生理学课件：能量代谢和体温2

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1、能量代谢与体温能量代谢与体温第一节第一节 能量代谢能量代谢 物质代谢过程中所伴随着的能量的 贮存、释放、转移、利用一、食物的能量转化一、食物的能量转化 三磷酸腺苷ATP的合成与分解1molATP ADP 33.47kJCP 体内能量转化和利用的关键环节+去路：去路：l能源物质能源物质H2O+CO2+能量能量 l50%热能热能维持体温维持体温l化学能：三磷化学能：三磷酸腺苷（酸腺苷（ATP）储能、供能储能、供能2几种主要营养物质的能量转化几种主要营养物质的能量转化b食物（糖、脂肪、蛋白质氧化分解）b70%来源于糖的有氧氧化b长期饥饿、体内能量极度消耗时，由脂肪、蛋白质提供能量有氧氧化有氧氧化 无

2、氧酵解无氧酵解氧债氧债 oxygen debt氧耗量猛增氧耗量猛增循环呼吸的活动跟不上循环呼吸的活动跟不上剧烈运动时，骨骼肌处于相对缺氧的状态剧烈运动时，骨骼肌处于相对缺氧的状态38 mol ATP2 mol ATP 1mol葡萄糖葡萄糖二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定1基本概念：基本概念：（1）食物的热价食物的热价 thermal equivalent of food 指指1克食物氧化时所释放的能量克食物氧化时所释放的能量 三种营养物质氧化的几种数据三种营养物质氧化的几种数据 物物 质耗氧量质耗氧量 产产COCO2 2量量 物理热价物理热价 生理热价生理热价 氧热价氧热价 呼吸商呼吸商(

3、L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(RQ)(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(RQ)糖糖 0.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.000.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.00 脂脂 肪肪 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.711.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71 蛋白质蛋白质 0.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.850.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.85 （2）氧热价氧热价 thermal equivalent of oxygen 食物氧化时

4、，消耗食物氧化时，消耗1 1升氧所产生的能量升氧所产生的能量 糖糖 20.66 kJ/L；脂肪；脂肪 19.58 kJ/L；蛋白；蛋白质质 18.93 kJ/L（3）呼吸商呼吸商 respiratory quotient,RQ 某种食物在体内氧化时，在一定时间内产生某种食物在体内氧化时，在一定时间内产生的的COCO2 2量与耗量与耗O O2 2量的比值量的比值 呼吸商呼吸商 RQ：R Q=产生的产生的CO2 mol 数数 消耗的消耗的O2 mol 数数 消耗的消耗的O2 ml 数数产生的产生的CO2 ml 数数 =糖糖 1.00脂肪脂肪 0.71蛋白质蛋白质 0.8 混合食物混合食物 0.85

5、非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商 non-protein respiratory quotient,NPRQl糖和脂肪按不同比例混合氧化时所产生的CO2的量以及消耗O2的量的比值非蛋白呼吸商(二二)能量代谢的测定方法能量代谢的测定方法1.1.直接测热法直接测热法 direct calorimetry：收集被测者在一定时间内发散的总热量收集被测者在一定时间内发散的总热量 如果不做外功，该热量就是机体代谢的如果不做外功，该热量就是机体代谢的 全部热量全部热量 这种方法测定准确，但设备复杂，操作这种方法测定准确，但设备复杂，操作 繁琐，现已极少应用繁琐，现已极少应用 2.2.间接测热法间接测热法 inind

6、irect calorimetry 一定时间内CO2 、O2的量尿氮的量 蛋白质的量蛋白质的量g 蛋白质的产热量蛋白质的产热量蛋白质代谢产生的蛋白质代谢产生的CO2 、O2的量 非蛋白质的产热量蛋白质的产热量非蛋白质代谢产生的非蛋白质代谢产生的CO2 、O2的量NPRQ 热价热价减去减去 产热量产热量=耗氧量耗氧量 简易测算法：简易测算法：（测呼吸商）（测呼吸商）氧热价氧热价肺量计肺量计耗耗O2量量CO2量量三、三、影响能量代谢的主要因素影响能量代谢的主要因素1 1肌肉活动肌肉活动：促进作用：促进作用2 2精神活动精神活动：紧张紧张骨骼肌张力增高、骨骼肌张力增高、刺激代谢的激素释放增刺激代谢的

7、激素释放增多多能量代谢能量代谢表表7-3 7-3 机体不同状态时机体不同状态时 的能量代谢率的能量代谢率 状态状态 产热量产热量(KJ/m(KJ/m2 2.min).min)躺卧躺卧 2.732.73开会开会 3.403.40擦窗子擦窗子 8.308.30洗衣洗衣 9.899.89扫地扫地 11.3711.37打排球打排球 17.0517.05打篮球打篮球 24.2224.22踢足球踢足球 24.9824.98持重机枪跃进持重机枪跃进 42.3942.393食物的特殊动力效应（食物的特殊动力效应（specific dynamic effect）：食物刺激引起机体产生额外能量消耗的作用食物刺激引

