生理學(xué) 第七章 能量代謝與體溫

生理學(xué)第七章能量代謝與體溫第一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日第一節(jié)能量代謝合成代謝耗能

新陳代謝（物質(zhì)代謝）分解代謝放能

能量代謝的概念:物質(zhì)代謝過程中伴隨著的能量的釋放、轉(zhuǎn)移、貯存和利用，稱為能量代謝。

能量代謝第二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日一、機(jī)體能量的來源與去路

糖：70%來源

脂肪：40～50%

蛋白質(zhì)：數(shù)量很少

第三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日1.糖●腦組織所需能量完全來源于糖的有氧氧化。●當(dāng)機(jī)體缺氧和血糖水平過低時，均可導(dǎo)致腦功能障礙，甚至出現(xiàn)低血糖性休克。方式：有氧氧化與無氧酵解。第四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日

2.脂肪為機(jī)體主要的貯能物質(zhì)?！袷菣C(jī)體短期饑餓時的主要供能物質(zhì)●供能方式:有氧氧化●特點(diǎn):釋放能量多，為同等重量糖的二倍。第五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日3.蛋白質(zhì)●一般用作構(gòu)成細(xì)胞成分，及合成酶和激素等生物活性物質(zhì)，不做為供能物質(zhì)?！竦陂L期饑餓，能源缺乏時才不得已用于供能。第六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日

能源物質(zhì)釋放的能量有50%轉(zhuǎn)化為熱能，其余以自由能形式貯存于ATP中。除骨骼肌運(yùn)動時所完成的機(jī)械外功，其余的自由能最終也轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?二)能量去路第七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日第八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日第九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日(三)能量代謝的測定方法

1.直接測熱法：直接測量從機(jī)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(jī)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”，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(jì)算出它們所釋放出的熱量。第十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日

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）。第十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日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。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。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───────────────────────────第十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日能量代謝率=6min耗氧量×10×氧熱價

÷體表面積

第十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日體表面積計(jì)算體表面積（m2）=0.0061×身高（cm）+0.0128×體重（kg）－0.1529，簡化法計(jì)算，如圖：第十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日二、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機(jī)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持重機(jī)槍躍進(jìn)42.39────────────第十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日（二）精神活動精神緊張、情緒激動能量代謝機(jī)理:①激動時骨骼肌的緊張性能量代謝②交感神經(jīng)興奮兒茶酚胺釋放能量代謝率第十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日(三)食物的特殊動力效應(yīng)

人進(jìn)食后一段時間內(nèi)(從進(jìn)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(jìn)食前有所增加，這些“額外”熱量是由進(jìn)食引起的。

食物能使機(jī)體產(chǎn)生“額外”熱量的現(xiàn)象稱為食物的特殊動力效應(yīng)。

第十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日各種營養(yǎng)物質(zhì)的食物特殊動力效應(yīng)不同：蛋白質(zhì)：30%糖：4%脂肪：6%混合食物：10%其產(chǎn)生的機(jī)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)。第十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日(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(jī)體產(chǎn)生寒戰(zhàn)和肌緊張?jiān)黾右杂?，同時增加能量代謝率。4.艦艇艙內(nèi)溫度可高達(dá)60℃,故艦員的能量代謝率很高。第十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日三、基礎(chǔ)代謝與基礎(chǔ)代謝率(一)基礎(chǔ)代謝

機(jī)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：

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。第二十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日(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)下的氧熱價定為20.195KJ。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(jì)算出BMR實(shí)測值：BMR實(shí)測值＝20.195×耗氧量÷體表面積⑤對照表7-1的BMR平均值,按下面公式計(jì)算出BMR相對值：BMR相對值＝BMR實(shí)測值-BMR平均值BMR平均值×100%第二十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日2、BMR的正常水平及其異常變化BMR正常值：＝±10％～±15％臨床常用簡便法：BMR（%）=脈率+脈壓（mmHg）-111BMR測定的臨床意義：

有助于診斷某些疾病

>+20%提示甲亢或見于糖尿病、白血病、發(fā)熱<－20%提示甲減或見于腎病綜合征、病理性饑餓、垂體性肥胖

第二十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日第二節(jié)體溫

1.體溫的概念:機(jī)體深部的平均溫度。（1）體表溫度（shelltemperature）：數(shù)值低，不穩(wěn)定，各部差異大（2）體核溫度（coretemperature

