能量代谢和体温

1、第七章第七章 能量代谢和体温能量代谢和体温(energy metabolism and body temperature)(energy metabolism and body temperature)能量代谢能量代谢 生物体内物质代谢过程中所生物体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、贮存和利用伴随的能量释放、转移、贮存和利用的过程。的过程。第一节 能量代谢能量代谢 一、食物的能量转化一、食物的能量转化能量转化和利用的关键物质能量转化和利用的关键物质atpatp热能热能能源物质能源物质氧化分解氧化分解hh2 2o+coo+co2 2能释放能释放热能热能化学能化学能能转移能转移贮存贮存atp

2、atpadpadp+pi+pi能利用能利用化学功化学功转运功转运功机械功机械功其它其它cpcp1.1.糖糖 ： 是机体重要的能源物质是机体重要的能源物质. .2.2.脂肪：脂肪：是能源物质贮存的主要形式。是能源物质贮存的主要形式。3.3.蛋白质蛋白质: : 在体内糖原和贮存的脂肪大量在体内糖原和贮存的脂肪大量消耗后才依靠蛋白质分解获得能量。消耗后才依靠蛋白质分解获得能量。几种主要营养物质的能量转化几种主要营养物质的能量转化二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定能量代谢率：能量代谢率： 每小时每平方米体表面积所产生每小时每平方米体表面积所产生的热量。的热量。 单位：单位： kj/mkj/m2 2/

3、h/h 1. 1.直接测热法直接测热法2.2.间接测热法间接测热法原理：原理： 根据定比定律，测出一定时间内人体根据定比定律，测出一定时间内人体中氧化分解的糖、脂肪、蛋白质各有多中氧化分解的糖、脂肪、蛋白质各有多少少, , 然后计算出这些物质的产热量。然后计算出这些物质的产热量。 能量代谢的测定原理和方法能量代谢的测定原理和方法 食物的氧热价：食物的氧热价： 消耗消耗1 1升升oo2 2氧化某种营养物质所产生的热量。氧化某种营养物质所产生的热量。 糖糖 ： 21kj/l21kj/l 蛋白质蛋白质：18.8kj/l18.8kj/l 脂脂 肪肪：19.7kj/l19.7kj/l与能量代谢有关的几个

4、概念：与能量代谢有关的几个概念： 食物的热价：食物的热价： 1 1克营养物质氧化时所释放出的热量。克营养物质氧化时所释放出的热量。 糖糖 ：17.15kj/g17.15kj/g 蛋白质蛋白质：17.99kj/g17.99kj/g 脂脂 肪肪：39.75kj/g 39.75kj/g 呼吸商：呼吸商： 在一定的时间内机体的在一定的时间内机体的coco2 2产生量与耗产生量与耗oo2 2量的比值。量的比值。 coco2 2产生量产生量 rq =rq = o o2 2耗量耗量糖糖rq=1 rq=1 脂肪脂肪rq=0.71 rq=0.71 蛋白质蛋白质rq=0.80rq=0.80混合膳食混合膳食rq=0

5、.85rq=0.85非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商蛋白质蛋白质oo2 2耗量耗量= =蛋白质的消耗量蛋白质的消耗量0.950.95蛋白质蛋白质coco2 2产生量产生量= =蛋白质的消耗量蛋白质的消耗量0.760.76非蛋白氧化分解的非蛋白氧化分解的oo2 2耗量耗量= =总总oo2 2耗量耗量蛋白质蛋白质 o o2 2 耗量耗量非蛋白的非蛋白的coco2 2产生量产生量= =总总coco2 2产生量产生量蛋白质蛋白质coco2 2 产生量产生量 非蛋白氧化分解的非蛋白氧化分解的coco2 2产生量产生量非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商= = 非蛋白氧化分解的非蛋白氧化分解的oo2 2耗量耗量尿氮：尿氮：

