能量代謝8第一頁，共49頁。ATP：重要的貯能物質(zhì)和直接的供能物質(zhì)1molATP可釋放52.3kJ

能量磷酸肌酸(creatinephosphate,CP)：由肌酸和磷酸合成，主要存在肌肉和腦組織中，是含高能磷酸鍵的化合物，不能直接為細(xì)胞提供能量。

能量過剩能量不足ATPCPATP是體內(nèi)能量轉(zhuǎn)化和利用的關(guān)鍵物質(zhì)第二頁，共49頁。(二)幾種主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的能量轉(zhuǎn)化1.糖:主要來源(50％～70％左右)腦組織所需能量則完全來源于糖的有氧氧化。缺氧和血糖水平過低，均可導(dǎo)致意識(shí)障礙、昏迷以及抽搐。2.脂肪：次要來源(30％～50％)3.蛋白質(zhì)：很少長(zhǎng)期饑餓或消耗極大而體內(nèi)糖原、脂肪儲(chǔ)備耗竭時(shí)，才依靠蛋白質(zhì)分解供能，以維持必要的生理活動(dòng)。第三頁，共49頁。（三）能量利用50％以上直接轉(zhuǎn)化為熱能，其余以化學(xué)能貯存于ATP中。機(jī)體的耗能過程：合成代謝、肌肉的舒縮（機(jī)械功）、物質(zhì)跨膜的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、生物電和神經(jīng)傳導(dǎo)、腺體分泌、遞質(zhì)釋放、維持體溫等。除骨骼肌收縮對(duì)外做功外，其它耗能過程最終都轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?。第四頁，?9頁。（四）能量平衡體重是衡量能量平衡的主要指標(biāo)。體質(zhì)指數(shù)（bodymassindex，BMI）＝G(kg)/h(m)2超重：BMI≥24；肥胖：BMI≥28，腰圍：男性<85cm;女性<80cm攝入的能量多于消耗的能量

能量的正平衡生長(zhǎng)發(fā)育、肥胖

攝入的能量少于消耗的能量

能量的負(fù)平衡

消瘦

第五頁，共49頁。二、能量代謝的測(cè)定(一)能量代謝測(cè)定的原理機(jī)體的能量代謝也遵循“能量守恒定律”：即在安靜不作外功時(shí)，機(jī)體物質(zhì)代謝過程中所釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為熱能。因此，測(cè)定機(jī)體在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)散的總熱量，就可測(cè)算出整個(gè)機(jī)體在單位時(shí)間內(nèi)能量代謝的量，即能量代謝率。測(cè)定的方法有兩種：直接測(cè)熱法和間接測(cè)熱法第六頁，共49頁。原理：能量守恒定律單位時(shí)間釋放的能量＝單位時(shí)間消耗的能量＝熱能+外功+化學(xué)貯備如果在測(cè)定時(shí)間內(nèi)，化學(xué)貯備能極少而忽略不計(jì)，肌肉不對(duì)外作功，則測(cè)熱量就可近似代表能量代謝率。特點(diǎn)：測(cè)定原理簡(jiǎn)單，所得數(shù)據(jù)精確。所需的測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作繁瑣。收集在一定時(shí)間內(nèi)受試者散發(fā)的總熱量。

1.直接測(cè)熱法(directcalorimetry)第七頁，共49頁。

間接測(cè)熱法的原理定比定律：同一化學(xué)反應(yīng)無論中間過程和條件差異多大，釋放的能量是一定的。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理，即反應(yīng)物與反應(yīng)物之間、反應(yīng)物與產(chǎn)物之間存在著一定的比例關(guān)系，從而計(jì)算出一定時(shí)間內(nèi)機(jī)體氧化三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量。然后再根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算該段時(shí)間內(nèi)機(jī)體所釋放的總熱量。C6H12O6+6O2＝6CO2＋6H2O+ΔH2.間接測(cè)熱法(indirectcalorimetry)第八頁，共49頁。

