生理學(xué)第7章能量代謝與體溫

1、生理學(xué)第7章能量代謝與體溫第一節(jié) 能量代謝 合成代謝 耗能 新陳代謝（物質(zhì)代謝） 分解代謝 放能 能量代謝的概念:物質(zhì)代謝過程中伴隨著的能 量的釋放、轉(zhuǎn)移、貯存和利用，稱為能量 代謝。 一 、機(jī)體能量的來源與去路 糖 ：70% 來源 脂肪：4050% 蛋白質(zhì)：數(shù)量很少 1. 糖腦組織所需能量完全來源于糖的有氧氧化。當(dāng)機(jī)體缺氧和血糖水平過低時(shí)，均可導(dǎo)致腦功能障礙，甚至出現(xiàn)低血糖性休克。方式：有氧氧化與無氧酵解。 2. 脂肪為機(jī)體主要的貯能物質(zhì)。是機(jī)體短期饑餓時(shí)的主要供能物質(zhì)供能方式:有氧氧化特點(diǎn):釋放能量多，為同等重量糖 的二倍。3. 蛋白質(zhì)一般用作構(gòu)成細(xì)胞成分，及合成酶和激素等生物活性物質(zhì)，不

2、做為供能物質(zhì)。但在長期饑餓，能源缺乏時(shí)才不得已用于供能 。 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。除骨骼肌運(yùn)動(dòng)時(shí)所完成的機(jī)械外功，其余的自由能最終也轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?二)能量去路(三)能量代謝的測(cè)定方法1.直接測(cè)熱法：直接測(cè)量從機(jī)體體表、呼出氣、尿液和糞便排出的總熱量。如果不做外功，該熱量就是機(jī)體代謝的全部熱量。這種方法測(cè)定準(zhǔn)確，但設(shè)備復(fù)雜，操作繁瑣，現(xiàn)已極少應(yīng)用。2.間接測(cè)熱法： 間接測(cè)熱法原理：是利用“定比定律”，測(cè)算出一定時(shí)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。 食物的熱價(jià):1食物在氧化時(shí)所釋放出來的熱量，稱為食物的熱價(jià)。 物理熱價(jià)：

3、指食物在體外燃燒時(shí)釋放的熱量。 生理熱價(jià)：指在體內(nèi)氧化時(shí)所產(chǎn)生的熱量。 糖與脂肪：物理熱價(jià)生理熱價(jià) 蛋 白 質(zhì)：物理熱價(jià)生理熱價(jià)（蛋白質(zhì)在體內(nèi)不能被徹底氧化分解，有一部分以尿素的形式由尿中排泄）。 食物的氧熱價(jià)：某種食物氧化時(shí),每消耗1L氧所產(chǎn)生的熱量稱為該種食物的氧熱價(jià)。由于各種食物在體內(nèi)氧化時(shí)的耗O2量、CO2產(chǎn)生量的不同，故各種食物的氧熱價(jià)不同。三種營養(yǎng)物質(zhì)氧化的幾種數(shù)據(jù) 物 質(zhì)耗氧量 產(chǎn)CO2量 物理熱價(jià) 生理熱價(jià) 氧熱價(jià) 呼吸商(L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/g) (R Q) 糖 0.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.00 脂 肪 1.98

4、 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71 蛋白質(zhì) 0.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.85 能量代謝率=6min耗氧量10氧熱價(jià) 體表面積 體表面積計(jì)算 體表面積（m2）=0.0061身高（cm）+0.0128 體重（kg）0.1529 ，簡化法計(jì)算，如圖：二、影響能量代謝的因素(一)肌肉活動(dòng) 肌肉活動(dòng)對(duì)能量代謝的影響最大。全身劇烈活動(dòng)時(shí)，短時(shí)間內(nèi)其總產(chǎn)熱量比安靜時(shí)高出數(shù)十倍。表7-3 機(jī)體不同狀態(tài)時(shí) 的能量代謝率 狀態(tài) 產(chǎn)熱量(KJ/m2.min) 躺臥 2.73開會(huì) 3.40擦窗子 8.30洗衣 9.89掃地 11.37打排球 17.05打籃球 24.22踢足球

