（生理学课件）第七章能量代谢与体温

第七章能量代谢和体温 第一节能量代谢 一 能量来源食物中的糖 脂肪 蛋白质的碳氢键断裂 释放能量1 糖 主要 70 以上 血糖 供能 ATP 食物中的糖葡萄糖肌糖原 肝糖原 贮存脂肪 蛋白质 消化 吸收 葡萄糖转化成ATP供能的途径 1葡萄糖CO2 H2O 38molATP脑组织1葡萄糖乳酸 2molATP应急 红细胞 氧充足 氧化 缺氧 糖酵解 一 机体能量的来源与去路 2 脂肪 30 40 1mol 2molGlu 3 蛋白质 很少 长期饥饿或极度消耗时 脂肪 消化 甘油脂肪酸 吸收 类脂质 细胞构成 脂肪 分解 甘油 脂肪酸 氧化酮体 肝 酮血症 蛋白质 消化 氨基酸 吸收 组织蛋白 体重指数 体重 Kg 身高2 m 二 能量的转移 贮存和利用 关键物质ATP 机体的能量平衡 能量平衡是指机体从食物摄入的能量和由于代谢活动所消耗的能量之间的平衡 若人体能量 收支平衡 体重保持不变 若人体能量 收支失衡 体重增加或减少 二 能量代谢的测定 一 能量代谢测定的基本原理原理 根据能量守恒定律 测定在一定的时间内机体所消耗的食物或测定机体所产生的热量与所做的外功 都可测出机体的能量代谢 化学能 产生的热量 外功 化学贮备能若避免作外功时 则化学能 产生的热量能量代谢率 单位时间机体产生的热量 1 直接测热法 直接测定单位时间内人体体表 呼出气 尿液和粪便排出的总热量 2 间接测热法间接测热法的原理在一般的化学反应中 反应物的量与产物的量之间呈一定的定比关系 称为定比定律 如 C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O 热能需知数据 1 每种营养物质氧化分解时所产生的能量 2 三种营养物质各氧化了多少 1 食物的热价1g某种食物在体内氧化 或在体外燃烧 时所释放的热量称为该种食物的热价 又称卡价 单位为kJ 食物的热价分为物理热价和生物热价 蛋白质的生物热价低于物理热价 脂肪的热价最高 2 食物的氧热价某种食物消化时 消耗1L氧所产生的热量 糖的氧热价最高 意义 测定一定时间耗O2量 算能量代谢率 3 呼吸商 respiratoryquotient RQ 概念 一定时间内机体的CO2产量与耗氧量的比值RQ 各物质的呼吸商 糖为1 脂肪约0 71 蛋白质0 80 混合食物为0 71 1 00之间 一般0 82 意义 估计某段时间机体能量利用的主要来源变化 物质转化 剧烈运动 肺通气异常 酸碱中毒 产生的CO2ml数 产生的CO2mol数 消耗的O2ml数 消耗的O2mol数 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 根据RQ可估计某一段时间内机体氧化各种食物的比例 三种营养物质氧化的几种数据 物质耗氧量产CO2量物理热价生理热价氧热价呼吸商 L g L g KJ g KJ g KJ g RQ 糖0 830 8317 017 021 01 00脂肪1 981 4339 839 819 70 71蛋白质0 950 7623 518 018 80 80 RQ 1 0 氧化糖 RQ 0 70 氧化脂肪RQ 0 82 一般饮食 RQ 0 80或 1 0 长期饥饿 4 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 NP 6 25 0 76 L 分解蛋白耗O2量 NP 6 25 0 94 L 6 25 每产生1g尿氮 NP 需氧化蛋白6 25g0 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 二 能量代谢率的测算 经典方法 1 测受试者一定时间内的耗氧量和CO2产量2 测一定时间内尿氮量 从而知该时间内蛋白质消耗量尿氮 6 253 计算蛋白质氧化量 产热量 18 蛋白质氧化量耗氧量 0 94 蛋白质氧化量CO2产量 0 76 蛋白质氧化量 三种营养物质氧化的几种数据 物质耗氧量产CO2量物理热价生理热价氧热价呼吸商 