食物的熱價(jià)：1ｇ食物氧化（或在體外燃燒）時(shí)所釋放出來的熱量。物理熱價(jià)：指食物在體外燃燒時(shí)釋放的熱量。生物熱價(jià)：指在體內(nèi)氧化時(shí)所產(chǎn)生的熱量。糖與脂肪：物理熱價(jià)＝生物熱價(jià)食物的氧熱價(jià)：某種食物氧化時(shí),每消耗1L氧所產(chǎn)生的熱量稱為該種食物的氧熱價(jià)(可根據(jù)機(jī)體在一定時(shí)間內(nèi)的耗氧量計(jì)算出能量代謝率)。蛋白質(zhì)：物理熱價(jià)＞生物熱價(jià)(因?yàn)榈鞍踪|(zhì)在體內(nèi)不能被徹底氧化分解,有一部分以尿素的形式由尿中排泄)。分類：關(guān)系：

幾個(gè)有關(guān)概念第九頁，共49頁。3.呼吸商(（respiratoryquotientRQ）)一定時(shí)間內(nèi)機(jī)體呼出的CO2量與吸入的O2量的比值。三種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化的幾種數(shù)據(jù)───────────────────────────物質(zhì)耗氧量產(chǎn)CO2量物理熱價(jià)生理熱價(jià)氧熱價(jià)呼吸商(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(RQ)───────────────────────────糖0.830.8317.017.021.01.00脂肪1.981.4339.839.819.70.71蛋白質(zhì)0.950.7623.518.018.80.80───────────────────────────糖尿病主要靠脂肪代謝供能，RQ接近0.71;長(zhǎng)期饑餓主要靠蛋白質(zhì)代謝供能，RQ接近0.80混合食物RQ一般在0.85左右；在體內(nèi)糖轉(zhuǎn)化為脂肪時(shí)RQ可大于1；酸中毒或過度通氣RQ變大。第十頁，共49頁。非蛋白呼吸商(NPRQ):指一定時(shí)間內(nèi)，機(jī)體氧化非蛋白食物時(shí)的CO2產(chǎn)生量與耗O2量的比值。整體產(chǎn)生CO2總量－分解蛋白產(chǎn)生CO2量NPRQ＝───────────────────整體耗O2總量－分解蛋白耗O2量在一般情況下,體內(nèi)能量主要來自糖和脂肪的氧化,蛋白質(zhì)的因素可忽略不計(jì)。為了計(jì)算方便，可根據(jù)糖和脂肪按不同比例混和氧化時(shí)所產(chǎn)生的CO2量計(jì)算出相應(yīng)的呼吸商。第十一頁，共49頁。Non-proteinrespiratoryquotient,NPRQ根據(jù)非蛋白呼吸商值的大小，可推算機(jī)體糖和脂肪氧化的百分比，并可直接計(jì)算氧化某一種物質(zhì)的氧耗量和二氧化碳產(chǎn)量。第十二頁，共49頁。

臨床應(yīng)用的簡(jiǎn)便方法(1)測(cè)定受試者在一定時(shí)間內(nèi)的耗氧量和CO2的產(chǎn)生量，求得呼吸商。用此呼吸商查非蛋白呼吸商表得其相應(yīng)氧熱價(jià)。再用氧熱價(jià)乘以耗氧量，便得到該時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)熱量。(2)更簡(jiǎn)便測(cè)定方法是將呼吸商定為0.82（混合食物的呼吸商），只需測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)的氧耗量，便可計(jì)算機(jī)體的產(chǎn)熱量。第十三頁，共49頁。三、影響能量代謝的因素(一)肌肉活動(dòng)

肌肉活動(dòng)對(duì)能量代謝的影響最大。表7-3機(jī)體不同狀態(tài)時(shí)的能量代謝率───────────狀態(tài)產(chǎn)熱量(KJ/m2.min)───────────躺臥2.73開會(huì)3.40擦窗子8.30洗衣9.89掃地11.37打排球17.05打籃球24.22踢足球24.98───────────第十四頁，共49頁。(二)精神活動(dòng)

