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1、人体解剖生理学,邢台学院生化系 李海燕,第九章 营养、代谢与体温调节,营养均衡 合理膳食,第九章 营养、代谢与体温调节,第一节 食物的营养成分及其 生理功能,第二节 能量代谢 第三节 体温及其调节,生物体的最基本特征是新陈代谢,生物体内物质代谢中伴随着的能量的释放、转移、贮存和利用,称为能量代谢。,能量代谢,同化作用 (合成代谢),- 贮能,- 放能,物质代谢,异化作用 (分解代谢),新陈代谢,第一节 食物的营养成分及其 生理功能,一、糖类及其主要生理功能 二、脂肪及其主要生理功能 三、蛋白质及其主要生理功能 四、维生素 五、无机盐(还有水和膳食纤维七类营养素),一、糖类及其主要生理功能,糖类
2、(碳水化合物):是体内主要供能物质。,单糖:葡萄糖 多糖:肝糖原和肌糖原 粘多糖:透明质酸、肝素和硫酸软骨素 (天然粘合剂),糖类在体内可以转化成其他物质,也可以进行 糖异生作用。,血糖:为3.56.7mmolL(80120mg/100ml) 长期高于或低于以上数值为高血糖或低血糖。,二、脂肪及其主要生理功能,(一)脂肪 是体内的储能和供能物质。此外还有保护、固定、缓冲和保温的作用。 脂肪在体内也可以相互转变。 (二)类脂 1、磷脂:卵磷脂和脑磷脂。是生物膜的重要成分,在物质的运输、代谢和神经活动方面有重要作用。 2、胆固醇:是细胞的重要组成成分。,三、蛋白质及其主要生理功能,(一)蛋白质的营
3、养意义 蛋白质是一种高分子化合物。种类较多。 蛋白质是构成细胞的基本成分,是组织生长、修复和更新的主要原料。 蛋白质是生命活动的主要体现者,没有蛋白质就没有生命。 (二)氮平衡(氮的摄入量与排出量相等) 成人:蛋白质合成代谢=分解代谢 幼年:蛋白质合成代谢分解代谢 长期饥饿:蛋白质合成代谢分解代谢,(三)必需氨基酸和非必须氨基酸,必需氨基酸:是人体内不能合成,必须从外界食物中获得的氨基酸。共有8种:苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸(甲硫氨酸) (成人约为蛋白质需要量的20%,婴儿40%)。 非必须氨基酸:主要有谷氨酸、精氨酸、组氨酸等十几种。 组氨酸:婴儿体内
4、不能合成,为必需氨基酸。,(四)蛋白质生物价值和互补作用,蛋白质的生物价值:指蛋白质消化吸收后在人体内保留量占吸收量的百分比。,蛋白质的生物价值=,蛋白质的保留量,蛋白质的吸收量,100%,动物性蛋白质的生物价值较高,而植物性蛋白质的生物价值较低。 蛋白质可以发挥互补作用:混合食物可以提高蛋白质的生物价值。如:提倡膳食。,不同食物中蛋白质的品质和含量是不同的。,蛋白质的品质高低一般用蛋白质的生物价值。,蛋白质的品质是指组成蛋白质的氨基酸质量和比例。,常用食物蛋白质的生物价值表(1),常用食物蛋白质的生物价值表(2),四、维生素,维生素都是有机物。需要量不大,但体内不能合成,必须经常从食物中得到
5、补充。 维生素既不提供能,也不是构成细胞的原料,但却是人体正常生长发育和健康所必需的。多数是物质代谢中酶的辅酶,如缺乏,物质代谢失常,影响正常的生理功能。 维生素按溶解特性分水溶性和脂溶性两种。,(一)水溶性维生素,(二)脂溶性维生素,五、无机盐,是人体的重要组成成分。分主要元素和微量元素。 无机盐需要经常从饮食中得到补充。,(一)主要元素,(一)主要元素,(二)微量元素,以上微量元素正常饮食中均能满足,第二节 能量代谢,能量代谢:指体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、 转移、贮存和利用。,一、机体能量的来源与利用,(一)能量来源,1.糖:主要(70以上),脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧
