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1、 第七章第七章能量代谢和体温能量代谢和体温目的与要求（4学时）n掌握：测定能量代谢的几个基本概念，影响能量代谢的主要因素，基础代谢和基础代谢率等基本概念，体温的概念，机体主要产热的器官和散热的方式。n熟悉：熟悉能量代谢的概念和测定原理，维持体温相对稳定的机制。n了解：机体能量代谢的概况，机体体温的正常变动和测定方法，温度习服。 第一节 能量代谢能量代谢(energy metabolism):指体内物质 代谢过程中所伴随的能量的释放、转移、储 存和利用。能量代谢合成代谢 - 储能- 放能新陈代谢 （物质代谢） 分解代谢一、机体能量的来源与利用（一）能量的来源（一）能量的来源人体只能利用食物中蕴藏
2、的人体只能利用食物中蕴藏的化学能化学能（C-C- HH键）。键）。能源物质：糖、脂肪和蛋白质能源物质：糖、脂肪和蛋白质ATP ADP CCP 氧化磷酸化 底物水平磷酸化 P P P P 生物体内能量的储存和利用都以ATP为中心 。1.1.三磷酸腺苷的生成与作用三磷酸腺苷的生成与作用直接供能物质：直接供能物质： ATP-ATP-能量储存形能量储存形 式式 磷酸肌酸（磷酸肌酸（CPCP） ： ATPATP的储存库的储存库（1 1）糖糖：机体的主要能源（：机体的主要能源（5070%5070%）有氧氧化有氧氧化无氧酵解无氧酵解红细胞：主要无氧酵解供能红细胞：主要无氧酵解供能脑细胞：对缺氧、低血糖敏感脑
3、细胞：对缺氧、低血糖敏感2.2.三大营养物质的能量转化三大营养物质的能量转化u氧债(oxygen debt)：剧烈运动时，骨骼肌 耗氧量猛增，循环呼吸不能很快满足机体 对氧的需要，骨骼肌处于相对缺氧状态， 这种现象称为氧债。（2 2）脂肪脂肪：贮能供能（约：贮能供能（约30%30%）脂肪氧化释放的能量多。糖供应不足（脂肪氧化释放的能量多。糖供应不足（短期饥饿），机体主要靠分解脂肪供能。短期饥饿），机体主要靠分解脂肪供能。（3 3）蛋白质蛋白质：构成细胞成分和形成生物活：构成细胞成分和形成生物活性物质，一般不参与供能。性物质，一般不参与供能。长期不能进食或过度消耗（慢性消耗性疾长期不能进食或过度
4、消耗（慢性消耗性疾病），机体才分解蛋白质提供能量。病），机体才分解蛋白质提供能量。食物中糖类 、脂肪和蛋 白质人体自身的 能源物质消化系统 的活动产热4555生理 活动对外 做功ATP（二）能量的利用利用形式ATP贮存形式磷酸肌酸 (CP)（三）能量平衡FatFat StoresStores正常时，能量物质的摄入和消耗保持着动态平衡。负平衡：摄入能量少于消耗能量，体重下降。正平衡：摄入能量多于消耗能量，导致肥胖。n肥胖(obesity) ：是指贮存脂肪组织的量过多，表现为脂肪细胞增 多和/或细胞体积增大，使脂肪与其它软组织失去正常的比例。 n身高标准体重n体重指数（body mass inde
5、x, BMI） n腰臀比（waist-hip ratio,WHR）正常成人：男性0.90，女性0.85n体脂率（ body fat ratio, BFR ）疾病运动减少心理因素社会因素遗传肥胖导致肥胖的原因导致肥胖的原因肥胖及危害肥胖及危害1. 呼吸系统：肺泡低换气综合症 2. 循环系统：高血压、动脉粥样硬化、心衰等3. 消化系统：便秘腹胀、肝脂肪变性、胆管炎 等4. 内分泌系统：糖尿病、闭经不育等5. 增加某些癌症发生的危险性肥胖的治疗肥胖的治疗1. 1. 饮食控制：饮食控制：定时定量、少食甜、多食素、少零食、多喝水 。2. 2. 体力活动或运动体力活动或运动 3. 3. 药物药物食欲抑制剂
