生理能量代謝課件.ppt

1、第七章 能量代謝和體溫,第一節(jié) 能量代謝 第二節(jié) 體溫及其調(diào)節(jié),第一節(jié) 能量代謝,新陳代謝,生物體內(nèi)物質(zhì)代謝中伴隨著的能量的釋放、轉(zhuǎn)移和利用，稱為能量代謝。,一、機體能量的來源和去路,1.機體能量的來源：,糖：機體的主要能源 70% 脂肪：提供大約 30%的能量 蛋白質(zhì)（氨基酸）：提供少量的能量,2. 能量的去路：,貯存、利用形式ATP（主） 另一形式磷酸肌酸 （次） (CP，肌肉、腦組織中),以熱能形式釋放+對外做功,二、能量代謝的測定原理與方法,能量代謝率：單位時間內(nèi)機體所消耗的能量。 原理：能量守恒定律 單位時間消耗的能量單位時間釋放的能量 熱能 + 外功 如果在測定時間內(nèi)，肌肉不對外作

2、功，則測熱能就可近似代表能量代謝率。,利用特殊的測量裝置直接測量整個機體在單位時間內(nèi)向外界環(huán)境散發(fā)的總熱量。 設(shè)備復(fù)雜，操作繁瑣，應(yīng)用受限。,（一）直接測熱法,1.基本原理：利用化學(xué)反應(yīng)的定比定律，查出一定時間內(nèi)機體中氧化分解的糖、脂肪和蛋白質(zhì)各有多少，據(jù)此計算該段時間內(nèi)機體所釋放出的總熱量。,（二）間接測熱法,食物熱價-1g食物氧化時釋放出來的能量，反映了一定量的能源物質(zhì)貯存能量的大小。 食物的氧熱價-某種營養(yǎng)物質(zhì)氧化時，消耗1L氧所產(chǎn)生的熱量。,2.相關(guān)概念,呼吸商(RQ)：在一定時間內(nèi)，機體的CO2產(chǎn)生量和氧耗量的比值。,糖的呼吸商=1 蛋白質(zhì)呼吸商=0.8 脂肪呼吸商=0.7 混合食物

3、呼吸商=0.85,以葡萄糖作為呼吸底物，且完全氧化時，呼吸商是1 C6H12O6 + 6O2 6CO2+6H2O RQ = 6/6 = 1.0 以脂肪為呼吸底物，呼吸商小于1，如以棕櫚酸作為呼吸底物， C16H32O2 + 23O2 16CO2+16H2O RQ=16/23 = 0.7 以蛋白質(zhì)為呼吸底物，如以亮氨酸作為呼吸底物， 2C6H13O2N15O2 12CO22NH3 10H2O RQ=12/15=0.8 可根據(jù)呼吸商的大小大致推測呼吸作用的底物及其性質(zhì)的改變,非蛋白呼吸商,從總二氧化碳產(chǎn)量中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，此時的二氧化碳產(chǎn)量和氧耗量之比值為

4、糖和脂肪的混合呼吸商，稱為非蛋白呼吸商。 根據(jù)非蛋白呼吸商值的大小，可推算機體糖和脂肪氧化的百分比，以及氧熱價。,3. 能量代謝率的簡便計算方法,（1）機體不對外做功的情況下： 耗能量=產(chǎn)熱量 產(chǎn)熱量=氧熱價x耗氧量 氧熱價-將蛋白質(zhì)的消耗量忽略不計，測定一定時間內(nèi)的二氧化碳產(chǎn)量和氧耗量，按非蛋白呼吸商查表，得到對應(yīng)氧熱價值。 （2）更簡便測定方法是將呼吸商定為0.82（混合飲食時非蛋白呼吸商），只需測定一定時間內(nèi)的氧耗量，便可計算機體的產(chǎn)熱量。,肌肉活動:最為顯著。 勞動或運動時耗氧量和能量代謝顯著增加，可達(dá)安靜時的10-20倍，因此能量代謝可作為勞動或運動時肌肉活動強度的指標(biāo)。 精神活動:

