能量代謝和體溫課件

第七章能量代謝和體溫第一節(jié)能量代謝（energymetabolism）：生物體內(nèi)物質(zhì)代謝過程中所伴隨著的能量釋放、轉(zhuǎn)移、儲存和利用。1一、機(jī)體能量的來源和去路（一）機(jī)體能量的來源

機(jī)體所需的能量來源于食物中的

糖、脂肪和蛋白質(zhì)。

2

1、糖：機(jī)體所需能量主要來自食物中的糖（約占70％），其中葡萄糖占主要部分。

＃1mol葡萄糖完全氧化釋放的能量可合成38molATP。（主要）＃1mol葡萄糖無氧酵解－－－－－－－2molATP。（劇烈運(yùn)動、RBC）腦組織所需能量則完全來源于糖的有氧氧化。

33、蛋白質(zhì)：正常情況下很少作為能源物質(zhì)被氧化利用，在特殊情況下（如病理性長期饑餓等）也參與供能。＃氨基酸主要用于合成細(xì)胞成分、組織的自我更新、合成酶及激素等生物活性物質(zhì)，供能是次要功能。5（二）機(jī)體能量的去路

＃營養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)氧化時(shí)，50％以上的能量以熱能形式釋放出來，用于維持體溫。

＃剩余的化學(xué)能則載于ATP的高能磷酸鍵中，供機(jī)體利用，如合成、生長、肌肉收縮、腺體分泌、神經(jīng)傳導(dǎo)、主動轉(zhuǎn)運(yùn)等。6體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)移、儲存和利用7二、能量代謝測定的原理和方法原理

根據(jù)能量守恒定律食物中的化學(xué)能＝熱能＋所作功9（一）直接測定法

測定整個(gè)機(jī)體在單位時(shí)間內(nèi)向外界環(huán)境散發(fā)的總熱量。因設(shè)備復(fù)雜，操作繁瑣，故極少應(yīng)用。10（二）間接測定法

根據(jù)定比定律測定受試者在一定時(shí)間內(nèi)所消耗的氧量和產(chǎn)生的二氧化碳量，再根據(jù)有關(guān)理化原則及數(shù)據(jù)計(jì)算出一定時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)熱量。

C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+△H111、食物的熱價(jià)（thermalequivalent）或卡價(jià)（calorievalue）

指一克食物氧化（或在體外燃燒）時(shí)所釋放出的能量。食物的熱價(jià)：物理熱價(jià)：食物在體外燃燒時(shí)釋放的熱量生物熱價(jià)：食物在體內(nèi)通過生物氧化產(chǎn)生的熱量

蛋白質(zhì)的物理熱價(jià)不等于生物熱價(jià)132、食物的氧熱價(jià)（thermalequivalentofoxygen）某種營養(yǎng)物質(zhì)氧化時(shí)，消耗一升氧所產(chǎn)生的熱量稱為該物質(zhì)的氧熱價(jià)。143、呼吸商（respiratoryquotient，RQ）一定時(shí)間內(nèi)機(jī)體的CO2產(chǎn)量和耗氧量的比值。

RQ＝產(chǎn)生的CO2mol數(shù)/消耗的O2mol數(shù)＝產(chǎn)生的CO2ml數(shù)/消耗的O2ml數(shù)（相同溫度和氣壓條件下）

根據(jù)RQ的大小推測能量的主要來源糖:1.00脂肪:0.71蛋白質(zhì):0.80混合食物:0.8515間接測熱法的重要依據(jù)：定比定律。間接測熱法的測算步驟：（1）測定單位時(shí)間內(nèi)消耗的O2量和CO2產(chǎn)量。17（2）測定尿氮量并計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)蛋白質(zhì)的消耗量：即尿氮量（g）×6.25。根據(jù)被氧化的蛋白質(zhì)量查表算出其產(chǎn)熱量、耗O2量和CO2產(chǎn)量。18（3）從總耗O2量和總CO2產(chǎn)量中減去蛋白質(zhì)耗O2量和CO2產(chǎn)量，計(jì)算出非蛋白呼吸商。19（5）將蛋白質(zhì)、糖、脂肪的熱量加在一起，即為機(jī)體該段時(shí)間內(nèi)的總產(chǎn)熱量。21間接測熱法的測算：測尿氮總CO2產(chǎn)量－蛋白CO2產(chǎn)量×6.25總耗O2量－蛋白耗O2量＝NPRQ被氧化蛋白量（查表）（查表）

