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1、第七章第七章 能量代谢与体温能量代谢与体温第一节第一节 能能 量量 代代 谢谢第二节第二节 体体 温温 第一节第一节 能量代谢能量代谢 能能量量代代谢谢: :指指体体内内物物质质代代谢谢过过程程中中所所伴随的能量释放、转移、贮存和利用。伴随的能量释放、转移、贮存和利用。一、食物的能量转化一、食物的能量转化（一一）ATPATP的的合合成成与与分分解解是是体体内内能能量量转转化化和和利利用的关键环节（略）用的关键环节（略）（二）几种主要营养物质的能量转化（二）几种主要营养物质的能量转化 1.1.糖糖（carbohydratecarbohydrate）: :人人体体所所需需要要的的能能量量大大部部分
2、分由由糖糖提提供供；有有氧氧氧氧化化与与无无氧氧酵酵解解的的意意义义；脑脑组组织织所所需需能能量量则则主主要要来来源于糖的有氧氧化。源于糖的有氧氧化。 2.脂肪（脂肪（fat）：主要是贮存和供能。）：主要是贮存和供能。体重指数体重指数=体重（体重（kg）/身高（身高（m）的平方。的平方。3.蛋白质（蛋白质（protein）：长期饥饿或）：长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量来源。极度消耗时，才成为主要能量来源。能量的利用能量的利用能量平衡能量平衡氧债二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定（一）几个基本概念（一）几个基本概念食食物物的的热热价价:1食食物物在在体体内内氧氧化化或或在在体体外外燃燃烧
3、时所释放出来的热量，称为食物的热价。烧时所释放出来的热量，称为食物的热价。食食物物的的氧氧热热价价：某某种种食食物物氧氧化化时时,每每消消耗耗1L氧所产生的热量称为该种食物的氧热价。氧所产生的热量称为该种食物的氧热价。呼吸商（呼吸商（RQ）：）：某种营养物质被氧化时，某种营养物质被氧化时，一定时间内，机体的一定时间内，机体的CO2产生量与耗产生量与耗O2量的量的比值。比值。RQCO2产生量产生量/耗耗O2量量 由于各种食物在体内氧化时的耗由于各种食物在体内氧化时的耗O O2 2量、量、COCO2 2产产生量的不同，故各种食物的呼吸商不同。根据生量的不同，故各种食物的呼吸商不同。根据RQRQ可可
4、估计某一段时间内机体氧化各种食物的比例：估计某一段时间内机体氧化各种食物的比例：三种营养物质氧化的几种数据三种营养物质氧化的几种数据 物物 质耗氧量质耗氧量 产产COCO2 2量量 物理热价物理热价 生物热价生物热价 氧热价氧热价 呼吸商呼吸商(L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/g) (R Q)(L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/g) (R Q) 糖糖 0.83 0.83 17.15 17.15 20.66 1.000.83 0.83 17.15 17.15 20.66 1.00 脂脂 肪肪 2.03 1.43 39.75 39.75 18.93
5、 0.712.03 1.43 39.75 39.75 18.93 0.71 蛋白质蛋白质 0.95 0.76 23.43 17.99 18.93 0.800.95 0.76 23.43 17.99 18.93 0.80 RQRQ1.0 1.0 氧化氧化糖；糖； RQRQ0.71 0.71 氧化氧化脂肪脂肪 RQ0.8氧化氧化蛋白质蛋白质； RQRQ0.850.85混合饮食；混合饮食； 非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商(NPRQ):(NPRQ):指一定时间内，指一定时间内，机体氧化非蛋白食物时的机体氧化非蛋白食物时的COCO2 2产生量与耗产生量与耗O O2 2量的比值。量的比值。 整体产生整体产生CO
