第二節(jié)體溫及其調(diào)節(jié)第一節(jié)能量代謝第九章能量代謝與體溫第一節(jié)能量代謝

新陳代謝是機(jī)體生命活動(dòng)的基本特征之一。新陳代謝（metabolism)包括物質(zhì)代謝和能量代謝。能量代謝（energymetabolism)：生物體內(nèi)物質(zhì)代謝過(guò)程中所伴隨的能量釋放、轉(zhuǎn)移、儲(chǔ)存和利用。一、機(jī)體的能量來(lái)源與利用

（一）主要能量物質(zhì)及代謝主要來(lái)源于食物中三大物質(zhì)的生物氧化。在三大物質(zhì)代謝過(guò)程中，會(huì)釋放出能量。食物氧化釋放的能量50%以上以熱量形式變?yōu)轶w熱；其余不足50%以化學(xué)能貯存于ATP等分子的高能磷酸鍵中，以供給機(jī)體各種生命活動(dòng)需要，如：肌細(xì)胞的收縮等。但這部分能量最終也要變?yōu)闊崮埽脕?lái)維持體溫。當(dāng)機(jī)體供氧充足時(shí)，Glu在細(xì)胞內(nèi)氧化并釋放能量合成ATP。供氧不足時(shí)，Glu經(jīng)無(wú)氧酵解轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗?，釋放較少的能量。乳酸經(jīng)血液循環(huán)至肝臟再合成糖原。糖原分解為丙酮酸鹽和乳酸，間接通過(guò)肝臟生成Glu。Glu經(jīng)有氧氧化和無(wú)氧酵解提供的能量占機(jī)體所需能量的70%左右。2、脂肪是體內(nèi)能量?jī)?chǔ)存的主要形式。脂肪在消化道分解為甘油和脂肪酸，二者以乳糜微粒形式吸收入血，后者在血管內(nèi)皮細(xì)胞脂蛋白脂酶（endotheliallipoproteinlipase,ELL)作用下釋放出脂肪酸。后者進(jìn)入脂肪細(xì)胞與α-磷酸甘油合成甘油三酯。當(dāng)機(jī)體需要時(shí)，甘油三酯或脂肪可分解為甘油和脂肪酸。甘油在肝內(nèi)磷酸化經(jīng)三羧酸循環(huán)氧化并釋放能量。脂肪酸與輔酶A結(jié)合生成乙酰輔酶A，后者經(jīng)三羧酸循環(huán)氧化并釋放能量。3、蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)在消化道分解為氨基酸→吸收入血→進(jìn)入細(xì)胞重新合成蛋白質(zhì)→組成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分或合成一些酶系、激素等生物活性物質(zhì)。少量氨基酸進(jìn)入肝細(xì)胞合成血漿蛋白和肝酶?；蛎擊壬搔?酮酸，后者經(jīng)三羧酸循環(huán)釋放能量。如果長(zhǎng)期禁食，肌肉等組織內(nèi)的蛋白質(zhì)可分解為氨基酸→脫羧生成α-酮酸→經(jīng)三羧酸循環(huán)釋放能量，以供給機(jī)體利用。能量的去路：①生物分子的合成：如酶、激素的合成等；②肌細(xì)胞的收縮；③離子的轉(zhuǎn)運(yùn)：如Na+-K+泵的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)等。④腺體的分泌機(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(kāi)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24.98持重機(jī)槍躍進(jìn)42.393、食物的特殊動(dòng)力效應(yīng)

指進(jìn)食后的一段時(shí)間內(nèi)(從進(jìn)食后1h開(kāi)始，持續(xù)7～8h)，機(jī)體的產(chǎn)熱量較進(jìn)食前額外的增加。各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)食物的特殊動(dòng)力效應(yīng)（spesificdynamiceffect)不同，進(jìn)食蛋白質(zhì)時(shí)產(chǎn)熱量增加30％，混合性食物增加10％，糖和脂肪增加4～6％。以蛋白質(zhì)食物產(chǎn)熱最多。

機(jī)制:可能是由于肝臟在處理蛋白分解產(chǎn)物時(shí)，發(fā)生脫氨基反應(yīng)耗能增加所致。4、精神活動(dòng)

