1、第七章第七章 能量代謝和體溫能量代謝和體溫黃黃 旭旭第一節(jié)第一節(jié) 能量代謝能量代謝新陳代謝新陳代謝合成代謝合成代謝分解代謝分解代謝儲能儲能放能放能能量代謝能量代謝能量代謝能量代謝(energy metabolism)：生物體內(nèi)物質(zhì)代：生物體內(nèi)物質(zhì)代謝過程中伴隨的能量的釋放、轉(zhuǎn)移、儲存和利用謝過程中伴隨的能量的釋放、轉(zhuǎn)移、儲存和利用從外界攝取物從外界攝取物質(zhì)構(gòu)筑自身質(zhì)構(gòu)筑自身分解自身物質(zhì)分解自身物質(zhì)物質(zhì)代謝物質(zhì)代謝新陳代謝：生物體與外界環(huán)境之間物質(zhì)和能量的交換以及新陳代謝：生物體與外界環(huán)境之間物質(zhì)和能量的交換以及 生物體內(nèi)物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)變過程生物體內(nèi)物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)變過程一、機體能量的來源和利用一

2、、機體能量的來源和利用（一）能量的來源（一）能量的來源1. ATP和磷酸肌酸和磷酸肌酸 ATP的合成和分解是體內(nèi)能量轉(zhuǎn)化和利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)的合成和分解是體內(nèi)能量轉(zhuǎn)化和利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)磷酸肌酸磷酸肌酸肌酸肌酸2. 糖（糖（50-70%）1mol葡萄糖葡萄糖 CO2+H2O+38mol ATP1mol葡萄糖葡萄糖 乳酸乳酸+2mol ATP腦組織：有氧氧化腦組織：有氧氧化成熟紅細胞：糖酵解成熟紅細胞：糖酵解有氧氧化有氧氧化無氧酵解無氧酵解3. 脂肪脂肪 儲存和供能儲存和供能 脂肪脂肪 4. 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 特殊情況下供能特殊情況下供能 甘油甘油脂肪酸脂肪酸糖氧化途徑糖氧化途徑（二）能量的利用（二）能量的

3、利用（三）能量平衡（三）能量平衡機體耗能機體耗能基礎(chǔ)代謝基礎(chǔ)代謝食物的特殊動力效應(yīng)食物的特殊動力效應(yīng)身體運動身體運動其他生理活動其他生理活動體重指數(shù)體重指數(shù) =身高身高2體重體重二、能量代謝的測定二、能量代謝的測定（一）測定原理（一）測定原理 遵循能量守恒定律遵循能量守恒定律 食物中的化學(xué)能食物中的化學(xué)能 = 熱能熱能 + 外功外功 若外功若外功 = 0， 則，耗能則，耗能 = 產(chǎn)熱量產(chǎn)熱量 則，能量代謝率則，能量代謝率 = 單位時間內(nèi)產(chǎn)熱量單位時間內(nèi)產(chǎn)熱量 能量代謝率：單位時間內(nèi)所消耗的能量能量代謝率：單位時間內(nèi)所消耗的能量（二）（二）1. 食物的熱價（食物的熱價（thermal equiv

4、alent of food） 定義：定義：1g食物氧化時所釋放的能量食物氧化時所釋放的能量 生物熱價：生物熱價：食物在體內(nèi)氧化時釋放的能量食物在體內(nèi)氧化時釋放的能量 物理熱價：物理熱價：食物在體外燃燒時釋放的能量食物在體外燃燒時釋放的能量 蛋白質(zhì)：生物熱價小于物理熱價蛋白質(zhì)：生物熱價小于物理熱價 三種營養(yǎng)物質(zhì)氧化的幾種數(shù)據(jù)三種營養(yǎng)物質(zhì)氧化的幾種數(shù)據(jù) 物物 質(zhì)耗氧量質(zhì)耗氧量 產(chǎn)產(chǎn)CO2量量 物理熱價物理熱價 生物熱價生物熱價 氧熱價氧熱價 呼吸商呼吸商(L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/g) (RQ) 糖糖 0.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.00 脂脂

