能量与体温课件

本周四、五下午讨论课具体安排时间：周四13：00-16：30周五13：30-17：00地点：新生物楼311会议室内容：①读书报告（约2小时）②讨论（约1小时）下课时请每位同学提交1-3个关于实验方面的问题，并在纸上注明你的或助教的姓名。谢谢！能量代谢和体温调节

1 能量代谢

2 体温调节

发热（不做要求）

1 能量代谢

新陈代谢：物质代谢+能量代谢

能量输入=能量输出+能量贮存食物(糖，蛋白质，脂肪)生物氧化H2O+CO2+含N废物+能量热能…+机械能+热能

化学能食物(糖，蛋白质，脂肪)生物氧化H2O+CO2+含N废物+能量热能…+机械能+热能

化学能

热价(P205)/氧热价(P208)

呼吸商(P205)

1 能量代谢

代谢率：单位时间内人或动物释放的全部能量。

基础代谢率：12h禁食，室温20℃，静卧(清醒)，不进行脑力和体力活动…

所消耗的能量全部转化为热能。

直接测热法

间接测热法：根据动物的耗氧量、二氧化碳产量和尿氮排泄量推算代谢物质的成分、数量或耗氧量，再计算出总产热量。

非蛋白质呼吸商

(p207,图9-6)

1 能量代谢

不同动物的基础代谢率(单位体重或单位体表面积；p208,表9-1)

影响代谢率因素：年龄、性别、肌肉活动和某些激素(如Adr或T3/T4)等(p209,表9-2)。

食物的特殊动力作用(p209)：每一类食物在体内代谢时都引起机体额外产生一定数量的热。蛋白质为25-30%，糖和脂肪为4-6%。

单位体重耗氧量：随动物体重增加而减少(

p211,图9-9)。

2体温调节一、不同体温调节能力的动物

恒温动物(homeothermic)：调节体内生理过程，维持比较恒定的体温。

变温动物(poikilothermic)：冷血动物，可以通过行为调节体温。

异温动物(heterothermic)：介于变温和恒温动物之间；非冬眠季节能维持恒定的体温，冬眠后体温在环境温度之上约2℃…

2 体温调节二、恒温动物的产热机制①安静时：内脏(50%)、肌肉(20%)、脑；②增加产热：肌肉(战栗－反射活动)、其它组织(如脂肪、肝等)；③褐色脂肪(brownfat)：分布于(婴儿)颈部、肩部等处。氧化就在脂肪细胞内(含大量脂滴和线粒体)；血液供给丰富；故可大量、迅速产热。(自冯志强“生理学”)

2 体温调节三、恒温动物的散热机制(1)①物理方法：辐射，对流，蒸发，传导；周围温度接近体温时，只能靠蒸发。②通过调节皮肤血管的流量(反射活动)来改变皮肤温度(调节体温的主要方式)。③高温环境下，汗腺分泌(反射活动)，并通过汗水的蒸发带走大量的热。

2 体温调节三、恒温动物的散热机制(2)

出汗的调节：

(体温调节中枢)下丘脑

汗腺

交感神经(Ach)

汗液的成分：水、NaCl、尿素等。

流经自身的血液温度(

)皮肤感受器

神经系统

中枢

脊髓:

前角与前根(运动)；

后角与后根(感觉)。脑(p322表13-3):

延脑、脑桥、小脑、中脑、间脑和端(大)脑

外周(脑、脊神经)传入(感觉)+传出(运动)

内脏神经(交感和副交感神经)+躯体神经

植物性神经(自主神经)系统

2 体温调节四、体温调节中枢(1)

温度敏感神经元(temperaturesensitiveneuron,

TSN)

：冷敏神经元(CSN，<10％)，热敏神经元(WSN，约30％)。下丘脑除接受自身TSN的信息外，还接受身体其它部位温度感受器的信号，整合后调节产热和散热(p217，图9-18)。体温的神经调节(回路)

(自Eckert“AnimalPhysiology”)外周下丘脑抑制性中间神经元脊髓下丘脑调控内分泌功能的三种方式

(自Martinietal,“FundamentalsofAnatomy&Physiology”)下丘脑与垂体腺垂体激素

(多肽或蛋白质；p246表11-1)促甲状腺素(TSH)促肾上腺皮质激素(ACTH)卵泡刺激素(FSH):促精子生成及卵泡成熟黄体生成素(LH):促雌激素、孕激素和雄激素分泌…生长激素(GH):刺激蛋白质合成和组织生长…催乳素(PRL)黑色细胞刺激素(MSH)下丘脑激素(多肽；p249表11-2)促甲状腺素释放激素(TRH)促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)促性腺激素释放激素(GnRH)生长激素释放激素(GHRH)生长激素释放抑制激素(GIH)催乳素释放抑制激素黑色细胞刺激素释放抑制激素室旁核视上核垂体前叶分泌细胞垂体后叶激素分泌的负反馈调节

(自Martinietal,“FundamentalsofAnatomy&Physiology”)促性腺激素释放激素孕激素雌激素雄激素长反馈短反馈下丘脑垂体内分泌腺靶细胞甲状腺研究一个腺体的内分泌机能

①切除腺体

机能减退；②切除后再移植腺体(或注射腺体提取物)

机能代偿；③正常机体移植腺体

机能亢进；④存在于流出腺体的静脉血中；⑤分离、提纯，确定分泌物结构；⑥人工合成并用于治疗。甲状腺地方性甲状腺肿呆小病甲状腺激素的生理作用

①调节代谢水平(增加产热)；

对基础代谢率(BMR)的调节:

寒冷

(下丘脑)TRH

(腺垂体)TSH

(甲状腺)T3/T4

BMR

②促进生长、发育。甲状旁腺(自Martinietal,“FundamentalsofAnatomy&Physiology”)甲状腺

(自Martinietal,“FundamentalsofAnatomy&Physiology”)甲状腺球蛋白滤泡甲状腺

甲状腺机能的调节

①(腺垂体)促甲状腺素(TSH)控制甲状腺生长、碘摄取、甲状腺素(T3/T4)的合成与分泌等。②T3/T4的浓度对TSH的分泌起负反馈作用。③(下丘脑)促甲状腺素释放激素(TRH)作用于腺垂体，使之产生TSH。热环境下的体温调节(自冯志强“生理学”)冷环境下的体温调节(自冯志强“生理学”)

2 体温调节四、体温调节中枢(2)

调定点学说(set-pointhypotheses)：下丘脑存在调定点机制。有确定的调定点数值；体温偏离

反馈信息至调节中枢

调整产热或散热

体温达到调定点(p218，图9-19)。可以较好地解释发热现象等(提高调定点)。

冬眠动物HibernationProteins:PreparingforLifeintheFreezer(fromNoriakiKondoetal;Cell,125:161–172)几种传感器

发热一、发热的研究手段二、脑温和体温一只携带脑温测定传感器的动物

(MiniMitter公司，1995)transmitter型号及其它特性

型号 VM-FH XM-FH 适合动物 Rats Mice 直径 12mm 9mm 长度 19mm 15mm 重量(包埋前/后)2.2/(2.9~3.2)g1.05/(1.5~1.8)温度范围 15~45℃ 15~45℃ 温度敏感性 0.1℃ 0.1℃ Cage大小 24×33cm20×30cm 电池型号 S-13 S-319 电池寿命(37