教程16课件能量

1、Energy metabolism and body temperature Energy metabolism nDefined as the metabolic processes by which energy is made available for the use of the body Energy metabolism定义：定义：生物体内生物体内物质代谢过程中所伴随着的能量物质代谢过程中所伴随着的能量释放、转移、贮存和利用。释放、转移、贮存和利用。Pathway of energy useEnergy sources1) Carbohydrate A. Supply about

2、 65-70 percent of the total energy. B. Glycolysis becomes the main source of energy sometimes. C. Neurons are only able to utilize glucose, ect. Energy sources2) Fat A. The storage of fat in the body is much greater than that of glucose B. The energy liberated by oxidation of one gram of fat is 2 ti

3、mes that produced by the same amount of glucose Energy sources3) Protein A. The amino acids are used to supply energy, the amount of energy provided by this process is relatively small in human being. B. Protein will become the major energy source to maintain the essential vital activities in specia

4、l conditions.Pathway of energy use 计算公式 BMI 法体重指数 = 体重（公斤） 除 身高（米）的平方 kg/m2 正常体重 ： 体重指数 = 18 - 25 超重 ： 体重指数 = 25 - 30 轻度肥胖 ： 体重指数 30 中度肥胖 ： 体重指数 35 重度肥胖 ： 体重指数 40 Measurement of Energy Metabolism 1.食物的热价食物的热价(thermal equivalent) ： 一克的营一克的营养物质氧化养物质氧化(或在体外燃烧或在体外燃烧)时所释放出来的能量，时所释放出来的能量，称为食物的卡价称为食物的卡价(ca

5、loric value)或热价，单位为或热价，单位为 kcalg(kJg)n物理热价物理热价(体外燃烧体外燃烧)n生物热价生物热价(体内氧化体内氧化)糖和脂肪：生物卡价等于其物理卡价糖和脂肪：生物卡价等于其物理卡价蛋白质：生物卡价小于其物理卡价。因为体内蛋白质：生物卡价小于其物理卡价。因为体内蛋白质不能彻底氧化蛋白质不能彻底氧化2.食物的氧热价食物的氧热价(thermal equivalent of oxygen)：某种营养物质氧化时，消耗一升氧某种营养物质氧化时，消耗一升氧所产生的热量所产生的热量3呼吸商呼吸商(respiratory quotient,RQ)：某种营养某种营养物质氧化时，所

6、产生的二氧化碳量和同一时间内物质氧化时，所产生的二氧化碳量和同一时间内耗氧量的比值耗氧量的比值糖的呼吸商为糖的呼吸商为100脂肪的呼吸商为脂肪的呼吸商为0706蛋白质的呼吸商约有蛋白质的呼吸商约有080混合食物的呼吸商通常为混合食物的呼吸商通常为085Table The Caloric Values of Foods and The Relative DataFoodHeat Production(kJ/g)Physical Biological Calorie CalorieConsumption of O2 (L/g)Production of CO2 (L/g)Thermal equiv

7、alent(kJ/L)Respiratory quotient (RQ)Glucose17.1617.160.830.8320.941.00Protein23.4418.000.950.7618.830.80Fat39.7739.772.031.4319.670.71非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商(non-protein respiratory quotient)从总二氧化碳产量中和总耗氧量中减去相从总二氧化碳产量中和总耗氧量中减去相应部分蛋白质二氧化碳产量和消耗的氧量，此应部分蛋白质二氧化碳产量和消耗的氧量，此时的二氧化碳产量和氧耗量之比值为糖和脂肪时的二氧化碳产量和氧耗量之比值为糖和脂肪的混合呼

