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1、第七章 能量代谢和体温调节,第一节 能量代谢能量代谢：指体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、贮存和利用 一、 机体能量的来源与去路 1、机体能量的来源糖 ：70%（脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化。 缺氧和血糖水平过低，均可导致来源 意识障碍、昏迷以及抽搐）脂肪：4050%（包括糖转化的脂肪）蛋白质：数量很少(长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量来源),糖原: 1% 供神经代谢和爆发式运动 3.储存 脂肪: 75% 能量储存的主要形式 蛋白质: 构成细胞的成分及合成酶和激素等生物活性物质，长期饥饿时动用,2.能量去路能源物质释放的能量有50%转化为热能，其余以自由能形式贮存于ATP
2、中。除骨骼肌运动时所完成的机械外功，其余的自由能最终也转变为热能。,2 机体内能量的转移和利用,机体内能量的转移和利用,（1）食物的热价 1克食物在氧化时所释放出来的热量称为食物的热价。单 位: kJ或kcal 物理热价：在体外燃烧时释放的热量 生物热价： 在体内氧化时所产生的热量 (表)糖与脂肪：物理热价生理热价蛋 白 质：物理热价生理热价（蛋白质在体内不能被彻底氧化分解，有一部分以尿素的形式由尿中排泄）,二、能量代谢的测定,(一)与能量代谢测定有关的几个概念,（2）食物的氧热价 某种营养物质在体内氧化时，每消耗一升氧所产生的热量称为该物质的氧热价（3）呼吸商 （RQ） 指一定时间内，机体呼
3、出的CO2的量与吸入的O2量的比值。RQ CO2产生量(ml)/氧耗量(ml)由于各种食物在体内氧化时的耗O2量、CO2产生量的不同，故各种食物的RQ不同。根据RQ可估计某一段时间内机体氧化各种食物的比例RQ1.0 氧化糖； RQ0.71 氧化脂肪；RQ0.80 氧化蛋白质；RQ0.85一般饮食。,(二)能量代谢测定的原理和方法原理 “能量守恒定律”机体释放的能量=热能+外功安静时，外功=0能量代谢=机体在单位时间内散发的总热量因此，测定机体在单位时间内发散的总热量或 所消耗的食物量，可测算出整个机体在单位时间 内能量代谢的量，即能量代谢率,方法 1、直接测热法：直接测量从机体体表、呼出气、尿
4、液和粪便排出的总热量。如果不做外功，该热量就是机体代谢的全部热量。这种方法测定准确，但设备复杂，操作繁琐，现已极少应用 2、间接测热法 ：利用“定比定律”（即反应物的量与生成物的量呈一定的比例关系），测得机体单位时间的耗O2量和CO2产生量，便可计算出产热量，从而算出能量代谢率 C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+Q。,举例： 受试者在标准状态下24小时耗氧量：400L，CO2产生量：340L，尿氮量：12克，计算24小时的能量代谢。步骤：A、求出蛋白质代谢的耗氧量、CO2产生量和产热量蛋白质氧化量=126.25=75g产热量=1875=1350kJ耗氧量=0.9575=71.25LC
5、O2产生量=0.76 75=57L,B、非蛋白代谢 耗氧量=400L71.25L=328.75LCO2产生量=340L 57L=283LNPRQ=283L328.75L=0.86 C、计算非蛋白代谢的产热量查表 NPRQ =0.86时，氧热价为20 . 40 kJ/L 非蛋白代谢的产热量= 328.75L 20 . 40kJ/L=6706.5kJ D、计算24h产热量24h产热量=1350kJ+6706.5kJ=8056.5kJ,3、耗O2量与CO2产生量的测定方法 （1）开放式测定法在机体呼吸空气的条件下测定耗氧量和CO2产生量 （2）闭合式测定法一般是使用能量代谢率测定器械（如肺量计）,三
