第七能量代謝與體溫

第一頁，共五十二頁。第二頁，共五十二頁。(二)能量去路能源物質(zhì)在體內(nèi)氧化分解生成CO2和水，釋放出所蘊藏的能量，50%以上轉(zhuǎn)化為熱能，其余部分以ATP(三磷酸腺苷)形式貯存起來。第三頁，共五十二頁。因此，測定機體在單位時間內(nèi)發(fā)散的總熱量或所消耗的食物量，可測算出整個機體在單位時間內(nèi)能量代謝的量，即能量代謝率。

二、能量代謝的測定(一)能量代謝測定的基本原理機體的能量代謝也遵循“能量守恒定律第四頁，共五十二頁。(二)能量代謝的測定方法

1.直接測熱法：直接測量從機體體表、呼出氣、尿液和糞便排出的總熱量。如果不做外功，該熱量就是機體代謝的全部熱量。這種方法測定準(zhǔn)確，但設(shè)備復(fù)雜，操作繁瑣，現(xiàn)已極少應(yīng)用。

2.間接測熱法：

⑴間接測熱法原理：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。為此，必須先了解與其相關(guān)的幾個概念：食物的熱價、氧熱價和呼吸商。第五頁，共五十二頁。①食物的熱價:1ｇ食物在氧化時所釋放出來的熱量，稱為食物的熱價。物理熱價：指食物在體外燃燒時釋放的熱量。生理熱價：指在體內(nèi)氧化時所產(chǎn)生的熱量。糖與脂肪：物理熱價＝生理熱價蛋白質(zhì)：物理熱價＞生理熱價（∵蛋白質(zhì)在體內(nèi)不能被徹底氧化分解，有一部分以尿素的形式由尿中排泄）。②食物的氧熱價：某種食物氧化時,每消耗1L氧所產(chǎn)生的熱量稱為該種食物的氧熱價。第六頁，共五十二頁。第七頁，共五十二頁。第八頁，共五十二頁。③呼吸商(RQ)：指一定時間內(nèi)，機體的CO2產(chǎn)生量與耗O2量的比值。RQ＝CO2產(chǎn)生量/耗O2量

由于各種食物在體內(nèi)氧化時的耗O2量、CO2產(chǎn)生量的不同，故各種食物的氧熱價不同。根據(jù)RQ可估計某一段時間內(nèi)機體氧化各種食物的比例：三種營養(yǎng)物質(zhì)氧化的幾種數(shù)據(jù)───────────────────────────物質(zhì)耗氧量產(chǎn)CO2量物理熱價生理熱價氧熱價呼吸商

(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(RQ)───────────────────────────

糖0.830.8317.017.021.01.00

脂肪1.981.4339.839.819.70.71

蛋白質(zhì)0.950.7623.518.018.80.85───────────────────────────RQ＝1.0→氧化糖；RQ＝0.70→氧化脂肪

RQ＝0.82→一般飲食；RQ＝0.80或＜1.0→長期饑餓第九頁，共五十二頁。

整體產(chǎn)生CO2總量－分解蛋白產(chǎn)生CO2量※NPRQ＝─────────────────整體耗O2總量－分解蛋白耗O2量※※分解蛋白產(chǎn)生CO2量=NP×6.25×0.76(L)※分解蛋白耗O2量=NP×6.25×0.94(L)6.25=每產(chǎn)生1g尿氮(NP)需氧化蛋白6.25g0.76(L)=每氧化1g蛋白的產(chǎn)生CO2量0.94(L)=每氧化1g蛋白的耗O2量④非蛋白呼吸商(NPRQ):指一定時間內(nèi)，機體氧化非蛋白食物時的CO2產(chǎn)生量與耗O2量的比值。第十頁，共五十二頁。第十一頁，共五十二頁。

⑵間接測熱法步驟：

①測定CO2產(chǎn)生量和耗O2量：開放式或閉合式。②測定尿氮量：根據(jù)尿氮量估算蛋白質(zhì)氧化的量。③計算出NPRQ：=非蛋白CO2產(chǎn)生量/非蛋白耗O2量。④查出非蛋白食物氧熱價：根據(jù)NPRQ在“NPRQ及氧熱價表”查出所對應(yīng)的氧熱價。⑤計算出非蛋白食物的產(chǎn)熱量：NPRQ表查出的氧熱價×非蛋白耗O2量。⑥能量代謝計算：=非蛋白食物的產(chǎn)熱量+蛋白食物的產(chǎn)熱量。第十二頁，共五十二頁。⑶簡易法：

