生理-第7章 能量代谢与体温

1第七章能量代谢与体温ENERGYMETABOLISMANDTEMPERATURE2能量代谢ENERGYMETABOLISM生物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。生命的基本特征之一新陈代谢能量代谢合成代谢储能放能物质代谢分解代谢第一节能量代谢3能量的来源1机体可利用的能量形式ATP储能供能CPATP的储存库一、机体能量的来源与利用42三大营养物质的能量转化糖供能5070有氧氧化1MOL葡萄糖38MOLATP脑组织无氧酵解1MOL葡萄糖2MOLATP成熟RBC脂肪供能3050储能蛋白质供能很少长期饥饿或极度消耗时氨基酸主要用于重新合成蛋白质5能量的利用6能量平衡概念机体摄入的能量与消耗的能量之间的平衡。能量的负平衡摄入消耗,体重增加体质指数体重KG除以身高M的平方所得之商。正常185239；超重24279；肥胖28。7二、能量代谢的测定能量代谢的测定原理能量守恒定律能量代谢率机体在单位时间内的能量代谢量。1测定机体一定时间内所消耗的食物量2测定机体一定时间内的产热量和所做的外功8能量代谢的测定方法1直接测热法92间接测热法依据化学反应的定比定律，即化学反应中反应物与产物之间呈一定的比例关系。C6H12O66O26CO26H2OH利用糖、蛋白质和脂肪氧化分解时耗氧量与CO2产生量以及释放的热量之间的比例关系，可推算出机体在一定时间内消耗的各种营养物质的量，计算出其产生的热量。101食物的热价1G某种食物氧化或在体外燃烧时所释放的能量称为这种食物的热价。2食物的氧热价某种食物氧化时消耗1L氧所产生的热量称为这种食物的氧热价。生物热价体内氧化物理热价体外燃烧糖与脂肪生物热价物理热价蛋白质生物热价物理热价与能量代谢测定有关的几个概念113呼吸商RESPIRATORYQUOTIENT,RQ一定时间内机体呼出的CO2量与吸入的O2量的比值,称为呼吸商。RQCO2产生量ML/O2消耗量ML糖100蛋白质080脂肪071混合饮食085RQ糖脂肪；酸中毒；肺过度通气；剧烈运动RQ碱中毒；肺通气不足非蛋白呼吸商NPRQ由糖和脂肪氧化时产生的CO2量和消耗的O2量的比值。12测定耗O2量和CO2产生量及尿氮量根据尿氮量算蛋白质的氧化量、蛋白质氧化的产热量、耗O2量、CO2产生量计算NPRQ非蛋白CO2产生量/非蛋白耗O2量计算非蛋白食物的产热量NPRQ表查出的氧热价非蛋白耗O2量计算总热量非蛋白食物的产热量蛋白食物的产热量步骤13举例测定24H耗O2量400L,CO2产量340L,尿氮量12G蛋白质的氧化量12G01675G产热量75G18KJ/G1350KJ耗氧量75G095L/G7125LCO2产量75G076L/G57LNPRQ34057/4007125283/32875086非蛋白食物的产热量2041KJ/L32875L670979KJ24H产热量1350KJ670979KJ805979KJ15临床应用的简化方法A测定一定时间内的耗氧量和CO2产生量，求出呼吸商作为NPRQ，查表得氧热价，算产热量。B仅测定一定时间内的耗氧量，基础状态下的NPRQ约为082,氧热价2020KJ/L，算产热量。16测定耗氧量和CO2产量的方法A闭合式测定法肺量计17B开放式测定法气体分析法气量计受试者自然呼吸空气，收集一定时间内的呼出气，通过气量计测出呼出气量，并分析呼出气中O2和CO2容积百分比。根据吸入气和呼出气中O2和CO2的容积百分比的差值，即可算出该时间内的耗氧量和CO2产生量。18C双标记水法在受试者自由活动的状态下，给予受试者一定量的氘2H和18氧18O标记水2H2O和H218O，在一定时间内10天左右间断采集尿液，测定2H代谢率和18O代谢率。机体CO2产生量可从2H代谢率和18O代谢率之差求得，RQ可根据实际摄入的食物组成推算。根据RQ和CO2产生量即可求得耗氧量，进而求出每日总能量消耗量。19影响能量代谢的主要因素状态产热量KJ/M2MIN静卧273开会340擦窗子830洗衣989扫地1137打排球1750打篮球2422踢足球2498三、影响能量代谢的因素1肌肉活动影响最显著202精神活动平静思考，产热量增加一般不超过4精神紧张烦躁、恐惧、情绪激动等无意识的肌紧张交感N兴奋促代谢激素产热量213食物的特殊动力效应进食能刺激机体额外消耗能量的作用称为食物的特殊动力效应。蛋白质30，糖6，脂肪4，混合性食物10产生的机制尚不清楚，可能与肝脏处理氨基酸或合成糖原等过程有关。224环境温度人在安静时，环境温度2030能量代谢最稳定。环境温度低于20时，机体产生战栗和肌紧张增强，能量代谢率增加。环境温度超过30时，体内化学反应加快，发汗旺盛，呼吸循环增强，能量代谢率增加。23四、基础代谢基础代谢BASALMETABOLISM基础状态下的能量代谢。基础代谢率BASALMETABOLICRATE,BMR基础状态下单位时间内的能量代谢。基础状态清晨、清醒、静卧，未作肌肉活动前夜睡眠良好，测定时无精神紧张测定前至少禁食12H，排除食物特殊动力效应室温保持在2025，排除环境温度影响24研究表明,能量代谢率的高低与体重不成比例关系,而与体表面积成正比。因此，能量代谢率常以单位时间内每平方米体表面积的产热量为单位，即KJ/M2H。