生理學(xué)課件能量代謝與體溫

1、第七章能量代謝與體溫,第一節(jié)能量代謝,第二節(jié)體溫,第一節(jié)能量代謝能量代謝: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。一、機(jī)體能量的來源與利用(一)能量來源機(jī)體的能量主要來源于糖、脂肪和蛋白質(zhì)三大營養(yǎng)物質(zhì)中蘊(yùn)藏的化學(xué)能。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。缺氧和血糖水平過低，均可導(dǎo)致意識障礙、昏迷以及抽搐。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)。,食物中蘊(yùn)藏的化學(xué)能(C-H鍵)。ATP既是體內(nèi)重要的儲能物質(zhì)，又是直接供能物質(zhì);1molATPADP(釋放33.47kJ能量)。磷酸肌酸(creatinephosph

2、ate,CP)不是機(jī)體直接的供能物質(zhì)，而是ATP的儲存庫。,(二)能量去路能源物質(zhì)釋放的能量有50%轉(zhuǎn)化為熱能，其余以化學(xué)能形式貯存于ATP中。除骨骼肌運(yùn)動時所完成的機(jī)械外功，其余的自由能最終也轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?（三）能量代謝的表示方法能量守恒定律機(jī)體在單位時間內(nèi)的產(chǎn)熱量稱為能量代謝率。通常以單位時間內(nèi)每平方米體表面積的產(chǎn)熱量為單位，用kJ/（m2.h）或kJ/（m2.min）表示.,機(jī)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(jī)體物質(zhì)代謝過程中所釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為熱能。因此，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。

3、,二、影響能量代謝的因素,(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(nèi)其總產(chǎn)熱量比安靜時高出數(shù)十倍。表7-3表明不同勞動或運(yùn)動時的能量代謝率。,表7-3機(jī)體不同狀態(tài)時的能量代謝率狀態(tài)產(chǎn)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(jī)槍躍進(jìn)42.39,(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(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

4、加。,(三)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。4.艦艇艙內(nèi)溫度可高達(dá)60,故艦員的能量代謝率很高。,(四)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，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力效應(yīng)。各種營養(yǎng)物質(zhì)的食物特殊動力效應(yīng)不同，進(jìn)食蛋白質(zhì)時產(chǎn)熱量增加30，混合性食物增加10，糖和脂肪增加46。其產(chǎn)生的機(jī)制尚不十

5、分清楚，可能與肝臟處理蛋白分解產(chǎn)物時的額外能量消耗有關(guān)。,三、基礎(chǔ)代謝(一)概念1.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?；A(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，以排除食物特殊動力效應(yīng)的影響。平臥，全身肌肉放松，盡力排除肌肉活動的影響。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。2.基礎(chǔ)代謝率(BMR)：單位時間內(nèi)的基礎(chǔ)代謝。,(二)BMR的測定和正常值1.BMR的測定:(通常采用簡易法)把基礎(chǔ)狀態(tài)下的呼吸商定為0.82、氧熱價為20.20KJ。測出1h內(nèi)(測6min的耗氧量10)的耗氧量。測出體表面積。按下面公式

6、計算出BMR實測值：BMR實測值20.195耗氧量/體表面積對照表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：1015,20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%,表7-4,研究表明,機(jī)體能量代謝率與體重相關(guān)性不明顯,而與體表面積基本上成正比。如：以體重為指標(biāo),身材瘦小者的產(chǎn)熱量/Kg顯著高于身材高大者;以體表面積為指標(biāo),則身材高大或瘦小者的產(chǎn)熱量/m2都比較接近。人體表面積推算:公式計算：0.0061身高（cm)0.0128體重(kg)0.152

7、9體表面積測算圖測出。,復(fù)習(xí)思考題1.簡述影響能量代謝的因素。2.何謂基礎(chǔ)代謝？測定基礎(chǔ)代謝率需要控制哪些因素？,第二節(jié)體溫,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(jī)體新陳代謝和一切生命活動正常進(jìn)行的必需條件。體溫過高、過低都會影響酶的活性，導(dǎo)致生理功能的障礙，甚至造成死亡。如：,T22心跳停止；T43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36.937.9。2.口溫：約比直腸低0.2,為36.737.2。3.腋溫：約比口腔低0.3,為36.037.2。肛溫比較接近機(jī)體深部的溫度，

8、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）。,（二）體溫的生理變動正常人的體溫可因晝夜、性別、年齡和機(jī)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(xiàn)周期性波動，稱為體溫的晝夜節(jié)律。一般是清晨26h時最低，下午28h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(xiàn)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(jī)能的相應(yīng)周期性變化有關(guān)。長期夜間工作的人，上述周期性變化可以發(fā)生顛倒。,2.性別差異成年女子體溫平均比男子高0.3。女子體溫隨月經(jīng)周期而產(chǎn)生

