第九章 能量代谢和体温调节

第九章能量代谢与体温调节能量代谢 指体内物质代谢过程中所伴随的能量释放 转移 贮存和利用 第一节能量代谢 一 能量在体内的释放 贮存和利用 一 三种营养物质代谢放能1 糖 主要 70 以上 脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化 2 脂肪 次之 30 3 蛋白质 很少 长期饥饿或极度消耗时 才成为主要能量来源 二 ATP与能量代谢 二 能量代谢的测定 一 能量代谢测定的基本原理机体的能量代谢也遵循 能量守恒定律 因此 测定机体在单位时间内发散的总热量或所消耗的食物量 可测算出整个机体在单位时间内能量代谢的量 即能量代谢率 二 能量代谢的测定方法1 直接测热法2 间接测热法 间接测热法原理 是利用 定比定律 测算出一定时间内氧化的糖 脂肪和蛋白质各有多少 再计算出它们所释放出的热量 为此 必须先了解与其相关的几个概念 食物的热价 氧热价和呼吸商 1 食物的热价 1 食物在氧化时所释放出来的热量 称为食物的热价 2 食物的氧热价 某种食物氧化时 每消耗1L氧所产生的热量称为该种食物的氧热价 3 呼吸商 RQ 指一定时间内 机体的CO2产生量与耗O2量的比值 RQ CO2产生量 耗O2量 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 85 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 产生CO2mol数产生CO2ml数RQ 消耗O2mol数消耗O2量ml数 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 非蛋白呼吸商 NPRQ 及氧热价见 表7 2 间接测热法步骤 测定CO2产生量和耗O2量 测定尿氮量 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 能量代谢计算 简易法 将混合膳食的RQ定为0 82 测定6min的耗O2量 能量代谢计算 耗O2量 氧热价 三 影响能量代谢的因素 一 肌肉活动肌肉活动对能量代谢的影响最大 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 二 精神活动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 但精神处于紧张状态 烦躁 恐惧 情绪激动等 时 由于会导致无意识的肌肉紧张性增强 交感神经兴奋及促进代谢的内分泌激素释放增多等原因 产热量可显著增加 三 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 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 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 四 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 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 四 基础代谢 一 概念1 基础代谢 机体在基础状态下的能量代谢称为基础代谢 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 以排除食物特殊动力效应的影响 平卧 全身肌肉放松 尽力排除肌肉活动的影响 清醒且情绪安闲 以排除精神紧张的影响 室温18 25 排除环境温度的影响 2 基础代谢率 BMR 单位时间内的基础代谢 二 BMR的测定和正常值1 BMR的测定 通常采用简易法 2 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 第二节体温调节 概念 指身体深部的平均温度 即体核温度 37 5 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 T 27 低温麻醉 一 人体正常体温及生理变动 一 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 2 3 腋温 约比口腔低0 3 为36 7 37 2 临床常用口温和腋温 测定腋温时要注意夹紧体温计和测量时间 约需10min 二 体温的生理变动1 昼夜节律变化人的体温在一昼夜中呈现周期性波动 称为体温的昼夜节律 2 性别差异 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 3 年龄差异新生儿体温 成年人 老年人 4 其他肌肉活动时 肌肉代谢明显增强 产热增加 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 机体的产热和散热 一 产热 战栗产热 骨骼肌不随意的节律性收缩 非战栗产热 又称代谢产热 机体所有的组织器官都能进行代谢产热 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 二 散热散热部位 主 皮肤 面积大与外界接触血流丰富有汗腺 次 肺 尿 粪 散热方式 机体散热方式有以下几种 1 物理散热 辐射散热 指体热以热射线形式传给温度较低的周围环境中的散热方式 辐射散热量的多少取决于 机体的有效辐射面积 皮肤与环境的温度差 传导散热 指体热直接传给与机体相接触的低温物体的散热方式 对流散热 指体热凭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 蒸发散热 分不感蒸发和可感蒸发 指体液的水分在皮肤和粘膜表面由液态转化为气态 同时带走大量热量的散热方式 当气温 体温时 蒸发是唯一的散热途径不感蒸发 又称不显汗 指体液的水分直接透出皮肤和粘膜表面 在未聚成明显水滴前蒸发掉的散热形式 不感蒸发是持续进行的 人体不感蒸发量约1000ml 日 临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的体液量 2 生理散热 1 皮肤血管运动 2 发汗 又称可感蒸发 人在安静状态下 当环境温度达到30 左右时 便开始发汗 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 5L h 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 发汗的调节 三 体温调节 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 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 2 中枢性温度敏感神经元 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 分布 下丘脑 脑干网状结构和脊髓等处局部脑温变动0 1 加温PO AH PO AH的热敏N元 散热反应 产热反应 冷却PO AH PO AH的冷敏N元 散热反应 产热反应 说明 PO AH中的某些温敏N元能感受局部脑温的变化 二 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 调节体温的基本中枢位于下丘脑 PO AH还能对中脑 延髓 脊髓 皮肤等处传入的温度信息发生反应 以及能直接对致热物质 5 HT NE等物质发生反应说明 PO AH具有体温调节整合中枢的地位 三 体温调节机制 调定点 学说 干扰因素 致热原使调定点 孕激素使调定点 产热和散热平衡 2 产热形式 战栗产热 骨骼肌不随意的节律性收缩 非战栗产热 又称代谢产热 机体所有的组织器官都能进行代谢产热 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 增加4 5倍 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 辐射散热 指体热以热射线形式传给温度较低的周围环境中的散热方式 辐射散热量的多少取决于 机体的有效辐射面积 皮肤与环境的温度差 传导散热 指体热直接传给与机体相接触的低温物体的散热方式 二 精神活动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 但精神处于紧张状态 烦躁 恐惧 情绪激动等 时 由于会导致无意识的肌肉紧张性增强 交感神经兴奋及促进