①將混合膳食的RQ定為0.82，氧熱價=20.20kJ/L；②測定6min的耗O2量；③能量代謝計算：=耗O2量×氧熱價。第十三頁，共五十二頁。三、影響能量代謝的因素

(一)肌肉活動

肌肉活動對能量代謝的影響最大。全身劇烈活動時，短時間內(nèi)其總產(chǎn)熱量比安靜時高出數(shù)十倍。表7-3表明不同勞動或運動時的能量代謝率。表7-3機體不同狀態(tài)時的能量代謝率───────────────

狀態(tài)產(chǎn)熱量(KJ/m2.min)───────────────躺臥2.73開會3.40擦窗子8.30洗衣9.89掃地11.37打排球17.05打籃球24.22踢足球24.98───────────────第十四頁，共五十二頁。第十五頁，共五十二頁。(二)精神活動

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%。但精神處于緊張狀態(tài)(煩躁、恐懼、情緒激動等)時，由于會可導(dǎo)致無意識的肌肉緊張性增強、交感神經(jīng)興奮及促進代謝的內(nèi)分泌激素釋放增多等原因，產(chǎn)熱量顯著增加。第十六頁，共五十二頁。(三)食物的特殊動力效應(yīng)

人進食后一段時間內(nèi)(從進食后1h開始,持續(xù)7～8h),即使同樣處于安靜狀態(tài),但產(chǎn)熱量卻比進食前有所增加，這些“額外”熱量是由進食引起的。食物能使機體產(chǎn)生“額外”熱量的現(xiàn)象稱為食物的特殊動力效應(yīng)。各種營養(yǎng)物質(zhì)的食物特殊動力效應(yīng)不同，進食蛋白質(zhì)時產(chǎn)熱量增加30％，混合性食物增加10％，糖和脂肪增加4～6％。其產(chǎn)生的機制尚不十分清楚，可能與肝臟處理蛋白分解產(chǎn)物時的額外能量消耗有關(guān)。第十七頁，共五十二頁。(四)環(huán)境溫度

1.人體安靜時的能量代謝,在20～30℃的環(huán)境中較為穩(wěn)定。

2.環(huán)境溫度超過30℃，能量代謝率增加。

3.當(dāng)環(huán)境溫度低于20℃時，隨著溫度的不斷下降，機體產(chǎn)生寒戰(zhàn)和肌緊張增加以御寒，同時增加能量代謝率。

4.艦艇艙內(nèi)溫度可高達60℃,故艦員的能量代謝率很高。第十八頁，共五十二頁。四、基礎(chǔ)代謝(一)概念

1.基礎(chǔ)代謝：機體在基礎(chǔ)狀態(tài)下的能量代謝稱為基礎(chǔ)代謝。基礎(chǔ)狀態(tài)的條件如下：

2.基礎(chǔ)代謝率(BMR)：單位時間內(nèi)的基礎(chǔ)代謝。①清晨空腹，即禁食12～14h，前一天應(yīng)清淡、不要太飽的飲食，以排除食物特殊動力效應(yīng)的影響。②平臥，全身肌肉放松，盡力排除肌肉活動的影響。③清醒且情緒安閑，以排除精神緊張的影響。④室溫18-25℃，排除環(huán)境溫度的影響。第十九頁，共五十二頁。(二)BMR的測定和正常值

1.BMR的測定:(通常采用簡易法)

①把基礎(chǔ)狀態(tài)下的呼吸商定為0.82、氧熱價為20.20KJ。②測出1h內(nèi)(測6min的耗氧量×10)的耗氧量。③測出體表面積。④按下面公式計算出BMR實測值：

BMR實測值＝20.195×耗氧量/體表面積⑤對照表7-4的BMR平均值,按下面公式計算出BMR相對值：

BMR相對值＝BMR實測值-BMR平均值BMR平均值2.BMR正常值：＝±10％～±15％＞±20％→可能是病態(tài)甲亢：+25％～+80%；甲減：-20%～-40%發(fā)燒：體溫每升高1℃，BMR升高13%.×100%第二十頁，共五十二頁。表7-4

研究表明,機體能量代謝率與體重相關(guān)性不明顯,而與體表面積基本上成正比。如：以體重為指標(biāo),身材瘦小者的產(chǎn)熱量/Kg顯著高于身材高大者;以體表面積為指標(biāo),則身材高大或瘦小者的產(chǎn)熱量/m2都比較接近。

