生理學(xué)課件：第七篇 能量代謝與體溫

1、第七篇 能量代謝和體溫 Energy metabolism and temperature 首都醫(yī)科大學(xué)生理學(xué)與病理生理學(xué)系主講人：傅小鎖fxs_2 目 錄第二十二章 能 量 代 謝 第二十三章 體溫及其調(diào)節(jié)第二十二章 能 量 代 謝 3 生命的基本特征之一：新陳代謝 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（energy metabolism） 物質(zhì)代謝過程中伴隨發(fā)生的能量的釋放、轉(zhuǎn)移、儲(chǔ)存和利用能量代謝 概 述41922年A.V.希爾（英國）從事有關(guān)肌肉能量代謝和物質(zhì)代謝問題的研究;邁爾霍夫（德國）從事有關(guān)肌肉中氧消耗和乳酸代謝問題的研究1931年O.H

2、.瓦爾堡（德國）發(fā)現(xiàn)呼吸酶的性質(zhì)和作用方式1937年A.森特焦?fàn)柤荆ㄐ傺览┌l(fā)現(xiàn)肌肉收縮原理 1947年C.F. 科里、G.T.科里（美國）發(fā)現(xiàn)糖代謝中的酶促反應(yīng);B.A.何賽 （阿根廷）發(fā)現(xiàn)腦下垂體前葉激素對(duì)糖代謝的作用1953年F.A.李普曼（英國）發(fā)現(xiàn)高能磷酸結(jié)合在代謝中的重要性，發(fā)現(xiàn)輔 酶A;H.A.克雷布斯（英國）發(fā)現(xiàn)克雷布斯循環(huán)（三羧酸循環(huán)）1955年A.H.西奧雷爾（瑞典）從事過氧化酶的研究諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)（關(guān)于物質(zhì)、能量代謝的研究）5 有氧氧化 無氧酵解 38 mol ATP 2 mol ATP 主要（腦） 缺氧、RBC 注射葡萄糖及吸氧能顯著提高大腦功能。第一節(jié) 機(jī)體能量

3、的來源和轉(zhuǎn)換1. 糖：70%是主要的供能方式一、 三大營養(yǎng)物質(zhì)是機(jī)體的主要能量來源6 C.F. 科里、G.T.科里夫婦共同發(fā)現(xiàn)對(duì)糖原合成和分解起關(guān)鍵作用的物質(zhì)-磷酸酯（葡萄糖-1-磷酸和葡萄糖-6-磷酸），發(fā)現(xiàn)了葡萄糖磷酸酯形式及磷酸化在糖代謝酶促反應(yīng)中的重要意義，從而了解了激素能影響動(dòng)物體內(nèi)糖與淀粉的互變.(C.F. 科里,1896 1984,美國)(G.T.科里,1896-1957,美國)(B.A.豪塞,1887 1971,阿根廷)1947年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)由美籍捷克斯洛伐克人C.F. 科里、G.T.科里和阿根廷人B.A.豪塞三人獲得。(C.F. 科里和G.T.科里) 豪塞發(fā)現(xiàn)腦垂體激

4、素在糖代謝中有重要作用，進(jìn)一步完善和發(fā)展了柯里夫婦的“磷酸酯”理論。71) 體內(nèi)各種能源物質(zhì)儲(chǔ)存的主要形式一般情況下為僅次于糖的供能物質(zhì)，在饑餓時(shí)則成為機(jī)體的主要供能物質(zhì)。3) 儲(chǔ)存量可占體重的 20，而糖僅為 150 克4) 每克脂肪氧化釋放的能量為糖有氧氧化釋放能量的2倍。2.脂肪8正常情況下很少作為能源物質(zhì)被氧化利用，特殊情況下（如病理性長期饑餓等）也參與供能。氨基酸主要用于合成細(xì)胞成分、組織的自我更新、合成酶及激素等生物活性物質(zhì)，供能是次要功能。3. 蛋白質(zhì)9能量代謝的主要場(chǎng)所線粒體10 二、能量怎么轉(zhuǎn)換？營養(yǎng)物質(zhì)氧化熱能50%自由能(女性兒童成人正常值：20%（ 10%15%）58

