《正常人体功能》演示PPT

1、授课教师：罗婉妹授课教师：罗婉妹 案例： 某患者，因神志不清约1小时入院。患者于 约1小时前被人发现平卧于床上，不省人事，其 房内用煤炉取暖，炉盖未封，室内煤气味浓烈， 疑为煤气中毒，开窗通风后未见明显好转，为诊 治急送医院。经体格检查和辅助检查确认为煤气 中毒。 讨论：1、ATP的生成。 2、氧化磷酸化的影响因素。 3、煤气中毒的作用的机制。 4、日常生活的注意事项。 【目的要求】【目的要求】 3-1-1 能量的产生、储存和利用能量的产生、储存和利用 3-1-2 ATP的生成的生成 3-1-3 影响能量代谢的因素影响能量代谢的因素 3-1-4 体温及其调节体温及其调节 思考思考 【目的要求】

2、【目的要求】 掌握生物氧化的概念、电子传递链和能量代谢。掌握生物氧化的概念、电子传递链和能量代谢。 掌握基础代谢率的概念，体温的概念、正常值掌握基础代谢率的概念，体温的概念、正常值 及生理变动。及生理变动。 熟悉影响氧化磷酸化的因素。熟悉影响氧化磷酸化的因素。 熟悉影响能量代谢的因素，机体产热与散热的熟悉影响能量代谢的因素，机体产热与散热的 基本方式，体温调节中枢，调定点的概念，正基本方式，体温调节中枢，调定点的概念，正 常体温调节。常体温调节。 了解各电子传递体和生物氧化中二氧化碳的生了解各电子传递体和生物氧化中二氧化碳的生 成。成。 返回返回 3-1-1 3-1-1 能量的产生、储存和利用

3、能量的产生、储存和利用 一、能源物质 二、生物氧化概念 三、能量的储存、转换和利用 一、能源物质 糖 脂肪 蛋白质 营养物在生物体内彻底氧化生成营养物在生物体内彻底氧化生成COCO2 2 和和H H2 20 0并释放出能量的过程称为生物氧化。并释放出能量的过程称为生物氧化。 二、生物氧化的二、生物氧化的概念概念 又称又称细胞细胞/组织呼吸组织呼吸 返回返回 生物氧化的方式和特点生物氧化的方式和特点 3 3、 脱电子脱电子 2 2、 脱氢脱氢( (最主要最主要) ) 1、加氧、加氧 Fe 2+ Fe 3+ +e COOH C =O + 2H CH3 （2H+ +2e） COOH HOCH CH3

4、 Cu + O2 CuO 1 2 （一）方式（一）方式 生物氧化的特点生物氧化的特点 生物氧化是在细胞内温和的环境中，由酶催生物氧化是在细胞内温和的环境中，由酶催 化逐步进行。化逐步进行。 能量逐步释放，且一部分能量贮存于高能化能量逐步释放，且一部分能量贮存于高能化 合物中。合物中。 CO CO2 2是有机酸脱羧生成的；水是底物脱是有机酸脱羧生成的；水是底物脱H H经呼经呼 吸链氧化生成的。吸链氧化生成的。 ATP是最主要的直接供能物质是最主要的直接供能物质 ATP的结构：的结构： 可表示为可表示为 APPP 末端有末端有2 2个高能磷酸键个高能磷酸键 三、能量的储存、转换和利用 高能硫酯键高

5、能硫酯键 乙酰乙酰CoA CH3 SCoA O C ATPATP是直接能源是直接能源 A AP PP PP P 其它核苷多磷酸为直接能源其它核苷多磷酸为直接能源 ATP+UDP ADP+ATP+UDP ADP+UTPUTP ( (糖原合成糖原合成) ) ATP+CDP ADP+ATP+CDP ADP+CTPCTP ( (磷脂合成磷脂合成) ) ATP+GDP ADP+ATP+GDP ADP+GTPGTP ( (蛋白质合成蛋白质合成) ) 多数多数 ATP ADP+PiATP ADP+Pi 少数少数 ATP AMP+PPi ATP AMP+PPi 高能磷酸化合物的转换与储存高能磷酸化合物的转换与