）：數(shù)值高，穩(wěn)定，各部差異小第二十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日概念：指身體深部的平均溫度，即體核溫度。意義：體溫的相對恒定是機(jī)體新陳代謝和一切生命活動正常進(jìn)行的必需條件。體溫過高、過低都會影響酶的活性，導(dǎo)致生理功能的障礙，甚至造成死亡。如：T＜22℃→心跳停止；T＞43℃→酶變性而死亡;T=27℃→低溫麻醉。第二十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日一、人體正常體溫及生理變動（一）體溫的測定通常體溫的測量部位為腋窩、口腔和直腸溫。

直腸溫度正常值：36.9-37.9℃；測量時應(yīng)將肛表插入直腸6cm以上。口腔溫度正常值：36.7-37.7℃；嬰幼兒和行為不能自控的人不能采用。腋窩溫度正常值：36.0-37.4℃；測量時應(yīng)使腋窩緊閉，測量時間不少于10分鐘。

第二十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日肛溫比較接近機(jī)體深部的溫度，但由于測試不便，臨床常用口溫和腋溫。測定腋溫時要注意夾緊體溫計(jì)和測量時間。

另外，科研中還常用食管溫度（=體核溫度）、鼓膜溫度（=下丘腦溫度）。第二十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日（二）體溫的生理變動1.晝夜變化:清晨2:00-6:00最低午后1:00-6:00最高2.性別:女子比男子高0.3度女子基礎(chǔ)體溫隨月經(jīng)周期而變動(如圖)第二十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日3.年齡：新生兒(早產(chǎn)兒)易受隨環(huán)境溫度影響，老年人體溫偏低4、其他肌肉運(yùn)動、情緒激動、精神緊張、進(jìn)食、全身麻醉第二十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日

二、機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱

（一）機(jī)體的產(chǎn)熱過程

1.主要產(chǎn)熱器官：有：內(nèi)臟器官、骨骼肌、腦

安靜時：內(nèi)臟器官，特別是肝臟

運(yùn)動或勞動時：骨骼肌占90％第二十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日第三十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日2.產(chǎn)熱形式⑴戰(zhàn)栗產(chǎn)熱：骨骼肌不隨意的節(jié)律性收縮，其特點(diǎn)是屈肌和伸肌同時收縮，不做外功但產(chǎn)熱量很高。實(shí)際上，機(jī)體在寒冷環(huán)境中，通常在戰(zhàn)栗之前，首先出現(xiàn)戰(zhàn)栗前肌緊張，當(dāng)肌緊張上升到一臨界水平時就轉(zhuǎn)變?yōu)閼?zhàn)栗。⑵非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱：又稱代謝產(chǎn)熱，機(jī)體所有的組織器官都能進(jìn)行代謝產(chǎn)熱，但以褐色脂肪組織的產(chǎn)熱量最大（約占70%）。第三十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日此外，交感神經(jīng)興奮、甲狀腺激素、腎上腺髓質(zhì)激素分泌增多，都可促進(jìn)分解代謝而增加產(chǎn)熱量。第三十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日

(二)散熱

1.散熱部位：主：皮膚面積大與外界接觸血流豐富有汗腺次：肺、尿、糞2.散熱方式：當(dāng)外界氣溫＜人體表層溫度時，人體主要通過輻射、傳導(dǎo)和對流方式散熱，其散熱量約占總量70％。當(dāng)外界溫度≈或＞皮膚溫度時，機(jī)體的散熱是依靠蒸發(fā)方式散熱。

第三十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日(1)

輻射散熱（thermalradiation）是機(jī)體以熱射線（紅外線）形式將熱能傳給外界較冷物體的一種散熱方式?！駰l件：體表溫度高于環(huán)境溫度●影響因素：體表溫度與環(huán)境溫度差有效輻射面積第三十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日

(2)傳導(dǎo)散熱是指機(jī)體將熱量直接傳給同它接觸的較冷的物體的一種散熱方式。●影響因素：溫度差接觸面積導(dǎo)熱性能(3)對流散熱

指通過氣體或液體的流動散發(fā)體熱的形式，是傳導(dǎo)散熱的一種特殊形式。●影響因素：風(fēng)速第三十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日(4)蒸發(fā)散熱●通過水分從體表蒸發(fā)散熱的一種方式?！裾舭l(fā)1g水散熱2.43kJ●當(dāng)環(huán)境溫度超過體表溫度時，其是機(jī)體唯一的散熱方式?！裼绊懸蛩兀簼穸却?，不易散熱風(fēng)速大，散熱快●蒸發(fā)散熱分不感蒸發(fā)和出汗第三十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日

