食物的特殊動力效應

進食后一段時間內（從進食后1h開始持續(xù)到7-8h），即使機體處于安靜狀態(tài)，機體產熱量也要比進食前有所增加，食物這種使機體產生額外的熱量作用，稱為食物的特殊動力效應蛋白質：25-30％糖和脂肪：4-5％混合性食物：10％機制：尚不十分清楚，可能與肝臟處理蛋白分解產物時的額外能量消耗有關4、環(huán)境溫度20-30度：穩(wěn)定>30或<20度（寒戰(zhàn)和肌緊張增加）3、食物的特殊動力效應72四、基礎代謝

1、概念基礎代謝:指基礎狀態(tài)下的能量代謝基礎代謝率(BMR):單位時間內的基礎代謝基礎狀態(tài):是指人體處于清醒而又極安靜的狀態(tài)下，能量代謝不受肌肉活動、環(huán)境溫度、食物特殊動力效應及精神因素等的影響。其能量消耗只用于維持心跳、呼吸等維持生命所必需的基本生理活動。四、基礎代謝732、測定條件（1）清晨空腹，即禁食12～14h，前一天應清淡、不要太飽的飲食，以排除食物特殊動力效應的影響（2）清醒且情緒安閑，以排除精神緊張的影響（3）平臥，全身肌肉放松，盡力排除肌肉活動的影響（4）室溫18-25℃，排除環(huán)境溫度的影響基礎代謝率與年齡，性別及身材大小有關（見表）2、測定條件74

基礎代謝率、肺活量、腎小球濾過率、心輸出量、主動脈和氣管的橫截面積都與體表面積呈比例關系

體表面積（m2）=0.0061×身高（cm）+0.0128×體重（kg）－0.1529

簡易法基礎代謝率、肺活量、腎小球濾過率、心輸出量、753、

基礎代謝率的測定和其正常值基礎代謝率=耗氧量氧熱價體表面積100%呼吸商為0.82時的氧熱價為20.19KJBMR正常值：＝±10％～±15％＞±20％→可能是病態(tài)3、基礎代謝率的測定和其正常值基礎代謝率=耗氧量氧熱價體76

4、

基礎代謝率的臨床意義

有助于診斷某些疾病

甲低：-40％--20％，甲亢：+25%-+80%發(fā)燒：體溫每升高1℃，BMR升高13%基礎代謝率：發(fā)熱、糖尿病、紅細胞增多癥、白血病、腎上腺皮質功能亢進、有呼吸困難的心臟病等基礎代謝率：阿狄森病、腎病綜合征、病理性饑餓、垂體性肥胖等

4、基礎代謝率的臨床意義77第二節(jié)體溫及其調節(jié)一、體溫及其正常變動（一）體溫

*概念：通常是指機體深部溫度，比較穩(wěn)定

體核溫度(深部溫度)與體表溫度意義：體溫的相對恒定是機體新陳代謝和一切生命活動正常進行的必需條件。體溫過高、過低都會影響酶的活性，導致生理功能的障礙，甚至造成死亡。如

T＜22℃→心跳停止；T＞43℃→酶變性而死亡;T=27℃→低溫麻醉第二節(jié)體溫及其調節(jié)78在不同環(huán)境溫度下人體體溫分布圖在不同環(huán)境溫度下人體體溫分布圖79*正常值：

通常體溫的測量部位為腋窩、口腔和直腸溫1.肛溫：正常為36.9～37.9℃。2.口溫：約比肛溫低0.2℃,為36.7～37.7℃。3.腋溫：約比口腔低0.3℃,為36.0～37.4℃。肛溫比較接近機體深部的溫度，但由于測試不便，臨床常用口溫和腋溫。測定腋溫時要注意夾緊體溫計和測量時間（約需10min）。另外，科研中還常用食管溫度（=體核溫度）、鼓膜溫度（=下丘腦溫度）*正常值：80（二）體溫的正常變動（一般不超過1℃)1、晝夜變化:晝夜節(jié)律:人的體溫在一晝夜中呈現(xiàn)周期性波動一般是清晨2～6h時最低，下午2～8h最高

