生理学课件-第七章-能量代谢与体温

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1、第七章第七章 能量代谢与体温能量代谢与体温第一节第一节 能量代谢能量代谢第二节第二节 体温体温 第七章 能量代谢与体温第一节 能量代谢1第一节第一节 能量代谢能量代谢能量代谢（能量代谢（energymetabolism）：）：生物体内物生物体内物质代谢中伴随着的能量的释放、转移、贮存和利用。质代谢中伴随着的能量的释放、转移、贮存和利用。能量代谢能量代谢同化作用同化作用（合成代谢）（合成代谢）-耗能耗能-放能放能新陈代谢新陈代谢（物质代谢）（物质代谢）异化作用异化作用（分解代谢）（分解代谢）生物体的基本特征：新陈代谢生物体的基本特征：新陈代谢第一节 能量代谢 能量代谢（energy me2一、能

2、量的来源和去路一、能量的来源和去路 二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定 三、影响能量代谢的因素三、影响能量代谢的因素 四、基础代谢四、基础代谢一、能量的来源和去路3一、能量的来源和去路一、能量的来源和去路(一一)能量的来源能量的来源机体所需的能量来源于食物中的糖、脂肪和蛋白质。机体所需的能量来源于食物中的糖、脂肪和蛋白质。1、糖：机体的主要能源、糖：机体的主要能源70%（中国人）（中国人）有氧氧化有氧氧化无氧酵解无氧酵解CO2+H2O+E38molATP葡萄糖葡萄糖乳酸乳酸+E2molATP1mol糖酵解在人体处于缺氧状态时极为重要，这是人体的能源物质惟糖酵解在人体处于缺氧状态时极为重要，这

3、是人体的能源物质惟一不需氧的供能途径。一不需氧的供能途径。氧债氧债(oxygendebt)：剧烈运动时，骨骼肌耗氧量猛增，循环呼吸剧烈运动时，骨骼肌耗氧量猛增，循环呼吸不能很快满足机体对氧的需要，骨骼肌处于相对缺氧状态，这种现象不能很快满足机体对氧的需要，骨骼肌处于相对缺氧状态，这种现象称为氧债称为氧债。（剧烈运动、剧烈运动、RBC）（脑、一般情况下）脑、一般情况下）一、能量的来源和去路 (一)能量的来源有氧氧化无氧酵42、脂肪：、脂肪：贮存和供给能量。贮存和供给能量。提供大约提供大约30%的能量。的能量。3、蛋白质（氨基酸）：主要用于重新合成细胞成分、蛋白质（氨基酸）：主要用于重新合成细胞成

4、分或酶、激素等生物活性物质。或酶、激素等生物活性物质。次要功能是提供能量。次要功能是提供能量。甘油甘油脂肪脂肪脂肪酸脂肪酸有氧氧化有氧氧化磷酸化和脱氢磷酸化和脱氢葡萄糖葡萄糖乙酰辅酶乙酰辅酶A氧化氧化活化和活化和-氧化氧化摄取过多的糖可在体内转化为脂肪，这可能是导致肥摄取过多的糖可在体内转化为脂肪，这可能是导致肥胖的重要原因之一。胖的重要原因之一。体重指数体重指数(bodymassindex)：个体的体重：个体的体重(kg)除以除以其身高其身高(m)的平方，所得之值即为体重指数。的平方，所得之值即为体重指数。正常：正常：2024.9；超重：；超重：2529.9；肥胖：；肥胖：30。2、脂肪：贮

5、存和供给能量。提供大约 30%的能量。35ATP：既是体内重要的储能物质，又是直接的供能物质。既是体内重要的储能物质，又是直接的供能物质。CP：ATP的贮存库。的贮存库。（二）能量的去路（转移、贮存、利用）（二）能量的去路（转移、贮存、利用）ATP：既是体内重要的储能物质，又是直接的供能物质。6二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定能量计量单位：能量计量单位：生理学及营养学：卡生理学及营养学：卡(calorie，cal)或千卡或千卡(kcal)法定计量单位：焦耳法定计量单位：焦耳(joule，J)或千焦耳或千焦耳(kilojoule，kJ)卡和焦耳之间的换算关系是：卡和焦耳之间的换算关系是：1c

6、al=4.187J(一一)与能量代谢测定有关的几个基本概念与能量代谢测定有关的几个基本概念1.食物的热价食物的热价食物的热价食物的热价(thermalequivalentoffood)：1g某种某种食物氧化食物氧化(或在体外燃烧或在体外燃烧)时所释放的能量称为该种食物的时所释放的能量称为该种食物的热价热价。热价：生物热价热价：生物热价食物在体内氧化释放的能量食物在体内氧化释放的能量物理热价物理热价食物在体外燃烧释放的能量食物在体外燃烧释放的能量蛋白质：生物热价蛋白质：生物热价物理热价物理热价二、能量代谢的测定能量计量单位：72.食物的氧热价食物的氧热价食物的氧热价食物的氧热价(thermale

7、quivalentofoxygen)：某某种食物氧化时消耗种食物氧化时消耗1L氧所产生的能量，称为该种食物的氧氧所产生的能量，称为该种食物的氧热价热价。2.食物的氧热价83.呼吸商呼吸商呼呼吸吸商商(respiratoryquotient，RQ)：一一定定时时间间内内机机体呼出的体呼出的CO2的量与吸人的的量与吸人的O2量的比值，称为呼吸商量的比值，称为呼吸商。RQ=产生产生CO2的的mol数数消耗消耗O2的的mol数数=消耗消耗O2的的ml数数产生产生CO2的的ml数数糖糖RQ：1.00；蛋白质蛋白质RQ：0.80；脂肪脂肪RQ：0.71正常人进食混合食物时，正常人进食混合食物时，RQ：0.