8、吸商，称为非蛋白呼吸商的混合呼吸商，称为非蛋白呼吸商(NPRQ)Measurement of Energy Metabolism nDirect Calorimetry 间接测热法的测算步骤：间接测热法的测算步骤：1.测定：尿氮量，一定时间内产生的二氧化碳量测定：尿氮量，一定时间内产生的二氧化碳量和氧耗量和氧耗量2. 尿氮量尿氮量(g) 蛋白质量蛋白质量 蛋白质氧化时的产热量蛋白质氧化时的产热量 蛋白质氧化时的耗氧量和二氧化碳产量蛋白质氧化时的耗氧量和二氧化碳产量6.253.计算出非蛋白呼吸商计算出非蛋白呼吸商4. 查表得非蛋白氧热价查表得非蛋白氧热价非蛋白耗氧量非蛋白耗氧量=非蛋非蛋白产热量

9、白产热量5.总产热量总产热量=非蛋白产热量非蛋白产热量+蛋白质产热量蛋白质产热量简化测定法：简化测定法：1.测出受试者单位时间内的耗氧量测出受试者单位时间内的耗氧量2.按按RQ=0.82，查出氧热价，查出氧热价3.单位时间内的产热量单位时间内的产热量=单位时间内的耗氧量单位时间内的耗氧量氧热价氧热价Indirect CalorimetryFactors that affect energy metabolic rate1. Muscle ActivityForm of ActivityHeat Output (Kj/m2/min)Awake lying still2.616Sitting at

10、 rest3.399Cleaning the window8.301Washing clothes 9.887Cleaning the floor11.369Playing volleyball17.045Playing basketball24.216Playing football24.969Factors that affect energy metabolic rate2. Mental work3. Specific Dynamic Action of food(食物的特殊动力作用） After a meal is ingested, the energy metabolic rat

11、e increases. This extra energy consumption over the basal metabolic rate is defined as the specific dynamic action. Factors that affect energy metabolic rate4. Environmental temperature Hypo-or hyperthermic condition (i.e.30 C ) will cause an increase in energy metabolic rate of the body Basal Metab

12、olism nThe basal metabolism or basal metabolic rate (BMR) is defined as the energy turnover under the standerdized basal conditions: n Basal Metabolismbasal metabolic rate (BMR)nBMR=实测值实测值-正常平均值正常平均值/正常平均值正常平均值 100%n正常值正常值:15%以内以内n :20% 有病理变化有病理变化Basal Metabolism28甲状腺功能异常甲状腺功能异常Body Temperature and

13、Its Regulation Body temperature nThe surface (shell) temperature nThe core (deep) temperature The body temperature, when mentioned, usually refers to the core or deep temperature. Body temperature1. Normal Values of Body TemperatureSiteMean Value of TemperatureStandard DeviationRange of Variation of

14、 TemperatureAxilla36.79oC0.35736.0-37.4 oCOral cavity37.19 oC0.24936.7-37.7 oCRectum 37.47 oC0.25136.9-37.9 oC 体温相对恒定的生理学意义体温相对恒定的生理学意义体温过高或太低都将影响新陈代谢，严重体温过高或太低都将影响新陈代谢，严重时可危及生命时可危及生命1.昼夜周期昼夜周期 circadian rhythm： 生物节律生物节律 biorhythem 视交叉上核视交叉上核 suprachiasmatic nucleus 生物钟生物钟 biological clockBody tempe

15、rature体温的生理变动体温的生理变动n昼夜周期昼夜周期 circadian rhythm： 清晨清晨26时体时体温最低，午后温最低，午后 l一一6时最高，波动幅度一般不时最高，波动幅度一般不超过超过 l，体温的这种周期性波动称为昼夜节，体温的这种周期性波动称为昼夜节律律体温的生理变动体温的生理变动n性别差异性别差异: 女性体温比男性体温略高女性体温比男性体温略高0.3 随月经周期随月经周期 (menstrual cycle) 呈现节律呈现节律性波动性波动,排卵后体温升高排卵后体温升高0.2-0.5 基础体温基础体温(basal body temperature)n basal body t

16、emperatureBody temperature3) Age: The body temperature of the children is higher than of the old people4) Muscle activity5) Emotional stress6) Season and region7) Food, drugs,etc.体热平衡体热平衡balance between heat production and loss (一一)产热过程产热过程 process of heat production1主要的产热器官：主要的产热器官：安静安静-内脏（尤其是肝脏）内脏

