人体解剖生理学：第三章 体温和能量代谢

第三章 体温和能量代谢 Energy Metabolism and Body Temperature 体体 温温体温的相对稳定是保证机体新陈代谢体温的相对稳定是保证机体新陈代谢和生命活动正常进行的必要条件和生命活动正常进行的必要条件* * 表层体温表层体温（shell temperature）* * 深部体温深部体温（core temperature）体温体温机体深部平均温度机体深部平均温度皮肤，皮下组织，肌肉等部位的温度皮肤，皮下组织，肌肉等部位的温度心，脑，肺，腹腔脏器的温度心，脑，肺，腹腔脏器的温度!口腔腋窝直肠的温度：36.937.93乌德利希1868年2500名成年人腋下温度正常平均体温37度体温38度以下一般认为是低热，38度以上认为是高烧皮肤温皮肤温 体表各部分差别大体表各部分差别大, ,不稳定不稳定与局部血流量关系密切与局部血流量关系密切 影响因素：影响因素： 环境温度环境温度精神紧张精神紧张 发汗发汗 皮肤表面的温度皮肤表面的温度四肢末端皮肤温度低，近躯干和头部皮肤温度高四肢末端皮肤温度低，近躯干和头部皮肤温度高1.表层温度低于体核温度2.易受环境温度影响产生显著变化3.皮肤温度高低与局部血流量有关环境温度为23时测定，额部的皮肤温为3334，躯干为32，手为30，足为27* * 昼夜节律昼夜节律 体温的生理性波动体温的生理性波动Am：2-6体温最低体温最低Pm：1-5体温最高体温最高波动幅度不超过波动幅度不超过1 美国马里兰州医学院麦克维克女子的基础体温曲线女子的基础体温曲线* * 性别差异性别差异 成年女子高于男子约成年女子高于男子约0.3 ；随月经周期而出现双相体温；随月经周期而出现双相体温 孕激素的作用0.30.5 8排卵前体温较低，排卵日最低，排卵后体温升高0.30.69* * 年龄差异年龄差异 新生儿，特别是早产儿：体温易受环境因素影响新生儿，特别是早产儿：体温易受环境因素影响 老年人：基础代谢率低，体温亦偏低老年人：基础代谢率低，体温亦偏低 新生儿体温成年人老年人每年长10岁，体温约降低0.05。1416岁与成年人相近。幼儿因体温调节中枢功能不稳定，新陈代谢较旺盛 10低热：37.338度；中等热度：38.139度；高热：39.141度；超高热41度以上。（1）保持空气流通，室温要适宜。房间温度宜控制在2527度。（2）可用温水擦拭前额或颈旁，腹股沟，腋下等处。（3）多给宝宝喝水，既可以防止脱水，又可以使体温降下来。物理降温11* * 骨骼肌活动骨骼肌活动* * 环境温度的影响环境温度的影响环境温度高于体温时，机体环境温度高于体温时，机体可从环境中摄取热能可从环境中摄取热能区肌和伸肌同时收缩，可使代谢率增加4-5倍临床上应让病人安静一段时间以后再测体温。测定小儿体温时应防止哭闹。* * 精神因素精神因素情绪激动、精神紧张、进食等情况对体温都会有影响体热平衡体热平衡- -产热产热 热能来源：热能来源：营养物质的分解代谢营养物质的分解代谢!淀粉的分解葡萄糖、麦芽糖纤维素葡萄糖半纤维素木糖、阿拉伯糖脂肪甘油、脂肪酸蛋白质胺类、醇类热能来源热能来源13产热器官产热器官 安静：安静：内脏（尤其是肝脏、其次是脑）内脏（尤其是肝脏、其次是脑） 运动：运动：骨骼肌骨骼肌 环境温度高于体温时，机体可从环境中摄取热能环境温度高于体温时，机体可从环境中摄取热能!机体的产热形式机体的产热形式 * * 基础代谢产热基础代谢产热 !基础代谢(basal metabolism,BM)是指人体维持生命的所有器官所需要的最低能量需要.测定方法是在人体在清醒而又极端安静的状态下，不受肌肉活动、环境温度、食物及精神紧张等影响时的能量代谢率15机体在进食后的一段时间内，较进食前的产热量有额外增加。