医学生物化学：第七章 能量代谢与体温

1、第七章第七章 能量代谢与体温能量代谢与体温第一节第一节 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(energy metabolism) : :指体内物质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。过程中所伴随的能量释放、转移、贮存和利用。一、一、机体能量的来源与去路机体能量的来源与去路( (一一) )能量来源能量来源 1.1.糖糖: :主要主要(70(70以上以上) ) 脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化。脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化。 2.2.脂肪：次之脂肪：次之(30(30) ) 3. 3.蛋白质：很少蛋白

2、质：很少 ( (长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量来源长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量来源) )。( (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%转化为热能，转化为热能，其余以自由能其余以自由能形式贮存于形式贮存于ATPATP中。中。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“能量守恒定律能量守恒定律”( (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 2.2.间接测热法：间接测热法： 食物的热价食物的热价: :1

3、 1食物在氧化时所释放出食物在氧化时所释放出来的热量，称为食物的热价。来的热量，称为食物的热价。 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产生产生量量/ /耗耗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产生产生量的不同，故各种食物的氧热价不同。根据量的不同，故各

4、种食物的氧热价不同。根据RQRQ可估可估计某一段时间内机体氧化各种食物的比例：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

5、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 RQRQ1.0 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 非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商(NPRQ):(NPRQ):指一定时间内指一定时间内，机体机体氧化非蛋白食物时的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。

6、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 NPRQ NPRQ 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量量非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商(NPRQ)(NPRQ)及氧热价见及氧热价见: :表表7-27-2 间接测热法步骤间接测热法步骤： 测定测定COCO2 2产生量和耗产生量和耗O O2 2量量 测定尿氮量测定尿氮量 计算出计算出NPRQNPRQ： 查出非蛋白食物氧热价查出非蛋白食物氧热价 计算出非蛋白食物的产热量计算出非蛋白食物的产热量 能量代谢计算：能量代谢计算： 简易法简易法： 将混合膳食的将混合膳食的RQRQ定为定为0.820.8

7、2； 测定测定6min6min的耗的耗O O2 2量；量； 能量代谢计算：能量代谢计算：= = 耗耗O O2 2量量氧热价。氧热价。三、影响能量代谢的因素三、影响能量代谢的因素( (一一) )肌肉活动肌肉活动( (二二) )精神活动精神活动( (三三) )食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应( (四四) )环境温度环境温度三、影响能量代谢的因素三、影响能量代谢的因素( (一一) )肌肉活动肌肉活动 肌肉活动对能量代肌肉活动对能量代谢的影响最大。谢的影响最大。 表表7-3 7-3 机体不同状态时机体不同状态时 的能量代谢率的能量代谢率 状态状态 产热量产热量(KJ/m(KJ/m2 2.min)

8、.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，能量代谢受到的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影响不大，其产热量一般不超过4%4%。 但精神处于但精神处于紧张状态紧张状态( (烦躁、恐惧、情绪激烦躁、恐惧、情绪激动等动等) )时，由于会导致无意识的肌肉紧张性增强、

9、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。等原因，产热量可显著增加。( (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( (从进食后从进食后1h1h开始开始, ,持续持续7 78h),8h),即使在安静状态下也会出现能量代谢率增即使在安静状态下也会出现能量代谢率增加的现象。进食能刺激机体加的现象。进食能刺激机体 “额外额外” 消耗热量的消耗热量的作用，称为作用，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，进食各种营养

10、物质的食物特殊动力效应不同，进食蛋白质时产热量增加蛋白质时产热量增加3030，混合性食物增加，混合性食物增加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，可能与肝脏处理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的环境中较为稳定。的环境中较为稳定。 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， 随着温度的不断下

11、降，机体产生寒战和肌紧张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。增加以御寒，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：机体在基础代谢：机体在基础状态基础状态下的能量代谢称为基下的能量代谢称为基础代谢。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、不，前一天应清淡、不要太饱的饮食，要太饱的饮食，以排除食物特殊动力效应的影响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

12、醒且情绪安闲，清醒且情绪安闲，以排除精神紧张的影响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。 2.2.基础代谢率基础代谢率( (basal metabolic rate,BMRBMR) )：单位时间内：单位时间内的基础代谢。的基础代谢。 ( (二二)BMR)BMR的测定和正常值的测定和正常值 1.BMR1.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：101015152020可能是病态可能是病态甲亢：甲亢：+25+25+80%+80%；甲减：；甲减：-20%-20%-40%-40%发烧：体温每

13、升高发烧：体温每升高11，BMRBMR升高升高13%.13%.简易计算法：BMR=（脉率+脉压）-111 BMR=0.75（脉率+脉压0.74）-72表表7-4人体表面积人体表面积: :第二节第二节 体温体温 概念概念：body temperature指身体深部的平均温度，即指身体深部的平均温度，即体核温度体核温度。意义：意义：体温的相对恒定是体温的相对恒定是机体新陈代谢和一切生命活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。 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