5、BMR的臨床意義？ 特別是診斷甲狀腺疾病 的重要輔助方法。甲狀腺機(jī)能低下（粘液性水腫）BMR低于正常值 20-40%甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)（甲狀腺腫瘤）BMR高于正常值 25-80%59BMR的測(cè)定60第二十三章 體溫及其調(diào)節(jié)產(chǎn)熱散熱35 C37 C39 C61第一節(jié) 體溫及其正常變動(dòng)如何？表層溫度深部溫度體溫 指機(jī)體深部的平均溫度一、 體溫人體表殼部分(包括皮膚、皮下組織和肌肉等)的溫度軀體內(nèi)部機(jī)體核心部分（包括心、肺、腦和腹腔臟器等的溫度62表層溫度與深部溫度63表層溫度與深部溫度64深部溫度的變化65 正常人體溫度維持的意義： 1）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。

6、2）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。T 22心跳停止T 43酶變性而死亡T = 27低溫麻醉66生理、穩(wěn)態(tài)與體溫調(diào)節(jié)67正常人體體溫 二、體溫的測(cè)定68 體溫的變化69373635口腔溫度( )C4 16441681220081220081216200人體體溫的晝夜周期性變化清晨2-6 時(shí)體溫最低 午后1-6 時(shí)體溫最高1. 晝夜節(jié)律 702. 性別 1) 女子體溫平均比男子高 0.3 C 2）女子體溫隨月經(jīng)周期而波動(dòng)實(shí)驗(yàn)證明：孕激素 是引起女子排卵后體溫升高的主要因素71 女子月經(jīng)周期中基礎(chǔ)體溫的變化基礎(chǔ)體溫723.年齡 新生兒（早產(chǎn)兒）體溫調(diào)節(jié)不完善 老

7、年人基礎(chǔ)代謝率低，體溫偏低 4.肌肉活動(dòng) 產(chǎn)熱量增加，體溫升高5.其他因素情緒激動(dòng)、精神緊張、進(jìn)食和麻醉藥等也會(huì)影響體溫73 正常體溫的維持，是產(chǎn)熱與 散熱兩個(gè)過程動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)果第二節(jié) 體熱如何保持平衡？產(chǎn)熱與散熱 74產(chǎn)熱與散熱的動(dòng)態(tài)平衡75 一、產(chǎn)熱1.機(jī)體產(chǎn)熱的基本方式有哪些？（1）基礎(chǔ)代謝產(chǎn)熱基礎(chǔ)代謝熱量來自內(nèi)臟和腦等深部器官安靜時(shí)，肝臟產(chǎn)熱居首（2）食物的特殊動(dòng)力效應(yīng)（3）骨骼肌運(yùn)動(dòng)產(chǎn)熱 運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌是最主要的產(chǎn)熱器官76（4） 寒戰(zhàn)產(chǎn)熱和非寒戰(zhàn)產(chǎn)熱寒戰(zhàn)產(chǎn)熱: 骨骼肌不隨意的節(jié)律性收縮 特點(diǎn)：屈肌和伸肌同時(shí)收縮，不作功，但產(chǎn)熱量很高 常有戰(zhàn)栗前肌 緊張 意義：有利于維持機(jī)體在寒冷環(huán)

8、境中的體熱平衡非寒戰(zhàn)產(chǎn)熱(代謝產(chǎn)熱)： 以褐色脂肪組織（含豐富的線粒體，分布于腹股溝、 腋窩等處） 的產(chǎn)熱量最大 對(duì)新生兒的意義尤為重要772.產(chǎn)熱部位安靜狀態(tài)時(shí)，主要是內(nèi)臟運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，主要是骨骼肌組織、器官占體重的百分比產(chǎn)熱量（）安靜狀態(tài) 肌肉運(yùn)動(dòng)內(nèi)臟34.056 8骨骼肌 56.01890腦 2.516 1其他 7.510 1幾種組織、器官在安靜和活動(dòng)情況下的產(chǎn)熱百分比781）神經(jīng)調(diào)節(jié) 脊髓前腳運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元 寒戰(zhàn) 釋放促甲狀腺激素釋放激素 垂體 促甲狀腺激素 甲狀腺 甲狀腺激素下丘腦寒戰(zhàn)中樞興奮寒冷刺激交感神經(jīng)興奮腎上腺素、去甲腎上腺素增多神經(jīng)遞質(zhì)3.產(chǎn)熱活動(dòng)是怎樣調(diào)節(jié)的？792）體液調(diào)節(jié)甲

