9.第九章能量代谢与体温调节

-人体解剖生理学-第九章第九章 能量代谢和体温能量代谢和体温n n 能量代谢能量代谢n n 体温及其调节体温及其调节-人体解剖生理学-第一节第一节 能量代谢能量代谢新陈代谢新陈代谢合成代谢合成代谢-耗能耗能分解代谢分解代谢-放能放能能量代谢能量代谢 生生物物体体内内物物质质代代谢谢中中伴伴随随着着的的能能量量的的释释放放、转转移移和和利利用用，称为能量代谢。称为能量代谢。-人体解剖生理学-一、机体能量的来源和利用一、机体能量的来源和利用CO2+H2O+E38mol ATP葡萄糖葡萄糖乳酸+E2mol ATP1mol有氧氧化有氧氧化无氧酵解无氧酵解CH3CHOHCOOH乳酸乳酸-人体解剖生理学-脂肪：贮存和供给能量脂肪：贮存和供给能量蛋白质：构成细胞成分和形成酶、激蛋白质：构成细胞成分和形成酶、激素等某些生物活性物质素等某些生物活性物质-人体解剖生理学-糖、脂肪、蛋白质糖、脂肪、蛋白质分分解解氧氧化化COCO2 2、H H2 2O O、尿素、尿酸等、尿素、尿酸等热能热能化学能化学能转移转移ATPATPO O2 2ADPADPPiPi利用能量利用能量肌肉收缩肌肉收缩神经传导神经传导吸收、分泌吸收、分泌合成代谢合成代谢其他其他ATP ATP 机体的能量货币（载体）机体的能量货币（载体）磷酸肌酸磷酸肌酸 ATPATP的缓冲物（储备）的缓冲物（储备）NH2C=ONH2热能、外功热能、外功-人体解剖生理学-二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定 能量代谢率能量代谢率：单位时间内机体所消耗的能量。原理：能量守恒定律 单位时间消耗的能量单位时间释放的能量 热能+外功 如果在测定时间内，肌肉不对外作功，则测热量就可近似代表能量代谢率。-人体解剖生理学-依依据据：定定比比定定律律-同同一一化化学学反反应应无无论论中中间间过过程程和和条条件件差差异异多多大大，释释放放的的能能量量是是一一定定的的，产产物物一一致致；食物在体内外的氧化其最终产物是一样的。食物在体内外的氧化其最终产物是一样的。基基本本原原理理：利利用用化化学学反反应应的的定定比比定定律律，查查出出一一定定时时间间内内机机体体中中氧氧化化分分解解的的糖糖、脂脂肪肪和和蛋蛋白白质质各各有有多多少，据此计算该段时间内机体所释放出的总热量。少，据此计算该段时间内机体所释放出的总热量。n间接测热法的原理间接测热法的原理 -人体解剖生理学-食食物物热热价价-1g1g食食物物氧氧化化时时释释放放出出来来的的能能量量，反映了一定量的能源物质贮存能量的大小。食物热价分为物物理理热热价价 指指食食物物在在体体外外燃燃烧烧时时释释放放的的热热量量。生生物物热价热价 指食物在体内经过生物氧化所产生的热量。指食物在体内经过生物氧化所产生的热量。食食物物的的氧氧热热价价-某某种种营营养养物物质质氧氧化化时时，消消耗耗1L1L氧氧所所产产生生的热量。的热量。相关概念相关概念-人体解剖生理学-呼吸商呼吸商(RQ)-在一定时间内，机体的在一定时间内，机体的COCO2 2产生量和氧耗量的比值。产生量和氧耗量的比值。产生的CO2 ml数 消耗的O2 ml数RQ=n生理意义：可以比较精确的反映体内营养物质氧化的比例。生理意义：可以比较精确的反映体内营养物质氧化的比例。