能量與體溫課件

本周四、五下午討論課具體安排時間：周四13：00-16：30周五13：30-17：00地點：新生物樓311會議室內(nèi)容：①讀書報告（約2小時）②討論（約1小時）下課時請每位同學(xué)提交1-3個關(guān)于實驗方面的問題，并在紙上注明你的或助教的姓名。謝謝！能量代謝和體溫調(diào)節(jié)

1 能量代謝

2 體溫調(diào)節(jié)

發(fā)熱（不做要求）

1 能量代謝

新陳代謝：物質(zhì)代謝+能量代謝

能量輸入=能量輸出+能量貯存食物(糖，蛋白質(zhì)，脂肪)生物氧化H2O+CO2+含N廢物+能量熱能…+機(jī)械能+熱能

化學(xué)能食物(糖，蛋白質(zhì)，脂肪)生物氧化H2O+CO2+含N廢物+能量熱能…+機(jī)械能+熱能

化學(xué)能

熱價(P205)/氧熱價(P208)

呼吸商(P205)

1 能量代謝

代謝率：單位時間內(nèi)人或動物釋放的全部能量。

基礎(chǔ)代謝率：12h禁食，室溫20℃，靜臥(清醒)，不進(jìn)行腦力和體力活動…

所消耗的能量全部轉(zhuǎn)化為熱能。

直接測熱法

間接測熱法：根據(jù)動物的耗氧量、二氧化碳產(chǎn)量和尿氮排泄量推算代謝物質(zhì)的成分、數(shù)量或耗氧量，再計算出總產(chǎn)熱量。

非蛋白質(zhì)呼吸商

(p207,圖9-6)

1 能量代謝

不同動物的基礎(chǔ)代謝率(單位體重或單位體表面積；p208,表9-1)

影響代謝率因素：年齡、性別、肌肉活動和某些激素(如Adr或T3/T4)等(p209,表9-2)。

食物的特殊動力作用(p209)：每一類食物在體內(nèi)代謝時都引起機(jī)體額外產(chǎn)生一定數(shù)量的熱。蛋白質(zhì)為25-30%，糖和脂肪為4-6%。

單位體重耗氧量：隨動物體重增加而減少(

p211,圖9-9)。

2體溫調(diào)節(jié)一、不同體溫調(diào)節(jié)能力的動物

恒溫動物(homeothermic)：調(diào)節(jié)體內(nèi)生理過程，維持比較恒定的體溫。

變溫動物(poikilothermic)：冷血動物，可以通過行為調(diào)節(jié)體溫。

異溫動物(heterothermic)：介于變溫和恒溫動物之間；非冬眠季節(jié)能維持恒定的體溫，冬眠后體溫在環(huán)境溫度之上約2℃…

2 體溫調(diào)節(jié)二、恒溫動物的產(chǎn)熱機(jī)制①安靜時：內(nèi)臟(50%)、肌肉(20%)、腦；②增加產(chǎn)熱：肌肉(戰(zhàn)栗－反射活動)、其它組織(如脂肪、肝等)；③褐色脂肪(brownfat)：分布于(嬰兒)頸部、肩部等處。氧化就在脂肪細(xì)胞內(nèi)(含大量脂滴和線粒體)；血液供給豐富；故可大量、迅速產(chǎn)熱。(自馮志強(qiáng)“生理學(xué)”)

2 體溫調(diào)節(jié)三、恒溫動物的散熱機(jī)制(1)①物理方法：輻射，對流，蒸發(fā)，傳導(dǎo)；周圍溫度接近體溫時，只能靠蒸發(fā)。②通過調(diào)節(jié)皮膚血管的流量(反射活動)來改變皮膚溫度(調(diào)節(jié)體溫的主要方式)。③高溫環(huán)境下，汗腺分泌(反射活動)，并通過汗水的蒸發(fā)帶走大量的熱。

2 體溫調(diào)節(jié)三、恒溫動物的散熱機(jī)制(2)

出汗的調(diào)節(jié)：

(體溫調(diào)節(jié)中樞)下丘腦

汗腺

交感神經(jīng)(Ach)

汗液的成分：水、NaCl、尿素等。

流經(jīng)自身的血液溫度(

)皮膚感受器

神經(jīng)系統(tǒng)

中樞

脊髓:

前角與前根(運動)；

后角與后根(感覺)。腦(p322表13-3):

延腦、腦橋、小腦、中腦、間腦和端(大)腦

外周(腦、脊神經(jīng))傳入(感覺)+傳出(運動)

內(nèi)臟神經(jīng)(交感和副交感神經(jīng))+軀體神經(jīng)

植物性神經(jīng)(自主神經(jīng))系統(tǒng)

2 體溫調(diào)節(jié)四、體溫調(diào)節(jié)中樞(1)