8、起机体产生额外能量消耗的作用 蛋白质蛋白质-30%-30%混合食物混合食物-10%-10%4环境温度环境温度：2030最稳定最稳定 低温低温寒战、肌肉紧张性寒战、肌肉紧张性能量代谢率能量代谢率 高温高温发汗、呼吸、循环功能增强，体内生发汗、呼吸、循环功能增强，体内生 化反应速度化反应速度能量代谢率能量代谢率四、基础代谢四、基础代谢1基础代谢基础代谢 basal metabolism,BM：在基础状态下（在基础状态下（室温室温2025、清晨空腹、清晨空腹、清醒静卧清醒静卧）的能量代谢）的能量代谢2基础代谢率基础代谢率 basal metabolic rate,BMR：单位时间内，在基础状态下的能

9、量代谢单位时间内，在基础状态下的能量代谢l以每平方米体表面积、每小时的产热量来计算以每平方米体表面积、每小时的产热量来计算l男男女，幼年女，幼年成年成年老年老年l体表面积（体表面积（m2）=0.0061身高（身高（cm）0.0128体重（体重（kg）0.1529l 表表7-4：我国人正常：我国人正常BMR的平均值的平均值3意义：测定意义：测定BMR可用于可用于诊断甲状腺疾病诊断甲状腺疾病，1015%以内为正常以内为正常 第二节第二节 体体 温温体温：体温：深部温度深部温度 core temperature 体表温度体表温度 shell temperature 体温过高、过低都会体温过高、过低都

10、会 影响酶的活性，导致影响酶的活性，导致 生理功能的障碍，甚生理功能的障碍，甚 至造成死亡至造成死亡l直肠温：直肠温：36.937.9，平均，平均37.5，小儿、，小儿、昏迷病人昏迷病人l口腔温：口腔温：36.737.7，幼儿和昏迷病人，幼儿和昏迷病人禁用（咬断温度计）禁用（咬断温度计）l腋下温腋下温：36.037.4，10min一、一、体温的正常值体温的正常值二、正常体温的生理变化二、正常体温的生理变化1昼夜变化：昼夜变化：26时最低，时最低，1318时时 最高最高2月经周期：排卵前日最低，排卵后升月经周期：排卵前日最低，排卵后升高（孕激素的作用）高（孕激素的作用）3年龄：幼儿年龄：幼儿成年

11、成年4其他影响因素：肌肉运动、情绪、精其他影响因素：肌肉运动、情绪、精神、麻醉药物等神、麻醉药物等皮肤温度和平均体温皮肤温度和平均体温l平均皮肤温度平均皮肤温度 mean skin temperature MSTTmst=0.2（T小腿小腿+T大腿大腿）+0.3（T胸胸+T上臂上臂）平均体温平均体温 mean body temperature MBTTmbt=Tcore+（1-）Tmst三、机体产热与散热三、机体产热与散热 （一）产热：（一）产热：安静状态安静状态内脏（肝脏）产热量大内脏（肝脏）产热量大 运动状态运动状态骨骼肌产热量最大骨骼肌产热量最大 凡能提高能量代谢率的因素均能使机体产凡能

12、提高能量代谢率的因素均能使机体产热量增加热量增加机体的产热形式机体的产热形式l战栗产热战栗产热 shivering thermogenesisl非战栗产热非战栗产热 non-shivering thermogenesisl 褐色脂肪组织褐色脂肪组织 brown fat tissue BFT产热活动的调节产热活动的调节l体液调节：体液调节：l甲状腺激素甲状腺激素-作用缓慢，但持续时间长作用缓慢，但持续时间长l肾上腺素、去甲肾上腺素、生长激素肾上腺素、去甲肾上腺素、生长激素-作作用迅速，但维持时间短用迅速，但维持时间短l神经调节：神经调节：l交感神经交感神经刺激肾上腺髓质刺激肾上腺髓质l寒冷寒冷刺

13、激下丘脑、腺垂体刺激下丘脑、腺垂体1皮肤的散热方式：皮肤的散热方式：（1）辐射散热 thermal radiation：以发射红外线形式将体热传给外界的散热形式l皮肤与环境的温度差l机体的有效散热面积（2 2）传导散热传导散热 thermal conduction：机体将热量直接传给同它接触的温机体将热量直接传给同它接触的温度较低的物体度较低的物体l取决于接触面积、取决于接触面积、温差温差、导热性、导热性l临床用冰袋、冰帽降温临床用冰袋、冰帽降温（3）对流散热）对流散热 thermal convection：通过气体进行热量交换通过气体进行热量交换（4）蒸发散热）蒸发散热 evaporatio

