能量代謝與體溫h

1、第一節(jié),能量代謝,能量代謝：指體內(nèi)物質(zhì)代謝過程中所伴隨的能量,釋放、轉(zhuǎn)移、貯存和利用。,一、機(jī)體能量的來源與去路機(jī)體能量主要來源于三大營養(yǎng)物質(zhì)：糖、脂肪和蛋白質(zhì)。,經(jīng)氧化代謝，有50%轉(zhuǎn)化為熱能，其余以自由能形式貯存于ATP,或磷酸肌酸（CP）中。,1.糖,糖類食物,葡萄糖,ATP,葡萄糖是體內(nèi)主要的供能物質(zhì)。1分子（1mol）葡萄糖完全,氧化可生成 38 個（38mol）ATP，無氧酵解時只能生成2個,（2mol）ATP。腦組織

2、所需能量完全來源于糖的有氧氧化。,臨床：低血糖時可出現(xiàn)休克,有氧氧化,消化吸收,,2.脂肪,脂肪是體內(nèi)主要的能量貯存形式，也可直接供能。,脂肪,在長期饑餓或極度消耗時，蛋白質(zhì)才成為機(jī)體的能量來源,脂肪酸 →活化和β氧化 → 乙酰輔酶A → ATP3.蛋白質(zhì),甘油 → 在肝臟分解供能 → ATP,能源物質(zhì)釋放的能量有50%轉(zhuǎn)化為熱能，其余以自由能形式,貯存于ATP中。,蛋白質(zhì)→氨基酸→脫氨基氧化→ATP,,,,總結(jié)：體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)移、

3、貯存和利用,式轉(zhuǎn)化為另一種形式的過程中，既不增加，也不減,少。機(jī)體的能量代謝也遵循這一規(guī)律，即在整個能,量的轉(zhuǎn)化中，機(jī)體所利用的蘊(yùn)藏于食物中的化學(xué)能,與最終轉(zhuǎn)化成的熱能和所作的外功(肌肉收縮時的機(jī),械能等)，按其能量折算是完全相等的。,基于這一原理，測定一定時間內(nèi)機(jī)體所消耗的,食物量，或者測定機(jī)體的產(chǎn)熱量與所作的外功，即,可測算出整個機(jī)體在單位時間內(nèi)所消耗的能量。,二、能量代謝的測定原理和方法(一)能量代謝測定的原理根據(jù)熱力學(xué)

4、“能量守恒定律”，能量在由一種形,1.食物的熱價1ｇ食物在氧化時所釋放出來的熱量，稱為食物的,熱價。有生物熱價和物理熱價之分。,2.食物的氧熱價某種食物氧化時,每消耗1L氧所產(chǎn)生的熱量稱為該,種食物的氧熱價。,(二)與能量代謝測定有關(guān)的概念,3.呼吸商(RQ)指一定時間內(nèi)，機(jī)體的CO2產(chǎn)生量與耗O2量的比值。CO2產(chǎn)生量（ml）RQ＝————————————————耗O2量（ml）,■由于各種食物在體

5、內(nèi)氧化時的耗O2量、CO2產(chǎn)生量,的不同，故各種食物的氧熱價不同。,三種營養(yǎng)物質(zhì)氧化時的相關(guān)數(shù)據(jù)───────────────────────────物 質(zhì) 耗氧量 產(chǎn)CO2量 物理熱價 生物熱價 氧熱價 呼吸商(L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/g) (RQ)───────────────────────────,糖,0.83 0.83 17.0,17.0,21.0,1.

6、00,脂 肪,1.98 1.43 39.8,39.8,19.7,0.71,蛋白質(zhì) 0.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.80───────────────────────────,RQ＝1.0 →氧化糖；,RQ＝0.70 →氧化脂肪,RQ＝0.82～0.85 →一般飲食(混合食物),■非蛋白呼吸商(NPRQ),指一定時間內(nèi)，機(jī)體氧化非蛋白食物時的CO2產(chǎn),生量與耗O2量的比值。,

7、整體產(chǎn)生CO2總量－分解蛋白產(chǎn)生CO2量※NPRQ＝─────────────────整體耗O2總量－分解蛋白耗O2量※※ 分解蛋白產(chǎn)生CO2量 = NP×6.25×0.76(L)※ 分解蛋白耗O2量 = NP×6.25×0.94(L)6.25=每產(chǎn)生1g尿氮(NP)需氧化蛋白6.25g0.76(L)=每氧化1g蛋白的產(chǎn)生CO2量0.94(L)=每氧