6、1 1克蛋白质氧化分解产生克蛋白质氧化分解产生0.160.16克尿氮。克尿氮。如果产生如果产生1 1克尿氮，说明被氧化分解的蛋白克尿氮，说明被氧化分解的蛋白质质6.25g6.25g。 所以：所以： 蛋白质的消耗量蛋白质的消耗量= =尿氮量尿氮量6.256.25 蛋白质的产热量蛋白质的产热量= =蛋白质消耗量蛋白质消耗量蛋白质热价蛋白质热价例例: :受试者受试者2424小时耗氧量为小时耗氧量为400l400l，二氧化碳，二氧化碳产量为产量为340l340l。尿氮排出量。尿氮排出量1212克。克。(1)(1)蛋白质代谢蛋白质代谢: : 氧化量氧化量=12=126.25g=75g6.25g=75g

7、产热量产热量=18kj/g=18kj/g75g=1350kj75g=1350kj 耗氧量耗氧量=0.95l/g=0.95l/g75g=71.25l75g=71.25l 二氧化碳产量二氧化碳产量=0.76l/g =0.76l/g 75g=57l 75g=57l(2)(2)非蛋白代谢：非蛋白代谢： 耗氧量耗氧量=400l-71.25l=328.75l=400l-71.25l=328.75l 二氧化碳产量二氧化碳产量=340-57=283l=340-57=283l nprq=283 nprq=283328.75=0.86328.75=0.86（3 3）根据）根据nprqnprq的氧热价计算非蛋白代谢

8、的氧热价计算非蛋白代谢的产热量的产热量 非蛋白代谢的产热量非蛋白代谢的产热量 =328.75l20.40kj/l=6706.5kj20.40kj/l=6706.5kj（4 4）2424小时产热量小时产热量 = =蛋白质产热量蛋白质产热量+ +非蛋白代谢产热量非蛋白代谢产热量 =1350+6706.5=8056.5kj=1350+6706.5=8056.5kj三、影响能量代谢的主要因素三、影响能量代谢的主要因素肌肉活动肌肉活动机体氧耗量与肌肉活动强度呈机体氧耗量与肌肉活动强度呈正变关系正变关系肌肉肌肉活动活动需要需要能量能量营养物质的营养物质的氧化分解氧化分解氧耗量氧耗量能量代谢率能量代谢率精神

9、活动精神活动精神精神紧张紧张肌紧张肌紧张交感神经交感神经（+ +）肾上腺分泌肾上腺分泌产热量产热量 能量代能量代谢率谢率食物的特殊动力效应：食物的特殊动力效应： 人进食约人进食约1 1小时后，机体产生明显的额小时后，机体产生明显的额外的能量消耗，产热量明显增多的效应。外的能量消耗，产热量明显增多的效应。环境温度环境温度 20 30: 20 30: 能量代谢保持较低较稳定能量代谢保持较低较稳定的水平。的水平。 2020以下以下: : 能量代谢率随环境温度下降能量代谢率随环境温度下降而升高而升高30 40 :30 40 : 能量代谢率随环境温度升能量代谢率随环境温度升高而升高高而升高四、基础代谢（

10、四、基础代谢（basal metabolismbasal metabolism）人体在清醒、安静、全身肌肉放松室温人体在清醒、安静、全身肌肉放松室温2025 2025 ，空腹、排除精神紧张下的能量，空腹、排除精神紧张下的能量代谢。代谢。基础代谢率（基础代谢率（bmrbmr）在基础代谢状态下的能量代谢率在基础代谢状态下的能量代谢率（kj/mkj/m2 2.h.h）临床上表示基础代谢高低的方法：临床上表示基础代谢高低的方法： 以实测值与正常值相比计算出实测值高以实测值与正常值相比计算出实测值高于或低于正常值的百分数。于或低于正常值的百分数。例：例：某男性某男性2020岁，体表面积岁，体表面积1.5

11、m1.5m2 2，测出，测出1h1h的氧耗量为的氧耗量为15l15l。（1 1）基础代谢率）基础代谢率= =20.1820.1815/1.5=201.815/1.5=201.8 实测值：实测值：201.8201.8kj/mkj/m2 2/h/h（2 2）该性别年龄组正常基础代谢率平均值：）该性别年龄组正常基础代谢率平均值： 157.8kj/m157.8kj/m2 2/h/h（3 3）计算高于或低于正常值的百分数）计算高于或低于正常值的百分数 201.8-157.8201.8-157.8 157.8 157.8 正常值：正常值：20%20%（ 10%15%10%15%）100%=28%一、体温（