NP氧熱價(jià)耗O2量CO2產(chǎn)量蛋白產(chǎn)熱量NP耗O2量NP產(chǎn)熱量總產(chǎn)熱量22

耗O2量與CO2產(chǎn)量的測定：1、開放式（氣體分析法）：吸入氣為空氣，分析呼出氣中O2和CO2的容積百分比2、閉合式：在密閉能吸熱裝置中，氣泵給氧氣，呼出CO2由吸收劑吸收23（三）臨床上應(yīng)用的簡化測定法

通常將蛋白質(zhì)的消耗量忽略不計(jì)，只測定單位時(shí)間內(nèi)的耗O2量和CO2產(chǎn)量，計(jì)算呼吸商，按非蛋白呼吸商查表，得到對應(yīng)氧熱價(jià)，即可計(jì)算總產(chǎn)熱量。25另一更簡便方法是將非蛋白呼吸商定為0.82，氧熱價(jià)為20.20kJ，只需測定單位時(shí)間內(nèi)的耗氧量，便可按下式計(jì)算機(jī)體的產(chǎn)熱量：產(chǎn)熱＝20.20×耗氧量（KJ）26三、影響能量代謝的因素

（一）肌肉活動

肌肉活動對能量代謝的影響最為顯著。機(jī)體任何輕微的活動都可提高代謝率。劇烈運(yùn)動時(shí)其耗氧量可增加10～20倍。

勞動強(qiáng)度：單位時(shí)間內(nèi)機(jī)體的產(chǎn)熱量。（靜臥、踢球）29機(jī)體不同狀態(tài)時(shí)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(jī)槍躍進(jìn)42.39───────────────30（二）

精神活動

當(dāng)精神活動處于緊張狀態(tài)時(shí)，產(chǎn)熱量可顯著增加。這可能是由于無意識的肌緊張以及某些內(nèi)分泌激素（甲狀腺素等）釋放增加引起。31（三）食物的特殊動力作用

從進(jìn)食后一小時(shí)左右開始，延續(xù)到7～8小時(shí)左右，食物能使機(jī)體產(chǎn)生“額外”熱量的現(xiàn)象，稱為食物的特殊動力作用（specificdynamicaction）。蛋白質(zhì)“額外”增加的熱量約30％左右，糖或脂肪則可“額外”增加4％～6％的熱量，混合性食物為10％。其產(chǎn)生的機(jī)制尚不十分清楚，可能與肝臟處理蛋白分解產(chǎn)物時(shí)的額外能量消耗有關(guān)。32（四）環(huán)境溫度

安靜時(shí)20～30°C的環(huán)境中能量代謝最穩(wěn)定，低于20°C或高于30°C時(shí)都可使能量代謝增加。33四、基礎(chǔ)代謝

基礎(chǔ)代謝（basalmetabolism）：是指基礎(chǔ)狀態(tài)下的能量代謝?；A(chǔ)代謝率（basalmetabolicrate，BMR）：是指單位時(shí)間內(nèi)的基礎(chǔ)代謝，即在基礎(chǔ)狀態(tài)下，單位時(shí)間內(nèi)的能量代謝?；A(chǔ)狀態(tài)：指人體處在清醒而又非常安靜、不受肌肉活動、環(huán)境溫度、食物及精神緊張等因素的影響時(shí)的狀態(tài)。3435（一）基礎(chǔ)代謝率的衡量標(biāo)準(zhǔn)

基礎(chǔ)代謝率的單位：KJ/m2·h基礎(chǔ)代謝率的高低通常以同性別、同年齡組的平均值進(jìn)行比較。高于或低于對照組的10％～15％以內(nèi)，仍屬正常范圍；若高于或低于20％以上，則考慮為病態(tài)。其計(jì)算公式為：

受試者實(shí)測BMR值－同性別同年齡組平均值————————————————————×100％同性別同年齡組平均值36(二)測定基礎(chǔ)代謝率的意義

臨床測定BMR可幫助診斷某些代謝性疾病：＃甲亢時(shí)，BMR比正常值高25％～80％＃甲減時(shí)，BMR比正常值低20％～40％＃糖尿病、紅細(xì)胞增多癥、白血病、發(fā)熱BMR升高＃體溫每升高1°C，BMR升高約13％＃阿狄森氏病、腎病綜合征、腦垂體性肥胖、病理性饑餓BMR降低

