能量代谢和体温2学时课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Energy Metabolism and Body Temperature,第七章,能量代谢与体温,李达兵生理学教研室,第一节 能量代谢,第二节 体温及其调节,What we will discuss in this chapter,教学目的：,使学生掌握能量代谢和体温的基础知识。,教学重点：,基础代谢的概念及意义,;,机体的产热与散热。,教学难点：,体温调节中枢,教学对象：,护理、康复医学本科，,2011,级,第一节 能量代谢,一、机体能量的来源和去路,食物的热价、氧热价和呼吸商的概念,二、能量代谢的测定,三、影响能量代谢的主要因素,（重点）,四、基础代谢,基础代谢和基础代谢率的概念,（重点）,合成代谢 耗能,新陈代谢,（物质代谢）,分解代谢 放能,能量代谢,生命的基本特征之一是新陈代谢,能量代谢,:,物质代谢过程中伴随着的能量释放、转移、,贮存和利用，称为能量代谢,（,energy metabolism,）。,（一）机体能量的来源,1,、糖：,机体所需能量的,70%,；,脑组织所需能量则完,全来源于糖的有氧氧化。,2,、脂肪：,提供大约,30%,的能量。,3,、蛋白质：,提供少量的能量,(,长期饥饿或极度消耗,时，才成为主要能量来源,),一、机体能量的来源和去路,（二）能量的去路,食物中的能量,100%,自由能,95%,ATP,45%,各种功能活动,熵,5%,热量,50%,热量,20-45%,外功,0-25%,ATP,：机体的能量货币（载体）,二、能量的代谢测定,能量守衡：,食物的化学能,=,热能,+,外功,能量代谢率,(energy metabolic rate),单位时间内机体的产热量。,（一）直接测热法,利用特殊的测量装置直接测量整个机体在单位时间内向外界环境散发的总热量。,（体表散热、呼出气、尿液和粪便排出的热量等）,设备复杂，操作繁琐，应用受限,（二）间接测热法,1,、间接测热法的原理,定比定律,产物一致,基本原理：,利用化学反应的对比关系，查出一定时间内机体中氧化分解的,糖、脂肪和蛋白质,各有多少，据此计算该段时间内机体所释放出的总热量。,食物的热价,(caloric value),：,1g,食物氧化（或在体外燃烧）时释放的能量。,物理热价,:,食物在体外燃烧时释放的热量。,生物热价,:,食物在体内经过生物氧化产生的热量。,食物的氧热价,(thermal equivalent of oxygen),：,某种营养物质氧化时，消耗,1L,氧所产生的热量。,呼吸商（,respiratory quotient RQ,）,一定时间内，机体,CO,2,产生量和氧耗量的比值。,生理意义：,比较精确的反映体内营养物质氧化的比例。,影响因素：,1,、营养物质之间相互转化,2,、额外,CO,2,的产生,3,、某些病理状态的影响,非蛋白呼吸商（,NPRQ,）,糖和脂肪氧化的,CO,2,产生量和耗氧量的比值。,NPRQ=(CO,2,-0.76P)/(O,2,-0.95P),其中,P,为蛋白质的量,GS +6O,2,6H,2,O +6CO,2,+,能量,热 价,呼吸商,氧热价,Dept Physiology,MMU,2,、间接测热法的方法,（,1,）测定一定时间内氧耗量和,CO,2,产生量,闭合式测定法：肺量计、代谢仪,开放式测定法：化学分析,（,2,）尿氮测定，,估算出被氧化分解的蛋白质量,P=6.25,尿氮量,NPRQ=(CO,2,-0.76P)/(O,2,-0.95P),（,3,）蛋白代谢和非蛋白代谢产热量,热量,蛋白质,=P,耗氧量,氧热价,蛋白质,热量,非蛋白质,=,非蛋白代谢耗氧量,氧热价,非蛋白质,（查表）,（,4,）产热量,产热量,=,热量,蛋白质,+,热量,非蛋白质,18.8,三、影响能量代谢的因素,1,、肌肉活动（*）：,劳动或运动时耗氧量和能量代谢显著增加，可达安静时的,10-20,倍。