第七章能量代謝與體溫energymetabolismandbodytemperature課件

第七章能量代謝與體溫(energymetabolismandbodytemperature)生理學(xué)—能量代謝與體溫第一節(jié)能量代謝

●能量代謝（energymetabolism）：生物體內(nèi)物質(zhì)代謝中伴隨著的能量的釋放、轉(zhuǎn)移、貯存和利用。

能量代謝同化作用（合成代謝）--耗能--放能新陳代謝（物質(zhì)代謝）異化作用（分解代謝）生物體的基本特征：新陳代謝生理學(xué)—能量代謝與體溫一、能量的來源和去路

(一)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)。1、糖：機(jī)體的主要能源70%

有氧氧化無氧酵解CO2+H2O+E38molATP葡萄糖乳酸+E2molATP1mol●糖酵解在人體處于缺氧狀態(tài)時(shí)極為重要，這是人體的能源物質(zhì)惟一不需氧的供能途徑。（劇烈運(yùn)動(dòng)、RBC）（腦、一般情況下）生理學(xué)—能量代謝與體溫2、脂肪：貯存和供給能量。提供大約30%的能量。3、蛋白質(zhì)（氨基酸）：主要用于重新合成細(xì)胞成分或酶、激素等生物活性物質(zhì)。次要功能是提供能量。甘油脂肪脂肪酸有氧氧化磷酸化和脫氫葡萄糖乙酰輔酶A氧化活化和β-氧化

●攝取過多的糖可在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為脂肪，這可能是導(dǎo)致肥胖的重要原因之一。生理學(xué)—能量代謝與體溫●

ATP：既是體內(nèi)重要的儲(chǔ)能物質(zhì)，又是直接的供能物質(zhì)。

CP(磷酸肌酸)：ATP的貯存庫(kù)。

（二）能量的去路（轉(zhuǎn)移、貯存、利用）生理學(xué)—能量代謝與體溫P1生理學(xué)—能量代謝與體溫生理學(xué)—能量代謝與體溫（三）能量代謝的衡量標(biāo)準(zhǔn)(了解)（四）能量平衡(了解)生理學(xué)—能量代謝與體溫二、影響能量代謝的因素

(一)肌肉活動(dòng)

肌肉活動(dòng)對(duì)于能量代謝的影響最為顯著。機(jī)體任何輕微的活動(dòng)都可提高代謝率。機(jī)體耗氧量∝肌肉活動(dòng)的強(qiáng)度評(píng)估肌肉活動(dòng)強(qiáng)度的指標(biāo)：能量代謝率生理學(xué)—能量代謝與體溫(二)環(huán)境溫度

人(裸體或只著薄衣)安靜時(shí)的能量代謝，在20～30℃的情況下最為穩(wěn)定，主要是因?yàn)榧∪獗３炙沙?。?dāng)環(huán)境溫度低于20℃時(shí)，代謝率即開始增加；在10℃以下時(shí)，則顯著增加。環(huán)境溫度低時(shí)，代謝率的增加主要是由于寒冷刺激反射性地引起寒戰(zhàn)以及肌肉緊張度的增強(qiáng)。當(dāng)環(huán)境溫度超過30℃時(shí)，代謝率又會(huì)逐漸增加，這可能是因?yàn)轶w內(nèi)化學(xué)過程的反應(yīng)速度加快，還有發(fā)汗功能旺盛以及呼吸、循環(huán)功能增強(qiáng)等因素的作用。

生理學(xué)—能量代謝與體溫(三)食物的特殊動(dòng)力效應(yīng)(specificdynamiceffect)

進(jìn)食后一段時(shí)間內(nèi)（從進(jìn)食后1h開始持續(xù)到7-8h），機(jī)體處于安靜狀態(tài)，產(chǎn)熱量比進(jìn)食前有所增加，食物這種使機(jī)體產(chǎn)生額外的熱量作用，稱為食物的特殊動(dòng)力效應(yīng)。三種主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)中，蛋白質(zhì)的特殊動(dòng)力效應(yīng)最為顯著。在為病人配餐時(shí)，應(yīng)考慮到這部分能量消耗，給予相應(yīng)的能量補(bǔ)充；而對(duì)于久病初愈者則應(yīng)慎重補(bǔ)充蛋白食物，以免加重胃腸負(fù)擔(dān)。