5、 肪肪 2.03 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 0.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.80 2.食物的氧熱價食物的氧熱價(thermal equivalent of oxygen) 定義：某種食物氧化時消耗定義：某種食物氧化時消耗1L氧氣所產(chǎn)生氧氣所產(chǎn)生 的熱量。的熱量。 表示耗氧量和產(chǎn)熱量之間的關(guān)系表示耗氧量和產(chǎn)熱量之間的關(guān)系3. 呼吸商呼吸商(respiratory quotient, RQ) 定義：一定時間內(nèi)機體呼出的定義：一定時間內(nèi)機體呼出的CO2量與吸量與吸 入的入的O2量比值量比值 糖：糖：1 蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)：0.8 脂肪：脂肪：0

6、.71 混合食物：混合食物：0.85 非蛋白呼吸商：糖和脂肪氧化時產(chǎn)生的非蛋白呼吸商：糖和脂肪氧化時產(chǎn)生的CO2 量和耗氧量比值量和耗氧量比值（三）能量代謝的測定方法（三）能量代謝的測定方法1. 直接測熱法直接測熱法(direct calorimetry)2. 間接測熱法間接測熱法(indirect calorimetry) 定比定律定比定律 步驟：步驟：1）計算氧化蛋白質(zhì)食物的產(chǎn)熱量）計算氧化蛋白質(zhì)食物的產(chǎn)熱量 a. 測尿氮量測尿氮量 b. 算蛋白質(zhì)量算蛋白質(zhì)量 c. 據(jù)生物熱價，算蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量據(jù)生物熱價，算蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量 2）計算氧化非蛋白食物的產(chǎn)熱量）計算氧化非蛋白食物的產(chǎn)熱量 a. 計算

7、蛋白質(zhì)耗氧量和計算蛋白質(zhì)耗氧量和CO2產(chǎn)量產(chǎn)量 b. 測總耗氧量和總測總耗氧量和總CO2產(chǎn)量產(chǎn)量 c. 算非蛋白耗氧量和算非蛋白耗氧量和CO2產(chǎn)量及呼吸商產(chǎn)量及呼吸商 d. 查非蛋白氧熱價，算產(chǎn)熱量查非蛋白氧熱價，算產(chǎn)熱量 3）計算總產(chǎn)熱量）計算總產(chǎn)熱量 蛋白產(chǎn)熱量蛋白產(chǎn)熱量+ +非蛋白產(chǎn)熱量非蛋白產(chǎn)熱量簡化法：簡化法：1 1）忽略蛋白食物的氧化量）忽略蛋白食物的氧化量2 2）測定一定時間的耗氧量）測定一定時間的耗氧量20.2kJ/L非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商0.820.82時的氧熱價時的氧熱價三、影響能量代謝的主要因素三、影響能量代謝的主要因素1. 肌肉活動肌肉活動2. 精神活動精神活動不同精

8、神狀態(tài)下，腦組織代謝率變化不大不同精神狀態(tài)下，腦組織代謝率變化不大 精神緊張時，能量代謝率顯著增高精神緊張時，能量代謝率顯著增高3. 食物的特殊動力作用食物的特殊動力作用(specific dynamic effect) 進食能刺激機體額外消耗能量的作用進食能刺激機體額外消耗能量的作用4. 環(huán)境溫度環(huán)境溫度 30，代謝率，代謝率四、基礎(chǔ)代謝四、基礎(chǔ)代謝(basal metabolism)定義：基礎(chǔ)狀態(tài)下的能量代謝定義：基礎(chǔ)狀態(tài)下的能量代謝基礎(chǔ)狀態(tài)：基礎(chǔ)狀態(tài)：清醒、非常安靜、不受肌肉活動、清醒、非常安靜、不受肌肉活動、 精神緊張、食物及環(huán)境溫度影響精神緊張、食物及環(huán)境溫度影響條件：條件：1）清醒

