生理學能量代謝與體溫

關于生理學能量代謝與體溫

第一節(jié)能量代謝

能量代謝:指體內物質代謝過程中所伴隨的能量釋放、轉移、貯存和利用。一、機體能量的來源與去路(一)能量來源

1.糖:主要(70％以上)2.脂肪：次之(30％)3.蛋白質：很少(長期饑餓或極度消耗時，才成為主要能量來源)。第2頁,共37頁，2024年2月25日，星期天(二)能量去路第3頁,共37頁，2024年2月25日，星期天二、能量代謝的測定(一)能量代謝測定的基本原理

機體的能量代謝也遵循“能量守恒定律”：即在安靜不作外功時，機體物質代謝過程中所釋放的能量全部轉化為熱能。因此，測定機體在單位時間內發(fā)散的總熱量或所消耗的食物量，可測算出整個機體在單位時間內能量代謝的量，即能量代謝率。第4頁,共37頁，2024年2月25日，星期天(二)能量代謝的測定方法

1.直接測熱法：直接測量從機體體表、呼出氣、尿液和糞便排出的總熱量。這種方法測定準確，但設備復雜，操作繁瑣現已極少應用。

第5頁,共37頁，2024年2月25日，星期天2.間接測熱法：

⑴間接測熱法原理：是利用“定比定律”（即反應物的量與生成物的量呈一定的比例關系），測算出一定時間內氧化的糖、脂肪和蛋白質各有多少，再計算出它們所釋放出的熱量。第6頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

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。

物理熱價：指食物在體外燃燒時釋放的熱量。

生理熱價：指在體內氧化時所產生的熱量。

糖與脂肪：物理熱價＝生理熱價

蛋白質：物理熱價＞生理熱價②食物的氧熱價：某種食物氧化時,每消耗1L氧所產生的熱量稱為該種食物的氧熱價。第7頁,共37頁，2024年2月25日，星期天③呼吸商(RQ)：指一定時間內，機體的CO2產生量與耗O2量的比值。RQ＝CO2產生量/耗O2量

三種營養(yǎng)物質氧化的幾種數據───────────────────────────物質耗氧量產CO2量物理熱價生理熱價氧熱價呼吸商

(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(RQ)───────────────────────────

糖0.830.8317.017.021.01.00

脂肪1.981.4339.839.819.70.71

蛋白質0.950.7623.518.018.80.85───────────────────────────

RQ＝1.0→氧化糖；RQ＝0.70→氧化脂肪

RQ＝0.82→一般飲食；RQ＝0.80或＜1.0→長期饑餓第8頁,共37頁，2024年2月25日，星期天三、影響能量代謝的主要因素

(一)肌肉活動

肌肉活動對能量代謝的影響最大。全身劇烈活動時，短時間內其總產熱量比安靜時高出數十倍。表7-3機體不同狀態(tài)時的能量代謝率───────────────

狀態(tài)產熱量(KJ/m2.min)───────────────躺臥2.73開會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24.98持重機槍躍進42.39───────────────第9頁,共37頁，2024年2月25日，星期天(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，由于會導致無意識的肌肉緊張性增強、交感神經興奮及促進代謝的內分泌激素釋放增多等原因，產熱量可顯著增加。第10頁,共37頁，2024年2月25日，星期天(三)食物的特殊動力效應

人進食后一段時間內(從進食后1h開始,持續(xù)7～8h),即使同樣處于安靜狀態(tài),但產熱量卻比進食前有所增加，這些“額外”熱量是由進食引起的。食物能使機體產生“額外”熱量的現象稱為食物的特殊動力效應。蛋白質的特殊動力效應最高。第11頁,共37頁，2024年2月25日，星期天(四)環(huán)境溫度

1.人體安靜時的能量代謝,在20～30℃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.當環(huán)境溫度低于20℃時，隨著溫度的不斷下降，機體產生寒戰(zhàn)和肌緊張增加以御寒，同時增加能量代謝率。

4.艦艇艙內溫度可高達60℃,故艦員的能量代謝率很高。第12頁,共37頁，2024年2月25日，星期天四、基礎代謝

(一)概念

1.基礎代謝：機體在基礎狀態(tài)下的能量代謝稱為基礎代謝。

基礎狀態(tài)的條件如下：①清晨空腹，即禁食12～14h，前一天應清淡、不要太飽的飲食，以排除食物特殊動力效應的影響。②平臥，全身肌肉放松，盡力排除肌肉活動的影響。③清醒且情緒安閑，以排除精神緊張的影響。④室溫20-25℃，排除環(huán)境溫度的影響。

