第9章 能量代谢与体温.ppt

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1、第九章第九章 能量代谢与体温能量代谢与体温 第一节第一节 能量代谢能量代谢定义：定义：伴随着物质代谢所发生的能量的释放、伴随着物质代谢所发生的能量的释放、转移、储存和利用的过程。转移、储存和利用的过程。一、食物的能量转化一、食物的能量转化 人体能量来源：人体能量来源：食物中蕴藏的化学能食物中蕴藏的化学能 ATP 既是体内重要的既是体内重要的储能物能物质，又是，又是直直接的供能物质。接的供能物质。磷酸肌酸（磷酸肌酸（磷酸肌酸（磷酸肌酸（CPCP）含高能磷酸含高能磷酸含高能磷酸含高能磷酸键键，但需将高能磷酸，但需将高能磷酸，但需将高能磷酸，但需将高能磷酸键键交交交交给给ADPADP生成生成生成生成

2、ATPATP后机体才能利后机体才能利后机体才能利后机体才能利用，可把用，可把用，可把用，可把CPCP看作是看作是看作是看作是ATPATP的的的的储储存存存存库库。C P CADP+Pi ATP二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定定义：测定机体单位时间所消耗的能量，即能量代测定机体单位时间所消耗的能量，即能量代 谢率。谢率。直接测热法直接测热法:测定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：依据物质化学反应的“定比定律”原理，计算一定时间内机体所释放出来的热量。三、能量代谢的影响因素三、能量代谢的影响因素(一一)肌肉活动肌肉活动 影响最显著，任何轻微的活动都可提高代谢率。影

3、响最显著，任何轻微的活动都可提高代谢率。肌肉运动需要补给能量，而能量则来自大量营养物质肌肉运动需要补给能量，而能量则来自大量营养物质的氧化，这就必然导致机体耗氧量的增加。的氧化，这就必然导致机体耗氧量的增加。劳动强度：劳动强度：肌肉活动的强度。(二二)精神活动精神活动 在精神处于紧张状态，如烦恼、恐惧和情在精神处于紧张状态，如烦恼、恐惧和情绪激动时，由于随之而出现的肌紧张增强以及绪激动时，由于随之而出现的肌紧张增强以及刺激代谢的激素释放增多等因素，产热量可以刺激代谢的激素释放增多等因素，产热量可以显著增加。显著增加。(三三)食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应 人在进食后一段时间内（从进食后人

4、在进食后一段时间内（从进食后1小时小时开始，延续到开始，延续到78小时）小时）,虽然处于安静状态，虽然处于安静状态，但所产生的热量却要比进食前有所增加。可但所产生的热量却要比进食前有所增加。可见这种额外的能量消耗是由进食所引起的。见这种额外的能量消耗是由进食所引起的。食物的这种刺激机体产生额外热量的作食物的这种刺激机体产生额外热量的作用，叫做用，叫做食物的特殊动力效应。食物的特殊动力效应。(四四)环境温度环境温度2030最稳定。最稳定。环境温度低于环境温度低于20度时，代谢率增加，度时，代谢率增加，主要是由于寒冷刺激反射性地引起寒主要是由于寒冷刺激反射性地引起寒战以及肌肉紧张度增强所致。战以及

5、肌肉紧张度增强所致。当环境温度高于当环境温度高于30度时，代谢率又会度时，代谢率又会增加，因为体内化学反应过程的反应增加，因为体内化学反应过程的反应速度增强的缘故。速度增强的缘故。四、基础代谢（四、基础代谢（Basal metabolism）定义：定义：基础条件下的代谢。基础条件下的代谢。清晨，清醒，安静，空腹，室温清晨，清醒，安静，空腹，室温2025。不是最低代谢。不是最低代谢。清晨、清醒、静卧清晨、清醒、静卧,未作肌肉活动未作肌肉活动;前夜前夜睡眠良好睡眠良好,测定时无精神紧张测定时无精神紧张;测定前至测定前至少禁食少禁食12小时小时;室温保持在室温保持在2025。在这种状态下在这种状态下

6、,体内能量的消耗只用于维持一些体内能量的消耗只用于维持一些基本的生命活动基本的生命活动,能量代谢比较稳定能量代谢比较稳定,所以把这所以把这种状态下单位时间内的能量代谢称为种状态下单位时间内的能量代谢称为基础代谢基础代谢率率(basal metabolism rate,BMR)。BMR的实际数值同正常的平均值比较的实际数值同正常的平均值比较,如如相差在相差在10%15%之内之内,无论较高或较低无论较高或较低,均不属病态。当相差之数超过均不属病态。当相差之数超过20%时时,才才有可能是病理变化。有可能是病理变化。表示法：表示法：Kcal或或Kj（m2h），绝对值；），绝对值；15%百百分比分比影响