生理學(xué)—能量代謝與體溫生理學(xué)—能量代謝與體溫(四)精神活動(dòng)

腦的重量只占體重的2.5％，但在安靜狀態(tài)下心輸出量的約15％分配給腦循環(huán)。在安靜狀態(tài)下，每100g腦組織的耗氧量為3.5ml／min，將近安靜肌肉組織耗氧量的20倍。在睡眠和活躍的精神活動(dòng)情況下,腦中葡萄糖的代謝率卻幾乎沒有差異。可見，在精神活動(dòng)時(shí)，中樞神經(jīng)系統(tǒng)本身的代謝率即使有所增加，其程度也是可以忽略的。人在平靜思考問題時(shí)，能量代謝受到的影響也并不大，產(chǎn)熱量增加一般不超過4%。在精神處于緊張狀態(tài)，如煩惱、恐懼或情緒激動(dòng)時(shí)，由于隨之而出現(xiàn)的無意識(shí)的肌緊張以及刺激代謝的激素(如甲狀腺激素)釋放增多等原因，產(chǎn)熱量可以顯著增加。因此，在測(cè)定基礎(chǔ)代謝率時(shí)受試者必須屏除精神緊張的影響。

生理學(xué)—能量代謝與體溫基礎(chǔ)代謝(basalmetabolism)：基礎(chǔ)狀態(tài)下的能量代謝。

基礎(chǔ)狀態(tài)：清晨、清醒、靜臥，未作肌肉活動(dòng)；前夜睡眠良好，測(cè)定時(shí)無精神緊張；測(cè)定前至少禁食12小時(shí)；室溫保持在20～25℃；體溫正常。基礎(chǔ)代謝率(basalmetabolicrate，BMR)：基礎(chǔ)狀態(tài)下，單位時(shí)間內(nèi)的能量代謝。這種狀態(tài)下體內(nèi)能量的消耗只用于維持基本的生命活動(dòng)，能量代謝比較穩(wěn)定。BMR比一般安靜時(shí)的代謝率要低些，但并不是最低的，因?yàn)槭焖瘯r(shí)的代謝率更低(比安靜時(shí)低8％～10％，但做夢(mèng)時(shí)可增高)。三、基礎(chǔ)代謝生理學(xué)—能量代謝與體溫BMR率隨著性別、年齡等不同而有生理變動(dòng)。男子的BMR值平均比女子的高；兒童比成人高；年齡越大，代謝率越低。

BMR的臨床意義：1）BMR與我國(guó)人正常的BMR平均值比較：相差在10-15%之間，均不屬病態(tài)；相差之?dāng)?shù)超過20%時(shí)，才可能是病理變化。

體溫每升高1℃，BMR將升高13％左右。2）BMR的測(cè)量是臨床診斷甲狀腺疾病的重要輔助方法。甲狀腺功能低下時(shí)，BMR可比正常值低20-40%；甲狀腺功能亢進(jìn)時(shí)BMR可比正常值高出25-80%。生理學(xué)—能量代謝與體溫生理學(xué)—能量代謝與體溫P6生理學(xué)—能量代謝與體溫

第二節(jié)體溫及其調(diào)節(jié)一、體溫二、機(jī)體的產(chǎn)熱與散熱三、體溫調(diào)節(jié)生理學(xué)—能量代謝與體溫一、體溫(bodytemperature)(一)表層體溫和深部體溫

在研究體溫時(shí)，把人體分為核心與外殼兩個(gè)層次。

深部溫度(coretemperature)：機(jī)體核心的溫度。相對(duì)穩(wěn)定，身體各部位之間的溫度差異很小。

表層溫度(shelltemperature)：機(jī)體外殼的溫度。不穩(wěn)定，各部位之間的差異較大。生理學(xué)—能量代謝與體溫

●體溫：身體深部的平均溫度。由于深部血液溫度不易測(cè)試，所以臨床上通常用直腸、口腔和腋窩等部位的溫度來代表體溫。

體溫的測(cè)定：

臨床：直腸溫度：36.9-37.90C（插入直腸6cm以上）

口腔溫度：36.7-37.70C（不能配合的病人，不適宜用）

腋窩溫度：36.0-37.40C（形成人工體腔；至少10min）實(shí)驗(yàn)研究：食管溫度—體核溫度的一個(gè)指標(biāo)

