第七章 能量代謝與體溫課件

第七章能量代謝與體溫第七章能量代謝與體溫第一節(jié)能量代謝第二節(jié)體溫第七章能量代謝與體溫

第一節(jié)能量代謝

能量代謝:指體內物質代謝過程中所伴隨的能量釋放、轉移、貯存和利用。一、機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：構成細胞成分的主要物質，不作為供能物質。第七章能量代謝與體溫第七章能量代謝與體溫第七章能量代謝與體溫(二)能量去路能源物質在體內氧化分解生成CO2和水，釋放出所蘊藏的能量，50%以上轉化為熱能，其余部分以ATP(三磷酸腺苷)形式貯存起來。第七章能量代謝與體溫因此，測定機體在單位時間內發(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“能量守恒定律第七章能量代謝與體溫(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。這種方法測定準確，但設備復雜，操作繁瑣，現(xiàn)已極少應用。

2.間接測熱法：

⑴間接測熱法原理：是利用“定比定律”（即反應物的量與生成物的量呈一定的比例關系），測算出一定時間內氧化的糖、脂肪和蛋白質各有多少，再計算出它們所釋放出的熱量。為此，必須先了解與其相關的幾個概念：食物的熱價、氧熱價和呼吸商。第七章能量代謝與體溫

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：指在體內氧化時所產生的熱量。

糖與脂肪：物理熱價＝生理熱價

蛋白質：物理熱價＞生理熱價（∵蛋白質在體內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氧所產生的熱量稱為該種食物的氧熱價。第七章能量代謝與體溫第七章能量代謝與體溫第七章能量代謝與體溫③呼吸商(RQ)：指一定時間內，機體的CO2產生量與耗O2量的比值。RQ＝CO2產生量/耗O2量

由于各種食物在體內氧化時的耗O2量、CO2產生量的不同，故各種食物的氧熱價不同。根據RQ可估計某一段時間內機體氧化各種食物的比例：三種營養(yǎng)物質氧化的幾種數據───────────────────────────物質耗氧量產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→長期饑餓第七章能量代謝與體溫

整體產生CO2總量－分解蛋白產生CO2量※NPRQ＝─────────────────整體耗O2總量－分解蛋白耗O2量※※分解蛋白產生CO2量=NP×6.25×0.76(L)※分解蛋白耗O2量=NP×6.25×0.94(L)6.25=每產生1g尿氮(NP)需氧化蛋白6.25g0.76(L)=每氧化1g蛋白的產生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，機體氧化非蛋白食物時的CO2產生量與耗O2量的比值。第七章能量代謝與體溫第七章能量代謝與體溫

⑵間接測熱法步驟：

①測定CO2產生量和耗O2量：開放式或閉合式。②測定尿氮量：根據尿氮量估算蛋白質氧化的量。③計算出NPRQ：=非蛋白CO2產生量/非蛋白耗O2量。④查出非蛋白食物氧熱價：根據NPRQ在“NPRQ及氧熱價表”查出所對應的氧熱價。⑤計算出非蛋白食物的產熱量：NPRQ表查出的氧熱價×非蛋白耗O2量。⑥能量代謝計算：=非蛋白食物的產熱量+蛋白食物的產熱量。第七章能量代謝與體溫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。第七章能量代謝與體溫三、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，短時間內其總產熱量比安靜時高出數十倍。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───────────────第七章能量代謝與體溫第七章能量代謝與體溫(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，由于會可導致無意識的肌肉緊張性增強、交感神經興奮及促進代謝的內分泌激素釋放增多等原因，產熱量顯著增加。第七章能量代謝與體溫(三)食物的特殊動力效應

人進食后一段時間內(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。

食物能使機體產生“額外”熱量的現(xiàn)象稱為食物的特殊動力效應。各種營養(yǎng)物質的食物特殊動力效應不同，進食蛋白質時產熱量增加30％，混合性食物增加10％，糖和脂肪增加4～6％。其產生的機制尚不十分清楚，可能與肝臟處理蛋白分解產物時的額外能量消耗有關。第七章能量代謝與體溫(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.當環(huán)境溫度低于20℃時，隨著溫度的不斷下降，機體產生寒戰(zhàn)和肌緊張增加以御寒，同時增加能量代謝率。

4.艦艇艙內溫度可高達60℃,故艦員的能量代謝率很高。第七章能量代謝與體溫四、基礎代謝(一)概念

1.基礎代謝：機體在基礎狀態(tài)下的能量代謝稱為基礎代謝。

基礎狀態(tài)的條件如下：

2.基礎代謝率(BMR)：單位時間內的基礎代謝。①清晨空腹，即禁食12～14h，前一天應清淡、不要太飽的飲食，以排除食物特殊動力效應的影響。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。第七章能量代謝與體溫(二)BMR的測定和正常值