2.基礎代謝率(BMR)：單位時間內的基礎代謝。第13頁,共37頁，2024年2月25日，星期天(二)BMR的測定和正常值

1.BMR的測定:(通常采用簡易法)

①把基礎狀態(tài)下的呼吸商定為0.82、氧熱價為20.20KJ。②測出1h內(測6min的耗氧量×10)的耗氧量。③測出體表面積。④按下面公式計算出BMR實測值：

BMR實測值＝20.195×耗氧量/體表面積⑤對照表7-4的BMR平均值,按下面公式計算出BMR相對值：

BMR相對值＝BMR實測值-BMR平均值BMR平均值2.BMR正常值：＝±10％～±15％＞±20％→可能是病態(tài)甲亢：+25％～+80%；甲減：-20%～-40%發(fā)燒：體溫每升高1℃，BMR升高13%.×100%第14頁,共37頁，2024年2月25日，星期天復習思考題1.簡述影響能量代謝的因素。2.何謂基礎代謝？測定基礎代謝率需要控制哪些因素？

第15頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)體溫及其調節(jié)概念：指身體深部的平均溫度，即體核溫度。意義：體溫的相對恒定是機體新陳代謝和一切生命活動正常進行的必需條件。體溫過高、過低都會影響酶的活性，導致生理功能的障礙，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。第16頁,共37頁，2024年2月25日，星期天一、人體正常體溫及生理變動（一）正常體溫

通常體溫的測量部位為腋窩、口腔和直腸溫。

1.肛溫：正常為36.9～37.9℃。

2.口溫：約比直腸低0.2℃,為36.7～37.7℃。

3.腋溫：約比口腔低0.3℃,為36.0～37.4℃。

肛溫比較接近機體深部的溫度，但由于測試不便，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）。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）。第17頁,共37頁，2024年2月25日，星期天（二）體溫的生理變動

正常人的體溫可因晝夜、性別、年齡和機體的活動等而有所變動。

1.晝夜節(jié)律變化人的體溫在一晝夜中呈現周期性波動，稱為體溫的晝夜節(jié)律。一般是清晨2～6h時最低，下午1～6h最高，波動幅度一般不超過1℃。體溫的晝夜節(jié)律是生物節(jié)律的表現之一。與人晝動夜息的生活規(guī)律，以及代謝、血液循環(huán)、呼吸等機能的相應周期性變化有關。長期夜間工作的人，上述周期性變化可以發(fā)生顛倒。第18頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

2.性別差異

⑴成年女子體溫平均比男子高0.3℃。⑵女子體溫隨月經周期而產生周期性變動。排卵日最低（約1℃）。第19頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

3.年齡差異

新生兒體溫＞成年人＞老年人。體溫隨著年齡的增長有逐漸降低的趨勢（與代謝率逐漸降低有關），大約每增長10歲，體溫約降低0.05℃。14～16歲的青年人體溫與成年人相近。新生兒（特別是早產兒）由于體溫調節(jié)機構尚未發(fā)育完善、老年人由于調節(jié)能力差，易受環(huán)境溫度的影響。第20頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

4.其他●

肌肉活動時，肌肉代謝明顯增強，產熱增加，可使體溫暫時升高1～2℃。所以測體溫時，要先讓受試者安靜一段時間，小兒應防止其哭鬧?！?/p>

情緒激動、精神緊張、進食等情況，都會影響體溫?！?/p>

全身麻醉時，會因抑制體溫調節(jié)中樞和擴張血管的作用及骨骼肌松弛，使體溫降低，所以全麻時應注意保溫。第21頁,共37頁，2024年2月25日，星期天二、機體的產熱與散熱

人體正常體溫的維持，是在體溫調節(jié)機構的協調和控制下，產熱和散熱過程達到動態(tài)平衡的結果。第22頁,共37頁，2024年2月25日，星期天(一)產熱

1.主要產熱器官：

安靜狀態(tài)，主要產熱器官是內臟（尤其肝臟，其次是腦）。

活動狀態(tài),主要產熱器官是骨骼肌。此外，環(huán)境溫度、進食、精神緊張等能夠影響能量代謝的因素，也都可影響機體的產熱量。第23頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

(二)散熱

1.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2.散熱方式：

當外界氣溫＜人體表層溫度時，人體主要通過輻射、傳導和對流方式散熱，其散熱量約占總量70％。當外界溫度＝或＞皮膚溫度時，機體的散熱是依靠蒸發(fā)方式散熱。機體散熱方式有以下幾種:第24頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