17、（尤其是肝脏） 运动运动-肌肉肌肉heat productionnBasal MetabolismnSpecific Dynamic Action of foodnMuscle activitynShivering thermogenesis pre-shivering tone shiveringnNon-shivering thermogenesisheat productionnShivering thermogenesis 特点:屈肌与伸肌同时收缩nNon-shivering thermogenesis 代谢产热棕色脂肪组织: 解偶联蛋白 (uncouping protein-1) 新

18、生儿较多产热的调节产热的调节：寒冷刺激可通过中枢神经系统使甲状腺激素寒冷刺激可通过中枢神经系统使甲状腺激素和儿茶酚胺分泌增加来提高代谢率和儿茶酚胺分泌增加来提高代谢率寒冷刺激可通过肌紧张和寒战来提高产热量寒冷刺激可通过肌紧张和寒战来提高产热量 Process of heat loss1散热器官散热器官：皮肤：皮肤(主要主要)、呼吸道、尿和粪便、呼吸道、尿和粪便2.散热方式散热方式：n辐射散热辐射散热 radiation：体热以热射线形式传给：体热以热射线形式传给外界较冷的物体外界较冷的物体, 温差温差 有效散热面积有效散热面积散热方式散热方式：n传导散热传导散热 conduction：体热直接

19、传给与它：体热直接传给与它接触的物体接触的物体 温差温差 接触面积接触面积 物体的导热性能物体的导热性能 n对流散热对流散热convection：对流散热是传导散：对流散热是传导散热的特殊形式，风速越大，散热速度越快热的特殊形式，风速越大，散热速度越快n蒸发散热蒸发散热evaporation：当环境温度等于或：当环境温度等于或高于皮肤温度时，机体唯一的散热方式高于皮肤温度时，机体唯一的散热方式不感蒸发不感蒸发 insensible evaporation：指体液直接透过皮肤：指体液直接透过皮肤和粘膜表面，在未形成明显水滴就蒸发掉和粘膜表面，在未形成明显水滴就蒸发掉 . 不显汗不显汗 insen

20、sible perspiration,1000 ml发汗发汗 sweating or sensible perspiration：指通过汗腺的：指通过汗腺的主动分泌，汗液在皮肤表面形成明显的汗滴的形式而主动分泌，汗液在皮肤表面形成明显的汗滴的形式而蒸发蒸发, 汗液含水分和盐分汗液含水分和盐分发汗发汗：神经反射性活动：神经反射性活动温热性发汗温热性发汗 thermal sweating：环境温度升高环境温度升高 皮肤温度感受器皮肤温度感受器血液温度升高血液温度升高 下丘脑（发汗中枢）下丘脑（发汗中枢） 交感胆碱能纤维交感胆碱能纤维 汗腺分泌汗液汗腺分泌汗液精神性发汗精神性发汗 mental sw

21、eating： 情绪紧张情绪紧张 大脑皮层运动层大脑皮层运动层 交感神经肾腺能纤维交感神经肾腺能纤维 发汗发汗3.散热的调节反应散热的调节反应循环系统的调节反应：机体通过交感神经系统控制皮循环系统的调节反应：机体通过交感神经系统控制皮肤血管口径，而控制皮肤血流量，改变皮肤温度，从肤血管口径，而控制皮肤血流量，改变皮肤温度，从而调节散热量来取得体热平衡而调节散热量来取得体热平衡体温调节体温调节Regulation of body temperature调节方式调节方式：行为性体温调节行为性体温调节 behavioral thermoregulation自主性体温调节自主性体温调节autonomic thermoregulation(一一) 温度感受器温度感受器 thermoreceptor n外周温度感受器：全身皮肤、粘膜、腹腔内脏外周温度感受器：全身皮肤、粘膜、腹腔内脏分为热感受器分为热感受器 war