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第二節(jié)體溫及其調(diào)節(jié)

一、體溫（一）表層（體表）體溫和深部（體核）體溫人體外周組織（皮膚、皮下組織和肌肉等）的溫度稱為表層溫度（shelltemperature）。機(jī)體深部（心、肺、腦和腹腔內(nèi)臟等）的溫度稱為深部溫度（coretemperature）。

38體溫（bodytemperature）:指機(jī)體深部的平均溫度。

腋溫36.0-37.4℃口腔溫36.7-37.7℃直腸溫36.9-37.9℃可信度：直腸溫＞口腔溫＞腋窩溫

臨床常用口溫和腋溫。測定腋溫時(shí)要注意夾緊體溫計(jì)和測量時(shí)間（約需10min）。39意義：體溫的相對恒定是機(jī)體新陳代謝和一切生命活動正常進(jìn)行的必需條件。

T＜22℃→心跳停止T＞43℃→酶變性而死亡T=27℃→低溫麻醉40（二）體溫的正常變動

1、晝夜周期：清晨2－6時(shí)體溫最低，午后1－6時(shí)最高，周期幅度一般不超過1°C，體溫的這種周期性波動稱為晝夜節(jié)律或日周期（circadianrhythm)。

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2、性別：男性體溫比女性體溫低0.3°C。女性體溫還隨月經(jīng)周期而變動。月經(jīng)期至排卵這段時(shí)間體溫較低，排卵日體溫最低，排卵后體溫回升至月經(jīng)前水平。孕激素及其代謝產(chǎn)物可能是引起體溫波動的主要因素。42女子基礎(chǔ)體溫變動曲線43

3、年齡：

兒童體溫較高，老年人體溫較低。新生兒（特別是早產(chǎn)兒）因體溫調(diào)節(jié)機(jī)制發(fā)育不完善，調(diào)節(jié)能力差，體溫易受環(huán)境溫度影響。

新生兒體溫＞成年人＞老年人444、肌肉活動：肌肉劇烈活動時(shí)，體溫可升1～2oC，此外，情緒激動、精神緊張、環(huán)境溫度變化以及進(jìn)食等均可影響體溫。（三）體溫相對恒定的生理學(xué)意義體溫相對恒定是維持正常代謝和生命活動的必要條件。

45二、體熱平衡（機(jī)體產(chǎn)熱與散熱）圖8-2體熱平衡模式熱輸出輻射傳導(dǎo)對流蒸發(fā)熱來源代謝環(huán)境4647（一）

產(chǎn)熱過程1、主要的產(chǎn)熱器官以及影響產(chǎn)熱的因素：

安靜狀態(tài)：主要產(chǎn)熱器官——內(nèi)臟，特別是肝臟

運(yùn)動或勞動:主要產(chǎn)熱器官——肌肉

影響產(chǎn)熱的主要因素:基礎(chǔ)代謝率，肌肉的收縮活動，內(nèi)分泌激素等。48492、機(jī)體的產(chǎn)熱形式戰(zhàn)栗產(chǎn)熱：骨骼肌不隨意的節(jié)律性收縮。屈肌和伸肌同時(shí)收縮，不作功，但產(chǎn)熱量很高。常有戰(zhàn)栗前肌緊張。非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱（代謝產(chǎn)熱）：以褐色脂肪組織（含豐富的線粒體，分布于腹股溝、腋窩等處）的產(chǎn)熱量最大。503、產(chǎn)熱的調(diào)節(jié)：甲狀腺激素分泌提高代謝率寒冷刺激兒茶酚胺增加產(chǎn)熱維持體溫肌緊張和寒戰(zhàn)寒戰(zhàn)（shivering）：是寒冷環(huán)境中最有效的產(chǎn)熱方式，可提高代謝率4－5倍。51（二）散熱過程

1、機(jī)體的散熱途徑與方式：散熱途徑：主要途徑是皮膚散熱，小部分熱量隨呼吸、尿和糞便等排泄物而發(fā)散。

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散熱部位：主：皮膚面積大與外界接觸血流豐富有汗腺次：呼出氣、尿、糞53散熱方式：1.物理散熱2.生理散熱541.物理散熱⑴輻射散熱：指體熱以熱射線形式傳給溫度較低的周圍環(huán)境中的散熱方式。

