第七章能量代谢和体温

1、第七章第七章 能量代谢与能量代谢与体温体温第一节第一节 能能 量量 代代 谢谢第二节第二节 体体 温温 第一节第一节 能量代谢能量代谢 能量代谢能量代谢: :指体内物质代谢过程中所伴随的能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。量释放、转移、贮存和利用。 2.2.脂肪：次之脂肪：次之(30(30) ) 3.3.蛋白质：很少蛋白质：很少( (长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量来源量来源) )。一、机体能量的来源与去路一、机体能量的来源与去路(一一)能量来源能量来源 1.糖糖:主要主要(70以上以上) 脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化。脑组

2、织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化。 缺氧和缺氧和血糖水平过低，均可导致意识障碍、昏迷以及抽搐。血糖水平过低，均可导致意识障碍、昏迷以及抽搐。( (二二) )能量去路能量去路 能源物质能源物质释放的能量有释放的能量有50%50%转化为热转化为热能，其余以自能，其余以自由能形式贮存由能形式贮存于于ATPATP中。除中。除骨骼肌运动时骨骼肌运动时所完成的机械所完成的机械外功，其余的外功，其余的自由能最终也自由能最终也转变为热能。转变为热能。二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定( (一一) )能量代谢测定的基本原理能量代谢测定的基本原理 机体的能量代谢也遵循机体的能量代谢也遵循“能量守恒定能量守恒定

3、律律”：即在安静不作外功时，机体物质代即在安静不作外功时，机体物质代谢过程中所释放的能量全部转化为热能。谢过程中所释放的能量全部转化为热能。 因此，测定机体在单位时间内发散的因此，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，即能量机体在单位时间内能量代谢的量，即能量代谢率。代谢率。 ( (二二) )能量代谢的测定方法能量代谢的测定方法1.1.直接测热法直接测热法：直接测量从机体体表直接测量从机体体表、呼出气、呼出气、尿液和粪便排出的总热量。这种方法测定准确，但尿液和粪便排出的总热量。这种方法测定准确，但设备复杂

4、，操作繁琐，现已极少应用。设备复杂，操作繁琐，现已极少应用。 2.2.间接测热法间接测热法： 间接测热法原理间接测热法原理：是利用是利用“定比定律定比定律” ” 测算测算出一定时间内氧化的糖、脂肪和蛋白质各有多少，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。再计算出它们所释放出的热量。 食物的热价食物的热价: :1 1食物在氧化时所释放出来的食物在氧化时所释放出来的热量，称为食物的热价。热量，称为食物的热价。 物理热价物理热价：指食物在体外燃烧时释放的热量。指食物在体外燃烧时释放的热量。 生理热价生理热价：指在体内氧化时所产生的热量。指在体内氧化时所产生的热量。 糖

5、与脂肪糖与脂肪：物理热价生理热价物理热价生理热价蛋蛋 白白 质质：物理热价生理热价（物理热价生理热价（蛋白质在体内蛋白质在体内不能被彻底氧化分解，有一部分以尿素的形式由不能被彻底氧化分解，有一部分以尿素的形式由尿中排泄）。尿中排泄）。相关的几个概念相关的几个概念 食物的氧热价：食物的氧热价：某种食物氧化时某种食物氧化时, ,每消耗每消耗1L1L氧所产生的热量称为该种食物的氧热价。氧所产生的热量称为该种食物的氧热价。 呼吸商呼吸商(RQ)(RQ)：指一定时间内，机体的指一定时间内，机体的COCO2 2产生量与耗产生量与耗O O2 2量的比值。量的比值。RQRQCOCO2 2产生量产生量/ /耗耗

6、O O2 2量量 由于各种食物在体内氧化时的耗由于各种食物在体内氧化时的耗O O2 2量、量、COCO2 2产生量的产生量的不同，故各种食物的氧热价不同。根据不同，故各种食物的氧热价不同。根据RQRQ可估计某可估计某一段时间内机体氧化各种食物的比例：一段时间内机体氧化各种食物的比例： RQ RQ1.0 1.0 氧化糖；氧化糖； RQRQ0.70 0.70 氧化脂肪氧化脂肪 RQRQ0.820.82一般饮食；一般饮食；RQRQ0.800.80或或1.01.0长期饥饿长期饥饿三种营养物质氧化的几种数据三种营养物质氧化的几种数据 物物 质耗氧量质耗氧量 产产COCO2 2量量 物理热价物理热价 生理