6、CO2 2总量分解蛋白产生总量分解蛋白产生COCO2 2量量 NPRQ NPRQ 整体耗整体耗O O2 2总量分解蛋白耗总量分解蛋白耗O O2 2量量 分解蛋白产生分解蛋白产生COCO2 2量量= = NPNP6.256.250.76(L)0.76(L) 分解蛋白耗分解蛋白耗O2O2量量= NP= NP6.256.250.94(L)0.94(L)6.25=6.25=每产生每产生1g1g尿氮尿氮(NP)(NP)需氧化蛋白需氧化蛋白6.25g6.25g0.76(L)=0.76(L)=每氧化每氧化1g1g蛋白的产生蛋白的产生CO2CO2量量0.94(L)=0.94(L)=每氧化每氧化1g1g蛋白的耗
7、蛋白的耗O2O2量量非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商(NPRQ)(NPRQ)及氧热价见及氧热价见: :表表7-27-2（二）能量代谢的测定原理和方法（二）能量代谢的测定原理和方法 遵循遵循“能量守恒定律能量守恒定律” 食物中的化学能食物中的化学能=热能热能+外功外功1.直接测热法直接测热法2.间接测热法间接测热法： 定比定律定比定律:反应物的量与产物的量之间呈一定反应物的量与产物的量之间呈一定 的比例关系的比例关系 间接测热法原理：是利用间接测热法原理：是利用“定比定律定比定律” ，测算出一定时间内氧化的糖、脂肪和蛋，测算出一定时间内氧化的糖、脂肪和蛋白质各有多少，根据食物的氧热价和呼吸白质各有多少，
8、根据食物的氧热价和呼吸商再计算出它们所释放出的热量。商再计算出它们所释放出的热量。 间接测热法步骤间接测热法步骤： 测定测定COCO2 2产生量和耗产生量和耗O O2 2量量 测定尿氮量测定尿氮量, ,计算氧化蛋白质的产热量计算氧化蛋白质的产热量 计算出计算出NPRQNPRQ： 查出非蛋白食物氧热价查出非蛋白食物氧热价 计算出非蛋白食物的产热量计算出非蛋白食物的产热量 能量代谢计算：能量代谢计算： 简易法简易法： 将将混混合合膳膳食食的的RQRQ定为定为0.820.82； 测测 定定 6min6min的的 耗耗 O O2 2量；量； 能量代谢计算：能量代谢计算：= = 耗耗O O2 2量量氧热
9、价。氧热价。三、影响能量代谢的因素三、影响能量代谢的因素( (一一) )肌肉活动肌肉活动( (二二) )精神活动精神活动( (三三) )食物的特殊动食物的特殊动 力效应力效应( (四四) )环境温度环境温度 表表7-3 7-3 机体不同状态时机体不同状态时 的能量代谢率的能量代谢率 状态状态 产热量产热量(KJ/m(KJ/m2 2.min) .min) 躺卧躺卧 2.732.73开会开会 3.403.40擦窗子擦窗子 8.308.30洗衣洗衣 9.899.89扫地扫地 11.3711.37打排球打排球 17.5017.50打篮球打篮球 24.2224.22踢足球踢足球 24.9824.98(