指水分直接透出皮膚和粘膜表面，在未聚成明顯的水滴以前便蒸發(fā)掉的一種散熱方式。皮膚:0.6-0.8L/d呼吸:0.2-0.4L/d1L/d●不感蒸發(fā)第三十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日②發(fā)汗：又稱可感蒸發(fā)。

溫?zé)嵝园l(fā)汗精神性發(fā)汗汗腺全身絕大部分汗腺分泌(手掌、足跖除外）手掌、足跖、前額和腋窩等部位汗腺神經(jīng)支配交感神經(jīng)的膽堿能節(jié)后纖維腎上腺素能神經(jīng)纖維刺激溫?zé)岽碳で榫w激動或精神緊張意義加強(qiáng)散熱，對體溫調(diào)節(jié)有重要作用。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)。第三十八頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日●發(fā)汗的影響因素：受勞動強(qiáng)度、環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速等影響。勞動、氣溫出汗速度

散熱濕度蒸發(fā)困難出汗風(fēng)速蒸發(fā)容易、出汗

第三十九頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日汗液：水分：＞99％∵汗液流經(jīng)汗腺排出管的起始部時，有一部分NaCl可被重吸收，從而使最終排出的汗液成為低滲?！鄼C(jī)體大量出汗可造成高滲性脫水，要補(bǔ)充大量的水份和適量的ＮaCl。固體：＜１％大部分為NaCl其余為KCl、尿素、乳酸等無葡萄糖和蛋白質(zhì)第四十頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日在環(huán)境溫度為21℃時人體散熱方式及其所占比例散熱方式百分?jǐn)?shù)（％）輻射傳導(dǎo)對流70皮膚水分蒸發(fā)27呼吸2尿、糞1第四十一頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日常用降溫措施及其理論依據(jù)降溫措施:

理論依據(jù):冰袋、冰帽 電扇、通風(fēng) 降低室溫、減衣 酒清擦浴 用阿司匹林 用抗菌藥物增強(qiáng)傳導(dǎo)散熱增強(qiáng)對流散熱增強(qiáng)輻射散熱增加蒸發(fā)散熱下調(diào)調(diào)定點(diǎn)消除致熱原第四十二頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日

3.散熱的調(diào)節(jié)：⑴皮膚循環(huán)的調(diào)節(jié)：機(jī)體通過交感N調(diào)控著皮膚血管的口徑，以改變其血流量，改變皮膚溫度，從而影響輻射、對流和傳導(dǎo)散熱量。

第四十三頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日

⑵發(fā)汗的調(diào)節(jié)：是反射性調(diào)節(jié)第四十四頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日

行為性體溫調(diào)節(jié)

類型

自主性體溫調(diào)節(jié)

三、體溫調(diào)節(jié)第四十五頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日

自主性體溫調(diào)節(jié)：機(jī)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、出汗、戰(zhàn)栗及改變代謝率等生理反應(yīng)，來維持機(jī)體產(chǎn)熱和散熱過程的動態(tài)平衡。

行為性體溫調(diào)節(jié):

機(jī)體在不同的溫度環(huán)境中的姿勢和行為，特別是人為了保溫或降溫所采取的措施，稱為行為性體溫調(diào)節(jié)。后者以前者為基礎(chǔ)，是對前者的補(bǔ)充第四十六頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日(一)溫度感受器

1.外周溫度感受器

⑴分布：全身皮膚、某些粘膜和腹腔內(nèi)臟等處。⑵類型：溫覺感受器和冷覺感受器皮溫≈30℃時→冷覺感受器+→冷覺皮溫≈35℃時→溫覺感受器+→溫覺

⑶作用：溫度感受器傳入沖動到達(dá)中樞后，除產(chǎn)生溫覺之外，還能引起體溫調(diào)節(jié)反應(yīng)。

第四十七頁，共五十四頁，編輯于2023年，星期日2.中樞性溫度敏感神經(jīng)元

⑴分類：熱敏神經(jīng)元和冷敏神經(jīng)元血溫↑→熱敏神經(jīng)元沖動發(fā)放頻率↑血溫↓→冷敏神經(jīng)元沖動發(fā)放頻率↑⑵分布：下丘腦、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和脊髓