能量代謝與體溫jianhua.ppt

能量代謝與體溫,能量代謝與體溫,一、能量代謝 1 能量的來源與利用 2 能量代謝的測量原理 3 影響能量代謝的因素 4 基礎(chǔ)代謝與基礎(chǔ)代謝率 二、體溫及其調(diào)節(jié) 1 正常體溫及其變化 2 機體產(chǎn)熱與散熱 3 體溫調(diào)節(jié)-產(chǎn)熱與散熱的動態(tài)平衡，重 點講反射性調(diào)節(jié)調(diào)定點學(xué)說,第一節(jié) 能量代謝,同化作用（合成代謝）- 耗能 新陳代謝 能量代謝 (物質(zhì)代謝) 異化作用（分解代謝）- 放能 定義：生物體內(nèi)物質(zhì)代謝中伴隨著的能量的釋放、轉(zhuǎn)移和利用，稱為能量代謝（energy metabolism）。,一、機體能量的來源與利用,1、糖：機體的主要能源 70%（中國人） 2、脂肪：提供大約 30%的能量 3、蛋白質(zhì)（氨基酸）：提供少量的能量 4、能量的去路 食物中的能量 100% 自由能 95% ATP 45% 各種功能活動 墑 5% 熱量 50% 熱量 20-45% 外功 0-25% ATP：機體的能量貨幣（載體） 磷酸肌酸： ATP的緩沖物（儲備）,轉(zhuǎn)移,二、能量代謝測定的原理與方法,能量代謝率（energy metabolic rate）：單位時間內(nèi)機體的產(chǎn)熱量。 原理： 能量守衡: 食物的化學(xué)能 = 熱能 + 外功 能量代謝 = 熱能 + 外功 + 熱儲備 營養(yǎng)物氧化產(chǎn)熱量與氧耗量之間存在著嚴格的定比關(guān)系，只要測出1小時耗氧量就能測出產(chǎn)熱量,方法： （一）、直接測熱法 利用特殊的測量裝置直接測量整個機體在單位時間內(nèi)向外界環(huán)境散發(fā)的總熱量。 設(shè)備復(fù)雜，操作繁瑣，應(yīng)用受限。 用于研究肥胖和內(nèi)分泌障礙。,、間接測熱法 1、間接測熱法的原理 依據(jù)： 定比定律：同一化學(xué)反應(yīng)無論中間過程和條件 差異多大，釋放的能量是一定的。 產(chǎn)物一致：食物在體內(nèi)外的氧化其最終產(chǎn)物 是一樣的。 基本原理： 利用化學(xué)反應(yīng)的對比關(guān)系，查出一定時間內(nèi)機 體中氧化分解的糖、脂肪和蛋白質(zhì)各有多少， 據(jù)此計算該段時間內(nèi) 機體所釋放出的總熱量。,與能量代謝測定有關(guān)的幾個概念,1. 食物的熱價（thermal equivalent of food） 1克某種食物氧化（或在體外燃燒）時所釋放的熱量。熱價有生物熱價（體內(nèi)氧化釋放的熱量）和物理熱價（體外燃燒釋放的熱量）之分。,2. 食物的氧熱價（thermal equivalent of oxygen） 某種食物氧化時每消耗1升氧所產(chǎn)生的熱量。,3. 呼吸商（respiratory quotient, RQ） 一定時間內(nèi)機體呼出的CO2量與吸入的 O2量的比值（CO2O2）。 產(chǎn)生的CO2 mol數(shù) 產(chǎn)生的CO2 ml數(shù) RQ 消耗的O2 mol數(shù) 消耗的O2 ml數(shù),表 三種營養(yǎng)物質(zhì)氧化時的幾種數(shù)據(jù),三、影響能量代謝的因素,1、肌肉活動：最為顯著，提高代謝率 勞動或運動時耗氧量和能量代謝顯著增加，可達安靜時的10-20倍，因此能量代謝可作為勞動或運動時肌肉活動強度的指標。 2、環(huán)境溫度 環(huán)境溫度在20-30攝氏度時，能量代謝率最為穩(wěn)定。 3、食物的特殊動力效應(yīng) 進食后機體產(chǎn)熱量的額外增加?？