5、 24.98持重機(jī)槍躍進(jìn) 42.39（二） 精神活動(dòng)精神緊張、情緒激動(dòng) 能量代謝機(jī)理:激動(dòng)時(shí) 骨骼肌的緊張性 能量代謝交感神經(jīng)興奮 兒茶酚胺釋放 能量代謝率 (三)食物的特殊動(dòng)力效應(yīng)人進(jìn)食后一段時(shí)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，這些 “額外” 熱量是由進(jìn)食引起的。 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(dòng)力效應(yīng)。 各種營養(yǎng)物質(zhì)的食物特殊動(dòng)力效應(yīng)不同：蛋白質(zhì)：30%糖：4%脂肪：6%混合食物：10% 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(shí)的額外能量消耗有關(guān)。(四)環(huán)境溫度 1.人體安靜時(shí)的能量代謝,在2030的環(huán)

6、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(shí)，隨著溫度的不斷下降，機(jī)體產(chǎn)生寒戰(zhàn)和肌緊張?jiān)黾右杂?，同時(shí)增加能量代謝率。4.艦艇艙內(nèi)溫度可高達(dá)60,故艦員的能量代謝率很高。三、基礎(chǔ)代謝與基礎(chǔ)代謝率(一) 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。 基礎(chǔ)狀態(tài)的條件如下： 清晨空腹，即禁食1214h，前一天應(yīng)清淡、不要太飽的飲食，以排除食物特殊動(dòng)力效應(yīng)的影響。 平臥，全身肌肉放松，盡力排除肌肉活動(dòng)的影響。 清醒且情緒安閑，以排除精神緊張的影響。 室溫18-25，排除環(huán)境溫度的影響。(二)BMR的測(cè)定和正常值 1.BMR的測(cè)定:(通常采用簡易法) 把基礎(chǔ)狀態(tài)下的

7、氧熱價(jià)定為20.195KJ。測(cè)出1h內(nèi)(測(cè)6min的耗氧量10)的耗氧量。 測(cè)出體表面積。 按下面公式計(jì)算出BMR實(shí)測(cè)值： BMR實(shí)測(cè)值20.195耗氧量體表面積 對(duì)照表7-1的BMR平均值,按下面公式計(jì)算出BMR相對(duì)值： BMR相對(duì)值BMR實(shí)測(cè)值-BMR平均值BMR平均值100%2、BMR的正常水平及其異常變化BMR正常值：1015臨床常用簡便法：BMR（%）=脈率+脈壓（mmHg）-111BMR測(cè)定的臨床意義 ： 有助于診斷某些疾病 +20% 提示甲亢或見于糖尿病、白血病、發(fā)熱 20% 提示甲減或見于腎病綜合征、病理性饑餓、垂體性肥胖 第二節(jié) 體溫 1.體溫的概念:機(jī)體深部的平均溫度。 （

8、1）體表溫度（shell temperature）：數(shù)值低，不穩(wěn)定，各部差異大 （2）體核溫度（core temperature ）：數(shù)值高，穩(wěn)定，各部差異小概念：指身體深部的平均溫度，即體核溫度。意義：體溫的相對(duì)恒定是機(jī)體新陳代謝和一切生命活動(dòng)正常進(jìn)行的必需條件。 體溫過高、過低都會(huì)影響酶的活性，導(dǎo)致生理功能的障礙，甚至造成死亡。如：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(dòng)（一）體溫的測(cè)定通常體溫的測(cè)量部位為腋窩、口腔和直腸溫。 直腸溫度 正常值：36.9 - 37.9；測(cè)量時(shí)應(yīng)將肛表插入直腸6cm以上。口腔溫度 正常值： 36.7 - 37.