6、化。,2.脂肪:次之(30),3.蛋白质:很少(长期饥饿或极度消耗时,才成为 主要能量来源)。,短期饥饿时供能。,(二)能量利用 物质释放的能量有50%转化为热能,其余以自由能形式贮存于ATP中。只有少部分用于肌肉收缩(做机械功),最终大部分也是以热能形式散发掉。 主要供能物质糖类;直接供能物质ATP;最根本的能源光能。,(一)与能量代谢测定有关的几个概念,1.食物的热价(卡价) 1g食物氧化(或在体外燃烧)所释放的能量叫该食物的热价。包括生物热价和物理热价。 2.食物的氧热价 某种食物氧化时,消耗1升氧所产生的热量。,二、能量代谢的测定,3.呼吸商 一定时间内呼出CO2的量与吸入O2量的比值
7、。 RQ=,CO2产生量(ml或l) O2耗量,3种营养物质的几种数据,1、直接测热法,利用特殊的测量装置直接测量整个机体在单位时间内向外界环境散发的总热量。用于研究肥胖和内分泌障碍。 设备复杂,操作繁琐,应用受限,很少使用。,(二)能量代谢测定的原理和方法,2、间接测热法,(1)间接测热法的原理 依据:定比定律+能量守恒定律 能量守恒定律:能量由一种形式转化为另一种形式的过程中,既不能增加,也不能减少。(能量一定) 定比定律:在一般化学反应中,反应物的量与产物量之间呈一定的比例关系。(产物量一定) 基本原理:根据以上定律,查出单位时间内机体耗O2量和CO2产生量,计算出呼吸商。查出该呼吸商时
8、O2的热价,再乘以单位时间内的O2耗量,即得出单位时间内的产热量。,(2)能量代谢率的简易测算方法,步骤: 1、测定一定时间内的耗氧量; 2、按混合膳食呼吸商为0.82进行代谢率计算 公式,产热量= 20.18( kj/L) 耗氧量(L),已知混合食物呼吸商为0.82,氧的热价为20.18( kj/L),(三)能量代谢率的衡量标准,能量代谢在每一个个体是相当稳定的,但不同的个体差异却很大,难以比较; 能量代谢与机体的体形和体重无定比例关系; 如:体形较小的鸡和体形庞大的非洲象之间,按每公斤体重产热量相差甚远。 能量代谢与机体体表面积间有固定关系-表面积定律 以机体体表面积衡量机体能量代谢,并进
9、行不同体形和体重个体间能量代谢率比较时,则相差不多。(体表面积计算如下),m2=0.0061身高(cm)+0.0128体重(kg)-0.1529,机体不同状态时 的能量代谢率 状态 产热量(KJ/m2.min) 躺卧 2.73 开会 3.40 擦窗户 8.30 洗衣 9.89 扫地 11.37 打排球 17.05 打篮球 24.22 踢足球 24.98 持重机枪跃进 42.39 ,三、影响能量代谢的因素,(一)肌肉活动 肌肉活动对能量代谢的影响最大。,(二)环境温度,环境温度在20-30 ,最为稳定。 30时也增加,(原因是温度上升体内化学反应加快和发汗活动增加了产热量)。,(三)食物特殊动力
10、作用,食物特殊动力作用:指食物刺激机体产生额外热量 的作用。 进食1h后产热量比进食前有额外的增加,持续7-8h。 各种营养物质的食物特殊动力效应不同,进食蛋白 质时产热量增加30,混合性食物增加10,糖和 脂肪增加46。(所以发烧时不要吃鸡蛋) 这不是消化吸收活动引起的,静脉注射氨基酸也可以引起类似的产热量增加,因此有人推测可能与肝脏处理蛋白质有关。(主要与脱氨基作用有关)。,(四)精神因素,在精神紧张状态下(恐惧、愤怒、焦急)能量代谢明显提高。 由与精神活动相关连的肌肉活动和激素分泌引起。,四、基础代谢 (一) 概念 1.基础代谢:机体在基础状态下的能量代谢称为基础代谢。 基础状态的条件如
