能量代謝與體溫

關于能量代謝與體溫第一頁，共四十九頁，2022年，8月28日

第一節(jié)正常體溫及其波動范圍

一.體溫

定義:指機體具有一定的溫度；體溫包括體核溫度和表層溫度。

1.深部溫度定義:身體深部平均溫度(心,肺,腹腔內(nèi)臟),相對穩(wěn)定均勻。由于代謝不同,各臟器的溫度不同:肝38℃,腦38℃，腎、胰腺、十二指腸略低。由于血液不斷循環(huán),使深部各器官溫度趨于一致。體溫是指機體深部的血液溫度,即身體內(nèi)部器官的平均值。2.表層溫度定義:機體表層溫度皮膚溫定義:體表外層皮膚表面溫度。

特點:a.低于深部溫度；b.有明顯溫度梯度；c.體表有一定厚度(皮下脂肪)起隔熱作用,維持深部溫度。第二頁，共四十九頁，2022年，8月28日A、環(huán)境溫度20℃B、環(huán)境溫度35℃第三頁，共四十九頁，2022年，8月28日二.體溫的正常波動

(一)體溫的測量部位:腋窩口腔直腸

1.肛溫:正常為36.9-37.9℃2.口溫:約比直腸低0.2℃為36.7-37.7℃3.腋溫:約比口腔低0.3℃為36.0-37.2℃

肛溫比較接近機體深部溫度,但由于測量不便臨床常用口溫和腋溫。(二)體溫的正常波動正常人的體溫可因晝夜、性別、年齡、精神和體力活動等而有所變化。

第四頁，共四十九頁，2022年，8月28日

1.晝夜節(jié)律定義-----以晝夜(24h)為周期的波動。

人的體溫在一晝夜呈現(xiàn)周期性波動,一般清晨2-6時最低，黎明后開始上升,下午2-4時達一日的高峰。波動幅度一般不超過1℃。

晝夜節(jié)律:由生物節(jié)律決定，可能受地球自轉周期的影響。

生物節(jié)律控制中心位于下丘腦的視上核。

第五頁，共四十九頁，2022年，8月28日2.性別差異⑴成年女子體溫平均比男子高0.3℃。⑵女子體溫隨月經(jīng)周期而產(chǎn)生周期性變動。排卵日最低。第六頁，共四十九頁，2022年，8月28日3.年齡差異新生兒體溫＞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(chǎn)兒）由于體溫調(diào)節(jié)機構尚未發(fā)育完善、老年人由于調(diào)節(jié)能力差，易受環(huán)境溫度的影響。第七頁，共四十九頁，2022年，8月28日4.體力活動與情緒肌肉活動時，肌肉代謝明顯增強，產(chǎn)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。情緒激動、精神緊張、進食等情況，都會影響體溫。全身麻醉時，會因抑制體溫調(diào)節(jié)中樞和擴張血管的作用及骨骼肌松弛，使體溫降低，所以全麻時應注意保溫。第八頁，共四十九頁，2022年，8月28日第二節(jié)能量代謝

一.能量代謝與產(chǎn)熱

1.能量代謝

(1)定義:生物體內(nèi)物質代謝過程中所伴隨著的能量釋放、轉移、貯存與利用。

(2)能量的來源:

糖碳C02

蛋白質}→分解代謝--→→氧化→脂肪氫H2O→碳氫鍵斷裂→釋放能量→成為體熱

食物氧化時釋放的能量55%以熱量形式------體熱,其余25-45%以化學能貯存于ATP等高分子高能磷酸鍵中直接供給各種生命活動需要。第九頁，共四十九頁，2022年，8月28日2.能量平衡

能量攝入=產(chǎn)熱+做功+儲存二.能量代謝的測定測定機體單位時間所消耗的能量，即能量代謝率。任何一種物質在其定量氧化時的耗O2量與產(chǎn)熱量有恒定比例。