鼓膜溫度—作為腦組織溫度的指標(biāo)人類的體溫范圍：35-410C

生理學(xué)—能量代謝與體溫(二)體溫的正常變動(dòng)

在生理情況下，體溫可隨晝夜、年齡、性別等因素而有所變化，但這種變化的幅度一般不超過1℃。1.體溫的晝夜變化

體溫在一晝夜之間有周期性的波動(dòng)：清晨2～6時(shí)體溫最低，午后1～6時(shí)最高。這種晝夜周期性波動(dòng)稱為晝夜節(jié)律(circadianrhythm)或日節(jié)律。通常認(rèn)為生物節(jié)律現(xiàn)象是由體內(nèi)存在著的生物鐘來控制的。下丘腦的視交叉上核可能是晝夜節(jié)律的控制中心。生理學(xué)—能量代謝與體溫生理學(xué)—能量代謝與體溫

2.性別的影響

成年女子的體溫平均比男子的高0.3℃，而且其體溫隨月經(jīng)周期而發(fā)生變動(dòng)。女子的基礎(chǔ)體溫(basalbodytemperature，指在早晨醒后起床前測(cè)定的體溫)在月經(jīng)期和月經(jīng)后的前半期較低，排卵前日最低，排卵日升高0.3～0.6℃。每天測(cè)定基礎(chǔ)體溫可有助于了解有無排卵和排卵的日期，即基礎(chǔ)體溫突然升高的一天。排卵后體溫升高，可能是孕激素作用的結(jié)果。

生理學(xué)—能量代謝與體溫3.年齡的影響

新生兒，特別是早產(chǎn)兒：體溫容易受環(huán)境因素的影響。老年人因基礎(chǔ)代謝率低，體溫也偏低。

4.肌肉活動(dòng)代謝增強(qiáng)，產(chǎn)熱量增加，體溫升高

5.其它

情緒激動(dòng)、精神緊張、進(jìn)食等情況對(duì)體溫都會(huì)發(fā)生影響。許多麻醉藥可抑制體溫調(diào)節(jié)中樞或影響其傳人途徑的活動(dòng)，特別是此類藥物能擴(kuò)張皮膚血管，增加體熱散失。生理學(xué)—能量代謝與體溫P9生理學(xué)—能量代謝與體溫二、機(jī)體的產(chǎn)熱與散熱恒溫動(dòng)物之所以能維持相對(duì)穩(wěn)定的體溫，就是因?yàn)樵隗w溫調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的控制下，產(chǎn)熱和散熱兩個(gè)生理過程能取得動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)果。

(一)產(chǎn)熱過程

1.主要的產(chǎn)熱器官人體主要的產(chǎn)熱器官是肝臟和骨骼肌。安靜—肝臟運(yùn)動(dòng)—骨骼肌2.機(jī)體的產(chǎn)熱形式

基礎(chǔ)代謝產(chǎn)熱食物特殊動(dòng)力效應(yīng)產(chǎn)熱骨骼肌運(yùn)動(dòng)產(chǎn)熱（隨意運(yùn)動(dòng)）戰(zhàn)栗產(chǎn)熱(shiveringthermogenesis)非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱(non-shiveringthermogenesis)

生理學(xué)—能量代謝與體溫

(1)戰(zhàn)栗產(chǎn)熱：戰(zhàn)栗：在寒冷環(huán)境中骨骼肌發(fā)生不隨意的節(jié)律性收縮，其節(jié)律為9～11次／分鐘。

戰(zhàn)栗的特點(diǎn)：屈肌和伸肌同時(shí)收縮，所以不做外功，但產(chǎn)熱量很高。戰(zhàn)栗時(shí)，機(jī)體的代謝率可增加4～5倍。在

寒冷性肌緊張(thermalmuscletone)或稱戰(zhàn)栗前肌緊張(pre-shiveringtone)：寒冷環(huán)境中，機(jī)體在發(fā)生戰(zhàn)栗之前先出現(xiàn)，此時(shí)代謝率就有所增加。