10、(二二) )精神活动精神活动人在平静地思考问题时，能量代谢受人在平静地思考问题时，能量代谢受到的影响不大，产热量增加不超过到的影响不大，产热量增加不超过4%4%。 但但精精神神处处于于紧紧张张状状态态( (烦烦躁躁、恐恐惧惧、情情绪绪激激动动等等) )时时，由由于于会会导导致致无无意意识识的的肌肌肉肉紧紧张张性性增增强强、交交感感神神经经兴兴奋奋及及促促进进代代谢谢的的内内分分泌泌激激素素释释放放增增多多等等原原因因，产产热热量量可可显著增加。显著增加。( (三三) )食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应人人进进食食后后一一段段时时间间内内( (从从进进食食后后1h1h开开始始, ,持持续续7
11、 78h),8h),即即使使同同样样处处于于安安静静状状态态, ,但但产产热热量量却却比比进进食食前前有有所所增增加加，食食物物能能刺刺激激机机体体额额外消耗能量的现象称为外消耗能量的现象称为食物的特殊动力效应。食物的特殊动力效应。 各各种种营营养养物物质质的的食食物物特特殊殊动动力力效效应应不不同同，进进食食蛋蛋白白质质时时产产热热量量增增加加3030，混混合合性性食食物物增加增加1010，糖和脂肪增加，糖和脂肪增加4 46 6。 其其产产生生的的机机制制尚尚不不十十分分清清楚楚，可可能能与与食食物物在在消消化化道道内内的的消消化化和和吸吸收收无无关关，而而与与肝肝脏脏处处理氨基酸或合成糖原
12、等过程有关。理氨基酸或合成糖原等过程有关。( (四四) )环境温度环境温度 1.1.人人体体安安静静时时的的能能量量代代谢谢, ,在在20203030的环境中较为稳定，且的环境中较为稳定，且最低最低。 2.2.环环境境温温度度超超过过3030，能能量量代代谢谢率率增增加，发汗、呼吸、循环加强加，发汗、呼吸、循环加强 3.3.当环境温度低于当环境温度低于2020时，随着温度时，随着温度的不断下降，机体产生寒战和肌紧张增的不断下降，机体产生寒战和肌紧张增加以御寒，同时增加能量代谢率。加以御寒，同时增加能量代谢率。 四、基础代谢四、基础代谢( (一一) ) 概念概念 1.1.基础代谢：基础代谢：机体
13、在基础状态下的能量代谢。机体在基础状态下的能量代谢。 基础状态的条件如下基础状态的条件如下： 清晨空腹，即禁食清晨空腹，即禁食121214h14h，前一天应清淡、，前一天应清淡、不要太饱的饮食，不要太饱的饮食，以排除食物特殊动力效应的影响以排除食物特殊动力效应的影响。 平平卧卧，全全身身肌肌肉肉放放松松，尽尽力力排排除除肌肌肉肉活活动动的的影响影响。 清醒且情绪安闲，清醒且情绪安闲，以排除精神紧张的影响以排除精神紧张的影响。 室温室温20-2520-25，排除环境温度的影响排除环境温度的影响。 2.2.基基础础代代谢谢率率(BMR)(BMR)：基基础础状状态态下下单单位位时时间间内内的的能能量
14、代谢。量代谢。以每小时每平方米体表面积的产热量为单位以每小时每平方米体表面积的产热量为单位 表表7-4 研研究究表表明明, ,机机体体能能量量代代谢谢率率与与体体重重相相关关性性不不明明显显, ,而而与与体表面积体表面积基本上成正比。基本上成正比。 人体表面积推算人体表面积推算: : 公公式式计计算算：0.00610.0061身身 高高 （ cm)cm) 0.01280.0128体体 重重(kg)(kg)0.15290.1529 体体表表面面积积测测算算图图测测出出。( (二二)BMR)BMR的测定和正常值的测定和正常值 1.BMR1.BMR的测定的测定:(:(通常采用简易法通常采用简易法)