6、、影响能量代谢的因素 1、肌肉活动 对能量代谢的影响最大 运动或劳动的强度 消耗的能量 能量代谢值可作为评价劳动强度的指标,2、精神活动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% *精神紧张、情绪激动 能量代谢*骨骼肌的紧张性 *交感神经兴奋 儿茶酚胺释放 代谢率,3、食物的特殊动力效应进食后一段时间内（从进食后1h开始持续到7-8h），即使机体处于安静状态，机体产热量也要比进食前有所增加，食物这种使机体产生额外的热量作用，称为食物的特殊动力效应 蛋白质：25-30 糖和脂肪：4-5 混合性食物：10 机制：尚不十分清楚，可能与肝脏处理蛋白分解产物时的额外能量消耗有关
7、 4、环境温度20-30度：稳定 30 或 20度（寒战和肌紧张增加）,四、基础代谢1、概念 基础代谢:指基础状态下的能量代谢 基础代谢率(BMR):单位时间内的基础代谢 基础状态:是指人体处于清醒而又极安静的状态下，能量代谢不受肌肉活动、环境温度、食物特殊动力效应及精神因素等的影响。其能量消耗只用于维持心跳、呼吸等维持生命所必需的基本生理活动。,2、测定条件 （1）清晨空腹，即禁食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 （2）清醒且情绪安闲，以排除精神紧张的影响 （3）平卧，全身肌肉放松，尽力排除肌肉活动的影响 （4）室温18-25，排除环境温度的影响 基础代
8、谢率与年龄，性别及身材大小有关（见表）,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体表面积（m2）=0.0061 身高（cm）+0.0128 体重（kg）0.1529简易法,3、 基础代谢率的测定和其正常值,基础代谢率,=,耗氧量氧热价,体表面积,100%,呼吸商为0.82时的氧热价为20.19KJ,BMR正常值：101520可能是病态,4、 基础代谢率的临床意义 有助于诊断某些疾病甲低：-40- -20，甲亢： +25%-+80% 发烧：体温每升高1，BMR升高13%基础代谢率：发热、糖尿病、红细胞增多症、白血病、肾上腺皮质功能亢进、有呼吸困难的
9、心脏病等 基础代谢率 ：阿狄森病、肾病综合征、病理性饥饿、垂体性肥胖等,第二节 体温及其调节 一、体温及其正常变动 （一）体温*概念：通常是指机体深部温度，比较稳定体核温度(深部温度)与体表温度意义：体温的相对恒定是机体新陈代谢和一切生命活动正常进行的必需条件。体温过高、过低都会影响酶的活性，导致生理功能的障碍，甚至造成死亡。如T 22心跳停止；T 43酶变性而死亡;T = 27低温麻醉,在不同环境温度下人体体温分布图,*正常值：通常体温的测量部位为腋窝、口腔和直肠温1.肛温：正常为36.937.9。2.口温：约比肛温低0.2,为36.737.7。3.腋温：约比口腔低0.3,为36.037.4
10、。肛温比较接近机体深部的温度，但由于测试不便，临床常用口温和腋温。测定腋温时要注意夹紧体温计和测量时间（约需10min）。另外，科研中还常用食管温度（=体核温度）、鼓膜温度（=下丘脑温度）,（二） 体温的正常变动（一般不超过1) 1、昼夜变化:昼夜节律:人的体温在一昼夜中呈现周期性波动一般是清晨26h时最低，下午28h最高体温的昼夜节律是生物节律的表现之一,与人昼动夜息的生 活规律，以及代谢、血液循环、呼吸等机能的相应周期性变化有关长期夜间工作的人，上述周期性变化可以发生颠倒2、性别:女子比男子高0.3 度 女子基础体温随月经周期而变动、排卵日最低(如图),3、年龄：新生儿体温成年人老年人体温