赡芘c肝臟處理蛋白質(zhì)有關(guān) 4、精神緊張活動：由與精神活動相關(guān)連的肌肉活動和激素分泌引起代謝率提高。 *5、節(jié)律性變化,（一）定義： 基礎(chǔ)代謝（basal metabolism）是指在基礎(chǔ)狀態(tài)下的能量代謝。 基礎(chǔ)代謝率（basal metabolism rate，BMR）是指在基礎(chǔ)狀態(tài)下單位時間內(nèi)的能量代謝。是以每小時，每平方米體表面積的產(chǎn)熱量為單位，以kJ/m2.h表示。,四、基礎(chǔ)代謝（basic metabolism）,基礎(chǔ)狀態(tài)： 清晨、清醒、靜臥，未作肌肉活動； 前夜睡眠良好，測定時無精神緊張； 測定前至少禁食12小時； 室溫2025。 此時體內(nèi)能量消耗只用于維持一些基本的生 命活動如呼吸、循環(huán)等，能量代謝比較穩(wěn)定。,（二）測定與表示方法 1、測定方法 RQ為0.82，氧熱價 20.20 KJ/L， 測一定時間(h)的耗O2量（VO2/6 min 10） 20.20 kJ VO2/h (m2) = kJ/h/ m2 2、表示方法 實測值正常平均值 BMR = 100% 正常平均值 正常：10 %15 %，年齡、性別 超過20% 病態(tài)，發(fā)熱1C，升高 13%。 內(nèi)分泌疾病，如甲亢、甲低。,（三）測定BMR的意義 評價內(nèi)分泌功能、能量代謝水平。 檢測甲狀腺的功能。 甲狀腺機能亢進、發(fā)熱、糖尿病、紅細胞 增多癥、白血病及伴有呼吸困難的心 臟病等引起B(yǎng)MR升高； 甲狀腺機能低下、病理性饑餓、阿狄森 病、腎病綜合癥及垂體性肥胖癥等引 起B(yǎng)MR降低,第二節(jié) 體溫及其調(diào)節(jié),一、體溫 body temperature （一）、體表溫度（shell temperature）和體核溫度（core temperature ） 體表溫度：機體表層的溫度。 皮膚溫度：機體表層的最外層，即皮膚的溫度。 額部 軀干 手 足; 氣溫高，差異??；氣溫低，差異大 體核溫度：機體深部的溫度。 體溫：指體核溫度的平均溫度。 腋下溫度 口腔溫度 直腸溫度 36.0 37.4 36.7 - 37.7 36.9 37.9,（二）、體溫的正常變動 1 晝夜波動：晝夜節(jié)律、日周期。清晨2-6時最低， 午后1-6時最高，波動1 ?？赡芘c下丘腦 的生物鐘功能有關(guān)。 2 性別：女性高于男性0.3攝氏度，女性的月周期月 經(jīng)后期體溫升高?？赡芘c黃體分泌的孕酮有關(guān) 3 年齡：小兒體溫高且不穩(wěn)定，老年人體溫低。 4 肌肉活動：劇烈的肌肉活動使產(chǎn)熱量增加，體溫 升高。 5、其他：情緒、進食、環(huán)境溫度等 *麻醉藥物可影響體溫： 影響體溫中樞及傳入神經(jīng) 擴張皮膚血管，散熱,二、機體的產(chǎn)熱與散熱 體熱平衡：產(chǎn)熱和散熱兩個生理過程之間 的動態(tài)平衡，維持體溫恒定。 機體熱含量= 體重（kg）0.83（組織比熱）平均T( ) 平均T與環(huán)境溫度有關(guān)。,（一）、產(chǎn)熱 1 主要產(chǎn)熱器官：安靜時，內(nèi)臟器官（肝臟） 運動時，肌肉，90% 2 產(chǎn)熱形式：戰(zhàn)栗產(chǎn)熱（肌肉收縮）和非戰(zhàn)栗 產(chǎn)熱（代謝） 戰(zhàn)栗產(chǎn)熱 shivering thermogenesis 戰(zhàn)栗：骨骼肌發(fā)生不隨意的節(jié)律性收縮 特點：不做外功，產(chǎn)熱量很高。 