6、以减少能量的摄入食欲抑制剂以减少能量的摄入代谢增强剂以增加能量消耗代谢增强剂以增加能量消耗刺激脂肪代谢，减少甘油三酯合成的物质刺激脂肪代谢，减少甘油三酯合成的物质脂肪酶抑制剂脂肪酶抑制剂4. 4. 手术：腹部抽脂肪，胃部分切除手术：腹部抽脂肪，胃部分切除5. 5. 非药物疗法：针刺疗法、耳穴贴压法、艾灸疗法、非药物疗法：针刺疗法、耳穴贴压法、艾灸疗法、 指针减指针减 肥法、推拿按摩法肥法、推拿按摩法 垂体及下丘脑病变肥胖性生殖无能症 柯兴氏综合征柯兴氏肥胖甲状腺功能减退甲减性肥胖高胰岛素血症胰源性肥胖疾病与肥胖甲状腺功能减退(甲减)柯兴氏综合征二、能量代谢的测定（一）能量代谢的测定原理（一）能
7、量代谢的测定原理能量守恒：能量守恒：食物的化学能食物的化学能 = = 热能热能 + + 外功外功定比定律：定比定律：n n能量代谢率：单位时间内机体所消耗的能量代谢率：单位时间内机体所消耗的 能量。能量。 单位：单位：KJ(mKJ(m2 2.h).h)C6H12O2+6O2 6CO2 +6H2O+Hn n生理学以及营养学上通用的法定能量计量生理学以及营养学上通用的法定能量计量 单位是焦耳（单位是焦耳（Joules, J) Joules, J) 或千焦耳（或千焦耳（ kilojoules, KJ)kilojoules, KJ)。n n1cal = 4.187 J1cal = 4.187 Jn n
8、能量代谢率：单位时间内机体所消耗的能能量代谢率：单位时间内机体所消耗的能 量。量。 单位：单位：KJ/(mKJ/(m2 2.h).h)1.食物的热价（二）与能量代谢有关的几个概念（二）与能量代谢有关的几个概念v1g某种食物被氧化(或在体外燃烧)时所释放 的能量称为该种食物的热价。v物质的产热量=该物质的克数该物质的热价物理热价 生物热价2.食物的氧热价某种食物氧化时每消耗1L氧所产生的热量。 意义：测定耗氧量，根据氧热价推算出产热 量。3.呼吸商（ respiratory quotient，RQ）单位时间内CO2产生量与O2的消耗量的比值。呼吸商(RQ)= CO2产生量(ml)耗O2量(ml)
9、 糖：1.00，脂肪： 0.71，蛋白质：0.8生理意义：反映体内营养物质氧化的比例和种类。 糖 尿 病 脂肪供能，呼吸商约0.71 长期饥饿 蛋白质供能，呼吸商约0.8 混合食物 呼吸商约0.85 4.非蛋白呼吸商（NPRQ）糖和脂肪氧化的CO2产生量和耗氧量的比值。意义：用于估测非蛋白代谢中糖和脂肪的相对数量。(三)能量代谢的测定方法1.直接测热法（1）步骤：测定CO2产生量和耗O2量测定尿氮排出量,得出蛋白质产热量计算出NPRQ查出非蛋白食物氧热价计算出非蛋白食物的产热量总产热量即能量代谢计算 2.间接测热法举例： 受试者测出24小时耗氧量400L，CO2产量340L，尿氮12克。(1)
10、 蛋白质代谢：蛋白质氧化量：126.25 =75g产热量：18kJ/g 75=1350kJ耗O2量：0.95/L 75=71.25LCO2产量：0.76L 75=57L(2) 非蛋白代谢： 耗O2量：400L-71.25L=328.75LCO2产量：340L-57L=283LNPRQ：283/328.75=0.86(3) 非蛋白代谢产热量：查表:NPRQ0.86时，氧热价20.41kJ/L328.75L 20.41kJ/L=6709.79kJ(4) 24小时总产热量：1350kJ + 6709.79kJ=8059.79kJ简易测算法：简易测算法：忽略蛋白质代谢部分 （1）测出一定时间内的耗氧量
