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1、第七章第七章能量代谢能量代谢Energymetabolism中山医学院中山医学院中山医学院中山医学院 生理教研室生理教研室生理教研室生理教研室 向秋玲向秋玲向秋玲向秋玲能量代谢能量代谢（energymetabolism)：伴随伴随着着物质代谢进行的，能量的释物质代谢进行的，能量的释放、转移放、转移、贮存贮存和和利用的全过程利用的全过程（一）三磷酸腺苷是体内能量转化和利（一）三磷酸腺苷是体内能量转化和利用的关键物质用的关键物质1.ATP是能量的直接提供者是能量的直接提供者2.CP(磷酸肌酸磷酸肌酸)是是ATP的贮存库的贮存库（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.糖糖
2、2.脂肪脂肪3.蛋白质蛋白质一、机体能量的来源、转化和利用一、机体能量的来源、转化和利用1.糖糖70%能量由糖提供能量由糖提供葡萄糖葡萄糖糖原糖原2.脂肪：主要能源物质贮存形式脂肪：主要能源物质贮存形式外源性脂肪（食物）外源性脂肪（食物）内源性脂肪（糖、氨基酸）内源性脂肪（糖、氨基酸）特点：供能仅次于糖（特点：供能仅次于糖（40%-50%）3.蛋白质：特殊情况下供能，主要用于合蛋白质：特殊情况下供能，主要用于合成细胞成分或生物活性物质成细胞成分或生物活性物质二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定（一）与能量代谢测定有关的几个概念（一）与能量代谢测定有关的几个概念1.食物的食物的热价热价（ther
3、malequivalentoffood）1 1克某种食物氧化（或在体外燃烧）时所释克某种食物氧化（或在体外燃烧）时所释放的热量。热价有放的热量。热价有生物热价生物热价（体内氧化释放的（体内氧化释放的热量）和热量）和物理热价物理热价（体外燃烧释放的热量）之（体外燃烧释放的热量）之分。分。2.食物的食物的氧热价氧热价（thermalequivalentofoxygen）某种食物氧化时每消耗某种食物氧化时每消耗1 1升氧所产生的热量。升氧所产生的热量。3.呼吸商呼吸商（respiratoryquotient,RQ）一定时间内机体呼出的一定时间内机体呼出的COCO2 2量与吸入的量与吸入的O O2 2
4、量的比量的比值（值（COCO2 2O O2 2）。）。 产生产生的的COCO2 2 molmol数数 产生产生的的COCO2 2 mlml数数RQ RQ 消耗消耗的的O O2 2 mol mol数数 消耗消耗的的O O2 2 ml ml数数非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商（non-proteinrespiratoryquotient,NPRQ）糖和脂肪按不同比例混合氧化时所产生的糖和脂肪按不同比例混合氧化时所产生的COCO2 2的量与消耗的的量与消耗的O O2 2量的比值。量的比值。（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1.直接测热法直接测热法2.间接测热法间接测热法3.耗氧量与
5、耗氧量与CO2产量的测定方法及临床应用产量的测定方法及临床应用自学内容自学内容肌肉活动肌肉活动：提高提高代谢率代谢率精神活动：精神活动：通过引起肌紧张和激素释放来通过引起肌紧张和激素释放来提高代谢率提高代谢率食物的特殊动力效应：食物的特殊动力效应：进食能刺激机体产进食能刺激机体产生额外的热量消耗生额外的热量消耗环境温度：环境温度：在在20203030时最稳定，温度升时最稳定，温度升高或降低都提高代谢率高或降低都提高代谢率 体表面积体表面积重点重点三、影响能量代谢的主要因素三、影响能量代谢的主要因素基础代谢基础代谢（basalmetabolism）：在在基础状态基础状态下的能量代谢。下的能量代谢
6、。基础代谢率基础代谢率（basalmetabolismrate，BMR）：在基础状态下单位时间内的能量代谢。在基础状态下单位时间内的能量代谢。以每小时，每平方米以每小时，每平方米体表面积体表面积的产热量为单位，的产热量为单位，以以kJ/m2.h表示。表示。四、基础代谢四、基础代谢简略法简略法 例：呼吸商例：呼吸商0.820.82 查表查表得氧热价得氧热价20.18 20.18 KJKJL L, , 实实际测得一际测得一2020岁男子基础状态下岁男子基础状态下1 1小时耗氧量为小时耗氧量为15 15 L Lh h，由身高和体重根据公式计算出由身高和体重根据公式计算出体表面积体表面积为为1.51.
