1、生理學(xué),PHYSIOLOGY,蔡文杰,第七章能量代謝和體溫,第一節(jié)能量代謝一、食物的能量轉(zhuǎn)化二、能量代謝的測定三、影響能量代謝的主要因素四、基礎(chǔ)代謝第二節(jié)體溫及其調(diào)節(jié)一、體溫二、機(jī)體的產(chǎn)熱與散熱三、體溫調(diào)節(jié),第一節(jié)能量代謝,概念：物質(zhì)代謝過程中所伴隨著的能量的貯存、釋放、轉(zhuǎn)移和利用,能量代謝,一、食物的能量轉(zhuǎn)化,ATP的合成與分解是體內(nèi)能量轉(zhuǎn)化和利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)ATP既是儲能物質(zhì)，又是直接的供能物質(zhì)ATPADP+Pi+能量磷酸肌酸(CP)是ATP的貯存庫CP+ADPATP+C,幾種主要營養(yǎng)物質(zhì)的能量轉(zhuǎn)化,糖-提供70以上的能量需求有氧氧化1葡萄糖(C6H12O6)+6O26CO2+6H2O+38

2、ATP1mol葡萄糖產(chǎn)生38molATP無氧酵解1葡萄糖2乳酸+2H2O+2ATP1mol葡萄糖產(chǎn)生2molATP,幾種主要營養(yǎng)物質(zhì)的能量轉(zhuǎn)化,糖,血糖3.96.2mmol/L,食物中糖肝糖原甘油、乳酸,氧化產(chǎn)能合成糖原轉(zhuǎn)變?yōu)橹镜确翘俏镔|(zhì),尿糖,幾種主要營養(yǎng)物質(zhì)的能量轉(zhuǎn)化,脂肪體內(nèi)主要的儲能形式可迅速分解供能蛋白質(zhì)主要作為細(xì)胞的成分和生物活性物質(zhì)（酶、激素等）在某些特殊情況下（如長期不進(jìn)食）分解供能,肥胖,體重指數(shù)(BMI)=體重(kg)/身高(m2)中國體重指數(shù)診斷建議2024正常范圍24BMI27超重27肥胖,運(yùn)動中能源物質(zhì)的動員,運(yùn)動開始時機(jī)體首先利用ATP、CP葡萄糖發(fā)生糖酵解和有氧

3、氧化持續(xù)運(yùn)動，脂肪供能。運(yùn)動30分鐘左右時，供能效率達(dá)最大,二、能量代謝的測定,幾個基本概念食物的熱價食物的氧熱價呼吸商,幾個基本概念,食物的熱價定義：1g食物氧化時所釋放的熱量。KJ/g生物熱價物理熱價糖的生物熱價為17.15kJ脂肪的生物熱價為39.75kJ蛋白質(zhì)的生物熱價為17.15kJ蛋白質(zhì)的生物熱價物理熱價,幾個基本概念,食物的氧熱價定義：某種營養(yǎng)物質(zhì)氧化時，消耗1升O2所產(chǎn)生的熱量。kJ/L意義：測一定時間的耗氧量，計算出能量代謝率（產(chǎn)熱量）糖的氧熱價為20.66kJ脂肪的氧熱價為19.58kJ蛋白質(zhì)的氧熱價為18.93kJ,幾個基本概念,呼吸商定義：RQ=VCO2/VO2糖=1，

4、脂肪=0.71,蛋白質(zhì)=0.8，混合食物0.85意義：估計某段時間內(nèi)機(jī)體利用能量的主要來源非蛋白呼吸商（NPRQ）,能量代謝的測定原理和方法,能量守恒定律：機(jī)體所利用的化學(xué)能熱能+外功,能量代謝率體表面積，單位：kJ/(m2h),直接測熱法,被測者置于一特殊的檢測環(huán)境，收集一定時間內(nèi)發(fā)散的總熱量，換算成能量代謝率研究肥胖和內(nèi)分泌系統(tǒng)障礙,間接測熱法,理論依據(jù)：定比定律（蓋斯定律）C6H12O6+6O26CO2+6H2O+H測定耗氧量和二氧化碳產(chǎn)量計算產(chǎn)熱量,具體步驟,測定耗O2量(X)、CO2產(chǎn)量(Y)、尿氮排出量(Z)計算蛋白質(zhì)代謝：蛋白質(zhì)氧化量Z6.25蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量Z6.2518（生物熱價

