生理能量代谢课件.ppt

1、第七章 能量代谢和体温,第一节 能量代谢 第二节 体温及其调节,第一节 能量代谢,新陈代谢,生物体内物质代谢中伴随着的能量的释放、转移和利用，称为能量代谢。,一、机体能量的来源和去路,1.机体能量的来源：,糖：机体的主要能源 70% 脂肪：提供大约 30%的能量 蛋白质（氨基酸）：提供少量的能量,2. 能量的去路：,贮存、利用形式ATP（主） 另一形式磷酸肌酸 （次） (CP，肌肉、脑组织中),以热能形式释放+对外做功,二、能量代谢的测定原理与方法,能量代谢率：单位时间内机体所消耗的能量。 原理：能量守恒定律 单位时间消耗的能量单位时间释放的能量 热能 + 外功 如果在测定时间内，肌肉不对外作

2、功，则测热能就可近似代表能量代谢率。,利用特殊的测量装置直接测量整个机体在单位时间内向外界环境散发的总热量。 设备复杂，操作繁琐，应用受限。,（一）直接测热法,1.基本原理：利用化学反应的定比定律，查出一定时间内机体中氧化分解的糖、脂肪和蛋白质各有多少，据此计算该段时间内机体所释放出的总热量。,（二）间接测热法,食物热价-1g食物氧化时释放出来的能量，反映了一定量的能源物质贮存能量的大小。 食物的氧热价-某种营养物质氧化时，消耗1L氧所产生的热量。,2.相关概念,呼吸商(RQ)：在一定时间内，机体的CO2产生量和氧耗量的比值。,糖的呼吸商=1 蛋白质呼吸商=0.8 脂肪呼吸商=0.7 混合食物

3、呼吸商=0.85,以葡萄糖作为呼吸底物，且完全氧化时，呼吸商是1 C6H12O6 + 6O2 6CO2+6H2O RQ = 6/6 = 1.0 以脂肪为呼吸底物，呼吸商小于1，如以棕榈酸作为呼吸底物， C16H32O2 + 23O2 16CO2+16H2O RQ=16/23 = 0.7 以蛋白质为呼吸底物，如以亮氨酸作为呼吸底物， 2C6H13O2N15O2 12CO22NH3 10H2O RQ=12/15=0.8 可根据呼吸商的大小大致推测呼吸作用的底物及其性质的改变,非蛋白呼吸商,从总二氧化碳产量中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

4、糖和脂肪的混合呼吸商，称为非蛋白呼吸商。 根据非蛋白呼吸商值的大小，可推算机体糖和脂肪氧化的百分比，以及氧热价。,3. 能量代谢率的简便计算方法,（1）机体不对外做功的情况下： 耗能量=产热量 产热量=氧热价x耗氧量 氧热价-将蛋白质的消耗量忽略不计，测定一定时间内的二氧化碳产量和氧耗量，按非蛋白呼吸商查表，得到对应氧热价值。 （2）更简便测定方法是将呼吸商定为0.82（混合饮食时非蛋白呼吸商），只需测定一定时间内的氧耗量，便可计算机体的产热量。,肌肉活动:最为显著。 劳动或运动时耗氧量和能量代谢显著增加，可达安静时的10-20倍，因此能量代谢可作为劳动或运动时肌肉活动强度的指标。 精神活动:

5、当精神活动处于紧张状态（烦恼、愤怒、恐惧或强烈情绪激动时），产热量可显著增加。 可能是由于肌紧张增强以及某些内分泌激素（肾上腺素等）释放增加所引起。,三、影响能量代谢的因素,3. 食物的特殊动力效应 进食可使机体产生“额外”热量的现象称为食物的特殊动力效应. 进食后约18小时，机体比未进食前产热量增加。 蛋白质：30，糖和脂肪：46，混合食物：10。 机制还不十分清楚。有人认为肝脏在脱氨基反应中消耗了能量可能是“额外”产热的原因。,4. 环境温度 环境温度在20-30时，能量代谢率最为稳定。 环境温度高于30或低于20时，能量代谢都将增加。,四、基础代谢,（一）基础代谢 定义： 指机体在基础状

