工程生理学能量代谢和体温 精简版 20141030 （自学）课件

能量代谢与体温调节 深圳大学医学院林桂淼 主要内容 能量代谢1 能量的来源2 影响能量代谢的因素3 基础代谢 体温调节1 人体正常体温2 机体的热平衡3 体温的调节 定义 通常把物质代谢过程中所伴随着的能量贮存 释放 转移和利用等称为能量代谢 能量代谢 能量直接提供者 ATPATPADP释放33 47KJ的能量PCP 由磷酸和肌酸合成 主要存在于肌肉组织中 贮能 ADPATPATPCP 能量的来源与利用 影响能量代谢的因素 1 肌肉活动 肌肉活动队能量代谢的影响最为显著 2 精神活动 精神紧张时 代谢率增加 3 食物特殊动力作用 人体在进食后一段时间内 即使处于与进食前一样的安静状态 产热量却比进食前多 4 环境温度 温度过低或过高对人体的代谢率和产热量均有显著影响 基础代谢 1 基础状态 是指不受肌肉活动和精神紧张的影响 也不受食物的特殊动力作用和环境温度影响时的清醒安静状态 2 基础代谢 是指基础状态下的能量代谢 3 基础代谢率 是指基础状态下单位时间 单位体表面积的产热量 基础代谢率与年龄 性别和有关疾病有关 性别 男 女 儿童 青年 成年 成年后逐渐降低 睡眠时的代谢率 基础代谢率 安静时的代谢率 一般基础代谢率可在平均值的 10 15 范围内变动 超过20 为病态 甲状腺机能低下时BMR较正常值低20 40 肾上腺皮质和脑垂体机能低下时BMR值降低甲亢时BMR值比正常值高25 80 发热时BMR值升高体温每上升1 BMR值升高13 第二部分体温及其调节 1910年英国斯科特 ScottRobertFalconl868 1912 探险队和挪威阿蒙森探险队都宣布将向南极点进军 两支探险队之间展开了一场激烈的角逐 阿蒙森一行五人 用狗拉雪橇 经过千辛万苦于1911年12月14日成为第一批到达南极极点的人 而斯科特探险队一行五人 使用的是马拉和人拉的雪橇 结果马在严寒中陷入了泥沼 他们用雪橇拉着设备 顶风冒雪经过82天 于1912年1月16日终于到达南极点 在南极探险的路上跋涉了1450km之后 归途中因饥饿劳累倒下 攀登南极点的角逐是南极考察热中光辉的一页 两支探险队都在零下三十七度的南极艰难跋涉 阿蒙森队的胜利表明人类可以战胜严寒 而斯科特队永远留在了南极也表明如果严寒加上饥饿 疲惫也会危及人类的生命 地球上的气温可高至60 低至零下70 人类的足迹几乎遍布全球 在不同的环境中 人是怎样维持体温恒定的呢 思考 什么叫人的体温 生理学所学体温是指身体深部的平均温度 即体核温度 临床上常用什么温度来代表体温 1 口腔温度2 腋窝温度3 直肠温度 平均为37 2 平均为36 8 平均为37 5 直肠温度最接近人体内部温度 变温动物 变温动物 随环境的变化体温在一定范围内变动为变温动物 当温度不适时 即进入隐蔽或休眠状态 没有完善的体温调节机构 只能在一定温度范围内生长 繁殖 鸟类 哺乳类 尤其是人类 在不同的环境温度下 都有保持体温相对恒定 因此这几种动物叫恒温动物 恒温动物 思考 恒温动物的体温是恒定不变吗 三 体温的生理变异 机体的深部温度可随一系列条件的变化而略有变动 1 体温昼夜周期性变化 以 24小时 昼夜为周期 往复出现高峰 昼夜节律 体温在2 6时为最低 黎明后上升 白日较高 下午2 8是最高 其原因 白日代谢率高 产热多 