体表面积M200061身高CM00128体重KG01529体表面积的计算BMR还因性别、年龄的不同而有差异。25NPRQ定为082,氧热价为2020KJ/LBMR实测值BMR平均值BMR平均值意义BMR相对值20可能是病理性变化甲亢2580；甲减2040发烧体温每升高1，BMR升高13100BMR相对值BMR实测值20201H耗氧量/体表面积BMR的测定简易法BMR相对值在15之内正常范围26第二节体温及其调节一、体温体核体温核心部分的温度。体壳体温表层部分的温度。体温机体核心部分的平均温度。27体壳体温与体核体温1体壳体温一般低于体核体温，各部位之间有较大温差，且易受环境温度的影响。机体表层的最外层即皮肤的温度称为皮肤温度，与局部血流量密切相关。核心部分与表层部分随环境温度的变化而变化。28临床上通常用直肠、口腔和腋窝等部位的温度来代表体核体温。直肠温度369379口腔温度367377腋窝温度360374实验研究食管温度作为体核温度的指标鼓膜温度作为脑组织温度的指标2体核体温相对稳定29体温的生理性波动14其他肌肉活动、情绪激动、精神紧张、进食等3年龄的影响儿童成年人老年人2性别的影响女性高03排卵后升高0306孕激素1体温的日节律清晨26时最低，午后16时最高31二、机体的产热反应与散热反应人体正常体温的维持，是在体温调节机构的控制下，产热和散热过程达到动态平衡的结果。1主要产热器官肝脏安静和骨骼肌运动产热反应4023532273232战栗产热寒冷环境中骨骼肌不随意的节律性收缩，其特点是屈肌和伸肌同时收缩，不做外功但产热量很高。非战栗产热又称代谢产热，褐色脂肪组织的代谢产热量约占非战栗产热总量的70。2产热的形式基础代谢产热、骨骼肌运动产热、食物特殊动力作用产热及战栗和非战栗产热等。33机体在寒冷环境几周甲状腺甲状腺激素代谢率增加2030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。3产热活动的调节34散热反应1散热部位主皮肤面积大与外界接触血流丰富有汗腺一小部分体热随呼出气、尿、粪等散发2散热方式辐射、传导、对流和蒸发35辐射散热概念指机体以热射线的形式将体热传给外界较冷物质的一种散热方式。散热量取决于皮肤与周围环境的温度差机体的有效散热面积举例高温环境作业（如炼钢人员）易中暑36传导散热概念指机体的热量直接传给与之接触的温度较低的物体的一种散热方式。散热量取决于温度差接触面积导热性举例冰帽或冰袋降温；肥胖者易出汗37对流散热概念指通过气体流动而实现热量交换的一种散热方式。是传导散热的一种特殊形式。散热量取决于温度差、散热面积、风速举例开门开窗散热；船舱内或闷热气候易中暑；冬天增加衣着可以保温御寒38蒸发散热概念水分从体表汽化时吸收热量而散发体热的一种方式。环境温度皮肤温度，蒸发是唯一的散热途径。形式不感蒸发和发汗散热量1水蒸发可带走243KJ热量。39不感蒸发体内的水从皮肤和黏膜表面不断渗出而被汽化的过程称为不感蒸发，其中水从皮肤表面的蒸发又称不显汗。这种水分蒸发不被觉察，并与汗腺活动无关。人体不感蒸发量约1000ML/D（皮肤约占2/3,肺占1/3）。临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的体液量。40发汗汗腺主动分泌汗液的过程,又称可感蒸发。发汗速度受环境温度、湿度及机体活动的影响安静时30发汗；湿度大、衣着又多时，25便可发汗；活动时低于20亦可发汗。发汗是通过汗液蒸发带走热量若将汗液擦掉则不能起到蒸发散热的效果41水分99刚分泌出的汗液是等渗的,但在流经汗腺管腔时，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，要补充大量的水分和适量的NACL。固体1大部分为NACL，低于血浆其余为KCL、尿素、乳酸等无葡萄糖和蛋白质汗液42发汗是一种反射性活动温热性发汗精神性发汗刺激温热刺激情绪激动或精神紧张汗腺全身各处手掌、足跖、前额等处中枢下丘脑大脑皮层运动区神经支配交感胆碱能纤维肾上腺素能纤维意义参与体温调节应激反应表现之一进食辛辣食物，口腔痛觉神经末梢受刺激，可反射性引起头部和颈部发汗，称为味觉性发汗。43辐射、对流和传导散热量皮肤温度皮肤血流量皮肤血管的口径交感神经例如炎热环境交感神经皮肤血管舒张皮肤血流量皮肤温度散热量寒冷环境交感神经皮肤血管收缩皮肤血流量皮肤温度散热量3皮肤血流量在散热中的作用及调节44三、体温调节1自主性体温调节在体温调节中枢的控制下，通过增减皮肤血流量、发汗、战栗等生理调节反应，以维持产热和散热的动态平衡,使体温保持在相对稳定的水平。2行为性体温调节指有意识地进行有利于建立体热平衡的行为活动，如改变姿势、增减衣物、人工改善气候条件等。体温调节的基本方式45自主性体温调节46分布皮肤、粘膜和内脏类型热感受器和冷感受器作用温度感受器传入冲动到达中枢后，除产生温度觉之外，还能引起体温调节反应。1温度感受器外周温度感受器游离的神经末梢47中枢温度感受器神经元分布下丘脑、脑干网状结构和脊髓等处类型热敏神经元和冷敏神经元局部组织温度热敏神经元局部组织温度冷敏神经元在视前区下丘脑前部PO/AH中,分布较多的热敏神经元。脑干网状结构和下丘脑弓状核以冷敏神经元居多。482体温调节中枢破坏PO/