6、态下的能量代谢。 基础状态清晨、清醒、静卧；室温在1825；禁食12 h以上；情绪安定；体温正常。,意义：维持基本的生命活动,（二）基础代谢率,单位时间内的基础代谢为基础代谢率。 BMR产热量/每小时体表面积。单位是kJ/ (hm2) 意义：作为评价机体能量代谢水平的指标。,甲亢时基础代谢率可高于正常值的2580； 甲状腺机能减退时比正常值低2040。,相差在1015以内，仍属正常范围；相差值在20以上则考虑为病态。,（一）体温的概念 表层温度 核心温度 体温:机体深部的平均温度.,一、人体的正常体温及其生理波动,第二节 体温及其调节,（二）体温的正常值,临床上以口腔、直肠和腋窝的温度代表体温

7、的正常值 直肠温度：36.937.9 口腔温度：36.737.7 腋窝温度: 36.037.4 ,（三）体温的生理波动,1. 昼夜波动：昼夜节律 (日节律) 清晨2-6时最低，午后1-6时最高，波动幅度不超过1。,2. 性别：,3. 年龄: 儿童代谢旺盛，体温高于成人。 老年人代谢降低，体温偏低。 新生儿特别是早产儿，体温调节机构发育不完善，调节能力差，体温容易受环境温度影响。 4. 运动和情绪的影响 剧烈的肌肉活动使产热量增加，体温升高。 5.其他：情绪激动、紧张、环境温度、进食、麻醉等。,二、人体的产热与散热,体热平衡 (body heat content)：产热和散热两个生理过程之间的动

8、态平衡，维持体温恒定。,1主要产热器官： 安静：内脏器官为主（肝脏） 运动：肌肉为主，90%,(一) 产 热,2.产热的形式: (1)基础代谢产热 (2)骨骼肌运动产热 (3)寒战产热 (4)非寒战性产热,(1)基础代谢产热,安静状态下，70左右的基础代谢产热量来自于内脏和脑等深部组织器官。,(2)骨骼肌运动产热,骨骼肌是肌肉运动时主要的产热器官，其产热量可占机体总产热量的90。,(3)寒战产热,寒战：在受到寒冷刺激，伸肌群和屈肌群同时发生不随意的节律性收缩。 基本上不作外功，所消耗的能量全部转变为热量，因而产热量很高，最多可达安静时的 4-5倍。,(4)非寒战性产热,机体处于寒冷环境时，代谢

9、产热增加的现象。,棕色脂肪组织,3.产热的调节:, 交感神经兴奋、去甲肾上腺素和肾上腺素细胞的分解代谢产热量(迅速、持续时间短) _神经调节 下丘脑-腺垂体系统甲状腺素、肾上腺髓质激素分解代谢产热量(缓慢、持续时间长) _体液调节,人体的散热途径,（二）散 热,呼吸道、粪、尿等,皮肤,15%,85%,皮肤散热方式：,(1) 辐 射,(2) 传 导,(3) 对 流,(4) 蒸 发,机体以热射线形式向周围放射能量. 安静常温状态下占总散热量的60%。,(1) 辐 射,影响因素：皮肤温度与环境气温的温度差、有效辐射面积,(2) 传 导,机体的热量直接传给同它接触的较冷物体,影响因素：皮肤温度与接触物

10、表面的温度差、物体的导热性、有效接触面积,(3) 对 流,通空气的流动进行热量交换的散热方式。 影响因素：风速,(4) 蒸 发,当环境温度等于或高于皮肤温度时，蒸发散热是机体的唯一散热方式。(环境温度较低时，辐射、对流、传导为主要散热方式） 影响因素：环境温度、空气湿度、风速。 蒸发分为不感蒸发(insensible evaporation)和发汗(sweating，sensible evaporation)。,不感蒸发：水分直接透出皮肤和呼吸道粘膜表面，尚未形成明显水滴时便气化蒸发的现象。每天1000ml，皮肤600 - 800ml，呼吸道200 - 400ml。,特点： 持续不断进行 不受