15、) BMRBMR随随性性别别、年年龄龄的的不不同同而而有有差差异异：男男性性高高于于同同年年龄组女性；儿童高于成人；年龄越大，代谢率越低龄组女性；儿童高于成人；年龄越大，代谢率越低2.BMR2.BMR正常值：正常值：101015152020可能是病态可能是病态甲亢：甲亢：+25+25+80%+80%；甲减：；甲减：-20%-20%-40%-40%发烧：体温每升高发烧：体温每升高11，BMRBMR升高升高13%.13%.第二节第二节 体温及其调节体温及其调节一、体温一、体温概概念念：指指身身体体深深部部的的平平均均温度，即深部温度温度，即深部温度。意意义义：体体温温的的相相对对恒恒定定是是机机体
16、体新新陈陈代代谢谢和和一一切切生生命命活活动正常进行的必需条件。动正常进行的必需条件。（一）表层体温和深（一）表层体温和深部体温部体温 1.1.肛温：正常为肛温：正常为36.936.937.937.9。 2.2.口温：约比直肠低口温：约比直肠低0.2,0.2,为为36.736.737.737.7。 3.3.腋温：约比口腔低腋温：约比口腔低0.5,0.5,为为36.036.037.437.4。 临床常用口温和腋温。测定腋温时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（约需要注意夹紧体温计和测量时间（约需10min10min）。）。（二）体温的生理变动（二）体温的生理变动 1.1.昼
17、夜节律变化昼夜节律变化 人人的的体体温温在在一一昼昼夜夜中中呈呈现现周周期期性性波波动，称为体温的昼夜节律。动，称为体温的昼夜节律。 清晨清晨2-62-6时最低时最低, ,午后午后1-61-6时最高时最高. . 生物钟生物钟: :下丘脑的视交叉上核下丘脑的视交叉上核 2.2.性别差异性别差异 成年女子体温平均比男子高成年女子体温平均比男子高0.30.3 女子体温随月经周期而产生周期性女子体温随月经周期而产生周期性变动。排卵日最低变动。排卵日最低 卵泡期卵泡期黄体期黄体期3.3.年龄差异年龄差异 新生儿体温成年人老年人。新生儿体温成年人老年人。 4.4.其他其他 肌肉活动时，肌肉代谢明显增强，产
18、热肌肉活动时，肌肉代谢明显增强，产热增加，增加， 情绪激动、精神紧张、进食等情况，都情绪激动、精神紧张、进食等情况，都会影响体温。会影响体温。 全身麻醉时，会因抑制体温调节中枢和全身麻醉时，会因抑制体温调节中枢和扩张血管的作用及骨骼肌松弛，使体温降低扩张血管的作用及骨骼肌松弛，使体温降低二、机体的产热和散热二、机体的产热和散热 ( (一一) )产产热过程热过程 1.1.主要产热器官主要产热器官： 安安静静状状态态，主主要要产产热热器器官官是是内内脏脏（尤尤其肝脏）。其肝脏）。 活动状态活动状态, ,主要产热器官是骨骼肌主要产热器官是骨骼肌。 2.产热形式产热形式 寒颤产热寒颤产热：骨骼肌不随意
19、的节律性收缩：骨骼肌不随意的节律性收缩 非寒颤产热非寒颤产热：又称代谢产热，通过提高组织：又称代谢产热，通过提高组织代谢率增加产热。代谢率增加产热。 棕色脂肪组织（棕色脂肪组织（BFT）产热量最大。）产热量最大。3.产热活动的调节产热活动的调节（1）体液调节：）体液调节：甲状腺激素甲状腺激素是调节产热活动最重要的体液是调节产热活动最重要的体液因素（慢、长）、肾上腺素、去甲肾上腺素、生长素（快、短）因素（慢、长）、肾上腺素、去甲肾上腺素、生长素（快、短）（2）神经调节：）神经调节： 交感神经兴奋交感神经兴奋肾上腺髓质肾上腺髓质肾上腺素、去甲肾上腺素肾上腺素、去甲肾上腺素 下丘脑下丘脑TRH腺垂体
20、腺垂体TSH甲状腺甲状腺T3、T4 机体在寒冷环境几周后机体在寒冷环境几周后甲状腺甲状腺T3、T4 代谢率代谢率( (增加增加4 45 5倍倍) ) 产热量产热量特点特点： 作用缓慢，作用缓慢， 维持时间长。维持时间长。寒冷刺激时寒冷刺激时交感交感-肾上腺髓质肾上腺髓质 NE、E产热量产热量特点特点： 作用迅速作用迅速， 维持时间短。维持时间短。 ( (二二) )散热散热散热部位散热部位：皮肤皮肤面积大面积大与外界接触与外界接触血流丰富血流丰富有汗腺有汗腺肺、尿、粪肺、尿、粪 2. 2.散热方式散热方式： 辐射散热（辐射散热（thermal radiation） 传导散热（传导散热（therm