7、热价生理热价 氧热价氧热价 呼吸商呼吸商(L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/g) (R Q)(L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/g) (R Q) 糖糖 0.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.000.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.00 脂脂 肪肪 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.711.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71 蛋白质蛋白质 0.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.850.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.85 非蛋白呼吸商非蛋白呼

8、吸商(NPRQ):(NPRQ):指一定时间内指一定时间内，机机体氧化非蛋白食物时的体氧化非蛋白食物时的COCO2 2产生量与耗产生量与耗O O2 2量的比值。量的比值。 整体产生整体产生COCO2 2总量分解蛋白产生总量分解蛋白产生COCO2 2量量 NPRQNPRQ 整体耗整体耗O O2 2总量分解蛋白耗总量分解蛋白耗O O2 2量量分解蛋白产生分解蛋白产生COCO2 2量量= NP= NP6.256.250.76(L)0.76(L)分解蛋白耗分解蛋白耗O O2 2量量= NP= NP6.256.250.94(L)0.94(L)6.25=6.25=每产生每产生1g1g尿氮尿氮(NP)(NP)

9、需氧化蛋白需氧化蛋白6.25g6.25g0.76(L)=0.76(L)=每氧化每氧化1g1g蛋白的产生蛋白的产生COCO2 2量量0.94(L)=0.94(L)=每氧化每氧化1g1g蛋白的耗蛋白的耗O O2 2量量3、能量代谢率的简易测算方法（1）测定单位时间的）测定单位时间的耗耗O O2 2量和产生量和产生COCO2 2量，计算呼量，计算呼吸商吸商（2 2）查出相应的氧热价）查出相应的氧热价（3 3）计算）计算单位时间的产热量，即能量代谢率。单位时间的产热量，即能量代谢率。 产热量产热量=氧热价（氧热价（kJ/LkJ/L）耗耗O O2 2量（量（L L）三、影响能量代谢的因素三、影响能量代谢

10、的因素( (一一) )肌肉活动肌肉活动 肌肉活动对能量代谢的影响最大。全身肌肉活动对能量代谢的影响最大。全身剧烈活动时，短时间内其总产热量比安静时剧烈活动时，短时间内其总产热量比安静时高出数十倍。高出数十倍。 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/m(KJ/m2 2.min) .min) -躺卧躺卧 2.732.73开会开会 3.403.40擦窗子擦窗子 8.308.30洗衣洗衣 9.899.89扫地扫地 11.3711.37打排球打排球 17.0517.05打篮球打篮球 24.2224.22踢足球踢足球 24.9824.98持重机枪跃进持重机枪

11、跃进 42.3942.39-( (二二) )精神活动精神活动人在平静地思考问题时，能量代谢受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到的影响不大，其产热量一般不超过4%4%。 但精神处于紧张状态但精神处于紧张状态( (烦躁、恐惧、烦躁、恐惧、情绪激动等情绪激动等) )时，由于会导致无意识的肌时，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，产热量可的内分泌激素释放增多等原因，产热量可显著增加。显著增加。( (三三) )食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应人进食后一段时间内人进食后一段时间内( (从

12、进食后从进食后1h1h开始开始, ,持续持续7 78h),8h),即使同样处于安静状态即使同样处于安静状态, ,但产热但产热量却比进食前有所增加，这些量却比进食前有所增加，这些 “额外额外” 热量热量是由进食引起的。是由进食引起的。 食物能使机体产生食物能使机体产生“额外额外” 热量的现象热量的现象称为称为食物的特殊动力效应。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，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进食蛋白质时产热量增加3030，混合性食物，混合性食物增加增加1010，糖和脂肪增加，糖和脂肪增加4 46 6。 其产生的机制尚不十分清楚，可能与肝其产生的

13、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。脏处理蛋白分解产物时的额外能量消耗有关。( (四四) )环境温度环境温度 1.1.人体安静时的能量代谢人体安静时的能量代谢, ,在在20203030的环的环境中较为稳定。境中较为稳定。 2.2.环境温度超过环境温度超过3030，能量代谢率增加。，能量代谢率增加。 3.3.当环境温度低于当环境温度低于2020时时，随着温度的不断随着温度的不断下降，机体产生寒战和肌紧张增加以御寒，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。同时增加能量代谢率。 四、基础代谢四、基础代谢( (一一) ) 概念概念 1.1.基础代谢基础代