L g L g KJ g KJ g KJ g RQ 糖0 830 8317 017 021 01 00脂肪1 981 4339 839 819 70 71蛋白质0 950 7623 518 018 80 80 4 计算非蛋白呼吸商非蛋白代谢耗氧量 总耗氧量 蛋白质耗氧量非蛋白代谢CO2产量 总CO2产量 蛋白质CO2产量非蛋白呼吸商5 根据非蛋白呼吸商的氧热价计算非蛋白代谢的产热量6 计算24小时总产热量 蛋白质代谢的产热量 非蛋白代谢的产热量 1 测呼吸商 视作为非蛋白呼吸商 2 查出相应的氧热价 3 产热量 氧热价 耗氧量2 将混合食物呼吸商定为0 82从而查出相对应的氧热价为20 20KJ 02 测定受试者一定时间 一般6分钟 耗氧量然后计算 产热量 20 20 耗氧量 KJ 1 省略尿氮法 临床测热简便方法 耗O2量和CO2产生量的测定方法 1 开放式 是指在呼吸空气的条件下进行测定的方法 如图 该法适用于劳动 运动等情况下的能量代谢测定 2 闭合式 是用代谢率测定器进行测定 如图 三 影响能量代谢的因素 一 肌肉活动 影响最大 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 二 精神因素 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 精神紧张时 产热量可显著增加 原因 无意识的肌紧张及刺激代谢的激素释放增多 三 食物的特殊动力作用 食物使机体产生额外热量的现象 蛋白质 30 糖 脂肪 5 6 混合食物 10 配餐时要补充 四 环境温度1 20 30 的环境中较为稳定 2 T 30 能量代谢率增加 酶活性增强3 T 20 时 能量代谢率增加 寒战和肌紧张增加激素分泌 一 概念1 基础代谢 机体在基础状态下的能量代谢 基础状态的条件如下 清晨空腹 即禁食12 14h 前一天应清淡 不要太饱的饮食 平卧 全身肌肉放松 清醒且情绪安闲 室温20 25 以排除食物特殊动力效应的影响 尽力排除肌肉活动的影响 以排除精神紧张的影响 排除环境温度的影响 四 基础代谢 体表面积的计算 查表法 计算法体表面积 m2 0 0061 身高 0 0128 体重 0 1529 2 基础代谢率 BMR 单位时间内每平方米体表面积的基础代谢 kJ m2 h 二 基础代谢率的测定及正常值 我国人正常基础代谢水平 依不同年龄组和性别而不同 BMR 单位时间的耗氧量 20 34 体表面积 基础代谢率计算举例 某男 25岁 身高175厘米 体重75公斤 测其24小时耗氧量为400L 产CO2340L 求其基础代谢率 并确定是否正常 24小时产热量 体表面积 基础代谢率 813680 24 1 87 181 28 181 28 157 7 157 7 14 95 20 2 400 8136 KJ 1 87m2 三 测定基础代谢率的临床意义 辅助检查手段诊断疾病BMR正常值 10 15 20 可能是病态1 甲状腺功能低下BMR 20 40 亢进BMR 25 80 2 发热时 BMR升高 体温升高1 BMR升高13 3 肾上腺皮质和脑垂体功能低下 BMR低 4 阿狄森氏病 神经性厌食 肾病综合症 BMR降低 复习思考题1 简述间接测热法的基本原理 2 临床常用简化法测定能量代谢 其应用的根据是什么 3 简述影响能量代谢的因素 4 何谓基础代谢 测定基础代谢率需要控制哪些因素 第二节体温 体温 人和高等动物机体的温度 体表温度 皮肤 皮下组织 肌肉的温度 不稳定 差异大 手 足温度低 易长冻疮 皮肤温与局部血流量有关 体核温度 机体深部 心 肺 脑 腹腔内脏等处 的温度 较高 稳定 差异小 一 体温正常值及生理波动 概念 指身体深部的平均温度 即体核温度 意义 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 T 22 心跳停止 T 43 酶变性而死亡 一 人体正常体温1 肛温 正常为36 9 37 