人體表面積推算:①公式計算：＝0.0061×身高（cm)＋0.0128×體重(kg)－0.1529②體表面積測算圖測出。

第二十一頁，共五十二頁。

第二節(jié)體溫一、體溫的正常值及生理變動二、機體的產(chǎn)熱與散熱三、體溫調(diào)節(jié)第二十二頁，共五十二頁。一、體溫(bodytemperature)(一)表層體溫和深部體溫在研究體溫時，把人體分為核心與外殼兩個層次。

深部溫度(coretemperature)：機體核心的溫度。相對穩(wěn)定，身體各部位之間的溫度差異很小。

表層溫度(shelltemperature)：機體外殼的溫度。不穩(wěn)定，各部位之間的差異較大。第二十三頁，共五十二頁。●體溫：身體深部組織的平均溫度。

由于深部血液溫度不易測試，所以臨床上通常用直腸、口腔和腋窩等部位的溫度來代表體溫。

T＜25℃→心跳停止；T＞43℃→酶變性而死亡;T=27℃→低溫麻醉。體溫的測定：

臨床：直腸溫度：0C（插入直腸6cm以上）口腔溫度：0C（不能配合的病人，不適宜用）腋窩溫度：0C

（形成人工體腔；至少10min）

第二十四頁，共五十二頁。1.體溫的晝夜變化體溫在一晝夜之間有周期性的波動：清晨2～6時體溫最低，午后1～6時最高。這種晝夜周期性波動稱為晝夜節(jié)律(circadianrhythm)或日節(jié)律。通常認(rèn)為生物節(jié)律現(xiàn)象是由體內(nèi)存在著的生物鐘來控制的。下丘腦的視交叉上核可能是晝夜節(jié)律的控制中心。(二)體溫的正常變動在生理情況下，體溫可隨晝夜、年齡、性別等因素而有所變化，但這種變化的幅度一般不超過1℃。第二十五頁，共五十二頁。第二十六頁，共五十二頁。2.性別的影響成年女子的體溫平均比男子的高0.3℃，而且其體溫隨月經(jīng)周期而發(fā)生變動。女子的基礎(chǔ)體溫在月經(jīng)期和月經(jīng)后的前半期較低，排卵前日最低，排卵日升高0.3～0.6℃。

每天測定基礎(chǔ)體溫可有助于了解有無排卵和排卵的日期，即基礎(chǔ)體溫突然升高的一天。排卵后體溫升高，可能是孕激素作用的結(jié)果。

第二十七頁，共五十二頁。

3.年齡的影響新生兒，特別是早產(chǎn)兒：體溫容易受環(huán)境因素的影響。老年人因基礎(chǔ)代謝率低，體溫也偏低。

4.肌肉活動代謝增強，產(chǎn)熱量增加，體溫升高

5.其它情緒激動、精神緊張、進食等情況對體溫都會發(fā)生影響。許多麻醉藥可抑制體溫調(diào)節(jié)中樞或影響其傳人途徑的活動，特別是此類藥物能擴張皮膚血管，增加體熱散失。第二十八頁，共五十二頁。(三)皮膚溫度和平均體溫皮膚溫度(skintemperature):機體表層的最外層即皮膚的溫度。體表各部位的皮膚溫度差別較大。環(huán)境溫度23℃時進行測定:

足部:27℃;手部:30.℃;

軀干:32℃;額部:33～34℃。四肢末梢皮膚溫度最低，越近軀干、頭部，皮膚溫度越高。氣溫32℃以上時，皮膚溫度的部位差別將變小。皮膚溫度與局部血流量有密切的關(guān)系。能影響皮膚血管舒縮的因素(如環(huán)境溫度變化或精神緊張等)都能改變皮膚的溫度。臨床上常用皮膚溫度作為診斷外周血管疾病的指標(biāo)。第二十九頁，共五十二頁。二、機體的產(chǎn)熱與散熱

恒溫動物之所以能維持相對穩(wěn)定的體溫，就是因為在體溫調(diào)節(jié)機構(gòu)的控制下，產(chǎn)熱和散熱兩個生理過程能取得動態(tài)平衡的結(jié)果。