11、人体生理性体温调节机制的控制,发 汗：汗腺分泌的汗液形成可见的汗滴后，从体表蒸发而带走热量的现象。 发汗是一种反射活动，发汗中枢位于下丘脑，可由温热刺激和 精神紧张引起。,4. 散热的调节反应,（1）皮肤血流量的调节,炎热：交感神经紧张性皮肤血管舒张、动静脉吻合支开放皮肤血流量皮肤温度辐射、对流、传导散热。 寒冷：相反。,（2）发汗 炎热：下丘脑发汗中枢交感舒血管纤维汗腺分泌汗液 蒸发散热（反射）。,三、体温调节,机体通过行为性体温调节和自主性体温调节来控制产热与散热过程的平衡，从而维持体温的恒定。,代谢性产热 基础代谢、肌肉活动 食物特殊动力效应 非寒战产热 反射性产热（自主性调节） 寒战

12、皮肤血管收缩 行为性产热 环境 增加衣着 食物获得热量,物理性散热 辐射 传导与对流 不感蒸发 反射性散热（自主性调节） 发汗 皮肤血管舒张 行为性散热 环境 减少衣着 食物散热,（一）温度感受器,外周温度感受器 冷感受器 热感受器 中枢温度感受器 热敏神经元 冷敏神经元,（二）体温调节中枢,体温调节基本中枢位于下丘脑。下丘脑视前区下丘脑前部(PO / AH)是体温调节中枢整合的关键部位。,(三) 体温调定点学说,发热的机制,一、名词解释,1.能量代谢 2.食物的热价 3.食物的氧热价 4.呼吸商 5.基础代谢 6.基础代谢率 7. 体温 8.体温调定学说,（一）单项选择 1.正常人的直肠温度

13、、腋窝温度和口腔温度的 高低应当是（ ） A.口腔温度腋窝温度直肠温度 B.直肠温度口腔温度腋窝温度 C.直肠温度腋窝温度口腔温度 D.腋窝温度口腔温度直肠温度,2.影响能量代谢最重要的因素是（ ） A.环境温度 B.进食 C.精神、情绪 D.肌肉活动,3.劳动或运动时，机体主要产热器官是（ ） A.肝脏 B.脑 C.心脏D.肌肉,4.当环境温度等于或超过体温时， 机体的主要散热方式是（ ） A.辐射 B.传导和对流C. 蒸发 5.给高热病人使用乙醇擦浴是（ ） A.增加辐射散热 B.增加传导散热 C.增加蒸发散热 D.增加对流散热,6.给高热病人作用冰帽或冰袋的作用是（ ） A.增加辐射散热

14、 B.增加传导散热 C.增加蒸发散热 D.增加对流散热,7.测定基础代谢率要求的基础条件不包括下列 哪一项（ ） A.空腹 B.无体力活动和精神紧张 C.环境温度2025 D.深睡状态,简述题 1.根据散热原理，如何给高热病人降温？ 2.简述人体的散热器官和散热方式。 论述题 1.试述人体体温相对恒定的原理。 2.为什么发热病人常伴有寒战反应？,简述题 1.利用冰袋或冰帽给高热病人的降温（传导散热）；注意通风，降低室温（对流散热）；用乙醇擦身（蒸发散热）；降低室温，增加辐射散热。,2.散热器官主要是皮肤，另外还有其他排泄器官（如肾）借排泄活动散发少部分热量。 散热方式有：辐射、传导、对流、蒸发（不显性蒸发和发汗）。环境温度低于皮肤温时，可借辐射、传导、对流和不显性蒸发散热；环境温度等于或高于皮肤温度时，可借蒸发散热。,论述题 1.体温相对恒定有赖于体内产热与散热过程的动态平衡；产热主要来自体内食物分解代谢；散热方式有四种，辐射、传导和对流是物理性散热方式，安静状态下以辐射散热为主，当环境温度等于或超过皮肤温度时，则蒸发成为唯一散热途径；体温调节是反射活动。感受器分为外周温度感受器（皮肤、粘膜与内脏，以冷感受器为主）和中枢温度感受器（下丘脑，以热敏神经元为主），当环境温度改变后通过感受器，将信息传入体温中枢（下丘脑），然后通过传出神经作用于产热和散热系统，使体温适应温度变化而恒定