自考真题生理学

第七章 能量代谢和体温,目的与要求（4学时）,掌握：测定能量代谢的几个基本概念，影响能量代谢的主要因素，基础代谢和基础代谢率等基本概念，体温的概念，机体主要产热的器官和散热的方式。熟悉：熟悉能量代谢的概念和测定原理，维持体温相对稳定的机制。了解：机体能量代谢的概况，机体体温的正常变动和测定方法，温度习服。,第一节能量代谢,能量代谢(energy metabolism):指体内物质代谢过程中所伴随的能量的释放、转移、储存和利用。,能量代谢,合成代谢,- 储能,- 放能,新陈代谢 （物质代谢）,分解代谢,一、机体能量的来源与利用 （一）能量的来源,人体只能利用食物中蕴藏的化学能（C-H键）。,能源物质：糖、脂肪和蛋白质,ATP,ADP,生物体内能量的储存和利用都以ATP为中心。,1.三磷酸腺苷的生成与作用,直接供能物质： ATP-能量储存形式磷酸肌酸（CP）： ATP的储存库,（1）糖：机体的主要能源（5070%） 有氧氧化 无氧酵解 红细胞：主要无氧酵解供能 脑细胞：对缺氧、低血糖敏感,2.三大营养物质的能量转化,氧债(oxygen debt)：剧烈运动时，骨骼肌耗氧量猛增，循环呼吸不能很快满足机体对氧的需要，骨骼肌处于相对缺氧状态，这种现象称为氧债。,（2）脂肪：贮能供能（约30%） 脂肪氧化释放的能量多。糖供应不足（短期饥饿），机体主要靠分解脂肪供能。（3）蛋白质：构成细胞成分和形成生物活性物质，一般不参与供能。 长期不能进食或过度消耗（慢性消耗性疾病），机体才分解蛋白质提供能量。,食物中糖类、脂肪和蛋白质,人体自身的能源物质,消化系统 的活动,产热,45,55,生理活动,对外做功,ATP,（二）能量的利用,利用形式ATP贮存形式磷酸肌酸 (CP),（三）能量平衡,正常时，能量物质的摄入和消耗保持着动态平衡。负平衡：摄入能量少于消耗能量，体重下降。正平衡：摄入能量多于消耗能量，导致肥胖。,肥胖(obesity) ： 是指贮存脂肪组织的量过多，表现为脂肪细胞增多和/或细胞体积增大，使脂肪与其它软组织失去正常的比例。 身高标准体重体重指数（body mass index, BMI） 腰臀比（waist-hip ratio,WHR） 正常成人：男性0.90，女性0.85体脂率（ body fat ratio, BFR ）,导致肥胖的原因,肥胖及危害,1. 呼吸系统：肺泡低换气综合症 2. 循环系统：高血压、动脉粥样硬化、心衰等3. 消化系统：便秘腹胀、肝脂肪变性、胆管炎等4. 内分泌系统：糖尿病、闭经不育等5. 增加某些癌症发生的危险性,肥胖的治疗,1. 饮食控制：定时定量、少食甜、多食素、少零食、多喝水。 2. 体力活动或运动 3. 药物 食欲抑制剂以减少能量的摄入 代谢增强剂以增加能量消耗 刺激脂肪代谢，减少甘油三酯合成的物质 脂肪酶抑制剂 4. 手术：腹部抽脂肪，胃部分切除 5. 非药物疗法：针刺疗法、耳穴贴压法、艾灸疗法、 指针减肥法、推拿按摩法,甲状腺功能减退(甲减),柯兴氏综合征,二、能量代谢的测定,（一）能量代谢的测定原理能量守恒： 食物的化学能 = 热能 + 外功 定比定律：,能量代谢率：单位时间内机体所消耗的能量。 单位：KJ(m2.h),C6H12O2+6O2 6CO2 +6H2O+H,生理学以及营养学上通用的法定能量计量单位是焦耳（Joules, J) 或千焦耳（kilojoules, KJ)。 1cal = 4.187 J,能量代谢率：单位时间内机体所消耗的能 量。 单位：KJ/(m2.h),1.食物的热价,（二）与能量代谢有关的几个概念,1g某种食物被氧化(或在体外燃烧)时所释放的能量称为该种食物的热价。