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

在高溫環(huán)境中作業(yè)（如艦船、煉鋼人員）,因環(huán)境溫度高于皮膚溫度，機體不僅不能輻射散熱，反而會吸收周圍的熱量，故易發(fā)生中暑。

機體的有效輻射面積皮膚與環(huán)境的溫度差第25頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

⑵傳導散熱：

指體熱直接傳給與機體相接觸的低溫物體的散熱方式。傳導散熱量取決于

水的導熱性好，因此臨床上常利用冷水袋或冰袋為高熱患者降溫。脂肪的導熱性差，因而肥胖者炎熱的天氣易出汗。與皮膚接觸物體的溫差與皮膚接觸面積的大小與皮膚接觸物體的導熱性第26頁,共37頁，2024年2月25日，星期天⑶對流散熱：

指體熱憑借空氣流動交換熱量的散熱方式。

對流散熱是傳導散熱的一種特殊形式。對流散熱量主要取決于衣服覆蓋于體表，不易實現對流；棉、毛纖維間的空氣不易流動，因此增加衣著可以保溫御寒。若在較密閉的高溫環(huán)境中（如船艙內）或悶熱氣候，因空氣對流差，易發(fā)生中暑。氣溫風速第27頁,共37頁，2024年2月25日，星期天⑷蒸發(fā)散熱：（分不感蒸發(fā)和可感蒸發(fā)）

指體液的水分在皮膚和粘膜表面由液態(tài)轉化為氣態(tài)，同時帶走大量熱量的散熱方式。每1.0ｇ水蒸發(fā)可帶走熱量2.44KJ。

當氣溫≥體溫時，蒸發(fā)是唯一的散熱途徑

①不感蒸發(fā)：又稱不顯汗。不感蒸發(fā)是持續(xù)進行的。人體不感蒸發(fā)量約1000ml/日（皮膚約占2/3,肺占1/3）?！?臨床上給病人補液時應考慮到由不感蒸發(fā)丟失的體液量。

第28頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

②發(fā)汗：又稱可感蒸發(fā)。

人在安靜狀態(tài)下，當環(huán)境溫度達到30℃左右時，便開始發(fā)汗；如果空氣濕度大、衣著又多時，氣溫達25℃便可發(fā)汗；機體活動時，由于產熱量↑，雖然環(huán)境溫度低于20℃亦可發(fā)汗。炎熱的氣候，短時間內發(fā)汗量可達1.5L/h?！甙l(fā)汗散熱是通過汗液蒸發(fā)吸收體表熱量實現的，∴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)境中就可導致體溫升高危及生命。第29頁,共37頁，2024年2月25日，星期天汗液：水分：＞99％∵汗液流經汗腺排出管的起始部時，有一部分NaCl可被重吸收，從而使最終排出的汗液成為低滲?！鄼C體大量出汗可造成高滲性脫水，要補充大量的水份和適量的ＮaCl。固體：＜１％大部分為NaCl其余為KCl、尿素、乳酸等無葡萄糖和蛋白質第30頁,共37頁，2024年2月25日，星期天溫熱性發(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支配交感神經的膽堿能節(jié)后纖維腎上腺素能神經纖維刺激溫熱刺激情緒激動或精神緊張意義加強散熱，對體溫調節(jié)有重要作用與體溫調節(jié)無關，可能與濕潤手掌和足跖，增加摩擦力有關

3.散熱的調節(jié)：⑴皮膚循環(huán)的調節(jié)：機體通過交感N調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、對流和傳導散熱量。⑵發(fā)汗的調節(jié)：發(fā)汗是反射性調節(jié)?！咧浜瓜俚纳窠浝w維的不同，∴發(fā)汗分為：第31頁,共37頁，2024年2月25日，星期天三、體溫調節(jié)(自主性、行為性）

體溫的相對穩(wěn)定，是通過許多與體溫調節(jié)有關的生理功能，相互協調，達到產熱和散熱相對平衡而實現的。(一)溫度感受器

1.外周溫度感受器

⑴分布：全身皮膚、某些粘膜和腹腔內臟等處。⑵類型：溫覺感受器和冷覺感受器皮溫≈30℃時→冷覺感受器+→冷覺皮溫≈35℃時→溫覺感受器+→溫覺⑶作用：溫度感受器傳入沖動到達中樞后，除產生溫覺之外，還能引起體溫調節(jié)反應。

第32頁,共37頁，2024年2月25日，星期天2.中樞性溫度敏感神經元

⑴分類：熱敏神經元和冷敏神經元血溫↑→熱敏神經元沖動發(fā)放頻率↑血溫↓→冷敏神經元沖動發(fā)放頻率↑⑵分布：下丘腦、腦干網狀結構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元和少量冷敏神經元。通過對PO/