生理学--能量代谢与体温--课件

第七章第七章第七章第七章 能量代谢和体温能量代谢和体温能量代谢和体温能量代谢和体温 生理学生理学生理学生理学生理学生理学能量代谢能量代谢能量代谢能量代谢体温体温体温体温目录新陈代谢新陈代谢 能量代谢能量代谢 物质代谢物质代谢 合成和分解代谢合成和分解代谢 伴随物质代谢出现的能量伴随物质代谢出现的能量释放、贮存、转移和利用的过程释放、贮存、转移和利用的过程 第一节第一节第一节第一节 能能能能 量量量量 代代代代 谢谢谢谢 一、一、机体能量的来源和利用机体能量的来源和利用(一一)能量来源能量来源 1.1.糖糖:主要主要(70(70以上以上)脑组织脑组织所需能量则所需能量则完全来源于完全来源于糖糖的有氧氧化。的有氧氧化。缺氧和血糖水平过低，均可导致意识障碍、昏迷缺氧和血糖水平过低，均可导致意识障碍、昏迷 以及抽搐。以及抽搐。2.2.脂脂 肪：肪：次之次之(30(30)3.3.蛋白质：很少蛋白质：很少(长期饥饿或极度消耗时，才成为主长期饥饿或极度消耗时，才成为主 要能量来源要能量来源)。第一节第一节第一节第一节 能能能能 量量量量 代代代代 谢谢谢谢糖糖(70%)脂脂(30%)H2O+CO2+能量能量(E)50%为热能为热能50%储存于储存于ATP维持体温维持体温肌肉收缩肌肉收缩 N冲动、腺体分泌冲动、腺体分泌等等 外功外功 糖、脂产生的能量糖、脂产生的能量=热能热能+肌肉收缩作的外功肌肉收缩作的外功 三大营养物质的能量的转化三大营养物质的能量的转化 一一.机体能量的来源与利用机体能量的来源与利用 贮存：贮存：ATP是体内能量转化和利用的关键物质是体内能量转化和利用的关键物质 ATP ADP+Pi+51.6kJATP是重要的储能物质，又是直接是重要的储能物质，又是直接供能物质。供能物质。三磷酸腺苷（三磷酸腺苷（ATP）磷酸肌酸（磷酸肌酸（CP）（二）能量的转移、贮存和利用（二）能量的转移、贮存和利用能量去路能量去路 能能源源物物质质释释放放的的 能能 量量 有有 5 50 0%转转化化 为为 热热 能能,其其 余余以以自自由由能能形形式式贮贮存存于于 A A T T P P中中。(三三)能量代谢的能量代谢的 表示方法表示方法 能量代谢率：能量代谢率：肌肉活动对能量代肌肉活动对能量代谢的影响最大。全谢的影响最大。全身剧烈活动时，短身剧烈活动时，短时间内其总产热量时间内其总产热量比安静时高出数十比安静时高出数十倍。倍。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 42.39二、影响能量代谢的因素二、影响能量代谢的因素 最显著的影响因素最显著的影响因素 （一）肌肉活动（一）肌肉活动：人在平静地思考问题时，能人在平静地思考问题时，能量代谢受到的影响不大，其量代谢受到的影响不大，其产热量一般不超过产热量一般不超过4%4%。但精神处于紧张状态但精神处于紧张状态(烦烦躁、恐惧、情绪激动等躁、恐惧、情绪激动等)时，时，由于会导致无意识的肌肉紧由于会导致无意识的肌肉紧张性增强、交感神经兴奋及张性增强、交感神经兴奋及促进代谢的内分泌激素释放促进代谢的内分泌激素释放增多等原因，产热量可显著增多等原因，产热量可显著增加。增加。（二）精神因素（二）精神因素 1.1.人体安静时的能量代谢人体安静时的能量代谢,在在20203030的环境中较为稳定。的环境中较为稳定。2.2.环境温度超过环境温度超过3030，能量代谢率增加。，能量代谢率增加。3.3.当环境温度低于当环境温度低于2020时，随着温度的不断下降，机体产生时，随着温度的不断下降，机体产生 寒战和肌紧张增加以御寒，同时增加能量代谢率。寒战和肌紧张增加以御寒，同时增加能量代谢率。20-30C时最低，肌肉松弛时最低，肌肉松弛 （三）环境温度：（三）环境温度：（四）食物特殊动力效应（四）食物特殊动力效应1 1定义：定义：进食能刺激机体额外进食能刺激机体额外消耗能量的作用，称为食物的消耗能量的作用，称为食物的特殊动力效应。特殊动力效应。