物质的产热量=该物质的克数该物质的热价 物理热价 生物热价,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。意义：测定耗氧量，根据氧热价推算出产热量。,3.呼吸商（ respiratory quotient，RQ）单位时间内CO2产生量与O2的消耗量的比值。呼吸商(RQ)= CO2产生量(ml)耗O2量(ml) 糖：1.00，脂肪： 0.71，蛋白质：0.8,生理意义：反映体内营养物质氧化的比例和种类。糖 尿 病 脂肪供能，呼吸商约0.71长期饥饿 蛋白质供能，呼吸商约0.8混合食物 呼吸商约0.85,4.非蛋白呼吸商（NPRQ）,糖和脂肪氧化的CO2产生量和耗氧量的比值。意义：用于估测非蛋白代谢中糖和脂肪的相对数量。,(三)能量代谢的测定方法,1.直接测热法,（1）步骤： 测定CO2产生量和耗O2量 测定尿氮排出量,得出蛋白质产热量 计算出NPRQ 查出非蛋白食物氧热价 计算出非蛋白食物的产热量 总产热量即能量代谢计算,2.间接测热法,举例：受试者测出24小时耗氧量400L，CO2产量340L，尿氮12克。 (1) 蛋白质代谢：蛋白质氧化量：126.25 =75g 产热量：18kJ/g 75=1350kJ 耗O2量：0.95/L 75=71.25L CO2产量：0.76L 75=57L (2) 非蛋白代谢： 耗O2量：400L-71.25L=328.75L CO2产量：340L-57L=283L NPRQ：283/328.75=0.86(3) 非蛋白代谢产热量：查表:NPRQ0.86时，氧热价20.41kJ/L 328.75L 20.41kJ/L=6709.79kJ(4) 24小时总产热量：1350kJ + 6709.79kJ=8059.79kJ,简易测算法：忽略蛋白质代谢部分（1）测出一定时间内的耗氧量和CO2产量（2）算出混和食物的呼吸商（3）查出氧热价 机体在该时间的产热量=氧热价耗氧量,RQ =,= 0.85,氧热价 = 20.36 kJ,24小时产热量20.36kJ 4008144kJ,临床简略法： 把一般膳食人的呼吸商定为0.82，其相应的氧热价为20.20 kJ。,测出单位时间的耗O2量，即算出总 24小时产热量。,24小时产热量= 20.20kJ 耗氧量 20.20kJ 400=8080kJ,（2）测定耗氧量和CO2产生量的方法： 1）闭合式测定法,2）开放式测定法,条件：呼吸空气测定：呼出气的量及其中O2及CO2的容积百分比。,3）双标记水法是将受试者喝入定量的双标记水2H2O 、H218O ，在一定时间内（10 d）连续收集尿样，通过测定尿样中2H代谢率和18O代谢率，计算能量消耗量。,三、影响能量代谢的主要因素 (一) 肌肉活动（最为显著) 肌肉活动强度耗氧量产热量,（二）精神活动不同精神活动状态下脑组织的能量代谢率相差不大。激动、紧张、恐惧骨骼肌紧张度和促物质代谢的激素使产热量,（三）食物的特殊动力效应 进食引起机体额外产生热量的现象称为食物的特殊动力效应。 其机制可能与肝脏处理蛋白质有关。 蛋白质：30，糖：6%，脂肪：4 混合性食物：10% 食物的特殊动力效应可持续78h,（四）环境温度 在 2030 C时能量代谢最稳定。, 30C，化学反应速度 ，发汗、呼吸、循环功能,四、基础代谢 （一） 基础代谢和基础代谢率的概念 基础代谢：是指基础状态下的能量代谢。 基础状态：是指人在室温2025、清醒、安静、空腹（禁食12h以上）、无肌肉活动，体温正常的状态。 基础代谢率（basal metabolic rate,BMR）：是指基础状态下单位时间内的能量代谢。