生理学第七章能量代谢与体温精ppt课件.ppt

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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量代谢能量代谢: :物质代谢过程中所伴随的能量释放、转物质代谢过程中所伴随的能量释放、转 移、贮存和利用。移、贮存和利用。一、一、机体能量的来源与去路机体能量的来源与去路( (一一) )能量来源：能量来源：食物中的化学能食物中的化学能 1.1.糖糖: :供能供能(50-70(50-70) ) 代谢途径：有氧氧化代谢途径：有氧氧化 无氧酵解（唯一不需氧供能途径）无氧酵解（唯一不需氧供能途径） 红细胞：无氧酵解红细胞：无氧酵解脑组织：有氧氧化脑组织：有氧氧化对缺氧

2、非常敏感对缺氧非常敏感 代谢旺盛，糖原储备较少代谢旺盛，糖原储备较少对血糖依赖高对血糖依赖高2.2.脂肪：脂肪：储存能量储存能量+ +供能供能 3.3.蛋白质：蛋白质：组织自我更新组织自我更新+ +激素、酶生物活性物质激素、酶生物活性物质 很少很少( (长期饥饿或极度消耗时，才成为主要长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量来源能量来源) )。( (二二) )能量去路能量去路 1.1.热能热能:50%:50% 2.ATP: 2.ATP: 能量的直接提供者。能量的直接提供者。 能量储存的重要形式能量储存的重要形式 3.3.磷酸肌酸：磷酸肌酸：ATPATP储存库储存库二、能量代谢的测定二、能量代谢的测

3、定( (一一) )能量代谢测定的基本原理能量代谢测定的基本原理 能量代谢率：能量代谢率：单位时间内所消耗的能量单位时间内所消耗的能量. . 机体的能量代谢遵循机体的能量代谢遵循“能量守恒定律能量守恒定律” 测定单位时间内：测定单位时间内：1. 1. 总热量总热量+ +所做的外功所做的外功 2.2.消耗的食物量消耗的食物量 非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商(NPRQ):(NPRQ): 整体产生整体产生COCO2 2总量氧化蛋白总量氧化蛋白COCO2 2产生量产生量 NPRQ NPRQ 整体耗整体耗O O2 2总量氧化蛋白耗总量氧化蛋白耗O O2 2量量( (三三) )能量代谢的测定方法能量代谢的测定方法

4、1.1.直接测热法直接测热法: :安静状态安静状态 隔热装置中，单位时间散发的总热量。隔热装置中，单位时间散发的总热量。 2.2.间接测热法间接测热法：安静状态安静状态 间接测热法原理间接测热法原理：利用利用“定比定律定比定律” ” 。 C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+H 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，计算蛋白质的产热量测定尿氮量，计算蛋白质的产热量 因为氮占蛋白质重量的因为氮占蛋白质重量的16%16%， 氧化蛋白质的量（氧化蛋白质的量（g g）= =尿氮量尿氮量 (UN) (UN) 16% 16% = =尿

5、氮量尿氮量 (UN) (UN) 6.256.25 蛋白质的产热量蛋白质的产热量= =尿氮量尿氮量 (UN) (UN) 6.25 6.25 18.018.0三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 17.0 17.0 21.0 1.000.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.00 脂脂

6、 肪肪 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.711.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71 蛋白质蛋白质 0.95 0.76 23.5 0.95 0.76 23.5 18.0 18.0 18.8 0.80 18.8 0.80 计算出计算出NPRQ： 分解蛋白产生分解蛋白产生COCO2 2量量= UN= UN6.256.250.76(L)0.76(L) 分解蛋白耗分解蛋白耗O O2 2量量= UN= UN6.256.250.95(L)0.95(L)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

7、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 17.0 17.0 21.0 1.000.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.00 脂脂 肪肪 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.711.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71 蛋白质蛋白质 0.95 0.760.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.80 23.5 18.0 18.8 0.80 整体产生整体

