能量代謝和體溫調(diào)節(jié).ppt

第七章 能量代謝與體溫調(diào)節(jié),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。,第一節(jié) 能量代謝,一、機(jī)體能量的來源和去路 (一)來源 1.糖:主要(70以上) 腦組織所需能量則完全來源于糖的有氧氧化。 2.脂肪：次之(30) 3.蛋白質(zhì)：很少(長期饑餓或極度消耗時，才成為主要能量來源)。,ATP,CP,ADP,能量,生物合成 分泌 神經(jīng)傳導(dǎo),肌肉收縮,熱能,外功,50%,能量,(二)去路：,糖 脂肪 蛋白質(zhì),維持體溫,二、能量代謝的測定 (一)能量代謝測定的基本原理 機(jī)體的能量代謝也遵循“能量守恒定律”,營養(yǎng)物質(zhì)分解釋放的總能量，應(yīng)等于機(jī)體產(chǎn)生的熱量和肌肉對外做功消耗的能量之和。如果能避免機(jī)體做功，然后測定機(jī)體在單位時間內(nèi)發(fā)散的總熱量或所消耗的食物量，可測算出整個機(jī)體在單位時間內(nèi)能量代謝的量，即能量代謝率。,（二）能量代謝的測定方法 1.直接測熱法：主要用來研究肥胖和內(nèi)分泌系統(tǒng)障礙 2.間接測熱法 間接測熱法原理：是利用“定比定律” ，即食物在氧化分解時，氧氣的消耗量和二氧化碳的產(chǎn)生量與機(jī)體熱能釋放量有一定的定比關(guān)系。 我們先測出耗氧量和二氧化碳產(chǎn)生量，再間接推出各類食物的氧化量和產(chǎn)熱量從而推算出能量代謝率。 為此，必須先了解與其相關(guān)的幾個概念：食物的熱價、氧熱價和呼吸商。,食物的熱價：1g食物在氧化時所釋放出來的熱量。,單位: kJ或kcal 糖 4.1kcal/g 17.15kJ/g 蛋白質(zhì) 4.3kcal/g 17.99kJ/g 脂肪 9.0kacl/g 39.75kJ/g,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。,糖 5.0kcal/L 20.66KJ/L 蛋白質(zhì) 4.5kcal/L 18.93KJ/L 脂肪 4.7kcal/L 19.58KJ/L,糖1.0， 脂肪0.71，蛋白質(zhì)0.80,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。 RQCO2產(chǎn)生量/耗O2量,RQ1.0 氧化糖； RQ0.70 氧化脂肪 RQ0.85一般飲食；RQ0.80或1.0長期饑餓,三種營養(yǎng)物質(zhì)氧化時的幾種數(shù)據(jù),營養(yǎng)物質(zhì) 糖 蛋白質(zhì) 脂肪 物理熱價 (kJ/g) 17.15 23.43 39.75 生物熱價 (kJ/g) 17.15 17.99 39.75 營養(yǎng)學(xué)熱價(kJ/g) 16.74 16.74 37.66 耗氧量 (L/g) 0.83 0.95 2.03 CO2產(chǎn)量 (L/g) 0.83 0.76 1.43 氧熱價(kJ/L) 20.66 18.93 19.58 呼吸商(RQ) 1.00 0.80 0.71,由于我們攝入的食物中蛋白質(zhì)不能完全氧化，而且組成人體的結(jié)構(gòu)蛋白在正常情況下不能被氧化，所以蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量可以忽略不計。 將一定時間內(nèi)，機(jī)體氧化非蛋白食物時的CO2產(chǎn)生量與耗O2量的比值稱為非蛋白呼吸商(NPRQ)。 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,簡易法： 測定單位時間內(nèi)的耗O2量和CO2產(chǎn)生量，算出RQ； 算出的RQ作為NPRQ查表得相應(yīng)的氧熱價（一般我們認(rèn)為混合膳食的NPRQ為0.82）； 產(chǎn)熱量= 耗O2量氧熱價。,三、影響能量代謝的因素 （一）肌肉活動 對能量代謝的影響最大 運(yùn)動或勞動的強(qiáng)度 消耗的能量 能量代謝值可作為評價勞動強(qiáng)度的指標(biāo),(二)環(huán)境溫度 1.