1.BMR的測定:(通常采用簡易法)

①把基礎狀態(tài)下的呼吸商定為0.82、氧熱價為20.20KJ。②測出1h內(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%第七章能量代謝與體溫表7-4

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

第七章能量代謝與體溫

第二節(jié)體溫一、體溫的正常值及生理變動二、機體的產熱與散熱三、體溫調節(jié)第七章能量代謝與體溫一、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。第七章能量代謝與體溫●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：36.9-37.90C（插入直腸6cm以上）

口腔溫度：36.7-37.70C（不能配合的病人，不適宜用）腋窩溫度：36.0-37.40C

（形成人工體腔；至少10min）

第七章能量代謝與體溫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。通常認為生物節(jié)律現(xiàn)象是由體內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℃。第七章能量代謝與體溫第七章能量代謝與體溫

2.性別的影響

成年女子的體溫平均比男子的高0.3℃，而且其體溫隨月經周期而發(fā)生變動。女子的基礎體溫在月經期和月經后的前半期較低，排卵前日最低，排卵日升高0.3～0.6℃。

每天測定基礎體溫可有助于了解有無排卵和排卵的日期，即基礎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果。

第七章能量代謝與體溫

3.年齡的影響

新生兒，特別是早產兒：體溫容易受環(huán)境因素的影響。老年人因基礎代謝率低，體溫也偏低。

4.肌肉活動代謝增強，產熱量增加，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。第七章能量代謝與體溫(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。

第七章能量代謝與體溫二、機體的產熱與散熱

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

(一)產熱過程

1.主要的產熱器官人體主要的產熱器官是肝臟和骨骼肌。安靜—肝臟運動—骨骼肌

2.機體的產熱形式

基礎代謝產熱食物特殊動力效應產熱骨骼肌運動產熱（隨意運動）戰(zhàn)栗產熱非戰(zhàn)栗產熱第七章能量代謝與體溫

(1)戰(zhàn)栗產熱：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。

第七章能量代謝與體溫(2)非戰(zhàn)栗產熱（代謝產熱）：褐色脂肪組織的產熱量為最大，約占非戰(zhàn)栗產熱總量的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)栗產熱對新生兒來說意義尤為重要。第七章能量代謝與體溫第七章能量代謝與體溫3.產熱活動的調節(jié)

(1)體液調節(jié)：甲狀腺激素是調節(jié)產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熱，特點是作用迅速，但維持時間短。

(2)神經調節(jié)：

寒冷刺激→交感神經系統(tǒng)→腎上腺髓質→腎上腺素和去甲腎上腺素釋放增多→產熱增加。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→產熱增加。第七章能量代謝與體溫(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、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熱性

第七章能量代謝與體溫(3)對流散熱：通過氣體進行熱量交換的一種散熱方式。體熱先傳導給空氣，然后通過對流將熱量帶走。

影響因素：風速

輻射、傳導和對流，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))第七章能量代謝與體溫降溫措施：

（1）冰囊、冰帽：增加傳導散熱

（2）通氣、減衣：增加輻射、對流散熱

（3）酒精擦浴：增加蒸發(fā)散熱第七章能量代謝與體溫

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。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。

第七章能量代謝與體溫

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。空氣濕度高，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的壓力可高達33.3kPa(250mmHg)。

醛固酮調節(jié)—低滲汗液，大量發(fā)汗—高滲性脫水。第七章能量代謝與體溫3.汗腺與汗腺活動的調節(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。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：交感膽堿能纖維—乙酰膽堿腎上腺素能纖維—手掌、足跖及前額溫熱性發(fā)汗：溫熱刺激引起發(fā)汗精神性發(fā)汗：精神緊張引起發(fā)汗第七章能量代謝與體溫與體溫調節(jié)無關，可能與濕潤手掌和足跖，增加摩擦力有關。加強散熱，對體溫調節(jié)有重要作用。意義情緒激動或精神緊張溫熱刺激刺激腎上腺素能神經纖維交感神經的膽堿能節(jié)后纖維神經支配手掌、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)汗溫熱性發(fā)汗第七章能量代謝與體溫

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)來調節(jié)體熱的散失量。機體的體溫調節(jié)機構正是通過交感神經控制皮膚血管的口徑，調節(jié)皮膚血流量，使散熱量能符合當時條件下體熱平衡的要求。

炎熱→交感神經緊張活動降低→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)。第七章能量代謝與體溫三、體溫調節(jié)

自主神經性體溫調節(jié)：在體溫調節(jié)中樞的控制下，通過增減皮膚的血流量、發(fā)汗、戰(zhàn)栗等生理調節(jié)反應，能維持在一個相對穩(wěn)定的水平。

行為性體溫調節(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：游離的神經末梢

中樞溫度感受器：神經元溫度感受器：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