9、狀腺激素： 最重要的體液因素，可使機(jī)體產(chǎn)熱增加20%-30% 特點(diǎn)：作用緩慢，持續(xù)時(shí)間長其他： 生長激素等80 二、散熱物理方式：生理過程：散熱經(jīng)皮膚輻射傳導(dǎo)和對(duì)流蒸發(fā)70%15%呼吸、排尿、排糞15%81散熱的途徑821）輻射散熱：影響因素散熱面積體表溫度與環(huán)境溫度的溫差1.主要的散熱方式有幾種？ 體熱以熱射線（紅外線）的形式傳給外界較冷物體的一種散熱方式。832）傳導(dǎo)和對(duì)流散熱傳導(dǎo)散熱是機(jī)體的熱量直接傳給同它接觸的較冷物體的一種散熱方式。對(duì)流散熱是傳導(dǎo)散熱的一種特殊形式，是通過氣體或液體來交換熱量的一種散熱方式。843）蒸發(fā)散熱環(huán)境溫度21C 主要靠輻射、傳導(dǎo)和對(duì)流散熱29C 輻射、傳導(dǎo)和

10、對(duì)流散熱 蒸發(fā)35 C 輻射、傳導(dǎo)和對(duì)流散熱停止。 蒸發(fā)為唯一散熱方式。體表水分吸收熱能氣化后所引起的一種散熱方式每蒸發(fā) 1g水可帶走 2.4 kJ 熱量85蒸發(fā)散熱的形式：1000 ml/日皮膚：600 ml/日 1）不感蒸發(fā)（不顯汗）體液的水分直接透出皮膚和粘膜（主要是呼吸道粘膜）表面，并且在未聚成明顯水滴前就蒸發(fā)掉的一種散熱形式。 2）發(fā)汗：汗腺分泌汗液的活動(dòng)汗液水 99%固體 1%NaCl(大部分）KCl尿素86 發(fā)汗的調(diào)節(jié)溫?zé)嵝园l(fā)汗精神性發(fā)汗汗腺全身絕大部分汗腺分泌(手掌、足跖除外）手掌、足跖、前額和腋窩等部位汗腺神經(jīng)支配 交感神經(jīng)的膽堿能節(jié)后 纖維腎上腺素能神經(jīng)纖維刺激 溫?zé)岽碳で?/p>

11、緒激動(dòng)或精神緊張意義 加強(qiáng)散熱，對(duì)體溫調(diào)節(jié) 有重要作用與體溫調(diào)節(jié)無關(guān)，可能與濕潤手掌和足跖，增加摩擦力有關(guān)87汗腺88低滲(0.3%NaCl)Na+Cl等滲(0.9%NaCl)汗腺分泌汗液的活動(dòng)89機(jī)體大量出汗脫水（失水 失鹽）高滲性脫水90 有哪些降溫措施？1) 冰囊、冰帽：增加傳導(dǎo)散熱2) 通氣、減衣：增加對(duì)流散熱 3) 酒精擦浴：增加蒸發(fā)散熱5) 用阿司匹林 : 下調(diào)調(diào)定點(diǎn)6) 用抗菌藥物 : 消除致熱原4) 降低室溫: 增強(qiáng)輻射散熱912.散熱活動(dòng)怎么調(diào)節(jié)？ 1）循環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)輻射、傳導(dǎo)和對(duì)流的多少取決與皮膚溫度與環(huán)境溫度之差，而皮膚溫度由皮膚血流量控制92散熱活動(dòng)的調(diào)節(jié) 機(jī)體可以通過

