能量代谢和体温调节

第一节能量代谢将生物体内物质代谢过程中所伴伴随能量释放、转移、储存和利用过程，称为能量代谢。新陈代谢:维持生命各种活动过程中化学改变总称。新陈代谢包含：物质代谢（同化作用，异化作用）能量代谢（吸热反应，放热反应）能量代谢和体温调节第1页机体能量起源是糖、脂肪和蛋白质在体内氧化分解时释放出来能量。在普通生理情况下，机体主要利用糖(70%)和脂肪(30%)供能，少许能量依靠蛋白质分解供给。一、能量起源与利用能量代谢和体温调节第2页能量代谢和体温调节第3页

测定整个机体在单位时间内向外界环境发散热量来计算能量代谢率方法，是准确可靠。体内物质分解所释放能量，50%以上快速转化为热能，用于维持体温。其余不到50%能量转移储存在ATP。机体利用ATP能量完成各种生命活动。

二、能量代谢测定能量代谢和体温调节第4页1.直接测热法

将动物置于热量计中，就可搜集和直接测定一定时间内机体散发总热量，此热量就是能量代谢率，这种方法称为直接测热法。能量代谢和体温调节第5页2.间接测热法(indirectcalorimetry)测定机体在一定时间内耗氧量和二氧化碳排出量来计算机体产热量。间接测热法比较简便易行，而且准确，是研究动物营养、环境生理和内分泌一个试验方法。

间接测热法原理:定比定律C6H1206+602

→6CO2+6H20+热量能量代谢和体温调节第6页间接测热法能量代谢和体温调节第7页（1）食物热价

每克营养物质完全氧化时所释放热量，叫做该物质热价（caloricvalue）。

营养物质在体外燃烧时释放热量称物理热价；在体内氧化分解到最终产物CO2和H2O时产生热称生物热价。V糖(物理)=V糖(生物)V脂肪(物理)=V脂肪(生物)V蛋白质(物理)＞V蛋白质(生物)3.与能量代谢测定相关几个基本概念能量代谢和体温调节第8页能量代谢和体温调节第9页（2）氧热价

某种营养物质氧化时，消耗1升氧所产生热量，叫做该物质氧热价。

氧热价在能量代谢测算方面有着主要意义，按照定比关系，测知了氧热价，即依据机体在一定时间内耗氧量，就能够推算出能量消耗率。

能量代谢和体温调节第10页(3)呼吸商

生理学上把机体在单位时间内CO2排出量与耗氧量比值称为呼吸商（respiratoryquotient,简称RQ）。

CO2排出量（L）呼吸商RQ＝───────耗O2量（L）能量代谢和体温调节第11页糖呼吸商为1.0，脂肪为0.71，蛋白质为0.80假如测得呼吸商靠近于1，则体内氧化利用主要物质是糖。假如呼吸商靠近0.71，则氧化利用主要物质是脂肪。能量代谢和体温调节第12页价能量代谢和体温调节第13页1.食物特殊动力效应

动物在采食后，虽处于平静状态，而其产热量却比采食前有显著增加，这种因为摄食使机体产生“额外热量”现象，叫做食物特殊动力效应。

若吃全是蛋白质食物，则额外产生热量可达30%；以糖和脂肪为主，生热可增加4%～6%，普通混合食物可增加10%左右。

三、影响能量代谢几个原因能量代谢和体温调节第14页2.肌肉活动肌肉活动对能量代谢影响最大。劳动或运动时能量代谢率───────────────状态产热量(KJ/m2.min)───────────────躺卧2.73开会3.40擦窗子8.30洗衣9.89扫地11.37打排球17.50打篮球24.22踢足球24.98持重机枪跃进42.39───────────────能量代谢和体温调节第15页3.精神活动精神处于担心状态(烦躁、恐惧、情绪激动等)时，因为会造成无意识肌肉担心性增强、交感神经兴奋及促进代谢内分泌激素释放增多等原因，产热量可显著增加。4.环境温度

环境温度超出30℃，温度升高能量代谢率增加。当环境温度低于20℃时，伴随温度不停下降，能量代谢率增加。能量代谢和体温调节第16页1.基础代谢

人在基础情况下代谢，称为基础代谢。通常以每小时每平方米体表面积产热量（KJ/m2/h）来表示。受试者最少12小时未吃食物，在室温20℃，静卧休息半小时，保持清醒状态，不进行脑力和体力活动条件下测定代谢率称为基础代谢率。基础代谢率意味着在单位时间内维持清醒状态，生命活动所需要最低能量消耗。四、基础代谢和静止能量代谢能量代谢和体温调节第17页2.静止能量代谢条件是要求动物平静休息（伏卧）；早饲前在普通畜舍或试验室内进行测定；环境温度适中。静止能量代谢和基础代谢实际测定结果证实，差异并不大。在家畜，用静止能量代谢来代替基础代谢。能量代谢和体温调节第18页3.影响基础代谢原因个体大小(袖狗)性别年纪营养情况能量代谢和体温调节第19页能量代谢和体温调节第20页3.基础代谢率临床意义

阿狄森病、肾病综合征、病理性饥饿、垂体性肥胖等诊疗一些疾病甲低：-40％--20％甲亢：+25%-+80%基础代谢率

发烧、糖尿病、红细胞增多症、白血病、肾上腺皮质功效亢进、呼吸困难心脏病基础代谢率

能量代谢和体温调节第21页第二节体温及其调整体温:机体深部平均温度。体温恒定维持有赖于机体产热和散热过程平衡。体表温度:包含皮肤、皮下组织和肌肉等机体表层温度，又称表层温度。体核温度比体表温度高，且比较稳定。