9、）清醒 2）靜臥）靜臥 3）未作肌肉活動）未作肌肉活動 4）無精神緊張）無精神緊張 5）飯后）飯后12-14小時小時 6）室溫）室溫20-25基礎(chǔ)代謝率：基礎(chǔ)狀態(tài)下單位時間內(nèi)的能量代謝基礎(chǔ)代謝率：基礎(chǔ)狀態(tài)下單位時間內(nèi)的能量代謝能量代謝率與體表面積呈正比能量代謝率與體表面積呈正比基礎(chǔ)代謝率計算：基礎(chǔ)代謝率計算：非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商0.82，氧熱價，氧熱價20.2kJ/L，測基礎(chǔ)狀態(tài)，測基礎(chǔ)狀態(tài)下耗氧量和體表面積即算出下耗氧量和體表面積即算出基礎(chǔ)代謝率隨性別、年齡而有差異基礎(chǔ)代謝率隨性別、年齡而有差異臨床意義：診斷某些疾病的輔助方法臨床意義：診斷某些疾病的輔助方法 正常：正常：15%之內(nèi)之內(nèi)

10、病理：病理： 20% 甲低：低于正常甲低：低于正常20-40% 甲亢：高于正常甲亢：高于正常25-80%小小 結(jié)結(jié)能量代謝、食物的熱價、氧熱價、呼吸商能量代謝、食物的熱價、氧熱價、呼吸商影響能量代謝的因素影響能量代謝的因素基礎(chǔ)代謝和基礎(chǔ)代謝率及臨床意義基礎(chǔ)代謝和基礎(chǔ)代謝率及臨床意義第二節(jié)第二節(jié) 體溫及其調(diào)節(jié)體溫及其調(diào)節(jié)一、體溫一、體溫(body tempreture) 表層溫度表層溫度(shell tempreture) 核心溫度核心溫度(core tempreture)體溫：核心部分的平均溫度體溫：核心部分的平均溫度（一）表層溫度和核心溫度（一）表層溫度和核心溫度1. 表層溫度表層溫度 受環(huán)

11、境溫度影響，各部位間差異大受環(huán)境溫度影響，各部位間差異大 皮膚溫度與局部血流量有密切關(guān)系皮膚溫度與局部血流量有密切關(guān)系2. 核心溫度核心溫度 相對穩(wěn)定，各部位間差異小相對穩(wěn)定，各部位間差異小 直腸溫度：直腸溫度：36.937.9 口腔溫度：口腔溫度：36.737.7 腋窩溫度：腋窩溫度：36.037.4 （二）體溫的正常變動（二）體溫的正常變動1.晝夜變化晝夜變化 清晨清晨26時最低，午后時最低，午后16時最高時最高 日節(jié)律日節(jié)律(circadian rhythm) 下丘腦視交叉上核下丘腦視交叉上核2. 性別影響性別影響3. 年齡影響年齡影響 少年成年老人少年成年老人4. 肌肉活動影響肌肉活動

12、影響二、機體的產(chǎn)熱與散熱二、機體的產(chǎn)熱與散熱（一）產(chǎn)熱過程（一）產(chǎn)熱過程1. 主要產(chǎn)熱器官主要產(chǎn)熱器官 安靜：安靜：內(nèi)臟（肝）內(nèi)臟（肝） 運動：運動：骨骼肌骨骼肌2. 產(chǎn)熱的形式產(chǎn)熱的形式(1) 寒戰(zhàn)產(chǎn)熱寒戰(zhàn)產(chǎn)熱(shivering thermogenesis) 在寒冷環(huán)境中骨骼肌發(fā)生不隨意的節(jié)律性收縮在寒冷環(huán)境中骨骼肌發(fā)生不隨意的節(jié)律性收縮 特點：屈肌、伸肌同時收縮特點：屈肌、伸肌同時收縮 不做外功不做外功 產(chǎn)熱量高產(chǎn)熱量高 代謝率增加代謝率增加45倍倍(2) 非寒戰(zhàn)產(chǎn)熱非寒戰(zhàn)產(chǎn)熱(non-shivering thermogenesis) 提高組織代謝率產(chǎn)熱提高組織代謝率產(chǎn)熱 棕色脂肪組織棕