精神緊張或腦力勞動(dòng)時(shí)，通過(guò)神經(jīng)調(diào)節(jié)，使骨骼肌肌緊張加強(qiáng)，同時(shí)甲狀腺激素和腎上腺素（E)、去甲腎上腺素(NE)分泌增加，細(xì)胞內(nèi)氧化代謝增強(qiáng)，產(chǎn)熱增加。E和NE還可使糖原分解增加,血糖升高，血糖利用增強(qiáng)，使產(chǎn)熱增加。三、基礎(chǔ)代謝

1、基礎(chǔ)代謝(basalmetabolism,BM)：

指機(jī)體在基礎(chǔ)狀態(tài)下,維持心跳、呼吸等基本生命活動(dòng)所必需的最低能量代謝?；A(chǔ)狀態(tài)：

①清晨空腹，即禁食12～14h。②平臥，全身肌肉放松，盡量排除肌肉活動(dòng)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(chǔ)代謝率(basalmetabolicrate,BMR)

指機(jī)體在基礎(chǔ)狀態(tài)下每小時(shí)、每平方米體表面積散發(fā)的熱量(kJ/h.m2)。男性略高于女性，兒童、青年高于成年。機(jī)體在異常情況下,基礎(chǔ)代謝率會(huì)發(fā)生變化，如：甲亢BMR升高；甲低則相反。

第二節(jié)正常體溫及其調(diào)節(jié)

一、體溫及其生理波動(dòng)（一）體溫體溫(bodytemperature):人和高等動(dòng)物都有恒定的溫度

。體溫是機(jī)體進(jìn)行新陳代謝和正常生命活動(dòng)的必要條件。高等動(dòng)物維持體溫恒定的功能是在生物進(jìn)化過(guò)程中形成的。

恒溫動(dòng)物(homoiothermicanimals):

隨著動(dòng)物的進(jìn)化，機(jī)體的體溫調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)越來(lái)越完善，哺乳類(lèi)等高等動(dòng)物和人能夠在環(huán)境溫度變化的情況下，通過(guò)體內(nèi)的體溫調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來(lái)維持體溫的相對(duì)穩(wěn)定，從而適應(yīng)環(huán)境溫度的變化。意義：只有體溫維持在相對(duì)穩(wěn)定的水平，體內(nèi)酶的活性才能保持在正常的水平，機(jī)體的新陳代謝和各器官系統(tǒng)的生理功能才能正常進(jìn)行。

人體可分為核心和外殼兩個(gè)層次，前者的溫度稱(chēng)為體核溫度或深部溫度；后者的溫度稱(chēng)為表層溫度或皮膚溫度。1、深部溫度(體核溫度,coretemperature)指胸腹腔內(nèi)臟的溫度（包括腦在內(nèi)）。由于各個(gè)內(nèi)臟器官代謝水平不同，故各臟器的溫度不同。肝溫度最高：38℃,腦次之,腎、胰腺較低。

體溫：指機(jī)體深部的血液溫度，它代表了各個(gè)臟器溫度的平均值。隨著環(huán)境溫度的變化,體核和體表兩者的相對(duì)比例可出現(xiàn)大幅度的變化。在較冷的環(huán)境中體核溫度分布區(qū)域縮小，主要集中在頭部與胸腹內(nèi)臟，而且體表與體核之間存在著明顯的溫度梯度。在炎熱的環(huán)境中，體核溫度可擴(kuò)展到四肢。見(jiàn)下圖。（1）晝夜節(jié)律(circadianrhythm)人的體溫在一晝夜呈現(xiàn)周期性波動(dòng)，一般清晨2-6時(shí)最低，黎明后開(kāi)始上升,下午2-4時(shí)最高。這種以晝夜為周期的節(jié)律性波動(dòng)，稱(chēng)為晝夜節(jié)律。這種節(jié)律受晝夜節(jié)律起搏點(diǎn)（生物鐘）的控制。下丘腦的視交叉上核:哺乳類(lèi)動(dòng)物晝夜節(jié)律的控制部位。（2）性別（sex)成年女性體溫平均比男子高0.3℃。并且女性體溫隨月經(jīng)周期而變動(dòng)。排卵日最低，排卵后體溫升高約0.3-0.6℃?？蓪⑦@種基礎(chǔ)體溫的改變作為判定排卵日期的標(biāo)志。排卵后體溫升高的原因可能與孕激素有關(guān)。（3）年齡（age)