7、因素：影响因素：异常：甲亢异常：甲亢 BMR 甲低甲低 BMR 肾上腺皮质、脑垂体低功肾上腺皮质、脑垂体低功 BMR 体温体温1 BMR13%第二第二节 体温及其体温及其调节 表层温度表层温度体表各部分差别大、不稳定。体表各部分差别大、不稳定。与局部血流量关系密切与局部血流量关系密切影响因素：影响因素：环境温度环境温度 精神紧张精神紧张发汗发汗体核温度体核温度 体温：体温：指机体体核指机体体核温度，即机体深部平温度，即机体深部平均温度。均温度。一、体温一、体温测量测量 直肠温度直肠温度 36.9-37.9 最稳定最稳定 口腔温度口腔温度 36.7-37.3 喘气、饮水影响喘气、饮水影响 腋窝温

8、度腋窝温度 36.0-37.4 10min 出汗、出汗、测量姿势影响测量姿势影响 鼓膜、食道鼓膜、食道 反映脑组织和机体深部温度反映脑组织和机体深部温度 实验研究中采用实验研究中采用体温的生理体温的生理变动 在生理情况下在生理情况下,体温可随昼夜、年体温可随昼夜、年龄、性性别等因素而有所等因素而有所变化化,但但这种种变化的幅化的幅度一般不超度一般不超过1。体温的昼夜周期性体温的昼夜周期性变化：化：体温在一昼夜之体温在一昼夜之间常作周期性波常作周期性波动:清晨清晨26时体温最低体温最低,午后午后16时最高。最高。这种昼夜周期性波种昼夜周期性波动称称为昼夜昼夜节律律。大量的研究大量的研究结果表明果

9、表明,体温的昼夜体温的昼夜节律同肌肉律同肌肉活活动状状态以及耗氧量等没有因果关系以及耗氧量等没有因果关系,而是由而是由一种内在的一种内在的生物生物节律律所决定的。所决定的。人体温的昼夜周期与地球自人体温的昼夜周期与地球自转周期是相吻合周期是相吻合的。的。实验研究研究还表明表明,除体温外除体温外,其他其他许多生理多生理现象象,如如细胞中的胞中的酶活性、激素的分泌、个体的行活性、激素的分泌、个体的行为等等,也都也都显示出周期示出周期节律的特性。律的特性。这些些统称之称之为生物生物节律律(biorhythm)。通常通常认为生物生物节律律现象是由体内存在着的生象是由体内存在着的生物物钟(biologi

10、cal clock)来控制的。来控制的。动物物实验提提示示,下丘下丘脑的的视交叉上核交叉上核(suprachiasmatic nucleus)很可能是生物很可能是生物节律的控制中心。律的控制中心。B性性别的影响：的影响：成年女子的体温平均比男子的高成年女子的体温平均比男子的高约0.3,而且其体温随月而且其体温随月经周期周期变化。化。女子的基女子的基础体温曲体温曲线年年龄的影响：的影响：新生儿新生儿,特特别是早是早产儿儿,由于其体温由于其体温调节机构机构发育育还不完善不完善,调节体温的能力体温的能力差差,他他们的体温易受的体温易受环境因素的影响。老境因素的影响。老年入因基年入因基础代代谢率低率低

11、,体温也偏低体温也偏低,因而因而也也应注意保温。注意保温。二、二、体体热平衡平衡 产热 产热器官器官安静：内安静：内脏（肝（肝脏）、）、脑 运运动：骨骼肌：骨骼肌 主要主要产热器官体内的器官体内的热量是由三大量是由三大营养物养物质在各在各组织器器宫中中进行分解代行分解代谢时产生的。生的。当机体当机体处于寒冷于寒冷环境中境中时,散散热量量显著著增加增加,机体通机体通过寒寒战产热和非寒和非寒战产热两种形两种形式式,增加增加产热量以量以维持体温。持体温。寒寒战产热:寒寒战是骨骼肌是骨骼肌发生不随意的生不随意的节律性收律性收缩的表的表现,其其节律律为911次次/分分钟。发生生战栗栗时,代代谢率可增加率

12、可增加45倍。倍。非寒非寒战产热又称代又称代谢产热，指机体，指机体长期期处于寒冷于寒冷环境中，不境中，不发生寒生寒战产热，取而代之，取而代之的是的是组织代代谢产热的增加。的增加。虽然机体所有然机体所有组织器官都有代器官都有代谢产热的功能的功能,但代但代谢产热以褐色脂肪以褐色脂肪组织的的产热量量为最大最大,约占非寒占非寒战产热总量的量的70%。调节：骨骼肌活骨骼肌活动增增强战栗栗随意运随意运动 内分泌激素（甲状腺激素、内分泌激素（甲状腺激素、肾上上腺素、去甲腺素、去甲肾上腺素增加上腺素增加产热）（二二）散）散热辐射散射散热：人体以人体以热射射线(红外外线)的形式的形式将体将体热传给外界的散外界的