9、7；嬰幼兒和行為不能自控的人不能采用。腋窩溫度 正常值： 36.0 - 37.4；測(cè)量時(shí)應(yīng)使腋窩緊閉，測(cè)量時(shí)間不少于10分鐘。 肛溫比較接近機(jī)體深部的溫度，但由于測(cè)試不便，臨床常用口溫和腋溫。測(cè)定腋溫時(shí)要注意夾緊體溫計(jì)和測(cè)量時(shí)間。另外，科研中還常用食管溫度（=體核溫度）、鼓膜溫度（=下丘腦溫度）。（二） 體溫的生理變動(dòng)1. 晝夜變化:清晨 2:00-6:00 最低 午后 1:00-6:00 最高2. 性別:女子比男子高0.3 度 女子基礎(chǔ)體溫隨月經(jīng)周期而變動(dòng)(如圖)3. 年齡：新生兒(早產(chǎn)兒)易受隨環(huán)境溫度影響，老年人體溫偏低4、其他 肌肉運(yùn)動(dòng)、情緒激動(dòng)、精神緊張、進(jìn)食、 全身麻醉二、 機(jī)體的

10、產(chǎn)熱和散熱 （一）機(jī)體的產(chǎn)熱過程 1. 主要產(chǎn)熱器官：有：內(nèi)臟器官、骨骼肌、腦 安靜時(shí)：內(nèi)臟器官 ，特別是肝臟 運(yùn)動(dòng)或勞動(dòng)時(shí)：骨骼肌 占90 2.產(chǎn)熱形式 戰(zhàn)栗產(chǎn)熱：骨骼肌不隨意的節(jié)律性收縮， 其特點(diǎn)是屈肌和伸肌同時(shí)收縮，不做外功但產(chǎn)熱量很高。 實(shí)際上，機(jī)體在寒冷環(huán)境中，通常在戰(zhàn)栗之前，首先出現(xiàn)戰(zhàn)栗前肌緊張，當(dāng)肌緊張上升到一臨界水平時(shí)就轉(zhuǎn)變?yōu)閼?zhàn)栗。 非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱：又稱代謝產(chǎn)熱，機(jī)體所有的組織器官都能進(jìn)行代謝產(chǎn)熱，但以褐色脂肪組織的產(chǎn)熱量最大（約占70%）。此外，交感神經(jīng)興奮、甲狀腺激素、腎上腺髓質(zhì)激素分泌增多，都可促進(jìn)分解代謝而增加產(chǎn)熱量。 (二)散熱1.散熱部位：主：皮膚面積大與外界接觸血流豐

11、富有汗腺次：肺、尿、糞 2.散熱方式： 當(dāng)外界氣溫人體表層溫度時(shí)，人體主要通過輻射、傳導(dǎo)和對(duì)流方式散熱，其散熱量約占總量70。 當(dāng)外界溫度或皮膚溫度時(shí)，機(jī)體的散熱是依靠蒸發(fā)方式散熱。 (1) 輻射散熱（thermal radiation） 是機(jī)體以熱射線（紅外線）形式將熱能傳給外界較冷物體的一種散熱方式。條件：體表溫度高于環(huán)境溫度影響因素： 體表溫度與環(huán)境溫度差 有效輻射面積 (2)傳導(dǎo)散熱 是指機(jī)體將熱量直接傳給同它接觸的較冷的物體的一種散熱方式。影響因素： 溫度差 接觸面積 導(dǎo)熱性能(3) 對(duì)流散熱 指通過氣體或液體的流動(dòng)散發(fā)體熱的形式，是傳導(dǎo)散熱的一種特殊形式。影響因素：風(fēng)速(4)蒸發(fā)散

12、熱通過水分從體表蒸發(fā)散熱的一種方式。蒸發(fā)1g水散熱2.43kJ 當(dāng)環(huán)境溫度超過體表溫度時(shí)，其是機(jī)體唯一的散熱方式。影響因素：濕度大，不易散熱 風(fēng)速大，散熱快蒸發(fā)散熱分不感蒸發(fā)和出汗 指水分直接透出皮膚和粘膜表面，在未聚成明顯的水滴以前便蒸發(fā)掉的一種散熱方式。1L/d不感蒸發(fā)發(fā)汗：又稱可感蒸發(fā)。 發(fā)汗的影響因素：受勞動(dòng)強(qiáng)度、環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速等影響。 勞動(dòng)、氣溫 出汗速度 散熱 濕度 蒸發(fā)困難出汗 風(fēng)速 蒸發(fā)容易、出汗 汗液： 水分：99 汗液流經(jīng)汗腺排出管的起始部時(shí)，有一部分NaCl可被重吸收，從而使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

