生理學(xué) 第七章-能量代謝與體溫

第七章

能量代謝與體溫1第一節(jié)能量代謝

物質(zhì)代謝過(guò)程中所伴隨的能量釋放、轉(zhuǎn)移、儲(chǔ)存和利用，稱(chēng)為能量代謝機(jī)體能量的來(lái)源主要來(lái)源于糖、脂肪、蛋白質(zhì)

2ATP（三磷酸腺苷）：貯能物質(zhì)和直接供能物質(zhì)CP（磷酸肌酸）：ATP的貯存庫(kù)，但不能直接供能3糖正常情況下糖是主要供能物質(zhì)。腦組織所需能量主要來(lái)自糖有氧氧化，故缺氧和血糖水平過(guò)低，均可導(dǎo)致意識(shí)障礙、昏迷及抽搐機(jī)體糖的儲(chǔ)備較少，成年人糖的儲(chǔ)備量?jī)H為150g左右。脂肪是能源物質(zhì)儲(chǔ)存的主要形式，當(dāng)機(jī)體處于饑餓24小時(shí)后，儲(chǔ)存的糖原幾乎耗竭時(shí)，脂肪則成為主要的供能物質(zhì)。蛋白質(zhì)主要功能是構(gòu)成細(xì)胞成分和形成某些生物活性物質(zhì)。很少供能(長(zhǎng)期饑餓或極度消耗時(shí)，才成為主要能量來(lái)源)。4能量的去路能量熱能+外功5能量代謝的測(cè)定測(cè)定原理能量守恒定律：機(jī)體分解營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)所釋放的總能量應(yīng)等于機(jī)體所產(chǎn)生的熱量和肌肉對(duì)外物作功之和?？偰芰?產(chǎn)熱量+外功6與能量代謝測(cè)定有關(guān)的幾個(gè)概念食物的熱價(jià)

1克某種食物氧化時(shí)釋放的熱量意義：反應(yīng)一定量的能源物質(zhì)儲(chǔ)存能量的大小生物熱價(jià)：體內(nèi)氧化物理熱價(jià)：體外燃燒食物的氧熱價(jià)某種食物氧化時(shí)消耗1升O2所產(chǎn)生的熱量表示耗氧量和產(chǎn)熱量之間的關(guān)系7呼吸商（RQ）生理學(xué)上，把營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)氧化時(shí)一定時(shí)間內(nèi)機(jī)體呼出的CO2量和吸入的O2量的比值，稱(chēng)為呼吸商。RQ＝CO2產(chǎn)生量/耗O2量不同的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)氧化分解時(shí)CO2產(chǎn)生量和O2耗量不同，RQ也就不同，根據(jù)RQ可估計(jì)某一段時(shí)間內(nèi)機(jī)體氧化各種食物的比例