13、色脂肪組織 對新生兒尤為重要對新生兒尤為重要3. 產(chǎn)熱活動的調(diào)節(jié)：體液調(diào)節(jié)、神經(jīng)調(diào)節(jié)產(chǎn)熱活動的調(diào)節(jié)：體液調(diào)節(jié)、神經(jīng)調(diào)節(jié) 寒冷刺激時寒冷刺激時 交感交感-腎上腺髓質(zhì)腎上腺髓質(zhì) NE、E 產(chǎn)熱量產(chǎn)熱量特點：作用迅速，特點：作用迅速，維持時間短。維持時間短。寒戰(zhàn)中樞寒戰(zhàn)中樞運動神經(jīng)元運動神經(jīng)元骨骼肌運骨骼肌運動增強動增強寒戰(zhàn)寒戰(zhàn)機體在寒冷環(huán)境中數(shù)周機體在寒冷環(huán)境中數(shù)周下丘腦下丘腦TRH釋放釋放腺垂體腺垂體TSH釋放釋放甲狀腺甲狀腺甲狀腺激素甲狀腺激素代謝率（代謝率（20-30%）產(chǎn)熱量產(chǎn)熱量特點：作用緩慢，維持特點：作用緩慢，維持時間長時間長（二）散熱過程（二）散熱過程1. 散熱部位散熱部位 主要：

14、皮膚主要：皮膚2. 散熱方式散熱方式（1）輻射散熱）輻射散熱(thermal radiation)人體以人體以熱射線熱射線形式將體熱傳給外界較冷物質(zhì)形式將體熱傳給外界較冷物質(zhì)影響因素影響因素: 皮膚與環(huán)境的溫度差皮膚與環(huán)境的溫度差 機體的有效散熱面積機體的有效散熱面積 （2）傳導(dǎo)散熱）傳導(dǎo)散熱(thermal conduction)機體的熱量直接傳給與之接觸的溫度較低物體機體的熱量直接傳給與之接觸的溫度較低物體影響因素：影響因素： 皮膚與接觸物間溫度差皮膚與接觸物間溫度差 皮膚與接觸物間接觸面積皮膚與接觸物間接觸面積 接觸物導(dǎo)熱性能接觸物導(dǎo)熱性能（3）對流散熱）對流散熱(thermal con

15、vection)通過氣體流動進行熱量交換通過氣體流動進行熱量交換影響因素：影響因素： 皮膚與環(huán)境間溫度差皮膚與環(huán)境間溫度差 機體散熱面積機體散熱面積 風(fēng)速風(fēng)速（4 4）蒸發(fā)散熱）蒸發(fā)散熱蒸發(fā)蒸發(fā)(evaporation)：水分從體表汽化時吸收熱量散發(fā)體熱：水分從體表汽化時吸收熱量散發(fā)體熱環(huán)境溫度環(huán)境溫度 皮膚溫度，為唯一有效散熱方式皮膚溫度，為唯一有效散熱方式1）不感蒸發(fā)）不感蒸發(fā)(insensible perspiration)u 水分從皮膚、粘膜滲出被汽化水分從皮膚、粘膜滲出被汽化u 持續(xù)進行的，人體不感蒸發(fā)量持續(xù)進行的，人體不感蒸發(fā)量1000ml/日日2）發(fā)汗）發(fā)汗(sweating)

