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1、 第七章 能量代谢和体温 energy metabolism body temperature 能量代谢 l概念 生物体内物质代谢过程中所伴随着能量 的贮存 释放 转移和利用 l机体能量的来源 糖 主要的供能物质 提供人体所需能量的70 脂肪 主要的贮能物质 重要的供能物质 蛋白质 l能量的转移和利用 食物 CO2 H2O 尿素 尿酸等 能量 生物氧化 热能 肌肉收缩 神经传导 合成代谢 其他 热能 机械功能 贮备能 O2 ADP C P ADP Pi 能量代谢的测定 是指定量测定机体单位时间所消耗的能量 即 能量代谢率 energy metabolic rate l直接测热法 direct
2、calorimetry l间接测热法 食物热价 食物的氧热价 呼吸商 RQ 与非蛋白呼吸商 NPRQ 代谢率测定结构模式图 影响能量代谢的因素 l个体因素 体表面积 性别与年龄 l生理活动和环境因素 睡眠 肌肉活动 l氧债 oxygen debt 环境温度 食物的特殊动力效应 精神紧张 l其他因素 基础代谢 basal metabolism l基础代谢率 BRM 基础状态 室温20 25 清晨 空腹 清醒 安静 l基础代谢率的测定与表示方法 变温动物 恒温动物 体温及其调节 体表温度 shell temperature 人体外周组 织体温 包括皮肤 皮下组织 肌肉等 不稳 定 各部位的差异较大
3、 一般为头面部较高 胸腹部次之 四肢末端最低 体核温度 core temperature 机体深部的 温度 是指心 肺 腹腔内脏等 较稳定 各 部位的差异较小 肝脏温度最高 脑与之接近 肾 胰腺 十二指肠等略低 直肠温度更低 循 环血液温度可代表内脏器官的平均温度 体温 body temperature 是指机体深部的平均温度 体温维持 来自物质代谢过程种所释放 的能量 物质 代谢 50 热能 维持体温 50 化学能 ATP 热能 体外 体温的测定 体温计 thermometer 的选择 水银体温计 电子体温计和半导体体温计 测量体温的方法 直肠温度 36 9 37 9 口腔温度 36 7 3
4、7 7 腋窝温度 36 0 37 4 食管温度可作为体核温度的指标 鼓膜温度可作为脑组织温度的指标 实 验 临 床 clinic experiment 体温的正常值 平均值 标准差 正常范围 95 置信度 腋窝 口腔 直肠 36 79 0 357 36 0 37 4 37 19 0 249 36 7 37 7 37 47 0 251 36 9 37 9 1030名正常人体温统计 体温的生理变动 昼夜节律 circadian rhythm 清晨2 5时最低 午后2 5时最高 但波动幅度 1 性 别 女较男高0 3 女性体温随月经周 期呈现节律性波动 排卵前体温较低 排卵时最低 排卵后体温升高 年
5、龄 新生儿体温不规则 体温调节能力差 青少年体温较高 老年人体温较低 代谢率降低 活动少 情绪和体力活动 药物作用 季节和地区影响 MST与MBT 平均皮肤温度 mean skin temperature MST Tmst 0 2 T小腿 T大腿 0 3 T胸 T上臂 平均体温 mean body temperature MBT Tmbt Tcore 1 Tmst Tcore为深部温度 通常以直肠温度代表 为机体深部组织 在机体全部组织中所占的比例 1 为机体表层组织所占比 例 体热平衡 1 产热 2 散热 人体内化学性产热和物理性散热过程是互 相协调 制约的 两者间的协调 制约作 用受大脑内
6、的体温调节中枢控制 body heat balance scatter heat produce heat 产产 热热 产热器官 安静时主要为内脏器官 以肝脏 为最 其次为肾脏 运动时主要为骨骼肌 人体产热的基本方式 基础代谢产热 食物特殊动力效应 骨骼肌运动 寒战产热与非寒战产热 机体安静和活动情况下各器官组织的产热比例 占体重的百分比 产热量 安静状态 劳动或运动 脑 内脏 肌肉 皮肤 其他 2 5 16 1 34 56 3 56 18 90 7 5 10 1 寒战产热 shivering thermogenesis 机体受寒冷刺激时 骨骼肌发生不随意的节律性收 缩运动 其节律为9 11次