,（二）基础代谢率测定及意义在基础状态下测定BMR，以单位体表面积来衡量。实际测定时，常采用前述的简化方法。BMR（kJm2h）20.2 kJ/L耗O2量（L/h）体表面积（m2）,如何比较不同个体的基础代谢率差异？ 基础代谢率与机体体重相关性不明显，而与体表面积具有比例关系。 基础代谢率、肺活量、肾小球滤过率、心输出量、主动脉和气管的横截面积都与体表面积呈比例关系，而与机体体重相关性不明显。,体表面积计算方法：算式计算 体表面积 0.0061身高0.0128体重0.1529 (m2) (cm ) (kg)索图法： 例：身高为180cm 体重为70kg 体表面积为1.85m2,基础代谢率的相对数值正常范围：15，相差超过20才有可能是病理状态。,BMR：甲亢、发热、糖尿病、白血病等。BMR：甲低、病理性饥饿，肾上腺和脑垂体功能低下等。,临床意义 主要用于辅助诊断代谢性疾病或与代谢有关的疾病。,体温每升高1 ，基础代谢率将升高13%。,第二节体温及其调节,一、体 温变温动物和恒温动物表层温度和核心温度,一定的体温是新陈代谢和正常生命活动的必要条件。,(一）表层体温和(体核)深部体温,表层体温：皮肤、皮下组织、 肌肉等的温度； 从下至上升高： 末梢最低， 越近躯干、头部越高。 足 27，手 30 ， 躯干 32 ， 额部 33、34,皮肤温度与皮下组织血流量有关。,深部温度:机体深部如心、肺、脑和腹腔内脏等处的温度。,腋窝 0.4 口腔 37.2 0.3 直肠,体温是指机体深部的平均温度。,安静时肝脏温度最高；运动时为肌肉的温度最高。,（三）体温的生理变动 1.昼夜变化(日节律),2.性别 女性体温高于男性约0.3 。 女性体温随月经周期而发生规律性变化。,3. 年龄 体温：幼儿成人老年人。 4. 肌肉活动的影响 肌肉活动时体温可暂时升高12； 5. 其他 应用麻醉药体温可降低。,二、机体的产热和散热,（一）产热过程1、主要产热器官：肝脏和骨骼肌。安静：内脏（肝脏）活动：骨骼肌,几种组织器官在不同状态下的产热量,2、产热形式（1）基础代谢产热（2）寒战产热：寒冷环境中，骨骼肌发生的不随意的节律性收缩。 寒战前肌紧张：寒冷环境下发生在寒战前。 （3）非寒战产热：褐色脂肪组织 对新生儿意义重大（4）食物特殊动力效应,3.产热的调节体液调节：甲状腺激素（作用缓慢，持续长）、肾上腺素和去甲肾上腺素（作用迅速，持续短）神经调节：交感神经系统, 1.散热器官：主要是皮肤(85%)，其次通过呼出气体、尿和粪便等散发。 2.散热方式 ： 辐射散热 皮温高于环境温度 传导散热 对流散热 皮温低于环境温度 ：蒸发为唯一的散热方式,（二）散热过程,（1）辐射散热： 60% 以热射线的形式将体热传给外界较冷物体的方式。 影响因素：温度差、有效辐射面积。（2）传导散热：30% 热量直接传给同皮肤接触的较冷物体的散热方式。 影响因素：接触物体的导热性、接触面积和温度差。（3）对流散热：12% 通过气体进行热量交换。 影响因素：风速,（4）蒸发散热,概念：机体通过体表水分的蒸发而散失体热的形式。 受环境温度、湿度、风速影响不感蒸发（不显汗）：指水分直接透出皮肤和呼吸道粘膜等表面，在没有聚成明显的水滴时便被蒸发掉。 30C、衣着多时25C 、运动时 20C开始发汗。中暑：高温、高湿、通风差,汗液分泌：为主动分泌汗液99是水，1为溶质，主要为NaCl，少量为尿素等。刚分泌的汗液为等渗的，经重吸收以后，排出的为低渗汗液。大量发汗脱水，为高渗性脱水。 注意补水补盐。,发汗是反射活动。 汗腺受交感胆碱能纤维支配，手、足和前额的汗腺有受交感神经支配的，故温热刺激和精神紧张都可引起发汗。 