12、一、体温（body temperaturebody temperature）：）： 一般指机体一般指机体深深部的平均温度。部的平均温度。体温的测量体温的测量直肠：直肠：36.9 36.9 37.9 37.9口腔：口腔：36.7 36.7 37.7 37.7腋窝：腋窝：36.0 36.0 37.437.4体温的正常变动：体温的正常变动：昼夜节律、性别、年龄、肌肉活动等。昼夜节律、性别、年龄、肌肉活动等。第二节第二节 体温及其调节体温及其调节图图 体温的昼夜变化曲线体温的昼夜变化曲线图图 女性月经周期中基础体温的波动女性月经周期中基础体温的波动激素水平激素水平基础体温基础体温e2p二、机体的产热与

13、散热二、机体的产热与散热体热平衡：体热平衡： 机体在体温调节机制的调控下，使机体在体温调节机制的调控下，使产热过程和散热过程处于动态平衡，产热过程和散热过程处于动态平衡，以维持正常体温以维持正常体温。1.1.主要产热器官主要产热器官肝脏肝脏（及其它产热器官）：（及其它产热器官）： 安静时占总产热量安静时占总产热量56%56%骨骼肌：骨骼肌：运动时占总产热量运动时占总产热量90%90%产热产热机体的总产热量主要来自三个方面：机体的总产热量主要来自三个方面：基础代谢基础代谢食物的特殊动力作用食物的特殊动力作用肌肉活动肌肉活动2.2.机体产热的形式（寒冷环境中）机体产热的形式（寒冷环境中） 战栗产热

14、战栗产热 产热形式产热形式 非战栗产热（代谢产热）非战栗产热（代谢产热）3.3.产热活动的调节：产热活动的调节： 体液调节体液调节 神经调节神经调节cnstrh释放释放（下丘脑）（下丘脑）tsh释放释放（腺垂体）（腺垂体）t3.t4（甲状腺）（甲状腺）代谢率代谢率产热量产热量寒冷刺激寒冷刺激代谢率代谢率adr和和n-adr交感神经（交感神经（+）散热散热1.1.散热方式散热方式辐射散热：辐射散热： 体热以热射线的形式传给外界较冷的物体。体热以热射线的形式传给外界较冷的物体。 影响辐射散热的因素影响辐射散热的因素 皮肤与外环境的温差；皮肤与外环境的温差； 有效的辐射面积。有效的辐射面积。传导与对

15、流传导与对流 传导传导散热：散热： 体热直接传给同机体接触的较冷的物体。体热直接传给同机体接触的较冷的物体。 影响传导散热的主要因素：影响传导散热的主要因素： 物体的导热性能（导热度）物体的导热性能（导热度） 对流对流散热：散热： 通过气体的流动来散失的体热。通过气体的流动来散失的体热。 影响对流散热的主要因素：影响对流散热的主要因素： 风速风速蒸发散热：蒸发散热： 通过身体体表的水分由液体状态转变为通过身体体表的水分由液体状态转变为气体状态而散失体热。气体状态而散失体热。蒸发散热的两种形式蒸发散热的两种形式 不感蒸发不感蒸发（不显汗）（不显汗） 体液的水分直接透出皮肤和呼吸道体液的水分直接透

16、出皮肤和呼吸道, ,在未聚在未聚集成明显水滴前就蒸发掉的一种散热形式。集成明显水滴前就蒸发掉的一种散热形式。 发汗发汗（可感蒸发）（可感蒸发）sweatingsweating 通过汗腺分泌汗液于体表的一种蒸发形式。通过汗腺分泌汗液于体表的一种蒸发形式。 当环境温度接近或高于皮肤温度时，当环境温度接近或高于皮肤温度时，蒸发蒸发是是唯一唯一的有效散热形式。的有效散热形式。体热散发的主要方式：体热散发的主要方式：气温机体表层温度？气温机体表层温度？气温气温机体表层温度机体表层温度 ？ 辐射、传导、对流、蒸发。辐射、传导、对流、蒸发。2.2.汗液汗液主要成分：主要成分：水（占水（占99%99%） 固体