(一)產(chǎn)熱過程

1.主要的產(chǎn)熱器官人體主要的產(chǎn)熱器官是肝臟和骨骼肌。安靜—肝臟運動—骨骼肌

2.機體的產(chǎn)熱形式

基礎(chǔ)代謝產(chǎn)熱食物特殊動力效應(yīng)產(chǎn)熱骨骼肌運動產(chǎn)熱（隨意運動）戰(zhàn)栗產(chǎn)熱非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱第三十頁，共五十二頁。

(1)戰(zhàn)栗產(chǎn)熱：戰(zhàn)栗：在寒冷環(huán)境中骨骼肌發(fā)生不隨意的節(jié)律性收縮，其節(jié)律為9～11次／分鐘。戰(zhàn)栗的特點：屈肌和伸肌同時收縮，所以不做外功，但產(chǎn)熱量很高。戰(zhàn)栗時，機體的代謝率可增加4～5倍。

意義：維持機體在寒冷環(huán)境中的體熱平衡。

第三十一頁，共五十二頁。(2)非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱（代謝產(chǎn)熱）：褐色脂肪組織的產(chǎn)熱量為最大，約占非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱總量的70％。褐色脂肪組織發(fā)生于出生后，分布于人類的腹股溝、腋窩、肩胛下區(qū)，以及頸部大血管的周圍等處。新生兒不能發(fā)生戰(zhàn)栗，所以非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱對新生兒來說意義尤為重要。第三十二頁，共五十二頁。第三十三頁，共五十二頁。3.產(chǎn)熱活動的調(diào)節(jié)

(1)體液調(diào)節(jié)：甲狀腺激素是調(diào)節(jié)產(chǎn)熱活動的最重要的體液因素。代謝率增加20％～30％。甲狀腺激素作用的特點：作用緩慢但持續(xù)時間長。腎上腺素、去甲腎上腺素以及生長激素等也可刺激產(chǎn)熱，特點是作用迅速，但維持時間短。

(2)神經(jīng)調(diào)節(jié)：寒冷刺激→交感神經(jīng)系統(tǒng)→腎上腺髓質(zhì)→腎上腺素和去甲腎上腺素釋放增多→產(chǎn)熱增加。寒冷刺激→下丘腦釋放促甲狀腺激素釋放激素(TRH)→腺垂體釋放促甲狀腺激素(TSH)→甲狀腺→甲狀腺激素→產(chǎn)熱增加。第三十四頁，共五十二頁。(二)散熱過程主要散熱部位：皮膚（85%）呼吸道（15%）尿、糞等排泄物（1.5%）

1.散熱的幾種方式四種方式：輻射、傳導(dǎo)、對流和蒸發(fā)

(1)輻射散熱：人體以發(fā)射紅外線的形式將體熱傳給外界的一種散熱形式。

(2)傳導(dǎo)散熱：機體的熱量直接傳給與機體接觸的溫度較低的物體的一種散熱方式。影響因素：與之接觸的物體的導(dǎo)熱性

第三十五頁，共五十二頁。(3)對流散熱：通過氣體進行熱量交換的一種散熱方式。體熱先傳導(dǎo)給空氣，然后通過對流將熱量帶走。影響因素：風(fēng)速輻射、傳導(dǎo)和對流，只有在皮膚溫度高于環(huán)境溫度時才有意義。

(4)蒸發(fā)散熱：機體通過體表水分的蒸發(fā)而散失體熱的一種形式。體溫條件下，蒸發(fā)1g水可使機體散發(fā)2.43kJ的熱量。體表水分的蒸發(fā)是一種有效的散熱途徑。蒸發(fā)散熱分類：不感蒸發(fā)發(fā)汗(可感蒸發(fā))第三十六頁，共五十二頁。降溫措施：

（1）冰囊、冰帽：增加傳導(dǎo)散熱

（2）通氣、減衣：增加輻射、對流散熱

（3）酒精擦浴：增加蒸發(fā)散熱第三十七頁，共五十二頁。

1)不感蒸發(fā)：人即使處在低溫環(huán)境中，皮膚和呼吸道也不斷有水分滲出而被蒸發(fā)掉，這種水分蒸發(fā)不被覺察，并與汗腺的活動無關(guān)。在低于30℃的環(huán)境中，人體通過不感蒸發(fā)所丟失的水分為12～15g／(h·m2)。人體24h的不感蒸發(fā)量一般為1000ml左右，其中通過皮膚的約為600～800ml。在肌肉活動或發(fā)熱狀態(tài)下，不顯汗可以增加；嬰幼兒不感蒸發(fā)的速率比成人大，因此在缺水的情況下，嬰幼兒更容易出現(xiàn)嚴(yán)重脫水。不感蒸發(fā)是一種很有效的散熱途徑，有些動物如狗，在高溫下不能分泌汗液，而必須通過熱喘呼吸(panting)來增加蒸發(fā)散熱。

