《人體解剖學》能量代謝與體溫調(diào)節(jié)

《人體解剖學》能量代謝與體溫調(diào)節(jié)第一頁，共56頁。人體內(nèi)作為能源的糖主要是糖原和葡萄糖，糖原是糖的貯存形式，在肝臟和肌肉中含量最多，而葡萄糖是糖的運輸形式，兩者均可氧化而釋放能量，每克葡萄糖在體內(nèi)完全氧化時，可釋放能量約17KJ。

糖也是組成人體的重要成分之一，約占人體干重的2%。2第二頁，共56頁。血糖是指血液中的葡萄糖，其他各種糖類，如果糖、雙糖、多糖都只有轉(zhuǎn)化為葡萄糖進入血液之后才能稱為血糖。正常人體的血糖濃度處于動態(tài)平衡，一旦平衡被破壞，如血糖異常升高，就會出現(xiàn)糖尿病。

血糖中的葡萄糖（血糖）的來源是食物，體內(nèi)儲藏的糖原（肝糖原）再分解和蛋白質(zhì)、脂肪通過糖異生作用變成葡萄糖。

一般來說，我們體內(nèi)的糖原儲備是有限的，10個小時左右肝糖原就會耗盡。但機體一刻也離不開血糖，特別是腦細胞與血細胞本身沒有糖原儲備，一旦得不到血糖供應，就會出現(xiàn)腦功能障礙，如表現(xiàn)為瞌睡、頭暈等，此時體內(nèi)的蛋白質(zhì)和脂肪就會被動員起來補充。

3第三頁，共56頁。二、脂肪及其主要生理功能

1、脂肪是生物體內(nèi)儲存能量的物質(zhì)并供給能量1克脂肪在體內(nèi)分解成二氧化碳和水并產(chǎn)生38KJ（9Kcal）能量，比1克蛋白質(zhì)或1克碳水化合物高一倍多。另外提供必需脂肪酸2.構成一些重要生理物質(zhì)，脂肪是生命的物質(zhì)基礎是人體內(nèi)的三大組成部分(蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物)之一。3.維持體溫和保護內(nèi)臟、緩沖外界壓力皮下脂肪可防止體溫過多向外散失，減少身體熱量散失,維持體溫恒定。也可阻止外界熱能傳導到體內(nèi)，有維持正常體溫的作用。內(nèi)臟器官周圍的脂肪墊有緩沖外力沖擊保護內(nèi)臟的作用。減少內(nèi)部器官之間的摩擦。4第四頁，共56頁。類脂：食物中有一類在理化性質(zhì)上與脂肪類似的物質(zhì)，稱為類脂，有磷脂和膽固醇磷脂構成細胞膜的類脂層，還有線粒體、高爾基體等細胞內(nèi)膜的主要成分。