輻射散熱量的多少取決于

機(jī)體的有效輻射面積皮膚與環(huán)境的溫度差55⑵傳導(dǎo)散熱：指體熱直接傳給與機(jī)體相接觸的低溫物體的散熱方式。散熱量與物體的導(dǎo)熱有關(guān)。56⑶對流散熱：指體熱憑借空氣流動交換熱量的散熱方式。對流散熱是傳導(dǎo)散熱的一種特殊形式，受風(fēng)速影響。

57⑷蒸發(fā)散熱：（不感蒸發(fā)和可感蒸發(fā)）指體液的水分在皮膚和粘膜表面由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，同時(shí)帶走大量熱量的散熱方式。

58當(dāng)氣溫≥體溫時(shí)，蒸發(fā)是唯一的散熱途徑

不感蒸發(fā)（insensibleperspiration、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。不感蒸發(fā)是持續(xù)進(jìn)行的。人體不感蒸發(fā)量約1000ml/日。∴臨床上給病人補(bǔ)液時(shí)應(yīng)考慮到由不感蒸發(fā)丟失的體液量。

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2.生理散熱（1）皮膚血管運(yùn)動（2）發(fā)汗（sweating）：

（可感蒸發(fā)sensibleperspiration）指通過汗腺的主動分泌，汗液在皮膚表面形成明顯的汗滴而蒸發(fā)。

人在安靜狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到30℃左右時(shí)，便開始發(fā)汗；如果空氣濕度大、衣著又多時(shí)，氣溫達(dá)25℃便可發(fā)汗；機(jī)體活動時(shí)，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(shí)間內(nèi)發(fā)汗量可達(dá)1.5L/h。

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汗液：

水分：＞99％∵汗液流經(jīng)汗腺排出管的起始部時(shí)，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(jī)體大量出汗可造成高滲性脫水，要補(bǔ)充大量的水份和適量的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(zhì)61散熱方式:

(1)輻射(radiation)（2）傳導(dǎo)(conduction)（3）對流(convection)（4）蒸發(fā)(evaporation)

（不感蒸發(fā)和發(fā)汗）62

皮膚散熱方式對流(15%)蒸發(fā)(22%)傳導(dǎo)(3%)輻射(60%)63降溫措施：

（1）冰囊、冰帽：增加傳導(dǎo)散熱

（2）通氣、減衣：增加對流散熱

（3）酒精擦?。涸黾诱舭l(fā)散熱

642、散熱的調(diào)節(jié)（1）循環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)反應(yīng)：寒冷時(shí)，交感神經(jīng)緊張度加強(qiáng)，皮膚小動脈收縮，動－靜脈吻合支關(guān)閉，皮膚血流量減少，皮膚溫度下降，散熱量減少。炎熱時(shí)，支配皮膚的交感神經(jīng)緊張度下降，小動脈舒張，動－靜脈吻合支開放，皮膚血流量增加，散熱量增加。65

寒冷環(huán)境炎熱環(huán)境

體熱模式66（2）發(fā)汗：

溫?zé)嵝园l(fā)汗：在溫?zé)岘h(huán)境下引起全身各部位的小汗腺分泌汗液。生理意義——散熱發(fā)汗的多少受環(huán)境溫度，勞動強(qiáng)度、空氣濕度、風(fēng)速和汗腺數(shù)目及功能狀態(tài)的影響。

精神性發(fā)汗：精神緊張或情緒激動而引起的發(fā)汗，主要見于掌心、

腳底和腋窩，其散熱作用不大。67發(fā)汗的調(diào)節(jié)

溫?zé)嵝园l(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?zé)岽碳で榫w激動或精神緊張意義加強(qiáng)散熱，對體溫調(diào)節(jié)有重要作用。與體溫調(diào)節(jié)無關(guān)，可能與濕潤手掌和足跖，增加摩擦力有關(guān)。68三、體溫調(diào)節(jié)人體體溫調(diào)節(jié)：（1）行為性體溫調(diào)節(jié)：由大腦皮質(zhì)控制（2）自主性體溫調(diào)節(jié)：由下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞控制。（一）溫度感受器

外周溫度感受器：位于皮膚、粘膜和內(nèi)臟

中樞溫度感受器：位于脊髓、延髓、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和下丘腦視前區(qū)－－下丘腦前部（preopticanteriorhypothalamus，PO/AH）存在熱敏神經(jīng)元