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1、人体及动物生理学第七章第七章 能量代谢与体温能量代谢与体温 Chapter 7 Energy and temperature第一节 能量代谢 能量代谢：指体内伴随物质代谢过 程而发生的能量释放、转移、贮存和利用的过程。分解代谢：能量释放的过程合成代谢：吸收能量的过程一、机体能量的来源与利用一、机体能量的来源与利用 （一）能量的来源 1、ATP的生成与作用： ATP是体内的直接供能物质一、机体能量的来源与利用一、机体能量的来源与利用 （一）能量的来源1、ATP的生成与作用： ATP是体内的直接供能物质ATP是体内能量转化和利用的关键物质。既是体内能量的直接提供者，又是重要的储能物质。磷酸肌酸（C
2、P) 含有高能磷酸键，是体内ATP的 储存库，主要存在于肌肉和脑组织中。CP和ATP间可进行能量转给。2、三大营养物质的能量转化 （1）糖：主要的能源物质，提供50% 70% 人体所需能量。有氧氧化：氧充分，葡萄糖完全氧化释放 能量（1mol G = 36 或 38mol ATP)脑组织消耗能量的主要来源。无氧酵解：氧不足，葡萄糖释放的能量少 (1mol G = 2mol ATP) 剧烈运动、成熟红细胞靠此供能。一、机体能量的来源与利用一、机体能量的来源与利用（3）蛋白质：构成机体组织的建筑原料，在体内糖、脂肪耗竭时分解供能维持必 需的生理功能活动, 供能是其次要功能。（2）脂肪：贮存和供给能
3、量。每克脂肪释 放的能量约为糖有氧氧化时的2倍。（1）糖：主要的能源物质。2、三大营养物质的能量转化一、机体能量的来源与利用一、机体能量的来源与利用（二）能量的利用体重指数：以身高（m）的平方除体重（kg）所得之商，主要反映全身性超重和肥胖。（三）能量平衡指机体摄入的能量与消耗的能量之间的平衡 。在我国，体重指数24为超重线，28为肥胖界限。瘦素：leptin増食因子：orexin1、热热价 （trermal eqivalent） 1克食物在体内完全氧化或在体外燃烧烧所释释放的能量。 物理热热价食物在体外燃烧时烧时 所释释放的热热量。 生物热热价食物在生物氧化时时所释释放的热热量。物理热热价（
4、KJ/g） 生物热热价（KJ/g） 糖 17 17 脂肪 39.8 39.8 蛋白质质 23.5 18二、能量代谢测定的几个概念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称为该物质的氧热价。 3、呼吸商（respiratory quotient，RQ）一定时间内机体的CO2 产量和耗氧量的比值。 RQ 产生的CO2mol数/消耗的O2mol数产生的CO2ml数/消耗的O2ml数（相同温度和气压条件下）根据RQ的大小推测能量的主要来源糖: 1.00 脂肪: 0.71 蛋白质: 0.80 混合食物: 0.85 糖尿病病人多
5、少？二、能量代谢测定的几个概念1、热价 （trermal eqivalent）2、食物的氧热价（thermal equivalent of oxygen）3、呼吸商（respiratory quotient，RQ）一定时间内机体的CO2 产量和耗氧量的比值。4、非蛋白呼吸商（non-respiratory quotient， NPRQ）：根据糖和脂肪按不同比例混合氧化时所产生的CO2 量和消耗的O2量计算的呼吸商。二、能量代谢的测定方法1、直接测热法：测定整个机体在单位时间内向外界 环境散发的总热量。因设备复杂，操作繁琐，故极 少应用。2、间接测热法：定比定律能量守恒定律C6H12O6+6O2
