能量代谢与体温

能量代谢与体温第一节体温的基本概念一、机体的正常体温及其相对稳定的意义体温：人和高等动物机体都有一定的温度,即体温。2.变温动物：无脊椎动物及低等脊椎动物(爬行、两栖和鱼类)没有完善的体温调节机制，它们的体温随着环境温度或接受太阳辐射的多寡而发生改变，称为变温动物。3.恒温动物：

鸟类和哺乳类、尤其是人类的体温调节机制完善，在不同环境温度下，都能保持体温相对稳定，称为恒温动物。

恒定体温的意义使机体的新陈代谢和各器官系统的功能活动持续稳定地保持在较高的水平上，这样就增强了机体适应环境的能力。第2页,共41页，2024年2月25日，星期天二、体温的分类1.深部体温

机体深部温度是相对稳定而又均匀的。但是，由于代谢水平不同，各个内脏器官的温度也略有差异。理论上，体温是指机体深部的血液温度，它可代表身体内部器官温度的平均值。通常测定腋窝、口腔或直肠的温度来代表体温。直肠温度：36.9-37.9℃；口腔温度：36.7-37.7℃；腋窝温度：36.0-37.4℃，测量腋窝温度是，腋窝不得有汗，上臂紧贴胸廓，是腋窝形成密闭的腔，测定时间10min。2.表层体温

机体表层温度要低于深部温度，而且由里及表存在着明显的温度梯度。体表的最外层，即皮肤表面，其温度称为皮肤温。机体各部位的皮肤温差很大。头部皮肤温度的变动相对比较少。

皮肤温度与局部血流量关系密切，寒冷环境中，皮肤血管收缩，皮肤血流量减少，皮肤温度下降，防止体热散失；炎热环境中，皮肤血管舒张，皮肤血流量增加，皮肤温度上升，促进散热；情绪激动时，血管紧张度增加，皮肤温度降低，特别是手的皮肤温度降低。第3页,共41页，2024年2月25日，星期天第4页,共41页，2024年2月25日，星期天三.体温的生理波动

体温的正常波动正常人的体温可因昼夜、性别、年龄、精神和体力活动等而有所变化。

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1.昼夜节律定义-----以昼夜(24h)为周期的波动。

人的体温在一昼夜呈现周期性波动,一般清晨2-6时最低，黎明后开始上升,下午2-4时达一日的高峰。波动幅度一般不超过1℃。

昼夜节律:由生物节律决定，可能受地球自转周期的影响。

生物节律控制中心位于下丘脑的视上核。

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2.性别差异⑴成年女子体温平均比男子高0.3℃。⑵女子体温随月经周期而产生周期性变动。排卵日最低。第7页,共41页，2024年2月25日，星期天3.年龄差异新生儿体温＞成年人＞老年人。体温随着年龄的增长有逐渐降低的趋势（与代谢率降低逐渐有关），大约每增长10岁，体温约降低0.05℃。14～16岁的青年人体温与成年人相近。

新生儿（特别是早产儿）由于体温调节机构尚未发育完善、老年人由于调节能力差，易受环境温度的影响。第8页,共41页，2024年2月25日，星期天4.体力活动与情绪肌肉活动时，肌肉代谢明显增强，产热增加，可使体温暂时升高1～2℃。所以测体温时，要先让受试者安静一段时间，小儿应防止其哭闹。情绪激动、精神紧张、进食等情况，都会影响体温。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，所以全麻时应注意保温。第9页,共41页，2024年2月25日，星期天第二节机体的热平衡一.能量代谢与产热

1.能量代谢

(1)定义:身体热量的来源主要来自体内三大营养物质代谢过程。生物体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移和利用，称为能量代谢。

(2)能量的来源:

糖、蛋白质、脂肪

食物氧化时释放的能量55%以热量形式------体热,其余25-45%以化学能贮存于ATP等高分子高能磷酸键中直接供给各种生命活动需要。第10页,共41页，2024年2月25日，星期天2.产热器官主要产热器官：