2 2各种营养物质的食物特殊动力各种营养物质的食物特殊动力效应不同，进食蛋白质时产热量增效应不同，进食蛋白质时产热量增加加3030，混合性食物增加，混合性食物增加1010，糖，糖和脂肪增加和脂肪增加4 46 6。其产生的机制尚不十分清楚，其产生的机制尚不十分清楚，可能与肝脏处理蛋白分解产物时的可能与肝脏处理蛋白分解产物时的额外能量消耗有关。额外能量消耗有关。三、基础代谢三、基础代谢 （一）基础代谢率（一）基础代谢率（basal metabolism ratebasal metabolism rate,BMR）（二）（二）BMR正常值正常值：10%-15%1 1定义定义：基础状态下单位时间的能量代谢率：基础状态下单位时间的能量代谢率 2 2基础状态基础状态：清晨、清醒、静卧、空腹（至少禁食清晨、清醒、静卧、空腹（至少禁食12小时）、小时）、未作肌肉运动、安静、无精神紧张、室温未作肌肉运动、安静、无精神紧张、室温20-25 度、熟睡时度、熟睡时BMR最低最低（三）意义（三）意义：诊断甲状腺疾病诊断甲状腺疾病(甲亢和甲减甲亢和甲减)甲亢：甲亢：+25+25+80%+80%；甲减：；甲减：-20%-20%-40%-40%发烧：体温每升高发烧：体温每升高11，BMRBMR升高升高13%.13%.第二节第二节 体温体温一、体温及其生理变动一、体温及其生理变动（一）、体表温度和体核温度（一）、体表温度和体核温度 体表温度：机体表层的温度。体表温度：机体表层的温度。皮肤温度：机体表层的最外层，既皮肤的温度。皮肤温度：机体表层的最外层，既皮肤的温度。额部额部 躯干躯干 手手 足足 深部温度：机体深部的温度。深部温度：机体深部的温度。体体 温：指深部温度的平均温度。温：指深部温度的平均温度。一、人体正常体温及生理变动一、人体正常体温及生理变动（一）（一）正常体温正常体温通常体温的测量部位为腋窝、口腔和直肠温。通常体温的测量部位为腋窝、口腔和直肠温。1.1.肛温：正常为肛温：正常为36.936.937.937.9。2.2.口温：约比直肠低口温：约比直肠低0.2,0.2,为为36.736.737.237.2。3.3.腋温：约比口腔低腋温：约比口腔低0.3,0.3,为为36.736.737.237.2。肛肛温温比比较较接接近近机机体体深深部部的的温温度度，但但由由于于测测试试不不便便，临临床床常常用用口口温温和和腋腋温温。测测定定腋腋温温时时要要注注意意夹紧体温计和测量时间（约需夹紧体温计和测量时间（约需10min10min）。）。另另外外，科科研研中中还还常常用用食食管管温温度度（=体体核核温度）、鼓膜温度（温度）、鼓膜温度（=下丘脑温度）。下丘脑温度）。第二节第二节 体温体温意意义义：体体温温的的相相对对恒恒定定是是机机体体新新陈陈代代谢谢和和一一切切生生命命活活动动正正常常进进行的必需条件。行的必需条件。体体温温过过高高、过过低低都都会会影影响响酶酶的的活活性性，导导致致生生理理功功能能的的障障碍碍，甚至造成死亡。如：甚至造成死亡。如：T T 2222心跳停止；心跳停止；T T 4343酶变性而死亡酶变性而死亡;T=27T=27低温麻醉。低温麻醉。A环境温度环境温度35度度B环境温度环境温度20度度（二）体温的变动1 1、昼夜波动、昼夜波动 昼夜周期变动昼夜周期变动:清晨清晨2-62-6时最低，午后时最低，午后1-61-6时最高时最高2 2、性别：、性别：女性高于男性女性高于男性0.30.3摄氏度，女性的月周期摄氏度，女性的月周期 排卵日最低（约排卵日最低（约1 1）3.3.年龄差异年龄差异 新生儿体温成年人老年人新生儿体温成年人老年人。体体温温随随着着年年龄龄的的增增长长有有逐逐渐渐降降低低的的趋趋势势（与与代代谢谢率率降降低低逐逐渐渐有有关关），大大约约每每增增长长1010岁岁，体体温温约约降降低低0.050.05。14141616岁岁的的青青年年人人体温与成年人相近。体温与成年人相近。新新生生儿儿（特特别别是是早早产产儿儿）由由于于体体温温调调节节机机构构尚尚未未发发育育完完善善、老老年年人人由由于于调调节节能能力力差差，易受环境温度的影响。