動物生理學能量代謝與體溫調(diào)節(jié)課件

能量代謝和體溫調(diào)節(jié)

Energymetabolismandthermoregulation物質(zhì)代謝過程中所伴隨的能量的釋放、轉(zhuǎn)移、貯存和利用統(tǒng)稱為能量代謝（energymetabolism）。能量的來源及利用能量代謝

Energymetabolism

第一節(jié)糖carbohydrate

脂肪fat

蛋白質(zhì)protein

糖是體內(nèi)基本的供能物質(zhì)，是機體的重要能源脂肪也是重要的供能物質(zhì)，更是體內(nèi)主要的貯能物質(zhì)食物脂肪葡萄糖氨基酸貯存脂肪消化吸收氧化分解供能食物糖葡萄糖供能貯存肌糖原肝糖原消化骨骼肌血糖吸收氧化分解在特殊情況下蛋白質(zhì)也參與供能

食物蛋白質(zhì)氨基酸生物活性物質(zhì)消化吸收機體蛋白質(zhì)氧化分解供能機體的重要貯能物質(zhì)和直接供能物質(zhì)體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的分解、釋放的能量＝機體散發(fā)的熱能＋所做的機械功＋化學貯備能

能量代謝的測定

直接測熱法

directcalorimetry

通過收集機體在一定時間內(nèi)散發(fā)的總熱量求得能量代謝率的方法。某些情況下，呼吸商并不能完全準確地反映機體中三種營養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的比例：機體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化反芻動物瘤胃飼料發(fā)酵肌肉劇烈活動非蛋白呼吸商non-proteinrespiratoryquotient,NPRQ

在去除蛋白質(zhì)供能的情況下，測定一定時間內(nèi)氧化糖和脂肪所產(chǎn)生的CO2量與耗O2量，并計算比值。返回間接測熱法的依據(jù)

間接測熱法的具體步驟測出機體在一定時間內(nèi)耗O2量和產(chǎn)生CO2的量，并測出尿中尿氮的排出量；在一般化學反應(yīng)中，反應(yīng)底物的量與產(chǎn)物量之間有一定的比例關(guān)系。定比定律：C6H12O6＋6O2＝6CO2＋6H2O＋△H從尿氮排出量計算出蛋白質(zhì)氧化量及蛋白質(zhì)食物的產(chǎn)熱量（1g尿氮相當于氧化分解6.25g蛋白質(zhì)）；從總耗O2量和CO2產(chǎn)量中分別扣除蛋白質(zhì)氧化的耗O2量和CO2產(chǎn)量，計算出NPRQ，查出該NPRQ值對應(yīng)的氧熱價，并計算出非蛋白食物的產(chǎn)熱量；將蛋白質(zhì)食物與非蛋白食物的產(chǎn)熱量相加，得出總產(chǎn)熱量。

則總產(chǎn)熱量數(shù)值8059.8kJ就是該受試者24小時內(nèi)的能量代謝率。

假設(shè)受試者24小時的耗O2量為400L，CO2產(chǎn)量為340L，收集的24小時尿氮排出量為12g。蛋白質(zhì)代謝氧化量＝12g×6.25＝75g

產(chǎn)熱量＝18kJ/g×75g＝1350kJ耗氧量＝0.95L/g×75g＝71.25L二氧化碳產(chǎn)量＝0.76L/g×75g＝57L非蛋白代謝耗氧量＝400L－71.25L＝328.75L二氧化碳產(chǎn)量＝340L－57L＝283L非蛋白呼吸商＝283L/328.75L＝0.86查表，當NPRQ等于0.86時，氧熱價為20.41kJ/L。非蛋白代謝產(chǎn)熱量＝328.75L×20.41kJ/L＝6709.8kJ總產(chǎn)熱量＝1350＋6709.8＝8059.8kJ由于蛋白質(zhì)不是主要的供能物質(zhì)，所以可以不考慮蛋白代謝的影響，不測尿氮量，只測定受試者一定時間的耗O2量和CO2產(chǎn)量，并計算出呼吸商。則：該值與前面得出的值（8059.8kJ）很接近，誤差在1％～2％以內(nèi)。NPRQ＝340L/400L＝0.85查表，當NPRQ等于0.85時，氧熱價為20.36kJ/L。產(chǎn)熱量＝400×20.36＝8144kJ影響能量代謝的主要因素