8、产生COCO2 2总量分解蛋白产生总量分解蛋白产生COCO2 2量量 NPRQNPRQ 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量量查出非蛋白食物氧热价查出非蛋白食物氧热价非蛋白食物的产热量非蛋白食物的产热量:氧热价氧热价非蛋白食物耗氧量非蛋白食物耗氧量 非蛋白食物耗氧量非蛋白食物耗氧量=总耗总耗O2量分解蛋白耗量分解蛋白耗O2量量能量代谢计算：能量代谢计算：蛋白食物产热量蛋白食物产热量+非蛋白食物的产热量非蛋白食物的产热量简易法简易法： 测定测定CO2产生量和耗产生量和耗O2量；计算出量；计算出RQ视为视为NPRQ；查出；查出食物氧热价；食物氧热价；能量代谢计算能量代

9、谢计算= = 耗耗O O2 2量量NP氧热价氧热价。 基础状态的基础状态的NPRQ 定为定为0.820.82；测定；测定6min6min的耗的耗O O2 2量；能量量；能量代谢计算代谢计算= = 耗耗O O2 2量量 NP氧热价。氧热价。（4）测定耗）测定耗O2量和量和CO2产生量的方法产生量的方法 闭合式测定法闭合式测定法开放式测定法开放式测定法 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 肌肉活动对能量代谢肌肉活动对能量代谢的影响最大。的影响最大。 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

10、(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 17.0517.05打篮球打篮球 24.2224.22踢足球踢足球 24.9824.98持重机枪跃进持重机枪跃进 42.3942.39能量代谢率作为评价能量代谢率作为评价肌肉活动强度的指标肌肉活动强度的指标( (二二) )精神活动精神活动平静地思考问题时，能量代谢受到的影响平静地思考问题时，能量代谢受到的影响不大，其产热量一般不超过不大，其产热量一般不超过4%4%。 但精神处于紧张状态但精神处于紧张状态(

11、 (烦躁、恐惧、情绪激烦躁、恐惧、情绪激动等动等) )时，由于会导致无意识的时，由于会导致无意识的肌肉紧张肌肉紧张性增强、性增强、交感神经兴奋交感神经兴奋及及促代谢的内分泌激素促代谢的内分泌激素释放增多等释放增多等原因，产热量可显著增加。原因，产热量可显著增加。( (三三) )食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应概念：概念：进食刺激机体额外消耗能量的作用。进食刺激机体额外消耗能量的作用。 从进食后从进食后1h1h开始开始, ,持续持续7 78h8h。 进食蛋白质时产热量增加进食蛋白质时产热量增加3030，混合性食，混合性食物增加物增加1010，糖和脂肪增加，糖和脂肪增加4 46 6。机制：机制

12、：不十分清楚，可能与肝脏处理不十分清楚，可能与肝脏处理氨基酸氨基酸 和合成和合成糖原糖原有关。有关。( (四四) )环境温度环境温度 1.1.人体安静时的能量代谢人体安静时的能量代谢, ,在在20203030的环境中较的环境中较为稳定为稳定( (肌肉比较松弛肌肉比较松弛) )。 2.2.环境温度超过环境温度超过3030，化学反应速度、发汗、呼，化学反应速度、发汗、呼吸、循环功能吸、循环功能能量代谢率增加能量代谢率增加。 3.3.当环境温度低于当环境温度低于2020时，机体产生时，机体产生寒战寒战和和肌紧肌紧张张增加以御寒，能量代谢率增加以御寒，能量代谢率 。 四、基础代谢四、基础代谢( (一一

13、) ) 概念概念 1.1.基础代谢：机体在基础代谢：机体在基础状态基础状态下的能量代谢称为基下的能量代谢称为基础代谢。础代谢。 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、不，前一天应清淡、不要太饱的饮食，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。 平卧，全身肌肉放松，平卧，全身肌肉放松，尽力排除肌肉活动的影尽力排除肌肉活动的影响响。 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.基础代谢率基础