溫度敏感神經(jīng)元(temperaturesensitiveneuron,

TSN)

：冷敏神經(jīng)元(CSN，<10％)，熱敏神經(jīng)元(WSN，約30％)。下丘腦除接受自身TSN的信息外，還接受身體其它部位溫度感受器的信號，整合后調(diào)節(jié)產(chǎn)熱和散熱(p217，圖9-18)。體溫的神經(jīng)調(diào)節(jié)(回路)

(自Eckert“AnimalPhysiology”)外周下丘腦抑制性中間神經(jīng)元脊髓下丘腦調(diào)控內(nèi)分泌功能的三種方式

(自Martinietal,“FundamentalsofAnatomy&Physiology”)下丘腦與垂體腺垂體激素

(多肽或蛋白質(zhì)；p246表11-1)促甲狀腺素(TSH)促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)卵泡刺激素(FSH):促精子生成及卵泡成熟黃體生成素(LH):促雌激素、孕激素和雄激素分泌…生長激素(GH):刺激蛋白質(zhì)合成和組織生長…催乳素(PRL)黑色細(xì)胞刺激素(MSH)下丘腦激素(多肽；p249表11-2)促甲狀腺素釋放激素(TRH)促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(CRH)促性腺激素釋放激素(GnRH)生長激素釋放激素(GHRH)生長激素釋放抑制激素(GIH)催乳素釋放抑制激素黑色細(xì)胞刺激素釋放抑制激素室旁核視上核垂體前葉分泌細(xì)胞垂體后葉激素分泌的負(fù)反饋調(diào)節(jié)

(自Martinietal,“FundamentalsofAnatomy&Physiology”)促性腺激素釋放激素孕激素雌激素雄激素長反饋短反饋下丘腦垂體內(nèi)分泌腺靶細(xì)胞甲狀腺研究一個腺體的內(nèi)分泌機(jī)能

①切除腺體

機(jī)能減退；②切除后再移植腺體(或注射腺體提取物)

機(jī)能代償；③正常機(jī)體移植腺體

機(jī)能亢進(jìn)；④存在于流出腺體的靜脈血中；⑤分離、提純，確定分泌物結(jié)構(gòu)；⑥人工合成并用于治療。甲狀腺地方性甲狀腺腫呆小病甲狀腺激素的生理作用

①調(diào)節(jié)代謝水平(增加產(chǎn)熱)；

對基礎(chǔ)代謝率(BMR)的調(diào)節(jié):

寒冷

(下丘腦)TRH

(腺垂體)TSH

(甲狀腺)T3/T4

BMR

②促進(jìn)生長、發(fā)育。甲狀旁腺(自Martinietal,“FundamentalsofAnatomy&Physiology”)甲狀腺

(自Martinietal,“FundamentalsofAnatomy&Physiology”)甲狀腺球蛋白濾泡甲狀腺

甲狀腺機(jī)能的調(diào)節(jié)

①(腺垂體)促甲狀腺素(TSH)控制甲狀腺生長、碘攝取、甲狀腺素(T3/T4)的合成與分泌等。②T3/T4的濃度對TSH的分泌起負(fù)反饋作用。③(下丘腦)促甲狀腺素釋放激素(TRH)作用于腺垂體，使之產(chǎn)生TSH。熱環(huán)境下的體溫調(diào)節(jié)(自馮志強(qiáng)“生理學(xué)”)冷環(huán)境下的體溫調(diào)節(jié)(自馮志強(qiáng)“生理學(xué)”)

2 體溫調(diào)節(jié)四、體溫調(diào)節(jié)中樞(2)

調(diào)定點學(xué)說(set-pointhypotheses)：下丘腦存在調(diào)定點機(jī)制。有確定的調(diào)定點數(shù)值；體溫偏離

反饋信息至調(diào)節(jié)中樞

調(diào)整產(chǎn)熱或散熱

體溫達(dá)到調(diào)定點(p218，圖9-19)。可以較好地解釋發(fā)熱現(xiàn)象等(提高調(diào)定點)。

冬眠動物HibernationProteins:PreparingforLifeintheFreezer(fromNoriakiKondoetal;Cell,125:161–172)幾種傳感器

發(fā)熱一、發(fā)熱的研究手段二、腦溫和體溫一只攜帶腦溫測定傳感器的動物

(MiniMitter公司，1995)transmitter型號及其它特性

型號 VM-FH XM-FH 適合動物 Rats Mice 直徑 12mm 9mm 長度 19mm 15mm 重量(包埋前/后)2.2/(2.9~3.2)g1.05/(1.5~1.8)溫度范圍 15~45℃ 15~45℃ 溫度敏感性 0.1℃ 0.1℃ Cage大小 24×33cm20×30cm 電池型號 S-13 S-319 電池壽命(37