5、）蛋白質(zhì)耗氧量Z6.250.95蛋白質(zhì)CO2產(chǎn)量Z6.250.76,具體步驟,計算非蛋白質(zhì)代謝：非蛋白耗氧量X-Z6.250.95非蛋白CO2產(chǎn)量Y-Z6.250.76NPRQ(Y-Z6.250.76)/(X-Z6.250.95)(M)非蛋白氧熱價：根據(jù)M，查表7-2，得到N非蛋白產(chǎn)熱量(X-Z6.250.95)N總產(chǎn)熱量蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量非蛋白產(chǎn)熱量,簡化方法,測定耗O2量(X)根據(jù)混合呼吸商(0.82)查表7-2，其對應(yīng)的氧熱價20.19產(chǎn)熱量=20.19X誤差20%甲狀腺功能低下，亢進(jìn)腎上腺皮質(zhì)功能不全發(fā)熱時，體溫每升高1，BMR將升高13%左右,病例分析,某女性，20歲，體表面積為1.5m2

6、，在基礎(chǔ)狀態(tài)下測得1h的耗氧量為18L。試問該受試者基礎(chǔ)代謝率是否正常？如果不正常，可能提示有什么疾病？（1）用簡化法計算：1小時的產(chǎn)熱量20.1918363.42kJ基礎(chǔ)代謝率363.421.5242.28kJ/(m2h)查表7-4，正常值為146.5kJ/(m2h)(242.28146.5)146.5100%65.38%20（2）提示甲亢,第二節(jié)體溫及其調(diào)節(jié),表層體溫和深部體溫一般所說的體溫是指機(jī)體深部的平均溫度表層溫度：機(jī)體外殼(皮膚、皮下組織和肌肉等)的溫度。不穩(wěn)定，各部位之間的差異較大深部溫度：機(jī)體核心(心、肺、腦和腹腔內(nèi)臟等)的溫度。比表層溫度高，相對穩(wěn)定，各部位間有差異（代謝水平

7、不同，肝臟最高），但較小循環(huán)血液在體內(nèi)傳遞熱量，使機(jī)體深部器官的溫度趨于一致,體溫,常用直腸、口腔和腋窩溫度來代表體溫。正常值：直腸溫度口腔溫度(36.737.7?)腋窩溫度,正常：36.237.2低熱：37.338.0中熱：3839高熱：3941超高熱：41,口腔溫度的臨床診斷,體溫的正常變動,晝夜變化清晨26時最低，午后16時最高受控于下丘腦視交叉上核的生物鐘,體溫的正常變動,性別的影響女男0.3女性：月周期節(jié)律，排卵后體溫升高（孕激素分泌）,體溫的正常變動,年齡的影響新生兒體溫調(diào)節(jié)很不完善，易受環(huán)境溫度變化影響老年人BMR低，體溫偏低，調(diào)節(jié)能力差其他因素的影響肌肉活動代謝增強(qiáng)、產(chǎn)熱量增加

8、體溫情緒激動、精神緊張、進(jìn)食等體溫麻醉藥抑制體溫調(diào)節(jié)中樞或影響溫度感受器的傳入；擴(kuò)張皮膚血管，增加散熱體溫,皮膚溫度和平均體溫,體表各部位的皮膚溫度差別較大，與局部血流量有密切的關(guān)系影響皮膚血管舒縮的因素（如環(huán)境溫度變化或精神緊張等）都能改變皮膚的溫度平均皮膚溫度Tmst平均體溫TmbtTmbt=Tcore+(1-)Tmst隨環(huán)境溫度變化而變化,機(jī)體的產(chǎn)熱,主要產(chǎn)熱器官肝臟和骨骼肌安靜時，肝臟產(chǎn)熱量最大運(yùn)動時，骨骼肌的產(chǎn)熱量明顯增加,機(jī)體的產(chǎn)熱,產(chǎn)熱形式戰(zhàn)栗產(chǎn)熱骨骼肌不隨意的節(jié)律性收縮（屈肌和伸肌同時收縮），不做外功，產(chǎn)熱量很高。通常先出現(xiàn)寒冷性肌緊張非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱（代謝產(chǎn)熱）褐色脂肪組織的產(chǎn)熱量