14、代谢率(BMR)(BMR)：基础状态下单位时间内的能量：基础状态下单位时间内的能量代谢。代谢。 表表7-4 研究表明研究表明, ,机体能量代谢率与机体能量代谢率与体重相关性不明显体重相关性不明显, ,而与体表面积而与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: : 公式计算公式计算：0.00610.0061身高身高（cm)cm)0.01280.0128体重体重(kg)(kg)0.15290.1529 体表面积测算图测出。体表面积测算图测出。常用单位时间的每平方米体表面常用单位时间的每平方米体表面积的产热量来表示能量代谢率。积的产热量来表示能量代谢率。( (二二)BMR)

15、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) ) 2.BMR2.BMR正常值：正常值：15152020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%.另：肾上腺皮质和垂体功能低下、肾病综合症另：肾上腺皮质和垂体功能低下、肾病综合症 BMR 糖尿病，糖尿病，RBC 增多症、白血病增多症、白血病 BMR 第二节第二节 体温体温概念概念：核心温度：核心温度：机体核心部分的机体核心部分的温度。温度。（临床上所

16、说的体温）（临床上所说的体温）表层温度：表层温度：表层部分的温度。表层部分的温度。（体壳）（体壳）意义：意义：体温的相对恒定是体温的相对恒定是机体新陈代谢和一切生命活机体新陈代谢和一切生命活动正常进行的必需条件。动正常进行的必需条件。 一、表层温度：一、表层温度：特点：特点：易受环境影响，各部位差异较大易受环境影响，各部位差异较大皮肤温度：皮肤温度：机体表层最外层皮肤的温度。机体表层最外层皮肤的温度。 23 :23 : 额（额（33-34 33-34 ）躯干（躯干（32 32 ） 手（手（30 30 ）足）足 （27 27 ）影响因素：影响因素：受局部血流的影响受局部血流的影响例如：情绪激动例

17、如：情绪激动交感神经兴奋交感神经兴奋皮肤血皮肤血 管收缩管收缩皮肤温度降低。皮肤温度降低。二、核心温度二、核心温度特点：特点：相对稳定，各部位差异小。相对稳定，各部位差异小。肝、脑肝、脑（ 38 38 ）肾、胰、十二指肠直肠肾、胰、十二指肠直肠(37.5 )(37.5 ) 深部血液温度深部血液温度= =内脏平均温度内脏平均温度 1.1.肛温：肛温：36.936.937.937.9。 2. 2.口温：口温：36.736.737.737.7。 3.3.腋温：腋温：363637.437.4。 临床常用口温和腋温。测定腋温时要注意夹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（约需紧体温计

18、和测量时间（约需5-10min5-10min）。）。（二）体温的正常变动（二）体温的正常变动 1.1.昼夜变化昼夜变化 人的体温在一昼夜中呈现周期性波动，称为人的体温在一昼夜中呈现周期性波动，称为体体温的昼夜节律（日节律）温的昼夜节律（日节律） 。 晨起晨起2-62-6时最低，下午时最低，下午1-61-6时最高。时最高。 生物节律生物节律：下丘脑视交叉上核。：下丘脑视交叉上核。 孕激素孕激素2.2.性别影响性别影响 成年女子成年女子基础体温基础体温平均比男子高平均比男子高0.30.3。 女子体温随月经周期而产生周期性变动。排女子体温随月经周期而产生周期性变动。排卵日最低（约卵日最低（约11）。

