第9章-能量代謝與體溫課件

第九章營(yíng)養(yǎng)、代謝與體溫調(diào)節(jié)

food、metabolismand

bodytemperature第一節(jié)食物的營(yíng)養(yǎng)成分

及其生理功能

foodcomplementsandphysiologicalfunction食物的營(yíng)養(yǎng)成分一般分為5大類：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽和維生素。一、糖類及其主要生理功能

第一節(jié)糖類（carbohydrate）又稱碳水化合物是機(jī)體主要的能量物質(zhì)，其代謝的中間產(chǎn)物，也是其它物質(zhì)合成的骨架。低血糖（hypoglycemia）：血糖低于

60-70mg/100mL。高血糖（hyperglycemia）：血糖長(zhǎng)期高于120mg/100mL。腎糖閾：血糖高于180mg/100mL。一、脂肪及其主要生理功能

（一）脂肪（一）脂肪主要是甘油三脂，脂肪作為重要營(yíng)養(yǎng)成分，有以下生理功能：1．能量供應(yīng)和貯存；2．保溫作用；3．機(jī)械緩沖作用；4．對(duì)內(nèi)臟器官的保護(hù)和固定作用；5．幫助脂溶性維生素的吸收。（二）類脂1．磷脂：是生物膜的重要組成成分。2．膽固醇：是合成類固醇激素的原料。必需FA作用與缺乏癥：1．EFA是構(gòu)成細(xì)胞膜的組成成分。2．是合成PG的前體。3．缺乏癥：皮炎、生長(zhǎng)降低、耗水量和水沉積量提高，繁殖障礙，代謝增強(qiáng)，細(xì)胞通透性改變，免疫力下降。（一）蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)意義蛋白質(zhì)由20種氨基酸組成，它有以下生理功能：1．構(gòu)成體組織；2．形成生物活性物質(zhì)，如酶、激素、信息物質(zhì)和受體物質(zhì)等；3．修補(bǔ)體組織，對(duì)傷口的愈合起重要的作用；4．供能。2．理想蛋白（1）概念：Howard（1958）最早提出，叫完全蛋白，要求Lys為5.3g/16gN，Mifchell（1964）正式定義：“可以被完全消化和代謝的蛋白質(zhì)，其AA組成與人和動(dòng)物維持和生長(zhǎng)的AA需要完全一致”。目前定義：AA間平衡最佳的蛋白質(zhì)，包括EAA之間、EAA與NEAA之間。（2）理想蛋白AA模式的研究方法①分析體組織的AA組成；②總結(jié)AA需要量；③N平衡試驗(yàn)。（3）理想蛋白的作用①確定AA需要量；②指導(dǎo)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)；③提高N利用率，降低N排泄量，減少環(huán)境污染。（三）必需氨基酸人體蛋白質(zhì)20種氨基酸中，有8種是人體不能合成的，只能從食物中攝取，叫做必需氨基酸（essentialaminoacids），其余是非必需氨基酸（nonessentialaminoacids）（四）蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)1．概念機(jī)體蛋白質(zhì)代謝是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過程，機(jī)體在合成新的蛋白質(zhì)的同時(shí)，也存在舊的蛋白質(zhì)的降解，降解產(chǎn)生的AA又可用于合成蛋白質(zhì)，這種現(xiàn)象叫蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)。周轉(zhuǎn)的意義在于：周轉(zhuǎn)是調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)特異酶含量的需要。周轉(zhuǎn)是適應(yīng)營(yíng)養(yǎng)、生理和病理變化的需要，如饑餓時(shí)糖異生加強(qiáng)以維持血糖濃度，在原料主要來自肌肉蛋白降解產(chǎn)生的Gln和Ala，及其他生糖AA。周轉(zhuǎn)是清除體內(nèi)異常蛋白質(zhì)的需要。蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)是構(gòu)造細(xì)胞的需要，對(duì)維持細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)穩(wěn)定，細(xì)胞體積和形狀，組織生長(zhǎng)速度和體積，以及創(chuàng)傷組織的修復(fù)都是必需的。四、維生素