8、85根据呼吸商的数值来根据呼吸商的数值来推测推测机体利用能量的主要来源。机体利用能量的主要来源。RQ影响因素：影响因素：1）营养物质之间相互转化）营养物质之间相互转化2）额外）额外CO2的产生的产生3）某些病理状态的影响）某些病理状态的影响 3.呼吸商RQ=产生CO2的mol数消耗 O2的9非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商(non-proteinrespiratoryquotient，NPRQ)：根据糖和脂肪按不同比例混和氧化时所产生的根据糖和脂肪按不同比例混和氧化时所产生的二氧化碳量以及消耗氧的量计算出相应的呼吸商。二氧化碳量以及消耗氧的量计算出相应的呼吸商。非蛋白呼吸商(non-protein r

9、espirator10生理学课件-第七章-能量代谢与体温11(二二)能量代谢的测定原理和方法能量代谢的测定原理和方法原理：能量守恒定律原理：能量守恒定律食物中的化学能热能所作功食物中的化学能热能所作功能量代谢率：机体单位时间内所消耗的能量。能量代谢率：机体单位时间内所消耗的能量。单位：单位：kJ(m2h)能量代谢率能量代谢率体表面积体表面积方法：测定整个机体在单位时间内发散的总热量，通常方法：测定整个机体在单位时间内发散的总热量，通常有两类方法：直接测热法与间接测热法。有两类方法：直接测热法与间接测热法。1.直接测热法直接测热法(directcalorimetry)将被测者置于一特殊的检测环境

10、中，收集被测者在一将被测者置于一特殊的检测环境中，收集被测者在一定时间内发散的总热量，然后换算成单位时间的代谢量，定时间内发散的总热量，然后换算成单位时间的代谢量，即能量代谢率。即能量代谢率。直接测热的装置较为复杂，主要用于研究肥胖和内分直接测热的装置较为复杂，主要用于研究肥胖和内分泌系统障碍等。泌系统障碍等。(二)能量代谢的测定原理和方法12生理学课件-第七章-能量代谢与体温132.间接测热法间接测热法(indirect calorimetry)原理：定比定律原理：定比定律C6H12O2+6O26CO2+6H2O+H间接测热法的具体步骤：间接测热法的具体步骤：测测出出机机体体在在一一定定时时

11、间间内内的的O2耗耗量量和和CO2产产生生量量，并并测测出出尿氮排出量；尿氮排出量；根根据据尿尿氮氮含含量量算算出出蛋蛋白白质质的的氧氧化化量量和和蛋蛋白白质质食食物物的的产产热热量量，并并求求出出NPRQ；因因体体内内氧氧化化1g蛋蛋白白质质可可产产生生0.16g尿尿氮氮，所以将测出的尿氮量乘所以将测出的尿氮量乘6.25，即体内氧化蛋白质的量；，即体内氧化蛋白质的量；查查出出该该NPRQ所所对对应应的的氧氧热热价价，进进而而算算出出非非蛋蛋白白食食物物的的产产热量；热量；算算出出总总产产热热量量，即即蛋蛋白白质质食食物物产产热热量量与与非非蛋蛋白白质质食食物物产产热量之和。热量之和。2.间接

12、测热法(indirect calorime14受试者受试者24小时的耗小时的耗O2量是量是400L，CO2产量为产量为340L。另。另经测定尿氮排出量为经测定尿氮排出量为12g。(1)蛋白质代谢：蛋白质代谢：氧化量氧化量=12gx6.25=75g产热量产热量=18kJg75g=1350kJ耗氧量耗氧量=0.95Lg75g=71.25LCO2产量产量=0.7675g=57L(2)非蛋白代谢：非蛋白代谢：耗氧量耗氧量=400L-71.25L=328.75LCO2产量产量=340L-57L=283LNPRQ=283L328.75L=0.86(3)根据根据NPRQ的氧热价计算非蛋白代谢的产热量：的氧热

13、价计算非蛋白代谢的产热量：查表查表NPRQ为为0.86时，氧热价为时，氧热价为20.40kJL非蛋白代谢产热量非蛋白代谢产热量=328.75L20.40kJL=6706.5kJ(4)计算计算24小时产热量：小时产热量：24小时产热量小时产热量=1350kJ+6706.5kJ=8056.5kJ 受试者24小时的耗O2量是400L，CO2产量为3153.耗氧量与耗氧量与CO2产量的测定方法产量的测定方法闭合式测定法和开放式测定法闭合式测定法和开放式测定法（1）闭合式测定法：闭合式测定法：临床上通常只使用肺量计来测量耗氧量。临床上通常只使用肺量计来测量耗氧量。3.耗氧量与CO2产量的测定方法16（2

14、）开放式测定法开放式测定法(气体分析法气体分析法)：在机体呼吸空气的条件下测定耗氧量和在机体呼吸空气的条件下测定耗氧量和CO2产量的方产量的方法，即采取受试者一定时间内的呼出气，通过气量计测出法，即采取受试者一定时间内的呼出气，通过气量计测出呼出气量并分析呼出气体中氧和呼出气量并分析呼出气体中氧和CO2容积百分比。由于吸容积百分比。由于吸入气就是空气，所以其中的氧和入气就是空气，所以其中的氧和CO2的容积百分比不必另的容积百分比不必另测。根据吸入气和呼出气中氧和测。根据吸入气和呼出气中氧和CO2的容积百分比的差数，的容积百分比的差数，即可算出该时间内的耗氧量和即可算出该时间内的耗氧量和CO2排

15、出量，并算出混合呼排出量，并算出混合呼吸商。吸商。（3）临床应用的简便方法）临床应用的简便方法a.测定一定时间内的耗氧量和测定一定时间内的耗氧量和CO2排出量排出量呼吸商呼吸商作为作为NPRQb.用代谢测定仪用代谢测定仪测定一定时间内的耗氧量测定一定时间内的耗氧量将混合食物将混合食物NPRQ定为：定为：0.82（氧热价：（氧热价：20.19KJ/L）（2）开放式测定法(气体分析法)：17三、影响能量代谢的因素三、影响能量代谢的因素 (一一)肌肉活动肌肉活动肌肉活动对于能量代谢的影响最为显著。肌肉活动对于能量代谢的影响最为显著。机体任何轻微的活动都可提高代谢率。机体任何轻微的活动都可提高代谢率。

