生理學(xué)能量代謝與體溫

關(guān)于生理學(xué)能量代謝與體溫

第一節(jié)能量代謝

能量代謝:指體內(nèi)物質(zhì)代謝過程中所伴隨的能量釋放、轉(zhuǎn)移、貯存和利用。一、機(jī)體能量的來源與去路(一)能量來源

1.糖:主要(70％以上)2.脂肪：次之(30％)3.蛋白質(zhì)：很少(長期饑餓或極度消耗時(shí)，才成為主要能量來源)。第2頁,共37頁，2024年2月25日，星期天(二)能量去路第3頁,共37頁，2024年2月25日，星期天二、能量代謝的測(cè)定(一)能量代謝測(cè)定的基本原理

機(jī)體的能量代謝也遵循“能量守恒定律”：即在安靜不作外功時(shí)，機(jī)體物質(zhì)代謝過程中所釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為熱能。因此，測(cè)定機(jī)體在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)散的總熱量或所消耗的食物量，可測(cè)算出整個(gè)機(jī)體在單位時(shí)間內(nèi)能量代謝的量，即能量代謝率。第4頁,共37頁，2024年2月25日，星期天(二)能量代謝的測(cè)定方法

1.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。

第5頁,共37頁，2024年2月25日，星期天2.間接測(cè)熱法：

⑴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)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6頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

①食物的熱價(jià):1ｇ食物在氧化時(shí)所釋放出來的熱量，稱為食物的熱價(jià)。

物理熱價(jià)：指食物在體外燃燒時(shí)釋放的熱量。

生理熱價(jià)：指在體內(nèi)氧化時(shí)所產(chǎn)生的熱量。

糖與脂肪：物理熱價(jià)＝生理熱價(jià)

蛋白質(zhì)：物理熱價(jià)＞生理熱價(jià)②食物的氧熱價(jià)：某種食物氧化時(shí),每消耗1L氧所產(chǎn)生的熱量稱為該種食物的氧熱價(jià)。第7頁,共37頁，2024年2月25日，星期天③呼吸商(RQ)：指一定時(shí)間內(nèi)，機(jī)體的CO2產(chǎn)生量與耗O2量的比值。RQ＝CO2產(chǎn)生量/耗O2量

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(jià)生理熱價(jià)氧熱價(jià)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8頁,共37頁，2024年2月25日，星期天三、影響能量代謝的主要因素

(一)肌肉活動(dòng)

肌肉活動(dòng)對(duì)能量代謝的影響最大。全身劇烈活動(dòng)時(shí)，短時(shí)間內(nèi)其總產(chǎn)熱量比安靜時(shí)高出數(shù)十倍。表7-3機(jī)體不同狀態(tài)時(shí)的能量代謝率───────────────

狀態(tài)產(chǎn)熱量(KJ/m2.min)───────────────躺臥2.73開會(huì)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9頁,共37頁，2024年2月25日，星期天(二)精神活動(dòng)

人在平靜地思考問題時(shí)，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(dòng)等)時(shí)，由于會(huì)導(dǎo)致無意識(shí)的肌肉緊張性增強(qiáng)、交感神經(jīng)興奮及促進(jìn)代謝的內(nèi)分泌激素釋放增多等原因，產(chǎn)熱量可顯著增加。第10頁,共37頁，2024年2月25日，星期天(三)食物的特殊動(dòng)力效應(yīng)

人進(jìn)食后一段時(shí)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(dòng)力效應(yīng)。蛋白質(zhì)的特殊動(dòng)力效應(yīng)最高。第11頁,共37頁，2024年2月25日，星期天(四)環(huán)境溫度

1.人體安靜時(shí)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(shí)，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(shí)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12頁,共37頁，2024年2月25日，星期天四、基礎(chǔ)代謝

(一)概念

1.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(dòng)力效應(yīng)的影響。②平臥，全身肌肉放松，盡力排除肌肉活動(dòng)的影響。③清醒且情緒安閑，以排除精神緊張的影響。④室溫20-25℃，排除環(huán)境溫度的影響。

2.基礎(chǔ)代謝率(BMR)：單位時(shí)間內(nèi)的基礎(chǔ)代謝。第13頁,共37頁，2024年2月25日，星期天(二)BMR的測(cè)定和正常值

1.BMR的測(cè)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(jià)為20.20KJ。②測(cè)出1h內(nèi)(測(cè)6min的耗氧量×10)的耗氧量。③測(cè)出體表面積。④按下面公式計(jì)算出BMR實(shí)測(cè)值：