8、化1g蛋白的耗O2 量,,,,,,非蛋白呼吸商(NPRQ)和氧熱價,※,※,(三)能量代謝的測定方法,1.直接測熱法直接測熱法是利用不同類型的測熱裝置，直接搜集,機(jī)體在一定時間內(nèi)發(fā)散出來的總熱量的方法。,2.間接測熱法⑴間接測熱法原理是利用“ 定比定律” ，測算出一定時間內(nèi)氧化的,糖、脂肪和蛋白質(zhì)各有多少，再計(jì)算出它們所釋放出,的熱量。,⑵間接測熱法的步驟,①測定機(jī)體在一定時間內(nèi)的CO2產(chǎn)生量和耗O2量②測定尿氮排

9、出量③計(jì)算出非蛋白呼吸商（NPRQ）④查出非蛋白食物氧熱價⑤計(jì)算出非蛋白食物的產(chǎn)熱量⑥計(jì)算出總產(chǎn)熱量,,,,,,⑶簡化計(jì)算方法,①將混合膳食的RQ定為0.82；查表得氧熱價為20.19kJ,②測定單位時間的耗氧量Vo2(用肺量計(jì)測定耗氧量）,③計(jì)算單位時間（h或min）的產(chǎn)熱量：,公式：產(chǎn)熱量＝氧熱價×耗氧量/(h或min)產(chǎn)熱量（千焦kJ /h或min）＝20.19×Vo2產(chǎn)熱量（焦耳

10、J /h或min）＝2.02×104 ×Vo2產(chǎn)熱量（千卡kcal /h或min）＝4.825×Vo2,(四)能量代謝的衡量標(biāo)準(zhǔn),◆測定不同個體的能量代謝時，是以單位時間內(nèi)每m2體表面積,的產(chǎn)熱量作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，單位為：,kJ／m2(體表面積).h,或者 kJ／m2(體表面積).min,④即計(jì)算得出單位時間的產(chǎn)熱量后再除以體表面積,◆機(jī)體的多種生理活動(如心輸出量、肺活量、主動脈和氣管,的橫截面、腎小球?yàn)V

11、過率)均與體表面積成正比關(guān)系，這就是,“體表面積定律”。機(jī)體的能量代謝也遵循這一規(guī)律，即產(chǎn)熱,量與體表面積成正比。,◆測量人的體表面積，可根據(jù)身高和體重兩項(xiàng)數(shù)值進(jìn)行推,算，按斯蒂溫遜(Steuenson)公式推算：,體表面積(m2)=0.0061×身高(cm)＋0.0128×體重(kg)－0.1529,,,,人體表面積測算用圖,,三、影響能量代謝的因素,(一)肌肉活動骨骼肌的活動對于能量代,謝的影響最為顯著，即使人

12、體輕微的肌肉活動也可提高能量代謝率。這是由于人在運(yùn)動或從事,體力勞動時肌肉收縮，因此需要補(bǔ)給能量，而能量的提,高則需要更多的營養(yǎng)物質(zhì)的,氧化，于是耗氧量增加，能量代謝率提高。,機(jī)體不同狀態(tài)時的能量代謝率,───────────────狀態(tài) 產(chǎn)熱量(KJ/m2.min)───────────────躺臥 2.73開會 3.40擦窗子 8.30,洗衣掃

13、地打排球,9.8911.3717.05,打籃球,24.22,踢足球 24.98持重機(jī)槍躍進(jìn) 42.39───────────────,(二)精神活動,人在平靜地思考問題時，能量代謝受到的影響不,大，其產(chǎn)熱量一般不超過4%。,但精神處于緊張狀態(tài)(煩躁、恐懼、情緒激動等),時，由于會導(dǎo)致無意識的肌肉緊張性增強(qiáng)、交感神,經(jīng)興奮及促進(jìn)代謝的內(nèi)分泌激素釋放增多等原因，,產(chǎn)熱量可顯著增加↑。,(三)食物的特殊動力效應(yīng)