21、al conduction） 对流散热（对流散热（thermal convection） 蒸发散热（蒸发散热（evaporation） 辐射散热辐射散热： 指指体体热热以以热热射射线线形形式式传传给给温温度度较较低低的周围环境中的散热方式。的周围环境中的散热方式。 辐射散热量的多少取决辐射散热量的多少取决 机体的有效辐射面积机体的有效辐射面积传导散热传导散热： 指体热直接传给与机体相接触的低指体热直接传给与机体相接触的低温物体的散热方式。温物体的散热方式。皮肤与环境的温度差皮肤与环境的温度差 传导散热量取决传导散热量取决 水水的的导导热热性性好好，因因此此临临床床上上常常利利用用冷冷水袋或冰袋
22、为高热患者降温。水袋或冰袋为高热患者降温。 脂脂肪肪的的导导热热性性差差，因因而而肥肥胖胖者者炎炎热热的的天气易出汗。天气易出汗。 与皮肤接触物体的温差与皮肤接触物体的温差与皮肤接触面积的大小与皮肤接触面积的大小与皮肤接触物体的导热性与皮肤接触物体的导热性 对流散热对流散热： 指体热凭借气体或液体流动交换热量的指体热凭借气体或液体流动交换热量的散热方式。散热方式。 对流散热是传导散热的一种特殊形式。对流散热是传导散热的一种特殊形式。 对流散热量主要取决于对流散热量主要取决于 温度差、有效散热面积温度差、有效散热面积风速风速蒸发散热蒸发散热：（分不感蒸发和可感蒸发：（分不感蒸发和可感蒸发） 指体
23、液的水分在皮肤和粘膜表面由液态转指体液的水分在皮肤和粘膜表面由液态转化为气态，同时带走大量热量的散热方式。化为气态，同时带走大量热量的散热方式。当气温当气温体温时，蒸发是唯一的散热途径体温时，蒸发是唯一的散热途径 不不感感蒸蒸发发：又又称称不不显显汗汗。指指体体液液的的水水分分直直接接透透出出皮皮肤肤和和粘粘膜膜表表面面，在在未未聚聚成成明明显显水水滴滴前前蒸蒸发发掉掉的散热形式。的散热形式。 不不感感蒸蒸发发是是持持续续进进行行的的。人人体体不不感感蒸蒸发发量量约约1000ml/1000ml/日。日。 临临床床上上给给病病人人补补液液时时应应考考虑虑到到由由不不感感蒸发丢失的体液量。蒸发丢失
24、的体液量。 发汗：又称可感蒸发。发汗：又称可感蒸发。 人在安静状态下人在安静状态下，当环境温度达到当环境温度达到3030左左右时，便开始发汗右时，便开始发汗；如果空气湿度大、衣着又如果空气湿度大、衣着又多时，气温达多时，气温达2525便可发汗便可发汗；机体活动时，由机体活动时，由于产热量于产热量，虽然环境温度低于虽然环境温度低于2020亦可发汗。亦可发汗。 炎热的气候炎热的气候，短时间内发汗量可达短时间内发汗量可达1.5L/h1.5L/h。汗液汗液： 水分水分：9999 汗液流经汗腺排出管的起始部时，有汗液流经汗腺排出管的起始部时，有一部分一部分NaClNaCl可被重吸收，从而使最终排出的可被
25、重吸收，从而使最终排出的汗液成为低渗。汗液成为低渗。 机体大量出汗可造成高渗性脱水，要机体大量出汗可造成高渗性脱水，要补充大量的水份和适量的补充大量的水份和适量的aClaCl。固体固体：大部分为大部分为NaClNaCl其余为其余为KClKCl、尿素尿素、乳酸等乳酸等无葡萄糖和蛋白质无葡萄糖和蛋白质温热性发汗温热性发汗精神性发汗精神性发汗汗腺汗腺全身绝大部分汗腺分泌全身绝大部分汗腺分泌( (手掌、足跖除外）手掌、足跖除外）手掌、足跖、前额和腋窝等部位手掌、足跖、前额和腋窝等部位汗腺汗腺神经神经支配支配交感神经的胆碱能纤维交感神经的胆碱能纤维肾上腺素能神经纤维肾上腺素能神经纤维刺激刺激温热刺激温热