5、當(dāng)精神活動處于緊張狀態(tài)（煩惱、憤怒、恐懼或強烈情緒激動時），產(chǎn)熱量可顯著增加。 可能是由于肌緊張增強以及某些內(nèi)分泌激素（腎上腺素等）釋放增加所引起。,三、影響能量代謝的因素,3. 食物的特殊動力效應(yīng) 進(jìn)食可使機體產(chǎn)生“額外”熱量的現(xiàn)象稱為食物的特殊動力效應(yīng). 進(jìn)食后約18小時，機體比未進(jìn)食前產(chǎn)熱量增加。 蛋白質(zhì)：30，糖和脂肪：46，混合食物：10。 機制還不十分清楚。有人認(rèn)為肝臟在脫氨基反應(yīng)中消耗了能量可能是“額外”產(chǎn)熱的原因。,4. 環(huán)境溫度 環(huán)境溫度在20-30時，能量代謝率最為穩(wěn)定。 環(huán)境溫度高于30或低于20時，能量代謝都將增加。,四、基礎(chǔ)代謝,（一）基礎(chǔ)代謝 定義： 指機體在基礎(chǔ)狀

6、態(tài)下的能量代謝。 基礎(chǔ)狀態(tài)清晨、清醒、靜臥；室溫在1825；禁食12 h以上；情緒安定；體溫正常。,意義：維持基本的生命活動,（二）基礎(chǔ)代謝率,單位時間內(nèi)的基礎(chǔ)代謝為基礎(chǔ)代謝率。 BMR產(chǎn)熱量/每小時體表面積。單位是kJ/ (hm2) 意義：作為評價機體能量代謝水平的指標(biāo)。,甲亢時基礎(chǔ)代謝率可高于正常值的2580； 甲狀腺機能減退時比正常值低2040。,相差在1015以內(nèi)，仍屬正常范圍；相差值在20以上則考慮為病態(tài)。,（一）體溫的概念 表層溫度 核心溫度 體溫:機體深部的平均溫度.,一、人體的正常體溫及其生理波動,第二節(jié) 體溫及其調(diào)節(jié),（二）體溫的正常值,臨床上以口腔、直腸和腋窩的溫度代表體溫

7、的正常值 直腸溫度：36.937.9 口腔溫度：36.737.7 腋窩溫度: 36.037.4 ,（三）體溫的生理波動,1. 晝夜波動：晝夜節(jié)律 (日節(jié)律) 清晨2-6時最低，午后1-6時最高，波動幅度不超過1。,2. 性別：,3. 年齡: 兒童代謝旺盛，體溫高于成人。 老年人代謝降低，體溫偏低。 新生兒特別是早產(chǎn)兒，體溫調(diào)節(jié)機構(gòu)發(fā)育不完善，調(diào)節(jié)能力差，體溫容易受環(huán)境溫度影響。 4. 運動和情緒的影響 劇烈的肌肉活動使產(chǎn)熱量增加，體溫升高。 5.其他：情緒激動、緊張、環(huán)境溫度、進(jìn)食、麻醉等。,二、人體的產(chǎn)熱與散熱,體熱平衡 (body heat content)：產(chǎn)熱和散熱兩個生理過程之間的動

8、態(tài)平衡，維持體溫恒定。,1主要產(chǎn)熱器官： 安靜：內(nèi)臟器官為主（肝臟） 運動：肌肉為主，90%,(一) 產(chǎn) 熱,2.產(chǎn)熱的形式: (1)基礎(chǔ)代謝產(chǎn)熱 (2)骨骼肌運動產(chǎn)熱 (3)寒戰(zhàn)產(chǎn)熱 (4)非寒戰(zhàn)性產(chǎn)熱,(1)基礎(chǔ)代謝產(chǎn)熱,安靜狀態(tài)下，70左右的基礎(chǔ)代謝產(chǎn)熱量來自于內(nèi)臟和腦等深部組織器官。,(2)骨骼肌運動產(chǎn)熱,骨骼肌是肌肉運動時主要的產(chǎn)熱器官，其產(chǎn)熱量可占機體總產(chǎn)熱量的90。,(3)寒戰(zhàn)產(chǎn)熱,寒戰(zhàn)：在受到寒冷刺激，伸肌群和屈肌群同時發(fā)生不隨意的節(jié)律性收縮。 基本上不作外功，所消耗的能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，因而產(chǎn)熱量很高，最多可達(dá)安靜時的 4-5倍。,(4)非寒戰(zhàn)性產(chǎn)熱,機體處于寒冷環(huán)境時，代謝