人體安靜時的能量代謝,在2030的環(huán)境中較為穩(wěn)定。 2.環(huán)境溫度超過30，能量代謝率增加。 3.當(dāng)環(huán)境溫度低于20時，隨著溫度的不斷下降，機(jī)體產(chǎn)生寒戰(zhàn)和肌緊張增加以御寒，同時增加能量代謝率。,(三)食物的特殊動力效應(yīng) 人進(jìn)食后一段時間內(nèi)(從進(jìn)食后1h開始,持續(xù)78h),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)。,(四)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。,四、基礎(chǔ)代謝 1、概念 基礎(chǔ)代謝: 指基礎(chǔ)狀態(tài)下的能量代謝 基礎(chǔ)代謝率(BMR): 單位時間內(nèi)的基礎(chǔ)代謝,基礎(chǔ)狀態(tài): 人體處于清晨、清醒、靜臥，未作肌肉活動；前夜睡眠良好，無精神緊張、禁食12小時、室溫20250C、體溫正常。 能量消耗只用于維持心跳、呼吸等 維持生命所必需的基本生理活動。,2、測定條件 （1）禁食12-14h （2）清晨空腹 （3）平臥使肌肉放松，排除精神及心理影響 （4）室溫保持在20-25度之間 基礎(chǔ)代謝率與年齡，性別及身材大小有關(guān),我國人正常的基礎(chǔ)代謝率平均值 kJ/（h）,基礎(chǔ)代謝率、肺活量、腎小球?yàn)V過率、 心輸出量、主動脈和氣管的橫截面積 都與體表面積呈比例關(guān)系 體表面積（m2） =0.0061 身高（cm）+0.0128 體重（kg）0.1529,體表面積測算圖,3、 基礎(chǔ)代謝率的測定和其正常值,基礎(chǔ)代謝率,=,耗氧量氧熱價,體表面積,100%,呼吸商為0.82時的氧熱價為20.19KJ,4、 基礎(chǔ)代謝率的臨床意義 有助于診斷某些疾病 甲低：-40 -20 甲亢： +25%+80% 基礎(chǔ)代謝率： 發(fā)熱、糖尿病、紅細(xì)胞增多癥、白血病、 伴呼吸困難的心臟病等。 基礎(chǔ)代謝率 ： 阿狄森病、腎病綜合征、病理性饑餓、垂體性肥胖等。,為什么小腸是重要的吸收的場所？ 熱價、氧熱價、呼吸商 影響能量代謝的因素有哪些？ 何為基礎(chǔ)代謝和基礎(chǔ)代謝率？測定的臨床意義？,第二節(jié) 體溫調(diào)節(jié),概念：指機(jī)體深部的平均溫度，即體核溫度。 意義：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。,T 22心跳停止； T 43酶變性而死亡; T = 27低溫麻醉。,一、人體正常體溫及生理變動 （一）正常體溫 1.肛溫：正常為36.937.9。 2.口溫：約比直腸低0.2,為36.737.7。 3.腋溫：約比口腔低0.3,為36.037.4。 臨床常用口溫和腋溫。測定腋溫時要注意夾緊體溫計和測量時間（約需10min）。,（二） 體溫的正常變動,1.晝夜節(jié)律,一般是清晨26時最低，下午16時最高，波動幅度一般不超過1。,2.性別差異,成年女子體溫平均比男子高0.3。 女子基礎(chǔ)體溫隨月經(jīng)周期而產(chǎn)生周期性變動。 排卵前日最低，排卵后升高 0.30.6 。,3.年齡差異 新生兒體溫成年人老年人。,4.其他 肌肉活動時，肌肉代謝明顯增強(qiáng)，產(chǎn)熱增加，癲癇病人發(fā)作后T；小兒哭鬧時T 情緒激動、精神緊張、進(jìn)食等情況，都會影響體溫。 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,二、機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱 機(jī)體能夠維持體溫相對恒定，是由于在體溫調(diào)節(jié)機(jī)制下，產(chǎn)熱和散熱取得相對平衡的結(jié)果。,二、 機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱 （一）產(chǎn)熱過程 1.