7、5m m2 2, , 则他的则他的BMRBMR为：为： 20.18 20.18 KJKJL 15 LL 15 Lh 1.5mh 1.5m2 2 201.8 KJ 201.8 KJ(m(m2 2h)h)查表查表得得2020岁男子的正常岁男子的正常BMRBMR为为157.8 157.8 KJKJ(m(m2 2h)h)，所以此人超出正常值的所以此人超出正常值的（201.8201.8157.8157.8）157.8100%157.8100%28%28%基础代谢率的计算基础代谢率的计算 10 1015%15% 正常正常 超过超过20% 20% 病态病态 是临床上是临床上甲状腺疾病甲状腺疾病的重要诊断方法
8、。的重要诊断方法。 甲状腺机能亢进甲状腺机能亢进、发热、糖尿病、红细胞增、发热、糖尿病、红细胞增多症、白血病及伴有呼吸困难的心脏病等引起多症、白血病及伴有呼吸困难的心脏病等引起BMRBMR升高；升高； 甲状腺、肾上腺、脑垂体机能低下甲状腺、肾上腺、脑垂体机能低下、病理性、病理性饥饿、阿狄森病、肾病综合症及垂体性肥胖症等饥饿、阿狄森病、肾病综合症及垂体性肥胖症等引起引起BMRBMR降低降低基础代谢率变化的意义基础代谢率变化的意义第八章第八章 体温及其调节体温及其调节（一）（一）体表温度和体核温度体表温度和体核温度体温：体温：身体深部的平均温度，即体核温度。身体深部的平均温度，即体核温度。直肠：直
9、肠：36.937.9口腔：口腔：36.737.7腋窝：腋窝：36.037.4 重点重点一、体温一、体温1.昼夜节律昼夜节律（circadianrhythm）：）：2.清晨清晨26点，最低；午后点，最低；午后16点，最高点，最高2.性别影响性别影响女较男高约女较男高约0.30.3，月经周期月经周期3.年龄影响年龄影响4.肌肉活动肌肉活动4.其它其它:紧张、激动、进食等紧张、激动、进食等（二）体温的正常变动（二）体温的正常变动1.平均平均皮肤体温皮肤体温Tmst=0.2(T小腿小腿+T大腿大腿）+0.3(T胸胸+T上臂上臂)2.平均体温平均体温Tmbt=Tcore+(1-)Tmst自学内容自学内容
10、（三）皮肤温度和平均体温（三）皮肤温度和平均体温二、机体的产热与散热二、机体的产热与散热动态平衡动态平衡（一）产热（一）产热1.主要主要产热器官产热器官：肝、骨骼肌肝、骨骼肌2.机体的产热形式机体的产热形式寒战产热寒战产热shiveringthermogenesis战栗：骨骼肌发生不随意的节律性收缩战栗：骨骼肌发生不随意的节律性收缩特点：不做外功，产热量很高。特点：不做外功，产热量很高。非寒战产热非寒战产热non-shiveringthermogenesis代谢产热：代谢产热：褐色脂肪组织的产热量最大褐色脂肪组织的产热量最大3.产热活动的调节产热活动的调节体液调节：体液调节：甲状腺激素甲状腺激
11、素（作用缓慢，持续时间长）（作用缓慢，持续时间长）肾上腺素、去甲肾上腺素肾上腺素、去甲肾上腺素神经调节：神经调节：寒冷寒冷交感神经系统交感神经系统肾上腺髓质肾上腺髓质肾肾上腺素、去甲肾上腺腺素上腺素、去甲肾上腺腺素产热产热寒冷寒冷中枢神经系统中枢神经系统下丘脑释放促甲状下丘脑释放促甲状腺素释放激素腺素释放激素垂体促甲状腺素垂体促甲状腺素甲状腺甲状腺甲甲状腺激素状腺激素产热产热（1）辐射散热辐射散热（thermalradiation）：人人体以体以热射线热射线（红外线）的形式将体热传给（红外线）的形式将体热传给外界的散热形式。外界的散热形式。取决于皮肤与环境间的温度差、有效辐取决于皮肤与环境间的
12、温度差、有效辐射面积。射面积。（二）散热（二）散热1、散热方式、散热方式（2）传导散热传导散热（thermalconduction）：机体的热量直接传给同它机体的热量直接传给同它接触接触的较冷物体的较冷物体的散热形式。的散热形式。取决于皮肤与物体的温度差、接触面积、取决于皮肤与物体的温度差、接触面积、物体导热度。物体导热度。（3）对流散热对流散热（thermalconvection）：通过通过气体来交换气体来交换热量的散热方式。热量的散热方式。取决于风速、皮肤与物体的温度差和有取决于风速、皮肤与物体的温度差和有效面积。效面积。（4）蒸发散热蒸发散热（evaporation）：机体通过体机体通过