16、机体耗氧量机体耗氧量肌肉活动的强度肌肉活动的强度评估肌肉活动强度的指标：能量代谢率评估肌肉活动强度的指标：能量代谢率三、影响能量代谢的因素18(二二)精神活动精神活动脑的重量只占体重的脑的重量只占体重的2.5，但在安静状态下心输出量，但在安静状态下心输出量的约的约15分配给脑循环。在安静状态下，每分配给脑循环。在安静状态下，每100g脑组织的脑组织的耗氧量为耗氧量为3.5mlmin，将近安静肌肉组织耗氧量的将近安静肌肉组织耗氧量的20倍。倍。在睡眠和活跃的精神活动情况下在睡眠和活跃的精神活动情况下,脑中葡萄糖的代谢率脑中葡萄糖的代谢率却几乎没有差异。可见，在精神活动时，中枢神经系统本却几乎没有

17、差异。可见，在精神活动时，中枢神经系统本身的代谢率即使有所增加，其程度也是可以忽略的。身的代谢率即使有所增加，其程度也是可以忽略的。人在平静思考问题时，能量代谢受到的影响也并不大，人在平静思考问题时，能量代谢受到的影响也并不大，产热量增加一般不超过产热量增加一般不超过4%。在精神处于紧张状态，如烦恼、恐惧或情绪激动时，由在精神处于紧张状态，如烦恼、恐惧或情绪激动时，由于随之而出现的无意识的肌紧张以及刺激代谢的激素于随之而出现的无意识的肌紧张以及刺激代谢的激素(如甲如甲状腺激素状腺激素)释放增多等原因，产热量可以显著增加。因此，释放增多等原因，产热量可以显著增加。因此，在测定基础代谢率时受试者必

18、须屏除精神紧张的影响。在测定基础代谢率时受试者必须屏除精神紧张的影响。(二)精神活动19(三三)食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应(specificdynamiceffect)人从进食后人从进食后1小时左右开始，延续小时左右开始，延续78小时，虽然同小时，虽然同样处于安静状态，但所产生的热量却要比未进食时有所增样处于安静状态，但所产生的热量却要比未进食时有所增加。可见这种额外的能量消耗是由进食所引起的。加。可见这种额外的能量消耗是由进食所引起的。食物刺激机体产生额外能量消耗的作用，称为食物的食物刺激机体产生额外能量消耗的作用，称为食物的特殊动力效应特殊动力效应。三种主要营养物质中，蛋白质的特

19、殊动力效应最为显三种主要营养物质中，蛋白质的特殊动力效应最为显著，能提供著，能提供100kJ能量的蛋白质，产生的特殊动力可达能量的蛋白质，产生的特殊动力可达30kJ，即蛋白质的特殊动力效应为即蛋白质的特殊动力效应为30；糖和脂肪的特殊；糖和脂肪的特殊动力效应分别为动力效应分别为6和和4，混合性食物为，混合性食物为10。在为病人配餐时，应考虑到这部分能量消耗，给予相在为病人配餐时，应考虑到这部分能量消耗，给予相应的能量补充；而对于久病初愈者则应慎重补充蛋白食物，应的能量补充；而对于久病初愈者则应慎重补充蛋白食物，以免加重胃肠负担。以免加重胃肠负担。(三)食物的特殊动力效应(specific dy

20、namic20(四四)环境温度环境温度人人(裸体或只着薄衣裸体或只着薄衣)安静时的能量代谢，在安静时的能量代谢，在2030的情况下最为稳定，主要是因为肌肉保持松弛。的情况下最为稳定，主要是因为肌肉保持松弛。当环境温度低于当环境温度低于20时，代谢率即开始增加；在时，代谢率即开始增加；在10以下时，则显著增加。环境温度低时，代谢率的增以下时，则显著增加。环境温度低时，代谢率的增加主要是由于寒冷刺激反射性地引起寒战以及肌肉紧张加主要是由于寒冷刺激反射性地引起寒战以及肌肉紧张度的增强。度的增强。当环境温度超过当环境温度超过30时，代谢率又会逐渐增加，这时，代谢率又会逐渐增加，这可能是因为体内化学过程

21、的反应速度加快，还有发汗功可能是因为体内化学过程的反应速度加快，还有发汗功能旺盛以及呼吸、循环功能增强等因素的作用。能旺盛以及呼吸、循环功能增强等因素的作用。(四)环境温度 21基础代谢基础代谢(basalmetabolism)：基础状态下的能量代谢。：基础状态下的能量代谢。基础状态：清晨、清醒、静卧，未作肌肉活动；基础状态：清晨、清醒、静卧，未作肌肉活动；前夜睡眠良好，测定时无精神紧张；前夜睡眠良好，测定时无精神紧张；测定前至少禁食测定前至少禁食12小时；小时；室温保持在室温保持在2025；体温正常。体温正常。基础代谢率基础代谢率(basalmetabolicrate，BMR)：基础状态基础

22、状态下，单位时间内的能量代谢下，单位时间内的能量代谢。这种状态下体内能量的消耗这种状态下体内能量的消耗只用于维持基本的生命活动，能量代谢比较稳定。只用于维持基本的生命活动，能量代谢比较稳定。BMR比一般安静时的代谢率要低些，但并不是最低的，比一般安静时的代谢率要低些，但并不是最低的，因为熟睡时的代谢率更低因为熟睡时的代谢率更低(比安静时低比安静时低810，但做梦，但做梦时可增高时可增高)。四、基础代谢四、基础代谢 基础代谢(basal metabolism)：基础状22体表面积的测定：体表面积的测定：Stevenson公式公式体表面积体表面积(m2)=0.0061身高身高(cm)+0.0128

