人体解剖学能量代谢与体温调节

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,*,人体解剖学能量代谢与体温调节,人体内作为能源的糖主要是糖原和葡萄糖，糖原是糖的贮存形式，在肝脏和肌肉中含量最多，而葡萄糖是糖的运输形式，两者均可氧化而释放能量，每克葡萄糖在体内完全氧化时，可释放能量约17KJ。糖也是组成人体的重要成分之一，约占人体干重的2%。,2,血糖是指血液中的葡萄糖，其他各种糖类，如果糖、双糖、多糖都只有转化为葡萄糖进入血液之后才能称为血糖。正常人体的血糖浓度处于动态平衡，一旦平衡被破坏，如血糖异常升高，就会出现糖尿病。,血糖中的葡萄糖（血糖）的来源是食物，体内储藏的糖原（肝糖原）再分解和蛋白质、脂肪通过糖异生作用变成葡萄糖。,一般来说，我们体内的糖原储备是有限的，10个小时左右肝糖原就会耗尽。但机体一刻也离不开血糖，特别是脑细胞与血细胞本身没有糖原储备，一旦得不到血糖供应，就会出现脑功能障碍，如表现为瞌睡、头晕等，此时体内的蛋白质和脂肪就会被动员起来补充。,3,二、脂肪及其主要生理功能,1、脂肪是生物体内储存能量的物质并供给能量 1克脂肪在体内分解成二氧化碳和水并产生38KJ（9Kcal）能量，比1克蛋白质或1克碳水化合物高一倍多。另外提供必需脂肪酸,2. 构成一些重要生理物质，脂肪是生命的物质基础 是人体内的三大组成部分(蛋白质、脂肪、碳水化合物)之一。,3. 维持体温和保护内脏、缓冲外界压力 皮下脂肪可防止体温过多向外散失，减少身体热量散失, 维持体温恒定。也可阻止外界热能传导到体内，有维持正常体温的作用。内脏器官周围的脂肪垫有缓冲外力冲击保护内脏的作用。减少内部器官之间的摩擦 。,4,类脂：食物中有一类在理化性质上与脂肪类似的物质，称为类脂，有磷脂和胆固醇,磷脂构成细胞膜的类脂层，还有线粒体、高尔基体等细胞内膜的主要成分。,胆固醇又是合成胆汁酸、维生素D3和类固醇激素的原料。,5,三、蛋白质及其主要生理功能,（一）蛋白质的营养意义,1.蛋白质是机体组织的重要组成成分，人体中的蛋白质的含量要占体重的16-19%每日约3%的蛋白质参与机体的代谢。,2.构成机体内多种具有重要生理作用的物质，如：在代谢过程中，具有催化和调节作用的酶和激素，运输氧气的血红蛋白和免疫作用的抗体，肌肉纤维蛋白，胶原蛋白等,3.维持体内的酸碱平衡,4.参与机体的能量代谢，人体每日消耗的能量有部分来自蛋白质。,6,（二）.氮平衡 蛋白质在消化道内被分解为氨基酸和小分子短肽，并被吸收，大部分用于合成组织蛋白，以供运动后被损肌肉组织的修复和生长，部分用于合成各种功能蛋白和蛋白质以外的含氮化合物，在一定的时间内，摄入的氮量和排出的氮量之间的关系，就称之为“氮平衡”用以衡量人体蛋白质的需要量和评价人体肌肉蛋白质的状况。,7,氮平衡有三种情况：,氮平衡:在一定的时间内，摄入的氮量与排出的氮量相等。则表示人体内蛋白质的合成与分解处在平衡状态。,正氮平衡:摄入氮量大于排出氮量，蛋白质的合成大于分解量，运动后被破坏的肌肉纤维就会迅速修复、增长。肌肉处于消减状态。,负氮平衡：摄入的氮量小于排除的氮量，蛋白质的合成小于分解，此时人体的肌肉蛋白为保证机体活动进行分解供能。,8,（三）氨基酸,人体内蛋白质由20余种氨基酸按不同组合构成。人体通过食入蛋白质以获取合成机体蛋白质所需的各种氨基酸。,1.必需氨基酸:人体不能合成或合成速度远不能满足机体的需要,必须从膳食或运动营养品补充,这些氨基酸称为“必需氨基酸”。人体必需氨基酸8种:亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸。,2.非必需氨基酸: 非必需氨基酸并非体内蛋白质合成不需要,而是人体内可以合成,当总氮量不足时,体内合成非必需氨基酸会受限制,从而制约人体蛋白蛋的合成。