能量代谢与体温h.ppt

第一节,能量代谢,能量代谢：指体内物质代谢过程中所伴随的能量,释放、转移、贮存和利用。,一、机体能量的来源与去路 机体能量主要来源于三大营养物质：糖、脂肪和蛋白质。,经氧化代谢，有50%转化为热能，其余以自由能形式贮存于ATP,或磷酸肌酸（CP）中。,1.糖,糖类食物,葡萄糖,ATP,葡萄糖是体内主要的供能物质。1分子（1mol）葡萄糖完全,氧化可生成 38 个（38mol）ATP，无氧酵解时只能生成2个,（2mol）ATP。脑组织所需能量完全来源于糖的有氧氧化。,临床：低血糖时可出现休克,有氧氧化,消化吸收,2.脂肪,脂肪是体内主要的能量贮存形式，也可直接供能。,脂肪,在长期饥饿或极度消耗时，蛋白质才成为机体的能量来源,脂肪酸 活化和氧化 乙酰辅酶A ATP 3.蛋白质,甘油 在肝脏分解供能 ATP,能源物质释放的能量有50%转化为热能，其余以自由能形式,贮存于ATP中。,蛋白质氨基酸脱氨基氧化ATP,总结：体内能量的转移、贮存和利用,式转化为另一种形式的过程中，既不增加，也不减,少。机体的能量代谢也遵循这一规律，即在整个能,量的转化中，机体所利用的蕴藏于食物中的化学能,与最终转化成的热能和所作的外功(肌肉收缩时的机,械能等)，按其能量折算是完全相等的。,基于这一原理，测定一定时间内机体所消耗的,食物量，或者测定机体的产热量与所作的外功，即,可测算出整个机体在单位时间内所消耗的能量。,二、能量代谢的测定原理和方法 (一)能量代谢测定的原理 根据热力学“能量守恒定律”，能量在由一种形,1.食物的热价 1食物在氧化时所释放出来的热量，称为食物的,热价。有生物热价和物理热价之分。,2.食物的氧热价 某种食物氧化时,每消耗1L氧所产生的热量称为该,种食物的氧热价。,(二)与能量代谢测定有关的概念,3.呼吸商(RQ) 指一定时间内，机体的CO2产生量与耗O2量的比值。 CO2产生量（ml） RQ 耗O2量（ml）,由于各种食物在体内氧化时的耗O2量、CO2产生量,的不同，故各种食物的氧热价不同。,三种营养物质氧化时的相关数据 物 质 耗氧量 产CO2量 物理热价 生物热价 氧热价 呼吸商 (L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/g) (RQ) ,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,蛋白质 0.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.80 ,RQ1.0 氧化糖；,RQ0.70 氧化脂肪,RQ0.820.85 一般饮食(混合食物),非蛋白呼吸商(NPRQ),指一定时间内，机体氧化非蛋白食物时的CO2产,生量与耗O2量的比值。,整体产生CO2总量分解蛋白产生CO2量 NPRQ 整体耗O2总量分解蛋白耗O2量 分解蛋白产生CO2量 = NP6.250.76(L) 分解蛋白耗O2量 = NP6.250.94(L) 6.25=每产生1g尿氮(NP)需氧化蛋白6.25g 0.76(L)=每氧化1g蛋白的产生CO2量 0.94(L)=每氧化1g蛋白的耗O2 量,非蛋白呼吸商(NPRQ)和氧热价,(三)能量代谢的测定方法,1.直接测热法 直接测热法是利用不同类型的测热装置，直接搜集,机体在一定时间内发散出来的总热量的方法。,2.间接测热法 间接测热法原理 是利用“ 定比定律” ，测算出一定时间内氧化的,糖、脂肪和蛋白质各有多少，再计算出它们所释放出,的热量。,间接测热法的步骤,测定机体在一定时间内的CO2产生量和耗O2量 测定尿氮排出量 计算出非蛋白呼吸商（NPRQ） 查出非蛋白食物氧热价 计算出非蛋白食物的产热量 计算出总产热量,简化计算方法,将混合膳食的RQ定为0.82；查表得氧热价为20.19kJ,测定单位时间的耗氧量Vo2(用肺量计测定耗氧量）,计算单位时间（h或min）的产热量：,公式：产热量氧热价耗氧量/(h或min) 产热量（千焦kJ /h或min）20.19Vo2 产热量（焦耳J /h或min）2.02104 Vo2 产热量（千卡kcal /h或min）4.825Vo2,(四)能量代谢的衡量标准,测定不同个体的能量代谢时，是以单位时间内每m2体表面积,的产热量作为衡量标准，单位为：,kJm2(体表面积).h,或者 kJm2(体表面积).min,即计算得出单位时间的产热量后再除以体表面积,机体的多种生理活动(如心输出量、肺活量、主动脉和气管,的横截面、肾小球滤过率)均与体表面积成正比关系，这就是,“体表面积定律”。