23、体重体重(kg)-0.1529BMR的计算（简略法）：的计算（简略法）：RQ：0.82（氧热价氧热价20.19kJL）某受试者，男性，某受试者，男性，20岁，在基础状态下，岁，在基础状态下，1小时的耗氧小时的耗氧量为量为15L，测得体表面积为测得体表面积为1.5m2。BMR：20.19kJL15L/h1.5m2=201.9kJm2h20岁男子的正常岁男子的正常BMR为为157.8kJ(m2h)，所以此人的所以此人的BMR值比正常值高值比正常值高44.1kJ(m2h)。一般用超出正常值的一般用超出正常值的百分数来表示：百分数来表示：44.1157.810028。临床上通常用。临床上通常用+28来

24、表示。来表示。BMR率随着性别、年龄等不同而有生理变动。男子的率随着性别、年龄等不同而有生理变动。男子的BMR值平均比女子的高；儿童比成人高；年龄越大，代谢值平均比女子的高；儿童比成人高；年龄越大，代谢率越低。率越低。体表面积的测定：Stevenson公式23BMR的临床意义：的临床意义：1）BMR与与我国人正常的我国人正常的BMR平均值比较：平均值比较：相差在相差在10-15%之间，均不属病态；之间，均不属病态；相差之数超过相差之数超过20%时，才可能是病理变化。时，才可能是病理变化。体温每升高体温每升高1，BMR将升高将升高13左右。左右。2）BMR的测量是临床诊断甲状腺疾病的重要辅助方法

25、。的测量是临床诊断甲状腺疾病的重要辅助方法。甲状腺功能低下时，甲状腺功能低下时，BMR可比正常值低可比正常值低20-40%；甲状腺功能亢进时甲状腺功能亢进时BMR可比正常值高出可比正常值高出25-80%。BMR的临床意义：24生理学课件-第七章-能量代谢与体温25体表面积的测体表面积的测定：定：体表面积还可从右体表面积还可从右图直接求出。其用法是，图直接求出。其用法是，将受试者的身高和体重在将受试者的身高和体重在相应的两条列线上的两点相应的两条列线上的两点连一直线，此直线与中间连一直线，此直线与中间的体表面积列线的交点就的体表面积列线的交点就是该人的体表面积。除是该人的体表面积。除BMR外，肺

26、活量、心输外，肺活量、心输出量、主动脉和气管的横出量、主动脉和气管的横截面积、肾小球滤过率等，截面积、肾小球滤过率等，也都与体表面积呈一定的也都与体表面积呈一定的比例关系。比例关系。了解一下吧！了解一下吧！体表面积的测定：体表面积还可从右图直接求出。其26第二节第二节体温体温一、一、体温体温二、二、机体的产热与散热机体的产热与散热三、三、体温调节体温调节第二节 体温一、体温27一、体温一、体温(bodytemperature)(一一)表层体温和深部体温表层体温和深部体温在研究体温时，把人体分为在研究体温时，把人体分为核心与外壳两个层次。核心与外壳两个层次。深部温度深部温度(coretemper

27、ature)：机体核心的温度。机体核心的温度。相对稳定，身体各部位之间相对稳定，身体各部位之间的温度差异很小。的温度差异很小。表层温度表层温度(shelltemperature)：机体外壳的温度机体外壳的温度。不稳定，各部位之间的差异不稳定，各部位之间的差异较大。较大。一、体温(body temperature)(一)表层28体温：身体深部的平均温度。由于深部血液温度不易体温：身体深部的平均温度。由于深部血液温度不易测试，所以临床上通常用直肠、口腔和腋窝等部位的温度测试，所以临床上通常用直肠、口腔和腋窝等部位的温度来代表体温。来代表体温。体温的测定：体温的测定：临床：直肠温度：临床：直肠温度：

28、36.9-37.90C（插入直肠插入直肠6cm以上）以上）口腔温度：口腔温度：36.7-37.70C（不能配合的病人，不适宜用）不能配合的病人，不适宜用）腋窝温度：腋窝温度：36.0-37.40C（形成人工体腔；至少（形成人工体腔；至少10min）实验研究：食管温度实验研究：食管温度体核温度的一个指标体核温度的一个指标鼓膜温度鼓膜温度作为脑组织温度的指标作为脑组织温度的指标人类的体温范围：人类的体温范围：35-410C 体温：身体深部的平均温度。由于深部血液温度不易测试29(二二)体温的正常变动体温的正常变动在生理情况下，体温可随昼夜、年龄、性别等因素而在生理情况下，体温可随昼夜、年龄、性别等

29、因素而有所变化，但这种变化的幅度一般不超过有所变化，但这种变化的幅度一般不超过1。1.体温的昼夜变化体温的昼夜变化体温在一昼夜之间有周期性的波动：清晨体温在一昼夜之间有周期性的波动：清晨26时体温时体温最低，午后最低，午后16时最高。这种昼夜周期性波动称为昼夜节时最高。这种昼夜周期性波动称为昼夜节律律(circadianrhythm)或日节律。或日节律。体温的日节律同肌肉活动状态以及耗氧量等没有因果体温的日节律同肌肉活动状态以及耗氧量等没有因果关系，而是由一种内在的生物节律所决定的。关系，而是由一种内在的生物节律所决定的。将一切标志时间或时刻的外在因素都去除，体温仍表将一切标志时间或时刻的外在