（一）脂肪（一）水溶性維生素水溶性：B1、B2、泛酸（B3）、B6、B12、煙酸（pp）、生物素（H）、葉酸（BC）、VCB11．含S和NH2，故叫硫胺素，常用在鹽酸鹽。2．營(yíng)養(yǎng)作用：是α-酮酸脫氫酶的輔酶3．缺乏癥：厭食，生長(zhǎng)受阻，體弱、多發(fā)性N炎，共濟(jì)運(yùn)動(dòng)失調(diào)、心力衰竭、水腫和消化系統(tǒng)癥狀，腹瀉、胃酸缺乏。煙酸、VPP、尼克酸1．煙酸與煙酰胺有同樣生理功能，總稱為PP。2．營(yíng)養(yǎng)作用：合成NAD（CoI）和NADP（CoⅡ），這二種輔酶是體內(nèi)許多脫氫酶的輔酶。泛酸（遍多酸）1．為β-丙氨酸衍生物。2．營(yíng)養(yǎng)作用：泛酸是CoA和?；d體蛋白（ACP）的組成成分，CoA是羧酸的載體，。3．缺乏癥：生長(zhǎng)緩慢，皮膚及衍生物損傷，N系統(tǒng)紊亂，胃腸道功能障礙對(duì)感染的抵抗力降低。生物素1．只有α-生物素一種具有生物學(xué)活性。2．營(yíng)養(yǎng)作用：生物素的主要功能是在脫羧、羧化反應(yīng)中起輔酶作用，轉(zhuǎn)移一碳單位和以HCO3-形式在組織中固定CO2。葉酸1．葉酸主要存在于植物葉部，故而得名，是已知生物學(xué)活性形式最多的一種。2．營(yíng)養(yǎng)作用：葉酸輔酶為紅細(xì)胞和白細(xì)胞合成，中樞N系統(tǒng)功能的整合，胃腸道功能和胎兒或幼年動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育所必需，維持免疫系統(tǒng)正常功能的必需物質(zhì)。（二）脂溶性維生素脂溶性維生素：A、D、E、K。VA有視黃醇、視黃醛、視黃酸三種衍生物。1．VA只存在于動(dòng)物體內(nèi)，植物飼料不含VA，含有類胡蘿卜素，在腸壁細(xì)胞和肝臟內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)閂A。2．功能及缺乏癥：促進(jìn)視紫質(zhì)形成，缺乏時(shí)產(chǎn)生夜盲癥；維持上皮組織健康；參與性激素形成；促進(jìn)骨骼和中樞N系統(tǒng)發(fā)育，缺乏時(shí)骨畸形，運(yùn)動(dòng)失調(diào)、蹣跚、痙攣等。VD1．為固醇類衍生物，常見D2和D3，D2為麥角鈣化醇，D3是膽鈣化醇。2．功能與缺乏癥：VD被吸收后，在肝內(nèi)羥化為25-羥膽鈣化醇，再運(yùn)至腎臟進(jìn)一步羥化成1，25-雙羥膽鈣化醇（活性VD），此物質(zhì)進(jìn)入腸粘膜細(xì)胞后促進(jìn)特異mRNA的生成，此mRNA指導(dǎo)合成一種與Ca結(jié)合的蛋白質(zhì)，起主動(dòng)吸收鈣的作用。VD的功能是促進(jìn)腸道鈣和P（主要是Ca）的吸收。VK1．萘醌衍生物。2．功能與缺乏癥：參與凝血酶原（因子Ⅱ）和凝轎因子Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的形成。主要缺乏臨床癥狀是血液凝固機(jī)能失調(diào)，血液凝血酶原含量下降，血凝時(shí)間延長(zhǎng)和出血，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致動(dòng)物死亡。VE1．是具有相當(dāng)于d-α-生育酚活性的所有生育酚和所有生育三烯酚的總稱。2．功能與缺乏癥：抗氧化作用，保護(hù)細(xì)胞膜的完整性；免疫功能；其他功能如抗毒、抗腫瘤、抗癌和抑制亞硝基化合物形成。三大功能：（1）構(gòu)成體組織，5/6存在于骨骼和牙齒中，Ca、P是骨和牙齒的主要成分，Mg、F、Si也參與骨、牙的構(gòu)成；（2）少部分Ca、P、Mg及大部分Na、K、Cl以電解質(zhì)形式存在于體液和軟組織中，維持滲透壓、酸堿平衡、膜通透性，N肌肉興奮性等；（3）某些微量元素參與酶和一些生物活性物質(zhì)的構(gòu)成。第一節(jié)能量代謝