* * 食物特殊动力效应产热食物特殊动力效应产热 蛋白质食物可额外增加产热量30%糖类或脂肪食物可增加4%6%普通混合食物时，每日因进食增加产热600800kJ!16寒战产热：骨骼肌发生不随意的节律性收缩的表现寒战产热：骨骼肌发生不随意的节律性收缩的表现 非寒战产热：又称代谢产热，发生在细胞水平。非寒战产热：又称代谢产热，发生在细胞水平。* * 骨骼肌运动产热骨骼肌运动产热以褐色脂肪组织的产热量为最大以褐色脂肪组织的产热量为最大不做机械外功，全部转变为热能不做机械外功，全部转变为热能寒冷环境!产热活动的调节产热活动的调节 * * 体液调节体液调节 甲状腺激素：作用缓慢，持续时间长甲状腺激素：作用缓慢，持续时间长 肾上腺素肾上腺素, ,去甲肾上腺素去甲肾上腺素, ,生长激素：作用迅速，维持时间短生长激素：作用迅速，维持时间短 Na+-K+泵的合成1mg的甲状腺素可增加产热4000KJ18 * * 神经调节神经调节 交感神经系统交感神经系统肾上腺髓质肾上腺髓质NENE、E E释放增加释放增加 中枢神经系统中枢神经系统下丘脑下丘脑TRHTRH释放释放TSHTSH释放释放 寒冷刺激寒冷刺激Thyroid Stimulating Hormone-促甲状腺激素TRH- 促甲状腺素释放激素促甲状腺素释放激素NE-去甲肾上腺素去甲肾上腺素E- 肾上腺素 人体的散热途径人体的散热途径 散热途径散热途径 大小便大小便 呼吸道呼吸道 皮肤皮肤 人体的主要散热途径人体的主要散热途径图 皮肤解剖 Skin anatomy21机体内部热量向皮肤运输的途径：机体内部热量向皮肤运输的途径：* * 通过循环血液将热量传输到皮肤通过循环血液将热量传输到皮肤皮肤血流量是影响机皮肤血流量是影响机体散热的重要因素体散热的重要因素* * 通过热传导的方式转移到皮肤通过热传导的方式转移到皮肤全部皮肤血流量最多可达到心输出量的12%* * 皮肤温度高于环境温度皮肤温度高于环境温度 皮肤的散热方式皮肤的散热方式对流对流辐射辐射传导传导散热量取决于皮肤与周围物体间的温度差和辐射的有效面积散热量取决于皮肤与周围物体间的温度差和辐射的有效面积!23* * 环境温度接近或高于皮肤温度环境温度接近或高于皮肤温度 蒸发散热蒸发散热 唯一24蒸发蒸发 不感蒸发不感蒸发 发发 汗汗 皮肤，呼吸道皮肤，呼吸道不受体温调节机制控制不受体温调节机制控制 不显汗，与汗腺活动无关不显汗，与汗腺活动无关 汗腺主动分泌汗液的过程汗腺主动分泌汗液的过程 可感蒸发可感蒸发蒸发量是1000ml/天受环境温度及湿度的影响发发 汗汗* * 温热性发汗温热性发汗体内外温热性刺激引发体内外温热性刺激引发交感神经交感神经生理意义：蒸发散热，调节体温生理意义：蒸发散热，调节体温!乙酰胆碱26* * 精神性发汗精神性发汗* * 味觉性发汗味觉性发汗精神紧张或情绪激动引发精神紧张或情绪激动引发中枢：大脑皮层中枢：大脑皮层发汗部位：掌心，足底，腋窝发汗部位：掌心，足底，腋窝进食辛辣食物时，口腔内的痛觉神经末梢进食辛辣食物时，口腔内的痛觉神经末梢受到刺激，反射性的引起头部和颈部发汗受到刺激，反射性的引起头部和颈部发汗温热性发汗温热性发汗精神性发汗精神性发汗原因原因热刺激热刺激精神紧张、情绪激动精神紧张、情绪激动部位部位全身小汗腺全身小汗腺掌心、脚底、腋窝掌心、脚底、腋窝中枢中枢发汗中枢发汗中枢大脑皮层大脑皮层意义意义散热散热在体温调节中作用不大在体温调节中作用不大散热过程的调节散热过程的调节 皮肤血管运动皮肤血管运动 汗腺分泌汗腺分泌 汗液分泌及其调节汗液分泌及其调节 中枢：中枢：主要为下丘脑主要为下丘脑发汗中枢发汗中枢 脊髓至大脑皮层脊髓至大脑皮层 * * 神经调节神经调节* * 体液调节体液调节交感神经支配交感神经支配, , 