第九章 营养、代谢与体温调节

1、第九章 营养、代谢与体温调节nutrition, metabolism and body temperature,学习要求,1了解食物的营养成分及其生理功能；了解能量代谢的定义，机体能量的来源和去路。 2掌握食物的卡价、食物的氧热价、呼吸商、基础代谢率和影响能量代谢的因素。 3熟悉能量代谢的测定原理和计算方法。 4熟悉测定基础代谢率的基本条件和基础代谢率的评价标准。,5熟悉体温的定义及其生理变动。 6掌握产热过程、散热方式，以及产热与散热的调节。 7掌握体温维持恒定的基本调节过程，体温调定点的定义。,第一节 食物的营养成分及其生理功能,人类小分子代谢物数据库,加拿大阿尔伯塔大学建成了世界上首个

2、人类小分子代谢物组数据库（HMDB） http:/www.hmdb.ca （2500多种小分子代谢物、1200种药物分子和3500种食物成分）。将对许多传染病、遗传病或环境引发的疾病的诊断、预防和监测产生重大影响。科技日报 2007年1月29日,第二节 能量代谢Energy metabolism,生物体内物质代谢过程中所伴随着的能量释放、转移、贮存和利用。,一、机体能量的来源和去路Energy sources and pathway of energy use,(一)能量的来源 主要能源：糖、脂肪和蛋白质 糖：提供70%能量 葡萄糖 糖原,脂肪：主要能源物质贮存形式 外源性脂肪（食物） 内源性

3、脂肪（糖、氨基酸）特点：供能仅次于糖(40一50) 蛋白质：特殊情况下供能，主要用于合成细胞成分或生物活性物质,(二)机体能量的去路,二、能量代谢的测定原理和方法Principle and method of energy metabolism maesurement,(一)测定原理 热力学第一定律：机体分解营养物质所释放的总能量应等于机体所产生的热量和肌肉对外物作功之和。,(二)能量测定方法,直接测热法,间接测热法,直接测热法,间接测热法,利用反应物的量与产物量之间的比例关系，这种定比关系，查出一定时间内整个人体中氧化分解的糖、脂肪、蛋白质各有多少，然后据此计算出该段时间内整个机体所释放出来

4、的热量。 每种营养物质氧化分解时产生的能量有多少（即食物的热价）； 分清三种营养物质各氧化了多少。,1.食物的卡价calorie value,一克营养物质氧化(或在体外燃烧)时所释放出来的能量，称为食物的卡价或热价thermal equivalent，单位为 kcalg(kJg)。 物理卡价(体外燃烧) 生物卡价(体内氧化) 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。因为体内蛋白质不能彻底氧化,2.食物的氧热价thermal equivalent of oxygen,某种营养物质氧化时，消耗一升氧所产生的热量。,3呼吸商respiratory quotient，RQ,某

5、种营养物质氧化时，产生的二氧化碳量与同一时间内耗氧量的比值。 糖的呼吸商为1.00 脂肪的呼吸商为0.706 蛋白质的呼吸商约有0.80 混合食物的呼吸商通常为0.82(0.85),从总二氧化碳产量和总耗氧量中减去相应部分蛋白质所消耗的氧量和二氧化碳产量，此时的二氧化碳产量和氧耗量之比值为糖和脂肪的混合呼吸商，称为非蛋白呼吸商。,非蛋白呼吸商non-protein respiratory quotient，NPRQ,非蛋白呼吸商和氧热价,间接测热法的测算步骤,1.测定：尿N量、一定时间内的O2耗量（ X ）和CO2产生量（ Y ）,3.计算出非蛋白呼吸商 =（ Y-y ）/ （X-x ）,2.

6、尿N量(g),6.25,Pr质量,Pr氧化时的产热量（Q1）,Pr氧化时的CO2产量（ y ）,Pr氧化时的耗O2量（ x ）,4.根据NPRQ，查表得非蛋白氧热价非蛋白耗氧量（X-x） =非蛋白产热量（Q2）,5.总产热量= 蛋白产热量+非蛋白产热量 Q = Q1+Q2,例,假定受试者24小时的耗氧量为400L，CO2产量为340L（已换算成标准状态的气体容积）。另测定尿氮排出量为12g。根据这些数据计算24小时产热量。,计算步骤,（1）蛋白质氧化量=126.25=75g 产热量=1875=1350kJ 耗氧量=0.9575=71.25L CO2产量=0.7675=57L,（2）非蛋白呼吸商