14、人進(jìn)食后一段時間內(nèi)(從進(jìn)食后1h開始,持續(xù)7～,8h),即使同樣處于安靜狀態(tài),但產(chǎn)熱量卻比進(jìn)食前,有所增加，食物能使機(jī)體產(chǎn)生“額外” 熱量的現(xiàn)象稱,為食物的特殊動力效應(yīng)。,各種營養(yǎng)物質(zhì)的食物特殊動力效應(yīng)不同，進(jìn)食蛋,白質(zhì)時產(chǎn)熱量增加30％，混合性食物增加10％，糖,和脂肪增加4～6％。,其產(chǎn)生的機(jī)制尚不十分清楚，可能與肝臟處理蛋,白分解產(chǎn)物時的額外能量消耗有關(guān)。,(四)環(huán)境溫度,人體安靜時的能量代謝,在20～30℃的環(huán)境中較,為穩(wěn)

15、定。,環(huán)境溫度超過30℃，能量代謝率增加↑ 。當(dāng)環(huán)境溫度低于20℃時，隨著溫度的不斷下降，,機(jī)體肌緊張加強(qiáng)，產(chǎn)生寒戰(zhàn)以御寒，能量代謝率增,加↑ 。,,,四、基礎(chǔ)代謝,機(jī)體在基礎(chǔ)狀態(tài)下的能量代謝稱為基礎(chǔ)代謝?；A(chǔ)代謝率(BMR)：單位時間內(nèi)的基礎(chǔ)代謝。,■基礎(chǔ)狀態(tài)的條件：,①清晨空腹，即禁食12～14h，前一天應(yīng)清淡、不要太飽的,飲食，以排除食物特殊動力效應(yīng)的影響,②平臥，全身肌肉放松，盡力排除肌肉活動的影響,③清醒且情緒安定，以

16、排除精神緊張的影響,④室溫18-25℃，排除環(huán)境溫度的影響,,■基礎(chǔ)代謝率(BMR)的測定和正常值,1.BMR的測定：通常采用簡易測熱法2.BMR正常值：＝平均值±10％～±15％＞平均值±20％→可能是病態(tài),3.計(jì)算：臨床意義,BMR升高甲亢：+25％～+80％；發(fā)燒：體溫每升高1℃，BMR升高13%；糖尿病、紅細(xì)胞增多癥、白血病時BMR也升高。BMR降低甲減：-20

17、％～-40％ ；腎上腺皮質(zhì)功能低下、腦垂體功能低下時BMR也降低。,實(shí)測值－平均值平均值,×100％,,,■基礎(chǔ)代謝率(BMR)的測定實(shí)例,某受測者，男性，20歲，在基礎(chǔ)狀態(tài)下1小時的,耗氧量為15升（L），其體表面積為1.5m2。,1.計(jì)算其BMR：,產(chǎn)熱量＝氧熱價（kJ /h）×耗氧量Vo2(L/h)產(chǎn)熱量＝20.19×15,20.19×151.5,20歲男子的正常BMR平均值

18、為157.8 kJ/m2.h,2.超出正常值的百分?jǐn)?shù)為：,201.8－157.8157.8,BMR正常值：平均值±10％～±15％,BMR ＝,＝201.8 kJ/m2.h,＝＋28％,,,,第二節(jié),體溫,體溫既指機(jī)體的溫度，分,為機(jī)體的深部溫度（體核溫,度）和表層溫度。,體溫的相對恒定是機(jī)體新,陳代謝和一切生命活動正常,進(jìn)行的必需條件。,體溫＜ 22℃→心跳停止,體溫＞ 43℃→酶變性而死亡,體溫＝ 27℃→

19、低溫麻醉,一、體溫的正常值◆肛溫：正常為36.9～37.9℃?！艨跍兀杭s比直腸低0.2℃,為36.7～37.7℃?！粢笢兀杭s比口腔低0.3℃,為36.0～37.4℃。臨床常用口溫和腋溫。測定腋溫時要注意夾緊體溫計(jì)，保證測量時間,（約需10min）和腋窩干燥。,二、體溫的正常變動,（一）晝夜節(jié)律變化,人的體溫在一晝夜中呈現(xiàn)周期性波動，稱為體溫的晝,夜節(jié)律。清晨2～6時最低，午后1～6時最高，最低

20、和最,高體溫波動不超過1.0 ℃ 。,體溫的晝夜節(jié)律是一種生物節(jié)律，由體內(nèi)生物鐘控制,的，下丘腦的視交叉上核可能是體溫晝夜節(jié)律的控制中,心。,（二）年齡差異,新生兒體溫＞成年人＞老年人。,（三）肌肉活動,肌肉活動時，肌肉代謝明顯增強(qiáng)，產(chǎn)熱增加，體溫升,高。,,,,（五）其它,◆如情緒激動、精神緊張、進(jìn)食等情況，都會影響體溫，,使體溫升高。,◆全身麻醉時，會因抑制體溫調(diào)節(jié)中樞和擴(kuò)張血管的作用,及骨骼肌松弛，使體溫降低。,（四）性別差異,◆