易受环境温度的影响。4.4.其他其他肌肌肉肉活活动动时时，肌肌肉肉代代谢谢明明显显增增强强，产产热热增增加加，可可使使体体温温暂暂时时升升高高1 122。所所以以测测体体温温时时，要要先先让让受受试试者者安安静静一一段段时时间间，小小儿儿应应防止其哭闹。防止其哭闹。情情绪绪激激动动、精精神神紧紧张张、进进食食等等情情况况，都都会影响体温。会影响体温。全全身身麻麻醉醉时时，会会因因抑抑制制体体温温调调节节中中枢枢和和扩扩张张血血管管的的作作用用及及骨骨骼骼肌肌松松弛弛，使使体体温温降降低低，所以全麻时应注意保温。所以全麻时应注意保温。二、机体的产热与散热二、机体的产热与散热人体正常体温的维持，是在体温调节机构人体正常体温的维持，是在体温调节机构的协调和控制下，产热和散热过程达到动的协调和控制下，产热和散热过程达到动态平衡的结果。态平衡的结果。(一一)机体的机体的产热产热 主要产热器官主要产热器官：安静状态：安静状态：内脏器官（内脏器官（肝脏肝脏、脑）、脑）活动状态：活动状态：骨骼肌骨骼肌 产热活动的调节产热活动的调节（1 1）体液调节：）体液调节：甲状腺素甲状腺素机体在寒冷环境几周后机体在寒冷环境几周后甲状腺甲状腺T T3 3、T T4 4 代谢率代谢率 产热量产热量 特点特点：作用缓慢，维持时间长：作用缓慢，维持时间长（2 2）神经调节：）神经调节：寒冷刺激寒冷刺激交感肾上腺髓质系统交感肾上腺髓质系统+NE NE、E E 产热量产热量 特点特点：作用迅速，维持时间短。：作用迅速，维持时间短。(二二)机体的散热机体的散热1.1.散热部位散热部位：主：皮肤主：皮肤面积大面积大与外界接触与外界接触血流丰富血流丰富有汗腺有汗腺次：次：肺、尿、粪肺、尿、粪 2.2.散热方式散热方式：当外界气温当外界气温低于人体表层温度时，人体主要低于人体表层温度时，人体主要通过通过辐射、传导和对流辐射、传导和对流方式散热，其散热量约占总方式散热，其散热量约占总量量7070。当外界温度接近或当外界温度接近或高于皮肤温度时，机体高于皮肤温度时，机体的散热是依靠的散热是依靠蒸发蒸发方式散热。方式散热。机体散热方式有以下几种机体散热方式有以下几种:辐射辐射 ：指体热以指体热以热射热射线线形式传给温度形式传给温度较低的周围环境中较低的周围环境中的散热方式。的散热方式。面积和温度差面积和温度差 传导传导(conduction)(conduction)：指指体体热热直直接接传传给给与与机机体体相相接接触触的的低低温温物物体体的的散散热热方式。方式。量取决于量取决于 温差温差接触面积接触面积物体的导热性物体的导热性临床上常利用冷水袋或冰袋为高热患者降温。临床上常利用冷水袋或冰袋为高热患者降温。对流对流(convection)(convection)：指体热凭借空气流动交换热量的散热式。指体热凭借空气流动交换热量的散热式。对流散热量主要取决于对流散热量主要取决于 若在较密闭的高温若在较密闭的高温环境中或闷热气候，因空环境中或闷热气候，因空气对流差，易发生中暑。气对流差，易发生中暑。气温气温风速风速 蒸发蒸发(evaporation)(evaporation)：机体通过体表水分蒸发而散失体热的一种形式机体通过体表水分蒸发而散失体热的一种形式 当气温当气温体表温时，蒸发是唯一的散热途径体表温时，蒸发是唯一的散热途径 不感蒸发不感蒸发：又称不显汗又称不显汗.不感蒸不感蒸发是持续进行的。人体发是持续进行的。人体不感蒸发量约不感蒸发量约1000ml/1000ml/日（皮肤约占日（皮肤约占2/3,2/3,肺占肺占1/31/3）。）。发汗：发汗：可感蒸发。可感蒸发。人在安静状态下，当环境温度达到人在安静状态下，当环境温度达到3030左右时，左右时，便开始发汗；如果空气湿度大、衣着又多时，气温达便开始发汗；如果空气湿度大、衣着又多时，气温达2525便可发汗。便可发汗。炎热的气候，短时间炎热的气候，短时间内发汗量可达内发汗量可达1.5L/h1.5L/h。