11、和CO2产量（2）算出混和食物的呼吸商（3）查出氧热价机体在该时间的产热量机体在该时间的产热量= =氧热价氧热价耗氧量耗氧量RQ = 340 (CO2)400 (O2)= 0.85 氧热价 = 20.36 kJ24小时产热量20.36kJ 4008144kJ临床简略法：临床简略法：把一般膳食人的呼吸商定为把一般膳食人的呼吸商定为0.820.82，其，其相应的氧热价为相应的氧热价为20.20 kJ20.20 kJ。测出单位时间的耗测出单位时间的耗O2O2量，即算出量，即算出 总总 2424小时产热量。小时产热量。 24小时产热量= 20.20kJ 耗氧量20.20kJ 400=8080kJ（2）
12、测定耗氧量和CO2产生量的方法： 1）闭合式测定法2）开放式测定法条件：呼吸空气测定：呼出气的 量及其中O2及CO2的容积百分比。3）双标记水法是将受试者喝入定 量的双标记水2H2O 、 H218O ，在一定时间内 （10 d）连续收集尿样 ，通过测定尿样中2H代 谢率和18O代谢率，计 算能量消耗量。三、影响能量代谢的主要因素(一) 肌肉活动（最为显著)肌肉活动强度耗氧量产热量2.7311.3724.98（二）精神活动不同精神活动状态下脑组织的能量代谢率相差不大。激动、紧张、恐惧骨骼肌紧张度和促物质代谢的激素使产热量 （三）食物的特殊动力效应进食引起机体额外产生热量的现象称为食物的特殊动力效
13、应。其机制可能与肝脏处理蛋白质有关。蛋白质：30，糖：6%，脂肪：4混合性食物：10%食物的特殊动力效应可持续78h（四）环境温度在 2030 C时能量代谢最稳定。 30C，化学反应速度 ，发汗、呼吸、循环功能四、基础代谢（一） 基础代谢和基础代谢率的概念n 基础代谢：是指基础状态下的能量代谢。n 基础状态：是指人在室温2025、清醒、安静、空腹（禁食12h以上）、无肌肉活动，体温正常的状态。n 基础代谢率（basal metabolic rate,BMR）：是指基础状态下单位时间内的能量代谢。（二）基础代谢率测定及意义n在基础状态下测定BMR，以单位体表面积来衡量。n实际测定时，常采用前述的
14、简化方法。nBMR（kJm2h）20.2 kJ/L耗O2量（L/h）体表面积（m2）如何比较不同个体的基础代谢率差异？基础代谢率与机体体重相关性不明显，而与体表面积具有比例关系。基础代谢率、肺活量、肾小球滤过率、心输出量、主动脉和气管的横截面积都与体表面积呈比例关系，而与机体体重相关性不明显。u体表面积计算方法：l算式计算体表面积 0.0061身高0.0128体重0.1529(m2) (cm ) (kg)l索图法：例：身高为180cm体重为70kg体表面积为1.85m2 基础代谢率的相对数值正常范围：15，相差超过20才有可能是病理状态。测定值-平均正常值平均正常值100%BMR：甲亢、发热、
15、糖尿病、白血病等。BMR：甲低、病理性饥饿，肾上腺和脑垂体 功能低下等。 临床意义 主要用于辅助诊断代谢性疾病或与代谢有关的疾病。体温每升高1 ，基础代谢率将升高13%。第二节 体温及其调节一、体 温n变温动物和恒温动物n表层温度和核心温度一定的体温是新陈代谢和正常生命活动的必要条件。(一）表层体温和(体核)深部体温表层体温：皮肤、皮下组织、肌肉等的温度；从下至上升高：末梢最低，越近躯干、头部越高。足 27，手 30 ，躯干 32 ，额部 33、34皮肤温度与皮下组织血流量有关。深部温度:机体深部如心、肺、脑和腹腔内脏等处的温度。腋窝 0.4 口腔 37.2 0.3 直肠体温是指机体深部的平均温度。安静时肝脏温度最高；运动时为肌肉的温 度最高。（三）体温的生理变动1.昼夜变化(日节律)2.性别 女性体温高于男性约0.3 。女性体温随月经周期而发生规律性变化 。3. 年龄 体温：幼儿成人老年人。 4. 肌肉活动的影响肌肉活动时体温可暂时升高12；5. 其他应用麻醉药体温可降低。二、机体的产热和散热（一）产热过程1、主要产热器官：肝脏和骨