安静状态，主要产热器官是内脏（尤其肝脏，其次是脑）。

活动状态,主要产热器官是骨骼肌。此外，环境温度、进食、精神紧张等能够影响能量代谢的因素，也都可影响机体的产热量。第11页,共41页，2024年2月25日，星期天3、基础状态

人体在18～25℃室温下，空腹、平卧并处于清醒、安静状态为基础状态。基础状态的条件如下：①清晨空腹，即禁食12～14h，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。②平卧，全身肌肉放松，尽力排除肌肉活动的影响。③清醒且情绪安闲，以排除精神紧张的影响。④室温18-25℃，排除环境温度的影响。第12页,共41页，2024年2月25日，星期天4、基础代谢(BM)

在基础状态下，此时，维持心跳、呼吸等基本生命活动所必需的最低能量代谢，称基础代谢(BM)。其数值与性别、年龄、身高、体重、健康状况有关。5.基础代谢率(BMR):

机体每小时,每平方米体表面积散发的热量(KJ/h.m2)，即单位时间内的能量代谢.

BMR正常值：＝±10％～±15％＞±20％→可能是病态甲亢：+25％～+80%；甲减：-20%～-40%发烧：体温每升高1℃，BMR升高13%.第13页,共41页，2024年2月25日，星期天二、影响能量代谢的因素

1.肌肉活动

肌肉活动对能量代谢的影响最大是骨骼肌,使产热量增加几倍,占总产热量75-80%.步行时较安静状态,产热量增加3倍.剧烈运动时可增加10-20倍。从事繁忙脑力劳动时,通过神经调节,使骨骼肌肌紧张加强,肾上腺分泌激素,产热增加。表7-3表明不同劳动或运动时的能量代谢率。表7-3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9.89扫地11.37打排球17.05打篮球24.22踢足球24.98持重机枪跃进42.39───────────────第14页,共41页，2024年2月25日，星期天2.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，这些“额外”热量是由进食引起的。

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4～6％。以蛋白质食物增加最多,额外产热最多。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。第15页,共41页，2024年2月25日，星期天3.环境温度（1）人体安静时的能量代谢,在20～30℃的环境中较为稳定。（2）环境温度超过30℃，能量代谢率增加。30-45℃由于汗腺活动增加,呼吸、循环机能增强,体内化学反应速度加快。（3）当环境温度低于20℃时，随着温度的不断下降，机体产生寒战和肌紧张增加以御寒，同时增加能量代谢率。寒战时产热增加4-5倍。

第16页,共41页，2024年2月25日，星期天4.精神活动

精神紧张，甲状腺素、肾上腺素释放增加，产热量显著增加。

5.内分泌腺活动

甲状腺素能促使细胞氧化代谢增强.

肾上腺素,去甲肾上腺素使细胞内氧化反应增强,并使血糖升高,血糖利用增强,使产热量迅速加快.

→垂体前叶分泌促甲状腺素增加→甲状腺素分泌增多

↓

细胞代谢率增加→肌紧张加强→寒战

寒冷刺激产热增加.

→交感神经兴奋→肾上腺髓质兴奋→肾上腺素分泌增加→血糖利用加快.

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三、散热过程人体正常体温的维持，是在体温调节机构的协调和控制下，产热和散热过程达到动态平衡的结果。第18页,共41页，2024年2月25日，星期天

散热部位：

主：皮肤(散热占90%)大面积与外界接触血流丰富有汗腺次：肺、尿、粪(一)散热方式：主要是物理方式.

当外界气温＜低于人体表层温度时(30℃以下)，人体主要通过辐射、传导和对流方式散热，其散热量约占总量70％。当外界温度＝接近或＞高于皮肤温度时(30℃以上)，机体的散热是依靠蒸发方式散热。第19页,共41页，2024年2月25日，星期天

机体散热方式有以下几种:

⑴辐射散热（radiation），指机体以发射红外线的方式来散热。辐射散热量的多少取决于

(影响辐射的因素)

有效面积大,辐射量大,散热快。

温差大,辐射量大,散热快,当二个物体温度相等时,才停止辐射.

辐射是一种主要散热方式.外界温度在15-23℃,40%热量从皮肤辐射散热.