,9,（四）蛋白质的生物价值和互补作用,不同食物来源的蛋白质其营养价值不同，取决于该蛋白质中必需氨基酸的含量与比值。当必需氨基酸的含量与比值接近人体组织蛋白质氨基酸的组成和比值时，其利用率高，营养价值就大。但是有些蛋白质，因一种或几种必需氨基酸的含量过低或过高，比值与人体组织不接近，则利用率低，生物学价值低。若将几种生物学价值较低的食物蛋白质混合食用，则混合后蛋白质的总体生物学价值就能大大提高，这种效果就称蛋白质的互补作用。,10,四、维生素,维生素又名维他命，通俗来讲，即维持生命的元素，是维持人体生命活动必须的一类有机物质，也是保持人体健康的重要活性物质。,11,（一）水溶性维生素,维生素B1,，硫胺素。是葡萄糖氧化代谢过程的一种辅酶。在生物体内通常以硫胺焦磷酸盐（TPP）的形式存在。 多存在于酵母、谷物、肝脏、大豆、肉类 。它的生理功能是能增进食欲，维持神经正常活动等，缺少它会得脚气病、神经性皮炎等,12,维生素B2,，核黄素，主要构成一些氧化还原酶的辅酶，是组织细胞中多种物质氧化过程所必需。多存在于酵母、肝脏、蔬菜、蛋类 。人体缺少它易患口腔炎、皮炎、微血管增生症等,13,维生素PP, 包括烟酸和烟酰胺，为辅酶，在生物氧化中起着递氢的作用。糖、脂肪及蛋白质代谢中均需要此类辅酶参加。人体每日需约20毫克。人缺乏此种维生素时，表现为神经营养障碍，初时全身乏力，以后在两手、两颊、左右额及其他裸露部位出现对称性皮炎。,14,维生素B12,，即抗恶性贫血维生素,又称钴胺素,含有金属元素钴，是维生素中唯一含有金属元素的，促进维生素A在肝中的贮存；促进红细胞发育成熟和机体代谢。多存在于肝脏、鱼肉、肉类、蛋类。缺乏维生素B12时会发生恶性贫血,15,维生素C,，抗坏血酸，主要功能是帮助人体完成氧化还原反应，提高人体灭菌能力和解毒能力。维生素C在促进脑细胞结构的坚固、防止脑细胞结构松弛与紧缩方面起着相当大的作用，并能防止输送养料的神经细管堵塞、变细、弛缓。多存在于新鲜蔬菜、水果。缺乏会引起坏血病，抵抗力下降,16,（二）脂溶性维生素,维生素A，抗干眼病维生素，亦称美容维生素，维生素A（包括胡萝卜素）主要是生理功能包括,1. 维持视觉,2. 促进生长发育,3. 维持上皮结构的完整与健全,维生素A可以调节上皮组织细胞的生长，维持上皮组织的正常形态与功能。保持皮肤湿润，防止皮肤黏膜干燥角质化，不易受细菌伤害。,4. 加强免疫能力,维生素A有助于维持免疫系统功能正常，能加强对传染病特别是呼吸道感染及寄生虫感染的身体抵抗力；有助于对肺气肿、甲状腺机能亢进症的治疗。,缺乏会引起夜盲症，角膜干燥症，皮肤干燥，脱屑,17,维生素D,，与动物骨骼的钙化有关,故又称为钙化醇。它具有抗佝偻病的作用，在动物的肝、奶及蛋黄中含量较多，尤以鱼肝油含量最丰富。多存在于鱼肝油、蛋黄、乳制品、酵母。 缺乏会引起儿童的佝偻病，成人的骨质疏松症,18,维生素E,，生育酚主要有、四种 ，维生素E是人体内优良的抗氧化剂，人体缺少它，男女都不能生育，严重者会患肌肉萎缩症、神经麻木症等。多存在于鸡蛋、肝脏、鱼类、植物油。,19,维生素K,，萘醌类，是一系列萘醌的衍生物的统称，主要有天然的来自植物的维生素K1、来自动物的维生素K2以及人工合成的维生素K3和维生素K4。维生素K和肝脏合成四种凝血因子(凝血酶原、凝血因子，及）密切相关，又被称为凝血维生素。多存在于菠菜、苜蓿、白菜、肝脏。,20,五、无机盐,（一）钠、钾、氯,（二）钙、镁、磷,钙是骨骼、牙齿的重要组成部分。缺钙可导致骨软化病、骨质疏松症等，镁是维持骨细胞结构和功能所必需的元素。,磷,是构成骨骼及牙齿的重要组成部分。,21,（三）铁,铁是人体内含量最多的元素，铁与人体的生命及其健康有密切的关系。缺铁会导致缺铁性贫血、免疫力下降。,（四）碘,是 甲状腺激素的组成部分。缺碘会导致呆小症、儿童及成人甲状腺肿、甲状腺功能亢进等。