26、刺激情绪激动或精神紧张情绪激动或精神紧张意义意义加强散热，对体温调节加强散热，对体温调节有重要作用。有重要作用。与体温调节无关，可能与湿润手与体温调节无关，可能与湿润手掌和足跖，增加摩擦力有关。掌和足跖，增加摩擦力有关。 3.汗腺与汗腺活动的调节汗腺与汗腺活动的调节： 大汗腺（大汗腺（apocrine gland） 小汗腺（小汗腺（eccrine gland） 发汗的调节发汗的调节4 4 循环系统在散热中的作用循环系统在散热中的作用辐射、传导和对流等散热量的多少取决于皮肤和环境之辐射、传导和对流等散热量的多少取决于皮肤和环境之间的温度差间的温度差皮肤温度的高低与皮肤血流量有关皮肤温度的高低与皮
27、肤血流量有关体温调节中枢通过改变交感神经紧张性控制皮肤血管的体温调节中枢通过改变交感神经紧张性控制皮肤血管的口径，调节皮肤血流量口径，调节皮肤血流量图图7-5 7-5 皮肤血管结构模式图皮肤血管结构模式图水平箭头表示血流方向；垂直箭头表示热量传递方向水平箭头表示血流方向；垂直箭头表示热量传递方向三、体温调节三、体温调节行为性体温调节行为性体温调节behavioral thermoregulationbehavioral thermoregulation自主性体温调节自主性体温调节autonomic thermoregulationautonomic thermoregulation( (一一)
28、 )温度感受器温度感受器 1.1.外周温度感受器外周温度感受器 分布：分布：全身皮肤、某些粘膜和腹腔内脏等处。全身皮肤、某些粘膜和腹腔内脏等处。 类型：温觉感受器和冷觉感受器类型：温觉感受器和冷觉感受器 作作用用：温温度度感感受受器器传传入入冲冲动动到到达达中中枢枢后后，除除产生温觉之外，还能引起体温调节反应。产生温觉之外，还能引起体温调节反应。 2.2.中枢性温度敏感神经元中枢性温度敏感神经元 分类：分类：热敏神经元热敏神经元和和冷敏神经元冷敏神经元 局部温度局部温度热敏神经元冲动发放频率热敏神经元冲动发放频率 局部温度局部温度冷敏神经元冲动发放频率冷敏神经元冲动发放频率 分布分布：下丘脑、
29、脑干网状结构和脊髓等：下丘脑、脑干网状结构和脊髓等处处PO/AHPO/AH变动变动0.1(370.1(37）加温加温PO/AHPO/AH热敏热敏N N元元+ + 散热反应散热反应产热反应产热反应冷却冷却PO/AHPO/AH冷敏冷敏N N元元+ + 散热反应散热反应产热反应产热反应温敏温敏N N元还对外周传入的温度变化信息及致热物质反应元还对外周传入的温度变化信息及致热物质反应 ( (二二) )体温调节中枢体温调节中枢虽虽然然从从脊脊髓髓到到大大脑脑皮皮层层的的整整个个CNSCNS中中都存在调节体温的中枢结构。都存在调节体温的中枢结构。 但但基基本本中中枢枢位位于于视视前前区区- -下下丘丘脑脑前前部部（PO/AHPO/AH ）。对对中中脑脑、延延髓髓、脊脊髓髓、皮皮肤肤等等处处传传入入的的温温度度信信息息发发生生反反应应，以以及及能能直直接接对对致致热热物物质质、5-HT5-HT、NENE等等物物质质发发生反应。生反应。( (三三) )体温体温调定点调定点学说学说干扰因素：干扰因素：致热原使致热原使调定点调定点孕激素使孕激素使调定点调定点图7-7 下丘脑温度变化与温度敏感神经元放电频率曲线（模式图）W 、 W ， C 、 C ， S 、 S 分别表示正常及发热时热敏神经元 放电特性、冷敏神经元放电特性及体温调定点