非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱 non- shivering thermogenesis 代謝產(chǎn)熱：褐色脂肪組織的產(chǎn)熱量最大,3 調(diào)節(jié)： 體液調(diào)節(jié)：甲狀腺激素、腎上腺素和去 甲腎上腺素 神經(jīng)調(diào)節(jié)：交感神經(jīng) 寒冷交感神經(jīng)系統(tǒng)腎上腺髓質(zhì)腎上腺素、去甲腎上腺腺素產(chǎn)熱 寒冷中樞神經(jīng)系統(tǒng)下丘腦釋放促甲狀腺素釋放激素垂體促甲狀腺素甲狀腺甲狀腺激素產(chǎn)熱, 散熱 1、散熱途徑 皮膚散熱85%，呼吸14%，糞尿1、5%。 2、體內(nèi)熱到達皮膚 熱傳導(dǎo)，血液循環(huán)帶熱。 3、皮膚散熱的方式 （1）輻射： （2）傳導(dǎo) （3）對流, 蒸發(fā)evaporation ：最有效的散熱方式。1克水蒸發(fā)，吸熱2.4 kJ. 不感蒸發(fā)(滲透蒸發(fā)) insensible perspiration ：指體液中的水分直接滲透 出皮膚和呼吸道粘膜等表面而蒸發(fā)，并不為人們察覺,持續(xù)進行的一種散熱途徑。 每天1000ml，皮膚600 - 800ml，呼吸道200 - 400ml。,發(fā)汗sweating: 汗腺分泌汗液的活動。是環(huán)境溫度高于體溫時的機體唯一有效的散熱途徑。 汗液：水分 99%，固體成分主要是 NaCl pH: 68，低滲（等滲低滲） 為汗腺主動分泌。 A、溫?zé)嵝园l(fā)汗（thermal sweating） 由溫?zé)岽碳ひ鸬恼舭l(fā)散熱。調(diào)節(jié)T。 發(fā)汗中樞：下丘腦。 B、精神性發(fā)汗（mental sweating）:與T調(diào) 節(jié)無關(guān)。中樞：大腦皮層運動前區(qū)。,三、體溫調(diào)節(jié),自主性體溫調(diào)節(jié)（autonomic thermoregulation） ：機體在下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞的控制下，通過增減皮膚血流量、發(fā)汗、寒戰(zhàn)等生理反應(yīng)，經(jīng)常維持產(chǎn)熱和散熱過程的動態(tài)平衡。體溫調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)。 行為性體溫調(diào)節(jié)（behavioral thermoregulation）：機體（包括變溫動物）在不同的溫度環(huán)境的姿勢和行為。是體溫調(diào)節(jié)的補充，并使人具有預(yù)見性。,參與部位 1）感受器：外周：皮膚，內(nèi)臟 中樞：下丘腦前部視前區(qū) （PO/AH），中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，脊髓 2）中樞：下丘腦前部視前區(qū)：前部散熱，后 部產(chǎn)熱 3）傳出神經(jīng)：交感神經(jīng)纖維、膽堿能神經(jīng)為主,假說 調(diào)定點學(xué)說：按恒溫器調(diào)節(jié)，在PO/AH設(shè)置 一個調(diào)定點，即規(guī)定的溫度值37 體液說: 散熱：發(fā)汗，喘氣，皮膚血管舒張，代 謝 產(chǎn)熱：寒戰(zhàn)，汗腺 ，血管（+）， T3、 T4、Ad代謝 5-HT NE,體溫調(diào)節(jié)的生物控制系統(tǒng),調(diào)定點,+,-,體溫調(diào)節(jié)中樞,產(chǎn)熱過程,散熱過程,溫度感受器,體核溫度,干擾,體溫,熱 冷,Eckert