6、储存 ADP ATP GDP、CDP、UDP GMP、CMP、UMP ADP ATP GTP、CTP、UTP GDP、CDP、UDP C + ATP CP +ADP 肌酸肌酸 磷酸肌酸磷酸肌酸 CK 图图3-1 ATP3-1 ATP的生成、储存与利用的生成、储存与利用 底物水平底物水平 磷酸化磷酸化 氧化氧化 磷酸化磷酸化 P P 机械能机械能 渗透能渗透能 化学能化学能 电能电能 热能热能 ADP ATP CK C CP 为生命活动直接供能为生命活动直接供能 ATPATP的利用的利用 返回返回 3-1-2 ATP3-1-2 ATP的生成的生成 一、底物水平磷酸化一、底物水平磷酸化 二、氧化磷

7、酸化二、氧化磷酸化 返回返回 定义定义：底物在代谢过程中，形成的底物在代谢过程中，形成的高能高能 键键，转移给转移给ADPADP而而生成生成ATPATP的的 过程，称为底物水平磷酸化。过程，称为底物水平磷酸化。 一、底物水平磷酸化一、底物水平磷酸化 糖酵解过程糖酵解过程 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 H OH O O C CH CH2OPO OH OH 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 这是糖酵解这是糖酵解 中第一次中第一次 底物水平底物水平 磷酸化反应磷酸化反应 ADP ATP OH O- O C CH CH2OPO OH OH 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 (1,3-DPG) OPO 3 2-

8、 ADPATP 糖酵解过程糖酵解过程 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 (MgMg2+ 2+, K , K+ + ) ) 磷酸烯醇式磷酸烯醇式 丙酮酸丙酮酸 O- HO O C C CH2 P+O OH OH 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸 C O OH OH CH2 C 糖酵解中第二次底物糖酵解中第二次底物 水平磷酸化反应水平磷酸化反应 琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶 TCA循环循环 O COOHCH2 CH2 SCoAC 琥珀酰琥珀酰CoA GDP+Pi GTP ATP ADP COOHCH2 CH2COOH 琥珀酸琥珀酸 HSCoA 琥珀酰琥珀酰CoA + GDP + Pi 琥珀酸琥珀酸+ GTP + C

9、oA- SH 返回返回 概念概念 （一）氧化磷酸化的结构基础（一）氧化磷酸化的结构基础 （二）呼吸链（二）呼吸链 （三）氧化磷酸化的偶联部位（三）氧化磷酸化的偶联部位 （四）氧化磷酸化的影响因素（四）氧化磷酸化的影响因素 二、氧化磷酸化二、氧化磷酸化 返回返回 代谢物脱下的代谢物脱下的2H2H经呼吸链氧化为水的过程中经呼吸链氧化为水的过程中 释放的能量，使释放的能量，使ADPADP磷酸化成磷酸化成ATPATP的过程，的过程， 由于代谢物的由于代谢物的氧化氧化反应与反应与ADPADP的的磷酸化磷酸化反应反应偶联偶联进进 行，故行，故称为氧化磷酸化称为氧化磷酸化。 概念概念 AH2 A 2H 代谢

10、物代谢物 氧化产氧化产 物物 2H -磷酸甘磷酸甘 油穿梭油穿梭 苹果酸穿梭苹果酸穿梭 + O2 1 2 H2O 能量能量 ADP+H3PO4ATP+ H2O 氧化磷酸化氧化磷酸化 胞液胞液 线粒体线粒体 呼吸链呼吸链 嵴放大示意图 内膜内膜 外膜外膜 内、外膜间隔内、外膜间隔 嵴嵴 ATPATP合酶合酶 （一）氧化磷酸化（一）氧化磷酸化 的结构基础的结构基础 线粒体內膜上三联体结构示意图线粒体內膜上三联体结构示意图 ATPATP合酶（合酶（ATP synthaseATP synthase） ATPATP合酶（三联体、三分子体、合酶（三联体、三分子体、F F0 0F F1 1复合体）复合体）