12、改變皮膚血管的舒縮狀態(tài)來調(diào)節(jié)體熱的散失量93（調(diào)節(jié)了熱環(huán)境下的體熱平衡）炎熱環(huán)境支配血管的交感神經(jīng)緊張性下降 皮膚小動(dòng)脈舒張動(dòng)靜脈吻合支開放皮膚血流量增加皮膚溫度升高散熱為汗腺分泌提供充足水分汗腺分泌循環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)94 寒冷環(huán)境交感神經(jīng)緊張度升高 皮膚小動(dòng)脈收縮 皮膚血流量銳減皮膚溫度下降,散熱減少95 2）發(fā)汗調(diào)節(jié)汗腺的神經(jīng)支配交感神經(jīng)ACh小汗腺發(fā)汗中樞：主要是下丘腦96第三節(jié) 體溫如何調(diào)節(jié)？ 人體體溫調(diào)節(jié)： 1）行為性體溫調(diào)節(jié)： 由大腦皮質(zhì)控制 2）自主性體溫調(diào)節(jié)： 由下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞控制97（一）溫度感受器1)外周溫度感受器分布在皮膚、粘膜、內(nèi)臟(游離N末梢) 皮膚溫度 感受器溫覺感

13、受器冷覺感受器外周溫度感受器的活動(dòng)特征98皮膚溫度感受器對(duì)溫度的變化速率最敏感冷感受器熱感受器992)中樞溫度感受器存在于脊髓、延髓、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、下丘腦等處的溫度敏感神經(jīng)元。中樞溫度 感受器熱敏神經(jīng)元冷敏神經(jīng)元100 下丘腦中，視前區(qū)-下丘腦前部 存在熱敏神經(jīng)元和冷敏神經(jīng)元,可調(diào)節(jié)散熱和產(chǎn)熱兩種過程體溫調(diào)節(jié)中樞根據(jù)：1) 破壞 PO/AH 區(qū)后,與體溫調(diào)節(jié)有關(guān)的反應(yīng)減弱或消失2) 各部分的溫度傳入信息都會(huì)聚于此3) 對(duì)化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)同這些物質(zhì)引起的體溫調(diào)節(jié)反應(yīng)一致4) 輸出的整合指令具有廣泛性101A. 冷敏神經(jīng)元 B. 熱敏神經(jīng)元102破壞散熱和產(chǎn)熱反應(yīng)視前區(qū)/下丘腦前部103（二）為什么

14、正常人體體溫能維持在37C左右？調(diào)定點(diǎn)學(xué)說（set-point theory):PO/AH中有一個(gè)調(diào)定點(diǎn):37C中樞溫度 37C散熱體溫降至升至37C冷敏N元活動(dòng) 熱敏N元活動(dòng) 冷敏N元活動(dòng) 熱敏N元活動(dòng) 產(chǎn)熱104 產(chǎn)熱裝置（骨骼肌、肝） （受控系統(tǒng)）下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞（控制系統(tǒng)）調(diào)定點(diǎn) 散熱裝置（汗腺、皮膚、血管） （受控系統(tǒng)） 溫度感受器（反饋檢測(cè)器）干擾深部溫度（受控對(duì)象）體溫（輸出變量）體溫調(diào)定點(diǎn)學(xué)說如果體溫偏離此規(guī)定數(shù)值，則由反饋系統(tǒng)將偏差信息輸送到控制系統(tǒng)，然后經(jīng)過對(duì)受控系統(tǒng)的調(diào)整來維持體溫的恒定。105體溫調(diào)節(jié)106 體溫調(diào)節(jié)溫覺感受器冷覺感受器107 體溫調(diào)節(jié)108 體溫調(diào)節(jié)

