生理學PPT_第七章__能量代謝與體溫[1]

1、第七章第七章 能量代謝與體溫能量代謝與體溫103264武宸仰七年制一班第一節(jié)第一節(jié) 能量代謝能量代謝l生物學中通常將生物體內(nèi)物質(zhì)代謝過程中伴隨發(fā)生的能量的釋放、轉(zhuǎn)移、儲存和利用稱為能量代謝（energy metabolism）l一 機體能量的來源與利用l二 能量代謝的測定l三 影響能量代謝的主要因素l四 基礎(chǔ)代謝機體能量的來源與利用機體能量的來源與利用（一）能量的來源l直接來源：ATP 水解為ADP釋放能量，也是能量儲存的重要形式l磷酸肌酸（CP）：體內(nèi)ATP的儲存庫l三大營養(yǎng)物質(zhì)l糖：人體能量的50%-70%由糖類氧化分解提供，以有氧氧化功能為主 糖酵解：劇烈運動時骨骼肌氧債；紅細胞等無有氧

2、氧化酶系的細胞 腦組織主要依賴糖的有氧氧化供能，缺氧和低血糖會引起頭暈、抽搐甚至昏迷l脂肪：主要功能為儲存和供給能量。肝糖原耗盡后，脂肪在脂肪酶作用下分解為甘油和脂肪酸，甘油和脂肪酸經(jīng)一系列變化進入糖的氧化途徑供能l蛋白質(zhì)：長期不進食或體力極度消耗時，蛋白質(zhì)才分解氨基酸供能 機體能量的來源與利用機體能量的來源與利用（二）能量的利用l各能源物質(zhì)氧化釋放的能量50%以上轉(zhuǎn)化為熱能，其余以化學能形式儲存在ATP等的高能磷酸鍵中，供機體完成各種生理活動l除骨骼肌收縮對外界物體做外功之外，其他自由能最終都轉(zhuǎn)化為熱能l熱能是最低形式的能量，主要用于維持體溫，不能做功機體能量的來源與利用機體能量的來源與利用

3、（三）能量平衡l人體能量平衡指機體攝入的能量與消耗的能量之間的平衡l能量消耗：基礎(chǔ)代謝、食物的特殊動力效應(yīng)、運動、其他能量代謝的測定能量代謝的測定l原理：能量守恒定律l能量代謝率：單位時間內(nèi)所消耗的能量l測定機體單位時間內(nèi)產(chǎn)熱量或消耗的食物量l與能量代謝測定有關(guān)的幾個概念l食物的熱價：1g某種食物氧化時釋放的能量稱為這種食物的熱價l單位：焦耳（J）l分為：生理性熱價-體內(nèi)氧化；物理熱價-體外燃燒l糖和脂肪的生理熱價與物理熱價相等，蛋白質(zhì)生理熱價小于物理熱價l三大營養(yǎng)物質(zhì)熱價：脂肪蛋白質(zhì)糖與能量代謝測定有關(guān)的幾個概念與能量代謝測定有關(guān)的幾個概念l食物的氧熱價：某種食物氧化時消耗1LO2所產(chǎn)生的熱

4、量稱為這種食物的氧熱價l呼吸商（RQ）：一定時間內(nèi)機體呼出的CO2量與吸入的O2量的比值lRQ=CO2產(chǎn)生量（mol）/O2消耗量（mol） = CO2產(chǎn)生量（ml）/O2消耗量（ml）l糖的呼吸商=1.00，蛋白質(zhì)=0.80，脂肪=0.71l正常人呼吸商=0.85l非蛋白呼吸商（NPRQ）：糖和脂肪氧化時產(chǎn)生的CO2量和消耗的O2量的比值l氧債：機體劇烈運動時，骨骼肌氧耗量猛增，但由于循環(huán)等功能活動只能逐漸加強，不能迅速滿足機體對氧的需要，骨骼肌因此而處于相對缺氧的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為氧債。此情況下，只能通過動用儲備的高能磷酸鍵和進行無氧酵解供能能量代謝的測定能量代謝的測定l能量代謝的測定方法