30、因素都去除，体温仍表现出昼夜节律性波动的特性，但此种节律的周期要比地球现出昼夜节律性波动的特性，但此种节律的周期要比地球的自转周期的自转周期(24小时小时)略长，称之为自由运转周期略长，称之为自由运转周期。通常认为生物节律现象是由体内存在着的生物钟来控通常认为生物节律现象是由体内存在着的生物钟来控制的。制的。下丘脑的视交叉上核可能是昼夜节律的控制中心下丘脑的视交叉上核可能是昼夜节律的控制中心。(二)体温的正常变动30生理学课件-第七章-能量代谢与体温312.性别的影响性别的影响成年女子的体温平均比男子的高成年女子的体温平均比男子的高0.3，而且其体温而且其体温随月经周期而发生变动。随月经周期而

31、发生变动。女子的基础体温女子的基础体温(basalbodytemperature，指在早指在早晨醒后起床前测定的体温晨醒后起床前测定的体温)在月经期和月经后的前半期较低，在月经期和月经后的前半期较低，排卵前日最低，排卵日升高排卵前日最低，排卵日升高0.30.6。每天测定基础体温每天测定基础体温可有助于了解有无排卵可有助于了解有无排卵和排卵的日期，即基础和排卵的日期，即基础体温突然升高的一天。体温突然升高的一天。排卵后体温升高，可能排卵后体温升高，可能是孕激素作用的结果。是孕激素作用的结果。2.性别的影响 每天测定基础体温可有323.年龄的影响年龄的影响新生儿，特别是早产儿：体温容易受环境因素的

32、影响。新生儿，特别是早产儿：体温容易受环境因素的影响。老年人因基础代谢率低，体温也偏低。老年人因基础代谢率低，体温也偏低。4.肌肉活动肌肉活动代谢增强，产热量增加，体温升高代谢增强，产热量增加，体温升高5.其它其它情绪激动、精神紧张、进食等情况对体温都会发生影情绪激动、精神紧张、进食等情况对体温都会发生影响。许多麻醉药可抑制体温调节中枢或影响其传人途径的响。许多麻醉药可抑制体温调节中枢或影响其传人途径的活动，特别是此类药物能扩张皮肤血管，增加体热散失。活动，特别是此类药物能扩张皮肤血管，增加体热散失。3.年龄的影响33(三三)皮肤温度和平均体温皮肤温度和平均体温皮肤温度皮肤温度(skin te

33、mperature):机体表层的最外层即皮肤机体表层的最外层即皮肤的温度的温度。体表各部位的皮肤温度差别较大。体表各部位的皮肤温度差别较大。环境温度环境温度23时进行测定时进行测定:足部足部:27;手部手部:30.;躯干躯干:32;额部额部:3334。四肢末梢皮肤温度最低，越四肢末梢皮肤温度最低，越近躯干、头部，皮肤温度越高。近躯干、头部，皮肤温度越高。气温气温32以上时，皮肤温度的以上时，皮肤温度的部位差别将变小。部位差别将变小。皮肤温度与局部血流量有密切的皮肤温度与局部血流量有密切的关系。能影响皮肤血管舒缩的因素关系。能影响皮肤血管舒缩的因素(如环境温度变化或精神紧张等如环境温度变化或精神

34、紧张等)都能都能改变皮肤的温度。临床上常用皮肤改变皮肤的温度。临床上常用皮肤温度作为诊断外周血管疾病的指标。温度作为诊断外周血管疾病的指标。(三)皮肤温度和平均体温341.平均皮肤温度平均皮肤温度(meanskintemperature，MST)8点法点法:头、上臂、手、胸、背、大腿、小腿、足。头、上臂、手、胸、背、大腿、小腿、足。4点法：点法：Tmst=0.2(T小腿小腿+T大腿大腿)+0.3(T胸胸+T上臂上臂)0.2和和0.3分别为各该区占总体表面积的比例系数。分别为各该区占总体表面积的比例系数。2.平均体温平均体温(meanbodytemperature，MBT)Tcore为深部温度，

35、通常用直肠温为深部温度，通常用直肠温度代表，度代表，为深部组织所占的比例，为深部组织所占的比例，(1-)则为身体表层组织所占的比例。则为身体表层组织所占的比例。随着环境温度的变化，身体深部随着环境温度的变化，身体深部与表层两者相对的比例可出现较大的与表层两者相对的比例可出现较大的变动。直肠温度易受下肢温度影响，变动。直肠温度易受下肢温度影响，当下肢温度较低时，由于下肢流回到当下肢温度较低时，由于下肢流回到髂静脉的血液较低，可使直肠温度降髂静脉的血液较低，可使直肠温度降低。低。Tmbt=Tcore+(1-)Tmst 1.平均皮肤温度(mean skin temper35二、二、机体的产热与散热机

36、体的产热与散热恒温动物之所以能维持相对稳定的体温，就是因为在恒温动物之所以能维持相对稳定的体温，就是因为在体温调节机构的控制下，产热和散热两个生理过程能取得体温调节机构的控制下，产热和散热两个生理过程能取得动态平衡的结果。动态平衡的结果。(一一)产热过程产热过程 1.主要的产热器官主要的产热器官人体主要的产热器官是肝脏和骨骼肌。人体主要的产热器官是肝脏和骨骼肌。安静安静肝脏肝脏运动运动骨骼肌骨骼肌2.机体的产热形式机体的产热形式基础代谢产热基础代谢产热 食物特殊动力效应产热食物特殊动力效应产热 骨骼肌运动产热（随意运动）骨骼肌运动产热（随意运动）战栗产热战栗产热(shiveringthermo

37、genesis)非战栗产热非战栗产热(non-shiveringthermogenesis)二、机体的产热与散热 恒温动物之所以能维持相36(1)战栗产热：战栗产热：战栗：在寒冷环境中骨骼肌发生不随意的节律性收战栗：在寒冷环境中骨骼肌发生不随意的节律性收缩，其节律为缩，其节律为911次分钟。次分钟。战栗的特点：屈肌和伸肌同时收缩，所以不做外功，战栗的特点：屈肌和伸肌同时收缩，所以不做外功，但产热量很高。战栗时，机体的代谢率可增加但产热量很高。战栗时，机体的代谢率可增加45倍。在倍。在寒冷性肌紧张寒冷性肌紧张(thermalmuscletone)或称战栗前肌或称战栗前肌紧张紧张(pre-shiv