平靜思考問題時(shí)，對(duì)能量代謝影響不大，產(chǎn)熱量一般不超過4%。但精神處于緊張狀態(tài)(煩躁、恐懼、情緒激動(dòng)等)時(shí)，產(chǎn)熱量可顯著增加。無意識(shí)的肌肉緊張性增強(qiáng)交感神經(jīng)興奮內(nèi)分泌激素釋放第十五頁，共49頁。(三)食物的特殊動(dòng)力效應(yīng)

進(jìn)食后一段時(shí)間，食物刺激機(jī)體產(chǎn)生額外能量消耗的作用。

進(jìn)食后約1～8小時(shí)，機(jī)體比未進(jìn)食前產(chǎn)熱量增加。蛋白質(zhì)：30％，糖和脂肪：4％～6％，混合食物：10％。機(jī)制還不十分清楚。有人認(rèn)為肝臟在脫氨基反應(yīng)中消耗了能量可能是“額外”產(chǎn)熱的原因。第十六頁，共49頁。（四）環(huán)境溫度人處于安靜狀態(tài)下，環(huán)境溫度在20-30℃時(shí)，能量代謝率最為穩(wěn)定。當(dāng)環(huán)境溫度高于30℃或低于20℃時(shí)，能量代謝都將增加。體溫每升高l℃，能量代謝將增加13％左右。第十七頁，共49頁。(四)環(huán)境溫度人體安靜狀態(tài)下，環(huán)境溫度在20～30℃時(shí)，的能量代謝最為穩(wěn)定。當(dāng)環(huán)境溫度低于20℃時(shí)，由于寒冷刺激反射性引起肌肉緊張度增加和戰(zhàn)栗產(chǎn)熱；環(huán)境溫度高于30℃時(shí)，可能由于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速度加快，出汗以及呼吸、心臟功能增強(qiáng)等因素的作用有關(guān)。

第十八頁，共49頁。四、基礎(chǔ)代謝(basicmetabolism)（一）基礎(chǔ)代謝率定義：基礎(chǔ)代謝指機(jī)體在基礎(chǔ)狀態(tài)下的能量代謝。單位時(shí)間內(nèi)的基礎(chǔ)代謝為基礎(chǔ)代謝率(basicmetabolismrate，BMR)?；A(chǔ)狀態(tài)指①清晨、清醒、靜臥；②室溫在20～25℃；③禁食12h以上；④情緒安定；⑤體溫正常。第十九頁，共49頁。（二）基礎(chǔ)代謝率測(cè)定和表示方法：

測(cè)6分鐘內(nèi)耗氧量，求出每小時(shí)耗氧量。取混合飲食呼吸商為0.82，其氧熱價(jià)為20.20kJ，則BMR＝20.20×每小時(shí)耗氧量÷體表面積。單位是kJ/(h·m2)。將測(cè)定值與同性別、同年齡組的平均值進(jìn)行比較。相差在±15％以內(nèi)，屬正常范圍；相差值在±20％以上則考慮為病態(tài)。

第二十頁，共49頁。體表面積(m2)=0.0061×身高(cm)＋0.0128×體重(kg)－0.1529Stevenson公式:體表面積測(cè)算圖第二十一頁，共49頁。BMR異常：

BMR↑：甲亢、糖尿病、紅細(xì)胞增多癥、白血病、伴有呼吸困難的心臟病等。

發(fā)熱（體溫1℃↑，BMR13%↑)BMR↓：甲低、腎上腺皮質(zhì)功能低下（Addison?。⒛I病綜合征、病理性饑餓、垂體性肥胖等。第二十二頁，共49頁。第二十三頁，共49頁。一、體溫(temperature)體殼體溫（shelltemperature）：機(jī)體表層部分的溫度。主要包括皮膚、皮下組織、肌肉等部位的溫度。體核體溫（coretemperature）：機(jī)體核心部分的溫度。主要指心、腦、肺、腹腔臟器的溫度。體溫（bodytemperature）：是指機(jī)體核心部分的平均溫度。第二節(jié)體溫及其調(diào)節(jié)第二十四頁，共49頁。在不同環(huán)境溫度下人體體溫分布示意圖A.環(huán)境溫度20℃；B.環(huán)境溫度35℃第二十五頁，共49頁。

