1、能量代謝和體溫 energy metabolism and body temperature,第一節(jié) 能量代謝,一、能量代謝的概念 生物體內(nèi)物質(zhì)代謝過(guò)程中所伴隨的能量釋放、貯存、轉(zhuǎn)移和利用總稱為能量代謝(energy metabolism)。,(一)機(jī)體能量的來(lái)源 糖(carbohydrate) 重要供能物質(zhì) 脂肪(fat) 重要的供能物質(zhì)及主要的貯能物質(zhì) 蛋白質(zhì)(protein) 供能是其次要功能 (二)機(jī)體能量的去路 1.約50%直接轉(zhuǎn)變成熱能。 2.另50%的能量是自由能,載體是ATP。,二、能量的來(lái)源與去路,(一)測(cè)定原理 能量守恒定律 安靜不作外功時(shí)，機(jī)體物質(zhì)代謝過(guò)程中所 釋放的能量

2、全部轉(zhuǎn)化為熱能。,單位時(shí)間內(nèi)所消耗的能量稱為能量代謝率 ( energy metabolism rate)。,三、能量代謝測(cè)定的原理和方法,(二)測(cè)定和計(jì)算方法 1.直接測(cè)熱法(direct calorimetry) ： 2.間接測(cè)熱法(indirect calorimetry)： 測(cè)定原理：定比定律 如：C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+H,1食物完全氧化所釋放出來(lái)的熱量， 稱為食物的熱價(jià)，也稱食物的卡價(jià)。 物理熱價(jià)：食物在體外燃燒時(shí)釋放的熱量。 生理熱價(jià)：食物在體內(nèi)氧化時(shí)產(chǎn)生的熱量。,食物的熱價(jià)(thermal equivalent of food ):,糖與脂肪：物理熱價(jià)生理熱

3、價(jià) 蛋 白 質(zhì)：物理熱價(jià)生理熱價(jià) （蛋白質(zhì)在體內(nèi)不能被徹底氧化分解， 有一部分以尿素的形式由尿中排泄）。,食物的氧熱價(jià)(thermal equivalent of oxygen) 某種食物氧化時(shí),每消耗1L氧所產(chǎn)生的熱 量稱為該種食物的氧熱價(jià)。,呼吸商(respiratory quotient，RQ) 在一定時(shí)間內(nèi)，機(jī)體呼出的CO2的量與吸入 的O2量的比值。,非蛋白呼吸商(nonprotein respiratory quotient): 糖和脂肪氧化時(shí)CO2產(chǎn)生量和耗O2 量的比值。,RQCO2產(chǎn)生量/耗O2量,三種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化的幾種數(shù)據(jù) 物 質(zhì)耗氧量 產(chǎn)CO2量 物理熱價(jià) 生理熱價(jià) 氧熱

4、價(jià) 呼吸商 (L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/g) (R Q) 糖 0.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.00 脂 肪 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71 蛋白質(zhì) 0.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.80 ,混合食物的呼吸商是0.85。,間接測(cè)熱法的測(cè)定及計(jì)算方法:,測(cè)定總耗O2量和總CO2產(chǎn)生量； 測(cè)定尿氮量，根據(jù)尿氮量計(jì)算蛋白質(zhì)的分解量； 計(jì)算出蛋白質(zhì)分解時(shí)的耗O2量和CO2產(chǎn)生量； 計(jì)算出糖和脂肪分解時(shí)的耗O2量和CO2產(chǎn)生量； 計(jì)算出非蛋白呼吸商，從表中查找氧熱價(jià)，算出 非蛋白代謝的產(chǎn)熱量 總熱量=非蛋

5、白代謝的產(chǎn)熱量+蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量,將清淡混合膳食的RQ定為0.82，氧熱價(jià) =20.20kJ/L； 測(cè)定6min的耗O2量； 能量代謝值 = 耗O2量氧熱價(jià)。,簡(jiǎn)化計(jì)算法：, 肌肉活動(dòng) 環(huán)境溫度 食物的特殊動(dòng)力效應(yīng) （specific dynamic effect） 精神活動(dòng),四、影響能量代謝的因素,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) 42.39 ,肌肉活動(dòng)對(duì)能量代謝的影響最大。,五、基礎(chǔ)代謝 (一)基礎(chǔ)代謝的概