19、）。注：基础体温：基础状态下的体温注：基础体温：基础状态下的体温3.3.年龄的影响年龄的影响 新生儿成年人老年人。新生儿成年人老年人。 4.4.肌肉活动、精神活动、进食肌肉活动、精神活动、进食 二、机体的产热和散热二、机体的产热和散热 ( (一一) )产产热热 1.1.主要产热器官主要产热器官： 安静状态，主要产热器官是内脏（尤其肝安静状态，主要产热器官是内脏（尤其肝脏），其次是脑。脏），其次是脑。 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。 2.2.产热形式：产热形式：基础代谢产热、骨骼肌运动、基础代谢产热、骨骼肌运动、食物特殊动力产热、寒冷环境以下形式产热。食物特殊

20、动力产热、寒冷环境以下形式产热。 寒寒战产热战产热： 非寒战产热非寒战产热：又称代谢产热，通过提高组织代谢：又称代谢产热，通过提高组织代谢率增加产热、机体所有的组织器官都能进行代谢产热。率增加产热、机体所有的组织器官都能进行代谢产热。肩胛下、颈部大血管、腹股沟等处棕色脂肪组织：肩胛下、颈部大血管、腹股沟等处棕色脂肪组织：70%70%。3.3.产热活动的调节产热活动的调节 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T T3 3、T T4 4 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-

21、 -肾上腺髓质肾上腺髓质 NENE、EE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。（3）寒冷刺激：下丘脑寒战中枢兴奋，引起寒战寒冷刺激：下丘脑寒战中枢兴奋，引起寒战TRHTRH、TSHTSH ( (二二) )散热散热1.1.散热部位散热部位：主：皮肤主：皮肤次：次：呼吸、尿、粪呼吸、尿、粪 2. 2.散热方式散热方式： 机体散热方式有以下几种机体散热方式有以下几种: :辐射散热辐射散热： 机体以机体以热射线热射线形式将体热传给外界较冷物形式将体热传给外界较冷物体体 多少取决于多少取决于 机体的有效辐射面积机体的有效辐射面积皮肤与环境的温度差皮肤与环境的温度差传导散热

22、传导散热： 指指体热直接体热直接传给与之传给与之接触接触的较冷物体的的较冷物体的散热方式。散热方式。 传导散热量取决于传导散热量取决于 空气导热性差空气导热性差, ,脂肪的导热性差，脂肪的导热性差， 水的导热性好，水的导热性好，与接触物体的温差与接触物体的温差与接触面积的大小与接触面积的大小与接触物体的导热性与接触物体的导热性 对流散热对流散热： 指体热指体热通过气体流动通过气体流动交换热量的散热方式。交换热量的散热方式。 是传导散热的一种特殊形式。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 温差、面积温差、面积风速风速 蒸发散热：蒸发散热：水分从体表气化吸收热量而水

23、分从体表气化吸收热量而 散发体热散发体热1g水水-2.43kJ热量热量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1 1）不感蒸发不感蒸发：指体液的水分从皮肤和粘膜不断指体液的水分从皮肤和粘膜不断渗出而被气化。渗出而被气化。 不显汗：不显汗：皮肤部位。皮肤部位。 特点：特点：不被人察觉不被人察觉 与汗腺活动无关与汗腺活动无关, , 持续进行持续进行,1000ml/,1000ml/日。日。 临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的体液量。丢失的体液量。 2 2）发汗）发汗（可感蒸发可感蒸发） ： 汗腺主动分泌汗液的过程。汗腺主动分泌汗

24、液的过程。 汗腺分类：汗腺分类： 大汗腺：与性功能有关大汗腺：与性功能有关 小汗腺：与体温调节有关小汗腺：与体温调节有关 分布：分布：全身，手掌足全身，手掌足跖跖额、手背额、手背 四肢躯干四肢躯干 分泌能力：分泌能力：四肢躯干最强四肢躯干最强汗液：汗液： 水分水分：9999 刚分泌的汗液是刚分泌的汗液是等渗等渗， 最终排出的汗液为最终排出的汗液为低渗低渗。 大量出汗可造成高渗性脱水，大量出汗可造成高渗性脱水， 要补充大量的水份和适量的要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刺