机体的能量代谢也遵循这一规律，即产热,量与体表面积成正比。,测量人的体表面积，可根据身高和体重两项数值进行推,算，按斯蒂温逊(Steuenson)公式推算：,体表面积(m2)=0.0061身高(cm)0.0128体重(kg)0.1529,人体表面积测算用图,三、影响能量代谢的因素,(一)肌肉活动 骨骼肌的活动对于能量代,谢的影响最为显著，即使人 体轻微的肌肉活动也可提高 能量代谢率。 这是由于人在运动或从事,体力劳动时肌肉收缩，因此 需要补给能量，而能量的提,高则需要更多的营养物质的,氧化，于是耗氧量增加，能 量代谢率提高。,机体不同状态时的 能量代谢率, 状态 产热量(KJ/m2.min) 躺卧 2.73 开会 3.40 擦窗子 8.30,洗衣 扫地 打排球,9.89 11.37 17.05,打篮球,24.22,踢足球 24.98 持重机枪跃进 42.39 ,(二)精神活动,人在平静地思考问题时，能量代谢受到的影响不,大，其产热量一般不超过4%。,但精神处于紧张状态(烦躁、恐惧、情绪激动等),时，由于会导致无意识的肌肉紧张性增强、交感神,经兴奋及促进代谢的内分泌激素释放增多等原因，,产热量可显著增加。,(三)食物的特殊动力效应 人进食后一段时间内(从进食后1h开始,持续7,8h),即使同样处于安静状态,但产热量却比进食前,有所增加，食物能使机体产生“额外” 热量的现象称,为食物的特殊动力效应。,各种营养物质的食物特殊动力效应不同，进食蛋,白质时产热量增加30，混合性食物增加10，糖,和脂肪增加46。,其产生的机制尚不十分清楚，可能与肝脏处理蛋,白分解产物时的额外能量消耗有关。,(四)环境温度,人体安静时的能量代谢,在2030的环境中较,为稳定。,环境温度超过30，能量代谢率增加 。 当环境温度低于20时，随着温度的不断下降，,机体肌紧张加强，产生寒战以御寒，能量代谢率增,加 。,四、基础代谢,机体在基础状态下的能量代谢称为基础代谢。 基础代谢率(BMR)：单位时间内的基础代谢。,基础状态的条件：,清晨空腹，即禁食1214h，前一天应清淡、不要太饱的,饮食，以排除食物特殊动力效应的影响,平卧，全身肌肉放松，尽力排除肌肉活动的影响,清醒且情绪安定，以排除精神紧张的影响,室温18-25，排除环境温度的影响,基础代谢率(BMR)的测定和正常值,1.BMR的测定：通常采用简易测热法 2.BMR正常值：平均值1015 平均值20可能是病态,3.计算： 临床意义,BMR升高 甲亢：+25+80； 发烧：体温每升高1，BMR升高13%； 糖尿病、红细胞增多症、白血病时BMR也升高。 BMR降低 甲减：-20-40 ； 肾上腺皮质功能低下、脑垂体功能低下时BMR也降低。,实测值平均值 平均值,100,基础代谢率(BMR)的测定实例,某受测者，男性，20岁，在基础状态下1小时的,耗氧量为15升（L），其体表面积为1.5m2。,1.计算其BMR：,产热量氧热价（kJ /h）耗氧量Vo2(L/h) 产热量20.1915,20.1915 1.5,20岁男子的正常BMR平均值为157.8 kJ/m2.h,2.超出正常值的百分数为：,201.8157.8 157.8,BMR正常值：平均值1015,BMR ,201.8 kJ/m2.h,28,第二节,体温,体温既指机体的温度，分,为机体的深部温度（体核温,度）和表层温度。,体温的相对恒定是机体新,陈代谢和一切生命活动正常,进行的必需条件。,体温 22心跳停止,体温 43酶变性而死亡,体温 27低温麻醉,一、体温的正常值 肛温：正常为36.937.9。 口温：约比直肠低0.2,为36.737.7。 腋温：约比口腔低0.3,为36.037.4。 临床常用口温和腋温。 测定腋温时要注意夹紧体温计，保证测量时间,（约需10min）和腋窝干燥。,二、体温的正常变动,（一）昼夜节律变化,人的体温在一昼夜中呈现周期性波动，称为体温的昼,夜节律。清晨26时最低，午后16时最高，最低和最,高体温波动不超过1.0 。,体温的昼夜节律是一种生物节律，由体内生物钟控制,的，下丘脑的视交叉上核可能是体温昼夜节律的控制中,心。,（二）年龄差异,新生儿体温成年人老年人。,（三）肌肉活动,肌肉活动时，肌肉代谢明显增强，产热增加，体温升,高。,（五）其它,如情绪激动、精神紧张、进食等情况，都会影响体温，,使体温升高。