5、l直接測熱法l間接測熱法l定比定律：化學反應(yīng)中反應(yīng)物與產(chǎn)物的量之間呈一定比例關(guān)系l間接測熱法：利用“定比定律” ，測算出一定時間內(nèi)氧化的糖、脂肪和蛋白質(zhì)各有多少，再計算出它們所釋放出的熱量。l步驟：l計算氧化蛋白質(zhì)食物的產(chǎn)熱量：需測機體在一定時間內(nèi)尿氮排出量（1g蛋白質(zhì)產(chǎn)生0.16g尿氮），估算蛋白質(zhì)氧化量l計算氧化非蛋白食物的產(chǎn)熱量：需測機體在一定時間內(nèi)的總耗氧量和總CO2產(chǎn)量，計算NPRQl計算總產(chǎn)熱量能量代謝的測定能量代謝的測定l簡化l測得一定時間內(nèi)的總耗氧量和總CO2產(chǎn)量，將求得的呼吸商視為NPRQ，查表l將NPRQ視為0.82，測定一段時間內(nèi)耗氧量，乘以相應(yīng)的氧熱價20.20kJ/L

6、l測定耗氧量和CO2產(chǎn)生量的方法l閉合式測定法：肺量計l開放式測定法：即氣體分析法l雙標記水法影響能量代謝的主要因素影響能量代謝的主要因素（一）肌肉活動l影響能量代謝最明顯的因素l機體耗氧量的增加與肌肉活動的強度呈正比關(guān)系l能量代謝率可作為評估肌肉活動強度的指標（二）精神活動l人在平靜地思考問題時，能量代謝受到的影響不大，其產(chǎn)熱量一般不超過4%。l但精神處于緊張狀態(tài)(煩躁、恐懼、情緒激動等)時，由于會導(dǎo)致無意識的肌肉緊張性增強、交感神經(jīng)興奮及促進代謝的激素（甲狀腺激素、腎上腺素）釋放增多等原因，能量代謝率可增高，產(chǎn)熱量可顯著增加。影響能量代謝的主要因素影響能量代謝的主要因素（三）食物的特殊動力

7、效應(yīng)l進食能刺激機體額外消耗能量的作用稱為食物的特殊動力效應(yīng)l進食1小時左右開始，延續(xù)7-8個小時l蛋白質(zhì)：30%，糖：6%，脂肪：4%，混合性食物：10%（四）環(huán)境溫度l溫度低于20 時，寒冷刺激反射性地引起寒戰(zhàn)以及肌肉緊張度的增強，代謝率隨溫度下降增加l20-30，肌肉較松弛，能量代謝率最低、最穩(wěn)定l超過30 ,時，體內(nèi)化學反應(yīng)速度加快、發(fā)汗功能旺盛、呼吸循環(huán)功能增強，代謝率逐漸增加基礎(chǔ)代謝基礎(chǔ)代謝l基礎(chǔ)代謝（basal metabolism）：基礎(chǔ)狀態(tài)下的能量代謝l基礎(chǔ)代謝率（BMR）：基礎(chǔ)狀態(tài)下單位時間內(nèi)的能量代謝l基礎(chǔ)代謝率的測定條件：清醒、靜臥，未作肌肉活動，無精神緊張， （基礎(chǔ)狀

8、態(tài)） 食后12-14h、室溫保持在20-25l基礎(chǔ)代謝率常作為評價機體能量代謝水平的指標l基礎(chǔ)代謝率是人體在清醒時最低的能量代謝水平，熟睡時可能更低l能量代謝率與體重不成比例，與體表面積成正比l單位：單位時間內(nèi)每平方米體表面積的產(chǎn)熱量，kJ/(m2h)l體表面積計算：Stevenson公式；體表面積測算圖l簡化法測定BMR：NPRQ=0.82，氧熱價=20.20kJ/L，在基礎(chǔ)狀態(tài)下測定一定時間內(nèi)耗氧量和體表面積，即可計算出基礎(chǔ)代謝率基礎(chǔ)代謝基礎(chǔ)代謝lBMR正常值：平均值1015 平均值20可能是病態(tài)l基礎(chǔ)代謝率的臨床意義lBMR升高甲亢：+25+80；發(fā)燒：體溫每升高1，BMR升高13%；糖