17、：固体：naclnacl、kclkcl、尿素、乳酸等、尿素、乳酸等高渗性脱水：高渗性脱水： 大量出汗而丧失体液时，由于汗液是大量出汗而丧失体液时，由于汗液是低渗的，故造成体内高渗，此为高渗性低渗的，故造成体内高渗，此为高渗性脱水。脱水。中暑：中暑： 在高温环境中，若蒸发散热不良在高温环境中，若蒸发散热不良 （如：（如：环境高温或无风时）将造成体热淤积及环境高温或无风时）将造成体热淤积及一系列临床表现（如头晕、恶心、心一系列临床表现（如头晕、恶心、心悸悸) )热痉挛：热痉挛： 发汗速度过快时，汗液中发汗速度过快时，汗液中naclnacl来不及被来不及被汗腺管重吸收，机体因此而丢失大量的汗腺管重吸

18、收，机体因此而丢失大量的hh2 2oo和和 naclnacl引起电解质紊乱，甚至出现神经肌引起电解质紊乱，甚至出现神经肌肉兴奋性升高的现象。肉兴奋性升高的现象。3.3.散热的调节反应散热的调节反应发汗发汗（汗腺活动的调节）（汗腺活动的调节） 作用：作用： 通过发汗体温不至于骤然升高；通过发汗体温不至于骤然升高； 机体的热储不会过于增多。机体的热储不会过于增多。 发汗是一种发汗是一种反射活动反射活动，是散热的重要，是散热的重要调节反应。调节反应。环境温度环境温度皮肤温觉感受器皮肤温觉感受器传入神经传入神经发汗中枢发汗中枢支配汗腺的交感神经胆碱能节后纤维支配汗腺的交感神经胆碱能节后纤维（+ +）

19、发汗发汗（温热性发汗）（温热性发汗）外周血温升高外周血温升高血液循环至脑组织时，血液循环至脑组织时，提高脑组织温度提高脑组织温度视前区下丘脑前部热视前区下丘脑前部热敏神经元敏神经元（+ +）温热性发汗：温热性发汗： 在热环境下引起全身各部位的小汗腺分在热环境下引起全身各部位的小汗腺分泌汗液。泌汗液。 发汗中枢：发汗中枢：下丘脑下丘脑精神性发汗：精神性发汗： 精神紧张或情绪激动而引起的发汗精神紧张或情绪激动而引起的发汗 发汗中枢：发汗中枢：大脑皮层运动区大脑皮层运动区循环系统的调控作用循环系统的调控作用 皮肤血流量的调节反应皮肤血流量的调节反应（调节了热环境下的体热平衡）（调节了热环境下的体热平

20、衡）炎热环境炎热环境支配血管的交感神经紧张性下降支配血管的交感神经紧张性下降 皮肤小动脉舒张皮肤小动脉舒张动动静脉吻合支开放静脉吻合支开放皮肤血流量增加皮肤血流量增加皮肤温度升高皮肤温度升高散热散热为汗腺分泌提供为汗腺分泌提供充足水分充足水分汗腺分泌汗腺分泌四肢深部动四肢深部动- -静脉之间的热量逆流交换的调节作用：静脉之间的热量逆流交换的调节作用： 在热环境中热在热环境中热量的逆流交换不起作量的逆流交换不起作用，因此时返回心脏用，因此时返回心脏的血液主要由皮肤表的血液主要由皮肤表浅静脉输送。浅静脉输送。环境温度环境温度1010373736363333323224242323静脉静脉肱动脉肱动脉挠动脉挠动脉三、体温调节三、体温调节自主性体温调节自主性体温调节（生理性调节）：（生理性调节）： 人体和恒温动物的体温在下丘脑体温人体和恒温动物的体温在下丘脑体温调节中枢的控制下通过调节中枢的控制下通过增减皮肤血流量增减皮肤血流量、发汗发汗、寒战寒战等生理调节反应而经常维持于等生理调节反应而经常维持于一个稳定的水平。一个稳定的水平。行为性体温调节：行为性体温调节： 机体在不同温度环境中采取不同的姿机体在不同温度环境中采取不同的姿势、行为、保温、降温等措施称为行为性势、行为、保温、