11、头部头部 柄部柄部 基底部基底部 F F1 1 ：具酶活性 ：具酶活性 3 33 3 F F0 0：质子通道：质子通道 abab2 2c cn n 1 1、呼吸链的概念、呼吸链的概念 2 2、呼吸链的组成、呼吸链的组成及作用及作用 3 3、重要呼吸链的电子传递过程、重要呼吸链的电子传递过程 4 4、胞液中、胞液中NADHNADH的氧化的氧化 返回返回 （二）呼吸链（二）呼吸链 线粒体内膜上的传递体按一定顺序排线粒体内膜上的传递体按一定顺序排 列，将代谢物脱下的列，将代谢物脱下的H H传递给传递给O O2 2生成水并生成水并 释放能量的连锁反应体系，称为释放能量的连锁反应体系，称为电子传递电子传

12、递 链链。与细胞利用氧的呼吸过程有关，又称与细胞利用氧的呼吸过程有关，又称 呼吸链呼吸链。 返回返回 1、呼吸链的概念概念 （1 1）尼克酰胺核苷酸类）尼克酰胺核苷酸类 递氢体递氢体 NAD+ 、 NADP+ （2 2）黄素蛋白类）黄素蛋白类 递氢体递氢体 FMN 、FAD （3 3）铁硫蛋白）铁硫蛋白 单电子传递体单电子传递体 （4 4）泛醌（辅酶）泛醌（辅酶Q Q） 递氢体递氢体 （5 5）细胞色素体系）细胞色素体系 单电子传递体单电子传递体 2 2、呼吸链的组成与作用、呼吸链的组成与作用 NAD+：R为为H； NADP+：R为为PO32- N N N N NH2 O OROH HH HH

13、 OP -O O O O OHOH HH HH OP -O O N CONH2 + （1 1）尼克酰胺核苷酸类）尼克酰胺核苷酸类 尼克酰胺核苷酸的作用原理尼克酰胺核苷酸的作用原理 R H CONH2 N+ C R H H CONH2 N + + H H + + e e + + H H+ + + + H H+ + NAD(P)+ NAD(P)H+H+ +2H+2H -2H-2H N N N N NH2 O OHOH HH H CH2 H OPO O- O PO O- O CH2 CHOH C C HOH CH2 HOH NH NN N H3C H3C O O FMNAMP FAD （2 2）黄素

14、蛋白类）黄素蛋白类 黄素核苷酸的作用原理黄素核苷酸的作用原理 O O CH3 CH3 R N N NH N 核黄素核黄素( (黄色黄色) ) FAD/FMN FADH2/FMNH2 +2H+2H -2H-2H +2H -2H H N N O O CH3 CH3 N H NH H 还原型还原型 核黄素核黄素 ( (无色无色) ) 蛋白质蛋白质 （a）2Fe-2S （b）4Fe-4S （3）铁硫蛋白）铁硫蛋白 Fe 2+ Fe 3+ -e +e 铁硫蛋白的作用原理铁硫蛋白的作用原理 FMN （Fe-S） FAD (Fe-S)b 辅酶辅酶Q的结构及作用原理的结构及作用原理 O CH3 CH3 H3C

15、O H3CO O （CH2CH=C CH2）n H O O H3CO H3CO CH3 R H3CO H3CO OH OH CH3 R +2H+2H -2H-2H （4）泛醌）泛醌 （5）细胞色素体系（）细胞色素体系（Cyt） Cyt Cyt的本质的本质 细胞色素细胞色素 = = 酶蛋白酶蛋白 + + 血红素血红素 线粒体（线粒体（b b、 c c1 1 、 c c、 a a、a a3 3 ） 微粒体（微粒体（ b b5 5、P P450 450 ） ） CytCyt的存在部位的存在部位 Cyt aaCyt aa3 3 （细胞色素氧化酶）： （细胞色素氧化酶）： 呼吸链中唯一呼吸链中唯一直接直

