生理学第七章能量代谢与体温

第七章 能量代谢与体温第 一 节 能 量 代 谢第 二 节 体 温 第 一 节 能 量 代 谢能 量 代 谢 :物 质 代 谢 过 程 中 所 伴 随 的 能 量 释 放 、 转 移 、 贮 存 和 利 用 。一 、 机 体 能 量 的 来 源 与 去 路(一 )能 量 来 源 ： 食 物 中 的 化 学 能 1.糖 :供 能 (50-70 ) 代 谢 途 径 ： 有 氧 氧 化 无 氧 酵 解 （ 唯 一 不 需 氧 供 能 途 径 ） 红 细 胞 ： 无 氧 酵 解脑 组 织 ： 有 氧 氧 化 对 缺 氧 非 常 敏 感 代 谢 旺 盛 ， 糖 原 储 备 较 少 对 血 糖 依 赖 高 2.脂 肪 ： 储 存 能 量 +供 能 3.蛋 白 质 ： 组 织 自 我 更 新 +激 素 、 酶 生 物 活 性 物 质 很 少 (长 期 饥 饿 或 极 度 消 耗 时 ， 才 成 为 主 要能 量 来 源 )。 (二 )能 量 去 路 1.热 能 :50% 2.ATP: 能 量 的 直 接 提 供 者 。 能 量 储 存 的 重 要 形 式 3.磷 酸 肌 酸 ： ATP储 存 库 二 、 能 量 代 谢 的 测 定(一 )能 量 代 谢 测 定 的 基 本 原 理 能 量 代 谢 率 ： 单 位 时 间 内 所 消 耗 的 能 量 . 机 体 的 能 量 代 谢 遵 循 “ 能 量 守 恒 定 律 ” 测 定 单 位 时 间 内 ： 1. 总 热 量 +所 做 的 外 功 2.消 耗 的 食 物 量 食 物 的 热 价 :生 物 热 价 、 物 理 热 价 食 物 的 氧 热 价 ： 呼 吸 商 (RQ)： RQ CO2产 生 量 /耗 O2量 总 呼 吸 商 、 某 种 物 质 的 呼 吸 商(二 )与 能 量 代 谢 测 定 有 关 的 概 念三 种 营 养 物 质 氧 化 的 几 种 数 据 物 质 耗 氧 量 产 CO2量 物 理 热 价 生 物 热 价 氧 热 价 呼 吸 商 (L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/L) (R Q) 糖 0.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.00 脂 肪 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71 蛋 白 质 0.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.80 根 据 RQ可 估 计 某 一 段 时 间 内 机 体 氧 化 各 种 食 物 的比 例 ： 三 种 营 养 物 质 氧 化 的 几 种 数 据 物 质 耗 氧 量 产 CO 2量 物 理 热 价 生 物 热 价 氧 热 价 呼 吸 商 (L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/g) (R Q) 糖 0.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.00 脂 肪 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71 蛋 白 质 0.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.80 RQ 1.0 氧 化 糖 ； RQ 0.70 氧 化 脂 肪 （ 糖 尿 病 ） RQ 0.80 长 期 饥 饿 ； RQ 0.85 一 般 饮 食 非 蛋 白 呼 吸 商 (NPRQ): 整 体 产 生 CO2总 量 氧 化 蛋 白 CO2产 生 量 NPRQ 整 体 耗 O2总 量 氧 化 蛋 白 耗 O2量 (三 )能 量 代 谢 的 测 定 方 法 1.直 接 测 热 法 :安 静 状 态 隔 热 装 置 中 ， 单 位 时 间 散 发 的 总 热 量 。 2.