温热性发汗见于全身，生理意义在于散热； 精神性发汗多见手、足和前额，与精神紧张和情绪激动有关，在体温调节中意义不大。,常用降温措施： （1）冰囊、冰帽：增加传导散热 （2）通气、减衣：增加对流散热 （3）酒精擦浴：增加蒸发散热,3.循环系统在散热中的作用,三、体温调节,自主性体温调节：机体在体温调节中枢的控制下，通过增减皮肤血流量、发汗、寒战及改变代谢率等生理反应，来维持机体产热和散热过程的动态平衡。行为性体温调节：有意识的调节体热平衡的活动。后者以前者为基础，是对前者的补充。,（一）温度感受器 1.外周温度感受器 存在部位:皮肤、粘膜和内脏。类型： 冷觉感受器： 35 感受器兴奋 产生温觉 本质：为游离的神经末梢,. 中枢温度感受器,概念:位于中枢神经系统内对温度变化敏感的神经元。分布在脊髓、脑干网状结构、下丘脑。类型及其作用：热敏神经元：温度升高时放电，产生散热反应冷敏神经元：温度降低时放电，产生产热反应,(二)体温调节中枢,基本中枢：位于视前区下丘脑前部（PO/AH） 实验依据：1.分段切除：只要保持下丘脑及其以下神经结构完整，体温即可保持恒定；2.破坏PO/AH区，体温调节减弱或消失；3.体内各部位的温度传入信息都会聚在PO/AH；4. PO/AH的温度敏感神经元对致热原等化学物质的反应与这些物质引起的体温调节反应相对应。现认为下丘脑的PO/AH区是体温调节中枢整合机构的中心部位。,皮肤温度 ,其他中枢性温度感受器 ,血管的舒缩反应和汗腺分泌,脊髓 ,血液温度 脑组织温度 ,骨骼肌活动、寒战等,甲状腺、肾上腺分泌调控,体温恒定,内容:体温调节类似于恒温器,在PO/AH中设置一个调定点（如370C），PO/AH就是按照这个温度值来调节体温的。,（三）体温调定点学说,机制:调定点是由PO/AH区中温度敏感神经元的工作特性（兴奋阈值）及两种温度敏感神经元相互制约、相互协调地活动所决定的。,下丘脑温度,B,A,A,B,致热原使调定点上移,发热病人的日常护理,体温上升阶段：畏寒、发抖、皮肤苍白等，应注意保暖；高热持续阶段：面色潮红、呼吸、脉搏加快。采用物理降温，密切观察体温变化；体温恢复阶段：汗腺分泌增多，大量出汗，应及时更换汗湿的衣服、床单，防止受凉。,（四）体温调节异常1. 发热： 体温升高：生理性体温升高 ；病理性体温升高：过热；发热。临床上常把体温升高超过正常值0.5统称发热。,发热的利和弊：有利方面：可增强白细胞吞噬能力、促进干扰素的产生、使T淋巴细胞增殖及抗体的生成；不利的影响：体温39时，出现HR加快、食欲不振、头痛头晕、反应迟钝等；体温过高（ 42）：机体可出现广泛的器官功能障碍。人的最高致死体温是44.5。,2.中暑,概念：是以水电解质丢失过多、汗腺功能衰竭和体温调节中枢障碍为特征的疾病。表现有：热痉挛：在大量出汗后出现肌肉痉挛，无体温升高。热衰竭：大量出汗导致机体水盐丢失过多、而补充不足所致，表现心动过速、低血压、呼吸增快、肌肉痉挛等，体温轻度升高。热（日）射病：是致命性急症，患者表现高热（ 40）、神志障碍和多器官衰竭等。,3.体温过低,概念：一般将低于36的体温称为体温过低或低体温。产生原因：长时间置身在酷冷环境中而使机体丧失抗寒的反应能力，导致体温降低。此外，甲低、麻醉药中毒也可引起。人工低温：是指在全麻下用物理降温的方法将病人体温有控制地降至预期度数，以提高组织对阻断血流和缺氧的耐受能力。,本章重点,一、名词解释 能量代谢、体温、氧热价、呼吸商、基础代谢率、食物的特殊动力效应、发汗二、问答题 1.影响能量代谢的因素有哪些？ 2.人体的散热方式主要有哪几种？ 3.在环境温度升高或降低时，机体体温维持稳定的