6、=6CO2+6H2O+H3、双标记水法原理： 根据能量守恒定律食物中的化学能热能所作功能量代谢 = 热能 + 外功直接测热法：测定整个机体在单位时间内向外界环境 散发的总热量。因设备复杂，操作繁琐，故极少应用 。二、能量代谢的测定方法（二）间接测热法：定比定律：同一化学反应无论中间过程和 条件差异多大，释放的能量是一定的。是利用“定比定律” ，测算出一定时间 内氧化的糖、脂肪和蛋白质各有多少，再计算 出它们所释放出的热量。（三）临床上应用的简化测定法 v通常将蛋白质的消耗量忽略不计，只测定 单位时间内的耗O2量和CO2产量，计算呼 吸商，按非蛋白呼吸商查表，得到对应氧 热价，即可计算总产热量。
7、二、能量代谢的测定方法v另一更简便方法是将非蛋白呼吸商定为 0.82，氧热价为20.20 kJ ，只需测定单 位时间内的耗氧量，便可按下式计算机 体的产热量：产热20.20耗氧量（KJ）气体分析法耗O2量 CO2产量RQ (不考虑蛋白代谢）NPRQ （查表）氧热价耗O2量 产热量二 、 能 量 代 谢 的 测 简 略 方 法肺量计 混合膳食 NPRQ=0.82耗氧量(6分钟） 氧热价为20.20KJ产热量简略法三、影响能量代谢的主要因素1、肌肉活动 2、精神活动3、食物的特殊动力作用4、环境温度（一 ）肌肉活动 肌肉活动对能量代谢的影响最为显著。机体任何轻微的活动都可提高代谢率。剧烈 运动时其
8、耗氧量可增加1020倍。 三、影响能量代谢的主要因素劳动强度：单位时间内机体的产热量。（二 ） 精神活动3.5ml/min/100g脑组织 人在平静地思考问题时，能量代谢受到的影响不大，其产热量一般不超过4%。当精神活动处于紧张状态时，产热量可显著增加。这可能是由于无意识的肌紧张以及某些内分泌激素（甲状腺素等）释放增加引起。三、影响能量代谢的主要因素（三）食物的特殊动力作用 从进食后一小时左右开始，延续到78小 时左右 ，食物能使机体产生“额外”热量的现象，称为食物的特殊动力作用。蛋白质 “额外”增加的热量约30左右，糖或脂肪则可 “额外 ”增加46的热量，混合性食物为10。其产生的机制尚不十
9、分清楚，可能与肝脏处理蛋白分解产物时的额外能量消耗有关。三、影响能量代谢的主要因素（四）环境温度 安静时2030oC的环境中能量代谢 最稳定，低于20 oC或高于30 oC时都可 使能量代谢增加。2030oC: 最稳定30 oC: 新陈代谢加快三、影响能量代谢的主要因素四、基础代谢基础代谢（basal metabolism）：是指基础状 态下的能量代谢。基础代谢率（basal metabolic rate，BMR）： 是指在基础状态下，单位时间内的能量代谢。基础状态：指人体处在清醒而又非常安静、不 受肌肉活动、环境温度、食物及精神紧张等因 素的影响时的状态。基础状态的条件如下： 清晨空腹，即禁
10、食1214h，前一天应清淡、不要太饱的饮食，以排除食物特殊动力效应的影响。平卧，全身肌肉放松，尽力排除肌肉活动的影响。清醒且情绪安闲，以排除精神紧张的影响。室温20-25，排除环境温度的影响。（一）基础代谢率正常值及生理变 动范围n基础代谢率(BMR);基础状态下单位时间、单位体 表面积的产热量。n能量代谢与机体的体形和体重无定比例关系；如：体形较小的鸡和体形庞大的非洲象之间 ，按每公斤体重产热量相差甚远。n能量代谢与机体体表面积间有固定关系-表面积 定律n以机体体表面积衡量机体能量代谢，并进行不同 体形和体重个体间能量代谢率比较时，则相差不 多。（体表面积计算如下）杨宇 沈阳医学院生理学教研