食物的氧熱價:某種食物氧化時,每消耗1L氧所產(chǎn)生的熱量,稱為該物質的氧熱價。第十頁，共四十九頁，2022年，8月28日

呼吸商(RQ)：指一定時間內(nèi)，機體的CO2產(chǎn)生量與耗O2量的比值。RQ＝CO2產(chǎn)生量/耗O2量

由于各種食物在體內(nèi)氧化時的耗O2量、CO2產(chǎn)生量的不同，故各種食物的氧熱價不同。根據(jù)RQ可估計某一段時間內(nèi)機體氧化各種食物的比例：三種營養(yǎng)物質氧化的幾種數(shù)據(jù)───────────────────────────物質耗氧量產(chǎn)CO2量產(chǎn)熱量(營養(yǎng)學)氧熱價呼吸商

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

糖0.810.8116.45.01.00

脂肪1.961.3937.74.70.71

蛋白質0.940.7516.44.50.80───────────────────────────

RQ＝1.0→氧化糖；RQ＝0.71→氧化脂肪

RQ＝0.82→一般飲食第十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日(二)影響能量代謝的因素

1.肌肉活動

肌肉活動對能量代謝的影響最大是骨骼肌,使產(chǎn)熱量增加幾倍,占總產(chǎn)熱量75-80%。步行時較安靜狀態(tài),產(chǎn)熱量增加3倍.劇烈運動時可增加10-20倍。從事繁忙腦力勞動時,通過神經(jīng)調(diào)節(jié),使骨骼肌肌緊張加強,腎上腺分泌激素,產(chǎn)熱增加。

表7-3表明不同勞動或運動時的能量代謝率。表7-3機體不同狀態(tài)時的能量代謝率───────────────狀態(tài)產(chǎn)熱量(KJ/m2.min)───────────────躺臥2.73開會3.40擦窗子8.30洗衣9.89掃地11.37打排球17.05打籃球24.22踢足球24.98持重機槍躍進42.39───────────────第十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日2.食物的特殊動力效應

人進食后一段時間內(nèi)(從進食后1h開始,持續(xù)7～8h),即使同樣處于安靜狀態(tài),但產(chǎn)熱量卻比進食前有所增加，這些“額外”熱量是由進食引起的。食物能使機體產(chǎn)生“額外”熱量的現(xiàn)象稱為食物的特殊動力效應。各種營養(yǎng)物質的食物特殊動力效應不同，進食蛋白質時產(chǎn)熱量增加30％，混合性食物增加10％，糖和脂肪增加4～6％。以蛋白質食物增加最多,額外產(chǎn)熱最多。其產(chǎn)生的機制尚不十分清楚，可能與肝臟處理蛋白分解產(chǎn)物時的額外能量消耗有關。第十三頁，共四十九頁，2022年，8月28日3.環(huán)境溫度（1）人體安靜時的能量代謝,在20～30℃的環(huán)境中較為穩(wěn)定。（2）環(huán)境溫度超過30℃，能量代謝率增加。30-45℃由于汗腺活動增加,呼吸、循環(huán)機能增強,體內(nèi)化學反應速度加快。（3）當環(huán)境溫度低于20℃時，隨著溫度的不斷下降，機體產(chǎn)生寒戰(zhàn)和肌緊張增加以御寒，同時增加能量代謝率。寒戰(zhàn)時產(chǎn)熱增加4-5倍。

第十四頁，共四十九頁，2022年，8月28日4.精神活動

精神緊張，甲狀腺素、腎上腺素釋放增加，產(chǎn)熱量顯著增加。

5.內(nèi)分泌腺活動

甲狀腺素能促使細胞氧化代謝增強。

腎上腺素,去甲腎上腺素使細胞內(nèi)氧化反應增強,并使血糖升高,血糖利用增強,使產(chǎn)熱量迅速加快。

→垂體前葉分泌促甲狀腺素增加→甲狀腺素分泌增多

↓

細胞代謝率增加→肌緊張加強→寒戰(zhàn)

寒冷刺激產(chǎn)熱增加.