由于糖、脂肪和蛋白质分子中所含碳、氢和氧的比例不同，氧化时由于糖、脂肪和蛋白质分子中所含碳、氢和氧的比例不同，氧化时所产生的二氧化碳和氧耗量也不同，故呼吸商也不相同所产生的二氧化碳和氧耗量也不同，故呼吸商也不相同-人体解剖生理学-以葡萄糖葡萄糖作为呼吸底物，且完全氧化时，呼吸商是1 1C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O RQ=6/6=1.0 以脂脂肪肪为呼吸底物，氧化过程中脱下的氢相对较多(H/O比大)，形成H2O时消耗的O2多，呼吸商小于1，如以棕榈酸作为呼吸底物，C16H32O2+23O2 16CO2+16H2O RQ=16/23=0.70.7以蛋白质蛋白质为呼吸底物，如以亮氨酸作为呼吸底物，2C6H13O2N15O2 12CO22NH3 10H2O RQ=12/15=0.80.8可根据呼吸商的大小大致推测呼吸作用的底物及其性质的改变可根据呼吸商的大小大致推测呼吸作用的底物及其性质的改变-人体解剖生理学-人体解剖生理学-2.2.间接测热方法间接测热方法产热量产热量 =氧热价（氧热价（KJ/LKJ/L）*O O2 2耗量（耗量（L L）（1 1）测定机体在一定时间内的氧耗量和）测定机体在一定时间内的氧耗量和COCO2 2产生量产生量（2 2）测测定定一一定定时时间间内内尿尿中中排排出出的的氮氮量量，可可以以计计算算出出被被氧氧化化分分解解的的蛋蛋白白质质量量。蛋蛋白白质质量量 =6.25 6.25 尿尿氮氮量量 （克克）从从分分解解的的蛋蛋白白质质量量查查表，计算出其产热量、耗氧量和表，计算出其产热量、耗氧量和CO2CO2生成量。生成量。（3 3）计算出）计算出NPRQNPRQ，查表，查表7-27-2，求出非蛋白食物产热量，求出非蛋白食物产热量（4 4）计算出总的产热量和能量代谢率）计算出总的产热量和能量代谢率-人体解剖生理学-(1)测定：24 h 耗氧量400 L，CO2排出量340 L，尿氮排出量 12 g。(2)蛋白质代谢：蛋白质分解量12 g6.2575 g 产热量17.99 kJ/g75 g1349.25 kJ 耗氧量0.95 L/g75 g71.25 L CO2产生量0.76 L/g75 g57 L蛋白质的含氮量平均为16%，故在任何生物样品种，每克氮的存在，表示该样品中含有100/16=6.25克的蛋白质。-人体解剖生理学-(3)非蛋白质代谢：耗氧量400 L71.25 L328.75 L CO2产生量340 L57 L283 L 非蛋白呼吸商=283 L328.75 L0.86 查表，NPRQ0.86时，氧热价为20.41 kJ/L 非蛋白代谢产热量20.41 kJ/L328.75 L6709.79 kJ(4)24 h产热量：24 h产热量1349.25 kJ6709.79 kJ8059.04 kJ 即24 h能量代谢为8076 kJ-人体解剖生理学-1.1.肌肉活动肌肉活动 2.2.精神活动精神活动 3.3.食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应 进进食食可可使使机机体体产产生生“额额外外”热热量量的的现现象象称称为为食食物物的的特特殊殊动力效应。动力效应。进食后约进食后约1 18 8小时，机体比未进食前产热量增加。小时，机体比未进食前产热量增加。蛋白质：蛋白质：3030，糖和脂肪：，糖和脂肪：4 46 6，混合食物：，混合食物：1010。三、影响能量代谢的因素三、影响能量代谢的因素-人体解剖生理学-4.4.环环境境温温度度 人人处处于于安安静静状状态态下下，环环境境温温度度在在20-3020-30时时，能能量量代代谢谢率率最最为为稳稳定定。当当环环境境温温度度高高于于3030或或低低于于2020时时，能能量量代代谢谢都都将将增增加加。体体温温每每升升高高ll，能能量量代代谢谢将增加将增加1313左右。左右。5.5.其它其它 年龄，性别等年龄，性别等-人体解剖生理学-四、基础代谢四、基础代谢（一）（一）基础代谢基础代谢定义：定义：指机体在基础状态下的能量代谢。指机体在基础状态下的能量代谢。