25、激刺激温热刺激温热刺激情绪激动或精神紧张情绪激动或精神紧张中枢中枢下丘脑下丘脑大脑皮层运动区大脑皮层运动区神经神经支配支配交感神经的胆碱能节后交感神经的胆碱能节后纤维纤维肾上腺素能神经纤维肾上腺素能神经纤维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、前额和腋窝等部手掌、足跖、前额和腋窝等部位汗腺位汗腺意义意义加强散热，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，可能与湿润与体温调节无关，可能与湿润手掌和足跖，增加摩擦力有关。手掌和足跖，增加摩擦力有关。发汗的调节发汗的调节- -神经调节神经调节温热性发汗温热性发汗精

26、神性发汗精神性发汗 3.3.循环系统在散热中的作用循环系统在散热中的作用： 皮肤血管舒缩皮肤血管舒缩血流量血流量皮温皮温辐射、传导、对流散失的热量辐射、传导、对流散失的热量 注：真皮可分为乳头层和网织层。注：真皮可分为乳头层和网织层。 三、体温调节（三、体温调节（神经调节，负反馈神经调节，负反馈） 自主性体温调节：受体温调节中枢控制（基础）自主性体温调节：受体温调节中枢控制（基础） 行为性体温调节：行为行为性体温调节：行为+ +姿势（补充）姿势（补充）( (一一) )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、粘膜和内脏等处。全身皮肤、粘膜和内脏等处。 类

27、型：热感受器和冷感受器（类型：热感受器和冷感受器（点状分布点状分布）。）。 使其放电频率最高的温度使其放电频率最高的温度= =敏感温度敏感温度 作用作用：温度感受器传入冲动到达中枢后，除产：温度感受器传入冲动到达中枢后，除产生生 温觉之外，还能引起体温调节反应。温觉之外，还能引起体温调节反应。2.2.中枢温度感受器中枢温度感受器 分布分布：下丘脑、脑干网状结构和脊髓等处：下丘脑、脑干网状结构和脊髓等处 分类：分类： 热敏神经元：热敏神经元：PO/AH（视前区（视前区-下丘脑前部）下丘脑前部）居多居多 冷敏神经元：脑干网状结构、下丘脑弓状核居多冷敏神经元：脑干网状结构、下丘脑弓状核居多 局部脑温

28、变动局部脑温变动0.10.1，可使两者放电频率变化，并不出现适应，可使两者放电频率变化，并不出现适应( (二二) )体温调节中枢体温调节中枢1.1.中枢部位中枢部位分段横断实验证明：分段横断实验证明：基本中枢位于下丘脑。基本中枢位于下丘脑。PO/AHPO/AH：体温调节中枢整合机构的中心部位。体温调节中枢整合机构的中心部位。 对局部脑温变化发生反应；对局部脑温变化发生反应； 对对中脑、延髓、脊髓、皮肤等处温度变化发中脑、延髓、脊髓、皮肤等处温度变化发 生反应；生反应； 对致热物质、对致热物质、5-HT5-HT、NENE等物质发生反应。等物质发生反应。2.2.调定点学说调定点学说 调定点含义：调定点含义：设定的温度设定的温度 设定温度的部位设定温度的部位= PO/AH= PO/AH 学说包括：学说包括： Na Na+ +/Ca/Ca2+2+比值学说：比值比值学说：比值调定点调定点 神经元电生理特性学说神经元电生理特性学说与冷、热敏与冷、热敏神经元放电神经元放电频率对温度频率对温度变化反应曲变化反应曲线斜率有关线斜率有关干扰因素：干扰因素：致热原使调定点致热原使调定点孕激素使调定点孕激素使调定点发热：发热：重新设置重新设置= =重调定、调节性体温升高重调定、调节性体温升高 调节功能正常调节功能正常注：中暑是调节功能障碍注：中暑是调节功能障碍