15、109體溫異常的表現(xiàn)？1）發(fā)熱與體溫過高發(fā)熱是人和動(dòng)物在患病時(shí)的一種常見表現(xiàn)。有利方面：可增強(qiáng)白細(xì)胞吞噬能力、促進(jìn)干擾 素的產(chǎn)生、使T淋巴細(xì)胞增殖及抗體的生成不利影響：體溫39時(shí)，出現(xiàn) HR 加快、食欲不振、頭痛頭暈、反應(yīng)遲鈍體溫過高（ 42）：機(jī)體可出現(xiàn)廣泛的器官功能障礙，人的最高致死體溫是 44.5 110發(fā)熱 致熱原調(diào)定點(diǎn)閾值上移 (如:39)熱敏神經(jīng)元放電頻率減少冷敏神經(jīng)元放電頻率增加產(chǎn)熱反應(yīng)加強(qiáng)散熱反應(yīng)抑制體溫升高(39)(產(chǎn)熱和散熱建立新的動(dòng)態(tài)平衡)熱敏神經(jīng)元閾值升高冷敏神經(jīng)元閾值降低111急性發(fā)熱反應(yīng)的過程：由于體溫調(diào)定點(diǎn)可能因致熱原的影響而被重調(diào)定，由細(xì)菌引起的急性發(fā)熱常表現(xiàn)出

16、寒戰(zhàn) 高熱 大汗退熱的“三部曲”。致熱原導(dǎo)致調(diào)定點(diǎn)上移，機(jī)體嘗試將體溫達(dá)到新的調(diào)定點(diǎn)，病人感覺寒冷。體溫達(dá)到新的調(diào)定點(diǎn)，病人感覺高熱。致熱因素去除，體溫恢復(fù)到正常調(diào)定點(diǎn)，機(jī)體散熱加強(qiáng)，病人發(fā)汗。寒戰(zhàn)和血管收縮發(fā)汗和血管舒張112 中 暑 是以水電解質(zhì)丟失過多、汗腺功能衰竭和體溫調(diào)節(jié)中樞障礙為特征的疾病 表現(xiàn)： 熱痙攣： 在大量出汗后出現(xiàn)肌肉痙攣，無體溫升高。 熱衰竭： 大量出汗導(dǎo)致機(jī)體水鹽丟失過多、而補(bǔ)充不足所致，表現(xiàn)心動(dòng)過速、 低血壓、呼吸增快、肌肉痙攣等，體溫輕度升高。 熱（日）射?。?是致命性急癥，患者表現(xiàn)高熱（ 40）、神志障礙和多器官衰竭等。113 2）體溫過低 一般將低于36的體溫

17、稱為體溫過低或低體溫。 產(chǎn)生原因： 長時(shí)間置身在酷冷環(huán)境中而使機(jī)體喪失抗寒的反應(yīng)能力，導(dǎo)致體溫 降低。此外，甲低、麻醉藥中毒也可引起。 人工低溫： 是指在全麻下用物理降溫的方法將病人體溫有控制地降至預(yù)期度數(shù)， 提高組織對(duì)阻斷血流和缺氧的耐受能力。114例1：2013年7月9日，某地氣溫高達(dá)39攝氏度。農(nóng)民趙某中午到玉米地勞動(dòng)，晚上仍未歸，家人找到時(shí)，發(fā)現(xiàn)他已經(jīng)死亡。據(jù)估計(jì)，趙某系中暑死亡。1）趙某在勞動(dòng)時(shí)，身體產(chǎn)熱主要來源于骨骼肌收縮，散熱的主要途徑是汗液蒸發(fā)。 中暑時(shí)身體的溫度升高，此時(shí)產(chǎn)熱與散熱的關(guān)系是產(chǎn)熱量高于散熱量。2）對(duì)中暑的病人應(yīng)及時(shí)采取怎樣的治療措施？ 抬至蔭涼處，用水擦身，扇風(fēng)幫助其散熱，服用解暑藥物等 115 例2：一年冬天，小王到海邊玩，因自恃身體強(qiáng)壯，水性好，跳入海 中游泳。海水溫度很低，小王游出一段距離后動(dòng)作開始僵硬，身體 下沉，幸虧有游艇救起了以近昏迷的小王。 1）游泳時(shí)身體產(chǎn)熱的主要來源是骨骼肌收縮。小王在海水中動(dòng)作僵硬 以及被救起時(shí)接近昏迷的原因是海水溫度過低，身體散熱過多導(dǎo)致 體溫下降，酶活性降低，腦組織功能不足。 2）你認(rèn)為救起小王后