非蛋白呼吸商：機(jī)體在氧化非蛋白部分（糖和脂肪）時(shí)CO2產(chǎn)生量和O2耗量的比值8直接測(cè)熱法

直接測(cè)量從機(jī)體體表、呼出氣、尿液和糞便排出的總熱量。這種方法測(cè)定準(zhǔn)確，但設(shè)備復(fù)雜，操作繁瑣，現(xiàn)已極少應(yīng)用9間接測(cè)熱法原理：是利用“定比定律”（即反應(yīng)物的量與生成物的量呈一定的比例關(guān)系），測(cè)算出一定時(shí)間內(nèi)機(jī)體的耗氧量、二氧化碳產(chǎn)生量，從而間接推算出機(jī)體的產(chǎn)熱量。C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+△H注：通常情況下，體內(nèi)能量主要來(lái)自糖和脂肪的氧化，蛋白質(zhì)用于氧化供能的量很少，且氧化不徹底，在計(jì)算能量代謝時(shí)可忽略不計(jì)。10能量代謝率的測(cè)算方法方法一：測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)O2耗量和CO2產(chǎn)生量，計(jì)算RQ以算出的RQ作為非蛋白呼吸商，從表中查得相應(yīng)的混合氧熱價(jià)，利用公式：產(chǎn)熱量=混合氧熱價(jià)×O2耗量，求出單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)熱量，即能量代謝率方法二：根據(jù)國(guó)人的統(tǒng)計(jì)資料，基礎(chǔ)狀態(tài)下的非蛋白呼吸商為0.82，對(duì)應(yīng)的氧熱價(jià)為20.2kJ/L，因此，用測(cè)定的耗氧量與氧熱價(jià)相乘，即可求得該狀態(tài)下的產(chǎn)熱量。方法二與方法一的理論值非常相近，因而在臨床工作中是一種較為簡(jiǎn)潔、方便、可靠的方法。11影響能量代謝的因素肌肉活動(dòng)影響最大能量代謝率可以作為評(píng)價(jià)勞動(dòng)強(qiáng)度的指標(biāo)無(wú)明顯軀體活動(dòng)時(shí)也消耗一定能量（維持生命活動(dòng)）12精神活動(dòng)精神緊張(煩躁、恐懼、情緒激動(dòng)等)時(shí)，產(chǎn)熱量可顯著增加食物的特殊動(dòng)力效應(yīng)食物能使機(jī)體產(chǎn)生“額外”熱量的現(xiàn)象各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的食物特殊動(dòng)力效應(yīng)不同，蛋白質(zhì)最大環(huán)境溫度（“U”形）20-30℃最穩(wěn)定；﹥30℃或﹤20℃能量代謝均增加13基礎(chǔ)代謝基礎(chǔ)代謝：人體在基礎(chǔ)狀態(tài)下的能量代謝基礎(chǔ)狀態(tài)：室溫20-25℃，清醒、安靜、空腹基礎(chǔ)代謝率：基礎(chǔ)狀態(tài)下單位時(shí)間內(nèi)的能量代謝。能量代謝率與體表面積成正比，為了比較不同個(gè)體之間的能量代謝情況，基礎(chǔ)代謝率以每小時(shí)每平方米體表面積的產(chǎn)熱量為單位，即：kJ/(m2.h)14能量代謝的衡量標(biāo)準(zhǔn)

體表面積（m2）

＝0.0061×身高

（cm）

＋0.0128×體重

（kg）

－0.152915衡量標(biāo)準(zhǔn)：

實(shí)測(cè)值—正常平均值正常平均值正常值：相差在±10％～±15％內(nèi)正常生理意義：幫助診斷某些代謝性疾病甲亢時(shí)，基礎(chǔ)代謝率比正常值高出25%-80%甲低時(shí)，基礎(chǔ)代謝率比正常值低20%-40%發(fā)熱時(shí)，體溫每升高1℃，基礎(chǔ)代謝率將升高13%×100%16體溫

機(jī)體深部組織的平均溫度，也叫體核溫度，37℃

意義：體溫的相對(duì)恒定是機(jī)體新陳代謝和一切生命活動(dòng)正常進(jìn)行的必需條件。

體溫過(guò)高、過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致生理功能障礙，甚至死亡第二節(jié)體溫及其調(diào)節(jié)17正常體溫血液溫度最理想，但不易測(cè)量，通常體溫的測(cè)量部位為：腋窩、口腔和直腸。肛溫：36.9～37.9℃，最接近機(jī)體深部的溫度