节后纤维为胆碱能纤维节后纤维为胆碱能纤维乙酰胆碱乙酰胆碱肾上腺素肾上腺素汗腺汗腺循环系统的调节反应循环系统的调节反应冷环境下冷环境下相反变化相反变化下丘脑受体和调节中枢 血管收缩 汗腺不活跃 毛发立起 产生寒战 血管舒张 汗腺活跃 毛发倒伏图 体温调控 Temperature control 体温调节体温调节* * 自主性体温调节自主性体温调节* * 行为性体温调节行为性体温调节维持产热和散热的平衡维持产热和散热的平衡温度感受器温度感受器 * * 外周温度感受器外周温度感受器对温度变化速率敏感对温度变化速率敏感 * * 中枢温度感受器中枢温度感受器皮肤、粘膜、内脏皮肤、粘膜、内脏 视前区视前区- -下丘脑前部下丘脑前部（PO/AH）能感受局部脑温的变化能感受局部脑温的变化 能对其以外部位传来的温度变化信息发生反应能对其以外部位传来的温度变化信息发生反应 游离神经末梢游离神经末梢温度敏感神经元温度敏感神经元体温调节传出途径体温调节传出途径* * 交感神经系统交感神经系统* * 躯体神经躯体神经* * 内分泌系统内分泌系统寒战产热寒战产热 皮肤血管舒缩反应和汗腺分泌皮肤血管舒缩反应和汗腺分泌骨骼肌的活动骨骼肌的活动甲状腺素、肾上腺髓质激素甲状腺素、肾上腺髓质激素体温调节自动控制示意图体温调节自动控制示意图体温调节异常体温调节异常体温升高体温升高 生理性体温升高生理性体温升高 病理性体温升高病理性体温升高 过热过热 发热发热 中暑中暑 低体温低体温(hypothermia) 利于保护机体，但亦引发并发症利于保护机体，但亦引发并发症 机体处于极冷环境机体处于极冷环境 引起冻结性损伤或非冻结性损伤引起冻结性损伤或非冻结性损伤 在致热原的作用下使体温调节中枢的在致热原的作用下使体温调节中枢的调定点上移而引起的调节性体温升高调定点上移而引起的调节性体温升高 体温调节机构失调控体温调节机构失调控或调节障碍而产生或调节障碍而产生 长时间处于高温环境，大量出汗，体液过量丢失导致的低血容量长时间处于高温环境，大量出汗，体液过量丢失导致的低血容量和电解质紊乱和电解质紊乱高温环境下出汗导致失水失盐引起的肌肉痉挛高温环境下出汗导致失水失盐引起的肌肉痉挛 体内热量过度积蓄，体温调节中枢功能障碍体内热量过度积蓄，体温调节中枢功能障碍 外源性外源性致热原致热原内源性内源性致热原致热原PO/AH致热原被清除致热原被清除体温调定点体温调定点热敏神经元热敏神经元冷敏神经元冷敏神经元散热散热产热产热体温调定点体温调定点体温体温在高体温水平保持在高体温水平保持产热和散热的平衡产热和散热的平衡体温体温细菌、真菌细菌、真菌、病毒病毒单核细胞，单核细胞，粒细胞粒细胞巨噬细胞巨噬细胞机体能量的机体能量的来源来源 糖糖 ：主要供能物质：主要供能物质 脂肪：储存和供给能量脂肪：储存和供给能量 蛋白质：特殊情况下可供能蛋白质：特殊情况下可供能38供给氮的唯一来源,其含量约占人体总固体量的45%。人体的一切细胞组织都由蛋白质组成。许多具有重要生理作用的物质,缺少蛋白质就不存在 糖糖人体主要的供能物质人体主要的供能物质 70%能量能量 有氧氧化：有氧氧化：1mol葡萄糖释放的能量可合成葡萄糖释放的能量可合成38molATP 无氧酵解：无氧酵解：1mol的葡萄糖只能合成的葡萄糖只能合成2molATP 直接供全身细胞利用直接供全身细胞利用肝糖原肝糖原维持血糖水平维持血糖水平肌糖原肌糖原供骨骼肌利用供骨骼肌利用葡萄糖葡萄糖主要功能是贮存和供给能量主要功能是贮存和供给能量 外源性脂肪外源性脂肪内源性脂肪内源性脂肪脂肪脂肪脂脂 质质组织脂质组织脂质胆固醇，磷脂等胆固醇，磷脂等不参与机体的供能不参与机体的供能贮存脂质贮存脂质脂肪脂肪食物食物糖，氨基酸糖，氨基酸蛋白质蛋白质41重新合成细胞成分或合成酶，激素等生物活性物质重新合成细胞成分或合成酶，激素等生物活性物质 提供能量提供能量 蛋白质是生命活动的基础物质。