14、谢：机体在机体在基础状态基础状态下的能量代谢下的能量代谢称为基础代谢。称为基础代谢。 基础状态的条件如下：基础状态的条件如下： 清晨空腹，即禁食清晨空腹，即禁食121214h14h，前一天应清淡，前一天应清淡、不不要太饱的饮食，以排除食物特殊动力效应的影响。要太饱的饮食，以排除食物特殊动力效应的影响。 平卧平卧，全身肌肉放松全身肌肉放松，尽力排除肌肉活动的影响。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。清醒且情绪安闲，以排除精神紧张的影响。 室温室温18-2518-25，排除环境温度的影响。，排除环境温度的影响。 2.基础代谢率基础代谢率(BMR)：单位时间内的基础代谢。

15、单位时间内的基础代谢。 (二二)BMR的测定和正常值的测定和正常值1.BMR的测定的测定:(通常采用简易法通常采用简易法)2.BMR2.BMR正常值：正常值：10101515甲亢甲亢：+25+25+80%+80%；甲减；甲减：-20%-20%-40%-40%发烧：体温每升高发烧：体温每升高1 1，BMRBMR升高升高13%.13%.2020可能是病态可能是病态第二节第二节 体温体温概念：概念：指身体深部的平均温度，即体核温度指身体深部的平均温度，即体核温度。意义：意义：体温的相对恒定是机体新陈代谢和一切生命活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。动正常进行的必需条件。

16、体温过高、过低都会影响酶的活性，导致生理功体温过高、过低都会影响酶的活性，导致生理功能的障碍，甚至造成死亡。如：能的障碍，甚至造成死亡。如：T T 2222心跳停止；心跳停止；T T 4343酶变性而死亡酶变性而死亡; ;T = 27T = 27低温麻醉。低温麻醉。一、人体正常体温及生理变动一、人体正常体温及生理变动（一）（一）正常体温正常体温 1.1.肛温：正常为肛温：正常为36.936.937.937.9。 2. 2.口温：正常为口温：正常为36.736.737.737.7。 3.3.腋温：正常为腋温：正常为36.036.037.437.4。 肛温比较接近机体深部的温度，但由于测试肛温比较

17、接近机体深部的温度，但由于测试不便，临床常用口温和腋温。测定腋温时要注意不便，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（约需夹紧体温计和测量时间（约需10min10min）。）。另外，科研中还常用食管温度（另外，科研中还常用食管温度（= =体核体核温度）、鼓膜温度（温度）、鼓膜温度（= =下丘脑温度）。下丘脑温度）。（二）体温的生理变动（二）体温的生理变动 1.1.昼夜节律变化昼夜节律变化 人的体温在一昼夜中呈现周期性波动，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。称为体温的昼夜节律。 一般是清晨一般是清晨2 26h6h时最低，下午时最低，下午1 16h6h最高，最

18、高，波动幅度一般不超过波动幅度一般不超过11。长期夜间工作的人，长期夜间工作的人，上述周期性变化可以发生颠倒。上述周期性变化可以发生颠倒。 2.2.性别差异性别差异 成年女子体温平均比男子高成年女子体温平均比男子高0.30.3。 女子体温随月经周期而产生周期性女子体温随月经周期而产生周期性变动。排卵日最低（约变动。排卵日最低（约11）。）。3.3.年龄差异年龄差异 新生儿体温成年人老年人新生儿体温成年人老年人。 体温随着年龄的增长有逐渐降低的趋势体温随着年龄的增长有逐渐降低的趋势（与代谢率降低逐渐有关），大约每增长（与代谢率降低逐渐有关），大约每增长1010岁，体温约降低岁，体温约降低0.05