體溫的晝夜節(jié)律是生物節(jié)律的表現(xiàn)之一,與人晝動夜息的生活規(guī)律，以及代謝、血液循環(huán)、呼吸等機能的相應周期性變化有關長期夜間工作的人，上述周期性變化可以發(fā)生顛倒2、性別:女子比男子高0.3度女子基礎體溫隨月經周期而變動、排卵日最低(如圖)（二）體溫的正常變動（一般不超過1℃)813、年齡：新生兒體溫＞成年人＞老年人

體溫隨著年齡的增長有逐漸降低的趨勢（與代謝率降低逐漸有關），大約每增長10歲，體溫約降低0.05℃。14～16歲的青年人體溫與成年人相近

新生兒（特別是早產兒）由于體溫調節(jié)機構尚未發(fā)育完善、老年人由于調節(jié)能力差，易受環(huán)境溫度的影響4、肌肉活動肌肉活動時，肌肉代謝明顯增強，產熱增加，可使體溫暫時升高1～2℃。所以測體溫時，要先讓受試者安靜一段時間，小兒應防止其哭鬧5、環(huán)境溫度3、年齡：新生兒體溫＞成年人＞老年人82（三）皮膚溫度與平均溫度機體最外層的溫度稱為皮膚溫度各部位差別較大，且與局部血流有關1、平均皮膚溫度Tmst=0.2(T小腿+T大腿）+0.3（T胸+T上臂）2、平均溫度Tmbt=a·Tcore+(1-a)·Tmst（三）皮膚溫度與平均溫度83

二、

機體的產熱和散熱

人體正常體溫的維持，是在體溫調節(jié)機構的協(xié)調和控制下，產熱和散熱過程達到動態(tài)平衡的結果（一）產熱1、主要產熱器官：內臟器官、骨骼肌、腦

安靜時：內臟器官（特別是肝臟、其次是腦）運動或勞動時：骨骼肌占90％

二、

機體的產熱和散熱842、機體的產熱形式

*戰(zhàn)栗產熱：骨骼肌緊張性增強的基礎上發(fā)生的不隨意的節(jié)律性收縮(頻率為10-20次/分)

特點：屈肌和伸肌同時收縮，不做外功但產熱量很高機制：冷感覺器傳入神經戰(zhàn)栗的初級運動中樞（下丘腦后部背外側靠近第三腦室壁）

腦干前角運動神經元傳出神經戰(zhàn)栗寒冷性肌緊張(戰(zhàn)栗前肌緊張)

*非戰(zhàn)栗產熱(又稱代謝產熱)

機體所有的組織器官都能進行代謝產熱但褐色脂肪組織的產熱量最大（約占70%）2、機體的產熱形式853、產熱活動的調節(jié)（1）體液調節(jié)

*甲狀腺激素（主）：作用緩慢、持久

*E、NE、GH：作用迅速、時間短

（2）神經調節(jié)：寒冷刺激時交感神經興奮腎上腺髓質活動腎上腺素、去甲腎上腺素釋放

產熱機體在寒冷環(huán)境幾周后下丘腦TRH腺垂體TSH甲狀腺

T3、T4↑

代謝率↑(增加4～5倍)

產熱量↑3、產熱活動的調節(jié)86（二）散熱過程散熱部位:主：皮膚

次：肺、尿、糞(如表)

散熱方式：當外界氣溫＜低于人體表層溫度時，人體主要通過輻射、傳導和對流方式散熱，其散熱量約占總量70％當外界溫度＝接近或＞高于皮膚溫度時，機體的散熱是依靠蒸發(fā)方式散熱