主要產(chǎn)熱器官： 內(nèi)臟器官、骨骼肌、腦 安靜時：內(nèi)臟器官 ，特別是肝臟 運(yùn)動或勞動時：骨骼肌 占90,2、產(chǎn)熱方式 1、基礎(chǔ)代謝產(chǎn)熱 2、額外代謝產(chǎn)熱：細(xì)胞代謝的各種激素 3、肌肉活動產(chǎn)熱：骨骼肌活動產(chǎn)熱； 寒戰(zhàn)骨骼肌活動產(chǎn)熱,機(jī)體在寒冷環(huán)境中的產(chǎn)熱方式 （1）寒戰(zhàn)產(chǎn)熱： 寒冷性肌緊張(戰(zhàn)栗前肌緊張) 骨骼肌緊張性增強(qiáng)的基礎(chǔ)上發(fā)生的不隨意的節(jié)律性收縮(頻率為9-11次/分) 機(jī)制： 冷感覺器 傳入神經(jīng) 戰(zhàn)栗的初級運(yùn)動中樞（下丘腦后部背外側(cè)靠近第三腦室壁） 腦干前角運(yùn)動神經(jīng)元 傳出神經(jīng)戰(zhàn)栗,特點(diǎn)： 屈肌和伸肌同時收縮，不做外功，產(chǎn)熱量增加很高，代謝率增加4-5倍 意義： 有利于維持機(jī)體在寒冷環(huán)境中的體熱平衡。,（2）非寒戰(zhàn)產(chǎn)熱 -又稱代謝產(chǎn)熱（能量代謝的多環(huán)節(jié)） 特點(diǎn)：褐色脂肪組織(brown fat tissue) 產(chǎn)熱量占70% 耗氧量多。 新生兒不發(fā)生戰(zhàn)栗 部位： 腹股溝、腋窩、肩胛下區(qū)、 頸部大血管周圍,3、產(chǎn)熱活動的調(diào)節(jié) （1）體液調(diào)節(jié) *甲狀腺激素：作用緩慢、持久 *E、NE、GH：作用迅速、時間短 （2）神經(jīng)調(diào)節(jié)： 寒冷刺激交感神經(jīng)興奮腎上腺髓質(zhì)活動 腎上腺素、去甲腎上腺素釋放 產(chǎn)熱,(二)散熱 散熱部位,主：皮膚,面積大 與外界接觸 血流豐富 有汗腺,次：肺、尿、糞,1、散熱方式：輻射、對流、傳導(dǎo)和蒸發(fā),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。 條件：體表溫度高于環(huán)境溫度 影響因素,機(jī)體的有效輻射面積,皮膚與環(huán)境的溫度差,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。,影響因素： 溫度差、 接觸面積、導(dǎo)熱性能 臨床應(yīng)用：水的比熱大，導(dǎo)熱性能好， 用冰帽、冰袋等給高熱病人降溫。,脂肪的導(dǎo)熱性差，因而肥胖者炎熱的天氣易出汗。,對流散熱：指體熱憑借空氣流動交換熱量的散熱方式。 影響因素：風(fēng)速 當(dāng)環(huán)境溫度升高到接近或等于皮膚溫度時，蒸發(fā)便成了唯一有效的散熱形式。,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)1g水散熱2.43kJ 分不感蒸發(fā)和可感蒸發(fā)兩種形式 當(dāng)氣溫體溫時，蒸發(fā)是唯一的散熱途徑,不感蒸發(fā)：又稱不顯汗。皮膚和呼吸道水分滲出而被蒸發(fā)掉，這種水分蒸發(fā)不被覺察，稱為不感蒸發(fā)。與汗腺的活動無關(guān)。 不感蒸發(fā)是持續(xù)進(jìn)行的。人體不感蒸發(fā)量約1000ml/日。 臨床上給病人補(bǔ)液時應(yīng)考慮到由不感蒸發(fā)丟失的體液量。,皮膚: 0.6-0.8L/d 呼吸: 0.2-0.4L/d,1L/d,可感蒸發(fā)：又稱發(fā)汗，是汗腺分泌的汗液形成可見汗滴后從體表蒸發(fā)帶走熱量的一種散熱形式。 受環(huán)境溫度和濕度的影響 寒冷或溫暖情況：無汗液分泌或少量 安靜狀態(tài)：環(huán)境溫度30時開始出汗，速度取決于參加活動汗腺數(shù)量和活動強(qiáng)度。 影響因素： 勞動強(qiáng)度、環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速,炎熱的氣候，短時間內(nèi)發(fā)汗量可達(dá)1.5L/h。 