19、0.05。14141616岁的青年人岁的青年人体温与成年人相近。体温与成年人相近。 新生儿（特别是早产儿）由于体温调节新生儿（特别是早产儿）由于体温调节机构尚未发育完善、老年人由于调节能力差，机构尚未发育完善、老年人由于调节能力差，易受环境温度的影响。易受环境温度的影响。 4.4.其他其他肌肉活动时，肌肉代谢明显增强，产热肌肉活动时，肌肉代谢明显增强，产热增加，可使体温暂时升高增加，可使体温暂时升高1 122。所以测体。所以测体温时，要先让受试者安静一段时间，小儿应温时，要先让受试者安静一段时间，小儿应防止其哭闹。防止其哭闹。 情绪激动、精神紧张、进食等情况，都情绪激动、精神紧张、进食等情况，

20、都会影响体温。会影响体温。 全身麻醉时，会因抑制体温调节中枢和全身麻醉时，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，扩张血管的作用及骨骼肌松弛，使体温降低，所以全麻时应注意保温。所以全麻时应注意保温。二、机体的产热和散热二、机体的产热和散热 人体正常体温的维持，是在体温调节机构的协人体正常体温的维持，是在体温调节机构的协调和控制下，产热和散热过程达到动态平衡的结果。调和控制下，产热和散热过程达到动态平衡的结果。( (一一) )产产热热 1.1.主要产热器官主要产热器官： 安静状态安静状态，主要产热器官是，主要产热器官是内脏内脏（尤其（尤其肝脏，其次是脑）。肝脏，其次是脑）。

21、 活动状态活动状态, ,主要产热器官是主要产热器官是骨骼肌。骨骼肌。 此外，环境温度、进食、精神紧张等能够影响此外，环境温度、进食、精神紧张等能够影响能量代谢的因素，也都可影响机体的产热量。能量代谢的因素，也都可影响机体的产热量。 2. 2.产热形式产热形式 寒战性产热：寒战性产热：骨骼肌不随意的节律性骨骼肌不随意的节律性收缩，收缩， 其特点是屈肌和伸肌同时收缩，不其特点是屈肌和伸肌同时收缩，不做外功但产热量很高。做外功但产热量很高。 非寒战性产热：非寒战性产热：又称代谢产热，机体又称代谢产热，机体所有的组织器官都能进行代谢产热，但以褐所有的组织器官都能进行代谢产热，但以褐色脂肪组织的产热量最

22、大（约占色脂肪组织的产热量最大（约占70%70%）。）。 3. 3.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：特点： 作用缓慢，作用缓慢， 维持时间长。维持时间长。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：特点： 作用迅速作用迅速， 维持时间短。维持时间短。 ( (二二) )散热散热1.1.散热部位散热部位：主：皮肤主：皮肤面积大面积大与外界接触与外界接触血流丰富血流丰富有汗腺有汗腺次：次：肺、尿、粪肺、尿、粪 2.2

23、.散热方式散热方式： 当外界气温低于人体表层温度时，人体主要当外界气温低于人体表层温度时，人体主要通过辐射、传导和对流方式散热，其散热量约占总通过辐射、传导和对流方式散热，其散热量约占总量量7070。 当外界温度接近或高于皮肤温度时，机体的散当外界温度接近或高于皮肤温度时，机体的散热是依靠蒸发方式散热。热是依靠蒸发方式散热。 机体散热方式有以下几种机体散热方式有以下几种: :辐射散热辐射散热： 指体热以热射线形式传给温度较低的周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。围环境中的散热方式。 辐射散热量的多少取决于辐射散热量的多少取决于 在高温环境中作业（如舰船、炼钢人在高温环境中作

24、业（如舰船、炼钢人员）员）, ,因环境温度高于皮肤温度，机体不仅不因环境温度高于皮肤温度，机体不仅不能辐射散热，反而会吸收周围的热量，故易能辐射散热，反而会吸收周围的热量，故易发生中暑。发生中暑。机体的有效辐射面积机体的有效辐射面积皮肤与环境的温度差皮肤与环境的温度差 传导散热传导散热： 指体热直接传给与机体相接触的低温物体指体热直接传给与机体相接触的低温物体的散热方式。的散热方式。传导散热量取决于传导散热量取决于 水的导热性好，因此临床上常利用冷水袋水的导热性好，因此临床上常利用冷水袋或冰袋为高热患者降温。或冰袋为高热患者降温。 脂肪的导热性差，因而肥胖者炎热的天气脂肪的导热性差，因而肥胖者