,全身麻醉时，会因抑制体温调节中枢和扩张血管的作用,及骨骼肌松弛，使体温降低。,（四）性别差异,成年女子体温平均比男子高0.3。 女子基础体温随月经周期而产生周期性变动。排卵前日,最低（约1.0 ），排卵后升高0.30.6 。,三、机体的产热和散热 (一)产热过程 1.主要的产热器官,安静状态：主要产热器官是内脏（主要是肝脏，其,次是脑）。,活动状态：主要产热器官是骨骼肌。剧烈运动时，,产热量可增加40倍。,2.人在寒冷环境中的产热形式 人在寒冷环境中，机体要维持体温稳定，需通过战,栗产热和非战栗产热来增加产热量。,（1）战栗产热,战栗（寒战）是指在寒冷环境中骨骼肌发生不随意,的节律性收缩。此时，机体的代谢率可增加45倍。,（2）非战栗产热,非战栗产热又称代谢产热，其中以褐色脂肪组织,（BFT）的产热量为最大，约占非战栗产热的70。,BFT分布于腹股沟、腋窝、肩胛下区、颈部大血,管周围。,非战栗产热对新生儿尤为重要。,体液调节 在寒冷环境几周后 甲状腺 T3、T4 代谢率(增加2030) 产热量,特点：,作用缓慢，维持时间长。,神经调节 突然的寒冷刺激时 交感-肾上腺髓质 NE、E 产热量,特点：,作用迅速，维持时间短。,3. 产热活动的调节,（1）神经调节 交感肾上腺髓质系统,（2）体液调节 甲状腺分泌甲状腺激素（T3、T4）,1.散热部位,主：皮肤,面积大,与外界接触 血流丰富 有汗腺,次：呼吸（热喘）、尿便,2.皮肤的散热方式,(二)散热过程,散热部位,辐射散热,传导散热 对流散热 蒸发散热,皮肤的散热方式有4种:,辐射散热,指体热以热射线形式传给温度较低的周围环境中,的散热方式。,辐射散热量的多少取决于机体的有效辐射面积与皮,肤与环境的温度差。,传导散热 指体热直接传给与机体相接触的低温物体的散热,方式。如皮肤将热量传递给空气或水。,水的导热性好，因此临床上常利用冷水袋或冰袋为高热患者,降温。,脂肪的导热性差，因而肥胖者炎热的天气易出汗。,对流散热,指体热凭借空气流动交换热量的散热方式。,对流散热是传导散热的一种特殊形式，对流散热量,主要取决于气温和风速。,蒸发散热,指体液的水分在皮肤和粘膜表面由液态转化为气,态，同时带走大量热量的散热方式。,蒸发散热分为不感蒸发和可感蒸发。蒸发1g水（汗,液）可使机体散发2.43kJ的热量。,当气温体温时，蒸发是唯一的散热途径,不感蒸发 不感蒸发又称不显汗。指机体水分直接透出皮肤和粘,膜表面，在未聚成明显水滴前蒸发掉的散热形式,不 感 蒸 发 是 持 续 进 行 的 ， 一 般 蒸 发 量 为 12 ,15g/h .m2。人体不感蒸发量每日约1000ml，皮肤蒸发约,600800ml，呼吸蒸发约200400ml。,发汗(可感蒸发) 人在安静状态下，当环境温度达到30左右时，便,开始发汗；如果空气湿度大、衣着又多时，气温在25,时便可发汗；,机体活动时，由于产热量增多，虽然环境温度低，,亦可发汗。,发汗量与环境温度和湿度有关。炎热的气候，短时,间内发汗量可达1.5L/h。,3.汗腺与汗液,（1）汗腺,人体的小汗腺分布于全身皮肤，受交感神经单一支,配，其节后纤维为胆碱能纤维，末梢释放的递质主要是,乙酰胆碱（Ach）。,掌心和足底的一些与精神性发汗有关的汗腺受交感肾,上腺素能神经支配，递质为去甲肾上腺素。,（2）发汗中枢,温热性发汗的中枢在下丘脑（体温调节中枢内）。,精神性发汗的中枢在大脑皮层的运动前区。,（3）汗液,汗液中水分占99%，而固体成分则不到1%。固体成分,中，大部分为氯化钠，也有少量氯化钾、尿素等，而葡,萄糖和蛋白质的浓度几乎是零，所以汗液是低渗的。,机体因大量发汗造成脱水时，是属于高渗性脱水。,与体温调节无关，可能与 湿润手掌和足跖，增加摩擦 力有关。,散发体热，对体温调节 有重要作用。,意义,情绪激动或精神紧张,温热刺激,刺激 因素,交感肾上腺素能纤维，递,质为去甲肾上腺素,交感神经的胆碱能节后,纤维，递质为乙酰胆碱,神经,纤维,和递,质,汗腺局限分布于手掌、足,汗腺分布于全身绝大部,汗腺,分布 分皮肤(手掌、足跖除外） 跖、前额等部位,精神性发汗,温热性发汗, 总结：温热性发汗和精神性发汗,四、体温调节 自主性体温调节：战栗、发汗、调节皮肤血流量 行为性体温调节：增减衣物、运动、调整姿势,(一)温度感受器,1.外周温度感受器,分布：全身皮肤、某些粘膜和腹腔内脏等处,类型：分为温觉感受器和冷觉感受器,作用：温度感受器传入冲动到达中枢后，