食物的特殊動力效應(yīng)

specificdynamicaction骨骼肌收縮舒張精神狀態(tài)環(huán)境溫度基礎(chǔ)代謝和靜止能量代謝基礎(chǔ)代謝basalmetabolism基礎(chǔ)代謝率basalmetabolicrate,BMR

靜止能量代謝體溫及其調(diào)節(jié)第二節(jié)深部溫度coretemperature表層溫度shelltemperature較高較穩(wěn)定各部位差異較小較低不穩(wěn)定各部位差異較大體溫bodytemperature

體溫的生理性波動晝夜變化性別差異年齡差異骨骼肌活動和精神活動在正常情況下，體溫可受晝夜、性別、年齡、精神和體力活動、環(huán)境溫度等因素的影響而發(fā)生生理性波動。其它：進食、環(huán)境溫度產(chǎn)熱器官安靜狀態(tài)：內(nèi)臟器官為主產(chǎn)熱方式運動狀態(tài)：骨骼肌為主基礎(chǔ)代謝產(chǎn)熱食物的特殊動力效應(yīng)骨骼肌運動產(chǎn)熱寒戰(zhàn)產(chǎn)熱和非寒戰(zhàn)產(chǎn)熱機體的產(chǎn)熱和散熱指在寒冷環(huán)境中，機體通過升高代謝率而增加產(chǎn)熱的現(xiàn)象。機理是一方面通過下丘腦－腺垂體－甲狀腺軸促進甲狀腺激素的分泌，另一方面交感神經(jīng)興奮，腎上腺髓質(zhì)分泌腎上腺素增加。兩種激素都能促進機體代謝，增加產(chǎn)熱。寒戰(zhàn)產(chǎn)熱shiveringthermogenesis非寒戰(zhàn)產(chǎn)熱non-shiveringthermogenesis機體受到寒冷刺激時，最初骨骼肌肌緊張增高，稱為寒戰(zhàn)前肌緊張（pre-shiveringtone），此時產(chǎn)熱量已有所增加。寒冷刺激持續(xù)作用時，骨骼肌將出現(xiàn)寒戰(zhàn)，表現(xiàn)為伸肌和屈肌同時出現(xiàn)不隨意的節(jié)律性收縮。此時骨骼肌的收縮不做機械外功，但所耗能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽虼水a(chǎn)熱量顯著增加。散熱途徑皮膚為主散熱方式輻射radiation

傳導conduction

對流convection

蒸發(fā)evaporation

發(fā)汗不感蒸發(fā)體溫的調(diào)節(jié)自主性體溫調(diào)節(jié)

autonomicthermoregulation行為性體溫調(diào)節(jié)

behavioralthermoregulation當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，首先由溫度感受器感受到這種變化，再由相應(yīng)的傳導通路把溫度變化的信息傳輸?shù)襟w溫調(diào)節(jié)中樞，在中樞經(jīng)過整合后，通過自主神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)皮膚的血流量以及汗腺的活動，通過軀體運動神經(jīng)調(diào)節(jié)骨骼肌的活動，通過內(nèi)分泌系統(tǒng)調(diào)節(jié)機體的代謝活動，從而調(diào)節(jié)機體的產(chǎn)熱和散熱過程，維持體溫的相對恒定。外周溫度感受器

peripheralthermoreceptor中樞溫度感受器

centralthermoreceptor

溫度感受器

thermoreceptor/temperaturereceptor體溫調(diào)節(jié)的基本中樞下丘腦的視前區(qū)－下丘腦前部

preopticanteriorhypothalamus,PO/AH調(diào)定點學說調(diào)定點setpoint發(fā)熱fever重調(diào)定resetting高溫或寒冷環(huán)境下，機體通過對產(chǎn)熱和散熱活動進行調(diào)節(jié)來維持體溫的相對恒定軀體運動神經(jīng)活動變化交感神經(jīng)活動變化

改變激素的分