13、体表水分的蒸发来散失体热的形式。表水分的蒸发来散失体热的形式。 不感蒸发不感蒸发 insensible perspiration insensible perspiration 人即使在低温环境中，皮肤和吸呼道也会不人即使在低温环境中，皮肤和吸呼道也会不断有水分渗出而蒸发掉，不为人们所觉察，与断有水分渗出而蒸发掉，不为人们所觉察，与汗腺的活动无关。汗腺的活动无关。 发汗发汗 sweatingsweating 通过汗腺主动分泌汗液的过程，又称可感通过汗腺主动分泌汗液的过程，又称可感蒸发。蒸发。注意注意散热形式取决于散热形式取决于 皮肤与周围环境的温度差皮肤与周围环境的温度差皮肤（温度）皮肤（温度
14、） 周围环境温度周围环境温度 四者四者皮肤（温度）皮肤（温度） 周围环境温度周围环境温度 蒸发蒸发/ /唯一唯一2121下散热方式及比例下散热方式及比例-辐射、传导、对流（辐射、传导、对流（70%70%）；皮肤水分蒸发）；皮肤水分蒸发（27%27%）；呼吸（）；呼吸（2%2%）；尿、粪（）；尿、粪（1%1%）2.汗液：汗液：汗腺细胞主动分泌、低渗的汗腺细胞主动分泌、低渗的3.汗腺与汗腺活动的调节汗腺与汗腺活动的调节大汗腺：与性功能有关大汗腺：与性功能有关小汗腺：见于全身皮肤。小汗腺：见于全身皮肤。温热性发汗温热性发汗：交感胆碱能纤维支配：交感胆碱能纤维支配参与体温调节参与体温调节精神性发汗精神
15、性发汗：交感肾上腺能纤维支配：交感肾上腺能纤维支配4.循环系统在散热反应中的作用循环系统在散热反应中的作用通过交感神经系统控制皮肤血管的口径以通过交感神经系统控制皮肤血管的口径以调节皮肤血流量，从而使散热量符合当时条件调节皮肤血流量，从而使散热量符合当时条件下体热平衡的要求。下体热平衡的要求。炎热炎热交感神经紧张度降低交感神经紧张度降低皮肤小动皮肤小动脉舒张，动脉舒张，动- -静脉吻合支开放静脉吻合支开放皮肤血皮肤血流量增加流量增加皮肤温度升高皮肤温度升高散热增加散热增加寒冷寒冷交感神经紧张度增加交感神经紧张度增加皮肤小动皮肤小动脉收缩，动脉收缩，动- -静脉吻合支关闭静脉吻合支关闭皮肤血皮肤
16、血流量减少流量减少皮肤温度降低、四肢热量皮肤温度降低、四肢热量逆逆流交换流交换系统形成系统形成散热减少散热减少逆流交换系统逆流交换系统：特殊的结构：深部静脉是和动脉相伴行的，特殊的结构：深部静脉是和动脉相伴行的，而且深部静脉呈网状围绕着动脉，即形成而且深部静脉呈网状围绕着动脉，即形成逆逆流交换系统流交换系统。三、三、体温调节体温调节 难点难点自主性体温调节自主性体温调节（autonomicthermoregulation）：）：由体温自身调节系统来完成的。由体温自身调节系统来完成的。行为性体温调节行为性体温调节（behavioralthermoregulation）：）：是对自主性体温调节反应
17、的补充。是对自主性体温调节反应的补充。自主性体温调节自主性体温调节（一）温度感受器（一）温度感受器1.外周温度感受器：外周温度感受器：游离神经末梢游离神经末梢存在于皮肤、粘膜和内脏中，分为存在于皮肤、粘膜和内脏中，分为冷觉感受器冷觉感受器和温觉感受器和温觉感受器 2. 2.中枢温度感受器：中枢温度感受器：神经元神经元存在于脊髓、脑干网状结构及下丘脑内的对温存在于脊髓、脑干网状结构及下丘脑内的对温度变化敏感的神经元，有热敏神经元、冷敏神经度变化敏感的神经元，有热敏神经元、冷敏神经元。元。 其中其中视前区视前区下丘脑前部下丘脑前部（POPOAHAH）中中热敏神热敏神经元经元较多；脑干网状结构及下丘
18、脑弓状核以较多；脑干网状结构及下丘脑弓状核以冷敏冷敏神经元神经元居多。居多。PO/AH中的某些温度敏感神经元能感受：中的某些温度敏感神经元能感受：1.局部脑温的变化局部脑温的变化2.感受下丘脑以外的部位，中脑、延髓、脊髓感受下丘脑以外的部位，中脑、延髓、脊髓以及皮肤、内脏等处的温度变化的传入信息以及皮肤、内脏等处的温度变化的传入信息3.感受致热原及其能影响体温的化学物质感受致热原及其能影响体温的化学物质5-HT、肾上腺素以及多种多肽类物质肾上腺素以及多种多肽类物质（二）体温调节中枢（二）体温调节中枢体温调节整合中枢：体温调节整合中枢：PO/AH实验依据：实验依据：1.广泛破坏广泛破坏PO/AH