38、eringtone)：寒冷环境中，机体在发生战栗寒冷环境中，机体在发生战栗之前先出现之前先出现，此时代谢率就有所增加。此时代谢率就有所增加。意义：维持机体在寒冷环境中的体热平衡。意义：维持机体在寒冷环境中的体热平衡。(2)非战栗产热（代谢产热）：非战栗产热（代谢产热）：褐色脂肪组织褐色脂肪组织(brownfattissue，BFT)的产热量为的产热量为最大，约占非战栗产热总量的最大，约占非战栗产热总量的70。BFT发生于出生后，分布于人类的腹股沟、腋窝、发生于出生后，分布于人类的腹股沟、腋窝、肩胛下区，以及颈部大血管的周围等处。肩胛下区，以及颈部大血管的周围等处。新生儿不能发生战栗，所以非战栗

39、产热对新生儿来新生儿不能发生战栗，所以非战栗产热对新生儿来说意义尤为重要。说意义尤为重要。(1)战栗产热：37生理学课件-第七章-能量代谢与体温383.产热活动的调节产热活动的调节(1)体液调节：体液调节：甲甲状状腺腺激激素素是是调调节节产产热热活活动动的的最最重重要要的的体体液液因因素素。代代谢谢率率增增加加2030。甲甲状状腺腺激激素素作作用用的的特特点点：作作用用缓缓慢但持续时间长。慢但持续时间长。肾肾上上腺腺素素、去去甲甲肾肾上上腺腺素素以以及及生生长长激激素素等等也也可可刺刺激产热，特点是作用迅速，但维持时间短。激产热，特点是作用迅速，但维持时间短。(2)神经调节：神经调节：寒冷刺激

40、寒冷刺激交感神经系统交感神经系统肾上腺髓质肾上腺髓质肾上腺素肾上腺素和去甲肾上腺素释放增多和去甲肾上腺素释放增多产热增加。产热增加。寒冷刺激寒冷刺激下丘脑释放促甲状腺激素释放激素下丘脑释放促甲状腺激素释放激素(TRH)腺垂体释放促甲状腺激素腺垂体释放促甲状腺激素(TSH)甲状腺甲状腺甲状甲状腺激素腺激素产热增加。产热增加。3.产热活动的调节 39(二二)散热过程散热过程主要散热部位：皮肤（主要散热部位：皮肤（85%）呼吸道（）呼吸道（15%）尿、粪等排）尿、粪等排泄物（泄物（1.5%）1.散热的几种方式散热的几种方式四种方式：辐射、传导、对流和蒸发四种方式：辐射、传导、对流和蒸发(1)辐射散热

41、辐射散热(thermalradiation)：辐射散热：人体以发射红外线的形式将体热传给外界辐射散热：人体以发射红外线的形式将体热传给外界的一种散热形式。的一种散热形式。影响因素：皮肤与周围环境的温度差影响因素：皮肤与周围环境的温度差机体的有效散热面积机体的有效散热面积(2)传导散热传导散热(thermalconduction)：传导散热：机体的热量直接传给与机体接触的温度较传导散热：机体的热量直接传给与机体接触的温度较低的物体的一种散热方式。低的物体的一种散热方式。影响因素：与之接触的物体的导热性影响因素：与之接触的物体的导热性(二)散热过程40(3)对流散热对流散热(thermalconv

42、ection)：对对流流散散热热：通通过过气气体体进进行行热热量量交交换换的的一一种种散散热热方方式式。体热先传导给空气，然后通过对流将热量带走。体热先传导给空气，然后通过对流将热量带走。影响因素：风速影响因素：风速辐辐射射、传传导导和和对对流流，只只有有在在皮皮肤肤温温度度高高于于环环境境温温度度时时才才有意义。有意义。(4)蒸发散热蒸发散热(evaporation)：蒸蒸发发散散热热：机机体体通通过过体体表表水水分分的的蒸蒸发发而而散散失失体体热热的的一一种形式。种形式。体体温温条条件件下下，蒸蒸发发1g水水可可使使机机体体散散发发2.43kJ的的热热量量。体表水分的蒸发是一种有效的散热途

43、径。体表水分的蒸发是一种有效的散热途径。蒸发散热分类：不感蒸发蒸发散热分类：不感蒸发(insensibleperspiration)发汗发汗(sweating)(3)对流散热(thermal convection)411)不感蒸发：不感蒸发：人即使处在低温环境中，皮肤和呼吸道也不断有水分人即使处在低温环境中，皮肤和呼吸道也不断有水分渗出而被蒸发掉，这种水分蒸发称为不感蒸发，其中皮肤渗出而被蒸发掉，这种水分蒸发称为不感蒸发，其中皮肤的水分蒸发又称不显汗，即这种水分蒸发不被觉察，并与的水分蒸发又称不显汗，即这种水分蒸发不被觉察，并与汗腺的活动无关。汗腺的活动无关。在低于在低于30的环境中，人体通过

44、不感蒸发所丢失的水的环境中，人体通过不感蒸发所丢失的水分是相当恒定的，为分是相当恒定的，为1215g(hm2)。人体人体24h的不感蒸的不感蒸发量一般为发量一般为1000ml左右，其中通过皮肤的约为左右，其中通过皮肤的约为600800ml。在肌肉活动或发热状态下，不显汗可以增加；婴幼儿不在肌肉活动或发热状态下，不显汗可以增加；婴幼儿不感蒸发的速率比成人大，因此在缺水的情况下，婴幼儿更感蒸发的速率比成人大，因此在缺水的情况下，婴幼儿更容易出现严重脱水。容易出现严重脱水。不感蒸发是一种很有效的散热途径，有些动物如狗，在不感蒸发是一种很有效的散热途径，有些动物如狗，在高温下不能分泌汗液，而必须通过热