意義：維持機(jī)體在寒冷環(huán)境中的體熱平衡。

(2)非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱（代謝產(chǎn)熱）：褐色脂肪組織(brownfattissue，BFT)的產(chǎn)熱量為最大，約占非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱總量的70％。BFT發(fā)生于出生后，分布于人類的腹股溝、腋窩、肩胛下區(qū)，以及頸部大血管的周圍等處。新生兒不能發(fā)生戰(zhàn)栗，所以非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱對(duì)新生兒來說意義尤為重要。生理學(xué)—能量代謝與體溫生理學(xué)—能量代謝與體溫3.產(chǎn)熱活動(dòng)的調(diào)節(jié)

(1)體液調(diào)節(jié)：甲狀腺激素是調(diào)節(jié)產(chǎn)熱活動(dòng)的最重要的體液因素。代謝率增加20％～30％。甲狀腺激素作用的特點(diǎn)：作用緩慢但持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。

腎上腺素、去甲腎上腺素以及生長(zhǎng)激素等也可刺激產(chǎn)熱，特點(diǎn)是作用迅速，但維持時(shí)間短。

(2)神經(jīng)調(diào)節(jié)：

寒冷刺激→交感神經(jīng)系統(tǒng)→腎上腺髓質(zhì)→腎上腺素和去甲腎上腺素釋放增多→產(chǎn)熱增加。寒冷刺激→下丘腦釋放促甲狀腺激素釋放激素(TRH)→腺垂體釋放促甲狀腺激素(TSH)→甲狀腺→甲狀腺激素→產(chǎn)熱增加。生理學(xué)—能量代謝與體溫(二)散熱過程主要散熱部位：皮膚（85%）呼吸道（15%）尿、糞等排泄物（1.5%）

1.散熱的幾種方式四種方式：輻射、傳導(dǎo)、對(duì)流和蒸發(fā)

(1)輻射散熱(thermalradiation)：

輻射散熱：人體以發(fā)射紅外線的形式將體熱傳給外界的一種散熱形式。

影響因素：皮膚與周圍環(huán)境的溫度差機(jī)體的有效散熱面積

(2)傳導(dǎo)散熱(thermalconduction)：傳導(dǎo)散熱：機(jī)體的熱量直接傳給與機(jī)體接觸的溫度較低的物體的一種散熱方式。

影響因素：與之接觸的物體的導(dǎo)熱性

生理學(xué)—能量代謝與體溫(3)對(duì)流散熱(thermalconvection)：對(duì)流散熱：通過氣體進(jìn)行熱量交換的一種散熱方式。體熱先傳導(dǎo)給空氣，然后通過對(duì)流將熱量帶走。

影響因素：風(fēng)速輻射、傳導(dǎo)和對(duì)流，只有在皮膚溫度高于環(huán)境溫度時(shí)才有意義。(4)蒸發(fā)散熱(evaporation)：

蒸發(fā)散熱：機(jī)體通過體表水分的蒸發(fā)而散失體熱的一種形式。體溫條件下，蒸發(fā)1g水可使機(jī)體散發(fā)2.43kJ的熱量。體表水分的蒸發(fā)是一種有效的散熱途徑。

蒸發(fā)散熱分類：不感蒸發(fā)(insensibleperspiration)

發(fā)汗(sweating)生理學(xué)—能量代謝與體溫

1)不感蒸發(fā)：

人即使處在低溫環(huán)境中，皮膚和呼吸道也不斷有水分滲出而被蒸發(fā)掉，這種水分蒸發(fā)稱為不感蒸發(fā)，其中皮膚的水分蒸發(fā)又稱不顯汗，即這種水分蒸發(fā)不被覺察，并與汗腺的活動(dòng)無關(guān)。在低于30℃的環(huán)境中，人體通過不感蒸發(fā)所丟失的水分是相當(dāng)恒定的，為12～15g／(h·m2)。人體24h的不感蒸發(fā)量一般為1000ml左右，其中通過皮膚的約為600～800ml。在肌肉活動(dòng)或發(fā)熱狀態(tài)下，不顯汗可以增加；嬰幼兒不感蒸發(fā)的速率比成人大，因此在缺水的情況下，嬰幼兒更容易出現(xiàn)嚴(yán)重脫水。不感蒸發(fā)是一種很有效的散熱途徑，有些動(dòng)物如狗，在高溫下不能分泌汗液，而必須通過熱喘呼吸(panting)來增加蒸發(fā)散熱。