基基础础状状态态指指室室温温在在1825时时人人体体处处于于清清醒醒、安安静静和和空空腹腹的状态。的状态。清清晨晨、清清醒醒、静静卧卧；室室温温在在18182525；禁禁食食12 12 h h以以上上；情情绪绪安安定；定；体温正常。体温正常。维持一些基本的生命活动维持一些基本的生命活动-人体解剖生理学-（二）（二）基础代谢率基础代谢率单位时间内的基础代谢为基础代谢率单位时间内的基础代谢为基础代谢率(basic metabolism rate，BMR)。BMR产热量/每小时体表面积。单位是kJ/(hm2)-人体解剖生理学-（三）基础代谢率测定和表示方法（三）基础代谢率测定和表示方法测6分钟内耗氧量，求出每小时耗氧量。取混合饮食呼吸商为0.82，其氧热价为20.20 kJ，则BMR20.20每小时耗氧量体表面积。单位是kJ/(hm2)。将测定值与同性别、同年龄组的平均值进行比较。实际测得值正常平均值 正常平均值基础代谢率相对值相差在1015以内，仍属正常范围；相差值在20以上则考虑为病态。-人体解剖生理学-（一）体温的概念（一）体温的概念 表层温度表层温度 皮肤温度皮肤温度 体核温度体核温度一、人体的正常体温及其生理波动一、人体的正常体温及其生理波动第二节第二节 体温及其调节体温及其调节-人体解剖生理学-（二）体温的正常值（二）体温的正常值临床上以口腔、直肠和腋窝的温度代表体温。腋下温度 口腔温度 直肠温度体温的正常值 直肠温度：直肠温度：36.936.937.937.9 口腔温度：口腔温度：36.736.737.737.7 腋窝温度腋窝温度:36.0:36.037.4 37.4 体温的测定-人体解剖生理学-（三）体温的生理波动（三）体温的生理波动1.昼夜波动：昼夜波动：昼夜节律(日节律)清晨2-6时最低，午后1-6时最高，波动幅度不超过1。-人体解剖生理学-2.性别性别-人体解剖生理学-3.3.年龄年龄 儿童代谢旺盛，体温高于成人。老年人代谢降 低，体温偏低。新生儿特别是早产儿，体温调 节机构发育不完善，调节能力差，体温容易受 环境温度影响。4.4.运动和情绪的影响运动和情绪的影响 剧烈的肌肉活动使产热量增加，体温升高。情绪激动，情绪紧张时，体温会升 高。-人体解剖生理学-人体的产热与散热人体的产热与散热-人体解剖生理学-(一一)产产 热热 (1)(1)基础代谢产热基础代谢产热(2)(2)骨骼肌运动产热骨骼肌运动产热(3)(3)寒战寒战产热产热(4)(4)非寒战性产热非寒战性产热-人体解剖生理学-(1)(1)基础代谢产热基础代谢产热安静状态下，安静状态下，70左左右的基础代谢产热量右的基础代谢产热量来自于内脏和脑等深来自于内脏和脑等深部组织器官。部组织器官。-人体解剖生理学-(2)(2)骨骼肌运动产热骨骼肌运动产热骨骼肌是肌肉运动时主骨骼肌是肌肉运动时主要的产热器官，其产热要的产热器官，其产热量可占机体总产热量的量可占机体总产热量的90-人体解剖生理学-(3)(3)寒战寒战产热产热寒战：在受到寒冷刺激，伸肌寒战：在受到寒冷刺激，伸肌群和屈肌群同时发生不随意的群和屈肌群同时发生不随意的节律性收缩。节律性收缩。皮肤和脊髓冷感受器皮肤和脊髓冷感受器寒战中枢：下丘脑后部寒战中枢：下丘脑后部脊髓前角运动神经元脊髓前角运动神经元全身骨骼肌收缩全身骨骼肌收缩-人体解剖生理学-(4)(4)非寒战性产热非寒战性产热机体处于寒冷环境时，机体处于寒冷环境时，代谢产热增加的现象。代谢产热增加的现象。