间 接 测 热 法 ： 安 静 状 态 间 接 测 热 法 原 理 ： 利 用 “ 定 比 定 律 ” 。 C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+ H 间 接 测 热 法 步 骤 ： 测 定 CO2产 生 量 和 耗 O2量 测 定 尿 氮 量 ， 计 算 蛋 白 质 的 产 热 量 因 为 氮 占 蛋 白 质 重 量 的 16%， 氧 化 蛋 白 质 的 量 （ g） =尿 氮 量 (UN) 16% =尿 氮 量 (UN) 6.25 蛋 白 质 的 产 热 量 =尿 氮 量 (UN) 6.25 18.0三 种 营 养 物 质 氧 化 的 几 种 数 据 物 质 耗 氧 量 产 CO 2量 物 理 热 价 生 物 热 价 氧 热 价 呼 吸 商 (L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/g) (R Q) 糖 0.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.00 脂 肪 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71 蛋 白 质 0.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.80 计 算 出 NPRQ： 分 解 蛋 白 产 生 CO2量 = UN 6.25 0.76(L) 分 解 蛋 白 耗 O2量 = UN 6.25 0.95(L)三 种 营 养 物 质 氧 化 的 几 种 数 据 物 质 耗 氧 量 产 CO 2量 物 理 热 价 生 物 热 价 氧 热 价 呼 吸 商 (L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/g) (R Q) 糖 0.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.00 脂 肪 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71 蛋 白 质 0.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.80 整 体 产 生 CO2总 量 分 解 蛋 白 产 生 CO2量 NPRQ 整 体 耗 O2总 量 分 解 蛋 白 耗 O2量 查 出 非 蛋 白 食 物 氧 热 价 非 蛋 白 食 物 的 产 热 量 :氧 热 价 非 蛋 白 食 物 耗 氧 量 非 蛋 白 食 物 耗 氧 量 =总 耗 O2量 分 解 蛋 白 耗 O2量 能 量 代 谢 计 算 ： 蛋 白 食 物 产 热 量 +非 蛋 白 食 物 的 产 热 量 简 易 法 ： 测 定 CO2产 生 量 和 耗 O2量 ； 计 算 出 RQ视 为 NPRQ； 查 出食 物 氧 热 价 ； 能 量 代 谢 计 算 = 耗 O2量 NP氧 热 价 。 基 础 状 态 的 NPRQ 定 为 0.82； 测 定 6min的 耗 O2量 ； 能 量代 谢 计 算 = 耗 O2量 NP氧 热 价 。 （ 4） 测 定 耗 O2量 和 CO2产 生 量 的 方 法 闭 合 式 测 定 法 开 放 式 测 定 法 三 、 影 响 能 量 代 谢 的 因 素 (一 )肌 肉 活 动 肌 肉 活 动 对 能 量 代 谢的 影 响 最 大 。 表 7-3 机 体 不 同 状 态 时 的 能 量 代 谢 率 状 态 产 热 量 (KJ/m2.min) 躺 卧 2.73开 会 3.40擦 窗 子 8.30洗 衣 9.89扫 地 11.37打 排 球 17.05打 篮 球 24.22踢 足 球 24.98持 重 机 枪 跃 进 42.39 能 量 代 谢 率 作 为 评 价肌 肉 活 动 强 度 的 指 标 (二 )精 神 活 动 平 静 地 思 考 问 题 时 ， 能 量 代 谢 受 到 的 影 响不 大 ， 其 产 热 量 一 般 不 超 过 4%。 