,（五）微量元素,22,第二节 能量代谢,能量代谢:,指体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、贮存和利用。,一、能量的来源与利用,(一)能量来源,1.糖:主要(70以上),脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化。缺氧和血糖水平过低，均可导致意识障碍、昏迷以及抽搐。,2.脂肪：次之(30),3.蛋白质：很少(长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量来源)。,23,（二）、ATP与能量代谢,24,能源物质释放的能量有50%转化为热能，其余以自由能形式贮存于ATP中。除骨骼肌运动时所完成的机械外功，其余的自由能最终也转变为热能。,25,二、能量代谢的测定原理与方法,(一)能量代谢测定的基本原理,机体的能量代谢也遵循,“,能量守恒定律,”,因此，测定机体在单位时间内发散的总热量或所消耗的食物量，可测算出整个机体在单位时间内能量代谢的量，即能量代谢率。,26,（二）、能量代谢的测定方法,1.直接测热法：直接测量从机体体表、呼出气、尿液和粪便排出的总热量。如果不做外功，该热量就是机体代谢的全部热量。,2.间接测热法：,测定被试者单位时间内O,2,耗量和CO2产生量,计算出呼吸商,再从表中查出在该呼吸商时的氧热价,再乘以单位时间内O,2,耗量,27,间接测热法原理,：,是利用,“,定比定律,”,，测算出一定时间内氧化的糖、脂肪和蛋白质各有多少，再计算出它们所释放出的热量。,为此，必须先了解与其相关的几个概念：,食物的热价、氧热价和呼吸商,。,28,（一）.,食物的热价,:,1食物在氧化时所释放出来的热量，称为食物的热价。,物理热价,：,指食物在体外燃烧时释放的热量。,生物热价,：,指在体内氧化时所产生的热量。,糖与脂肪,：,物理热价生理热价,蛋 白 质,：,物理热价生理热价（蛋白质在体内不能被彻底氧化分解，有一部分以尿素的形式由尿中排泄）。,29,（二）.氧热价：某种食物氧化时,每消耗1L氧所产生的热量称为该种食物的氧热价。,30,三、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/m,2,.min),31,(二)精神活动,人在平静地思考问题时，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、交感神经兴奋及促进代谢的内分泌激素释放增多等原因，产热量可显著增加。,32,(三)食物的特殊动力效应,人进食后一段时间内(从进食后1h开始,持续78h),即使同样处于安静状态,但产热量却比进食前有所增加，这些,“,额外,”,热量是由进食引起的。,食物能使机体产生,“,额外,”,热量的现象称为食物的特殊动力效应。,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加30，混合性食物增加10，糖和脂肪增加46。,33,(四)环境温度,1.人体安静时的能量代谢,在2030的环境中较为稳定。,2.环境温度超过30，能量代谢率增加。,3.当环境温度低于20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。,34,四、基础代谢,(一) 概念,：,机体在,基础状态,下的能量代谢称为基础代谢。,基础状态：,清晨空腹，即禁食1214h，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。,(BMR),：单位时间内的基础代谢。,35,(二)BMR的测定和正常值,:(通常采用简易法),、,氧热价为20.20KJ。,测出1h内(测6min的耗氧量10)的耗氧量。,测出体表面积。