可以将能量代谢率作为评估劳动强度的指标。,*重点*,劳动强度 耗氧量 产热量,举例,2,、环境温度,2030,o,C:,最稳定,20,o,C:,骨骼肌紧张性增强,30,o,C:,新陈代谢,3,、食物特殊动力作用,定义：,食物刺激机体产生“额外”热量的作用。,蛋白质,:30%,混合性食物,:10%,4,、精神活动,一般精神活动（如思考）：,影响不大，可忽略。,若精神处于紧张状态（如情绪激动、恐惧等）：,肌紧张增强,刺激代谢的激素释放增多,产热量显著增加,（一）基础代谢概念,基础代谢,:,指基础状态下的能量代谢,四、基础代谢,（,basal metabolism),*重点*,清醒,空腹,静卧,室温,2030,o,C,基础状态,:,人体处于清醒而又极安静的状态下，能量代谢不受肌肉活动、环境温度、食物特殊动力作用及精神因素的影响。其能量消耗只用于维持心跳、呼吸等维持生命所必需的基本生理活动。,（二）基础代谢率,（,basal metabolic rate,，,BMR,）,定义：机体在基础条件下的能量代谢率。,如何比较不同个体的能量代谢率差异？,*重点*,研究表明：,基础代谢率、,肺活量、心输出量等都与体表面积呈比例关系。,因此以体表面积为尺度来衡量能量代谢率。,体表面积计算,1,、计算,体表面积（,m,2,）,=0.0061,身高（,cm,）,+0.0128,体重（,kg,）,0.1529,2,、查图，如：,1.4631,1.48,测定：,每平方米体表面积每小时的产热量。,测定条件：,（,1,）禁食,12,14h,（,2,）清晨空腹,（,3,）平卧使肌肉放松，排除精神及心理影响,（,4,）室温保持在,20,25,度之间,20.2 V,O2,计算：,BMR,（千焦,/,平方米,/,小时）,=,体表面积,实测值,正常平均值,相对值,=100%,正常平均值,呼吸商为,0.82,时的氧热价,基础代谢率与年龄、性别及身材大小有关,：一般男子,BMR,比女子高，幼年比成年高，年龄越大，,BMR,值越低。同一个体,BMR,值较稳定。,BMR,值正常与否,判定,：将所测值与对照表对应正常平均值比较，相对值相差在,10,15,之内，均属正常。,BMR,测定的临床意义,有助于诊断某些疾病,甲低：,BMR,比正常低,40,20,甲亢：,BMR,比正常高,25%,80%,BMR,：,发热、糖尿病、红细胞增多症、白血病、肾上腺皮质功能亢进、有呼吸困难的心脏病等。,BMR,：,肾病综合征、病理性饥饿、垂体性肥胖症等。,第二节 体温及其调节,一、正常体温及其生理变动,二、机体的产热和散热,产热形式、散热方式、散热的调节,（重点）,三、体温调节,体温调定点学说,（难点）,四、异常体温,体温,（,body temperature,）,:,机体深部组织的平均温度。,（,1,）体表温度,：,shell temperature,数值低，不稳定，各部差异大,（,2,）体核温度,：,core