但 精 神 处 于 紧 张 状 态 (烦 躁 、 恐 惧 、 情 绪 激动 等 )时 ， 由 于 会 导 致 无 意 识 的 肌 肉 紧 张 性 增 强 、交 感 神 经 兴 奋 及 促 代 谢 的 内 分 泌 激 素 释 放 增 多 等原 因 ， 产 热 量 可 显 著 增 加 。 (三 )食 物 的 特 殊 动 力 效 应概 念 ： 进 食 刺 激 机 体 额 外 消 耗 能 量 的 作 用 。 从 进 食 后 1h开 始 ,持 续 7 8h。 进 食 蛋 白 质 时 产 热 量 增 加 30 ， 混 合 性 食物 增 加 10 ， 糖 和 脂 肪 增 加 4 6 。机 制 ： 不 十 分 清 楚 ， 可 能 与 肝 脏 处 理 氨 基 酸 和 合 成 糖 原 有 关 。 (四 )环 境 温 度 1.人 体 安 静 时 的 能 量 代 谢 ,在 20 30 的 环 境 中 较为 稳 定 (肌 肉 比 较 松 弛 )。 2.环 境 温 度 超 过 30 ， 化 学 反 应 速 度 、 发 汗 、 呼吸 、 循 环 功 能 能 量 代 谢 率 增 加 。 3.当 环 境 温 度 低 于 20 时 ， 机 体 产 生 寒 战 和 肌 紧张 增 加 以 御 寒 ， 能 量 代 谢 率 。 四 、 基 础 代 谢(一 ) 概 念 1.基 础 代 谢 ： 机 体 在 基 础 状 态 下 的 能 量 代 谢 称 为 基础 代 谢 。 基 础 状 态 的 条 件 如 下 ： 清 晨 空 腹 ， 即 禁 食 12 14h， 前 一 天 应 清 淡 、 不要 太 饱 的 饮 食 ， 以 排 除 食 物 特 殊 动 力 效 应 的 影 响 。 平 卧 ， 全 身 肌 肉 放 松 ， 尽 力 排 除 肌 肉 活 动 的 影响 。 清 醒 且 情 绪 安 闲 ， 以 排 除 精 神 紧 张 的 影 响 。 室 温 20-25 ， 排 除 环 境 温 度 的 影 响 。 2.基 础 代 谢 率 (BMR)： 基 础 状 态 下 单 位 时 间 内 的 能 量代 谢 。 表 7-4 研 究 表 明 ,机 体 能 量 代 谢 率 与体 重 相 关 性 不 明 显 ,而 与 体 表 面 积基 本 上 成 正 比 。 人 体 表 面 积 推 算 : 公 式 计 算 ： 0.0061 身 高（ cm) 0.0128 体 重 (kg)0.1529 体 表 面 积 测 算 图 测 出 。 常 用 单 位 时 间 的 每 平 方 米 体 表 面积 的 产 热 量 来 表 示 能 量 代 谢 率 。 (二 )BMR的 测 定 和 正 常 值 1.BMR的 测 定 :(通 常 采 用 简 易 法 ) 2.BMR正 常 值 ： 15 20 可 能 是 病 态甲 亢 ： +25 +80%； 甲 减 ： -20% -40%发 烧 ： 体 温 每 升 高 1 ， BMR升 高 13%.另 ： 肾 上 腺 皮 质 和 垂 体 功 能 低 下 、 肾 病 综 合 症 BMR 糖 尿 病 ， RBC 增 多 症 、 白 血 病 BMR 第 二 节 体 温概 念 ：核 心 温 度 ： 机 体 核 心 部 分 的温 度 。 （ 临 床 上 所 说 的 体 温 ）表 层 温 度 ： 表 层 部 分 的 温 度 。（ 体 壳 ）意 义 ： 体 温 的 相 对 恒 定 是机 体 新 陈 代 谢 和 一 切 生 命 活动 正 常 进 行 的 必 需 条 件 。 一 、 表 层 温 度 ：特 点 ： 易 受 环 境 影 响 ， 各 部 位 差 异 较 大皮 肤 温 度 ： 机 体 表 层 最 外 层 皮 肤 的 温 度 。 23 : 额 （ 33-34 ） 躯 干 （ 32 ） 手 （ 30 ） 足 （ 27 ）影 响 因 素 ： 受 局 部 血 流 的 影 响例 如 ： 情 绪 激 动 交 感 神 经 兴 奋 皮 肤 血 管 收 缩 皮 肤 温 度 降 低 。 二 、 核 心 温 度特 点 ： 相 对 稳 定 ， 各 部 位 差 异 小 。