能量代謝和體溫調(diào)節(jié)Energymetabolismandbodytemperature

1、能量代謝和體溫調(diào)節(jié)Energy metabolism and body temperature掌握：人體能量代謝及其影響因素，基礎(chǔ)代謝率的概念。體溫保持相對(duì)恒定的機(jī)制。能量的來(lái)源與去路，體溫相對(duì)恒定的生物學(xué)意義。熟悉：間接測(cè)熱法基本原理第一節(jié) 能量代謝一、能量的來(lái)源與利用二、能量代謝的測(cè)定三、影響能量代謝的主要因素四、基礎(chǔ)代謝及基礎(chǔ)代謝率一、能量代謝的概念 生物體內(nèi)物質(zhì)代謝過程中所伴隨著的能量釋放、 轉(zhuǎn)移、儲(chǔ)存和利用的過程稱為能量代謝。Energy sources Carbohydrates: mainly glucose約占70%Fat約占30%長(zhǎng)期饑餓或極度消耗時(shí)是能量的主要來(lái)源prote

2、inATP是體內(nèi)直接的供能物質(zhì)及能量?jī)?chǔ)存的重要形式三磷酸腺苷(adenosine triphosphate; ATP)1.糖:主要(70以上) 有氧氧化 (1)腦組織完全依賴于糖的有氧氧化。 (2)紅細(xì)胞缺少線粒體，只能依賴于糖酵解2.脂肪：次之(30)3.蛋白質(zhì)： 很少供能 (長(zhǎng)期饑餓或極度消耗時(shí)，才成為主要能量來(lái)源)。無(wú)氧酵解機(jī)體能量的來(lái)源糖(carbohydrate glucose,GS) 是體內(nèi)主要能源，供能占70以上;儲(chǔ)能形式 肝糖元:維持血糖 肌糖元:骨骼肌運(yùn)動(dòng)需要供能途徑 有氧氧化: 1molGS 38 molATP 無(wú)氧酵解:如劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)1molGS 2molATP 脂肪(fa

3、t)體內(nèi)各種能源物質(zhì)貯存的主要形式(脂肪占體重20%, 而糖僅150g)；短期饑餓時(shí)發(fā)揮供能。氧化時(shí)釋放的能量多(1g脂肪氧化放能為糖2倍)。蛋白質(zhì)(protein)主要功能為重新合成蛋白質(zhì)，供能為次要功能； 特殊情況(長(zhǎng)期不能進(jìn)食或體力極度消耗)下供能; 在體內(nèi)氧化不徹底，較體外燃燒供能少。 糖、脂肪、蛋白質(zhì)CO2 H2O氧化分解熱能(維持體溫)化學(xué)能釋放ADP肌肉收縮(機(jī)械能)神經(jīng)傳導(dǎo)(電能)合成代謝(化學(xué)能)吸收 分泌(滲透能)轉(zhuǎn)移 ATP 貯存熱能能量的去路：能量平衡Calculate your body mass index體重指數(shù)(體重(kg)除以身高(m)的平方) BMI 18

4、- 20- 比較標(biāo)準(zhǔn)，每天需要熱量 1800 - 2000卡路里- 體重標(biāo)準(zhǔn)，每天需要熱量 1800 卡路里- 應(yīng)作適量運(yùn)動(dòng)BMI 23 - 25- 屬于過重，要注意飲食，每天攝取熱量 1500 - 1600卡路里- 需要增加運(yùn)動(dòng)量BMI 25 以上- 屬于肥胖，要認(rèn)真減肥，多運(yùn)動(dòng)來(lái)消耗熱量- 每天攝取熱量 1200 - 1400卡路里Is BMI an Accurate Measure of Obesity?BMI doesnt distinguish between body fat and muscle mass（一）直接測(cè)熱法(Direct calorimetry)測(cè)定人體在單位時(shí)間內(nèi)

5、的散熱量。二、能量代謝的測(cè)定“定比定律” 在一般化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的量與產(chǎn)物的量之間有一定的比例關(guān)系。C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + （二）間接測(cè)熱法（1）熱價(jià)（卡價(jià)） 1g營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化時(shí)所釋放的熱量稱為該物質(zhì)的熱價(jià)。（2）氧熱價(jià) 某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化時(shí)，消耗1L氧所產(chǎn)生 的熱 量稱為該物質(zhì)的氧熱價(jià)。物理熱價(jià)、生物熱價(jià)(3) 呼吸商 將一定時(shí)間內(nèi)機(jī)體的CO2產(chǎn)生量與耗O2量的比值稱為呼吸商。RQ = CO2產(chǎn)生量（ml)耗O2量（ml)（4）非蛋白呼吸商非蛋白代謝（糖和脂肪氧化）的CO2產(chǎn)生量與耗O2量的比值。RQ PRQ = NPRQ間接測(cè)熱法計(jì)算步驟實(shí)驗(yàn)測(cè)得的機(jī)體2