→交感神經(jīng)興奮→腎上腺髓質興奮→腎上腺素分泌增加→血糖利用加快.

第十五頁，共四十九頁，2022年，8月28日二.基礎代謝概念

1.基礎代謝：機體在基礎狀態(tài)下的能量代謝稱為基礎代謝。基礎狀態(tài)的條件如下：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平臥，全身肌肉放松，盡力排除肌肉活動的影響。③清醒且情緒安閑，以排除精神緊張的影響。④室溫18-25℃，排除環(huán)境溫度的影響。第十六頁，共四十九頁，2022年，8月28日

基礎代謝數(shù)值與性別,年齡,身高,體重,健康情況有關,為了比較不同個體的能量代謝用基礎代謝率來表示。

2.基礎代謝率(BMR):

基礎狀態(tài)下機體每小時,每平方米體表面積散發(fā)的熱量(KJ/h.m2)。

第十七頁，共四十九頁，2022年，8月28日表7-4

研究表明,機體能量代謝率與體重相關性不明顯,而與體表面積基本上成正比。如：以體重為指標,身材瘦小者的產(chǎn)熱量/Kg顯著高于身材高大者;以體表面積為指標,則身材高大或瘦小者的產(chǎn)熱量/m2都比較接近。

人體表面積推算:①公式計算：＝0.0061×身高（cm)＋0.0128×體重(kg)－0.1529②體表面積測算圖測出。

第十八頁，共四十九頁，2022年，8月28日BMR的測定和正常值

1.BMR的測定:(通常采用簡易法)①把基礎狀態(tài)下的呼吸商定為0.82、氧熱價為20.19KJ。②測出1h內(nèi)(測6min的耗氧量×10)的耗氧量。③測出體表面積。④按下面公式計算出BMR實測值：

BMR實測值＝20.19×耗氧量/體表面積⑤按下面公式計算出BMR相對值：

BMR相對值＝BMR實測值-BMR平均值BMR平均值2.BMR正常值：＝±10％～±15％＞±20％→可能是病態(tài)甲亢：+25％～+80%；甲減：-20%～-40%發(fā)燒：體溫每升高1℃，BMR升高13%.×100%第十九頁，共四十九頁，2022年，8月28日

第三節(jié)機體的熱平衡人體正常體溫的維持，是在體溫調(diào)節(jié)機構的協(xié)調(diào)和控制下，產(chǎn)熱和散熱過程達到動態(tài)平衡的結果。第二十頁，共四十九頁，2022年，8月28日一.產(chǎn)熱過程1.產(chǎn)熱器官主要產(chǎn)熱器官：

安靜狀態(tài)，主要產(chǎn)熱器官是內(nèi)臟（尤其肝臟，其次是腦）。

活動狀態(tài),主要產(chǎn)熱器官是骨骼肌。此外，環(huán)境溫度、進食、精神緊張等能夠影響能量代謝的因素，也都可影響機體的產(chǎn)熱量。第二十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日2.產(chǎn)熱形式⑴戰(zhàn)栗產(chǎn)熱：骨骼肌不隨意的節(jié)律性收縮，其特點是屈肌和伸肌同時收縮，不做外功但產(chǎn)熱量很高。實際上，機體在寒冷環(huán)境中，通常在戰(zhàn)栗之前，首先出現(xiàn)戰(zhàn)栗前肌緊張，當肌緊張上升到一臨界水平時就轉變?yōu)閼?zhàn)栗。⑵非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱：又稱代謝產(chǎn)熱，機體所有的組織器官都能進行代謝產(chǎn)熱，但以褐色脂肪組織的產(chǎn)熱量最大（約占70%）。第二十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日3.產(chǎn)熱活動的調(diào)節(jié)