膽固醇又是合成膽汁酸、維生素D3和類固醇激素的原料。5第五頁，共56頁。三、蛋白質(zhì)及其主要生理功能（一）蛋白質(zhì)的營養(yǎng)意義1.蛋白質(zhì)是機體組織的重要組成成分，人體中的蛋白質(zhì)的含量要占體重的16-19%每日約3%的蛋白質(zhì)參與機體的代謝。2.構成機體內(nèi)多種具有重要生理作用的物質(zhì)，如：在代謝過程中，具有催化和調(diào)節(jié)作用的酶和激素，運輸氧氣的血紅蛋白和免疫作用的抗體，肌肉纖維蛋白，膠原蛋白等3.維持體內(nèi)的酸堿平衡4.參與機體的能量代謝，人體每日消耗的能量有部分來自蛋白質(zhì)。6第六頁，共56頁。（二）.氮平衡蛋白質(zhì)在消化道內(nèi)被分解為氨基酸和小分子短肽，并被吸收，大部分用于合成組織蛋白，以供運動后被損肌肉組織的修復和生長，部分用于合成各種功能蛋白和蛋白質(zhì)以外的含氮化合物，在一定的時間內(nèi)，攝入的氮量和排出的氮量之間的關系，就稱之為“氮平衡”用以衡量人體蛋白質(zhì)的需要量和評價人體肌肉蛋白質(zhì)的狀況。7第七頁，共56頁。氮平衡有三種情況：氮平衡:在一定的時間內(nèi)，攝入的氮量與排出的氮量相等。則表示人體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成與分解處在平衡狀態(tài)。正氮平衡:攝入氮量大于排出氮量，蛋白質(zhì)的合成大于分解量，運動后被破壞的肌肉纖維就會迅速修復、增長。肌肉處于消減狀態(tài)。負氮平衡：攝入的氮量小于排除的氮量，蛋白質(zhì)的合成小于分解，此時人體的肌肉蛋白為保證機體活動進行分解供能。8第八頁，共56頁。（三）氨基酸人體內(nèi)蛋白質(zhì)由20余種氨基酸按不同組合構成。人體通過食入蛋白質(zhì)以獲取合成機體蛋白質(zhì)所需的各種氨基酸。1.必需氨基酸:人體不能合成或合成速度遠不能滿足機體的需要,必須從膳食或運動營養(yǎng)品補充,這些氨基酸稱為“必需氨基酸”。人體必需氨基酸8種:亮氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸。2.非必需氨基酸:非必需氨基酸并非體內(nèi)蛋白質(zhì)合成不需要,而是人體內(nèi)可以合成,當總氮量不足時,體內(nèi)合成非必需氨基酸會受限制,從而制約人體蛋白蛋的合成。9第九頁，共56頁。（四）蛋白質(zhì)的生物價值和互補作用不同食物來源的蛋白質(zhì)其營養(yǎng)價值不同，取決于該蛋白質(zhì)中必需氨基酸的含量與比值。當必需氨基酸的含量與比值接近人體組織蛋白質(zhì)氨基酸的組成和比值時，其利用率高，營養(yǎng)價值就大。但是有些蛋白質(zhì)，因一種或幾種必需氨基酸的含量過低或過高，比值與人體組織不接近，則利用率低，生物學價值低。若將幾種生物學價值較低的食物蛋白質(zhì)混合食用，則混合后蛋白質(zhì)的總體生物學價值就能大大提高，這種效果就稱蛋白質(zhì)的互補作用。10第十頁，共56頁。四、維生素維生素又名維他命，通俗來講，即維持生命的元素，是維持人體生命活動必須的一類有機物質(zhì)，也是保持人體健康的重要活性物質(zhì)。11第十一頁，共56頁。（一）水溶性維生素維生素B1，硫胺素。是葡萄糖氧化代謝過程的一種輔酶。在生物體內(nèi)通常以硫胺焦磷酸鹽（TPP）的形式存在。多存在于酵母、谷物、肝臟、大豆、肉類。它的生理功能是能增進食欲，維持神經(jīng)正常活動等，缺少它會得腳氣病、神經(jīng)性皮炎等12第十二頁，共56頁。維生素B2，核黃素，主要構成一些氧化還原酶的輔酶，是組織細胞中多種物質(zhì)氧化過程所必需。多存在于酵母、肝臟、蔬菜、蛋類。人體缺少它易患口腔炎、皮炎、微血管增生癥等13第十三頁，共56頁。維生素PP,包括煙酸和煙酰胺，為輔酶，在生物氧化中起著遞氫的作用。糖、脂肪及蛋白質(zhì)代謝中均需要此類輔酶參加。人體每日需約20毫克。人缺乏此種維生素時，表現(xiàn)為神經(jīng)營養(yǎng)障礙，初時全身乏力，以后在兩手、兩頰、左右額及其他裸露部位出現(xiàn)對稱性皮炎。14第十四頁，共56頁。

維生素B12，即抗惡性貧血維生素,又稱鈷胺素,含有金屬元素鈷，是維生素中唯一含有金屬元素的，促進維生素A在肝中的貯存；促進紅細胞發(fā)育成熟和機體代謝。多存在于肝臟、魚肉、肉類、蛋類。缺乏維生素B12時會發(fā)生惡性貧血15第十五頁，共56頁。維生素C，抗壞血酸，主要功能是幫助人體完成氧化還原反應，提高人體滅菌能力和解毒能力。維生素C在促進腦細胞結構的堅固、防止腦細胞結構松弛與緊縮方面起著相當大的作用，并能防止輸送養(yǎng)料的神經(jīng)細管堵塞、變細、弛緩。多存在于新鮮蔬菜、水果。缺乏會引起壞血病，抵抗力下降16第十六頁，共56頁。（二）脂溶性維生素維生素A，抗干眼病維生素，亦稱美容維生素，維生素A（包括胡蘿卜素）主要是生理功能包括1.維持視覺2.促進生長發(fā)育