9 2 口温 约比直肠低0 2 为36 7 37 7 3 腋温 约比口腔低0 3 为36 0 37 4 测量设备 水银体温计 电子体温计 二 体温的生理变动1 昼夜节律变化 2 性别差异 早晨2 6时最低 午后1 6时最高 幅度不过1 成年女子体温平均比男子高0 3 女子体温随月经周期而产生周期性变动 排卵日最低 约1 与孕激素有关 与肌肉活动状态和耗氧量无关 是生物节律 视交叉上核 3 年龄差异 新生儿体温 成年人 老年人 新生儿和老人要注意护理 4 肌肉活动 肌肉活动时 代谢明显增强 产热增加 其他 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 二 机体产热和散热 人体正常体温的维持 是在体温调节机构的协调控制下 产热和散热过程达到动态平衡的结果 一 产热1 主要产热器官 安静时 主要是内脏 尤其肝脏 其次是脑 活动时 主要是骨骼肌 产热的多少决定于能量代谢的水平 2 机体的产热形式 基础代谢产热 细胞数量大 产热多 神经 交感神经 肾上腺系统 躯体神经 寒战 激素 甲状腺 去甲肾上腺素 额外代谢产热 非战栗产热 某些激素分泌增加或交感神经兴奋 褐色脂肪组织 肌肉活动产热 骨骼肌随意运动 90 寒战 战栗产热 骨骼肌不随意收缩 不做功 食物特殊动力效应 3 产热活动的调节 机体在寒冷环境几周后 甲状腺 T3 T4 代谢率 产热量 特点 作用缓慢 维持时间长 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 二 散热1 散热部位 主 皮肤 面积大与外界接触血流丰富有汗腺 辐射传导对流蒸发 2 皮肤散热方式 次 呼出气 粪 尿 辐射散热 以红外线形式进行影响因素 温度差 有效散热面积 传导散热 直接接触影响因素 温度差 接触物的热传导率 冰袋 冰帽 脂肪 接触面积 对流散热 通过流体 传导散热的特殊形式影响因素 风速 温度差 棉毛衣物保暖 当气温 体温时 蒸发是唯一的散热途径 蒸发散热 每1 0 水蒸发可带走热量2 43KJ不感蒸发 呼吸道和皮肤量 1L 天 不可控制影响因素 活动 发热 婴幼儿 临床上给脱水病人补液时应考虑到不感蒸发 发汗 可感蒸发 汗腺 35 以上时的唯一散热途径 影响因素 温度 湿度 风速 劳动强度 汗腺 大汗腺 腋窝 乳晕 外阴部 外耳道 足部 与性功能有关 受肾上腺素影响 浓稠乳状液体 狐臭小汗腺 除口唇 龟头 包皮内面 阴蒂外的皮肤 受发汗中枢控制 视前区 下丘脑前部 大部分受交感神经胆碱能纤维控制 汗液 水分 99 汗液流经汗腺排出管的起始部时 有一部分NaCl可被重吸收 从而使最终排出的汗液成为低渗 机体大量出汗可造成高渗性脱水 要补充大量的水份和适量的 aCl 固体 大部分为NaCl 其余为KCl 尿素 乳酸等 无葡萄糖和蛋白质 3 散热的调节 皮肤循环的调节交感神经 皮肤血管口径 皮肤血流量 皮肤温度 皮肤散热量 发汗的调节 三 体温调节 体温调节 产热和散热相对平衡 行为性体温调节自主性体温调节 在下丘脑体温调节中枢 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 温觉感受器和冷觉感受器皮温 30 时 冷觉感受器 冷觉皮温 35 时 温觉感受器 温觉 冷多于热 2 中枢温度感受器 分类 热敏神经元和冷敏神经元 分布 下丘脑 脑干网状结构和脊髓等处 敏感 0 1 PO AH 热多脑干和下丘脑 冷多 二 体温调节中枢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 横断实验证实 调节体温的基本中枢位于下丘脑 PO AH具有体温调节整合中枢的地位 干扰因素 致热原使调定点 孕激素使调定点 PO AH中某些温敏N元 干扰 三 体温调节机制 调定点学说即体温调节类似恒温器的调节 PO AH中的某些温敏N元可能起着 调定点 的作用 调定点 所规定的温度值决定着体温的高低 37 体温调节过程 调定点 调定点