如具有催化作用的酶、具有免疫功能的抗体、有运输作用 由多种氨基酸按特定的排列顺序通过肽键连接成有一定结构的高分子化合物 机体能量的机体能量的来源来源 糖糖 ：主要供能物质：主要供能物质 脂肪：储存和供给能量脂肪：储存和供给能量 蛋白质：特殊情况下可供能蛋白质：特殊情况下可供能42供给氮的唯一来源,其含量约占人体总固体量的45%。人体的一切细胞组织都由蛋白质组成。许多具有重要生理作用的物质,缺少蛋白质就不存在 糖糖人体主要的供能物质人体主要的供能物质 70%能量能量 有氧氧化：有氧氧化：1mol葡萄糖释放的能量可合成葡萄糖释放的能量可合成38molATP 无氧酵解：无氧酵解：1mol的葡萄糖只能合成的葡萄糖只能合成2molATP 直接供全身细胞利用直接供全身细胞利用肝糖原肝糖原维持血糖水平维持血糖水平肌糖原肌糖原供骨骼肌利用供骨骼肌利用葡萄糖葡萄糖主要功能是贮存和供给能量主要功能是贮存和供给能量 外源性脂肪外源性脂肪内源性脂肪内源性脂肪脂肪脂肪脂脂 质质组织脂质组织脂质胆固醇，磷脂等胆固醇，磷脂等不参与机体的供能不参与机体的供能贮存脂质贮存脂质脂肪脂肪食物食物糖，氨基酸糖，氨基酸蛋白质蛋白质45重新合成细胞成分或合成酶，激素等生物活性物质重新合成细胞成分或合成酶，激素等生物活性物质 提供能量提供能量 蛋白质是生命活动的基础物质。如具有催化作用的酶、具有免疫功能的抗体、有运输作用 由多种氨基酸按特定的排列顺序通过肽键连接成有一定结构的高分子化合物 机体能量的去路机体能量的去路能源物质能源物质氧化氧化分解分解H2O+CO2能量释放能量释放热能热能 50%自由能自由能利利 用用 维持机体的体温维持机体的体温三磷酸腺苷三磷酸腺苷（ATP） 体内重要的储能物质，机体能量的直接提供者体内重要的储能物质，机体能量的直接提供者磷酸肌酸磷酸肌酸（CP） 高能磷酸键的贮存库高能磷酸键的贮存库 影响能量代谢的主要因素影响能量代谢的主要因素 * * 肌肉活动肌肉活动* * 精神活动精神活动* * 食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应* * 环境温度环境温度影响能量代谢的最主要因素影响能量代谢的最主要因素通过肌紧张及激素的作用增加产热通过肌紧张及激素的作用增加产热由食物引起机体额外增加产热量的现象由食物引起机体额外增加产热量的现象同样处于安静状态，进食后机体产热量较空腹时有所增加同样处于安静状态，进食后机体产热量较空腹时有所增加20-30度的环境中最为稳定度的环境中最为稳定环境温度过高或者过低均可使机体的能量代谢率升高环境温度过高或者过低均可使机体的能量代谢率升高基础代谢基础代谢 人体处于基础状态时的能量代谢人体处于基础状态时的能量代谢人体基础代谢测试人体基础代谢测试清晨，清醒，静卧，无肌肉活动清晨，清醒，静卧，无肌肉活动和精神紧张和精神紧张, ,禁食（空腹）禁食（空腹）1212小时以上，小时以上，室温保持在室温保持在20-2520-25度度基础代谢率基础代谢率 (BMR)：单位时间内机体在单位时间内机体在 基础状态下的能量代谢基础状态下的能量代谢!49基础代谢率（BMR）：基础状态下，每小时、每平方米体表面积的产热量。如甲状腺功能亢进的病人机体热产生增加，机体的基础代谢率增加，而甲状腺功能低下时，基础代谢率也下降不同劳动或运动状态时的能量代谢值不同劳动或运动状态时的能量代谢值肌肉活动形式肌肉活动形式平均产热量平均产热量 (KJ/m2 h)静卧休息静卧休息开开 会会擦擦 窗窗洗衣物洗衣物扫扫 地地打排球打排球打篮球打篮球踢足球踢足球163.68203.84497.81592.96681.821022.231452.271497.4551谢 谢！