BMR實(shí)測(cè)值＝20.195×耗氧量/體表面積⑤對(duì)照表7-4的BMR平均值,按下面公式計(jì)算出BMR相對(duì)值：

BMR相對(duì)值＝BMR實(shí)測(cè)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14頁,共37頁，2024年2月25日，星期天復(fù)習(xí)思考題1.簡述影響能量代謝的因素。2.何謂基礎(chǔ)代謝？測(cè)定基礎(chǔ)代謝率需要控制哪些因素？

第15頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)體溫及其調(diào)節(jié)概念：指身體深部的平均溫度，即體核溫度。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。體溫過高、過低都會(huì)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16頁,共37頁，2024年2月25日，星期天一、人體正常體溫及生理變動(dòng)（一）正常體溫

通常體溫的測(cè)量部位為腋窩、口腔和直腸溫。

1.肛溫：正常為36.9～37.9℃。

2.口溫：約比直腸低0.2℃,為36.7～37.7℃。

3.腋溫：約比口腔低0.3℃,為36.0～37.4℃。

肛溫比較接近機(jī)體深部的溫度，但由于測(cè)試不便，臨床常用口溫和腋溫。測(cè)定腋溫時(shí)要注意夾緊體溫計(jì)和測(cè)量時(shí)間（約需10min）。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17頁,共37頁，2024年2月25日，星期天（二）體溫的生理變動(dòng)

正常人的體溫可因晝夜、性別、年齡和機(jī)體的活動(dòng)等而有所變動(dòng)。

1.晝夜節(jié)律變化人的體溫在一晝夜中呈現(xiàn)周期性波動(dòng)，稱為體溫的晝夜節(jié)律。一般是清晨2～6h時(shí)最低，下午1～6h最高，波動(dòng)幅度一般不超過1℃。體溫的晝夜節(jié)律是生物節(jié)律的表現(xiàn)之一。與人晝動(dòng)夜息的生活規(guī)律，以及代謝、血液循環(huán)、呼吸等機(jī)能的相應(yīng)周期性變化有關(guān)。長期夜間工作的人，上述周期性變化可以發(fā)生顛倒。第18頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

2.性別差異

⑴成年女子體溫平均比男子高0.3℃。⑵女子體溫隨月經(jīng)周期而產(chǎn)生周期性變動(dòng)。排卵日最低（約1℃）。第19頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

3.年齡差異

新生兒體溫＞成年人＞老年人。體溫隨著年齡的增長有逐漸降低的趨勢(shì)（與代謝率逐漸降低有關(guān)），大約每增長10歲，體溫約降低0.05℃。14～16歲的青年人體溫與成年人相近。新生兒（特別是早產(chǎn)兒）由于體溫調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)尚未發(fā)育完善、老年人由于調(diào)節(jié)能力差，易受環(huán)境溫度的影響。第20頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

4.其他●

肌肉活動(dòng)時(shí)，肌肉代謝明顯增強(qiáng)，產(chǎn)熱增加，可使體溫暫時(shí)升高1～2℃。所以測(cè)體溫時(shí)，要先讓受試者安靜一段時(shí)間，小兒應(yīng)防止其哭鬧?！?/p>

情緒激動(dòng)、精神緊張、進(jìn)食等情況，都會(huì)影響體溫?！?/p>

全身麻醉時(shí)，會(huì)因抑制體溫調(diào)節(jié)中樞和擴(kuò)張血管的作用及骨骼肌松弛，使體溫降低，所以全麻時(shí)應(yīng)注意保溫。第21頁,共37頁，2024年2月25日，星期天二、機(jī)體的產(chǎn)熱與散熱

人體正常體溫的維持，是在體溫調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)和控制下，產(chǎn)熱和散熱過程達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)果。第22頁,共37頁，2024年2月25日，星期天(一)產(chǎn)熱

1.主要產(chǎn)熱器官：

安靜狀態(tài)，主要產(chǎn)熱器官是內(nèi)臟（尤其肝臟，其次是腦）。

活動(dòng)狀態(tài),主要產(chǎn)熱器官是骨骼肌。此外，環(huán)境溫度、進(jìn)食、精神緊張等能夠影響能量代謝的因素，也都可影響機(jī)體的產(chǎn)熱量。第23頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