Energymetabolism生物體內(nèi)物質(zhì)代謝過程中所伴隨著的能量釋放、轉(zhuǎn)移、貯存和利用。一、機(jī)體能量的釋放、貯存和利用(一)三種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要能源：糖、脂肪和蛋白質(zhì)糖：提供70%能量葡萄糖糖原

脂肪：主要能源物質(zhì)貯存形式外源性脂肪（食物）內(nèi)源性脂肪（糖、氨基酸）

特點(diǎn)：供能僅次于糖(40％一50％)蛋白質(zhì)：特殊情況下供能，主要用于合成細(xì)胞成分或生物活性物質(zhì)(二)機(jī)體能量的去路能源物質(zhì)氧化分解能量釋放

H2O+CO2

熱能散發(fā)>50%自由能利用(載體:ATP)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)神經(jīng)傳導(dǎo)合成代謝腺體分泌肌肉收縮二、能量代謝的測(cè)定原理和方法

Principleandmethodofenergy

metabolismmaesurement(一)測(cè)定原理熱力學(xué)第一定律：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。(二)測(cè)定方法直接測(cè)熱法間接測(cè)熱法1.食物的熱價(jià)（calorievalue）一克營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化(或在體外燃燒)時(shí)所釋放出來的能量，稱為食物的卡價(jià)或熱價(jià)（thermalequivalent），單位為kcal／g(kJ／g)。物理熱價(jià)(體外燃燒)

生物熱價(jià)(體內(nèi)氧化)糖和脂肪：生物熱價(jià)等于其物理熱價(jià)蛋白質(zhì)：生物熱價(jià)小于其物理熱價(jià)。因?yàn)轶w內(nèi)蛋白質(zhì)不能徹底氧化。2.食物的氧熱價(jià)

（thermalequivalentofoxygen）某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化時(shí)，消耗一升氧所產(chǎn)生的熱量3．呼吸商（respiratoryquotient，RQ）某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化時(shí)，產(chǎn)生的二氧化碳量與同一時(shí)間內(nèi)耗氧量的比值。

糖的呼吸商為1.00

脂肪的呼吸商為0.706

蛋白質(zhì)的呼吸商約有0.80

混合食物的呼吸商通常為0.82(0.85)非蛋白呼吸商（non-proteinrespiratoryquotient）從總二氧化碳產(chǎn)量和總耗氧量中減去相應(yīng)部分蛋白質(zhì)所消耗的氧量和二氧化碳產(chǎn)量，此時(shí)的二氧化碳產(chǎn)量和氧耗量之比值為糖和脂肪的混合呼吸商，稱為非蛋白呼吸商。間接測(cè)熱法的測(cè)算步驟1.測(cè)定：尿N量（A）、一定時(shí)間內(nèi)的CO2產(chǎn)生量（B）和O2耗量（C）2.尿N量(g)×6.25Pr質(zhì)量（A’）Pr氧化時(shí)的產(chǎn)熱量（D）Pr氧化時(shí)的CO2產(chǎn)量（B’）和耗O2量（C’）3.計(jì)算出非蛋白呼吸商（B-B’/C-C’

）4.查表得非蛋白氧熱價(jià)×非蛋白耗氧量=非蛋白產(chǎn)熱量（E）5.總產(chǎn)熱量=蛋白產(chǎn)熱量（D）+非蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量（E）簡(jiǎn)化測(cè)定法1.測(cè)出受試者單位時(shí)間內(nèi)的耗氧量2.按RQ=0.82，查出氧熱價(jià)3.單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)熱量=單位時(shí)間內(nèi)的耗氧量×氧熱價(jià)我國(guó)人的體表面積根據(jù)下列算式來計(jì)算：體表面積（m2）=0.0061×身長(zhǎng)（cm）+0.0128×體重（kg）-0.1529體表面積體表面積測(cè)算用圖三、影響能量代謝的因素