肝 、 脑 （ 38 ） 肾 、 胰 、 十 二 指 肠 直 肠(37.5 ) 深 部 血 液 温 度 =内 脏 平 均 温 度 1.肛 温 ： 36.9 37.9 。 2.口 温 ： 36.7 37.7 。 3.腋 温 ： 36 37.4 。 临 床 常 用 口 温 和 腋 温 。 测 定 腋 温 时 要 注 意 夹紧 体 温 计 和 测 量 时 间 （ 约 需 5-10min） 。 （ 二 ） 体 温 的 正 常 变 动 1.昼 夜 变 化 人 的 体 温 在 一 昼 夜 中 呈 现 周 期 性 波 动 ， 称 为 体温 的 昼 夜 节 律 （ 日 节 律 ） 。 晨 起 2-6时 最 低 ， 下 午 1-6时 最 高 。 生 物 节 律 ： 下 丘 脑 视 交 叉 上 核 。 孕 激 素2.性 别 影 响 成 年 女 子 基 础 体 温 平 均 比 男 子 高 0.3 。 女 子 体 温 随 月 经 周 期 而 产 生 周 期 性 变 动 。 排卵 日 最 低 （ 约 1 ） 。 注 ： 基 础 体 温 ： 基 础 状 态 下 的 体 温 3.年 龄 的 影 响 新 生 儿 成 年 人 老 年 人 。 4.肌 肉 活 动 、 精 神 活 动 、 进 食 二 、 机 体 的 产 热 和 散 热 (一 )产 热 1.主 要 产 热 器 官 ： 安 静 状 态 ， 主 要 产 热 器 官 是 内 脏 （ 尤 其 肝脏 ） ， 其 次 是 脑 。 活 动 状 态 ,主 要 产 热 器 官 是 骨 骼 肌 。 2.产 热 形 式 ： 基 础 代 谢 产 热 、 骨 骼 肌 运 动 、食 物 特 殊 动 力 产 热 、 寒 冷 环 境 以 下 形 式 产 热 。 寒 战 产 热 ： 非 寒 战 产 热 ： 又 称 代 谢 产 热 ， 通 过 提 高 组 织 代 谢率 增 加 产 热 、 机 体 所 有 的 组 织 器 官 都 能 进 行 代 谢 产 热 。肩 胛 下 、 颈 部 大 血 管 、 腹 股 沟 等 处 棕 色 脂 肪 组 织 ： 70%。3.产 热 活 动 的 调 节 机 体 在 寒 冷 环 境 几 周 后甲 状 腺T3、 T4 代 谢 率 (增 加 4 5倍 ) 产 热 量 特 点 ： 作 用 缓 慢 ， 维 持 时 间 长 。 寒 冷 刺 激 时交 感 -肾 上 腺 髓 质 NE、 E产 热 量 特 点 ： 作 用 迅 速 ， 维 持 时 间 短 。（ 3） 寒 冷 刺 激 ： 下 丘 脑 寒 战 中 枢 兴 奋 ， 引 起 寒 战TRH、 TSH (二 )散 热 1.散 热 部 位 ： 主 ： 皮 肤次 ： 呼 吸 、 尿 、 粪 2.散 热 方 式 ： 机 体 散 热 方 式 有 以 下 几 种 : 辐 射 散 热 ： 机 体 以 热 射 线 形 式 将 体 热 传 给 外 界 较 冷 物体 多 少 取 决 于 机 体 的 有 效 辐 射 面 积皮 肤 与 环 境 的 温 度 差 传 导 散 热 ： 指 体 热 直 接 传 给 与 之 接 触 的 较 冷 物 体 的散 热 方 式 。 传 导 散 热 量 取 决 于 空 气 导 热 性 差 ,脂 肪 的 导 热 性 差 ， 水 的 导 热 性 好 ， 与 接 触 物 体 的 温 差与 接 触 面 积 的 大 小与 接 触 物 体 的 导 热 性 对 流 散 热 ： 指 体 热 通 过 气 体 流 动 交 换 热 量 的 散 热 方 式 。 是 传 导 散 热 的 一 种 特 殊 形 式 。 对 流 散 热 量 主 要 取 决 于 温 差 、 面 积风 速 蒸 发 散 热 ： 水 分 从 体 表 气 化 吸 收 热 量 而 散 发 体 热1g水 -2.43kJ热 量当 气 温 体 温 时 ， 蒸 发 是 唯 一 的 散 热 途 径 1） 不 感 蒸 发 ： 指 体 液 的 水 分 从 皮 肤 和 粘 膜 不 断渗 出 而 被 气 化 。 不 显 汗 ： 皮 肤 部 位 。 特 点 ： 不 被 人 察 觉 与 汗 腺 活 动 无 关 , 持 续 进 行 ,1000ml/日 。 