發(fā)汗散熱是通過汗液蒸發(fā)吸收體表熱量實(shí)現(xiàn)的。 若將汗液擦掉則不能起到蒸發(fā)散熱的效果；汗腺缺乏(如燒傷病人)或汗腺分泌障礙者，在熱環(huán)境中就可導(dǎo)致體溫升高危及生命。,汗液：,水分：99,最終排出的汗液成為低滲。機(jī)體大量出汗可造成高滲性脫水，要補(bǔ)充大量的水份和適量的aCl。,固體：,大部分為NaCl,其余為KCl、尿素、乳酸等,無葡萄糖和蛋白質(zhì),皮膚血管口徑的調(diào)節(jié)與散熱,2、散熱的調(diào)節(jié)： 皮膚血流量的調(diào)節(jié),交感神經(jīng)調(diào)控皮膚血管口徑，改變皮膚血流量和溫度。 影響輻射、對流和傳導(dǎo)散熱量。 環(huán)境溫度20-30且產(chǎn)熱量無明顯變化時的主要調(diào)節(jié)反應(yīng)。,（2）發(fā)汗調(diào)節(jié)：反射性調(diào)節(jié),發(fā)汗中樞：下丘腦,三、體溫調(diào)節(jié) 行為性體溫調(diào)節(jié) 自主性體溫調(diào)節(jié),自主性體溫調(diào)節(jié)： 機(jī)體在下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞的控制下增減皮膚血液、 出汗、戰(zhàn)栗及改變代謝率,維持產(chǎn)熱 = 散熱過程的動態(tài)平衡。,行為性體溫調(diào)節(jié): 機(jī)體在不同的溫度環(huán)境中的姿勢和行為，特別是人為了保溫或降溫所采取的措施，通過增減衣著、開電扇、空調(diào)等行為維持體溫穩(wěn)定的調(diào)節(jié)。 后者以前者為基礎(chǔ)，是對前者的補(bǔ)充。,(一)溫度感受器 1.外周溫度感受器：皮膚、粘膜、腹腔、內(nèi)臟 熱感受器 冷感受器 2.中樞溫度感受器：下丘腦、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和脊髓 熱敏神經(jīng)元：溫度升高其放電頻率增加 冷敏神經(jīng)元：溫度下降其放電頻率增加,(二)體溫調(diào)節(jié)中樞 雖然從脊髓到大腦皮層的整個CNS中都存在調(diào)節(jié)體溫的中樞結(jié)構(gòu) 調(diào)節(jié)體溫的基本中樞位于下丘腦 視前區(qū)下丘腦前部（ PO/AH ）在體溫調(diào)節(jié)中起著調(diào)定點(diǎn)的作用,(三)體溫調(diào)節(jié)機(jī)制 “調(diào)定點(diǎn)”學(xué)說 正常情況下，PO/AH起著調(diào)定點(diǎn)的作用，把體溫設(shè)定在37左右，此時產(chǎn)熱和散熱保持平衡。 體溫 熱敏神經(jīng)元 散熱產(chǎn)熱 體溫 回到調(diào)定點(diǎn) 體溫 冷敏神經(jīng)元 產(chǎn)熱散熱 體溫 回到調(diào)定點(diǎn),瘧疾三部曲：惡寒、高燒、出汗 致熱源引起發(fā)熱的機(jī)制 使PO/AH上移，使產(chǎn)熱和散熱在新的調(diào)定點(diǎn)達(dá)到平衡。即只有在更高的溫度下熱敏神經(jīng)元才興奮開始散熱，因此發(fā)熱開始前先出現(xiàn)惡寒戰(zhàn)栗等產(chǎn)熱反應(yīng)，直到體溫升高到39才出現(xiàn)散熱反應(yīng)。,臨床上發(fā)熱的病人如何降低體溫? 降溫措施 理論依據(jù) 冰袋、冰帽 增強(qiáng)傳導(dǎo)散熱 電扇、通風(fēng) 增強(qiáng)對流散熱 降低室溫.減衣 增強(qiáng)輻射散熱 酒清擦浴 增加蒸發(fā)散熱 用阿司匹林 下調(diào)調(diào)定點(diǎn) 用抗菌藥物 消除致熱原,體溫的調(diào)節(jié),寒冷：,體溫的調(diào)節(jié),寒冷,皮膚冷覺感受器興奮,下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞的分析綜合,刺激,傳入神經(jīng),皮膚血管收縮血流量減少散熱減少,皮膚立毛肌收縮