面積大與外界接觸血流豐富有汗腺（二）散熱過程面積大871、皮膚散熱方式(1)輻射散熱是機體以熱射線（紅外線）形式將熱能傳給外界較冷物體的一種散熱方式*條件：體表溫度高于環(huán)境溫度*影響因素：體表溫度與環(huán)境溫度差有效輻射面積在高溫環(huán)境中作業(yè)（如艦船、煉鋼人員）,因環(huán)境溫度高于皮膚溫度，機體不僅不能輻射散熱，反而會吸收周圍的熱量，故易發(fā)生中暑1、皮膚散熱方式88

(2)傳導散熱是指機體將熱量直接傳給同它接觸的較冷的物體的一種散熱方式。與皮膚接觸物體的溫度差*影響因素與皮膚接觸面積的大小與皮膚接觸物體的導熱性能水的導熱性好，因此臨床上常利用冷水袋或冰袋為高熱患者降溫脂肪的導熱性差，因而肥胖者炎熱的天氣易出汗(2)傳導散熱89(3)對流散熱

指通過氣體或液體的流動散發(fā)體熱的形式，是傳導散熱的一種特殊形式*影響因素：氣溫、風速衣服覆蓋于體表，不易實現(xiàn)對流；棉、毛纖維間的空氣不易流動，因此增加衣著可以保溫御寒若在較密閉的高溫環(huán)境中（如船艙內）或悶熱氣候，因空氣對流差，易發(fā)生中暑(3)對流散熱90(4)蒸發(fā)散熱通過水分從體表蒸發(fā)散熱的一種方式蒸發(fā)1g水散熱2.43kJ

環(huán)境溫度超過體表溫度時，唯一的散熱方式。*影響因素：濕度大，不易散熱風速大，散熱快*蒸發(fā)散熱分不感蒸發(fā)和出汗(4)蒸發(fā)散熱91a、不感蒸發(fā)：水分直接透出皮膚和粘膜表面，在未聚成明顯的水滴以前便蒸發(fā)掉的一種散熱方式，在蒸發(fā)表面上彌漫性進行（不顯汗）皮膚:0.6-0.8L/d（2/3)呼吸:0.2-0.4L/d(1/3)1L/d

∴臨床上給病人補液時應考慮到由不感蒸發(fā)丟失的體液量

b、出汗：又稱可感蒸發(fā)人在安靜狀態(tài)下，當環(huán)境溫度達到30℃左右時，便開始發(fā)汗；如果空氣濕度大、衣著又多時，氣溫達25℃便可發(fā)汗；機體活動時，由于產熱量↑雖然環(huán)境溫度低于20℃亦可發(fā)汗發(fā)汗速度取決于參活動的汗腺數(shù)量和它的活動強度a、不感蒸發(fā)：水分直接透出皮膚和粘膜表面，在未聚成明顯的水滴92*影響因素：勞動強度、環(huán)境溫度、濕度、風速等勞動、氣溫出汗速度

散熱濕度蒸發(fā)困難出汗風速蒸發(fā)容易出汗*中暑：指因高溫環(huán)境或受到烈日的暴曬而引起的疾病高溫、高濕、小風速（或無風）環(huán)境輻射、傳導、對流的散熱停止，蒸發(fā)散熱困難體熱淤積中暑∵發(fā)汗散熱是通過汗液蒸發(fā)吸收體表熱量實現(xiàn)的，∴若將汗液擦掉則不能起到蒸發(fā)散熱的效果；汗腺缺乏(如燒傷病人)或汗腺分泌障礙者，在熱環(huán)境中就可導致體溫升高危及生命*影響因素：勞動強度、環(huán)境溫度、濕度、風速等933、汗液

*成分：剛分泌出的汗液類似血漿(但不含血漿蛋白)水分：99％固體成份：大部分為NaClKCl、尿素、氨、乳酸微量葡萄糖、氨基酸

∵汗液流經汗腺排出管的起始部時，有一部分NaCl可被重吸收，從而使最終排出的汗液成為低滲∴機體大量出汗可造成高滲性脫水，要補充大量的水份和適量的ＮaCl3、汗液943、散熱的調節(jié)反應（1）循環(huán)系統(tǒng)的調節(jié)反應輻射、傳導和對流散熱受溫度差影響*炎熱環(huán)境：交感N緊張性皮膚小A舒張動-靜脈吻合支開放皮膚血流量