13、散热形式称形式称为辐射散射散热(thermal radiation)。辐射散射散热量的多少主要取决于皮肤与周量的多少主要取决于皮肤与周围环境境的温度差的温度差;其次取决于机体的有效散其次取决于机体的有效散热面面积,有有效散效散热面面积越大越大,散散热量也就越多。由于四肢量也就越多。由于四肢表面表面积较大大,因而在因而在辐射散射散热中起重要作用。中起重要作用。传导散散热：指机体的指机体的热量直接量直接传给同同它接触的它接触的较冷物体的一种散冷物体的一种散热方式。方式。物体导热率物体导热率对流散流散热：指通指通过气体来交气体来交换热量量的一种散的一种散热方式。方式。人体周人体周围总是是围绕着一薄着

14、一薄层同皮肤接触同皮肤接触的空气的空气,人体的人体的热量量传给这一一层空气空气,由由于空气不断流于空气不断流动便将体便将体热散散发到空到空间。蒸蒸发散散热：是机体通是机体通过体表水分的蒸体表水分的蒸发来散失体来散失体热的一种形式。的一种形式。体表水分的蒸体表水分的蒸发是一种很有效的散是一种很有效的散热途途径。径。在人的体温条件下在人的体温条件下,蒸蒸发1g水可使机水可使机体散体散发2.43kJ的的热量量 A、不感蒸不感蒸发(insensible perspiration)定定义：皮肤和呼吸道也不断有水分渗出而皮肤和呼吸道也不断有水分渗出而被蒸被蒸发。其中皮肤的水分蒸其中皮肤的水分蒸发又叫又叫不

15、不显汗汗,与与汗腺的活汗腺的活动无关。无关。人体人体24h的不感蒸发量为的不感蒸发量为1000ml。婴幼。婴幼儿的不感蒸发的速率比成从大，因此，儿的不感蒸发的速率比成从大，因此，在缺水时婴幼儿更容易造成严重脱水。在缺水时婴幼儿更容易造成严重脱水。B、发汗汗(sweating)定定义：通通过汗腺主汗腺主动分泌汗液的分泌汗液的过程（可程（可感蒸感蒸发）。）。当环境温度等于或高于皮肤温度时，蒸当环境温度等于或高于皮肤温度时，蒸发散热是机体的惟一散热方式。发散热是机体的惟一散热方式。汗液中水分占汗液中水分占99%，而固体成分则不到，而固体成分则不到1%，在固体成分中，大部分为氯化钠，在固体成分中，大部

16、分为氯化钠，也有少量氯化钾、尿素等。也有少量氯化钾、尿素等。同血浆相比，汗液的特点是：氯化钠的同血浆相比，汗液的特点是：氯化钠的浓度一般低于血浆；在高温作业等大量浓度一般低于血浆；在高温作业等大量出汗的人，汗液中可丧失较多的氯化钠，出汗的人，汗液中可丧失较多的氯化钠，因此应注意补充氯化钠。因此应注意补充氯化钠。人体汗腺接受交感胆碱能纤维支配，所人体汗腺接受交感胆碱能纤维支配，所以乙酰胆碱对小汗腺有促进分泌作用。以乙酰胆碱对小汗腺有促进分泌作用。发汗中枢分布在从脊髓到大脑皮层的中发汗中枢分布在从脊髓到大脑皮层的中枢神经系统中。在正常情况下，起主要枢神经系统中。在正常情况下，起主要作用是是下丘脑的

17、发汗中枢，它很可能作用是是下丘脑的发汗中枢，它很可能位于体温调节中枢之中或其附近。位于体温调节中枢之中或其附近。全身各部位的小汗腺全身各部位的小汗腺交感胆交感胆碱纤维碱纤维在温热环境下引起全身各部位的小汗腺在温热环境下引起全身各部位的小汗腺分泌汗液称为分泌汗液称为温热性发汗温热性发汗。交感肾上腺交感肾上腺素能纤维素能纤维手掌、脚底、腋窝手掌、脚底、腋窝和前额的部分汗腺和前额的部分汗腺精神紧张或情绪激动而引起地发汗称为精神紧张或情绪激动而引起地发汗称为精神性发汗精神性发汗。散热的调节反应：散热的调节反应：循环系统的调节反应：循环系统的调节反应：寒冷时，交感神经紧张度加强，皮肤寒冷时，交感神经紧张