19、区，体温调节的散热和产热反应区，体温调节的散热和产热反应都将明显减弱或消失都将明显减弱或消失2.体内各个部位的温度传入信息会聚于体内各个部位的温度传入信息会聚于PO/AH3.PO/AH中温度敏感神经元对温度信息进行整合的中温度敏感神经元对温度信息进行整合的模式同整体的体温调节器反应的型式是相似的模式同整体的体温调节器反应的型式是相似的4.PO/AH中温度敏感神经元对致热原及其能影响体中温度敏感神经元对致热原及其能影响体温的化学物质的反应型式同这些物质所引的体温表温的化学物质的反应型式同这些物质所引的体温表调节器反应是相对应的。调节器反应是相对应的。体温调节中枢：体温调节中枢：基本中枢在下丘脑，
20、下丘脑前部是散热中基本中枢在下丘脑，下丘脑前部是散热中枢，后部是产热中枢，枢，后部是产热中枢，POPOAHAH区是整合中枢区是整合中枢效应器：效应器：产热产热肝脏、骨骼肌；肝脏、骨骼肌；散热散热皮肤血管，汗腺皮肤血管，汗腺传入神经（途径）：传入神经（途径）：位于外周的躯体传入神经、内脏植物性神经及位于外周的躯体传入神经、内脏植物性神经及中枢的传入纤维内中枢的传入纤维内传出神经（途径）：传出神经（途径）： 躯体运动神经躯体运动神经 肾上腺素、去甲肾上腺素、甲状腺素肾上腺素、去甲肾上腺素、甲状腺素 支配皮肤粘膜血管的交感神经肾上腺素能纤维支配皮肤粘膜血管的交感神经肾上腺素能纤维 支配汗腺的交感神经
21、胆碱能纤维支配汗腺的交感神经胆碱能纤维调定点调定点是由是由POAH内的温度敏感神内的温度敏感神经元的特性决定的。经元的特性决定的。正常人正常人调定点调定点设在设在37（三）调定点学说与体温调节（三）调定点学说与体温调节发热：发热：发热机制发热机制体温调节功能无障碍体温调节功能无障碍，调定点上移，调定点上移中暑：中暑：体温调节功能失衡体温调节功能失衡（四）体温调节异常（四）体温调节异常低体温：低体温：人工冬眠人工冬眠寒冷环境：寒冷环境：浸于冰水浸于冰水20-30min，心脏骤停，心脏骤停能量代谢能量代谢l熟悉：能量代谢的定义熟悉：能量代谢的定义l了解：直接测热法了解：直接测热法l熟悉：间接测热法
22、熟悉：间接测热法l掌握：能量代谢的简易测算掌握：能量代谢的简易测算l掌握：影响能量代谢的因素掌握：影响能量代谢的因素l熟悉：基础代谢熟悉：基础代谢体温及其调节体温及其调节l掌握：体温的定义及其正常变动掌握：体温的定义及其正常变动l掌握：机体的产热和散热掌握：机体的产热和散热l掌握：体温调节掌握：体温调节返回营养营养物质物质产热量产热量(kJ/g)氧热价氧热价(kJ/L)呼吸商呼吸商(RQ)物理热价物理热价 生物热价生物热价糖糖蛋白质蛋白质脂肪脂肪1723.539.8171839.82118.819.71.000.800.71表表7-1三种营养物质氧化时的几种数据三种营养物质氧化时的几种数据直接
23、测热法（直接测热法（directcalorimetry）测定整个机体在单位时间内向外界环境发散的总热量。测定整个机体在单位时间内向外界环境发散的总热量。间接测热法（间接测热法（indirectcalorimetry）利用化学反应的定比关系，查出一定时间利用化学反应的定比关系，查出一定时间内整个人体中氧化分解的糖、脂肪、蛋白质内整个人体中氧化分解的糖、脂肪、蛋白质各有多少，然后据此算出该段时间内整个机各有多少，然后据此算出该段时间内整个机体所释放出来的热量。体所释放出来的热量。C6H12O66O26CO26H2OH 间接测热法的简化法只须测定机体在一定时间内的间接测热法的简化法只须测定机体在一定时间内的耗氧量，再根据一定公式计算即可。耗氧量，再根据一定公式计算即可。清晨、清醒、静卧，未作肌肉活动；清晨、清醒、静卧，未作肌肉活动；前夜睡眠良好，测定时无精神紧张；前夜睡眠良好，测定时无精神紧张；测定前至少禁食测定前至少禁食1212小时；小时；室温室温20202525。此时体内能量消耗只用于维持一些基本此时体内能量消耗只用于维持一些基本的生命活动如呼吸、循环等，能量代谢比较稳的生命活动如呼吸、循环等，能量代谢比较稳定。定。基础状态：基础状态：