14、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：约比直肠低口温：约比直肠低0.2,0.2,为为36.736.737.737.7。 3.3.腋温：约比口腔低腋温：约比口腔低0.3,0.3,为为36.036.037.437.4。 临床常用口温和腋温。测定腋温时要注意夹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（约需紧体温计和测量时间（约需10min10min）。）。（二）体温的生理变动（二）体温的生理变动 1.1.体温的昼夜变化体温的昼夜变化 人的体温在一昼夜中呈现周期性波动，称为体人的

15、体温在一昼夜中呈现周期性波动，称为体温的昼夜节律。温的昼夜节律。 2.2.性别的影响性别的影响 成年女子体温平均比男子高。成年女子体温平均比男子高。 女子体温随月经周期而产生周期性变动。女子体温随月经周期而产生周期性变动。 排卵日最低。排卵日最低。3.3.年龄的影响年龄的影响 新生儿体温成年人老年人。新生儿体温成年人老年人。4.4.肌肉活动的影响肌肉活动的影响 肌肉活动时，肌肉代谢明显增强，产热增加，肌肉活动时，肌肉代谢明显增强，产热增加， 此外，情绪激动、精神紧张、进食等情况，都此外，情绪激动、精神紧张、进食等情况，都会影响体温。会影响体温。二、机体的产热和散热二、机体的产热和散热 ( (一

16、一) )产产热热 1.1.主要产热器官主要产热器官： 安静状态，主要产热器官是内脏（尤其肝脏，安静状态，主要产热器官是内脏（尤其肝脏，其次是脑）。其次是脑）。 活动状态活动状态, ,主要产热器官是骨骼肌。主要产热器官是骨骼肌。 2.产热形式产热形式 寒战产热：骨骼肌不随意的节律性收缩寒战产热：骨骼肌不随意的节律性收缩 非寒战产热：又称代谢产热，机体所有非寒战产热：又称代谢产热，机体所有的组织器官都能进行代谢产热。的组织器官都能进行代谢产热。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T3、T4 代谢率代谢率( (增加增加4 45 5倍倍) ) 产热量产

17、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 NE、E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。3.产热活动的调节产热活动的调节 ( (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.散热方式散热方式： 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： 指体热以指体热以热射线热射线形式传给温度较低的周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

18、的多少取决于辐射散热量的多少取决于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 水的导热性好，因此临床上常利用冷水袋或冰水的导热性好，因此临床上常利用冷水袋或冰袋为高热患者降温。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易出脂肪的导热性差，因而肥胖者炎热的天气易出汗。汗。 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的指体热直接传给与机体相接触的低温物体的散热方式。散热方式。 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。 水的导热性好，因此临床上常利用冷水袋或冰袋为高热水的导热性好，因此临

19、床上常利用冷水袋或冰袋为高热患者降温。患者降温。 脂肪的导热性差，因而肥胖者炎热的天气易出汗。脂肪的导热性差，因而肥胖者炎热的天气易出汗。 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。：又称不显汗。指体液的水分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。发掉的散热形式。 不感蒸发是持续进行的。人体不感蒸发量不感蒸发是持续进行的。人体不感蒸发量约约1000ml/1000ml/日。日。 临床上给病人补液时应考虑到由不感临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的体液量。蒸发

20、丢失的体液量。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） 发汗：发汗：又称可感蒸发。又称可感蒸发。 炎热的气候炎热的气候，短时间内发汗量可达短时间内发汗量可达1.5L/h1.5L/h。汗液汗液： 水分水分：9999 机体大量出汗可造成高渗性脱水，要补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充大量的水份和适量的aClaCl。固体固体：大部分为大部分为NaClNaCl发汗：温热性发汗精神性发汗mental sweating ：手掌、前额、腋窝等处，在精神紧张时可能出汗，与体温调节关系不大。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分泌全身

21、绝大部分汗腺分泌( (手掌、足跖除外）手掌、足跖除外）手掌、足跖、前额和腋窝等部手掌、足跖、前额和腋窝等部位汗腺位汗腺神经神经支配支配交感神经的胆碱能节后交感神经的胆碱能节后纤维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，对体温调节加强散热，对体温调节有重要作用。有重要作用。与体温调节无关，可能与湿润与体温调节无关，可能与湿润手掌和足跖，增加摩擦力有关。手掌和足跖，增加摩擦力有关。 3.散热的调节散热的调节： 皮肤循环的调节皮肤循环的调节 发汗的调节发汗的调节三、体温调节三、体温调节( (一一) )温度感受器温度感受器 1.1.外周温度感受器外周温度感受器 分布：分布：全身皮肤、某些粘膜和腹腔内脏等处。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类型：温觉感受器和冷觉感受器 作用作用：温度感受器传入冲动到达中枢后，除：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。产生温觉之外，还能引起