21、成年女子體溫平均比男子高0.3℃?！襞踊A(chǔ)體溫隨月經(jīng)周期而產(chǎn)生周期性變動。排卵前日,最低（約1.0 ℃），排卵后升高0.3～0.6℃ 。,,三、機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱(一)產(chǎn)熱過程1.主要的產(chǎn)熱器官,安靜狀態(tài)：主要產(chǎn)熱器官是內(nèi)臟（主要是肝臟，其,次是腦）。,活動狀態(tài)：主要產(chǎn)熱器官是骨骼肌。劇烈運(yùn)動時，,產(chǎn)熱量可增加40倍。,2.人在寒冷環(huán)境中的產(chǎn)熱形式人在寒冷環(huán)境中，機(jī)體要維持體溫穩(wěn)定，需通過戰(zhàn),栗產(chǎn)熱和非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱來增加產(chǎn)

22、熱量。,（1）戰(zhàn)栗產(chǎn)熱,戰(zhàn)栗（寒戰(zhàn)）是指在寒冷環(huán)境中骨骼肌發(fā)生不隨意,的節(jié)律性收縮。此時，機(jī)體的代謝率可增加4～5倍。,（2）非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱,◆非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱又稱代謝產(chǎn)熱，其中以褐色脂肪組織,（BFT）的產(chǎn)熱量為最大，約占非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱的70％。,◆BFT分布于腹股溝、腋窩、肩胛下區(qū)、頸部大血,管周圍。,◆非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱對新生兒尤為重要。,,,體液調(diào)節(jié)在寒冷環(huán)境幾周后↓甲狀腺↓T3、T4 ↑↓

23、代謝率↑(增加20％～30％)↓產(chǎn)熱量↑,特點(diǎn)：,作用緩慢，維持時間長。,神經(jīng)調(diào)節(jié)突然的寒冷刺激時↓交感-腎上腺髓質(zhì)↓NE、E↑↓產(chǎn)熱量↑,特點(diǎn)：,作用迅速，維持時間短。,3. 產(chǎn)熱活動的調(diào)節(jié),（1）神經(jīng)調(diào)節(jié) 交感－腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng),（2）體液調(diào)節(jié) 甲狀腺分泌甲狀腺激素（T3、T4）,,,,,1.散熱部位,主：皮膚,面積大,與外界接觸血流豐富有汗腺,次：呼吸（熱喘）、

24、尿便,2.皮膚的散熱方式,(二)散熱過程,散熱部位,輻射散熱,傳導(dǎo)散熱對流散熱蒸發(fā)散熱,皮膚的散熱方式有4種:,,⑴輻射散熱,指體熱以熱射線形式傳給溫度較低的周圍環(huán)境中,的散熱方式。,輻射散熱量的多少取決于機(jī)體的有效輻射面積與皮,膚與環(huán)境的溫度差。,⑵傳導(dǎo)散熱指體熱直接傳給與機(jī)體相接觸的低溫物體的散熱,方式。如皮膚將熱量傳遞給空氣或水。,水的導(dǎo)熱性好，因此臨床上常利用冷水袋或冰袋為高熱患者,降溫。,脂肪的導(dǎo)熱性差，因而肥胖者炎

25、熱的天氣易出汗。,⑶對流散熱,指體熱憑借空氣流動交換熱量的散熱方式。,對流散熱是傳導(dǎo)散熱的一種特殊形式，對流散熱量,主要取決于氣溫和風(fēng)速。,⑷蒸發(fā)散熱,指體液的水分在皮膚和粘膜表面由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣,態(tài)，同時帶走大量熱量的散熱方式。,蒸發(fā)散熱分為不感蒸發(fā)和可感蒸發(fā)。蒸發(fā)1g水（汗,液）可使機(jī)體散發(fā)2.43kJ的熱量。,當(dāng)氣溫≥體溫時，蒸發(fā)是唯一的散熱途徑,①不感蒸發(fā)不感蒸發(fā)又稱不顯汗。指機(jī)體水分直接透出皮膚和粘,膜表面，在未聚成明顯水滴