16、汗腺主動分泌汗液汗腺主動分泌汗液 汗液：汗液：99%水分，水分，1%固體物質(zhì)，主要為固體物質(zhì)，主要為NaCl 發(fā)汗速度快，水、鹽同時補發(fā)汗速度快，水、鹽同時補 發(fā)汗中樞：下丘腦發(fā)汗中樞：下丘腦 調(diào)節(jié)：交感膽堿能纖維調(diào)節(jié)：交感膽堿能纖維 溫?zé)嵝园l(fā)汗溫?zé)嵝园l(fā)汗 精神性發(fā)汗精神性發(fā)汗 刺激刺激 熱刺激熱刺激 精神緊張、情緒激動精神緊張、情緒激動 部位部位 全身各處汗腺全身各處汗腺 手掌、足跖、前額等處汗腺手掌、足跖、前額等處汗腺 中樞中樞 發(fā)汗中樞發(fā)汗中樞 大腦皮層大腦皮層 神經(jīng)支配神經(jīng)支配交感神經(jīng)膽堿能交感神經(jīng)膽堿能 腎上腺素能神經(jīng)纖維腎上腺素能神經(jīng)纖維節(jié)后纖維節(jié)后纖維意義意義 散熱散熱 在體溫調(diào)

17、節(jié)中作用不大在體溫調(diào)節(jié)中作用不大 除受神經(jīng)、體液調(diào)節(jié)，發(fā)汗量和發(fā)汗速度還除受神經(jīng)、體液調(diào)節(jié)，發(fā)汗量和發(fā)汗速度還受受環(huán)境溫度、濕度、機體活動環(huán)境溫度、濕度、機體活動影響影響環(huán)境溫度環(huán)境溫度 皮膚溫度皮膚溫度:輻射、傳導(dǎo)、對流輻射、傳導(dǎo)、對流環(huán)境溫度環(huán)境溫度 皮膚溫度皮膚溫度:蒸發(fā)散熱蒸發(fā)散熱3.循環(huán)系統(tǒng)在散熱中的作用循環(huán)系統(tǒng)在散熱中的作用 皮膚血流量決定皮膚的溫度皮膚血流量決定皮膚的溫度炎熱環(huán)境：炎熱環(huán)境：交感神經(jīng)緊張性交感神經(jīng)緊張性寒冷環(huán)境：寒冷環(huán)境： 交感神經(jīng)緊張性交感神經(jīng)緊張性 皮膚小動脈舒張皮膚小動脈舒張動動- -靜脈吻合支開放靜脈吻合支開放皮膚血流量皮膚血流量皮膚溫度皮膚溫度與環(huán)境溫度

18、差與環(huán)境溫度差散熱散熱皮膚小動脈收縮皮膚小動脈收縮動動- -靜脈吻合關(guān)閉靜脈吻合關(guān)閉皮膚血流量皮膚血流量皮膚溫度皮膚溫度與環(huán)境溫度差與環(huán)境溫度差散熱散熱三、體溫調(diào)節(jié)三、體溫調(diào)節(jié)自主性體溫調(diào)節(jié)（自主性體溫調(diào)節(jié)（autonomic thermoregulation）：）：體溫調(diào)節(jié)中樞控制體溫調(diào)節(jié)中樞控制行為性體溫調(diào)節(jié)（行為性體溫調(diào)節(jié)（behavioral thermoregulation）：）：有意識的調(diào)節(jié)體熱平衡有意識的調(diào)節(jié)體熱平衡自主性體溫調(diào)節(jié)：負反饋控制系統(tǒng)自主性體溫調(diào)節(jié)：負反饋控制系統(tǒng)（一）溫度感受器（一）溫度感受器1. 外周溫度感受器外周溫度感受器1）分布：皮膚、粘膜和內(nèi)臟）分布：皮膚、粘膜和內(nèi)臟2）性質(zhì)：游離神經(jīng)末梢）性質(zhì)：游離神經(jīng)末梢3）分類：熱感受器（溫度升高興奮）分類：熱感受器（溫度升高興奮） 冷感受器（溫度降低興奮）冷感受器（溫度降低興奮）4）作用：溫度感受器傳入沖動到達中樞之后，除）作用：溫度感受器傳入沖動到達中樞之后，除產(chǎn)生溫覺之外，還引起體溫調(diào)節(jié)反應(yīng)產(chǎn)生溫覺之外，還引起體溫調(diào)節(jié)反應(yīng)2. 中樞溫度