生物钟控制 部位在下丘脑视上核 黑暗环境及卧床或彻夜不眠的人仍有体温昼夜周期性 2 性别 女性比男性体温高0 3 女性且有体温周期性波动 与其血液中孕激素及其代谢物水平有关 也是在生物钟控制下进行的 月经前体温 月经期体温 排卵期体温 排卵后体温突然升高 临床上用连续测量基础体温的方法来检验有无排卵及排卵期 3 年龄婴 幼儿 特别是早产儿体温调节机构发育不完善 应加强保温 老人代谢活动减弱 体温较青壮年人低 且调节体温的能力也减弱 也要注意保温及散热 肌肉运动 体温上升 紧张 激动 体温升高 可升高2 手术麻醉体温下降 术中 术后应注意保温 麻醉药物可抑制体温调节中枢或影响其传入路径 并扩张血管 从而增加了机体的散热 4 活动及情绪 带婴儿看病时 为什么要等他们停止哭闹几分之后再给他们量体温 体温相对恒定意义 体温过低过高有何危害 体温过高或过低都会影响酶的活性 从而影响新陈代谢的正常进行 使各种细胞 组织和器官的功能紊乱 严重时还会导致死亡 可见 体温的相对恒定 是维持机体内环境稳定 保证新陈代谢等生命活动正常进行的必要条件 体温相对恒定意义 体温过低过高有何危害 1 低于28 时 人会丧失意识2 低于22 时 可能导致死亡3 高于41 时 引起中枢神经系统障碍 出现说胡话 神志不清等症状4 高于43 时 有生命危险5 成年人体温每升高1 心率每分钟增加10次 儿童可增加15次 想一想 体温升高或降低 对人体只有害而无益吗 在某些特殊情况下 体温在一定范围内升高或降低对人体是有益的 降低 低温麻醉升高 感冒时的发烧这时白细胞增多 抗体生成活跃 肝脏的解毒功能增强 物质代谢速度加快 能使病人的抵抗力提高 利于消灭致病因素 使人体恢复健康 机体是如何维持体温的相对恒定 原来是人体的产热和散热两个生理过程保持动态平衡的结果 第二节机体的热平衡 机体的产热和散热处于平衡状态在体温调节机构的控制下 维持37 的正常体温 若平衡失调 则出现体温异常 机体热量主要来源于三大基础物质的代谢产生的能量 脂肪 糖和蛋白质在体内进行分解代谢的过程中形成CO2和H2O 释放能量 正常情况下机体主要动用糖类 饥饿时动用脂肪 最后动用蛋白质 人的体温来源于何处 来源于体内物质代谢过程中释放出来的能量 一 产热反应 1 产热器官体内的热量来源于三大营养物质的分解代谢 代谢水平高的组织器官产热量大 反之小 安静时 内脏产热 肝脏产热量最高 体育运动或劳动 骨骼肌为主要产热器官 褐色脂肪组织在寒冷环境下课发挥重要的产热作用 特别是新生儿 主要产热器官是肝脏和骨骼肌 2 产热形式基础代谢产热 骨骼肌运动产热 食物特殊动力作用产热 战栗及非战栗产热 1 战栗产热 战栗是指骨骼发生不随意的节律性收缩 其节律为9 11次 分 2 非战栗产热 又称代谢产热 是一种通过组织代谢率来增加产热的形式 褐色脂肪组织 运动 精神状态肌肉运动 肌肉运动则产热增加 如劳动 运动 可用代谢率值评价劳动和运动强度 步行可使产热量增加3倍 剧烈运动可使产热量增加10 20倍 脑力劳动可通过神经传导引起骨骼肌紧张 肾上腺素分泌增加 使机体产热量增加 精神紧张也将刺激肌紧张和内分泌激素释放 从而使产热量增加 3 影响机体产热的因素 基础代谢率基础代谢率增加 则产热增加 如甲亢病人 食物的特殊动力效应机体进食后较进食前产热量增加 机制尚不很清楚 可能为肝脏内脱氨反应消耗的额外能量 