26、前蒸發(fā)掉的散熱形式,不 感 蒸 發(fā) 是 持 續(xù) 進(jìn) 行 的 ， 一 般 蒸 發(fā) 量 為 12 ～,15g/h .m2。人體不感蒸發(fā)量每日約1000ml，皮膚蒸發(fā)約,600～800ml，呼吸蒸發(fā)約200～400ml。,②發(fā)汗(可感蒸發(fā))◆人在安靜狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到30℃左右時，便,開始發(fā)汗；如果空氣濕度大、衣著又多時，氣溫在25℃,時便可發(fā)汗；,◆機(jī)體活動時，由于產(chǎn)熱量增多，雖然環(huán)境溫度低，,亦可發(fā)汗。,◆發(fā)汗量與環(huán)境溫度和濕度有

27、關(guān)。炎熱的氣候，短時,間內(nèi)發(fā)汗量可達(dá)1.5L/h。,3.汗腺與汗液,（1）汗腺,◆人體的小汗腺分布于全身皮膚，受交感神經(jīng)單一支,配，其節(jié)后纖維為膽堿能纖維，末梢釋放的遞質(zhì)主要是,乙酰膽堿（Ach）。,◆掌心和足底的一些與精神性發(fā)汗有關(guān)的汗腺受交感腎,上腺素能神經(jīng)支配，遞質(zhì)為去甲腎上腺素。,（2）發(fā)汗中樞,◆溫?zé)嵝园l(fā)汗的中樞在下丘腦（體溫調(diào)節(jié)中樞內(nèi)）。,◆精神性發(fā)汗的中樞在大腦皮層的運(yùn)動前區(qū)。,（3）汗液,汗液中水分占99%，而固體成分則

28、不到1%。固體成分,中，大部分為氯化鈉，也有少量氯化鉀、尿素等，而葡,萄糖和蛋白質(zhì)的濃度幾乎是零，所以汗液是低滲的。,◆機(jī)體因大量發(fā)汗造成脫水時，是屬于高滲性脫水。,,,,,,,與體溫調(diào)節(jié)無關(guān)，可能與濕潤手掌和足跖，增加摩擦力有關(guān)。,散發(fā)體熱，對體溫調(diào)節(jié)有重要作用。,意義,情緒激動或精神緊張,溫?zé)岽碳?刺激因素,交感腎上腺素能纖維，遞,質(zhì)為去甲腎上腺素,交感神經(jīng)的膽堿能節(jié)后,纖維，遞質(zhì)為乙酰膽堿,神經(jīng),纖維,和遞,質(zhì),汗腺局限分

29、布于手掌、足,汗腺分布于全身絕大部,汗腺,分布 分皮膚(手掌、足跖除外） 跖、前額等部位,精神性發(fā)汗,溫?zé)嵝园l(fā)汗,■ 總結(jié)：溫?zé)嵝园l(fā)汗和精神性發(fā)汗,四、體溫調(diào)節(jié)自主性體溫調(diào)節(jié)：戰(zhàn)栗、發(fā)汗、調(diào)節(jié)皮膚血流量行為性體溫調(diào)節(jié)：增減衣物、運(yùn)動、調(diào)整姿勢,(一)溫度感受器,1.外周溫度感受器,⑴分布：全身皮膚、某些粘膜和腹腔內(nèi)臟等處,⑵類型：分為溫覺感受器和冷覺感受器,⑶作用：溫度感受器傳入沖動到達(dá)中樞后，除產(chǎn)生,溫覺之外，還能引起體溫調(diào)節(jié)

30、反應(yīng)。,⑷特點(diǎn)：冷覺感受器在皮膚的分布密度為溫覺感受,器的4～10倍，因此外周溫度感受器的作用主要是監(jiān),測皮膚溫度的降低。,2.中樞溫度感受器（溫度敏感神經(jīng)元）,視前區(qū)－下丘腦前部（PO/AH）中的溫度敏感神經(jīng),元能感受局部腦溫的變化，稱為中樞溫度感受器。,⑴分布：下丘腦、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和脊髓等處,⑵分類：分為熱敏神經(jīng)元和冷敏神經(jīng)元,血液溫度↑→熱敏神經(jīng)元沖動發(fā)放頻率↑血液溫度↓→冷敏神經(jīng)元沖動發(fā)放頻率↑,■ 下丘腦前部（PO/AH）