,按下面公式计算出BMR实测值：,BMR实测值20.195耗氧量/体表面积,对照表7-4的BMR平均值,按下面公式计算出BMR相对值：,BMR相对值,BMR实测值-BMR平均值,BMR平均值,2.BMR正常值：1015,20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%.,100%,36,第二节 体温调节,概念：指身体深部的平均温度，即体核温度,。,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。,体温过高、过低都会影响酶的活性，导致生理功能的障碍，甚至造成死亡。如：,T 22心跳停止；,T 43酶变性而死亡;,T = 27低温麻醉。,37,一、正常体温及生理变动,（一）,正常体温,通常体温的测量部位为腋窝、口腔和直肠温。,1.肛温：正常为36.937.9。,2.口温：约比直肠低0.2,为36.737.7。,3.腋温：约比口腔低0.3,为36.037.4。,肛温比较接近机体深部的温度，但由于测试不便，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10min）。,另外，科研中还常用食管温度（=体核温度）、鼓膜温度（=下丘脑温度）。,38,（二）体温的生理变动,正常人的体温可因昼夜、性别、年龄和机体的活动等而有所变动。,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。,一般是清晨26h时最低，下午16h最高，波动幅度一般不超过1。,体温的昼夜节律是生物节律的表现之一。与人昼动夜息的生活规律，以及代谢、血液循环、呼吸等机能的相应周期性变化有关。,长期夜间工作的人，上述周期性变化可以发生颠倒。,39,成年女子体温平均比男子高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）。,40,新生儿体温成年人老年人,。,体温随着年龄的增长有逐渐降低的趋势（与代谢率降低逐渐有关），大约每增长10岁，体温约降低0.05。1416岁的青年人体温与成年人相近。,新生儿（特别是早产儿）由于体温调节机构尚未发育完善、老年人由于调节能力差，易受环境温度的影响。,41,肌肉活动时，肌肉代谢明显增强，产热增加，可使体温暂时升高12。所以测体温时，要先让受试者安静一段时间，小儿应防止其哭闹。, 情绪激动、精神紧张、进食等情况，都会影响体温。, 全身麻醉时，会因抑制体温调节中枢和扩张血管的作用及骨骼肌松弛，使体温降低，所以全麻时应注意保温。,42,二、机体的产热和散热,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态平衡的结果。,43,(一)产,热,：,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。,此外，环境温度、进食、精神紧张等能够影响能量代谢的因素，也都可影响机体的产热量。,44,战栗产热：骨骼肌不随意的节律性收缩， 其特点是屈肌和伸肌同时收缩，不做外功但产热量很高。,实际上，机体在寒冷环境中，通常在战栗之前，首先出现战栗前肌紧张，当肌紧张上升到一临界水平时就转变为战栗。,非战栗产热：又称代谢产热，机体所有的组织器官都能进行代谢产热，但以褐色脂肪组织的产热量最大（约占70%）。,45,(二)散热,：,主：皮肤,面积大,与外界接触,血流丰富,有汗腺,次：,肺、尿、粪,：,当外界气温人体表层温度时，人体主要通过辐射、传导和对流方式散热，其散热量约占总量70。,当外界温度接近或皮肤温度时，机体的散热是依靠蒸发方式散热。,46,机体散热方式:,辐射散热,：,指体热以热射线形式传给温度较低的周围环境中的散热方式。,辐射散热量的多少取决于,在高温环境中作业（如舰船、炼钢人员）,因环境温度高于皮肤温度，机体不仅不能辐射散热，反而会吸收周围的热量，故易发生中暑。