体核温度:包含心、肺、脑和腹部器官等机体深部温度，又称深部温度。能量代谢和体温调节第22页1.体温体温调整正常体温对于生命活动含有主要意义，也是机体健康情况主要指标。

正常新陈代谢要求在一定温度条件下进行。哺乳动物体温超出42℃或低于25℃，将引发代谢严重障碍甚至死亡。一、动物体温及其正常变动能量代谢和体温调节第23页2.动物体温生理波动

家禽体温比家畜高幼畜体温比成年家畜略高母畜较公畜略高发情期、妊娠期体温较高，排卵时体温降低肌肉活动时体温升高采食后体温升高0.2～1℃，连续2～5h之久清晨2～6时体温最低，午后1～6时最高体温调整能量代谢和体温调节第24页动物平均温度℃范围℃黄牛、肉牛38.336.7~39.7猪39.238.7~39.8绵羊39.138.3~39.9山羊39.138.5~39.7狗38.938.5~39.7兔39.538.6~40.1各种家畜正常体温（肛温）（二）各种家畜正常体温能量代谢和体温调节第25页组织器官占体重百分比（%）产热量（%）平静状态劳动或运动脑2.5161内脏34.0568骨骼肌56.01890其它7.5101体温调整平静时：内脏器官，尤其是肝脏运动或劳动时：骨骼肌占90％

1.主要产热器官：内脏器官、骨骼肌、脑二、机体产热和散热过程能量代谢和体温调节第26页2.机体产热其它形式

又称代谢产热，指体内发生广泛代谢产热增加。以褐色脂肪组织产热量最大，约占非战栗产热总量70％。战栗产热（shiveringthermogenesis）

骨骼肌同时发生不随意节律性收缩。屈肌和伸肌同时收缩，不做外功，但产热量很高。代谢率可增加4-5倍。

非战栗产热（non-shiveringthermogenesis）体温调整能量代谢和体温调节第27页

其它散热路径还有呼吸器官、消化器官和排尿等。3.主要散热路径

动物主要散热部位是皮肤；（75～85%）能量代谢和体温调节第28页散热方式

辐射（radiation）散热传导（conduction）散热对流（convection）散热蒸发（evaporation）散热体表水分蒸发。体热以红外线形式传给外界温度较低物体。机体热量直接传给同它接触较冷物体。与体表接触气体或液体流动来交换和散发烧量。在气温靠近或超出体温时，蒸发散热成为唯一有效散热方式。能量代谢和体温调节第29页汗液成份(Compositionofsweat)最终排出汗液是低渗液物质

血浆(mmol/L)汗液(mmol/L)

钠

14280

钾

4.34.3

钙

2.51

氯

10486.5尿素

5.55.5葡萄糖

5.60.1乳酸

1.53.5血浆和汗液成份比较能量代谢和体温调节第30页4.环境温度对散热方式影响体温

环境温度：辐、传、对（70%）+蒸发（30%）

体温

环境温度：100%经过蒸发散热

高温、高湿、高劳动强度散热障碍中暑、热痉挛奶牛热应激条件下反应能量代谢和体温调节第31页动物机体体温调整主要有两种形式：自主调整——

行为调整——下丘脑体温调整中枢经过对产热和散热调整而使体温维持恒定。指动物经过本身行为改变以控制散热和产热程度，维持体温恒定。四、体温恒定调整能量代谢和体温调节第32页马属动物:能大量出汗；出汗对调整散热有显著畜种差异:牛：有中等程度出汗能力；绵羊:可发汗，但热喘呼吸是主要散热方式；啮齿动物:即不热喘呼吸也不发汗，它们向毛上吐抹唾液或水来蒸发散热。能量代谢和体温调节第33页

热喘呼吸是酷热条件下增加蒸发散热一个形式，即呼吸频率升高到200～400次张口呼吸，呼吸深度减小，因而潮气量降低，气体在无效腔中快速流动，唾液分泌有显著增加，所以热喘呼吸时，不会发生通气过分和呼吸性碱中毒。能量代谢和体温调节第34页①外周温度感受器1、温度感受器②中枢温度感受器脊髓、延髓、脑干网状结构等处。广泛分布于皮肤、粘膜和内脏。冷感受器热感受器热敏神经元(warm-sensitiveneuron)冷敏神经元(cold-sensitiveneuron)能量代谢和体温调节第35页

视前区-下丘脑前部

(PO/AH)是体温调整中枢关键部位。体温调整2、体温调整中枢

体温调整基本中枢位于下丘脑。能量代谢和体温调节第36页经过分泌甲状腺激素和肾上腺皮质激素等。体温调整3、信号传出路径与效应器植物性神经系统主要经过对血管、呼吸、皮肤、汗腺和代谢影响。躯体神经系统主要控制骨骼肌担心性和运动。内分泌系统能量代谢和体温调节第37页产热活动调整⑴严寒刺激时↓交感-肾上腺髓质↓NE、E↑↓产热量↑特点：作用快速↑维持时间短。⑵长久在严寒环境中↓甲状腺↓T3、T4↑↓代谢率↑(增加4～5倍)↓产热量↑特点：作用迟缓维持时间长。能量代谢和体温调节第38页

能量代谢和体温调节第39页

在PO/AH区中有一个控制体温调定点，而PO/AH区温度敏感神经元可能起调定点结构基础。体温调整4.体温调定点学说

当体温处于调定点时，机体产热和散热过程处于平衡状态，体温维持在调定点设定水平。能量代谢和体温调节第40页能量代谢和体温调节第41页