能量代謝與體溫

能量代謝與體溫第一節(jié)體溫的基本概念一、機體的正常體溫及其相對穩(wěn)定的意義體溫：人和高等動物機體都有一定的溫度,即體溫。2.變溫動物：無脊椎動物及低等脊椎動物(爬行、兩棲和魚類)沒有完善的體溫調節(jié)機制，它們的體溫隨著環(huán)境溫度或接受太陽輻射的多寡而發(fā)生改變，稱為變溫動物。3.恒溫動物：

鳥類和哺乳類、尤其是人類的體溫調節(jié)機制完善，在不同環(huán)境溫度下，都能保持體溫相對穩(wěn)定，稱為恒溫動物。

恒定體溫的意義使機體的新陳代謝和各器官系統(tǒng)的功能活動持續(xù)穩(wěn)定地保持在較高的水平上，這樣就增強了機體適應環(huán)境的能力。第2頁,共41頁，2024年2月25日，星期天二、體溫的分類1.深部體溫

機體深部溫度是相對穩(wěn)定而又均勻的。但是，由于代謝水平不同，各個內臟器官的溫度也略有差異。理論上，體溫是指機體深部的血液溫度，它可代表身體內部器官溫度的平均值。通常測定腋窩、口腔或直腸的溫度來代表體溫。直腸溫度：36.9-37.9℃；口腔溫度：36.7-37.7℃；腋窩溫度：36.0-37.4℃，測量腋窩溫度是，腋窩不得有汗，上臂緊貼胸廓，是腋窩形成密閉的腔，測定時間10min。2.表層體溫

機體表層溫度要低于深部溫度，而且由里及表存在著明顯的溫度梯度。體表的最外層，即皮膚表面，其溫度稱為皮膚溫。機體各部位的皮膚溫差很大。頭部皮膚溫度的變動相對比較少。

皮膚溫度與局部血流量關系密切，寒冷環(huán)境中，皮膚血管收縮，皮膚血流量減少，皮膚溫度下降，防止體熱散失；炎熱環(huán)境中，皮膚血管舒張，皮膚血流量增加，皮膚溫度上升，促進散熱；情緒激動時，血管緊張度增加，皮膚溫度降低，特別是手的皮膚溫度降低。第3頁,共41頁，2024年2月25日，星期天第4頁,共41頁，2024年2月25日，星期天三.體溫的生理波動

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。

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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。

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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7頁,共41頁，2024年2月25日，星期天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。第8頁,共41頁，2024年2月25日，星期天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9頁,共41頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)機體的熱平衡一.能量代謝與產(chǎn)熱

1.能量代謝

(1)定義:身體熱量的來源主要來自體內三大營養(yǎng)物質代謝過程。生物體內物質代謝過程中所伴隨的能量釋放、轉移和利用，稱為能量代謝。

(2)能量的來源:

糖、蛋白質、脂肪

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10頁,共41頁，2024年2月25日，星期天2.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11頁,共41頁，2024年2月25日，星期天3、基礎狀態(tài)

人體在18～25℃室溫下，空腹、平臥并處于清醒、安靜狀態(tài)為基礎狀態(tài)?；A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12頁,共41頁，2024年2月25日，星期天4、基礎代謝(BM)

在基礎狀態(tài)下，此時，維持心跳、呼吸等基本生命活動所必需的最低能量代謝，稱基礎代謝(BM)。其數(shù)值與性別、年齡、身高、體重、健康狀況有關。5.基礎代謝率(BMR):

機體每小時,每平方米體表面積散發(fā)的熱量(KJ/h.m2)，即單位時間內的能量代謝.

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%.第13頁,共41頁，2024年2月25日，星期天二、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14頁,共41頁，2024年2月25日，星期天2.食物的特殊動力效應

人進食后一段時間內(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15頁,共41頁，2024年2月25日，星期天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16頁,共41頁，2024年2月25日，星期天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.

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三、散熱過程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(chǎn)熱和散熱過程達到動態(tài)平衡的結果。第18頁,共41頁，2024年2月25日，星期天

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＜低于人體表層溫度時(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＝接近或＞高于皮膚溫度時(30℃以上)，機體的散熱是依靠蒸發(fā)方式散熱。第19頁,共41頁，2024年2月25日，星期天

機體散熱方式有以下幾種:

⑴輻射散熱（radiation），指機體以發(fā)射紅外線的方式來散熱。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。人在安靜狀態(tài)下，此種散熱量最大，占總散熱量的60%。

機體的有效輻射面積皮膚與環(huán)境的溫度差第20頁,共41頁，2024年2月25日，星期天⑵傳導散熱(conduction)：

定義:機體通過傳遞分子動能的方式散發(fā)熱量。（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21頁,共41頁，2024年2月25日，星期天⑶對流散熱(convection)：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）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22頁,共41頁，2024年2月25日，星期天

⑷蒸發(fā)散熱(evaporation)：（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)：是指無論外界環(huán)境溫度高或低，人體的皮膚角質層和粘膜不斷滲出水分，且在未形成明顯水滴前，即已汽化。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。

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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，短時間內發(fā)汗量可達1.6L/h。如全部蒸發(fā)可帶走3600KJ熱量?！甙l(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24頁,共41頁，2024年2月25日，星期天臨床上高燒病人:

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.