7、 分 寒战的特点是屈肌 和伸肌同时收缩 所以基本上不做功 但产热量很 高 非寒战产热 non shivering thermogenesis 又称为代谢产热 通常是由褐色脂肪组织 含有丰 富的线立体 的分解代谢产生的 产热活动的调节 体液调节 humoral regulation 即激素调节 肾上 腺素 去甲肾上腺素 生长激素 产热迅速增加 维持 时间短 甲状腺素 产热缓慢增加 维持时间长 神经调节 neruous regulation 寒冷刺激可通过兴 奋机体的交感神经系统 转而引起肾上腺髓质活动增强 导致肾上腺素和去甲肾上腺素释放增多 产热增加 同时 寒冷刺激作用于中枢神经系统 通过促进下
8、丘脑 释放促甲状腺激素释放激素 再刺激腺垂体促甲状腺激 素释放来加强甲状腺的活动 在环境温度为21 时人体散热方式及其所占比例 散热方式百分数 辐射 传导 对流 皮肤水分蒸发 呼吸道水分蒸发 呼吸 尿 粪 70 14 5 8 6 1 5 散散 热热 人体的主要散热部位是皮肤皮肤 皮肤散热方式 辐射 radiation 为散热的主要形式 影响因素 皮肤与周围环境的温度差 有效的散热面积 传导 conduction 对流 convection 蒸发 evaporation 蒸发散热 蒸发散热 为外界温度高于体温时机体散热 的唯一方式 不感蒸发 insensible perspiration 不显汗
9、 与汗腺活动无关 持续进行 不形成汗滴 可感蒸发 sensible evaporation 发汗 sweating 汗腺分泌汗液的活动 温热性发汗 精神性发汗 味觉性发汗 汗液与血浆的比较 NaCl浓度一般低于血浆 汗液中葡萄糖浓度极 低 乳酸浓度高于血浆 蛋白质的浓度为零 汗腺主要接受交感胆碱能纤维支配 体温调节 thermoregulation 行为性体温调节 behavioral thermoregulation 自主性体温调节 autonomic thermoregulation 温度感受器 temperature receptor 冷感受器 热感受器 外周温度感受器 中枢温度感受器
10、外周温度感受器 中枢温度感受器 广泛破坏PO AH区 体温调节的散热和产热反应都将明显减弱或 消失 体内各个部位的温度传入信息会聚于PO AH PO AH中温度敏感神经元对温度信息进行整合的型式与整体的体 温调节反应的型式是相似的 PO AH的温度敏感神经元对致热源及其他能影响体温的化学物质 的反应型式同这些物质所引起的体温调节反应是相对应的 体温调节中枢 PO AH preoptic anterior hypothalamus area 视前区 下丘脑前部 体温调节中枢整合的关键部位 主要证据 体温调定点学说 调定点 set point for temperature control PO
11、AH区的温度敏感神经元可能是调定点作用的结构基础 调定点是机体设定的一个温度值 当体温处于这一温度值 时 热敏神 经元和冷敏神经元的活动处于平衡状态 产热和散热过程处于平衡状态 解释致热源作用下发热的原因 在致热源的作用下 PO AH热敏神经元的温度反应阈值升高 而冷 敏神经元的阈值下降 调定点上移 发热开始前先出现畏寒战栗等 产热反应 直到体温升高到调定点以上才出现散热反应 发热与中暑的区别 发热 体温调节功能正常 调定点上移 中暑 体温调节功能失调 调定点 体温调节反应 散热调节反应 血管调节反应 在炎热环境中 交感神经紧张度降低 皮肤小动脉舒 张 动 静脉吻合支也开放 皮肤血流量增加 汗腺的 活动增强 四肢的表层静脉也有一定的散热作用 在寒冷环境中 交感神经紧张度增强 皮肤血管收缩 皮肤血流量明显减少 同时深部动静脉之间形成热 量的逆流交换系统 发汗 减少产热量 环境温度10 环境温度30 产热调节反应 寒战 交感神经兴奋或血液中肾上腺素和去甲肾上腺素 增加 非寒战产热 甲状腺激素分泌增多 产热量 代谢 低体温 冻死 低温适 应界限 化学调节范围 临界温 度下限 临界温 度上限 热死 高温适 应界限 物理调节 中性温度范围 高体温 恒温适应范围 体温调节的范围 环境温度