9、最大（約占非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱總量的70%）,產(chǎn)熱活動的調(diào)節(jié),體液調(diào)節(jié):甲狀腺激素：寒冷環(huán)境，甲狀腺激素分泌代謝率20%30%（作用緩慢而持久）腎上腺素、去甲腎上腺素和生長激素：產(chǎn)熱迅速增加、持續(xù)時間短,產(chǎn)熱活動的調(diào)節(jié),神經(jīng)調(diào)節(jié),寒冷刺激,交感神經(jīng)興奮,腎上腺髓質(zhì)活動,Adr和NE等激素釋放,甲狀腺激素分泌,下丘腦釋放TRH,腺垂體釋放TSH,產(chǎn)熱,散熱過程,主要散熱部位是皮膚呼吸、排尿和排便也可散發(fā)小部分熱量散熱的幾種方式輻射散熱傳導(dǎo)散熱對流散熱蒸發(fā)散熱,輻射散熱,發(fā)射紅外線的形式將體熱傳給外界21時，約60%的熱量通過輻射發(fā)散皮膚與周圍環(huán)境的溫差、有效散熱面積輻射散熱量四肢表面積較大，在輻射散熱中起

10、重要作用膚色影響對日光輻射中可見光和紫外線的反射及吸收白皮膚：反射3045黑皮膚：反射19%,傳導(dǎo)散熱,熱量直接傳給與機(jī)體接觸的溫度較低物體深部熱量傳導(dǎo)到體表，再由皮膚傳給接觸的物體（如衣物等）水的導(dǎo)熱性能好，冰帽、冰袋冬季高濕度，寒冷感覺,對流散熱,通過氣體進(jìn)行熱量交換人體周圍圍繞著一薄層同皮膚接觸的空氣，熱量傳給這一層空氣，由對流將體熱發(fā)散到空間風(fēng)速越快，通過對流散失的熱量越多風(fēng)冷效應(yīng),蒸發(fā)散熱,通過體表水分的蒸發(fā)而散失體熱不感蒸發(fā)：1000ml/d皮膚的水分蒸發(fā)又稱不顯汗與汗腺的活動無關(guān)肌肉活動或發(fā)熱狀態(tài)，不顯汗發(fā)汗汗腺主動分泌汗液安靜狀態(tài)下，30左右開始發(fā)汗勞動或運(yùn)動時，20以下也可出

11、現(xiàn)發(fā)汗環(huán)境溫度、濕度發(fā)汗速度,汗液,低滲：99%水，1NaCl汗腺細(xì)胞主動分泌，Na+和Cl-在醛固酮的作用下被重吸收大量出汗易造成高滲性脫水,汗腺與汗腺活動的調(diào)節(jié),發(fā)汗是反射性活動，下丘腦發(fā)汗中樞汗腺主要接受交感膽堿能纖維支配溫?zé)嵝园l(fā)汗溫?zé)岽碳ぃōh(huán)境溫度升高）引起全身小汗腺分泌汗液散熱功能，參與體溫調(diào)節(jié)精神性發(fā)汗精神緊張、情緒激動（交感興奮）手掌、足跖和前額等部位適當(dāng)濕潤，增加摩擦力導(dǎo)致動作更為精細(xì)防御反應(yīng),循環(huán)系統(tǒng)在散熱中的作用,散熱量,炎熱環(huán)境,寒冷時末梢血管擴(kuò)張,局部防御性反應(yīng)，防凍傷,皮膚溫度,時間min,10,20,30,0,10,20,80,三、體溫調(diào)節(jié),自主神經(jīng)性體溫調(diào)節(jié)體溫自

12、身調(diào)節(jié)系統(tǒng)完成下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞控制產(chǎn)熱器官以及散熱機(jī)構(gòu)的活動，使體溫維持相對穩(wěn)定,三、體溫調(diào)節(jié),行為性體溫調(diào)節(jié)機(jī)體在不同環(huán)境中采取的姿勢和發(fā)生的行為，人增減衣著有意識的或下意識的，對自主神經(jīng)性體溫調(diào)節(jié)反應(yīng)的補(bǔ)充,代謝性產(chǎn)熱：基礎(chǔ)代謝、體力活動食物特殊動力效應(yīng)內(nèi)分泌激素反射性產(chǎn)熱、保溫：寒戰(zhàn)皮膚血管收縮行為性產(chǎn)熱、保溫：增加衣著飲食獲得熱量,產(chǎn)熱,物理性散熱：輻射、傳導(dǎo)與對流不感蒸發(fā)反射性散熱：發(fā)汗皮膚血管舒張行為性散熱：減少衣著開冷氣、吃冷飲,散熱,37,溫度感受器,外周溫度感受器存在于皮膚、粘膜和內(nèi)臟中的游離神經(jīng)末梢冷感受器：溫度（+）皮膚溫度30，28max熱感受器：溫度（+）皮膚溫度35，43max對溫度變化速率更為敏感,溫度感受器,中樞溫度感受器存在于CNS內(nèi)的對溫度變化敏感的神經(jīng)元熱敏神經(jīng)元：溫度放