體表各部分溫度差別大、不穩(wěn)定

四肢末梢的溫度最低，越近軀干和頭部，皮膚溫度越高

與局部血流量關(guān)系密切影響因素：環(huán)境溫度、精神緊張、發(fā)汗皮膚溫度（skintemperature）TMS=0.2(T小腿+T大腿)+0.3(T胸+T上臂)平均皮膚溫度（meanskintemperature,TMS）第二十六頁，共49頁。肝臟溫度為38℃左右，在全身中最高；腦產(chǎn)熱較多，溫度也接近38℃；腎、胰腺及十二指腸等溫度略低；直腸溫度則更低些。意義：體溫的相對(duì)恒定是機(jī)體新陳代謝和一切生命活動(dòng)正常進(jìn)行的必需條件。T＜22℃→心跳停止；T＞43℃→酶變性而死亡;T=27℃→低溫麻醉。體核溫度第二十七頁，共49頁。體溫的測(cè)量和正常值：直腸溫度(rectaltemperature)：溫度計(jì)插入直腸內(nèi)6cm以上。直腸的封閉性好，不易受外界環(huán)境溫度的影響。易受下肢溫度的影響。36.9～37.9℃口腔溫度(oraltemperature)：溫度計(jì)含于舌下、閉口。應(yīng)用比較方便。不能配合測(cè)量者不宜使用；受進(jìn)食、飲水及經(jīng)口呼吸等因素影響。36.7～37.7℃腋窩溫度(axillarytemperature)：將上臂緊貼胸廓，形成密閉的人工體腔。應(yīng)用方便。測(cè)溫一般需要5～l0min。36.0～37.4℃鼓膜溫度可代表下丘腦溫度食管溫度可代表右心房血液溫度第二十八頁，共49頁。平均體溫（meanbodytemperature，TMB）TMB=α·Tcore+(1-α)·TMSα：核心部分所占比例；(1-α)：表層組織所占比例

α值：溫度適宜時(shí)0.67;炎熱時(shí)0.8~0.9;寒冷時(shí)0.64第二十九頁，共49頁。(二)體溫的生理變動(dòng)正常人的體溫可因晝夜、性別、年齡和機(jī)體的活動(dòng)等而有所變動(dòng)。1.晝夜波動(dòng)晝夜節(jié)律：體溫的晝夜周期性波動(dòng)。一般是清晨2～6h時(shí)最低，下午1～6h最高，波動(dòng)幅度一般不超過1℃。機(jī)制：生物鐘控制（下丘腦視交叉）2．性別：女子體溫平均比男子高0.3℃。女性體溫月節(jié)律：女子基礎(chǔ)體溫隨月經(jīng)周期而變動(dòng)，排卵前體溫較低，排卵后體溫升高。第三十頁，共49頁。第三十一頁，共49頁。3.年齡差異新生兒體溫＞成年人＞老年人。體溫隨著年齡的增長(zhǎng)有逐漸降低的趨勢(shì)（與代謝率降低逐漸有關(guān)），大約每增長(zhǎng)10歲，體溫約降低0.05℃。14～16歲的青年人體溫與成年人相近。新生兒（特別是早產(chǎn)兒）由于體溫調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)尚未發(fā)育完善、老年人由于調(diào)節(jié)能力差，易受環(huán)境溫度的影響。4.情緒和體力活動(dòng)肌肉活動(dòng)時(shí)，肌肉代謝明顯增強(qiáng)，產(chǎn)熱增加，可使體溫暫時(shí)升高1～2℃。所以測(cè)體溫時(shí)，要先讓受試者安靜一段時(shí)間，小兒應(yīng)防止其哭鬧。情緒激動(dòng)、精神緊張、進(jìn)食等情況，都會(huì)影響體溫。全身麻醉時(shí)，會(huì)因抑制體溫調(diào)節(jié)中樞和擴(kuò)張血管的作用及骨骼肌松弛，使體溫降低，所以全麻時(shí)應(yīng)注意保溫。第三十二頁，共49頁。二、機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱

人體正常體溫的維持，是在體溫調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)和控制下，產(chǎn)熱和散熱過程達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)果。第三十三頁，共49頁。(一)產(chǎn)熱過程

1.主要產(chǎn)熱器官：安靜狀態(tài),主要產(chǎn)熱器官是內(nèi)臟(尤其肝臟，其次是腦)。勞動(dòng)或運(yùn)動(dòng)時(shí)，主要產(chǎn)熱器官是肌肉。

第三十四頁，共49頁。2.機(jī)體的產(chǎn)熱形式人在寒冷的環(huán)境中,散熱明顯增加,機(jī)體要維持體溫的相對(duì)穩(wěn)定,必需增加產(chǎn)熱量：⑴戰(zhàn)栗產(chǎn)熱：骨骼肌同時(shí)發(fā)生不隨意的節(jié)律性收縮，其特點(diǎn)是屈肌和伸肌同時(shí)收縮，不做外功但產(chǎn)熱量很高。發(fā)生戰(zhàn)栗時(shí),代謝率可增加4～５倍。⑵非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱：指機(jī)體處于寒冷環(huán)境中時(shí)，體內(nèi)發(fā)生廣泛的代謝產(chǎn)熱增加的現(xiàn)象。又稱代謝產(chǎn)熱。但以褐色脂肪組織的產(chǎn)熱量最大（約占70%）。第三十五頁，共49頁。3.產(chǎn)熱活動(dòng)的調(diào)節(jié)包括體液調(diào)節(jié)和神經(jīng)調(diào)節(jié)(1)體液調(diào)節(jié):甲狀腺素是調(diào)節(jié)產(chǎn)熱活動(dòng)的最重要的體液因素機(jī)體在寒冷環(huán)境幾周后↓甲狀腺↓T3、T4↑↓代謝率↑(增加4～5倍)↓產(chǎn)熱量↑特點(diǎn)：作用緩慢，維持時(shí)間長(zhǎng)。第三十六頁，共49頁。(2)神經(jīng)調(diào)節(jié)寒冷刺激可通過興奮機(jī)體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，特別是交感神經(jīng)系統(tǒng)，繼而引起腎上腺素、去甲腎上腺素激素分泌增加，增加產(chǎn)熱。此外寒冷刺激還能引起骨胳肌緊張性增加，從而增加產(chǎn)熱。寒冷刺激時(shí)↓交感-腎上腺髓質(zhì)活動(dòng)↑↓腎上腺素、去甲腎上腺素分泌↑↓產(chǎn)熱量↑特點(diǎn)：作用迅速，維持時(shí)間短。第三十七頁，共49頁。

(二)散熱過程主：皮膚面積大與外界接觸血流豐富有汗腺次：呼出的氣體、尿、糞2.散熱方式：當(dāng)環(huán)境溫度＜皮膚溫度時(shí)，人體主要通過輻射、傳導(dǎo)和對(duì)流方式散熱，其散熱量約占總量70％。當(dāng)環(huán)境溫度≥皮膚溫度時(shí)，機(jī)體的散熱是依靠蒸發(fā)方式散熱。機(jī)體散熱方式有以下幾種:1.散熱部位：第三十八頁，共49頁。⑴輻射散熱：人體以熱射線（紅外線）形式將體熱傳給外界的散熱形式。輻射散熱是機(jī)體在常溫和安靜狀態(tài)下的最主要的散熱方式，大約占總散熱量的60%。

機(jī)體的有效輻射面積輻射散熱量的多少取決于皮膚與環(huán)境的溫度差在高溫環(huán)境中作業(yè)（如艦船、煉鋼人員）,因環(huán)境溫度高于皮膚溫度，機(jī)體不僅不能輻射散熱，反而會(huì)吸收周圍的熱量，故易發(fā)生中暑。