在高温环境中作业（如舰船、炼钢人员）,因环境温度高于皮肤温度，机体不仅不能辐射散热，反而会吸收周围的热量，故易发生中暑。人在安静状态下，此种散热量最大，占总散热量的60%。

机体的有效辐射面积皮肤与环境的温度差第20页,共41页，2024年2月25日，星期天⑵传导散热(conduction)：

定义:机体通过传递分子动能的方式散发热量。（例：高热病人头上放冰袋降温).传导散热量取决于

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。与皮肤接触物体的温差与皮肤接触面积的大小与皮肤接触物体的导热性第21页,共41页，2024年2月25日，星期天⑶对流散热(convection)：指体热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

衣服覆盖于体表，不易实现对流；棉、毛纤维间的空气不易流动，因此增加衣着可以保温御寒。若在较密闭的高温环境中（如船舱内）或闷热气候，因空气对流差，易发生中暑。温差大,对流快,散热快。风速大,对流快,散热快。第22页,共41页，2024年2月25日，星期天

⑷蒸发散热(evaporation)：（分不感蒸发和可感蒸发）

定义:指体液的水分在皮肤和粘膜表面由液态转化为气态(液体汽化需要的热量)，同时带走大量的热量。1ml水,蒸发可带走热量2.32KJ。当气温≥体温时，蒸发是唯一的散热途径。蒸发分两类:

①不感蒸发：是指无论外界环境温度高或低，人体的皮肤角质层和粘膜不断渗出水分，且在未形成明显水滴前，即已汽化。不形成汗液,不被人察觉.与汗腺无关.

不感蒸发是持续进行的。人体不感蒸发量约500ml/日（皮肤约占2/3,肺占1/3）。散出热量1160KJ.∴临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的体液量。

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②发汗，又称可感蒸发。人在安静状态下，当环境温度超过30℃时，便开始发汗,在蒸发表面聚集成汗滴。如果空气湿度大、衣着又多时，气温达25℃便可发汗；机体活动时，由于产热量↑，虽然环境温度低于20℃亦可发汗。炎热的气候，短时间内发汗量可达1.6L/h。如全部蒸发可带走3600KJ热量。∵发汗散热是通过汗液蒸发吸收体表热量实现的，∴若将汗液擦掉则不能起到蒸发散热的效果；汗腺缺乏(如烧伤病人)或汗腺分泌障碍者，在热环境中就可导致体温升高危及命。

影响蒸发的因素:a.空气湿度:湿度大,蒸发慢;湿度小,蒸发快。b.风速:风速越大,蒸发越快。

第24页,共41页，2024年2月25日，星期天临床上高烧病人:

a.用酒精擦澡,因酒精挥发带走大量热,这是蒸发散热.

b.发汗药(阿斯匹林)是出汗降温.

总结:散热是个物理过程.这四种情况下,所占百分比不同.一般说与当时环境温度有关.温度低(30℃以下)主要靠辐射散热,其次传导散热及对流散热.温度高(30℃以上)蒸发是唯一的散热方式.

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第三节体温调节体温的相对稳定，是通过许多与体温调节有关的生理功能，相互协调，达到产热和散热相对平衡而实现的。体温调节中枢位于下丘脑。一.温度感受器定义:对温度敏感的感受器.1.外周温度感受器:⑴分布：全身皮肤、某些粘膜和腹腔内脏等处。⑵类型：热感受器和冷感受器皮温≈30℃时→冷感受器+→冷觉皮温≈35℃时→热感受器+→热觉⑶作用：温度感受器传入冲动到达中枢后，除产生温觉之外，还能引起体温调节反应。

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2.中枢性温度感受器

⑴分类：热敏神经元和冷敏神经元血温↑→热敏神经元冲动发放频率↑血温↓→冷敏神经元冲动发放频率↑⑵分布：下丘脑、脑干网状结构和脊髓等处在视前区-下丘脑前部(PO/AH)分布较多的热敏神经元和少量冷敏神经元。第27页,共41页，2024年2月25日，星期天二.体温调节中枢