,机体的有效辐射面积,皮肤与环境的温度差,47,传导散热,：,指体热直接传给与机体相接触的低温物体的散热方式。,传导散热量取决于,水的导热性好，因此临床上常利用冷水袋或冰袋为高热患者降温。,脂肪的导热性差，因而肥胖者炎热的天气易出汗。,与皮肤接触物体的温差,与皮肤接触面积的大小,与皮肤接触物体的导热性,48,对流散热,：,指体热凭借空气流动交换热量的散热方式。,对流散热是传导散热的一种特殊形式。,衣服覆盖于体表，不易实现对流；棉、毛纤维间的空气不易流动，因此增加衣着可以保温御寒。,若在较密闭的高温环境中（如船舱内）或闷热气候，因空气对流差，易发生中暑。,49,蒸发散热：,（分不感蒸发和可感蒸发,）,指体液的水分在皮肤和粘膜表面由液态转化为气态，同时带走大量热量的散热方式。,每1.0水蒸发可带走热量2.44KJ。,当气温体温时，蒸发是唯一的散热途径,不感蒸发：又称不显汗。,指体液的水分直接透出皮肤和粘膜表面，在未聚成明显水滴前蒸发掉的散热形式。,不感蒸发是持续进行的。人体不感蒸发量约1000ml/日（皮肤约占2/3,肺占1/3）。,临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的体液量。,50,发汗：,又称可感蒸发。,人在安静状态下,，,当环境温度达到30左右时，便开始发汗,；,如果空气湿度大、衣着又多时，气温达25便可发汗,；,机体活动时，由于产热量,，,虽然环境温度低于20亦可发汗。,炎热的气候,，,短时间内发汗量可达1.5L/h。,发汗散热是通过汗液蒸发吸收体表热量实现的,，,若将汗液擦掉则不能起到蒸发散热的效果,；,汗腺缺乏(如烧伤病人)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。,51,三、体温调节(自主性、行为性）,体温的相对稳定，是通过许多与体温调节有关的生理功能，相互协调，达到产热和散热相对平衡而实现的。,(一)温度感受器,分布：,全身皮肤、某些粘膜和腹腔内脏等处。,类型：温觉感受器和冷觉感受器,皮温30时冷觉感受器,+,冷觉,皮温35时温觉感受器,+,温觉,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。,52,分类：,热敏神经元和冷敏神经元,血温热敏神经元冲动发放频率,血温冷敏神经元冲动发放频率,分布,：下丘脑、脑干网状结构和脊髓等处,在视前区-下丘脑前部(PO/AH)分布较多的热敏神经元和少量冷敏神经元。通过对PO/AH加温或冷却（局部脑温变动0.1）的研究发现：,加温PO/AH PO/AH的热敏N元,+, 散热反应产热反应,冷却PO/AH PO/AH的冷敏N元,+, 散热反应产热反应,说明：,PO/AH中的某些温敏N元能感受局部脑温的变化,。,53,(二)体温调节中枢,虽然从脊髓到大脑皮层的整个CNS中都存在调节体温的中枢结构。,但从恒温动物脑的分段切除实验证明，只要保留下丘脑及其以下神经结构的完整，动物仍具有维持体温相对恒定的能力。说明:,调节体温的基本中枢位于下丘脑,。,除前述对视前区-下丘脑前部(PO/AH)加温或冷却的研究说明：,PO/AH中的某些温敏N元能感受局部脑温的变化,外；进一步研究还证明：PO/AH还能对中脑、延髓、脊髓、皮肤等处传入的温度信息发生反应，以及能直接对致热物质、5-HT、NE等物质发生反应，说明：,PO/AH具有体温调节整合中枢的地位,。,54,(三)体温调节机制,籍于前述，体温自动调节的机制提出了,“,调定点,”,学说：即,体温调节类似恒温器的调节；PO/AH中的温敏N元可能起着,“,调定点,”,的作用；,“,调定点,”,所规定的温度值,决定着体温的高低。,干扰因素：,致热原使调定点,孕激素使调定点,55,56,The End,谢谢您的聆听！,期待您的指正！,