口溫：36.7～37.7℃

腋溫：36.0～37.4℃18體溫的生理變動(dòng)晝夜變化清晨2~6時(shí)體溫最低，午后l~6時(shí)最高，波動(dòng)幅度一般不超過(guò)l℃，體溫的這種周期性波動(dòng)稱(chēng)為晝夜節(jié)律或日節(jié)律。一般認(rèn)為生物節(jié)律的中樞在下丘腦視交叉上核。性別成年女性體溫比男性高0.3℃年齡新生兒體溫調(diào)節(jié)機(jī)制不完善，易受環(huán)境影響老年人基礎(chǔ)代謝率低，體溫較低。肌肉活動(dòng)其他因素：環(huán)境溫度、情緒激動(dòng)、精神緊張、進(jìn)食、麻醉藥19女子體溫隨月經(jīng)周期而產(chǎn)生周期性變動(dòng)。排卵當(dāng)日最低，排卵后升高0.2-0.50C。與血中孕激素濃度的周期性變化有關(guān)20機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱正常體溫維持產(chǎn)熱主要產(chǎn)熱器官安靜時(shí)--內(nèi)臟（尤其是肝臟）為主運(yùn)動(dòng)或勞動(dòng)時(shí)—骨骼肌為主散熱動(dòng)態(tài)平衡產(chǎn)熱21產(chǎn)熱形式寒戰(zhàn)產(chǎn)熱骨骼肌在肌緊張?jiān)鰪?qiáng)的基礎(chǔ)上，伸肌和屈肌同時(shí)發(fā)生的不隨意的節(jié)律性收縮特點(diǎn)：不做外功中樞：下丘腦后部傳出神經(jīng)：軀體運(yùn)動(dòng)神經(jīng)22非寒戰(zhàn)性產(chǎn)熱（代謝產(chǎn)熱）棕色脂肪分布：肩胛下區(qū)、腹股溝、頸部大血管周?chē)问剑貉趸c磷酸化脫耦聯(lián)，產(chǎn)熱效率高中樞：下丘腦后部傳出神經(jīng)：交感神經(jīng)甲狀腺激素：作用緩慢，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)腎上腺素、去甲腎上腺素、生長(zhǎng)素：起效快，但時(shí)間短23散熱主：皮膚面積大與外界接觸血流豐富有汗腺次：肺、尿、糞

散熱部位24皮膚的散熱方式輻射散熱體熱以熱射線形式傳給外界較冷的物體，影響因素：皮膚和周?chē)h(huán)境之間的溫度差、有效輻射面積傳導(dǎo)散熱機(jī)體的熱量直接傳給同它接觸的較冷物體影響因素：皮膚表面與接觸面的溫度差、接觸面積、接觸物體的導(dǎo)熱性能25對(duì)流散熱通過(guò)冷熱空氣的對(duì)流使機(jī)體熱量散失，受風(fēng)速影響大以上三種散熱為物理散熱方式，其中輻射散熱量大。散熱的條件是體表溫度高于外界環(huán)境溫度。蒸發(fā)散熱：水分在體表發(fā)生汽化時(shí)吸收體熱而將其散發(fā)，受空氣濕度影響大。當(dāng)環(huán)境溫度≥體溫時(shí)，蒸發(fā)是唯一的散熱途徑26不感蒸發(fā)（不顯汗）：體液直接透過(guò)皮膚和粘膜表面，在未形成明顯水滴就蒸發(fā)掉

不感蒸發(fā)是持續(xù)進(jìn)行的。人體不感蒸發(fā)量約1000ml/日（皮膚約占2/3,肺占1/3）。

∴臨床上給病人補(bǔ)液時(shí)應(yīng)考慮到由不感蒸發(fā)丟失的體液量。嬰幼兒不感蒸發(fā)的速率比成人大，因而缺水時(shí)易發(fā)生嚴(yán)重脫水27可感蒸發(fā)（發(fā)汗）通過(guò)汗腺的主動(dòng)分泌，汗液在皮膚表面形成明顯汗滴后，從體表蒸發(fā)而帶走熱量的一種散熱形式

若將汗液擦掉則不能起到蒸發(fā)散熱的效果；汗腺缺乏(如燒傷病人)或汗腺分泌障礙者，在熱環(huán)境中就可導(dǎo)致體溫升高危及生命汗腺分為大汗腺和小汗腺，蒸發(fā)散熱的主要是小汗腺，汗腺分布密度在四肢末梢較大，但軀干和四肢發(fā)汗能力最強(qiáng)。28水分：＞99％剛分泌出的汗液與血漿是等滲的，汗液經(jīng)過(guò)小導(dǎo)管時(shí)在醛固酮的作用下，Na+和Cl-被重吸收，故最終排出的汗液為低滲。發(fā)汗速度較快時(shí)，重吸收率低，發(fā)汗速度較慢時(shí)，重吸收率高。固體：＜１％大部分為NaCl