45、喘呼吸高温下不能分泌汗液，而必须通过热喘呼吸(panting)来增来增加蒸发散热。加蒸发散热。1)不感蒸发：422)发汗：发汗：发汗：汗腺主动分泌汗液的过程。发汗：汗腺主动分泌汗液的过程。可感蒸发可感蒸发(sensibleevaporation)：发汗是可以意识发汗是可以意识到的，又称可感蒸发到的，又称可感蒸发。安静状态下，环境温度达安静状态下，环境温度达30左右时便开始发汗。空左右时便开始发汗。空气湿度高，衣着较多时，气湿度高，衣着较多时，25便可引起发汗。便可引起发汗。劳动或运动时，气温虽在劳动或运动时，气温虽在20以下，也可出现发汗，以下，也可出现发汗，而且发汗量往往较多。而且发汗量往往

46、较多。影响发汗速度受的因素：环境温度和湿度。影响发汗速度受的因素：环境温度和湿度。2.汗液汗液汗液的成分：水分：汗液的成分：水分：99，固体成分（固体成分（NaCl、KCl、尿素）：尿素）：额部、手背额部、手背四肢四肢躯干躯干分泌能力分泌能力:手掌、足跖手掌、足跖额部、手背额部、手背四肢四肢躯干躯干发汗是一种反射性活动。发汗是一种反射性活动。发汗中枢发汗中枢:下丘脑下丘脑.传出神经：交感胆碱能纤维传出神经：交感胆碱能纤维乙酰胆碱乙酰胆碱肾上腺素能纤维肾上腺素能纤维手掌、足跖及前额手掌、足跖及前额温热性发汗：温热刺激引起发汗温热性发汗：温热刺激引起发汗精神性发汗：精神紧张引起发汗精神性发汗：精神

47、紧张引起发汗3.汗腺与汗腺活动的调节 44与体温调节无关，可能与体温调节无关，可能与湿润手掌和足跖，增与湿润手掌和足跖，增加摩擦力有关。加摩擦力有关。加强散热，对体温加强散热，对体温调节有重要作用。调节有重要作用。意义意义情绪激动或精神紧张情绪激动或精神紧张温热刺激温热刺激刺激刺激肾上腺素能神经纤维肾上腺素能神经纤维交感神经的胆碱能交感神经的胆碱能节后纤维节后纤维神经神经支配支配手掌、足跖、前额和腋手掌、足跖、前额和腋窝等部位汗腺窝等部位汗腺全身绝大部分汗腺全身绝大部分汗腺分泌分泌(手掌、足跖除手掌、足跖除外）外）汗腺汗腺精神性发汗精神性发汗温热性发汗温热性发汗与体温调节无关，可能与湿润手掌和

48、足跖，增加摩擦力有关。加强散45降温措施：降温措施：（1 1）冰囊、冰帽：增加传导散热）冰囊、冰帽：增加传导散热 （2 2）通气、减衣：增加辐射、对流散热）通气、减衣：增加辐射、对流散热 （3 3）酒精擦浴：增加蒸发散热）酒精擦浴：增加蒸发散热降温措施：（1）冰囊、冰帽：增加传导散热464.循环系统在散热中的作用循环系统在散热中的作用机体可以通过改变皮肤血管的舒缩状态来调节体热的机体可以通过改变皮肤血管的舒缩状态来调节体热的散失量。散失量。机体的体温调节机构正是通过交感神经控制皮肤血管机体的体温调节机构正是通过交感神经控制皮肤血管的口径，调节皮肤血流量，使散热量能符合当时条件下体的口径，调节皮

49、肤血流量，使散热量能符合当时条件下体热平衡的要求。热平衡的要求。炎热炎热交感神经紧张活动降低交感神经紧张活动降低皮肤小动脉舒张，动皮肤小动脉舒张，动-静脉吻合支开放静脉吻合支开放皮肤血流量增加皮肤血流量增加散热量增加。散热量增加。炎热炎热汗腺的活动增强汗腺的活动增强蒸发散热增强蒸发散热增强。寒冷寒冷交感神经的紧张活动增强交感神经的紧张活动增强皮肤血管收缩皮肤血管收缩皮皮肤血流量剧减肤血流量剧减散热量减少。散热量减少。四肢深部的静脉和动脉相伴行，相当于逆流交换系统，四肢深部的静脉和动脉相伴行，相当于逆流交换系统，可使机体热量的散失减少。可使机体热量的散失减少。适中的环境温度适中的环境温度(203

50、0)，或当产热量没有大幅度变，或当产热量没有大幅度变化时，通过调节皮肤血管的口径，就可以精细地控制皮肤化时，通过调节皮肤血管的口径，就可以精细地控制皮肤温度，从而增加或减少散热量，体热维持平衡状态。温度，从而增加或减少散热量，体热维持平衡状态。4.循环系统在散热中的作用 47三、体温调节三、体温调节自主神经性体温调节自主神经性体温调节(autonomicthermoregulation)：在体温调节中枢的控制下，通过增减皮肤的血流量、发汗、在体温调节中枢的控制下，通过增减皮肤的血流量、发汗、战栗等生理调节反应，能维持在一个相对稳定的水平。战栗等生理调节反应，能维持在一个相对稳定的水平。行为性体