7、,非蛋白代谢耗氧量=400-71.25=328.75L 非蛋白代谢CO2产量=340-57=283L 非蛋白呼吸商=283/328.75=0.86,(3)根据非蛋白呼吸商的氧热价计算非蛋白代谢的热量,查表，非蛋白呼吸商为0.86时，氧热价为20.41。所以，非蛋白代谢产热量=328.7520.41=6709.8kJ 。,（4）计算24小时产热量,24小时产热量=1350+6709.8=8059.8kJ 即该受试者24小时内的能量代谢率为8059.8kJ,简化测定法,1、呼吸商=340/400=0.85，查表知呼吸商0.85时的氧热价为20.36kJ，所以24小时的产热量=20.36400=81

8、44kJ 2、测出受试者单位时间内的耗氧量；按RQ=0.82，查出氧热价20.20；单位时间内的产热量=单位时间内的耗氧量氧热价（20.20 400=8080kJ ）。,三、影响能量代谢的因素Factors affecting the energy metabolism,肌肉活动 精神活动 食物的特殊动力作用specific dynamic effect 环境温度与体温,运动或劳动时的能量代谢率,四、基础代谢basal metabolism,定义：人体在清醒、安静、平卧、空腹、环境温度在2025的基础条件下的能量代谢。是人在清醒而极度安静状态下维持生命活动所需要的能量。,基础代谢率basal

9、metabolic rate ，BMR,定义：指在基础条件下单位时间、单位体表面积的产热量，单位kJ/(m2.h) 。 衡量标准 ：（受试者实测BMR数值-同性别同年龄组平均值）/同性别同年龄组平均值 生理意义：帮助诊断某些代谢性疾病,第三节 体温及其调节Body temperature and its regulation,一、体 温 Body temperature,（一）定义及正常值 机体深部的温度，体核温度 口腔36.737.7 直肠36.937.9 腋窝36一 37.4,(二)体温的生理变动,昼夜周期circadian rhythm：清晨26时体温最低，午后 l 6时最高，波动幅度一

10、般不超过 l，体温的这种周期性波动称为昼夜节律。 年龄 性别： 男性体温比女性体温略低0.3,肌肉活动：肌肉剧烈活动时，体温可上升l2。 情绪激动、精神紧张、进食等,(三)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，严重时可危及生命。,二、机体的热平衡balance between heat production and loss,(一)产热过程process of heat production (二)散热过程process of heat loss,(一)产热过程process of heat production,1主要的产热器官： 安静-内脏（尤其是肝脏）运动-肌肉 战栗

11、产热shivering thermogenesis和非战栗产热non-shivering thermogenesis,2.产热的调节,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。,(二)散热过程process of heat loss,1、散热器官：皮肤(主要)、呼吸道、尿和粪便,2、散热机制,辐射散热radiation：体热以热射线形式传给外界较冷的物体 传导散热conduction：体热直接传给与它接触的物体 对流散热convection：对流散热是传导散热的特殊形式，风速越大，散热速度越快 蒸发散热evaporation

12、：当环境温度等于或高于皮肤温度时，机体唯一的散热方式,不感蒸发insensible perspiration：指体液直接透过皮肤和黏膜表面，在未形成明显水滴前就蒸发掉。 发汗sweating or sensible perspiration：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蒸发。,3.生理散热,l）循环系统：通过交感神经系统控制皮肤血管口径，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。 2）发汗：神经反射性活动 温热性发汗 精神性发汗,温热性发汗thermal sweating,环境温度升高,皮肤温度感受器,血液温度升高,下丘脑（发汗中枢）,交感胆碱能

13、纤维,汗腺分泌汗液,精神性发汗mental sweating,情绪紧张,大脑皮层,交感神经肾上腺能纤维,发汗,三、体温调节Regulation of body temperature,行为性体温调节 behavioral thermoregulation 自主性体温调节 autonomic thermoregulation,(一)温度感受器 thermoreceptor,外周温度感受器：皮肤、黏膜、腹腔、内脏，游离神经末梢 热感受器warmth receptor 冷感受器cold receptor,中枢温度感受器：脊髓、脑干、下丘脑 热敏神经元heat-sensitive neuron：血液温度升高其放电频率增加，视前区-下丘脑前部 冷敏神经元cold-sensitive neuron：血液温度下降其放电频率增加，下丘脑和脑干网状结构,(二)下丘脑体温调节中枢body temperature regulation centers,分段切脑实验证实，下丘脑是调节体温的基本中枢。 视前区-下丘脑前部(preoptic-anterior