25、炎热的天气易出汗。易出汗。 与皮肤接触物体的温差与皮肤接触物体的温差与皮肤接触面积的大小与皮肤接触面积的大小与皮肤接触物体的导热性与皮肤接触物体的导热性 对流散热对流散热： 指体热凭借空气流动交换热量的散热方式。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。对流散热是传导散热的一种特殊形式。 对流散热量主要取决于对流散热量主要取决于 衣服覆盖于体表，不易实现对流；棉、毛纤衣服覆盖于体表，不易实现对流；棉、毛纤维间的空气不易流动，因此增加衣着可以保温御维间的空气不易流动，因此增加衣着可以保温御寒。若在较密闭的高温环境中（如船舱内）或闷寒。若在较密闭的高温环境中（如船舱内

26、）或闷热气候，因空气对流差，易发生中暑。热气候，因空气对流差，易发生中暑。气温气温风速风速 蒸发散热蒸发散热：（分不感蒸发和可感蒸发）（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。转化为气态，同时带走大量热量的散热方式。 每每1.01.0水蒸发可带走热量水蒸发可带走热量2.44KJ2.44KJ。 当气温当气温体温时，蒸发是唯一的散热途径体温时，蒸发是唯一的散热途径 不感蒸发：不感蒸发： 又称不显汗。指体液的水分直接透出皮肤和粘又称不显汗。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

27、。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。人体不感蒸发量约不感蒸发是持续进行的。人体不感蒸发量约1000ml/1000ml/日（皮肤约占日（皮肤约占2/3,2/3,肺占肺占1/31/3）。）。 所以，临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸所以，临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的体液量。发丢失的体液量。 发汗：发汗：又称可感蒸发。又称可感蒸发。 人在安静状态下人在安静状态下，当环境温度达到当环境温度达到3030左左右时，便开始发汗右时，便开始发汗；如果空气湿度大、衣着又如果空气湿度大、衣着又多时，气温达多时，气温达2525便可发汗便可发汗；机体活动时，由机体活动时

28、，由于产热量于产热量，虽然环境温度低于虽然环境温度低于2020亦可发汗。亦可发汗。 发汗散热是通过汗液蒸发吸收体表热量实发汗散热是通过汗液蒸发吸收体表热量实现的现的，若将汗液擦掉则不能起到蒸发散热的效若将汗液擦掉则不能起到蒸发散热的效果果；汗腺缺乏汗腺缺乏( (如烧伤病人如烧伤病人) )或汗腺分泌障碍者或汗腺分泌障碍者，在热环境中就可导致体温升高危及生命。在热环境中就可导致体温升高危及生命。汗液：汗液： 水分水分：9999最终排出的汗液成为低渗。机体大量出汗可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造成高渗性脱水，要补充大量的水份和适量的的aClaCl。固体

29、固体：大部分为大部分为NaClNaCl其余为其余为KClKCl、尿素尿素、乳酸等乳酸等无葡萄糖和蛋白质无葡萄糖和蛋白质 3.3.散热的调节散热的调节： 皮肤循环的调节：机体通过交感皮肤循环的调节：机体通过交感N N调控着调控着皮肤血管的口径，以改变其血流量，改变皮肤皮肤血管的口径，以改变其血流量，改变皮肤温度，从而影响辐射、对流和传导散热量。温度，从而影响辐射、对流和传导散热量。 发汗的调节：发汗是反射性调节。因为支发汗的调节：发汗是反射性调节。因为支配汗腺的神经纤维的不同，所以发汗分为：配汗腺的神经纤维的不同，所以发汗分为：温热性发汗温热性发汗精神性发汗精神性发汗汗腺汗腺 全身绝大部分汗腺全身绝大部分汗腺分泌分泌( (手掌、足跖除手掌、足跖除外）外）手掌、足跖、前额和腋窝手掌、足跖、前额和腋窝等部位汗腺等部位汗腺神经神经支配支配交感神经的胆碱能交感神经的胆碱能节后纤维节后纤维肾上腺素能神经纤维肾上腺素能神经纤维刺激刺激 温热刺激温热刺激情绪激动或精神紧张情绪激动或精神紧张意义意义 加强散热，对体温加强散热，对体温调节有重要作用。调节有重要作用。与体温调节无关，可能与与体温调节无关，可能与湿润手掌和足跖，增加摩湿润手掌和足跖，增加摩擦力