生理學(xué)—能量代謝與體溫

2)發(fā)汗：發(fā)汗：汗腺主動(dòng)分泌汗液的過程?？筛姓舭l(fā)(sensibleevaporation)：發(fā)汗是可以意識(shí)到的，又稱可感蒸發(fā)。安靜狀態(tài)下，環(huán)境溫度達(dá)30℃左右時(shí)便開始發(fā)汗?？諝鉂穸雀撸轮^多時(shí)，25℃便可引起發(fā)汗。勞動(dòng)或運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣溫雖在20℃以下，也可出現(xiàn)發(fā)汗，而且發(fā)汗量往往較多。

影響發(fā)汗速度受的因素：環(huán)境溫度和濕度。2.汗液

汗液的成分：水分：99％，固體成分（NaCl、

KCl、尿素）：<1％

汗液由汗腺細(xì)胞主動(dòng)分泌。汗腺分泌時(shí)分泌管腔內(nèi)的壓力可高達(dá)33.3kPa(250mmHg)。

醛固酮調(diào)節(jié)—低滲汗液，大量發(fā)汗—高滲性脫水。生理學(xué)—能量代謝與體溫降溫措施：

（1）冰囊、冰帽：增加傳導(dǎo)散熱

（2）通氣、減衣：增加輻射、對(duì)流散熱

（3）酒精擦?。涸黾诱舭l(fā)散熱生理學(xué)—能量代謝與體溫三、體溫調(diào)節(jié)自主神經(jīng)性體溫調(diào)節(jié)(autonomicthermoregulation)：在體溫調(diào)節(jié)中樞的控制下，通過增減皮膚的血流量、發(fā)汗、戰(zhàn)栗等生理調(diào)節(jié)反應(yīng)，能維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的水平。

行為性體溫調(diào)節(jié)(behavioralthermoregulation)：機(jī)體(包括變溫動(dòng)物)在不同環(huán)境中采取的姿勢(shì)和發(fā)生的行為，特別是人為了保溫或降溫所采取的措施，如增減衣著等。(一)溫度感受器外周溫度感受器：游離的神經(jīng)末梢

中樞溫度感受器：神經(jīng)元溫度感受器：冷感受器、熱感受器1.外周溫度感受器

分布：皮膚、粘膜和內(nèi)臟。局部溫度升高時(shí)，熱感受器興奮；溫度降低時(shí)冷感受器興奮。皮膚的溫度感受器對(duì)溫度的變化速率更為敏感。生理學(xué)—能量代謝與體溫

2.中樞溫度感受器

中樞溫度感受器：存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的對(duì)溫度變化敏感的神經(jīng)元。

熱敏神經(jīng)元(warm-sensitiveneuron)：局部組織溫度升高時(shí)沖動(dòng)發(fā)放頻率增加。分布：腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和下丘腦的弓狀核。

冷敏神經(jīng)元(cold-sensitiveneuron)：局部組織溫度降低時(shí)沖動(dòng)發(fā)放頻率增加。分布：視前區(qū)-下丘腦前部(preoptic-anteriorhypothalamusarea，PO／AH)。局部腦組織溫度變動(dòng)0.1℃，這兩種神經(jīng)元的放電頻率就會(huì)發(fā)生變化，而且不出現(xiàn)適應(yīng)現(xiàn)象。

PO／AH中的某些溫度敏感神經(jīng)元是來自中樞和外周的溫度信息會(huì)聚的神經(jīng)元。此外，這類神經(jīng)元能直接對(duì)致熱原(pyrogen)或5-羥色胺、去甲腎上腺素以及各許多種肽類物質(zhì)等發(fā)生反應(yīng)，并導(dǎo)致體溫的改變。生理學(xué)—能量代謝與體溫生理學(xué)—能量代謝與體溫生理學(xué)—能量代謝與體溫(二)體溫調(diào)節(jié)中樞體溫調(diào)節(jié)中樞：下