3.維持上皮結構的完整與健全維生素A可以調(diào)節(jié)上皮組織細胞的生長，維持上皮組織的正常形態(tài)與功能。保持皮膚濕潤，防止皮膚黏膜干燥角質(zhì)化，不易受細菌傷害。

4.加強免疫能力維生素A有助于維持免疫系統(tǒng)功能正常，能加強對傳染病特別是呼吸道感染及寄生蟲感染的身體抵抗力；有助于對肺氣腫、甲狀腺機能亢進癥的治療。缺乏會引起夜盲癥，角膜干燥癥，皮膚干燥，脫屑

17第十七頁，共56頁。維生素D，與動物骨骼的鈣化有關,故又稱為鈣化醇。它具有抗佝僂病的作用，在動物的肝、奶及蛋黃中含量較多，尤以魚肝油含量最豐富。多存在于魚肝油、蛋黃、乳制品、酵母。缺乏會引起兒童的佝僂病，成人的骨質(zhì)疏松癥

18第十八頁，共56頁。維生素E，生育酚主要有α、β、γ、δ四種，維生素E是人體內(nèi)優(yōu)良的抗氧化劑，人體缺少它，男女都不能生育，嚴重者會患肌肉萎縮癥、神經(jīng)麻木癥等。多存在于雞蛋、肝臟、魚類、植物油。

19第十九頁，共56頁。維生素K，萘醌類，是一系列萘醌的衍生物的統(tǒng)稱，主要有天然的來自植物的維生素K1、來自動物的維生素K2以及人工合成的維生素K3和維生素K4。維生素K和肝臟合成四種凝血因子(凝血酶原、凝血因子Ⅶ，Ⅸ及Ⅹ）密切相關，又被稱為凝血維生素。多存在于菠菜、苜蓿、白菜、肝臟。20第二十頁，共56頁。五、無機鹽（一）鈉、鉀、氯（二）鈣、鎂、磷鈣是骨骼、牙齒的重要組成部分。缺鈣可導致骨軟化病、骨質(zhì)疏松癥等，鎂是維持骨細胞結構和功能所必需的元素。磷是構成骨骼及牙齒的重要組成部分。21第二十一頁，共56頁。（三）鐵鐵是人體內(nèi)含量最多的元素，鐵與人體的生命及其健康有密切的關系。缺鐵會導致缺鐵性貧血、免疫力下降。（四）碘是甲狀腺激素的組成部分。缺碘會導致呆小癥、兒童及成人甲狀腺腫、甲狀腺功能亢進等。（五）微量元素22第二十二頁，共56頁。第二節(jié)能量代謝

能量代謝:指體內(nèi)物質(zhì)代謝過程中所伴隨的能量釋放、轉(zhuǎn)移、貯存和利用。一、能量的來源與利用(一)能量來源1.糖:主要(70％以上)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，均可導致意識障礙、昏迷以及抽搐。2.脂肪：次之(30％)3.蛋白質(zhì)：很少(長期饑餓或極度消耗時，才成為主要能量來源)。23第二十三頁，共56頁。

（二）、ATP與能量代謝24第二十四頁，共56頁。能源物質(zhì)釋放的能量有50%轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?5第二十五頁，共56頁。二、能量代謝的測定原理與方法(一)能量代謝測定的基本原理機體的能量代謝也遵循“能量守恒定律”因此，測定機體在單位時間內(nèi)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(nèi)能量代謝的量，即能量代謝率。26第二十六頁，共56頁。（二）、能量代謝的測定方法

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。2.間接測熱法：測定被試者單位時間內(nèi)O2耗量和CO2產(chǎn)生量,計算出呼吸商,再從表中查出在該呼吸商時的氧熱價,再乘以單位時間內(nèi)O2耗量

27第二十七頁，共56頁。

間接測熱法原理：是利用“定比定律”，測算出一定時間內(nèi)氧化的糖、脂肪和蛋白質(zhì)各有多少，再計算出它們所釋放出的熱量。為此，必須先了解與其相關的幾個概念：食物的熱價、氧熱價和呼吸商。