第三十八頁，共五十二頁。2)發(fā)汗：發(fā)汗：汗腺主動分泌汗液的過程?？筛姓舭l(fā)：發(fā)汗是可以意識到的，又稱可感蒸發(fā)。安靜狀態(tài)下，環(huán)境溫度達30℃左右時便開始發(fā)汗?？諝鉂穸雀?，衣著較多時，25℃便可引起發(fā)汗。勞動或運動時，氣溫雖在20℃以下，也可出現(xiàn)發(fā)汗，而且發(fā)汗量往往較多。影響發(fā)汗速度受的因素：環(huán)境溫度和濕度。

2.汗液汗液的成分：水分：99％，固體成分（NaCl、KCl、尿素）：<1％汗液由汗腺細胞主動分泌。汗腺分泌時分泌管腔內(nèi)的壓力可高達33.3kPa(250mmHg)。醛固酮調(diào)節(jié)—低滲汗液，大量發(fā)汗—高滲性脫水。第三十九頁，共五十二頁。3.汗腺與汗腺活動的調(diào)節(jié)

兩種汗腺：大汗腺和小汗腺大汗腺：腋窩和陰部等處，開口于毛根附近。它由青春期開始活動，可能和性功能有關(guān)。小汗腺：全身皮膚分布密度:手掌、足跖>額部、手背>四肢>軀干分泌能力:手掌、足跖<額部、手背<四肢<軀干發(fā)汗是一種反射性活動。發(fā)汗中樞:下丘腦.傳出神經(jīng)：交感膽堿能纖維—乙酰膽堿腎上腺素能纖維—手掌、足跖及前額溫?zé)嵝园l(fā)汗：溫?zé)岽碳ひ鸢l(fā)汗精神性發(fā)汗：精神緊張引起發(fā)汗第四十頁，共五十二頁。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)。加強散熱，對體溫調(diào)節(jié)有重要作用。意義情緒激動或精神緊張溫?zé)岽碳ご碳つI上腺素能神經(jīng)纖維交感神經(jīng)的膽堿能節(jié)后纖維神經(jīng)支配手掌、足跖、前額和腋窩等部位汗腺全身絕大部分汗腺分泌(手掌、足跖除外）汗腺精神性發(fā)汗溫?zé)嵝园l(fā)汗第四十一頁，共五十二頁。

4.循環(huán)系統(tǒng)在散熱中的作用機體可以通過改變皮膚血管的舒縮狀態(tài)來調(diào)節(jié)體熱的散失量。機體的體溫調(diào)節(jié)機構(gòu)正是通過交感神經(jīng)控制皮膚血管的口徑，調(diào)節(jié)皮膚血流量，使散熱量能符合當(dāng)時條件下體熱平衡的要求。炎熱→交感神經(jīng)緊張活動降低→皮膚小動脈舒張，動-靜脈吻合支開放→皮膚血流量增加→散熱量增加。寒冷→交感神經(jīng)的緊張活動增強→皮膚血管收縮→皮膚血流量劇減→散熱量減少。環(huán)境溫度適中(20～30℃)，體熱維持平衡狀態(tài)。第四十二頁，共五十二頁。三、體溫調(diào)節(jié)

自主神經(jīng)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、戰(zhàn)栗等生理調(diào)節(jié)反應(yīng)，能維持在一個相對穩(wěn)定的水平。行為性體溫調(diào)節(jié)：機體在不同環(huán)境中采取的姿勢和發(fā)生的行為，特別是人為了保溫或降溫所采取的措施，如增減衣著等。

(一)溫度感受器外周溫度感受器：游離的神經(jīng)末梢中樞溫度感受器：神經(jīng)元溫度感受器：冷感受器、熱感受器

1.外周溫度感受器分布：皮膚、粘膜和內(nèi)臟。局部溫度升高時，熱感受器興奮；溫度降低時冷感受器興奮。皮膚的溫度感受器對溫度的變化速率更為敏感。第四十三頁，共五十二頁。