皮膚溫度溫度差散熱

皮膚血流量

汗腺提供水分*寒冷環(huán)境：交感N緊張性皮膚血管收縮血流量散熱*環(huán)境適中：皮膚血管口徑適中皮膚溫度適中體熱平衡3、散熱的調節(jié)反應95（2）出汗及其調節(jié)

*汗腺是單管腺，由分泌部和導管部組成，受交感神經膽堿能纖維支配

*發(fā)汗是一種反射性活動：皮膚溫度感受器傳入神經出汗中樞（下丘腦）傳出神經出汗*溫熱性出汗：由溫熱性刺激引起

*精神性出汗：由疼痛、精神緊張引起精神性出汗中樞在大腦皮層運動前區(qū)。汗液主要見于手掌、足跖、腋窩等處。在體溫調節(jié)中無意義。（2）出汗及其調節(jié)96三、體溫的調節(jié)

*自主性體溫調節(jié)：機體在下丘腦體溫調節(jié)中樞的控制下，通過增減皮膚血液、出汗、戰(zhàn)栗及改變代謝率等生理反應，維持產熱和散熱過程的動態(tài)平衡。

*行為性體溫調節(jié):

機體在不同的溫度環(huán)境中的姿勢和行為，特別是人為了保溫或降溫所采取的措施，稱為行為性體溫調節(jié)。后者以前者為基礎，是對前者的補充三、體溫的調節(jié)97（一）溫度感受器1、外周溫度感受器⑴分布：全身皮膚、某些粘膜和腹腔內臟等處

⑵類型：溫覺感受器和冷覺感受器皮溫<30℃時→冷覺感受器+→冷覺皮溫>35℃時→溫覺感受器+→溫覺⑶作用：溫度感受器傳入沖動到達中樞后除產生溫覺之外，還能引起體溫調節(jié)反應，（一）溫度感受器982、中樞溫度感受器

*分類：熱敏感神經元和冷敏感神經元血溫↑→熱敏神經元沖動發(fā)放頻率↑血溫↓→冷敏神經元沖動發(fā)放頻率↑*分布：下丘腦、腦干網(wǎng)狀結構和脊髓等處*作用：a、感受局部腦溫度刺激(如圖)b、將內外溫度變化的信息會聚c、直接對致熱源、5-羥色胺、NE及某些多肽發(fā)生反應2、中樞溫度感受器99（二）體溫調節(jié)中樞體溫調節(jié)中樞位于下丘腦，PO/AH在體溫調節(jié)整合中起重要作用。

*破壞PO/AH區(qū)，體溫調節(jié)減弱或消失

*信息會聚于PO/AH區(qū)

*PO/AH區(qū)對信息的整合型式同整體的體溫調節(jié)反應相似。

*PO/AH區(qū)的溫度敏感神經元對致熱原及化學物質反應型式同這些物質所引起的體溫調節(jié)反應是相對應的。（二）體溫調節(jié)中樞100（三）體溫調節(jié)的調定點學說調定點位于PO/AH區(qū)即體溫調節(jié)類似恒溫器的調節(jié)；PO/AH中的溫敏N元可能起著“調定點”的作用；“調定點”所規(guī)定的溫度值決定著體溫的高低（三）體溫調節(jié)的調定點學說101南華大學生理學第七章能量代謝與體溫課件102三種營養(yǎng)物質氧化時的幾種數(shù)據(jù)營養(yǎng)物質糖蛋白質脂肪物理熱價(kJ/g)17.1523.4339.75生物熱價(kJ/g)17.1517.9939.75營養(yǎng)學熱價(kJ/g)16.716.737.7耗氧量(L/g)0.