临 床 上 给 病 人 补 液 时 应 考 虑 到 由 不 感 蒸 发丢 失 的 体 液 量 。 2） 发 汗 （ 可 感 蒸 发 ） ： 汗 腺 主 动 分 泌 汗 液 的 过 程 。 汗 腺 分 类 ： 大 汗 腺 ： 与 性 功 能 有 关 小 汗 腺 ： 与 体 温 调 节 有 关 分 布 ： 全 身 ， 手 掌 足 跖 额 、 手 背 四 肢 躯 干 分 泌 能 力 ： 四 肢 躯 干 最 强 汗 液 ： 水 分 ： 99 刚 分 泌 的 汗 液 是 等 渗 ， 最 终 排 出 的 汗 液 为 低 渗 。 大 量 出 汗 可 造 成 高 渗 性 脱 水 ， 要 补 充 大 量 的 水 份 和 适 量 的 aCl。固 体 ： 大 部 分 为 NaCl其 余 为 KCl、 尿 素 、 乳 酸 等无 葡 萄 糖 和 蛋 白 质 刺 激 温 热 刺 激 情 绪 激 动 或 精 神 紧 张中 枢 下 丘 脑 大 脑 皮 层 运 动 区神 经支 配 交 感 神 经 的 胆 碱 能 节 后纤 维 肾 上 腺 素 能 神 经 纤 维汗 腺 全 身 绝 大 部 分 汗 腺 分 泌(手 掌 、 足 跖 除 外 ） 手 掌 、 足 跖 、 前 额 和 腋 窝 等 部位 汗 腺意 义 加 强 散 热 ， 对 体 温 调 节有 重 要 作 用 。 与 体 温 调 节 无 关 ， 可 能 与 湿 润手 掌 和 足 跖 ， 增 加 摩 擦 力 有 关 。 发 汗 的 调 节 -神 经 调 节温 热 性 发 汗 精 神 性 发 汗 3.循 环 系 统 在 散 热 中 的 作 用 ： 皮 肤 血 管 舒 缩 血 流 量 皮 温 辐 射 、 传 导 、 对 流 散 失 的 热 量 注 ： 真 皮 可 分 为 乳 头 层 和 网 织 层 。 三 、 体 温 调 节 （ 神 经 调 节 ， 负 反 馈 ） 自 主 性 体 温 调 节 ： 受 体 温 调 节 中 枢 控 制 （ 基 础 ） 行 为 性 体 温 调 节 ： 行 为 +姿 势 （ 补 充 ） (一 )温 度 感 受 器 1.外 周 温 度 感 受 器 分 布 ： 全 身 皮 肤 、 粘 膜 和 内 脏 等 处 。 类 型 ： 热 感 受 器 和 冷 感 受 器 （ 点 状 分 布 ） 。 使 其 放 电 频 率 最 高 的 温 度 =敏 感 温 度 作 用 ： 温 度 感 受 器 传 入 冲 动 到 达 中 枢 后 ， 除 产生 温 觉 之 外 ， 还 能 引 起 体 温 调 节 反 应 。 2.中 枢 温 度 感 受 器 分 布 ： 下 丘 脑 、 脑 干 网 状 结 构 和 脊 髓 等 处 分 类 ： 热 敏 神 经 元 ： PO/AH （ 视 前 区 -下 丘 脑 前 部 ） 居 多 冷 敏 神 经 元 ： 脑 干 网 状 结 构 、 下 丘 脑 弓 状 核 居 多 局 部 脑 温 变 动 0.1 ， 可 使 两 者 放 电 频 率 变 化 ， 并 不 出 现 适 应 (二 )体 温 调 节 中 枢1.中 枢 部 位分 段 横 断 实 验 证 明 ： 基 本 中 枢 位 于 下 丘 脑 。PO/AH： 体 温 调 节 中 枢 整 合 机 构 的 中 心 部 位 。 对 局 部 脑 温 变 化 发 生 反 应 ； 对 中 脑 、 延 髓 、 脊 髓 、 皮 肤 等 处 温 度 变 化 发 生 反 应 ； 对 致 热 物 质 、 5-HT、 NE等 物 质 发 生 反 应 。 2.调 定 点 学 说 调 定 点 含 义 ： 设 定 的 温 度 设 定 温 度 的 部 位 = PO/AH 学 说 包 括 ： Na+/Ca2+比 值 学 说 ： 比 值 调 定 点 神 经 元 电 生 理 特 性 学 说 与 冷 、 热 敏神 经 元 放 电频 率 对 温 度变 化 反 应 曲线 斜 率 有 关 干 扰 因 素 ：致 热 原 使 调 定 点 孕 激 素 使 调 定 点 发 热 ： 重 新 设 置 =重 调 定 、 调 节 性 体 温 升 高 调 节 功 能 正 常注 ： 中 暑 是 调 节 功 能 障 碍