9、尿病、紅細胞增多癥、白血病、伴有呼吸困難的心臟病時BMR也升高。lBMR降低甲減：-20-40 ；腎上腺皮質(zhì)功能低下、腦垂體功能低下、腎病綜合征、病理性饑餓時BMR也降低。第二節(jié)第二節(jié) 體溫及其調(diào)節(jié)體溫及其調(diào)節(jié)l一 體溫l二 機體的產(chǎn)熱與散熱l三 體溫調(diào)節(jié)體溫調(diào)節(jié)體溫體溫l體溫：機體核心部分的平均溫度l體溫的相對恒定是機體新陳代謝和一切生命活動正常進行的必需條件。（一）表層溫度和核心溫度l核心溫度：機體核心部分的溫度l表層溫度：機體表層部分的溫度l表層溫度低于核心溫度，由表層到深部存在明顯溫度梯度l皮膚溫度：機體表層的最外層即皮膚的溫度l23時，四肢末梢皮膚溫度最低，越近軀干、頭部，皮膚溫度越

10、高l32 以上時，披風溫度的部位差別變小l寒冷環(huán)境下，隨氣溫下降，手、足部溫度降低最明顯，頭部皮膚溫度變動較小l皮膚溫度與局部血流量密切相關(guān)，能影響皮膚血管舒縮的因素（環(huán)境溫度變化、精神緊張等）都能改變皮膚溫度不同環(huán)境溫度下人體體溫分布體溫體溫l核心溫度相對穩(wěn)定各部位間溫度差異很小l肝臟是溫度最高的器官：38l直腸溫度：正常值：36.9-37.9l口腔溫度：正常值：36.7-37.7 l腋窩溫度：正常值：36.0-37.4 l食管溫度：比直腸溫度低0.3 左右，可作為深部溫度指標l鼓膜溫度：與下丘腦溫度相近，常作腦組織溫度指標體溫體溫（二）體溫的正常變動l生理情況下，體溫變動不超過1 l晝夜變

11、化l清晨2-6時最低，午后1-6時最高，這種晝夜周期性波動稱為體溫的晝夜節(jié)律或日節(jié)律日節(jié)律，由內(nèi)在生物節(jié)律所決定，由體內(nèi)生物鐘控制l性別影響：成年女性體溫平均高于男性0.3 l女性基礎(chǔ)體溫隨月經(jīng)周期變動 卵泡期體溫較低，排卵日最低 通過每天測定基礎(chǔ)體溫， 有助于了解有無排卵和排卵日期體溫體溫l年齡影響l兒童和青少年體溫較高，老年人體溫偏低l新生兒特別是早產(chǎn)兒，體溫易受環(huán)境因素的影響而變動，對嬰幼兒應(yīng)加強保溫護理l肌肉活動的影響l肌肉活動時，代謝增強、產(chǎn)熱增加，體溫升高l其他l情緒激動、精神緊張、進食等情況對體溫也會產(chǎn)生影響機體的產(chǎn)熱與散熱機體的產(chǎn)熱與散熱l人體正常體溫的維持，是在體溫調(diào)節(jié)機構(gòu)的

12、協(xié)調(diào)和控制下，產(chǎn)熱和散熱過程達到動態(tài)平衡的結(jié)果。機體的產(chǎn)熱與散熱機體的產(chǎn)熱與散熱（一）產(chǎn)熱過程l主要產(chǎn)熱器官：肝、骨骼肌l安靜時主要內(nèi)臟產(chǎn)熱，肝產(chǎn)熱量最高l運動或勞動時：肌肉成為主要產(chǎn)熱器官，占總產(chǎn)熱量90%機體的產(chǎn)熱與散熱機體的產(chǎn)熱與散熱l產(chǎn)熱的形式l基礎(chǔ)代謝產(chǎn)熱、骨骼肌運動產(chǎn)熱、食物的特殊動力效應(yīng)產(chǎn)熱、寒戰(zhàn)和非寒戰(zhàn)產(chǎn)熱l通常，機體產(chǎn)熱量大部分來自各組織器官的基礎(chǔ)代謝，其中以內(nèi)臟器官與腦組織為主l機體安靜時在寒冷環(huán)境中主要靠寒戰(zhàn)產(chǎn)熱和非寒戰(zhàn)產(chǎn)熱增加產(chǎn)熱量l寒戰(zhàn)產(chǎn)熱：寒冷環(huán)境中骨骼肌發(fā)生不隨意的節(jié)律性收縮。代謝率增加4-5倍 特點：屈肌和伸肌同時收縮，不做外功，能量全部轉(zhuǎn)化為熱量l非寒戰(zhàn)產(chǎn)熱：