其余為KCl、尿素、乳酸等無(wú)葡萄糖和蛋白質(zhì)汗液29發(fā)汗是一種反射性活動(dòng)，調(diào)節(jié)過(guò)程：外周溫度感受器體內(nèi)外溫度↑→中樞熱敏神經(jīng)元→下丘腦發(fā)汗中樞→交感神經(jīng)興奮→ACh↑→汗腺→汗液分泌

↑

影響因素：勞動(dòng)強(qiáng)度、環(huán)境溫度、濕度。意義：主要參與體溫調(diào)節(jié)精神性發(fā)汗汗腺主分布于掌心、足底和前額，情緒激動(dòng)或精神緊張時(shí)由大腦皮層發(fā)出的沖動(dòng)引起的，與體溫調(diào)節(jié)關(guān)系不大。交感神經(jīng)興奮→NE↑→汗腺→汗液分泌

↑溫?zé)嵝园l(fā)汗30循環(huán)系統(tǒng)在散熱中的作用寒冷環(huán)境，交感神經(jīng)活動(dòng)↑

→皮膚血管收縮，溫度↓→與環(huán)境溫差↓→散熱↓炎熱環(huán)境，交感神經(jīng)活動(dòng)↓→皮膚血管舒張，溫度↑→與環(huán)境溫差↑→散熱↑環(huán)境溫度20~30℃，機(jī)體安靜，既不發(fā)汗也無(wú)寒戰(zhàn)，僅靠調(diào)節(jié)皮膚血流量控制皮膚溫度，即可達(dá)到體熱的“收支”平衡。31體溫調(diào)節(jié)行為性體溫調(diào)節(jié)機(jī)體在大腦皮層控制下，通過(guò)一定的行為來(lái)保持體溫相對(duì)恒定自主性體溫調(diào)節(jié)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)特別是下丘腦的控制下，通過(guò)發(fā)動(dòng)與產(chǎn)熱和散熱有關(guān)的生理反應(yīng)進(jìn)行體溫調(diào)節(jié)3233溫度感受器外周溫度感受器分布：皮膚、粘膜、內(nèi)臟類(lèi)型：熱感受器、冷感受器冷感受器較多，大約是熱感受器的5-11倍，皮膚的溫度感受器對(duì)溫度的變化速率更敏感。中樞溫度感受器分布：下丘腦、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、脊髓熱敏神經(jīng)元：溫度升高時(shí)放電頻率增加冷敏神經(jīng)元：溫度降低時(shí)放電頻率增加作用：主要感受體溫升高刺激34體溫調(diào)節(jié)中樞：下丘腦

PO/AH整合中樞和外周的溫度信息；下丘腦后部有寒戰(zhàn)中樞；下丘腦后部有發(fā)汗中樞和調(diào)節(jié)皮膚血管活動(dòng)的交感中樞35調(diào)定點(diǎn)學(xué)說(shuō)調(diào)定點(diǎn)：體溫在偏離某一臨界溫度（37℃）時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致明顯的產(chǎn)熱和散熱改變，從而使體溫恢復(fù)到臨界溫度，這一臨界溫度即為調(diào)定點(diǎn)。下丘腦PO/AH的溫度敏感神經(jīng)元起著調(diào)定點(diǎn)的作用

調(diào)定點(diǎn)在37℃左右時(shí)，散熱和產(chǎn)熱平衡體溫高于調(diào)定點(diǎn)時(shí)，熱敏神經(jīng)元興奮，散熱大于產(chǎn)熱體溫低于調(diào)定點(diǎn)時(shí)，冷敏神經(jīng)元興奮，產(chǎn)熱大于散熱36冷刺激→外周冷感受器，中樞冷敏神經(jīng)→下丘腦→產(chǎn)熱增加：

1.軀體運(yùn)動(dòng)神經(jīng)→骨骼?。ê畱?zhàn)產(chǎn)熱）

2.交感神經(jīng)→褐色脂肪組織（代謝性產(chǎn)熱）