汗液：汗液：水分水分：9999 固体固体：aClaCl 分泌等渗分泌等渗 经汗腺管经汗腺管 NaCl 被重吸收被重吸收 汗液为低渗汗液为低渗 大量出汗大量出汗高渗性脱水高渗性脱水 温热性发汗温热性发汗精神性发汗精神性发汗汗腺汗腺全身绝大部分汗腺全身绝大部分汗腺分泌分泌(手掌、足跖除手掌、足跖除外）外）手掌、足跖、前额和腋窝手掌、足跖、前额和腋窝等部位汗腺等部位汗腺神经神经支配支配胆碱能神经纤维胆碱能神经纤维肾上腺素能神经纤维肾上腺素能神经纤维刺激刺激 温热刺激温热刺激情绪激动或精神紧张情绪激动或精神紧张意义意义 参与体温调节参与体温调节与体温调节无关，与体温调节无关，温热性发汗与精神性发汗鉴别温热性发汗与精神性发汗鉴别发汗散热是通过汗液蒸发吸收体发汗散热是通过汗液蒸发吸收体表热量实现的，表热量实现的，若将汗液擦掉则不能起到蒸发散若将汗液擦掉则不能起到蒸发散热的效果；汗腺缺乏热的效果；汗腺缺乏(如烧伤病人如烧伤病人)或汗腺分泌障碍者，在热环境中就或汗腺分泌障碍者，在热环境中就可导致体温升高危及生命。可导致体温升高危及生命。三、体温调节三、体温调节体体温温的的相相对对稳稳定定，是是通通过过许许多多与与体体温温调调节节有有关关的的生生理理功功能能，相相互互协协调调，达达到到产产热热和和散散热热相相对对平平衡衡而实现的。而实现的。(一一)温度感受器温度感受器 1.1.外周温度感受器外周温度感受器 分布分布：全身皮肤、某些粘膜和腹腔内脏等处。全身皮肤、某些粘膜和腹腔内脏等处。类型类型：温觉感受器和冷觉感受器：温觉感受器和冷觉感受器 皮温皮温3030时时冷觉感受器冷觉感受器+冷觉冷觉 皮温皮温3535时时温觉感受器温觉感受器+温觉温觉 作作用用：温温度度感感受受器器传传入入冲冲动动到到达达中中枢枢后后，除除产产生温觉之外，还能引起体温调节反应。生温觉之外，还能引起体温调节反应。2.2.中枢性温度敏感神经元中枢性温度敏感神经元 分类分类：热敏神经元和冷敏神经元热敏神经元和冷敏神经元血温血温热敏神经元冲动发放频率热敏神经元冲动发放频率血温血温冷敏神经元冲动发放频率冷敏神经元冲动发放频率 分布分布：下丘脑、脑干网状结构和脊髓等处：下丘脑、脑干网状结构和脊髓等处 在在视视前前区区-下下丘丘脑脑前前部部(PO/AH)(PO/AH)分分布布较较多多的的热热敏敏神神经经元元和和少少量量冷冷敏敏神神经经元元。通通过过对对PO/AHPO/AH加加温温或或冷冷却（局部脑温变动却（局部脑温变动0.10.1）的研究发现：）的研究发现：加温加温PO/AH PO/AHPO/AH PO/AH的热敏的热敏N N元元+散热反应散热反应产热反应产热反应冷却冷却PO/AH PO/AHPO/AH PO/AH的冷敏的冷敏N N元元+散热反应散热反应产热反应产热反应 说说明明：PO/AHPO/AH中中的的某某些些温温敏敏N N元元能能感感受受局局部部脑脑温温的变化的变化。三三.体温的调节体温的调节 （一）体温调节感受器（一）体温调节感受器 1 1外周温度感受器外周温度感受器2 2中枢温度感受器中枢温度感受器：视前区：视前区-下丘脑前部下丘脑前部（二）体温调节中枢（二）体温调节中枢1 1基本中枢：视前区基本中枢：视前区-下丘脑前部（下丘脑前部（PO/AH）2 2调定点：使体温维持在调定点：使体温维持在37C左右左右 调定点调定点 体温调节体温调节 中枢中枢产热产热(肝脏、骨骼肌肝脏、骨骼肌)散热散热(皮肤血管汗腺皮肤血管汗腺)深深部部温温度度体体温温POAH外周中枢感受器外周中枢感受器体温调节过程体温调节过程致热原致热原 发热初发热初畏寒、发冷畏寒、发冷调定点上移至调定点上移至39C而体温还是而体温还是37C产热产热 散热散热发热过程发热过程调定点上移至调定点上移至39C体温也是体温也是39C=产热产热=散热散热致热原去除致热原去除 退热退热出汗、皮肤血管扩张出汗、皮肤血管扩张 调定点下移至调定点下移至37C而体温还是而体温还是39C产热产热 散热散热（四）体温调定点学说（四）体温调定点学说（F F）