能量代谢与体温恒定课件 (2)

第七章 能量代谢与体温恒定 目的要求： 了解能量代谢的一般概念 明确体温相对恒定的意义及体温调 节的机制。 第一节第一节 能量代谢能量代谢 新陈代谢新陈代谢 (metabolism)(metabolism)包括包括 物质代谢物质代谢(material metabolism)和能量和能量 代谢代谢(energy metabolism) 能量代谢：能量代谢： 生物体新陈代生物体新陈代 谢活动中伴随物谢活动中伴随物 质代谢所发生的质代谢所发生的 能量的释放、转能量的释放、转 移和利用等过程移和利用等过程 。 一、动物体能量的来源与消耗一、动物体能量的来源与消耗 6-1 6-1 能量代谢能量代谢 二、二、能量代谢的测定方法能量代谢的测定方法 名词名词 食物的热价食物的热价(thermal equivalent of food)(thermal equivalent of food)： 1 1克物质氧化释放的能量。克物质氧化释放的能量。 物理热价：物质在体外燃烧时释放的能量。物理热价：物质在体外燃烧时释放的能量。 生物热价：物质在体内氧化时释放的能量。生物热价：物质在体内氧化时释放的能量。 糖物理热价糖物理热价= =生物热价，生物热价，17.16 KJ17.16 KJ 脂肪物理热价脂肪物理热价= =生物热价，生物热价，38.93 KJ38.93 KJ 蛋白质生物热价蛋白质生物热价=17.25 KJ=17.25 KJ 物理热价物理热价=22.18 KJ=22.18 KJ 食物的氧热价食物的氧热价(thermal equivalent of (thermal equivalent of oxygen)oxygen)：营养物质在体内氧化时，消耗：营养物质在体内氧化时，消耗1 1 升氧气产生的热量。升氧气产生的热量。 糖，蛋白，脂肪分别为糖，蛋白，脂肪分别为 20.9320.93，18.818.8，19.7 L/g 19.7 L/g 呼吸商呼吸商(respiratory quotient, RQ)(respiratory quotient, RQ)：机体：机体 代谢过程中产生的代谢过程中产生的COCO 2 2 量与耗氧量之比。量与耗氧量之比。 糖的呼吸商糖的呼吸商=1=1 脂肪的呼吸商脂肪的呼吸商=0.7=0.7 蛋白质蛋白质=0.8=0.8。 间接测热法的计算间接测热法的计算 蛋白质产热量蛋白质产热量= =尿氮量尿氮量6.250.806.250.80。蛋白。蛋白 质平均重量组成：质平均重量组成：N 16%(N 16%(完全随尿排出完全随尿排出), C ), C 53%53%，O 23%O 23%，S 1%S 1% 蛋白质耗氧量蛋白质耗氧量= =尿氮量尿氮量6.250.956.250.95（每克（每克 蛋白质氧化的耗氧量）蛋白质氧化的耗氧量） 蛋白质蛋白质COCO 2 2 产生量产生量= =尿氮量尿氮量6.250.766.250.76（ 每克蛋白质的每克蛋白质的COCO 2 2 产生量）产生量） 非蛋白质呼吸商非蛋白质呼吸商= =（总（总COCO 2 2 产生量产生量蛋白质蛋白质COCO 2 2 产生量）产生量）/ /（总耗氧量（总耗氧量蛋白质耗氧量）蛋白质耗氧量） 糖和脂肪产热量糖和脂肪产热量= =查表得氧热价查表得氧热价 耗氧量几部分耗氧量几部分 相加相加= =机体一定时间的总产热量。机体一定时间的总产热量。 简化法：因蛋白质消耗较少，可忽略，即用混简化法：因蛋白质消耗较少，可忽略，即用混 合呼吸商查出相应的氧热价，乘以耗氧量合呼吸商查出相应的氧热价，乘以耗氧量= =一一 段时间内动物机体的总产热量段时间内动物机体的总产热量 与精确测定法相比，简化法误差仅在与精确测定法相比，简化法误差仅在12 %12 %，简便。，简便。 （人，混合呼吸商（人，混合呼吸商=0.82=0.82，氧热价，氧热价20.1878 KJ20.1878 KJ， 合合4.8254.825千卡）。千卡）。 应用呼吸商进行能量代谢测算时，还须应用呼吸商进行能量代谢测算时，还须 注意：体内糖、脂肪和蛋白质代谢时可注意：体内糖、脂肪和蛋白质代谢时可 相互转化，影响相互转化，影响RQRQ。反刍动物胃发酵产反刍动物胃发酵产 生大量生大量COCO 2 2 ，其，其RQRQ要校正。动物剧烈运要校正。动物剧烈运 动或重度使役时会影响动或重度使役时会影响RQRQ的测定值。（的测定值。（ CHCH 4 4 产热产热9.42KJ9.42KJ）。）。 三、基础代谢和静止能量代谢三、基础代谢和静止能量代谢 四、影响能量代谢率的因素四、影响能量代谢率的因素 1 1、肌肉活动、肌肉活动 肌肉活动产热量肌肉活动产热量 运动或劳动运动或劳动躺卧躺卧开会开会洗衣洗衣踢足球踢足球 产热量产热量 （Kg/mKg/m 2 2 min min） 2.732.733.403.409.899.8924.9824.98 2. 2. 环境温度，安静环境温度，安静 2020最低最低 3. 3. 