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第三節(jié)體溫調節(jié)體溫的相對穩(wěn)定，是通過許多與體溫調節(jié)有關的生理功能，相互協(xié)調，達到產(chǎn)熱和散熱相對平衡而實現(xiàn)的。體溫調節(jié)中樞位于下丘腦。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，還能引起體溫調節(jié)反應。

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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27頁,共41頁，2024年2月25日，星期天二.體溫調節(jié)中樞

(一)下丘腦的體溫調節(jié)中樞

雖然從脊髓到大腦皮層的整個CNS中都存在調節(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:調節(jié)體溫的基本中樞位于下丘腦。第28頁,共41頁，2024年2月25日，星期天

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節(jié)機體代謝汗液分泌

調節(jié)產(chǎn)熱,散熱,使之達平衡,體溫維持正常.

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(二)調定點學說及體溫調節(jié)過程1.調定點學說:體溫調節(jié)機制:體溫如何維持在37℃?提出了“調定點”學說:即體溫調節(jié)類似恒溫器的調節(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“調定點”的作用.“調定點”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30頁,共41頁，2024年2月25日，星期天當體溫高于37℃→調定點血液溫度↑(超過37℃,下丘腦局部溫度↑)→調定點中熱敏神經(jīng)元活動↑散熱↑冷敏神經(jīng)元活動↓產(chǎn)熱↓體溫下降至37℃.當體溫低于37℃→調定點血液溫度↓(低于37℃,下丘腦局部溫度↓)→調定點中熱敏神經(jīng)元活動↓產(chǎn)熱↑冷敏神經(jīng)元活動↑散熱↓體溫升高至37℃.第31頁,共41頁，2024年2月25日，星期天正常情況下,調定點的變動范圍窄,可因生活,活動,病理反應發(fā)生變化.

細菌感染導致發(fā)熱:致熱原→熱敏神經(jīng)元,冷敏神經(jīng)元→調定點閾值↑(38℃),產(chǎn)熱,散熱在較高水平上達平衡.體溫從37℃升高到38℃病人發(fā)冷顫抖,發(fā)熱可持續(xù)一周.可用解熱鎮(zhèn)痛藥治療,使調定點溫度下降,體溫恢復正常.第32頁,共41頁，2024年2月25日，星期天三.體溫異常

人體體溫調節(jié)能力有一定限度,當環(huán)境溫度長久劇烈變化或機體調節(jié)發(fā)生障礙,產(chǎn)熱,散熱不能保持平衡出現(xiàn)體溫異常.(一)中暑和發(fā)熱

1.中暑高溫或炎熱夏天→產(chǎn)生大量體熱,不能散發(fā)→體熱蓄積,體溫失調而產(chǎn)生中暑.表現(xiàn):體溫升高可達40℃,頭痛,頭昏,脈搏細弱,血壓下降,甚至意識喪失.長時間體溫過高----體溫調節(jié)中樞機能哀竭,造成嚴重后果.

第33頁,共41頁，2024年2月25日，星期天

2.發(fā)熱是疾病伴隨的癥狀.eg.細菌毒素→機體使調定點溫度↑→發(fā)熱.體溫達38℃以上,引起不適感,心臟負擔增加.(二)體溫過低低溫環(huán)境中如體溫中樞的調節(jié)使產(chǎn)熱量不能抵償散熱量時,正常體溫不能維持而下降.第34頁,共41頁，2024年2月25日，星期天

體溫適當降低可使基礎代謝率↓,組織耗氧量↓,可減少缺氧對人的損傷.因此臨床用人工低溫麻醉方法進行大型外科手術(注射氯丙嗪)使體溫↓.也可用人工低溫方法保存組織器,供臨床器官移植.第35頁,共41頁，2024年2月25日，星期天

四、皮膚血管和汗腺的神經(jīng)體液調節(jié)

1.皮膚血管運動:皮膚血流量的調節(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36頁,共41頁，2024年2月25日，星期天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：＞