28第二十八頁，共56頁。（一）.食物的熱價:1ｇ食物在氧化時所釋放出來的熱量，稱為食物的熱價。物理熱價：指食物在體外燃燒時釋放的熱量。生物熱價：指在體內(nèi)氧化時所產(chǎn)生的熱量。糖與脂肪：物理熱價＝生理熱價蛋白質(zhì)：物理熱價＞生理熱價（∵蛋白質(zhì)在體內(nèi)不能被徹底氧化分解，有一部分以尿素的形式由尿中排泄）。

29第二十九頁，共56頁。（二）.氧熱價：某種食物氧化時,每消耗1L氧所產(chǎn)生的熱量稱為該種食物的氧熱價。30第三十頁，共56頁。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大。

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)──────────────────────────────31第三十一頁，共56頁。(二)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(chǎn)熱量一般不超過4%。但精神處于緊張狀態(tài)(煩躁、恐懼、情緒激動等)時，由于會導致無意識的肌肉緊張性增強、交感神經(jīng)興奮及促進代謝的內(nèi)分泌激素釋放增多等原因，產(chǎn)熱量可顯著增加。32第三十二頁，共56頁。(三)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(zhì)的食物特殊動力效應不同，進食蛋白質(zhì)時產(chǎn)熱量增加30％，混合性食物增加10％，糖和脂肪增加4～6％。

33第三十三頁，共56頁。(四)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。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。

34第三十四頁，共56頁。四、基礎代謝(一)概念

：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)：

①清晨空腹，即禁食12～14h，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20-25℃，排除環(huán)境溫度的影響。(BMR)：單位時間內(nèi)的基礎代謝。35第三十五頁，共56頁。(二)BMR的測定和正常值

:(通常采用簡易法)

、氧熱價為20.20KJ。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＝20.195×耗氧量/體表面積⑤對照表7-4的BMR平均值,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%36第三十六頁，共56頁。第二節(jié)體溫調(diào)節(jié)概念：指身體深部的平均溫度，即體核溫度。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。37第三十七頁，共56頁。一、正常體溫及生理變動（一）正常體溫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：約比直腸低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）。38第三十八頁，共56頁。（二）體溫的生理變動正常人的體溫可因晝夜、性別、年齡和機體的活動等而有所變動。人的體溫在一晝夜中呈現(xiàn)周期性波動，稱為體溫的晝夜節(jié)律。一般是清晨2～6h時最低，下午1～6h最高，波動幅度一般不超過1℃。

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。39第三十九頁，共56頁。

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（約1℃）。

40第四十頁，共56頁。

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。41第四十一頁，共56頁。

●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?！袢砺樽頃r，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。42第四十二頁，共56頁。二、機體的產(chǎn)熱和散熱

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。43第四十三頁，共56頁。(一)產(chǎn)熱：

安靜狀態(tài)，主要產(chǎn)熱器官是內(nèi)臟（尤其肝臟，其次是腦）?；顒訝顟B(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。44第四十四頁，共56頁。

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(zhuǎn)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%）。45第四十五頁，共56頁。

(二)散熱

：主：皮膚面積大與外界接觸血流豐富有汗腺次：肺、尿、糞

：當外界氣溫＜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＞皮膚溫度時，機體的散熱是依靠蒸發(fā)方式散熱。

46第四十六頁，共56頁。機體散熱方式:

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

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47第四十七頁，共56頁。

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。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48第四十八頁，共56頁。⑶對流散熱：

指體熱憑借空氣流動交換熱量的散熱方式。對流散熱是傳導散熱的一種特殊形式。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。49第四十九頁，共56頁。

⑷蒸發(fā)散熱：（分不感蒸發(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)，同時帶走大量熱量的散熱方式。

每1.0ｇ水蒸發(fā)可帶走熱量2.44KJ。

當氣溫≥體溫時，蒸發(fā)是唯一的散熱途徑

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。不感蒸發(fā)是持續(xù)進行的。人體不感蒸發(fā)量約1000ml/日（皮膚約占2/3,肺占1/3）?！?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。

50第五十頁，共56頁。

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(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1.5L/h。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。51第五十一頁，共56頁。三、體溫調(diào)節(jié)(自主性、行為性）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