⑵機體在寒冷環(huán)境幾周后↓甲狀腺↓T3、T4↑↓代謝率↑(增加4～5倍)↓產(chǎn)熱量↑特點：作用緩慢，維持時間長。⑴寒冷刺激時↓交感-腎上腺髓質↓NE、E↑↓產(chǎn)熱量↑特點：作用迅速↑，維持時間短。第二十三頁，共四十九頁，2022年，8月28日

二.散熱過程

生理調(diào)節(jié)前有一個散熱行為,天氣熱時,走在樹蔭下,房間內(nèi)用空調(diào),衣服少穿些，睡覺時手腳伸開。第二十四頁，共四十九頁，2022年，8月28日

散熱部位：

主：皮膚(散熱占90%)大面積與外界接觸血流豐富有汗腺

次：肺、尿、糞(一)散熱方式：主要是物理方式.

當外界氣溫＜人體表層溫度時(30℃以下)，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＝或＞皮膚溫度時(30℃以上)，機體的散熱是依靠蒸發(fā)方式散熱。第二十五頁，共四十九頁，2022年，8月28日

機體散熱方式有以下幾種:

⑴輻射散熱，指體熱以發(fā)射紅外線的方式傳給周圍環(huán)境中溫度較低的物體的散熱方式。輻射散熱量的多少取決于

(影響輻射的因素)

有效面積大,輻射量大,散熱快。

溫差大,輻射量大,散熱快,當二個物體溫度相等時,才停止輻射。輻射是一種主要散熱方式。外界溫度在15-23℃,40%熱量從皮膚輻射散熱。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。

機體的有效輻射面積皮膚與環(huán)境的溫度差第二十六頁，共四十九頁，2022年，8月28日⑵傳導散熱：指體熱直接傳給與機體相接觸的低溫物體的散熱方式。(例：高熱病人頭上放冰袋降溫)傳導散熱量取決于

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。與皮膚接觸物體的溫差與皮膚接觸面積的大小

與皮膚接觸物體的導熱性第二十七頁，共四十九頁，2022年，8月28日⑶對流散熱：指體熱借空氣流動交換熱量的散熱方式。對流散熱是傳導散熱的一種特殊形式。對流散熱量主要取決于

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(nèi)）或悶熱氣候，因空氣對流差，易發(fā)生中暑。溫差大,對流快,散熱快。風速大,對流快,散熱快。第二十八頁，共四十九頁，2022年，8月28日

⑷蒸發(fā)散熱：（分不感蒸發(fā)和可感蒸發(fā)）

定義:指體液的水分在皮膚和粘膜表面由液態(tài)轉化為氣態(tài)(液體汽化需要的熱量)，同時帶走大量的熱量。1ml水,蒸發(fā)可帶走熱量2.32KJ。當氣溫≥體溫時，蒸發(fā)是唯一的散熱途徑。蒸發(fā)分兩類:

①不感蒸發(fā)：又稱不顯汗。指體液的水分直接透出皮膚和粘膜表面，在未聚成明顯水滴前蒸發(fā)掉的散熱形式。無論外界環(huán)境高低，人體皮膚、粘膜不斷滲出水份。不形成汗液,不被人察覺，與汗腺無關。不感蒸發(fā)是持續(xù)進行的。人體不感蒸發(fā)量約500ml/日（皮膚約占2/3,肺占1/3）。散出熱量1160KJ。∴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。第二十九頁，共四十九頁，2022年，8月28日

②發(fā)汗，又稱可感蒸發(fā)。人在安靜狀態(tài)下，當環(huán)境溫度超過30℃時，便開始發(fā)汗,在蒸發(fā)表面聚集成汗滴。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(chǎn)熱量↑，雖然環(huán)境溫度低于20℃亦可發(fā)汗。炎熱的氣候，短時間內(nèi)發(fā)汗量可達1.6L/h。如全部蒸發(fā)可帶走3600KJ熱量。∵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命。