(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(shí)，人體主要通過輻射、傳導(dǎo)和對(duì)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(shí)，機(jī)體的散熱是依靠蒸發(fā)方式散熱。機(jī)體散熱方式有以下幾種:第24頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

⑴輻射散熱：

指體熱以熱射線形式傳給溫度較低的周圍環(huán)境中的散熱方式。

輻射散熱量的多少取決于

在高溫環(huán)境中作業(yè)（如艦船、煉鋼人員）,因環(huán)境溫度高于皮膚溫度，機(jī)體不僅不能輻射散熱，反而會(huì)吸收周圍的熱量，故易發(fā)生中暑。

機(jī)體的有效輻射面積皮膚與環(huán)境的溫度差第25頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

⑵傳導(dǎo)散熱：

指體熱直接傳給與機(jī)體相接觸的低溫物體的散熱方式。傳導(dǎo)散熱量取決于

水的導(dǎo)熱性好，因此臨床上常利用冷水袋或冰袋為高熱患者降溫。脂肪的導(dǎo)熱性差，因而肥胖者炎熱的天氣易出汗。與皮膚接觸物體的溫差與皮膚接觸面積的大小與皮膚接觸物體的導(dǎo)熱性第26頁,共37頁，2024年2月25日，星期天⑶對(duì)流散熱：

指體熱憑借空氣流動(dòng)交換熱量的散熱方式。

對(duì)流散熱是傳導(dǎo)散熱的一種特殊形式。對(duì)流散熱量主要取決于衣服覆蓋于體表，不易實(shí)現(xiàn)對(duì)流；棉、毛纖維間的空氣不易流動(dòng)，因此增加衣著可以保溫御寒。若在較密閉的高溫環(huán)境中（如船艙內(nèi)）或悶熱氣候，因空氣對(duì)流差，易發(fā)生中暑。氣溫風(fēng)速第27頁,共37頁，2024年2月25日，星期天⑷蒸發(fā)散熱：（分不感蒸發(fā)和可感蒸發(fā)）

指體液的水分在皮膚和粘膜表面由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，同時(shí)帶走大量熱量的散熱方式。每1.0ｇ水蒸發(fā)可帶走熱量2.44KJ。

當(dāng)氣溫≥體溫時(shí)，蒸發(fā)是唯一的散熱途徑

①不感蒸發(fā)：又稱不顯汗。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。

第28頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

②發(fā)汗：又稱可感蒸發(fā)。

人在安靜狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到30℃左右時(shí)，便開始發(fā)汗；如果空氣濕度大、衣著又多時(shí)，氣溫達(dá)25℃便可發(fā)汗；機(jī)體活動(dòng)時(shí)，由于產(chǎn)熱量↑，雖然環(huán)境溫度低于20℃亦可發(fā)汗。炎熱的氣候，短時(shí)間內(nèi)發(fā)汗量可達(dá)1.5L/h?！甙l(fā)汗散熱是通過汗液蒸發(fā)吸收體表熱量實(shí)現(xiàn)的，∴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。第29頁,共37頁，2024年2月25日，星期天汗液：水分：＞99％∵汗液流經(jīng)汗腺排出管的起始部時(shí)，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30頁,共37頁，2024年2月25日，星期天溫?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(dòng)或精神緊張意義加強(qiáng)散熱，對(duì)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)

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(duì)流和傳導(dǎo)散熱量。⑵發(fā)汗的調(diào)節(jié)：發(fā)汗是反射性調(diào)節(jié)?！咧浜瓜俚纳窠?jīng)纖維的不同，∴發(fā)汗分為：第31頁,共37頁，2024年2月25日，星期天三、體溫調(diào)節(jié)(自主性、行為性）

體溫的相對(duì)穩(wěn)定，是通過許多與體溫調(diào)節(jié)有關(guān)的生理功能，相互協(xié)調(diào)，達(dá)到產(chǎn)熱和散熱相對(duì)平衡而實(shí)現(xiàn)的。(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(shí)→冷覺感受器+→冷覺皮溫≈35℃時(shí)→溫覺感受器+→溫覺⑶作用：溫度感受器傳入沖動(dòng)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32頁,共37頁，2024年2月25日，星期天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(dòng)發(fā)放頻率↑血溫↓→冷敏神經(jīng)元沖動(dòng)發(fā)放頻率↑⑵分布：下丘腦、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和脊髓等處在視前區(qū)-下丘腦前部(PO/AH)分布較多的熱敏神經(jīng)元和少量冷敏神經(jīng)元。通過對(duì)PO/