18、度加强，皮肤小动脉收缩，动小动脉收缩，动-静脉吻合支关闭，皮静脉吻合支关闭，皮肤血流量减少，皮肤温度下降，肤血流量减少，皮肤温度下降，辐射、射、传导和和对流流散热量减少。散热量减少。炎热时，支配皮肤的交感神经紧张度下降，炎热时，支配皮肤的交感神经紧张度下降，小动脉舒张，动小动脉舒张，动-静脉吻合支开放，皮肤血静脉吻合支开放，皮肤血流量增加，散热量增加，皮肤血流量增加流量增加，散热量增加，皮肤血流量增加也给汗腺的分泌提供了必要的水分。也给汗腺的分泌提供了必要的水分。当环境温度适中，处于安静状态下，机体当环境温度适中，处于安静状态下，机体可通过调节皮肤血流量来控制皮肤温度，可通过调节皮肤血流量来控

19、制皮肤温度，从而调节热量来取得体热平衡，此时，既从而调节热量来取得体热平衡，此时，既不发汗，也不寒战，以减少机体能量的消不发汗，也不寒战，以减少机体能量的消耗。耗。发汗反应：发汗反应：当环境温度升高剌激皮肤温度感受器，当环境温度升高剌激皮肤温度感受器，或者温度升高的血液流经下丘脑时，剌或者温度升高的血液流经下丘脑时，剌激视前区激视前区-下丘脑前部热敏神经元，从下丘脑前部热敏神经元，从而兴奋发汗中枢，通过交感胆碱能纤维而兴奋发汗中枢，通过交感胆碱能纤维刺激汗腺分泌汗液。刺激汗腺分泌汗液。三、体温调节三、体温调节 机体通过机体通过行为性体温调节行为性体温调节和和自主性体温调自主性体温调节节来控制产

20、热与散热过程的平衡，从而维持体来控制产热与散热过程的平衡，从而维持体温的恒定。温的恒定。（一）行为性体温调节（一）行为性体温调节人类通过有意识的行为活动，改变机体的产热或散热，达到维持体温的作用。（二）自主性体温调节（二）自主性体温调节 机体内在的、自主的体温调节。机体内在的、自主的体温调节。1.温度感受器温度感受器外周温度感受器外周温度感受器中枢温度感受器中枢温度感受器视前区视前区-下丘脑前部存在着对温度敏感的神经元。在下丘脑前部存在着对温度敏感的神经元。在血液温度升高时，放电频率增加的神经元，称之为血液温度升高时，放电频率增加的神经元，称之为热热敏神经元敏神经元；而在血液温度下降时，其放电

21、频率增加的；而在血液温度下降时，其放电频率增加的神经元，称为神经元，称为冷敏神经元冷敏神经元。全身皮肤上存在着分别对热剌激和冷刺激敏感的感受全身皮肤上存在着分别对热剌激和冷刺激敏感的感受器吃分别称为热感受器和冷感受器。在机体深部也存器吃分别称为热感受器和冷感受器。在机体深部也存在温度感受器。如脊髓、腹腔内脏以及大静脉壁的内在温度感受器。如脊髓、腹腔内脏以及大静脉壁的内外有深部温度感受器，它们主要对机体深部的温度变外有深部温度感受器，它们主要对机体深部的温度变化敏感。化敏感。2.2.调定点学说调定点学说下丘脑是体温调节的重要中枢。下丘脑是体温调节的重要中枢。视前区、下丘脑前部（视前区、下丘脑前部

22、（PO/AHPO/AH）在体温）在体温调节中起着调定点的作用。调节中起着调定点的作用。任何偏离于调定点的微小体温波动，将任何偏离于调定点的微小体温波动，将会引起明显的产热与散热量的改变，从会引起明显的产热与散热量的改变，从而使体温恢复到正常的水平。而使体温恢复到正常的水平。当下丘脑体温调节中枢探测到体温改变时，当下丘脑体温调节中枢探测到体温改变时，它将发出信息引起降温机制或升温机制而它将发出信息引起降温机制或升温机制而发挥作用。前者作用时，引起全身皮肤血发挥作用。前者作用时，引起全身皮肤血管扩张、出汗和降低产热；后者作用时，管扩张、出汗和降低产热；后者作用时，引起全身皮肤血管收缩、竖毛和产热量增引起全身皮肤血管收缩、竖毛和产热量增加，通过产热和散热的改变，使体温恢复加，通过产热和散热的改变，使体温恢复到正常水平。到正常水平。视前区、下丘脑前部的调定点，亦受皮视前区、下丘脑前部的调定点，亦受皮肤温度感受器和某些病理因素的影响。肤温度感受器和某些病理因素的影响。致热原可提高下丘脑调定点的水平，从致热原可提高下丘脑调定点的水平，从而引起发热。阿司匹林可降低因调定点而引起发热。阿司匹林可降低因调定点水平上移而致的发热。水平上移而致的发热。