影響蒸發(fā)的因素:a.空氣濕度:濕度大,蒸發(fā)慢;濕度小,蒸發(fā)快。b.風速:風速越大,蒸發(fā)越快。

第三十頁，共四十九頁，2022年，8月28日

臨床上高燒病人:

a.用酒精擦澡,因酒精揮發(fā)帶走大量熱,這是蒸發(fā)散熱。

b.發(fā)汗藥(阿斯匹林)是出汗降溫。

總結:散熱是個物理過程。這四種情況下,所占百分比不同。一般說與當時環(huán)境溫度有關。溫度低(30℃以下)主要靠輻射散熱,其次傳導散熱及對流散熱。溫度高(30℃以上)蒸發(fā)是唯一的散熱方式。

第三十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日

(二)散熱調(diào)節(jié):神經(jīng)體液因素對血管,汗腺的調(diào)節(jié)作用

1.皮膚血管運動:皮膚血流量的調(diào)節(jié)

寒冷→

刺激皮膚溫度感受器→交感神經(jīng)緊張性增加→皮膚小動脈收縮,動-靜脈吻合支閉合→皮膚血流量下降,皮膚溫下降→散熱減少。

高溫→

刺激皮膚溫度感受器→

交感神經(jīng)緊張性下降→

皮膚小動脈舒張,動-靜脈吻合支開放→皮膚血流量升高,皮膚溫升高→散熱增加。第三十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日2.汗腺分泌汗液：熱刺激,汗腺分泌活動增加,汗液分泌↑成分

水分：＞99％出汗分類a.溫熱性出汗-由溫熱刺激出汗。全身出汗。b.精神性出汗-由情緒緊張,恐慎等精神因素引起發(fā)汗。汗液見額頭,手掌,足底。散熱作用小。

運動勞動時這兩種發(fā)汗形式混合出現(xiàn),所以散熱量大。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NaCl。

固體：＜１％

大部分為NaCl

其余為KCl、尿素、乳酸等

無葡萄糖和蛋白質第三十三頁，共四十九頁，2022年，8月28日溫熱性發(fā)汗精神性發(fā)汗汗腺全身絕大部分汗腺分泌(手掌、足跖除外）手掌、足跖、前額和腋窩等部位汗腺神經(jīng)支配交感神經(jīng)的膽堿能節(jié)后纖維腎上腺素能神經(jīng)纖維刺激溫熱刺激情緒激動或精神緊張意義加強散熱，對體溫調(diào)節(jié)有重要作用。與體溫調(diào)節(jié)無關，可能與濕潤手掌和足跖，增加摩擦力有關。發(fā)汗分為：第三十四頁，共四十九頁，2022年，8月28日汗腺分泌的調(diào)節(jié)(發(fā)汗調(diào)節(jié)):神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)

1.神經(jīng)調(diào)節(jié):發(fā)汗是反射活動。

外界溫熱刺激或精神因素→皮膚熱傳入(皮膚溫度感受器)→血液溫度↑→發(fā)汗中樞⊕交感膽堿能神經(jīng)⊕(末梢釋放Ach)→汗腺→出汗↑↑運動時皮膚血流量增加

第三十五頁，共四十九頁，2022年，8月28日

發(fā)汗中樞位于從脊髓-大腦均存在,主要在下丘腦。在體溫調(diào)節(jié)中樞中或在附近。用解熱藥,運動,睡眠使發(fā)汗中樞興奮性增加。

2.體液調(diào)節(jié):注射Ach,毛果云香堿→汗腺分泌↑→出汗↑。

阿托品→汗腺分泌抑制。

腎上腺素加強Ach對汗腺的刺激作用→汗腺分泌↑第三十六頁，共四十九頁，2022年，8月28日

第四節(jié)體溫調(diào)節(jié)體溫的相對穩(wěn)定，是通過許多與體溫調(diào)節(jié)有關的生理功能，相互協(xié)調(diào)，達到產(chǎn)熱和散熱相對平衡而實現(xiàn)的。一.溫度感受器定義:對溫度敏感的感受器.1.外周溫度感受器:⑴分布：全身皮膚、某些粘膜和腹腔內(nèi)臟等處。⑵類型：熱感受器和冷感受器皮溫≈30℃時→冷感受器+→冷覺皮溫≈35℃時→熱感受器+→熱覺⑶作用：溫度感受器傳入沖動到達中樞后，除產(chǎn)生溫覺之外，還能引起體溫調(diào)節(jié)反應。