新生兒及幼兒體溫波動(dòng)較大.原因：體溫調(diào)節(jié)中樞尚未發(fā)育完善。老年人代謝率降低，體溫比青壯年低。老年人由于體溫調(diào)節(jié)能力差，易受環(huán)境溫度的影響。二、產(chǎn)熱與散熱人體正常體溫的維持，是在體溫調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)控下，使產(chǎn)熱和散熱過(guò)程達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)果。（一）機(jī)體的產(chǎn)熱1、主要產(chǎn)熱器官及產(chǎn)熱形式

安靜狀態(tài)：主要產(chǎn)熱器官是內(nèi)臟（尤其肝臟，肝臟是代謝最旺盛的器官。其次是腦、心、腎）?；顒?dòng)狀態(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，都能影響機(jī)體的產(chǎn)熱量。在寒冷環(huán)境中，由于散熱顯著增加，機(jī)體通過(guò)寒戰(zhàn)和非寒戰(zhàn)產(chǎn)熱。（1）寒戰(zhàn)（shivering)產(chǎn)熱：指骨骼肌發(fā)生不隨意的節(jié)律性收縮，其特點(diǎn)是伸肌和屈肌同時(shí)收縮，基本上不做外功，此時(shí)機(jī)體產(chǎn)熱量可提高4-5倍。（2）非寒戰(zhàn)（non-shivering)產(chǎn)熱：又稱(chēng)為代謝性產(chǎn)熱。在代謝組織中，褐色脂肪產(chǎn)熱最多。此外，還有T3、T4、E和NE分泌增加，產(chǎn)熱增加。（二）散熱

皮膚是人體散熱的主要部位，皮膚散熱量占90%。另外10%的熱量是通過(guò)肺、腎和消化道等途徑，隨著呼出氣體和排除尿和糞便散發(fā)的。

皮膚散熱的方式：物理方式：輻射、傳導(dǎo)與對(duì)流、蒸發(fā)。當(dāng)外界氣溫＜人體表層溫度時(shí)(30℃以下)，人體主要通過(guò)輻射、傳導(dǎo)和對(duì)流方式散熱，其散熱量約占總散熱量的70％。當(dāng)外界溫度≥皮膚溫度時(shí)(30℃以上)，機(jī)體的散熱是依靠蒸發(fā)方式來(lái)散發(fā)的。1、輻射（radiation)散熱：

以熱射線的形式傳給周?chē)h(huán)境中溫度較低的物體。有效輻射面積大：輻射面積大，散熱快。皮膚與氣溫的溫差大：溫差越大，散熱越多。

二個(gè)物體溫度相等時(shí)，停止輻射散熱。外界溫度在15-23℃時(shí)，40%熱量以輻射方式散發(fā)。在高溫環(huán)境中工作的煉鋼工人,因環(huán)境溫度高于皮膚溫度，機(jī)體不但不能輻射散熱，反而會(huì)吸收周?chē)臒崃浚室装l(fā)生中暑。

2、傳導(dǎo)(conduction)散熱

定義: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，脂肪的導(dǎo)熱性差。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3、對(duì)流(convection)散熱

指體熱憑借空氣流動(dòng)交換熱量的散熱方式。對(duì)流散熱是傳導(dǎo)散熱的一種特殊形式。對(duì)流散熱量主要取決于：溫差,風(fēng)速.衣服覆蓋于體表，不易實(shí)現(xiàn)對(duì)流；棉、毛纖維間空氣不易流動(dòng)，因此,增加衣服可以保溫御寒。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(duì)流差，易發(fā)生中暑。4、蒸發(fā)(evaporation)散熱

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)(液體汽化需要熱量)，同時(shí)帶走大量熱量的散熱方式。蒸發(fā)1g水可帶走熱量2.43kJ。

當(dāng)氣溫≥體溫時(shí)，蒸發(fā)是唯一的散熱途徑

①不感蒸發(fā)：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。不形成汗液，不被人察覺(jué)，與汗腺無(wú)關(guān)。

②可感蒸發(fā)(發(fā)汗)：當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)30℃時(shí)，便開(kāi)始發(fā)汗；如果空氣濕度大、衣著又多時(shí)，氣溫達(dá)25℃便可發(fā)汗；機(jī)體活動(dòng)時(shí)，由于產(chǎn)熱量↑，雖然環(huán)境溫度低于20℃亦可發(fā)汗。炎熱的氣候，發(fā)汗量可達(dá)1.6L/h。如全部蒸發(fā)可帶走3600kJ熱量，所以應(yīng)供給充分的水和鹽(鹽汽水)。∵發(fā)汗散熱是通過(guò)汗液蒸發(fā)吸收體表熱量實(shí)現(xiàn)的，∴若將汗液擦掉則不能起到蒸發(fā)散熱的效果.