13、通過提高組織代謝率增加產(chǎn)熱，又稱代謝產(chǎn)熱l棕色脂肪組織代謝產(chǎn)熱量約占非寒戰(zhàn)產(chǎn)熱總量的70%l棕色脂肪組織只存在于新生兒肩胛下區(qū)、頸部大血管周圍、腹股溝等處機體的產(chǎn)熱與散熱機體的產(chǎn)熱與散熱l產(chǎn)熱活動的調(diào)節(jié)l體液調(diào)節(jié)：l甲狀腺激素最重要，催進機體代謝，增加產(chǎn)熱，作用緩慢、持續(xù)時間長l腎上腺素、去甲腎上腺素、生長激素，可刺激產(chǎn)熱，起效較快，維持時間短l神經(jīng)調(diào)節(jié)l寒冷刺激下，寒戰(zhàn)中樞（下丘腦后部）興奮引起寒戰(zhàn)l寒冷環(huán)境使交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮，引起腎上腺髓質(zhì)活動增強，腎上腺素和去甲腎上腺素等激素釋放增加，產(chǎn)熱增加l寒冷引起下丘腦釋放促甲狀腺激素釋放激素，刺激腺垂體釋放促甲狀腺激素，加強甲狀腺的活動機體的產(chǎn)熱

14、與散熱機體的產(chǎn)熱與散熱（一）散熱過程l散熱部位：主要：皮膚；次要：呼出氣、尿、糞l散熱的方式：l當外界氣溫低于表層溫度時，主要通過輻射、傳導(dǎo)和對流方式散熱；當外界溫度高于表層溫度時，機體的散熱是依靠蒸發(fā)方式散熱。 l輻射散熱：人體以熱射線的形式將體熱傳給外界較冷物質(zhì)的散熱方式l散熱量的多少取決于皮膚與周圍環(huán)境間的溫度差。l皮膚溫度高于環(huán)境溫度時，溫度差越大散熱量越多l(xiāng)環(huán)境溫度高于皮膚溫度時，不僅不散熱，反而吸收環(huán)境熱量l輻射散熱還取決于機體的有效散熱面積l有效散熱面積越大，散熱量越多l(xiāng)四肢表面積較大，在輻射散熱中起重要作用機體的產(chǎn)熱與散熱機體的產(chǎn)熱與散熱l傳導(dǎo)散熱：機體的熱量直接傳給與之接觸的

15、溫度較低物體的散熱方式l散熱量取決于：皮膚溫度與接觸物體之間的溫度差、接觸面積、接觸物的導(dǎo)熱性能l水的導(dǎo)熱性好，因此臨床上常利用冷水袋或冰袋為高熱患者降溫。l脂肪的導(dǎo)熱性差，因而肥胖者炎熱的天氣易出汗。l對流散熱：通過氣體流動進行熱量交換的散熱方式l散熱量取決于：皮膚與周圍環(huán)境間的溫度差、機體的有效散熱面積、風速l風速越大，散熱量越多l(xiāng)蒸發(fā)散熱：蒸發(fā)是指水分從體表汽化時吸收熱量而散發(fā)體熱的一種方式l正常體溫條件下，蒸發(fā)1g水可散發(fā)2.43kJ熱量l環(huán)境溫度等于或高于皮膚溫度時，蒸發(fā)成為唯一有效地散熱形式l無汗癥患者，冷環(huán)境中與常人無異；熱環(huán)境中，不能借汗液蒸發(fā)散熱，易中暑l蒸發(fā)散熱分不感蒸發(fā)和