16、接将将e e传递给传递给O O2 2 功能：单电子传递体功能：单电子传递体 Fe3+ +e -e Fe2+ C Cy yt tc c辅辅基基 蛋蛋白白质质 N N N N H3C CHCH 3 CH CH 3 CH 2 CH 2 COOH CH 2 CH 2 COOH Fe H3C CH 3 CH 3 S Cys S Cys （1 1）NADHNADH氧化呼吸链氧化呼吸链 每每2H通过此呼吸链可生成通过此呼吸链可生成3分子分子ATP。 3 3、重要呼吸链的电子传递过程、重要呼吸链的电子传递过程 NADH FMN（FeS） CoQ b c1 c aa3O2 （2 2）琥珀酸氧化呼吸链）琥珀酸氧化

17、呼吸链 每每2H通过此呼吸链可生成通过此呼吸链可生成2分子分子ATP。 FADH2（FeS） CoQ b c1 c aa3O2 （3 3）几种代谢物分别进入两条呼吸链）几种代谢物分别进入两条呼吸链 苹果酸苹果酸 异柠檬酸异柠檬酸 琥珀酸琥珀酸 -羟丁酸羟丁酸 谷氨酸谷氨酸 FAD（Fe-S） NAD+ FMN CoQ b c1 c aa3 O2 FAD FAD 硫锌酸硫锌酸 脂肪酰脂肪酰CoA 丙酮酸丙酮酸 -磷酸甘油磷酸甘油 - -酮戊二酸酮戊二酸 返回返回 -磷酸甘油穿梭磷酸甘油穿梭 苹果酸苹果酸- -天冬氨酸穿梭天冬氨酸穿梭 4 4、穿梭系统、穿梭系统胞液中胞液中NADHNADH的氧化的

18、氧化 返回返回 某些肌肉、神经组织某些肌肉、神经组织 肝脏、心肌组织肝脏、心肌组织 NAD+NADH + H+ -磷酸甘油磷酸甘油 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 -磷酸甘油磷酸甘油磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 FADH2FAD 胞液胞液 线粒体线粒体 内膜内膜 胞液中胞液中-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶( (辅酶为辅酶为NADNAD+ +) ) CoQ b c1 c aa3 O2 线粒体内线粒体内-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶( (辅基为辅基为FADFAD) ) 内膜 谷氨 酸 -酮 戊二酸 草酰 乙酸 天冬 氨酸 苹果酸NAD+ NADH +H+ 呼吸链 苹果酸 谷氨 酸 草酰 乙酸 NAD+ NA

19、DH +H+ -酮 戊二酸 天冬 氨酸 胞液 线粒体 苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶 天冬氨酸氨基转移酶天冬氨酸氨基转移酶 （三）（三） 氧化磷酸化的偶联部位氧化磷酸化的偶联部位 琥珀酸琥珀酸 FAD (Fe-S) NADH CoQ Cyt b c1 c aa3 O2 ATP ADP+Pi ATP ADP+Pi ATP ADP+Pi FMN (Fe-S) 1 1、 ADPADP与与ATPATP的调节作用的调节作用 ADP/ATPADP/ATP： 抑制氧化磷酸化，抑制氧化磷酸化，ATPATP生成生成 ADP/ATPADP/ATP： 促进氧化磷酸化，促进氧化磷酸化，ATPATP生成生成 H H2 2O

20、+ NADO + NAD+ +NADH + HNADH + H+ + + + O O2 2 1 2 ADP+PiATP 氧化磷酸化氧化磷酸化 （四）影响氧化磷酸化的因素（四）影响氧化磷酸化的因素 2 2、甲状腺素的作用、甲状腺素的作用 ATP分解分解产能量产能量 ATP合成合成耗氧量耗氧量 3 3、氧化磷酸化抑制剂氧化磷酸化抑制剂的作用的作用 呼吸链抑制剂呼吸链抑制剂 琥珀酸琥珀酸 FAFA NAD+ FMN CoQ b c1 c aa3 O2 丙二酸丙二酸 鱼藤酮鱼藤酮 阿米妥阿米妥 抗霉素抗霉素A A H2S CO CN 作用作用：阻断电子传递：阻断电子传递 D D 解偶联剂解偶联剂: :