第三十七頁，共四十九頁，2022年，8月28日2.中樞性溫度感受器

⑴分類：熱敏神經(jīng)元和冷敏神經(jīng)元血溫↑→熱敏神經(jīng)元沖動發(fā)放頻率↑血溫↓→冷敏神經(jīng)元沖動發(fā)放頻率↑⑵分布：下丘腦、腦干網(wǎng)狀結構和脊髓等處在視前區(qū)-下丘腦前部(PO/AH)分布較多的熱敏神經(jīng)元和少量冷敏神經(jīng)元。第三十八頁，共四十九頁，2022年，8月28日

通過對PO/AH加溫或冷卻（局部腦溫變動0.1℃）的研究發(fā)現(xiàn)：加溫PO/AH→PO/AH的熱敏N元+→散熱反應↑產(chǎn)熱反應↓冷卻PO/AH→PO/AH的冷敏N元+→散熱反應↓產(chǎn)熱反應↑說明：PO/AH中的某些溫敏N元能感受局部腦溫度的變化。

第三十九頁，共四十九頁，2022年，8月28日

二.體溫調(diào)節(jié)中樞

(一)下丘腦的體溫調(diào)節(jié)中樞

雖然從脊髓到大腦皮層的整個CNS中都存在調(diào)節(jié)體溫的中樞結構。但從恒溫動物腦的分段切除實驗證明，只要保留下丘腦及其以下神經(jīng)結構的完整，動物仍具有維持體溫相對恒定的能力。說明:調(diào)節(jié)體溫的基本中樞位于下丘腦。另發(fā)現(xiàn)：PO/AH具有體溫調(diào)節(jié)整合中樞的作用。第四十頁，共四十九頁，2022年，8月28日

通過三條途徑將信息傳到中樞,又經(jīng)三條途徑發(fā)出整合指令,調(diào)節(jié)體溫.外界溫度改變---→血液溫度改變脊髓,下丘腦以外中樞溫↓↓↗度感受器皮膚的溫,冷覺感受器深部溫度改變↓軀體傳入神經(jīng)↓脊髓↓下丘腦前部(體溫調(diào)節(jié)中樞)

信息經(jīng)下丘腦前部和后部整合作用↓↓↓交感神經(jīng)系統(tǒng)軀體神經(jīng)甲狀腺.腎上腺髓質(分泌激素)

皮膚血管舒縮反應骨骼肌活動改變調(diào)節(jié)機體代謝汗液分泌

調(diào)節(jié)產(chǎn)熱,散熱,使之達平衡,體溫維持正常.

第四十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日

(二)調(diào)定點學說及體溫調(diào)節(jié)過程

1.調(diào)定點學說:體溫調(diào)節(jié)機制:體溫如何維持在37℃?

提出了“調(diào)定點”學說:即體溫調(diào)節(jié)類似恒溫器的調(diào)節(jié),視前區(qū)—下丘腦前部(PO/AO)中熱敏N元和冷敏N元,功能除具有感溫以外,可能起著“調(diào)定點”的作用.“調(diào)定點”所規(guī)定的溫度值決定體溫的高低.

正常人的的溫度為37℃.

第四十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日當體溫高于37℃→調(diào)定點血液溫度↑(超過37℃,下丘腦局部溫度↑)→調(diào)定點中熱敏神經(jīng)元活動↑散熱↑