6、念 基礎(chǔ)代謝(basal metabolism)： 是指基礎(chǔ)狀態(tài)下的能量代謝。 基礎(chǔ)代謝率(basal metabolic rate,BMR)： 單位時(shí)間內(nèi)的基礎(chǔ)代謝。 基礎(chǔ)狀態(tài)： 空腹，禁食12h以上。 靜臥。 清醒、安靜。 環(huán)境溫度保持在2025。,(二)BMR的測(cè)定和正常值 1.BMR的測(cè)定: 把基礎(chǔ)狀態(tài)下的呼吸商定為0.82、氧熱價(jià)為 20.20KJ 測(cè)出1h內(nèi)(測(cè)6min的耗氧量10)的耗氧量。 BMR20.20耗氧量 測(cè)出體表面積(一般以體表面積為尺度衡量基礎(chǔ)代謝率) 單位體表面積的BMR20.20耗氧量/體表面積,體表面積(m2) 0.0061身高(cm)0.0128體重(kg)

7、0.1529,體表面積測(cè)算用圖,2.BMR正常范圍：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%,第二節(jié) 體溫及其調(diào)節(jié),一、人體體溫及其正常變動(dòng) (一)體溫及其正常值,體表溫度(shell temperature) 體核溫度(core temperature),在不同環(huán)境溫度下人體體溫分布圖 A.環(huán)境溫度20 B.環(huán)境溫度35,正常體溫 1.肛溫：36.937.9 2.口溫：36.737.7 3.腋溫：36.037.4,體溫(body temperature)： 機(jī)體深部的平均溫度。,(二)體溫的生理變動(dòng) 1.晝夜節(jié)律 （circ

8、adian rhythm） 2.性別 3.年齡 4.肌肉活動(dòng),女子基礎(chǔ)體溫的變動(dòng)曲線,二、機(jī)體熱的平衡,中樞神經(jīng)系統(tǒng),產(chǎn)熱和散熱的相對(duì)平衡,產(chǎn)熱,散熱,(一)機(jī)體的產(chǎn)熱過(guò)程 1.主要產(chǎn)熱器官 安靜狀態(tài)下，主要是內(nèi)臟器官(特別是肝臟)。 運(yùn)動(dòng)或勞動(dòng)時(shí)，主要為骨骼肌。,2. 機(jī)體產(chǎn)熱的形式： （1）戰(zhàn)栗產(chǎn)熱(shivering thermogenesis) （2）非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱（non-shivering thermogenesis) 又稱代謝產(chǎn)熱,3. 產(chǎn)熱活動(dòng)的調(diào)節(jié) （1）體液調(diào)節(jié) 甲狀腺激素 （2）神經(jīng)調(diào)節(jié) 交感神經(jīng),1.散熱部位：,主：皮膚,次：呼出氣、尿、糞,2.散熱方式：,蒸發(fā)、對(duì)流、傳導(dǎo)

9、、輻射,(二)機(jī)體的散熱過(guò)程,輻射散熱(thermal radiation)： 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。,機(jī)體的有效輻射面積,皮膚與環(huán)境的溫度差,散熱量取決于,散熱量取決于,接觸物體與皮膚的溫差,接觸物體與皮膚接觸面積的大小,接觸物體的導(dǎo)熱性,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,傳導(dǎo)散熱(thermal conduction)： 體熱直接傳給與機(jī)體相接觸的低溫物體。,對(duì)流散熱(thermal convection)： 體熱憑借空氣流動(dòng)交換熱量。,蒸發(fā)散熱(thermal evaporation)

10、 機(jī)體通過(guò)體表水分的蒸發(fā)來(lái)散失體熱。,氣溫體溫時(shí)，蒸發(fā)是唯一的散熱途徑,蒸發(fā)散熱不感蒸發(fā)和發(fā)汗兩種形式。,不感蒸發(fā)(insensible perspiration)： 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，又稱不顯汗。 人體不感蒸發(fā)量約1000ml/日。 臨床病人補(bǔ)液應(yīng)考慮由不感蒸發(fā)丟失的體液量。,安靜狀態(tài)下，環(huán)境溫度30，便會(huì)發(fā)汗 發(fā)汗速度受環(huán)境溫度和濕度的影響 汗液是低滲液，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NaCl,發(fā)汗(sweating) ： 又稱可感蒸發(fā)(sensible perspiration),3.散熱的調(diào)節(jié)： 皮膚循環(huán)的調(diào)節(jié) 發(fā)汗的調(diào)節(jié),三、體溫調(diào)節(jié) 自主性體溫調(diào)節(jié) 行為性體溫調(diào)節(jié),(一)溫度感受器 1.體表溫度感受器 其實(shí)質(zhì)是游離神經(jīng)末梢。 冷覺感受器或冷敏感點(diǎn) 溫覺感受器或熱敏感點(diǎn) 2.內(nèi)臟溫度感受器 3.中樞溫度感受器 熱敏神經(jīng)元 冷敏神經(jīng)元,(二)體溫調(diào)節(jié)中樞 體溫調(diào)節(jié)的基本中樞在下丘腦。 視前區(qū)-下丘腦前部（POAH）是體