11、室m2=0.0061身高(cm)+0.0128体重（kg）-0.1529简略法测定和 计算BMR呼吸商 = 0.82氧热价 =20.20kJ/L 乘以耗氧量（6 分钟）乘以10（每小时 ）除以体表面积基础代谢率平均值：我国人正常基础代谢率平均值（KJm2 h）年龄115 1617 1819 2030 3140 4150 51以上男性195.5 193.4 166.2 157.8 158.6 154.0 149.0女性172.5 181.7 154.0 146.5 146.9 138.6 138.6成年男人基础代谢率（BMR）：159.22 KJm2 h3771KJm2 d变动范围： n 一般变
12、动范围在10%15%之内。n男性的基础代谢率高于女性，幼年的基础代谢 率高于成年，年龄越大基础代谢率越低。 n 甲亢时基础代谢率可比正常高25-80%，甲低 时基础代谢率可比正常低20-40%，所以：n基础代谢率的测量是甲状腺疾病的重要辅助手 段。正常的体温是人体进行新陈代谢和生命活动的必要条件。n体温 酶活性 细胞代谢n低于34 意识丧失n低于25 心跳、呼吸停止n体温 酶变性 细胞损害n高于41 神经系统功能障碍n高于43 生命危险 第二节节 体温及其调节调节第二节 体温及其调节（一）表层（体表）体温和深部（体核）体温人体外周组织（皮肤、皮下组织和肌肉等）的 温度称为表层温度（shell
13、temperature）。机体深部（心、肺、脑和腹腔内脏等）的温度称为深部温度（core temperature）。一、体温腋 温 36.0-37.4 最稳定 口腔温 36.7-37.7 喘气、饮水影响 直肠温 36.9-37.9 出汗、测量姿势 鼓膜、食道反映脑组织和机体深部温度可信度 ：直肠温口腔温腋窝温 临床常用口温和腋温。测定腋温时要注意 无汗、夹紧体温计和测量时间（约需10min）。体温（body temperature）: 指机体深部的平均温度。1、昼夜周期：清晨25时体温最低，午后25时最高，周期幅度一般不超过1 ，体温的这种周期性波动称为昼夜节律或日节律（circadian r
14、hythm)。与地球的自转周期相吻合。生物节律：下丘脑视交叉上核 （二）体温的正常变动2、性别：女性基础体温比男性体温高0.3 。女性体温还随月经周期而变动。月经期至排卵这段时间体温较低，排卵日体温最低，排卵后体温回升至月经前水平。孕激素及其代谢产物可能是引起体温波动的主要因素。（二）体温的正常变动杨宇 沈阳医学院生理学教研室3、年龄：儿童体温较高，老年人体温较低。新生儿（特别是早产儿）因体温调节机制发育不完善，调节能力差，体温易受环境温度影响。新生儿体温成年人老年人（二）体温的正常变动4、肌肉活动：肌肉剧烈活动时，体温可升12C，此外，情绪激动、精神紧张、环 境温度变化以及进食等均可影响体温
15、。全身麻醉时，会因抑制体温调节中枢和扩张血管的作用及骨骼肌松弛，使体温降低。（二）体温的正常变动（三）表层温度皮肤温度：环境温度23时测定：足部27 ， 手30 ，躯干32 ，额部33-34 。四肢末梢 皮肤温度最低，躯干、头部皮肤温度偏高。皮肤温度与局部血流量有密切关系二、体热平衡（机体产热与散热）图8-2 体热平衡模式热输出 辐射 传导 对流 蒸发热来源 代谢 环境二、体热平衡（机体产热与散热）（一） 产热过程1、主要的产热器官以及影响产热的因素：安静状态： 主要产热器官 肝脏运动或劳动: 主要产热器官 肌肉影响产热的主要因素: 基础代谢率，肌肉的收缩活动，内分泌激素等。二、体热平衡（机体产热与散热）二、体热平衡（机体产热与散热）1