14、n：通过体表水分蒸发散失体热通过体表水分蒸发散失体热 1g水蒸发带走水蒸发带走2.43kJ热量热量 发汗发汗 sweating：不感蒸发不感蒸发 insensible perspiration：l 指皮肤和呼吸道的水分渗出，在未聚成指皮肤和呼吸道的水分渗出，在未聚成明显水滴前蒸发掉的散热形式明显水滴前蒸发掉的散热形式 不显汗：皮肤水分的不感蒸发不显汗：皮肤水分的不感蒸发l汗腺主动分泌汗液的过程汗腺主动分泌汗液的过程 l安静安静30；运动；运动20，l环境温度、湿度环境温度、湿度汗腺的分泌汗腺的分泌（1）汗液：低渗，）汗液：低渗，99%为水，为水，1%为固体成分为固体成分 （NaCl、尿素、乳酸

15、）、尿素、乳酸）大量出汗大量出汗电解质平衡紊乱电解质平衡紊乱热痉挛热痉挛（2）汗腺：）汗腺：大汗腺大汗腺 apocrine gland 小汗腺小汗腺 eccrine gland:手掌、足跖最多手掌、足跖最多汗腺分泌的调节：汗腺分泌的调节：交感神经的胆碱能纤维支配交感神经的胆碱能纤维支配 中枢中枢下丘脑的发汗中枢下丘脑的发汗中枢 温热性发汗：炎热、运动温热性发汗：炎热、运动交感兴奋交感兴奋 全身汗腺分泌全身汗腺分泌 精神性发汗：紧张、情绪精神性发汗：紧张、情绪交感兴奋交感兴奋 手掌、足跖和前额发汗手掌、足跖和前额发汗四、体温调节四、体温调节自主神经性体温调节自主神经性体温调节通过神经反射通过神经

16、反射行为性体温调节行为性体温调节（一）（一）温度感受器温度感受器：监测体内外环境温度变化，：监测体内外环境温度变化，并及时向体温中枢发送信息的装置并及时向体温中枢发送信息的装置1外周温度感受器外周温度感受器：皮肤、粘膜、腹腔，冷：皮肤、粘膜、腹腔，冷觉、热觉觉、热觉将冷热刺激转化为神经冲动传入将冷热刺激转化为神经冲动传入体温调节中枢体温调节中枢2中枢温度感受器中枢温度感受器：下丘脑、脑干网状：下丘脑、脑干网状结构、结构、脊髓脊髓 视前区视前区下丘脑前部（下丘脑前部（PO/AH），存），存在较多热敏神经元和少量冷敏神经元在较多热敏神经元和少量冷敏神经元（二）体温调节中枢：广泛存在于中枢神（二）体

17、温调节中枢：广泛存在于中枢神经系统各部位，经系统各部位，基本中枢位于下丘脑基本中枢位于下丘脑（三）体温调节的机理：下丘脑（三）体温调节的机理：下丘脑视前视前区温度敏感神经元起调定点作用，阈区温度敏感神经元起调定点作用，阈值为值为37调定点调定点实际体温低实际体温低于调定点于调定点产热产热寒战寒战l发热及其护理：发热及其护理：l体温高于正常值称为发热体温高于正常值称为发热l由于致热原（细菌、病毒）使热敏神经由于致热原（细菌、病毒）使热敏神经元的兴奋性下降，调定点（阈值）上移元的兴奋性下降，调定点（阈值）上移消除致热原消除致热原调定点调定点实际体温高于调定点实际体温高于调定点散热散热出汗出汗 重重

18、 点点l食物的热价食物的热价、氧热价氧热价、呼吸商的概念呼吸商的概念l影响能量代谢的因素影响能量代谢的因素：l肌肉活动，精神活动，肌肉活动，精神活动，食物的特殊动力食物的特殊动力效应效应，环境温度，环境温度l基础代谢和基础代谢率的概念基础代谢和基础代谢率的概念，基础状基础状态生理变动态生理变动、正常值范围及其临床用途正常值范围及其临床用途l体温的概念及其正常变动体温的概念及其正常变动l体温调节体温调节：温度感受器温度感受器，体温调节中枢体温调节中枢，调定点学说调定点学说复习思考题复习思考题l 1.试述能量代谢的概念，以及人体的能量试述能量代谢的概念，以及人体的能量来源与去路来源与去路l 2.何

19、谓食物的热价、氧热价、呼吸商？呼何谓食物的热价、氧热价、呼吸商？呼吸商在哪些情况下会发生改变？吸商在哪些情况下会发生改变？l 3.试述影响能量代谢的因素试述影响能量代谢的因素l 4.何谓基础代谢和基础代谢率？基础代谢何谓基础代谢和基础代谢率？基础代谢率的正常值范围是多少？有何临床意义？率的正常值范围是多少？有何临床意义？5.生理学中所指的体温是什么？它有何正常变动？生理学中所指的体温是什么？它有何正常变动？6.人体的产热和散热过程受哪些因素的影响和调节？人体的产热和散热过程受哪些因素的影响和调节？7.对高热病人可采用哪些物理降温措施？其理论根对高热病人可采用哪些物理降温措施？其理论根据是什么？据是什么？8.比较温热性发汗和精神性发汗的有关汗腺、神经比较温热性发汗和精神性发汗的有关汗腺、神经支配及其调节。支配及其调节。9.以自动控制系统理论解释人体维持以自动控制系统理论解释人体维持37左右体温左右体温的机制的机制