13、：大部分為NaCl其余為KCl、尿素、乳酸等無葡萄糖和蛋白質(zhì) 在環(huán)境溫度為21時(shí)人體散熱方式及其所占比例散熱方式 百分?jǐn)?shù)（）輻射 傳導(dǎo) 對(duì)流 70皮膚水分蒸發(fā) 27呼吸 2尿、糞 1常用降溫措施及其理論依據(jù) 降溫措施:理論依據(jù): 冰袋、冰帽 電扇、通風(fēng) 降低室溫、減衣 酒清擦浴 用阿司匹林 用抗菌藥物 增強(qiáng)傳導(dǎo)散熱 增強(qiáng)對(duì)流散熱增強(qiáng)輻射散熱增加蒸發(fā)散熱下調(diào)調(diào)定點(diǎn)消除致熱原 3.散熱的調(diào)節(jié)： 皮膚循環(huán)的調(diào)節(jié)：機(jī)體通過交感N調(diào)控著皮膚血管的口徑，以改變其血流量，改變皮膚溫度，從而影響輻射、對(duì)流和傳導(dǎo)散熱量。 發(fā)汗的調(diào)節(jié)： 是反射性調(diào)節(jié) 行為性體溫調(diào)節(jié) 類型 自主性體溫調(diào)節(jié) 三、 體溫調(diào)節(jié) 自主性體

14、溫調(diào)節(jié)： 機(jī)體在下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞的控制下，通過增減皮膚血流量、出汗、戰(zhàn)栗及改變代謝率等生理反應(yīng)，來維持機(jī)體產(chǎn)熱和散熱過程的動(dòng)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(shì)和行為，特別是人為了保溫或降溫所采取的措施，稱為行為性體溫調(diào)節(jié)。后者以前者為基礎(chǔ)，是對(duì)前者的補(bǔ)充(一)溫度感受器 1.外周溫度感受器 分布：全身皮膚、某些粘膜和腹腔內(nèi)臟等處。 類型：溫覺感受器和冷覺感受器 皮溫30時(shí)冷覺感受器+冷覺 皮溫35時(shí)溫覺感受器+溫覺 作用：溫度感受器傳入沖動(dòng)到達(dá)中樞后，除產(chǎn)生溫覺之外，還能引起體溫調(diào)節(jié)反應(yīng)。 2.中樞性溫度敏感神經(jīng)元 分類：熱敏神經(jīng)元和冷敏神經(jīng)元血溫?zé)崦羯窠?jīng)元沖動(dòng)發(fā)放頻率血溫冷敏神經(jīng)元沖動(dòng)發(fā)放頻率 分布：下丘腦、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和脊髓等處 在視前區(qū)-下丘腦前部(PO/AH)分布較多的熱敏神經(jīng)元和少量冷敏神經(jīng)元。加溫PO/AH PO/AH的熱敏N元+ 散熱反應(yīng)產(chǎn)熱反應(yīng)冷卻PO/AH PO/AH的冷敏N元+ 散熱反應(yīng)產(chǎn)熱反應(yīng)(二)體溫調(diào)節(jié)中樞基本中樞：位于視前區(qū)下丘腦前部（PO/AH） 實(shí)驗(yàn)依據(jù)：分段切除：只要保持下丘腦及其以下神經(jīng)結(jié)構(gòu)完整，體溫即可保持恒定破壞PO/AH區(qū)，體溫調(diào)節(jié)減弱或消失現(xiàn)認(rèn)為下丘腦的PO/AH區(qū)是體溫調(diào)節(jié)中樞整合機(jī)構(gòu)的中心部位。（三）體溫調(diào)節(jié)機(jī)制調(diào)定點(diǎn)學(xué)說內(nèi)容:體溫調(diào)節(jié)類似于恒溫器,在PO/AH中設(shè)置一個(gè)調(diào)定點(diǎn)（如370C）,PO/AH就