(一)下丘脑的体温调节中枢

虽然从脊髓到大脑皮层的整个CNS中都存在调节体温的中枢结构。但从恒温动物脑的分段切除实验证明，只要保留下丘脑及其以下神经结构的完整，动物仍具有维持体温相对恒定的能力。说明:调节体温的基本中枢位于下丘脑。第28页,共41页，2024年2月25日，星期天

通过三条途径将信息传到中枢,又经三条途径发出整合指令,调节体温。外界温度改变---→血液温度改变脊髓,下丘脑以外中枢温↓↓↗度感受器皮肤的温,冷觉感受器深部温度改变↓躯体传入神经↓脊髓↓下丘脑前部(体温调节中枢)

信息经下丘脑前部和后部整合作用↓↓↓交感神经系统躯体神经甲状腺.肾上腺髓质(分泌激素)

皮肤血管舒缩反应骨骼肌活动改变调节机体代谢汗液分泌

调节产热,散热,使之达平衡,体温维持正常.

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(二)调定点学说及体温调节过程1.调定点学说:体温调节机制:体温如何维持在37℃?提出了“调定点”学说:即体温调节类似恒温器的调节,视前区—下丘脑前部(PO/AO)中热敏N元和冷敏N元,功能除具有感温以外,可能起着“调定点”的作用.“调定点”所规定的温度值决定体温的高低.正常人的的温度为37℃.

第30页,共41页，2024年2月25日，星期天当体温高于37℃→调定点血液温度↑(超过37℃,下丘脑局部温度↑)→调定点中热敏神经元活动↑散热↑冷敏神经元活动↓产热↓体温下降至37℃.当体温低于37℃→调定点血液温度↓(低于37℃,下丘脑局部温度↓)→调定点中热敏神经元活动↓产热↑冷敏神经元活动↑散热↓体温升高至37℃.第31页,共41页，2024年2月25日，星期天正常情况下,调定点的变动范围窄,可因生活,活动,病理反应发生变化.

细菌感染导致发热:致热原→热敏神经元,冷敏神经元→调定点阈值↑(38℃),产热,散热在较高水平上达平衡.体温从37℃升高到38℃病人发冷颤抖,发热可持续一周.可用解热镇痛药治疗,使调定点温度下降,体温恢复正常.第32页,共41页，2024年2月25日，星期天三.体温异常

人体体温调节能力有一定限度,当环境温度长久剧烈变化或机体调节发生障碍,产热,散热不能保持平衡出现体温异常.(一)中暑和发热

1.中暑高温或炎热夏天→产生大量体热,不能散发→体热蓄积,体温失调而产生中暑.表现:体温升高可达40℃,头痛,头昏,脉搏细弱,血压下降,甚至意识丧失.长时间体温过高----体温调节中枢机能哀竭,造成严重后果.

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2.发热是疾病伴随的症状.eg.细菌毒素→机体使调定点温度↑→发热.体温达38℃以上,引起不适感,心脏负担增加.(二)体温过低低温环境中如体温中枢的调节使产热量不能抵偿散热量时,正常体温不能维持而下降.第34页,共41页，2024年2月25日，星期天

体温适当降低可使基础代谢率↓,组织耗氧量↓,可减少缺氧对人的损伤.因此临床用人工低温麻醉方法进行大型外科手术(注射氯丙嗪)使体温↓.也可用人工低温方法保存组织器,供临床器官移植.第35页,共41页，2024年2月25日，星期天

四、皮肤血管和汗腺的神经体液调节

1.皮肤血管运动:皮肤血流量的调节

寒冷→

刺激皮肤温度感受器→交感神经紧张性增加→皮肤小动脉收缩,动-静脉吻合支闭合→皮肤血流量下降,皮肤温下降→散热减少.

高温→

刺激皮肤温度感受器→

交感神经紧张性下降→

皮肤小动脉舒张,动-静脉吻合支开放→皮肤血流量升高,皮肤温升高→散热增加.第36页,共41页，2024年2月25日，星期天2.汗腺分泌汗液：热刺激,汗腺分泌活动增加,汗液分泌↑成分

水分：＞