21、 能够使氧化过程与磷酸化过程脱节能够使氧化过程与磷酸化过程脱节 的物质称解偶联剂，它对电子传的物质称解偶联剂，它对电子传 递没有抑制作用，但能抑制递没有抑制作用，但能抑制ADPADP磷磷 酸化生成酸化生成ATPATP的过程的过程。 作用：作用：使使氧化过程与磷酸化过程脱节氧化过程与磷酸化过程脱节 举例：举例：2 2，4-4-二硝基苯酚二硝基苯酚 磷酸化抑制剂磷酸化抑制剂：抑制抑制ATP合酶，使磷合酶，使磷 酸化不能进行。酸化不能进行。 如：寡霉素如：寡霉素 返回返回 3-1-3 影响能量代谢的因素 一、基础代谢 人体在基础状态下（即清醒、安静、 空腹）的能量代谢，称为基础代谢。 单位时间内的基

22、础代谢，称为基础代 谢率。 二、影响能量代谢率的因素 二、影响能量代谢率的因素 （一）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。 （二）肌肉运动 机体不同状态时的能量代谢率机体不同状态时的能量代谢率 状态状态 产热量产热量(KJ/m2.min) 躺卧躺卧 2.73

23、 开会开会 3.40 擦窗子擦窗子 8.30 洗衣洗衣 9.89 扫地扫地 11.37 打排球打排球 17.05 打篮球打篮球 24.22 踢足球踢足球 24.98 持重机枪跃进持重机枪跃进 42.39 肌肉活动对能 量代谢的影响最为 显著。机体任何轻 微的活动都可提高 代谢率。剧烈运动 时其耗氧量可增加 10-20倍。 （三）环境温度的影响 人体在安静时的能量代谢，在20-30 的环境中最稳定。 当环境温度低于20时，代谢率有所增加， 在10以下，则代谢率显著增加； 当环境温度为30-40时，代谢率的增加 主要是由于体内化学过程反应速度加快，同时 还有发汗以及呼吸、循环机能增强所致。 （四）

24、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。 返回返回 案例： 某2岁男孩，确诊为细菌所致的发 高烧。 讨论：1、人体体温临床上常用的测量部位有 哪些？其正常值各是多少？ 2、人体的散热器官和散热方式。 3、细菌引起发热的机制。 4、根据散热原理，如何给高热病人降 温？ 3-1-4 体温及其调节 一、体温及其正常波动 二、产热和散热 三、体温调节 返回返回 一、体温及其正常波动 （一）体温及其测量 体

25、温是指机体深部的温度。 测量部位：直肠， 舌下，腋窝 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36.4-36.2。 （二）体温的生理波动 1 昼夜变化 清晨26时体温最低，午后16时最高， 周期变动幅度一般不超过1C，体温的这种周 期性波动称为昼夜节律或日周期 （circadian rhythm)。 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）。 女子月经周期体温变动 3 年龄差异 l新生儿体温变动大，老年人体温低。 4 其他 l肌肉活动 l情绪激动、精神

26、紧张、进食等都会影响体 温 l季节和地区 l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、产热和散热 （一）产热过程 1 产热器官 在安静时，内脏器官，主要是肝脏。 在劳动时或运动时的主要产热器官是骨骼肌。 2 产热的调节反应 1）提高代谢率 2）寒战：是寒冷环境中最有效的产热 方式，可提高代谢率4-5倍 产热活动的调节产热活动的调节 机体在寒冷环境几周后机体在寒冷环境几周后 甲状腺甲状腺 T T3 3、T T4 4 代谢率代谢率(增加增加4 45 5倍倍) ) 产热量产热量 特点：作用缓慢，维持时特点：作用缓慢，维持时 间长间长 寒冷刺激时寒冷刺激时 交感交感- -肾上腺髓质肾上腺髓质 NENE、EE 产热量产热量 特点：作用迅速，特点：作用迅速， 维持时间短。维持时间短。 （二）散热过程 体热除一小部分随呼吸和粪、尿等排泄 物散发外，绝大部分通过皮肤散发。 1 散热方式 1）辐射散热 2）对流散热 3）传导散热 4）蒸发散热：分不感蒸发和发汗 2 散热的调节反应