temperature,数值高，稳定，各部差异小,（一）正常体温,直肠温度,正常值：,36.9-37.9,测量时应将肛表插入直肠,6cm,以上,口腔温度,正常值：,36.7-37.7,婴幼儿和行为不能自控的人不能采用,腋窝温度,正常值：,36.0-37.4,腋窝紧闭，测量时间不少于,10min,一、人体的正常体温及生理变动,昼夜变化,年龄,肌肉活动,性别,肌肉活动时代谢增强，产热增多，体温升高,测温时应避免其影响,新生儿,(,早产儿,),易受随环境温度影响,老年人体温偏低,女子比男子高,0.3,度,女子基础体温随月经周期而变动,清晨,2:00-6:00,最低,午后,1:00-6:00,最高,其它,环境温度,情绪、精神、进食状况,药物作用,（二）体温的生理变动,（一）产热,主要产热器官：,内脏器官、骨骼肌、脑,安静时：内脏器官，特别是肝脏,运动或劳动时：骨骼肌占,90,二、机体的产热和散热,*重点*,（,1,）寒战性产热,（,shivering thermogenesis,）：,在骨骼肌紧张性增强的基础上发生的不随意的节律性收缩。,特点：,屈肌和伸肌同时收缩，不做外功，而产热量很高。,机体的产热形式,（,2,）非寒战性产热,(,代谢性产热,),指寒冷刺激加强了机体,褐色脂肪组织,的产热过程，其产热量占非寒战性产热的,70%,。,体内褐色脂肪组织在不同年龄含量不同，婴幼儿含量大于成年人。,人体主要散热部位是皮肤,皮肤的散热方式,（二）散热,条件,影响因素,概念,radiation,机体以热射线（红外线）形式将热能传给外界较冷物体的一种散热方式。,体表温度高于,环境温度,1.,体表温度与环境温度差,2.,有效辐射面积,辐射,传导,对流,蒸发,影响因素,概念,conduction,指机体将热量直接传给同它接触的较冷的物体的一种散热方式。,1.,温度差,2.,接触面积,3.,导热性能,影响因素,概念,convection,指通过气体的流动散发体热的形式，是传导散热的一种特殊形式。,风速,条件,影响因素,概念,Evaporation,通过水分从体表蒸发散热的一种方式。,当环境温度超过体表温度时，其是机体唯一的散热方式。,1.,湿度大，不易散热,2.,风速大，散热快,环境温度,21,时人体散热,方式及其所占比例,散热方式 百分数（）,辐射 传导 对流,70,皮肤水分蒸发,27,呼吸,2,尿、粪,1,蒸发的两种形式,指水分直接透出皮肤和粘膜表面，在未聚成明显的水滴以前便蒸发掉的一种散热方式。在蒸发表面上弥漫性进行。,不感蒸发,insensible evaporation,又称可感蒸发,(sensible perspiration),是一反射活动，主要由受交感胆碱能纤维支配的小汗腺的活动引起。,发汗,sweating,蒸发,1g,水散热,2.43kJ,皮肤,:0.6-0.8L/d,呼吸,:0.2-0.4L/d,1L/d,Ach,有促进汗腺分泌的作用，而阿托品及其它抗胆碱药可阻断其分泌,温热性发汗,（,thermal sweating,）,:,环境温度改变时发生，在体温调节中起主要作用。,精神性发汗,（,mental sweating,）,:,精神紧张时发生，与体温调节无关。,发汗的影响因素：,劳动强度、环境温度、湿度、风速等,劳动、气温,出汗,速度,散热,湿度,蒸发困难,出汗,风速,蒸发容易、出汗,常用降温措施及其理论依据,降温措施,理论依据,冰袋、冰帽增强传导散热,电扇、通风增强对流散热,降低室温，减衣增强辐射散热,酒清擦浴增加蒸发散热,用阿司匹林下调调定点,用抗菌药物 消除致热原,1,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、出汗、寒战及改变代谢率等生理反应，来维持机体产热和散热过程的动态平衡。,自主性体温调节,behavioral thermoregulation,三、体温调节,2,机体在不同的温度环境中的姿势和行为，特别是人为了保温或降温所采取的措施，称为行为性体温调节。