16、發(fā)汗兩種形式機體的產(chǎn)熱與散熱機體的產(chǎn)熱與散熱l不感蒸發(fā)：體液的水分從皮膚和黏膜（主要是呼吸道黏膜）表面不斷滲出而被汽化l不被人體察覺，與汗腺無關(guān)，其水分從皮膚表面的蒸發(fā)又稱不顯汗l人體24h內(nèi)不感蒸發(fā)量一般約1000ml，不顯汗占600-800mll肌肉活動或發(fā)熱狀態(tài)下，不顯汗增加l嬰兒不感蒸發(fā)速率大于成人，缺水狀態(tài)下，易出現(xiàn)嚴重脫水l發(fā)汗：汗腺主動分泌汗液的過程，可被意識到，又稱可感蒸發(fā)l大汗腺：腋窩、陰部，大汗腺與體溫調(diào)節(jié)無關(guān)；小汗腺：手掌、足部最多，四肢軀干最少l四肢軀干的汗腺分泌能力最強l發(fā)汗速度快時，注意補充水和食鹽l發(fā)汗是一種反射性活動，最主要的發(fā)汗中樞在下丘腦l溫熱性發(fā)汗：溫熱性

17、刺激引起，傳出神經(jīng)：交感神經(jīng)；遞質(zhì)：乙酰膽堿；效應(yīng)器：小汗腺l精神性發(fā)汗：精神緊張或情緒激動引起，中樞：大腦皮層運動區(qū)；在體溫調(diào)節(jié)中作用不大l發(fā)汗速度和發(fā)含量受環(huán)境溫度、濕度、機體活動的影響機體的產(chǎn)熱與散熱機體的產(chǎn)熱與散熱溫熱性發(fā)汗溫熱性發(fā)汗精神性發(fā)汗精神性發(fā)汗汗腺汗腺全身絕大部分汗腺分泌全身絕大部分汗腺分泌( (手掌、足跖除外）手掌、足跖除外）手掌、足跖、前額和腋窩等部位手掌、足跖、前額和腋窩等部位汗腺汗腺神經(jīng)神經(jīng)支配支配交感神經(jīng)的膽堿能節(jié)后交感神經(jīng)的膽堿能節(jié)后纖維纖維腎上腺素能神經(jīng)纖維腎上腺素能神經(jīng)纖維刺激刺激溫熱刺激溫熱刺激情緒激動或精神緊張情緒激動或精神緊張意義意義加強散熱，對體溫調(diào)節(jié)

18、加強散熱，對體溫調(diào)節(jié)有重要作用。有重要作用。與體溫調(diào)節(jié)無關(guān)，可能與濕潤手與體溫調(diào)節(jié)無關(guān)，可能與濕潤手掌和足跖，增加摩擦力有關(guān)掌和足跖，增加摩擦力有關(guān)機體的產(chǎn)熱與散熱機體的產(chǎn)熱與散熱l循環(huán)系統(tǒng)在散熱中的作用體溫調(diào)節(jié)體溫調(diào)節(jié)l自主性體溫調(diào)節(jié)：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)汗或寒戰(zhàn)等生理調(diào)節(jié)反應(yīng)，維持產(chǎn)熱和散熱過程的動態(tài)平衡，使體溫保持相對穩(wěn)定的水平。依靠負反饋控制系統(tǒng)實現(xiàn)。l行為性體溫調(diào)節(jié)：有意識的調(diào)節(jié)體熱平衡的活動，即通過在不同環(huán)境中采取的姿勢和發(fā)生的行為來調(diào)節(jié)體熱平衡。體溫調(diào)節(jié)體溫調(diào)節(jié)(一)溫度感受器l外周溫度感受器l分布：全身皮膚、某些粘膜和腹腔內(nèi)臟等處。l類型：溫覺感受器和冷覺感受器 皮膚溫度30時冷覺感受器+冷覺 皮膚溫度35時溫覺感受器+溫覺l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(diào)節(jié)反應(yīng)。l特點：冷覺感受器在皮膚的分布密度為溫覺感受器的410倍，因此外周溫度感受器的作用主要是監(jiān)測皮膚溫度的降低體溫調(diào)節(jié)體溫調(diào)節(jié)l中樞溫度感受器（溫度敏感神經(jīng)元）l分布：下丘腦、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和脊髓等處l分類：分為熱敏神經(jīng)元和冷敏神經(jīng)元 血液溫度，熱敏神經(jīng)元沖動發(fā)放頻率 血液溫度，冷敏神經(jīng)元沖動發(fā)放頻率l視前區(qū)-下丘腦前部（PO/AH）腦溫變動時： PO