51、温调节行为性体温调节(behavioralthermoregulation)：机机体体(包括变温动物包括变温动物)在不同环境中采取的姿势和发生的行为，在不同环境中采取的姿势和发生的行为，特别是人为了保温或降温所采取的措施，如增减衣着等。特别是人为了保温或降温所采取的措施，如增减衣着等。(一一)温度感受器温度感受器外周温度感受器：游离的神经末梢外周温度感受器：游离的神经末梢中枢温度感受器：神经元中枢温度感受器：神经元温度感受器：冷感受器、热感受器温度感受器：冷感受器、热感受器1.外周温度感受器外周温度感受器分布：皮肤、粘膜和内脏。局部温度升高时，热感受分布：皮肤、粘膜和内脏。局部温度升高时，热感

52、受器兴奋；温度降低时冷感受器兴奋。皮肤的温度感受器对器兴奋；温度降低时冷感受器兴奋。皮肤的温度感受器对温度的变化速率更为敏感。温度的变化速率更为敏感。三、体温调节 自主神经性体温调节(autonom482.中枢温度感受器中枢温度感受器中中枢枢温温度度感感受受器器：存存在在于于中中枢枢神神经经系系统统内内的的对对温温度度变变化敏感的化敏感的神经元神经元。热热敏敏神神经经元元(warm-sensitiveneuron)：局局部部组组织织温温度度升升高高时时冲冲动动发发放放频频率率增增加加。分分布布：脑脑干干网网状状结结构构和和下下丘丘脑脑的弓状核。的弓状核。冷冷敏敏神神经经元元(cold-sens

53、itiveneuron)：局局部部组组织织温温度度降降低低时时冲冲动动发发放放频频率率增增加加。分分布布：视视前前区区-下下丘丘脑脑前前部部(preoptic-anteriorhypothalamusarea，POAH)。局局部部脑脑组组织织温温度度变变动动0.1，这这两两种种神神经经元元的的放放电电频频率率就会发生变化，而且不出现适应现象。就会发生变化，而且不出现适应现象。POAH中中的的某某些些温温度度敏敏感感神神经经元元是是来来自自中中枢枢和和外外周周的的温温度度信信息息会会聚聚的的神神经经元元。此此外外，这这类类神神经经元元能能直直接接对对致致热热原原(pyrogen)或或5-羟羟色色

54、胺胺、去去甲甲肾肾上上腺腺素素以以及及各各许许多多种种肽肽类类物质等发生反应，并导致体温的改变。物质等发生反应，并导致体温的改变。2.中枢温度感受器 49生理学课件-第七章-能量代谢与体温50生理学课件-第七章-能量代谢与体温51生理学课件-第七章-能量代谢与体温52(二二)体温调节中枢体温调节中枢体温调节中枢：下丘脑体温调节中枢：下丘脑体温调节中枢整合的关键部位：体温调节中枢整合的关键部位：POAH其根据如下：其根据如下：广泛破坏广泛破坏POAH区后，与体温调节有关的散热和区后，与体温调节有关的散热和产热反应都明显减弱或消失；产热反应都明显减弱或消失；身体各个部位的温度传入信息均会聚于身体各

55、个部位的温度传入信息均会聚于POAH；POAH中的温度敏感神经元对致热原以及其他能中的温度敏感神经元对致热原以及其他能影响体温的化学物质的反应同这些物质所引起的体温调节影响体温的化学物质的反应同这些物质所引起的体温调节反应是一致的；反应是一致的；POAH输出的整合指令是广泛性的，即其所引起输出的整合指令是广泛性的，即其所引起的体温调节反应既有自主神经系统参与的体温调节反应既有自主神经系统参与(如血管舒缩反应、如血管舒缩反应、发汗反应发汗反应)，又有躯体神经系统参与，又有躯体神经系统参与(如战栗如战栗)，还有内分泌，还有内分泌系统参与系统参与(如激素引起的代谢改变如激素引起的代谢改变)等。等。(

56、二)体温调节中枢53(三三)体温调定点学说体温调定点学说体温调定点学说认为，体温的调节类似于恒温器的调节，体温调定点学说认为，体温的调节类似于恒温器的调节，POAH神经元的活动设定了一个调定点神经元的活动设定了一个调定点(setpoint)，即即规定的温度值，如规定的温度值，如37。调定点是由调定点是由POAH温度敏感神经元的工作特性决定的。温度敏感神经元的工作特性决定的。由细菌所致的发热由细菌所致的发热(fever)，是由于在致热原作用下体温是由于在致热原作用下体温调节的调定点被重新设置，称为重调定调节的调定点被重新设置，称为重调定(resetting)。POAH热敏神经元的温度反应阈值升高

57、热敏神经元的温度反应阈值升高(斜率减小斜率减小)，而冷敏神经元的阈值则下降而冷敏神经元的阈值则下降(斜率增大斜率增大)，调定点因而上移，调定点因而上移(例如上移到例如上移到39)。由于环境温度过高而引起机体中暑时，体温也升高，但由于环境温度过高而引起机体中暑时，体温也升高，但这并不是因为体温中枢调定点的上移，而是由于体温调节这并不是因为体温中枢调定点的上移，而是由于体温调节中枢本身的功能障碍所致。中枢本身的功能障碍所致。(三)体温调定点学说54生理学课件-第七章-能量代谢与体温55生理学课件-第七章-能量代谢与体温56生理学课件-第七章-能量代谢与体温57气温下降气温下降散热过多散热过多体温趋于下降体温趋于下降寒寒战战大脑皮层大脑皮层冷感受器兴奋冷感受器兴奋发汗中枢发汗中枢体体温温调调节节中中枢枢发汗停止发汗停止代谢增强代谢增强血管收缩血管收缩行为调节行为调节散散热热减减少少产产热热增增多多体体温温趋趋于于正正常常产热增多产热增多散热减少散热减少体温调节过程体温调节过程(以环境温度下降为例以环境温度下降为例)气温下降散热过多体温趋于下降寒 战大脑皮层冷感受器兴奋发汗中58生理学课件-第七章-能量代谢与体温59生理学课件-第七章-能量代谢与体温60谢谢！谢谢！谢谢！61