9、產(chǎn)熱增加的現(xiàn)象。,棕色脂肪組織,3.產(chǎn)熱的調(diào)節(jié):, 交感神經(jīng)興奮、去甲腎上腺素和腎上腺素細(xì)胞的分解代謝產(chǎn)熱量(迅速、持續(xù)時間短) _神經(jīng)調(diào)節(jié) 下丘腦-腺垂體系統(tǒng)甲狀腺素、腎上腺髓質(zhì)激素分解代謝產(chǎn)熱量(緩慢、持續(xù)時間長) _體液調(diào)節(jié),人體的散熱途徑,（二）散 熱,呼吸道、糞、尿等,皮膚,15%,85%,皮膚散熱方式：,(1) 輻 射,(2) 傳 導(dǎo),(3) 對 流,(4) 蒸 發(fā),機體以熱射線形式向周圍放射能量. 安靜常溫狀態(tài)下占總散熱量的60%。,(1) 輻 射,影響因素：皮膚溫度與環(huán)境氣溫的溫度差、有效輻射面積,(2) 傳 導(dǎo),機體的熱量直接傳給同它接觸的較冷物體,影響因素：皮膚溫度與接觸物

10、表面的溫度差、物體的導(dǎo)熱性、有效接觸面積,(3) 對 流,通空氣的流動進(jìn)行熱量交換的散熱方式。 影響因素：風(fēng)速,(4) 蒸 發(fā),當(dāng)環(huán)境溫度等于或高于皮膚溫度時，蒸發(fā)散熱是機體的唯一散熱方式。(環(huán)境溫度較低時，輻射、對流、傳導(dǎo)為主要散熱方式） 影響因素：環(huán)境溫度、空氣濕度、風(fēng)速。 蒸發(fā)分為不感蒸發(fā)(insensible evaporation)和發(fā)汗(sweating，sensible evaporation)。,不感蒸發(fā)：水分直接透出皮膚和呼吸道粘膜表面，尚未形成明顯水滴時便氣化蒸發(fā)的現(xiàn)象。每天1000ml，皮膚600 - 800ml，呼吸道200 - 400ml。,特點： 持續(xù)不斷進(jìn)行 不受

11、人體生理性體溫調(diào)節(jié)機制的控制,發(fā) 汗：汗腺分泌的汗液形成可見的汗滴后，從體表蒸發(fā)而帶走熱量的現(xiàn)象。 發(fā)汗是一種反射活動，發(fā)汗中樞位于下丘腦，可由溫?zé)岽碳ず?精神緊張引起。,4. 散熱的調(diào)節(jié)反應(yīng),（1）皮膚血流量的調(diào)節(jié),炎熱：交感神經(jīng)緊張性皮膚血管舒張、動靜脈吻合支開放皮膚血流量皮膚溫度輻射、對流、傳導(dǎo)散熱。 寒冷：相反。,（2）發(fā)汗 炎熱：下丘腦發(fā)汗中樞交感舒血管纖維汗腺分泌汗液 蒸發(fā)散熱（反射）。,三、體溫調(diào)節(jié),機體通過行為性體溫調(diào)節(jié)和自主性體溫調(diào)節(jié)來控制產(chǎn)熱與散熱過程的平衡，從而維持體溫的恒定。,代謝性產(chǎn)熱 基礎(chǔ)代謝、肌肉活動 食物特殊動力效應(yīng) 非寒戰(zhàn)產(chǎn)熱 反射性產(chǎn)熱（自主性調(diào)節(jié)） 寒戰(zhàn)