11、随着年龄的增长有逐渐降低的趋势（与代谢率降低逐渐有关），大约每增长10岁，体温约降低0.05。1416岁的青年人体温与成年人相近新生儿（特别是早产儿）由于体温调节机构尚未发育完善、老年人由于调节能力差，易受环境温度的影响 4、肌肉活动肌肉活动时，肌肉代谢明显增强，产热增加，可使体温暂时升高12。所以测体温时，要先让受试者安静一段时间，小儿应防止其哭闹 5、环境温度,（三） 皮肤温度与平均温度机体最外层的温度称为皮肤温度各部位差别较大，且与局部血流有关1、平均皮肤温度 Tmst=0.2(T小腿+T大腿）+0 .3（T胸+T上臂）2、平均温度 Tmbt=aTcore+(1-a) Tmst,二、 机
12、体的产热和散热 人体正常体温的维持，是在体温调节机构的协调和控制下，产热和散热过程达到动态平衡的结果 （一）产热1、主要产热器官： 内脏器官、骨骼肌、脑 安静时：内脏器官 （特别是肝脏、其次是脑）运动或劳动时：骨骼肌 占90,2、机体的产热形式*战栗产热：骨骼肌紧张性增强的基础上发生的不随意的节律性收缩(频率为10-20次/分)特点：屈肌和伸肌同时收缩，不做外功但产热量很高 机制：冷感觉器 传入神经 战栗的初级运动中枢（下丘脑后部背外侧靠近第三脑室壁）脑干 前角运动神经元 传出神经 战栗寒冷性肌紧张(战栗前肌紧张)*非战栗产热 (又称代谢产热)机体所有的组织器官都能进行代谢产热但褐色脂肪组织的
13、产热量最大（约占70%）,3、产热活动的调节 （1）体液调节*甲状腺激素（主）：作用缓慢、持久*E、NE、GH：作用迅速、时间短 （2）神经调节：寒冷刺激时交感神经兴奋肾上腺髓质活动肾上腺素、去甲肾上腺素释放 产热机体在寒冷环境几周后下丘脑TRH 腺垂体TSH 甲状腺 T3、T4 代谢率(增加45倍) 产热量,（二）散热过程散热部位: 主：皮肤次：肺、尿、粪 (如表)散热方式：当外界气温低于人体表层温度时，人体主要 通过辐射、传导和对流方式散热，其散热量约占总量70当外界温度接近或高于皮肤温度时，机体的散热是依靠蒸发方式散热,面积大 与外界接触 血流丰富 有汗腺,1、皮肤散热方式 (1) 辐射
14、散热是机体以热射线（红外线）形式将热能传给外界较冷物体的一种散热方式 *条件：体表温度高于环境温度 *影响因素：体表温度与环境温度差有效辐射面积 在高温环境中作业（如舰船、炼钢人员）,因环境温度高于皮肤温度，机体不仅不能辐射散热，反而会吸收周围的热量，故易发生中暑,(2)传导散热是指机体将热量直接传给同它接触的较冷的物体的一种散热方式。与皮肤接触物体的温度差 *影响因素 与皮肤接触面积的大小与皮肤接触物体的导热性能 水的导热性好，因此临床上常利用冷水袋或冰袋为高热患者降温 脂肪的导热性差，因而肥胖者炎热的天气易出汗,(3) 对流散热 指通过气体或液体的流动散发体热的形式，是传导散热的一种特殊形
15、式 *影响因素：气温、风速 衣服覆盖于体表，不易实现对流；棉、毛纤维间的空气不易流动，因此增加衣着可以保温御寒 若在较密闭的高温环境中（如船舱内）或闷热气候，因空气对流差，易发生中暑,(4)蒸发散热通过水分从体表蒸发散热的一种方式蒸发1g水散热2.43kJ 环境温度超过体表温度时，唯一的散热方式。 *影响因素：湿度大，不易散热风速大，散热快 *蒸发散热分不感蒸发和出汗,a、不感蒸发：水分直接透出皮肤和粘膜表面，在未聚成明显的水滴以前便蒸发掉的一种散热方式，在蒸发表面上弥漫性进行（不显汗）,皮肤: 0.6-0.8L/d （2/3) 呼吸: 0.2-0.4L/d(1/3),1L/d,临床上给病人补
16、液时应考虑到由不感蒸发丢失的体液量b、出汗：又称可感蒸发人在安静状态下，当环境温度达到30左右时，便开始发汗；如果空气湿度大、衣着又多时，气温达25便可发汗；机体活动时，由于产热量虽然环境温度低于20亦可发汗 发汗速度取决于参活 动的汗腺数量和它的活动强度,*影响因素：劳动强度、环境温度、湿度、风速等 劳动、气温 出汗速度 散热湿度 蒸发困难出汗风速 蒸发容易出汗*中暑： 指因高温环境或受到烈日的暴晒而引起的疾病高温、高湿、小风速（或无风）环境辐射、传导、 对流的散热停止，蒸发散热困难 体热淤积中暑发汗散热是通过汗液蒸发吸收体表热量实现的，若将汗液擦掉则不能起到蒸发散热的效果；汗腺缺乏(如烧伤病人)或汗腺分泌障碍者，在热环境中就可导致体温升高危及生命,