第三十九頁，共49頁。⑵傳導(dǎo)散熱：指體熱直接傳給與機(jī)體相接觸的較冷物體的散熱方式。與皮膚接觸物體的溫差與皮膚接觸面積的大小與皮膚接觸物體的導(dǎo)熱性傳導(dǎo)散熱量取決于水的導(dǎo)熱性好，因此臨床上常利用冷水袋或冰袋為高熱患者降溫。脂肪的導(dǎo)熱性差，因而肥胖者炎熱的天氣易出汗。第四十頁，共49頁。⑶對(duì)流散熱：指通過氣體或液體的流動(dòng)來交換熱量的散熱方式。對(duì)流散熱是傳導(dǎo)散熱的一種特殊形式。對(duì)流散熱量主要取決于空氣(液體)對(duì)流速度和溫度。衣服覆蓋于體表,不易實(shí)現(xiàn)對(duì)流;棉、毛纖維間的空氣不易流動(dòng),因此增加衣著可以保溫御寒。若在較密閉的高溫環(huán)境中(如船艙內(nèi))或悶熱氣候,因空氣對(duì)流差,易發(fā)生中暑。第四十一頁，共49頁。⑷蒸發(fā)散熱:指機(jī)體通過體表水分蒸發(fā)來散失體熱的散熱方式

當(dāng)氣溫≥體溫時(shí)，蒸發(fā)是唯一的散熱途徑

形式：①不感蒸發(fā)(不顯汗)：指體中水分直接滲透到體表汽化蒸發(fā)的現(xiàn)象。不感蒸發(fā)是持續(xù)進(jìn)行的。人體不感蒸發(fā)量約1000ml/日(皮膚約占2/3,肺占1/3)。所以臨床上給病人補(bǔ)液時(shí)應(yīng)考慮到由不感蒸發(fā)丟失的體液量。②發(fā)汗(可感蒸發(fā)):通過汗腺主動(dòng)分泌汗液的過程。人在安靜狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到30℃左右時(shí)，便開始發(fā)汗;如果空氣濕度大、衣著又多時(shí),氣溫達(dá)25℃便可發(fā)汗;機(jī)體活動(dòng)時(shí),由于產(chǎn)熱量↑,雖然環(huán)境溫度低于20℃亦可發(fā)汗。因?yàn)榘l(fā)汗散熱是通過汗液蒸發(fā)吸收體表熱量實(shí)現(xiàn)的,所以若將汗液擦掉則不能起到蒸發(fā)散熱的效果;汗腺缺乏(如燒傷病人)或汗腺分泌障礙者,在熱環(huán)境中就可導(dǎo)致體溫升高危及生命。第四十二頁，共49頁。3.汗液：水分：＞99％∵汗液流經(jīng)汗腺排出管的起始部時(shí)，有一部分NaCl可被重吸收，從而使最終排出的汗液成為低滲?！鄼C(jī)體大量出汗可造成高滲性脫水，要補(bǔ)充大量的水份和適量的ＮaCl。固體：＜１％大部分為NaCl其余為KCl、尿素、乳酸等無葡萄糖和蛋白質(zhì)第四十三頁，共49頁。汗腺與汗腺活動(dòng)的調(diào)節(jié)：人體內(nèi)有大汗腺和小汗腺,與蒸發(fā)散熱有關(guān)的是小汗腺分類溫?zé)嵝园l(fā)汗：環(huán)境溫度升高或劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)通過乙酰膽堿促進(jìn)汗腺分泌的作用稱為溫?zé)嵝园l(fā)汗。其部位見于全身。機(jī)制：下丘腦→交感膽堿能纖維→小汗腺→發(fā)汗精神性發(fā)汗：指當(dāng)情緒和精神緊張時(shí)引起的發(fā)汗。其部位見于手、足及前額等處的汗腺（與體溫調(diào)節(jié)無關(guān)）。機(jī)制：大腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)前區(qū)→交感腎上腺素能纖維→手、足及前額等處的