12、皮膚血管收縮 行為性產(chǎn)熱 環(huán)境 增加衣著 食物獲得熱量,物理性散熱 輻射 傳導(dǎo)與對流 不感蒸發(fā) 反射性散熱（自主性調(diào)節(jié)） 發(fā)汗 皮膚血管舒張 行為性散熱 環(huán)境 減少衣著 食物散熱,（一）溫度感受器,外周溫度感受器 冷感受器 熱感受器 中樞溫度感受器 熱敏神經(jīng)元 冷敏神經(jīng)元,（二）體溫調(diào)節(jié)中樞,體溫調(diào)節(jié)基本中樞位于下丘腦。下丘腦視前區(qū)下丘腦前部(PO / AH)是體溫調(diào)節(jié)中樞整合的關(guān)鍵部位。,(三) 體溫調(diào)定點學(xué)說,發(fā)熱的機制,一、名詞解釋,1.能量代謝 2.食物的熱價 3.食物的氧熱價 4.呼吸商 5.基礎(chǔ)代謝 6.基礎(chǔ)代謝率 7. 體溫 8.體溫調(diào)定學(xué)說,（一）單項選擇 1.正常人的直腸溫度

13、、腋窩溫度和口腔溫度的 高低應(yīng)當(dāng)是（ ） A.口腔溫度腋窩溫度直腸溫度 B.直腸溫度口腔溫度腋窩溫度 C.直腸溫度腋窩溫度口腔溫度 D.腋窩溫度口腔溫度直腸溫度,2.影響能量代謝最重要的因素是（ ） A.環(huán)境溫度 B.進(jìn)食 C.精神、情緒 D.肌肉活動,3.勞動或運動時，機體主要產(chǎn)熱器官是（ ） A.肝臟 B.腦 C.心臟D.肌肉,4.當(dāng)環(huán)境溫度等于或超過體溫時， 機體的主要散熱方式是（ ） A.輻射 B.傳導(dǎo)和對流C. 蒸發(fā) 5.給高熱病人使用乙醇擦浴是（ ） A.增加輻射散熱 B.增加傳導(dǎo)散熱 C.增加蒸發(fā)散熱 D.增加對流散熱,6.給高熱病人作用冰帽或冰袋的作用是（ ） A.增加輻射散熱

14、 B.增加傳導(dǎo)散熱 C.增加蒸發(fā)散熱 D.增加對流散熱,7.測定基礎(chǔ)代謝率要求的基礎(chǔ)條件不包括下列 哪一項（ ） A.空腹 B.無體力活動和精神緊張 C.環(huán)境溫度2025 D.深睡狀態(tài),簡述題 1.根據(jù)散熱原理，如何給高熱病人降溫？ 2.簡述人體的散熱器官和散熱方式。 論述題 1.試述人體體溫相對恒定的原理。 2.為什么發(fā)熱病人常伴有寒戰(zhàn)反應(yīng)？,簡述題 1.利用冰袋或冰帽給高熱病人的降溫（傳導(dǎo)散熱）；注意通風(fēng)，降低室溫（對流散熱）；用乙醇擦身（蒸發(fā)散熱）；降低室溫，增加輻射散熱。,2.散熱器官主要是皮膚，另外還有其他排泄器官（如腎）借排泄活動散發(fā)少部分熱量。 散熱方式有：輻射、傳導(dǎo)、對流、蒸發(fā)（不顯性蒸發(fā)和發(fā)汗）。環(huán)境溫度低于皮膚溫時，可借輻射、傳導(dǎo)、對流和不顯性蒸發(fā)散熱；環(huán)境溫度等于或高于皮膚溫度時，可借蒸發(fā)散熱。,論述題 1.體溫相對恒定有賴于體內(nèi)產(chǎn)熱與散熱過程的動態(tài)平衡；產(chǎn)熱主要來自體內(nèi)食物分解代謝；散熱方式有四種，輻射、傳導(dǎo)和對流是物理性散熱方式，安靜狀態(tài)下以輻射散熱為主，當(dāng)環(huán)境溫度等于或超過皮膚溫度時，則蒸發(fā)成為唯一散熱途徑；體溫調(diào)節(jié)是反射活動。感受器分為外周溫度感受器（皮膚、粘膜與內(nèi)臟，以冷感受器為主）和中樞溫度感受器（下丘腦，以熱敏神經(jīng)元為主），當(dāng)環(huán)境溫度改變后通過感受器，將信息傳入體溫中樞（下丘腦），然后通過傳出神經(jīng)作用于產(chǎn)熱和散熱系統(tǒng)，使體溫適應(yīng)溫度變化而恒定