影響蒸發(fā)的因素:a.空氣濕度；b.風(fēng)速（三）神經(jīng)體液因素對(duì)血管、汗腺的調(diào)節(jié)作用

1、皮膚血管運(yùn)動(dòng)(皮膚血流量的調(diào)節(jié))：對(duì)散熱的調(diào)節(jié)起主導(dǎo)作用.皮膚散熱的多少取決于皮膚與氣溫的溫差,皮膚的溫度取決于皮膚的血流量的多少.皮膚微循環(huán)的特點(diǎn):豐富的毛細(xì)血管網(wǎng)大量的靜脈叢和動(dòng)-靜脈吻合支體溫調(diào)節(jié)中樞通過(guò)交感神經(jīng)調(diào)節(jié)皮膚血管的口徑。

寒冷→

刺激皮膚溫度感受器→交感神經(jīng)緊張性增加→皮膚小動(dòng)脈收縮，動(dòng)-靜脈吻合支關(guān)閉→皮膚血流量下降，皮膚溫下降→散熱減少。

高溫→

刺激皮膚溫度感受器→

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(kāi)放→皮膚血流量升高，皮膚溫升高→散熱增加。2.汗腺分泌

水分：＞99％出汗分類(lèi):

a.溫?zé)嵝猿龊?由溫?zé)岽碳こ龊?。全身出汗?/p>

b.精神性出汗-由情緒緊張，恐懼等精神因素引起發(fā)汗，汗液見(jiàn)額頭、手掌、足底。散熱作用小。運(yùn)動(dòng)、勞動(dòng)時(shí)這兩種發(fā)汗形式混合出現(xiàn)，所以散熱量大。固體：＜１％大部分為NaCl其余為KCl、尿素、乳酸等無(wú)葡萄糖和蛋白質(zhì)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)岽碳で榫w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(wú)關(guān).發(fā)汗分為：汗腺分泌受神經(jīng)和體液的雙重調(diào)節(jié)：（1）神經(jīng)調(diào)節(jié)(neuralregulation)外界溫?zé)岽碳ぁつw溫度感受器⊕→發(fā)汗中樞⊕→交感膽堿能神經(jīng)⊕→汗腺分泌↑（2）體液調(diào)節(jié)(humoralregulation)Ach（acetylcholine）

→汗腺分泌↑;阿托品→汗腺分泌↓.

三、體溫調(diào)節(jié)（一）行為性調(diào)節(jié):機(jī)體為了保溫和降溫所采取的一些措施,是一種有意識(shí)的行為,使體溫調(diào)節(jié)更加完善。（二）自主性調(diào)節(jié):受體溫調(diào)節(jié)中樞的控制。1、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(lèi)型：溫覺(jué)感受器和冷覺(jué)感受器

作用：接受溫度變化的刺激,并將沖動(dòng)傳到達(dá)體溫調(diào)節(jié)中樞。

（2）中樞溫度感受器

分類(lèi)：溫敏神經(jīng)元和冷敏神經(jīng)元血溫↑→溫敏神經(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)分布較多的溫敏神經(jīng)元和少量冷敏神經(jīng)元。局部血液溫度↑→溫敏N元⊕

→散熱反應(yīng)↑,產(chǎn)熱反應(yīng)↓。局部血液溫度↓

→冷敏N元⊕

→散熱反應(yīng)↓,產(chǎn)熱反應(yīng)↑。

2、體溫調(diào)節(jié)中樞

恒溫動(dòng)物腦的分段切除實(shí)驗(yàn)證明，只要保留下丘腦及其以下神經(jīng)結(jié)構(gòu)的完整，動(dòng)物仍具有維持體溫相對(duì)恒定的能力。

說(shuō)明:調(diào)節(jié)體溫的基本中樞位于下丘腦。另外,視前區(qū)-下丘腦前部(PO/AH)可對(duì)傳入的溫度信息發(fā)生反應(yīng)，并能直接對(duì)致熱物質(zhì)、5-HT、NE等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。

說(shuō)明：PO/AH內(nèi)有體溫調(diào)節(jié)整合中樞。（三）調(diào)定點(diǎn)學(xué)說(shuō)及體溫調(diào)節(jié)過(guò)程

視前區(qū)-下丘腦前部(PO/AH)中溫敏神經(jīng)元和冷敏神經(jīng)元除具有感溫以外，可能起著“