进食蛋白质后使机体产热量增加30 糖和脂肪使机体的产热量增加4 6 环境温度20 30 时能量代谢产热最稳定 温度升高或降低产热均增加 寒冷 肌肉紧张 寒战 产热 温度升高 30 45 体内生物化学反应速度加快 产热 发汗及循环机能增强 内分泌 1 体液调节 甲状腺激素最重要 肾上腺素 去甲肾上腺素 生长激素 甲状腺素 血糖升高 利用率提高 产热增加肾上腺素 二 散热反应 1 散热部位 皮肤 血液流经皮肤血管 90 的热量经皮肤散出 为机体的主要散热部位 肺 呼吸 肾 尿 消化道 粪便 2 散热途径 1 辐射散热 是指机体通过热射线的形式将机体传给外界较冷物质的一种散热方式 温度差和散热面积相关 2 传导散热 是指机体的热量直接传给与之接触的温度较低物体的一种散热方式 温度差 散热面积 导热性能等 问 为什么肥胖的人炎热夏天容易出汗 当环境温度 皮肤温度时 吸热 当环境温度 皮肤温度时 散热 辐射散热占总散热量的40 3 对流散热 是指通过气体流动而实现热量交换的一种散热方式 4 蒸发散热 是指水分从体表汽化时吸收热量而散发体热的一种方式 不感蒸发 是指体内的水从皮肤和黏膜 主要是呼吸黏膜 表面不断渗出而被汽化的过程 不形成水滴 与汗腺无关 正常人2 小时蒸发量为600 800ml 发汗 是指汗腺主动分泌汗液的活动 又称可感蒸发 汗腺 当环境温度 30 时 机体发汗 通常炎热时为1 6L h 发汗 是指汗腺主动分泌汗液的活动 又称可感蒸发 当环境温度 30 时 机体发汗 通常炎热时为1 6L h 发汗分为 A温热性发汗 全身 B精神性发汗 额头 手掌 足底 发汗中枢主要在下丘脑 支配汗腺的交感神经节后纤维为胆碱能纤维 引起发汗的物质 乙酰胆碱 毛果芸香碱 肾上腺素 加强乙酰胆碱的作用 抑制发汗的物质 阿托品 低温 正常体温 高温 血管 皮肤血流量 皮肤温度 散热量 血管 皮肤血流量 皮肤温度 散热量 收缩 减少 下降 减少 舒张 增加 上升 增加 3 散热反应的调节 皮肤血流量在散热反应中的作用和调节 皮肤温度取决于皮肤血管的血流量 产生冷觉骨骼肌战栗起鸡皮疙瘩皮肤血管收缩物质氧化分解加快甲状腺激素分泌增加 遇到寒冷刺激 机体出现哪些变化 一 调节方式 1 自主性体温调节环境温度不太高 低 时 通过调节皮肤血流量来改变体表散热量 保持体温恒定 此种方式耗能少 但调节能力有限 温热环境 皮肤血流量增加 散热增加寒冷环境 皮肤血流量减少 散热减少 保温 第三节体温调节 二 体温调节机构的组成 一 温度感受器1 外周温度感受器 分布于全身皮肤 粘膜 腹腔内脏 分别感受皮肤和内脏的温度变化 分为热感受器 冷感受器 2 中枢温度感受器 存在于视前区 下丘脑前部热敏神经元 血液温度升高其放电频率增加冷敏神经元 血液温度下降其放电频率增加 二 体温调节中枢 位于下丘脑 温度刺激 温度感受器 丘脑下部前部 丘脑下部后部 产热或散热 三 调定点学说调定点 PO AH中的温度敏感神经元活动设定一个体温值 37 当体温在偏离此设定温度 37 时 将会导致明显的产热和散热改变 从而使体温恢复到设定温度 这一设定温度即称调定点 产热装置产热PO AH温度散热装置散热调定点 反馈信息 视前区 下丘脑前部 preoptic anteriorhypothalamus PO AH 即使环境出现较剧烈的变化 体温的变动也不会超过0 5 增加产热