褐色脂肪-人体解剖生理学-人体的散热途径人体的散热途径（二）散（二）散 热热呼吸道、粪、尿等呼吸道、粪、尿等皮肤皮肤15%85%-人体解剖生理学-机体内热量到达皮肤的途径机体内热量到达皮肤的途径 热传导热传导 皮肤血液循环皮肤血液循环-人体解剖生理学-皮肤散热方式皮肤散热方式(1)(1)辐辐 射射(2)(2)传传 导导(3)(3)对对 流流(4)(4)蒸蒸 发发-人体解剖生理学-机体以热射线形式向周机体以热射线形式向周围放射能量围放射能量(1)(1)辐辐 射射影响因素：皮肤温度与影响因素：皮肤温度与环境气温的温度差、有环境气温的温度差、有效辐射面积效辐射面积-人体解剖生理学-(2)(2)传传 导导机体的热量直接传给同它机体的热量直接传给同它接触的较冷物体接触的较冷物体影响因素：皮肤温度与影响因素：皮肤温度与接触物表面的温度差、接触物表面的温度差、物体的导热性、有效接物体的导热性、有效接触面积触面积-人体解剖生理学-(3)(3)对对 流流通过冷通过冷、热空气的对流使机体热量散失热空气的对流使机体热量散失影响因素：风速影响因素：风速-人体解剖生理学-不不感感蒸蒸发发：水水分分直直接接透透出出皮皮肤肤和和粘粘膜膜表表面面，尚尚未未形形成成明明显显水水滴滴时时便气化蒸发的现象。便气化蒸发的现象。(4)(4)蒸蒸 发发-人体解剖生理学-发发 汗汗：汗腺分泌的汗液形成可：汗腺分泌的汗液形成可见的汗滴后，从体表蒸发而带见的汗滴后，从体表蒸发而带走热量的现象走热量的现象特点：特点：u 持续不断进行持续不断进行u 不受人体生理性体温调节机制的控制不受人体生理性体温调节机制的控制-人体解剖生理学-4.4.散热的调节反应散热的调节反应（1 1）皮肤血流量的调节）皮肤血流量的调节炎热：交感神经紧张性炎热：交感神经紧张性皮肤血管舒张、动静皮肤血管舒张、动静脉吻合支开放脉吻合支开放皮肤血流量皮肤血流量皮肤温度皮肤温度辐射、辐射、对流、传导散热对流、传导散热。寒冷：相反。寒冷：相反。-人体解剖生理学-（2 2）发汗的调节）发汗的调节 汗腺的分泌可由温热性刺激和精神紧张等刺激引起。(1)温温热热性性发发汗汗：体内外温热性刺激作用于皮肤或粘膜感受器，产生神经冲动传至下丘脑发汗中枢，反射性引起的汗腺分泌。意义：蒸发散热、调节体温。(2)精神性发汗精神性发汗：精神紧张或情绪激动引起的发汗。与体温调节无关。-人体解剖生理学-三、体温调节三、体温调节 机体通过行行为为性性体体温温调调节节和自自主主性性体体温温调调节节来控制产热与散热过程的平衡，从而维持体温的恒定。自自主主性性体体温温调调节节：机体在下丘脑体温调节中枢的控制下，通过增减皮肤血流量、发汗、寒战等生理反应，维持产热和散热过程的动态平衡。体温调节的基础。行行为为性性体体温温调调节节：机体（包括变温动物）在不同的温度环境的姿势和行为。体温调节的补充，并使人具有预见性。-人体解剖生理学-人体解剖生理学-（一）温度感受器（一）温度感受器 外周温度感受器外周温度感受器 中枢温度感受器中枢温度感受器 -人体解剖生理学-（二）体温调节中枢（二）体温调节中枢 体温调节中枢存在于从脊髓到大脑皮层各级中枢部位，其基本中枢位于下下丘丘脑脑。下下丘丘脑脑视视前前区区下下丘丘脑脑前部前部PO/AH是体温调节中枢整合的关键部位。PO/AH躯体神经行为性体温调节活动和骨骼肌紧张交感神经皮肤血流量、汗腺分泌和无寒战产热内分泌活动机体的代谢水平-人体解剖生理学-(三三)体温调定点学说体温调定点学说调调定定点点()体体温温调调节节中中枢枢产热过程产热过程散热过程散热过程温度感受器温度感受器体体核核温温度度干扰干扰体温体温热敏神经元在体温调节中起着调定点的作用，任何偏离调定点的微小热敏神经元在体温调节中起着调定点的作用，任何偏离调定点的微小体温波动，将会引起明显的产热与散热量的改变，从而使体温恢复到体温波动，将会引起明显的产热与散热量的改变，从而使体温恢复到正常水平。正常水平。-人体解剖生理学-(四四)体温调节反应体温调节反应-人体解剖生理学-？-人体解剖生理学-发热的机制发热的机制