食物特殊动力作用食物特殊动力作用 4. 4. 神经神经 内分泌：交内分泌：交 感神经兴奋，感神经兴奋，AdAd分分 泌，产热。泌，产热。 5. 5. 个体差异：个体差异： 大小、性别、年龄大小、性别、年龄 、营养、营养 第二节第二节 体温体温(body temperature)(body temperature) 二、机体的产热和散热二、机体的产热和散热 产热产热 ( (thermogenisisthermogenisis) ) 器官：肝脏，肌肉，发酵热器官：肝脏，肌肉，发酵热 影响因素：影响因素： 基础代谢率基础代谢率 肌肉运动肌肉运动 神经的紧张程度神经的紧张程度 内分泌激素内分泌激素 （E E、NENE、T4T4、T3T3） 环境温度环境温度 食物的特殊动力作用。食物的特殊动力作用。 散热散热 途径：途径：皮肤、呼吸、排粪、尿、采食、水皮肤、呼吸、排粪、尿、采食、水 方式：方式： 辐射辐射 对流，气液流动对流，气液流动通风通风 传导，洒水降温传导，洒水降温 蒸发，不显汗（不感蒸发）和显汗蒸发，不显汗（不感蒸发）和显汗 不感蒸发不感蒸发皮肤、呼吸道。体液的皮肤、呼吸道。体液的 水分直接透过皮肤和粘膜表面，并在形成水分直接透过皮肤和粘膜表面，并在形成 明显的水滴前蒸发掉明显的水滴前蒸发掉 显汗：汗液。显汗：汗液。 三、体温恒定的调节三、体温恒定的调节 神经调节神经调节 温度感受器：温度感受器： 外周（皮肤，粘膜，内脏）外周（皮肤，粘膜，内脏） ，中枢（脊髓、延髓、脑干网状中枢、下丘脑，中枢（脊髓、延髓、脑干网状中枢、下丘脑 ） 调定点调定点(set (set point)point)学说：下丘脑视前区的热学说：下丘脑视前区的热 敏神经元具有调定点（敏神经元具有调定点（set set pointpoint）作用（下丘作用（下丘 脑前部产热中枢，后部散热中枢）。致热源脑前部产热中枢，后部散热中枢）。致热源 上调上调阿斯匹林退热阿斯匹林退热 体液调节体液调节 甲状腺素甲状腺素代谢率代谢率 提高提高缓慢而持久地缓慢而持久地 加强产热；加强产热； 肾上腺素（肾上腺素（冷，冷， 交感神经）交感神经）糖、脂糖、脂 肪分解肪分解迅速而短暂迅速而短暂 对付急剧变化。对付急剧变化。 三、体温恒定的调节 机体对冷或热的体温调节过程 散热的调节反应散热的调节反应 通过循环系统和汗腺通过循环系统和汗腺 循环系统循环系统皮肤、四肢动、静脉逆流皮肤、四肢动、静脉逆流 交换。交换。 汗腺分泌：交感汗腺分泌：交感AchAch（马为马为NANA）。）。遇遇 冷（气温冷（气温515515）小动脉小静脉平滑肌小动脉小静脉平滑肌 收缩，皮色发白，舒张收缩，皮色发白，舒张“ “复温反应复温反应” ”通红通红 的鼻头或耳壳，易冻伤。的鼻头或耳壳，易冻伤。 寒冷：提高代谢率，寒颤，调节循环血寒冷：提高代谢率，寒颤，调节循环血 量（皮温），行为变化；量（皮温），行为变化； 炎热：温热性发汗，热性喘息，调节循炎热：温热性发汗，热性喘息，调节循 环血量。环血量。 产热的调节反应产热的调节反应 寒战和非寒寒战和非寒 战性产热。寒战性调节反应在战性产热。寒战性调节反应在 肌肉紧张基础上屈肌伸肌肌肉紧张基础上屈肌伸肌1010次次/ / 秒；非寒战性调节反应秒；非寒战性调节反应T3,4T3,4， AdAd、NA20%30%NA20%30%。 行为性体温调节机制（大脑行为性体温调节机制（大脑 皮层参与）皮层参与） 卷缩姿势以减小散热面积，于卷缩姿势以减小散热面积，于 向阳背风处；长期冷环境向阳背风处；长期冷环境被被 毛生长加厚、皮下脂肪蓄积毛生长加厚、皮下脂肪蓄积 绝热作用，绝热作用， 反之，伸展，躺卧，懒于活动反之，伸展，躺卧，懒于活动 ，躲在阴凉处、落毛、脂肪薄，躲在阴凉处、落毛、脂肪薄 。热喘息，水浴、泥浴。热喘息，水浴、泥浴 四、外界温度影响动物体温 等热范围：等热范围：使动物的代谢强度和产热量使动物的代谢强度和产热量 维持在生理的最低水平时的环境温度，维持在生理的最低水平时的环境温度， 又称代谢稳定区。又称代谢稳定区。 等热范围低限温度称临界温度。高限温等热范围低限温度称临界温度。高限温 度为过高温度。度为过高温度。 过热区：物理性调节过热区：物理性调节 过冷区：化学性调节过冷区：化学性调节 动物在代谢稳定区饲养饮料转化率最高。动物在代谢稳定区饲养饮料转化率最高。 等热范围过热区过冷区 体温 4 4动物长期受冷的体温调节动物长期受冷的体温调节 （1 1）习服（）习服（acclimation, acclimation, 惯习）：动物在短时间内生活惯习）：动物在短时间内生活 在超常温的环境中发生的适应性反应。在超常温的环境中发生的适应性反应。 冷习服、热习服。很快就消失。冷习服、热习服。很快就消失。 （2 2）风土驯化）风土驯化( (accilimatizationaccilimatization) )：季节性逐渐改变（绝：季节性逐渐改变（绝 热性），提高保存体热能力，毛、脂、血管收缩改善，热