9、周期性變動。排卵日最低（約1）。,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（與代謝率降低逐漸有關(guān)），大約每增長10歲，體溫約降低0.05。1416歲的青年人體溫與成年人相近。新生兒（特別是早產(chǎn)兒）由于體溫調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)尚未發(fā)育完善、老年人由于調(diào)節(jié)能力差，易受環(huán)境溫度的影響。,4.其他肌肉活動時，肌肉代謝明顯增強(qiáng)，產(chǎn)熱增加，可使體溫暫時升高12。所以測體溫時，要先讓受試者安靜一段時間，小兒應(yīng)防止其哭鬧。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，所以全麻時應(yīng)注意保溫。,二、機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱人體正常

10、體溫的維持，是在體溫調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)和控制下，產(chǎn)熱和散熱過程達(dá)到動態(tài)平衡的結(jié)果。,(一)產(chǎn)熱1.主要產(chǎn)熱器官：安靜狀態(tài)，主要產(chǎn)熱器官是內(nèi)臟（尤其肝臟，其次是腦）?；顒訝顟B(tài),主要產(chǎn)熱器官是骨骼肌。此外，環(huán)境溫度、進(jìn)食、精神緊張等能夠影響能量代謝的因素，也都可影響機(jī)體的產(chǎn)熱量。,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，其特點是屈肌和伸肌同時收縮，不做外功但產(chǎn)熱量很高。實際上，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%）。,3.產(chǎn)熱活動的調(diào)

11、節(jié),機(jī)體在寒冷環(huán)境幾周后甲狀腺T3、T4代謝率(增加45倍)產(chǎn)熱量特點：作用緩慢，維持時間長。,寒冷刺激時交感-腎上腺髓質(zhì)NE、E產(chǎn)熱量特點：作用迅速，維持時間短。,(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(dāng)外界氣溫低于人體表層溫度時，人體主要通過輻射、傳導(dǎo)和對流方式散熱，其散熱量約占總量70。當(dāng)外界溫度接近或高于皮膚溫度時，機(jī)體的散熱是依靠蒸發(fā)方式散熱。機(jī)體散熱方式有以下幾種:,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(jī)體不僅不

12、能輻射散熱，反而會吸收周圍的熱量，故易發(fā)生中暑。,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。傳導(dǎo)散熱量取決于水的導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)熱性,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(dǎo)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(xiàn)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(nèi)）或悶熱氣候，因空氣對流差，易發(fā)生中暑。,氣溫

13、,風(fēng)速,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(zhuǎn)化為氣態(tài)，同時帶走大量熱量的散熱方式。每1.0水蒸發(fā)可帶走熱量2.44KJ。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。指體液的水分直接透出皮膚和粘膜表面，在未聚成明顯水滴前蒸發(fā)掉的散熱形式。不感蒸發(fā)是持續(xù)進(jìn)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(bǔ)液時應(yīng)考慮到由不感蒸發(fā)丟失的體液量。,發(fā)汗：又稱可感蒸發(fā)。人在安靜狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)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(dá)25便可發(fā)汗；機(jī)體活動時，由于產(chǎn)熱量，雖然環(huán)境溫度低于20亦可發(fā)汗。炎熱

14、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,汗液流經(jīng)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。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),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、對流和傳導(dǎo)散熱量。發(fā)汗的調(diào)節(jié)：發(fā)汗是反射性調(diào)節(jié)

15、。支配汗腺的神經(jīng)纖維的不同，發(fā)汗分為：,三、體溫調(diào)節(jié)體溫的相對穩(wěn)定，是通過許多與體溫調(diào)節(jié)有關(guān)的生理功能，相互協(xié)調(diào)，達(dá)到產(chǎn)熱和散熱相對平衡而實現(xiàn)的。(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時冷覺感受器+冷覺皮溫35時溫覺感受器+溫覺作用：溫度感受器傳入沖動到達(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)元沖動發(fā)放頻率血溫冷敏神經(jīng)元沖動發(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。通過對PO/

16、AH加溫或冷卻（局部腦溫變動0.1）的研究發(fā)現(xiàn)：加溫PO/AHPO/AH的熱敏N元+散熱反應(yīng)產(chǎn)熱反應(yīng)冷卻PO/AHPO/AH的冷敏N元+散熱反應(yīng)產(chǎn)熱反應(yīng)說明：PO/AH中的某些溫敏N元能感受局部腦溫的變化。,(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)。但從恒溫動物腦的分段切除實驗證明，只要保留下丘腦及其以下神經(jīng)結(jié)構(gòu)的完整，動物仍具有維持體溫相對恒定的能力。說明:調(diào)節(jié)體溫的基本中樞位于下丘腦。除前述對視前區(qū)-下丘腦前部(PO/AH)加溫或冷卻的研究說明：PO/AH中的某些溫敏N元能感受局部腦溫的變化外；進(jìn)一步研究還證明：PO/AH還能對中腦、延髓、脊髓、皮膚等處傳入的溫度信息發(fā)生反應(yīng)，以及能直接對致熱物質(zhì)、5-HT、NE等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，說明：PO/A