Factorsaffectingtheenergymetabolism肌肉活動(dòng)對(duì)能量代謝的影響最為顯著。

環(huán)境溫度與體溫人（裸體或只著薄衣）安靜時(shí)的能量代謝，在20-30℃的環(huán)境中最穩(wěn)定。

精神活動(dòng)食物的特殊動(dòng)力作用specificdynamiceffectoffoods：進(jìn)食可使機(jī)體產(chǎn)生“額外”熱量的現(xiàn)象四、基礎(chǔ)代謝率

basalmetabolicrate,BMR定義：人體在基礎(chǔ)條件下的能量代謝率。單位kj/(m2.h)?；A(chǔ)條件：清醒、安靜、平臥、空腹、環(huán)境溫度在20℃~25℃衡量標(biāo)準(zhǔn)：（受試者實(shí)測(cè)BMR數(shù)值-同性別同年齡組平均值）/同性別同年齡組平均值生理意義：幫助診斷某些代謝性疾病第二節(jié)體溫及其調(diào)節(jié)

Bodytemperatureanditsregulation一、體溫

bodytemperature（一）定義及正常值

體溫是指一個(gè)人機(jī)體深部的溫度。直腸36.9—37.9℃

口腔36.7—37.7℃

腋窩36.0—37.4℃(二)體溫的生理變動(dòng)晝夜周期circadianrhythm：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l℃，體溫的這種周期性波動(dòng)稱為晝夜節(jié)律。年齡：性別：男性體溫比女性體溫略低0.3℃。肌肉活動(dòng)：肌肉劇烈活動(dòng)時(shí)，體溫可上升l~2℃。情緒激動(dòng)、精神緊張、進(jìn)食等(三)體溫相對(duì)恒定的生理學(xué)意義體溫過高或太低都將影響新陳代謝，嚴(yán)重時(shí)可危及生命。二、機(jī)體的熱平衡

balancebetweenheatproductionandloss(一)產(chǎn)熱過程

（processofheatproduction）1．主要的產(chǎn)熱器官： 安靜-----內(nèi)臟（尤其是肝臟）

運(yùn)動(dòng)-----肌肉2.產(chǎn)熱的調(diào)節(jié)寒冷刺激可通過肌緊張和寒顫(shivering)來提高產(chǎn)熱量。寒冷刺激可通過中樞神經(jīng)系統(tǒng)使甲狀腺激素和兒茶酚胺分泌增加來提高代謝率。(二)散熱過程（processofheatloss）1.散熱器官：皮膚(主要)、呼吸道、尿和糞便。輻射、傳導(dǎo)、對(duì)流

70%水分蒸發(fā)

27%呼吸

2%尿、糞

1%2.散熱方式輻射（radiation）：體熱以熱射線形式傳給外界較冷的物體傳導(dǎo)（conduction）：體熱直接傳給與它接觸的物體對(duì)流（convection）：對(duì)流散熱是傳導(dǎo)散熱的特殊形式，風(fēng)速越大，散熱速度越快蒸發(fā)（evaporation）：當(dāng)環(huán)境溫度等于或高于皮膚溫度時(shí)，機(jī)體唯一的散熱方式無感蒸發(fā)（insensibleperspiration）：指體液直接透過皮膚和粘膜表面，在未形成明顯水滴就蒸發(fā)掉發(fā)汗（sweatingorsensibleperspiration）：指通過汗腺的主動(dòng)分泌，汗液在皮膚表面形成明顯的汗滴的形式而蒸發(fā)水分蒸發(fā)方式3.生理散熱

循環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)反應(yīng)發(fā)汗：神經(jīng)反射性活動(dòng)機(jī)體通過交感神經(jīng)系統(tǒng)控制皮膚血管舒縮，控制皮膚血流量，改變皮膚溫度，從而調(diào)節(jié)散熱量來取得體熱平衡。溫?zé)嵝园l(fā)汗（thermalsweating）環(huán)境溫度升高皮膚溫度感受器血液溫度升高

下丘腦（發(fā)汗中樞）交感膽堿能纖維汗腺分泌汗液精神性發(fā)汗（mentalsweating）情緒緊張大腦皮層交感神經(jīng)腎上腺能纖維發(fā)汗三、體溫調(diào)節(jié)

Regulationofbodytemperature行為性體溫調(diào)節(jié)（behavioralthermoregulation）自主性體溫調(diào)節(jié)（autonomicthermoregulation）(一)溫度感受器（thermoreceptor）外周溫度感受器：皮膚、粘膜、腹腔、內(nèi)臟熱感受器（warmthreceptor）冷感受器（coldreceptor）中樞性溫度感受器：視前區(qū)-下丘腦前部熱敏神經(jīng)元（