6、4小時(shí)內(nèi)的耗氧量和CO2產(chǎn)量，并測(cè)定尿氮量由尿氮量算出被氧化分解的蛋白質(zhì)平均重量=尿氮重量6.25Pro產(chǎn)熱量 = Pro質(zhì)量Pro生物熱價(jià)查表算出Pro耗氧量 CO2產(chǎn)量非蛋白呼吸商非蛋白代謝產(chǎn)熱量非蛋白產(chǎn)熱量 +蛋白產(chǎn)熱量 三、影響能量代謝的因素1、肌肉活動(dòng)2、精神因素3、食物的特殊動(dòng)力效應(yīng)4、環(huán)境溫度肌肉活動(dòng)表 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) 2、精神活動(dòng)腎上腺髓質(zhì)激素分泌 精神處于緊張狀態(tài)（煩惱 恐懼 情緒激動(dòng)）軀體 N骨骼肌緊張度肌肉組織代謝交感 N全身組織物質(zhì)代謝產(chǎn)熱量3、食物的特殊動(dòng)力作用攝入產(chǎn)生100kJ熱量的蛋白質(zhì)人體額外耗能30kJ進(jìn)食能使

7、機(jī)體“額外”消耗能量的現(xiàn)象稱為“食物的特殊動(dòng)力作用”。食物特殊動(dòng)力作用與進(jìn)食的總熱量無(wú)關(guān)，而與食物的種類有關(guān)。食物的特殊動(dòng)力作用的機(jī)制 ？肝臟處理蛋白 質(zhì)分解產(chǎn)物額外消耗能量 肝臟在脫氨基反應(yīng)中所消耗的能量，可能是“額外”產(chǎn)熱的原因。4、環(huán)境溫度806040千卡 m2h010203040( C ) 環(huán)境溫度環(huán)境溫度 20 C 代謝率環(huán)境溫度 失鹽）高滲性脫水（血漿晶體滲透壓升高）交感NAch NE汗腺(面部 手 足部） 發(fā)汗中樞：主要是下丘腦發(fā)汗的調(diào)節(jié) 溫?zé)嵝园l(fā)汗 溫?zé)岽碳r(shí)，反射性引起汗腺分泌。溫?zé)岽碳ぱ?溫 皮膚溫覺 感受器 下丘腦 發(fā)汗中樞 交感膽堿能纖維汗腺分泌 全身 小汗腺 精神性發(fā)

8、汗 當(dāng)情緒激動(dòng)或精神緊張時(shí)，反射性引起汗腺分泌。 常見于手、足、前額和腋窩等。情緒激動(dòng)精神緊張大腦皮層發(fā)汗中樞 交感腎上腺素能纖維手 足 前額 腋窩汗腺汗液分泌環(huán)境溫度21C 主要靠輻射、傳導(dǎo)和對(duì)流散熱29 C 輻射、傳導(dǎo)和對(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。3、散熱的調(diào)控皮膚血流量（寒冷，交感神經(jīng)緊張性，皮膚血管收縮） （炎熱，交感神經(jīng)緊張性，皮膚血管舒張）發(fā)汗（體溫或溫?zé)岽碳?，膽堿能交感神經(jīng) 支配小汗腺，溫?zé)岚l(fā)汗）三、體溫調(diào)節(jié)（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)皮膚溫度感受器熱感受器 冷感受器（冷感受器是熱感受器的5

9、-11倍）2、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)元稱為中樞溫度感受器。中樞溫度 感受器熱敏神經(jīng)元冷敏神經(jīng)元（1）熱敏神經(jīng)元放電頻率隨局部的溫度升高而增加。視前區(qū)-下丘腦前部PO/AH以熱敏神經(jīng)元為主。（2）冷敏神經(jīng)元放電頻率隨腦組織的降溫而增加。腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和下丘腦的弓狀核以冷敏神經(jīng)元為主。（二） 體溫調(diào)節(jié)中樞調(diào)節(jié)體溫的基本中樞在下丘腦（PO/AH)。PO/AH作用感受自身部位溫度變化 對(duì)其它部位傳入溫度信息進(jìn)行整合引起寒戰(zhàn)反應(yīng)發(fā)汗中樞為什么正常人體體溫能維持在37C左右？產(chǎn)熱中樞溫度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)調(diào)定點(diǎn)學(xué)說(shuō)PO