,行为性体温调节,automatic thermoregulation,干扰,前馈,反馈,1,、外周温度感受器,存在部位,:,皮肤、粘膜和内脏,类型：,冷觉感受器,35,感受器兴奋 产生温觉,本质：,为游离的神经末梢,（一）温度感受器,视前区下丘脑前部（,PO/AH,）温度敏感神经元,a.,能感受局部脑温度变化的刺激,b.,还能对下丘脑以外部位温度变化的信息起反应,c.,提示下丘脑的,PO/AH,是机体体温调节中心,2,、中枢温度感受器,产生产热反应,温度降低时放电,冷敏,神经元,产生散热反应,温度升高时放电,热敏,神经元,P,re,o,ptic-,A,nterior,H,ypothalamus,（二）体温调节中枢,基本中枢：,PO/AH,实验依据：,分段切除：,只要保持下丘脑及其以下神经结构完整，体温即可保持恒定,破坏,PO/AH,区：,体温调节减弱或消失,现认为下丘脑的,PO/AH,区是体温调节中枢整合机构的中心部位。,内容,:,体温调节类似于恒温器，在,PO/AH,中设置一个调定点（如,37,0,C,），,PO/AH,就是按照这个温度值来调节体温的。,机制,:,调定点是由,PO/AH,区中温度敏感神经元的工作特性（兴奋阈值）及两种温度敏感神经元相互制约、相互协调活动所决定。,（三）体温,调定点,（,set point,）,学说,35,37,39,神经元放电数值,A:,冷敏,B:,热敏,下丘脑温度,B,A,A,B,*难点*,机体在寒冷环境中的产热调节反应,寒战,寒冷,寒战,产热增多,交感神经兴奋,寒冷刺激,交感神经兴奋,肾上腺髓质分泌,E,、,NE,增多,产热增多；,寒冷刺激,交感神经兴奋,褐色脂肪组织代谢产热增多。,甲状腺激素的产热作用,寒冷刺激,中枢神经系统 下丘脑,TRH,神经元兴奋腺垂体分泌,TSH,增多甲状腺分泌,T,3,、,T,4,增多产热增多,皮肤散热减少,（如下图）,（四）机体产热调节,产热,体温恒定,散热,环境温度,降低,皮温下降皮肤冷觉感受器传入神经,血液深部温度中枢冷敏神经元,降低,下丘脑,PO/AH,体温调节中枢,躯体,N,骨骼肌紧张性产生寒战,甲状腺 分泌,T,3,、,T,4,代谢,肾上腺髓质分泌,E,、,NE,代谢,交感,N,兴奋皮肤血管收缩血流,支配汗腺的交感,N,抑制汗腺分泌,机体在炎热环境中的散热调节反应,皮肤血流量的调节,温热刺激,交感神经紧张性降低,皮肤血管舒张、动静脉吻合支大量开放,皮肤血流量增加,皮肤温度升高,机体散热增加,发汗,温热刺激,下丘脑发汗中枢兴奋,交感胆碱能纤维,引起温热性发汗机体散热增加,减少产热量,在炎热环境中，机体代谢产热过程明显受到抑制。,四、异常体温,1,、发热与体温过高,发热是人和动物在患病时的一种常见表现。,发热的利和弊：,有利方面：,可增强白细胞吞噬能力、促进干扰 素的产生、使,T,淋巴细胞增殖及抗体的生成,不利的影响：,体温,39,时，出现,HR,加快、食欲不振、头痛头晕、反应迟钝等,体温过高,（,42,）机体可出现广泛的器官功能障碍。人的最高致死体温是,44.5,。,2,、中暑,概念：,是以水电解质丢失过多、汗腺功能衰竭和体温调节中枢障碍为特征的疾病,。,表现有：,热痉挛：,在大量出汗后出现肌肉痉挛，无体温升高。,热衰竭：,大量出汗导致机体水盐丢失过多、而补充不足所致，表现心动过速、低血压、呼吸增快、肌肉痉挛等，体温轻度升高。,简述机体能量的来源和去路。,简述影响能量代谢的主要因素。,中暑的原因是什么，如何防治？,为什么发热病人常伴有寒战反应？,复习思考题,名词解释,energy metabolism respiratory quotient(RQ)basal metabolism rate(BMR)specific dynamic effect,预习,第八章,尿的生成与排出,第一节,肾的功能解剖和肾血流量,第二节,肾小球的滤过作用,Thank you,个人观点供参考，欢迎讨论！,