11、下: 清晨空腹:即禁食1214h,前一天应吃清淡、不要太饱的饮食,以排除食物特殊动力效应的影响。 平卧:全身肌肉放松,尽力排除肌肉活动的影响。 清醒且情绪安稳:以排除精神紧张的影响。 室温18-25:排除环境温度的影响。 2.基础代谢率(BMR):单位时间内的基础代谢。 ,(二)基础代谢率正常值及生理变动范围,我国人正常基础代谢率平均值(KJm2 h),成年男人基础代谢率(BMR):157.8 KJm2 h 3787.2KJm2 d,变动范围: 一般变动范围在10%15%之内。 男性的基础代谢率高于女性,幼年的基础代谢率高于成年,年龄越大基础代谢率越低。 甲亢时基础代谢率可比正常高25-80%
12、,甲低时基础代谢率可比正常低20-40%,所以: 基础代谢率的测量是甲状腺疾病的重要辅助手段。,思考题,你每天需要吃几两食物,才能维持正常的基础代谢? 1、求出自己的体表面积: 0.0016身高(厘米)+0.0128 体重(公斤)0.1529 2、求出三种混合食物的热价: ( 17.15+17.99+39.75)3=24.96(Kj) 3、求出在基础代谢下所需食物(KJm2.d) 377124.96=151.73(g)=3.03(两) 4、求出自己每日所需食物量 3.02(体表面积)=?(两),半斤左右,第二节 体温及其调节,概念:指身体深部的平均 温度,即体核温度。 意义:体温的相对恒定是机
13、体新陈代谢和一切生命活动正常进行的必需条件。,体温 22心跳停止; 体温 43酶变性而死亡; 体温 = 27低温麻醉。 正常体温= 36.037.4 ,20c,(20),(35),一、人体正常体温及生理变动 (一)正常体温 1.肛温:正常为36.937.9。 2.口温:约比直肠低0.2,为36.737.7。 3.腋温:约比口腔低0.3,为36.037.4 。 临床常用口温和腋温。测定腋温时要注意夹紧体温计(人工体腔)和测量时间(约需5min)。,体表温度:机体表层的温度。 皮肤温度:机体表层的最外层,既皮肤的温度。 额部 躯干 手 足,(二)体温的生理变动 1.昼夜节律变化 人的体温在一昼夜中
14、呈现周期性波动,称为体温的昼夜节律。 清晨最低,下午最高,但不超过1。,2.性别差异 成年女子体温平均比男子高0.3。 女子体温随月经周期而产生周期性变动。排卵日最低(约1)。,体温的变动,3.年龄差异 新生儿体温成年人老年人。,4.其他 肌肉活动时,肌肉代谢明显增强,产热增加, 情绪激动、精神紧张、进食等情况,都会影响体温。 全身麻醉时,会因抑制体温调节中枢和扩张血管的作用及骨骼肌松弛,使体温降低。,二、机体的产热和散热,体热平衡:产热和散热两个生理过程之间的动态平衡,维持体温恒定。,(一)产热 1.主要产热器官: 安静状态,主要产热器官是内脏(尤其肝脏,其次是脑)。 活动状态,主要产热器官
15、是骨骼肌。,2.产热形式 战栗产热:骨骼肌不随意的节律性收缩。 非战栗产热:又称代谢产热,机体所有的组织器官都能进行代谢产热。,3.产热活动的调节,3.产热活动的调节,寒冷刺激时 交感-肾上腺髓质 去甲肾上腺素、肾上腺素 产热量 特点: 作用迅速, 维持时间短。, 机体在寒冷环境几周后 甲状腺 T3、T4 (T3三碘甲腺原氨酸) 代谢率(增加45倍) 产热量 特点: 作用缓慢, 维持时 间长。,(二)散热 1.散热部位,主:皮肤,次:肺、尿、粪,面积大 与外界接触 血流丰富 有汗腺,2.散热方式: 机体散热方式有以下几种:,辐射散热 指体热以热射线形式传给温度较低的周围环境中的散热方式。 辐射
16、散热量的多少取决于,机体的有效辐射面积,皮肤与环境的温度差,传导散热 指体热直接传给与机体相接触的低温物体的散热方式。,传导散热量取决于 水的导热性好,因此临床上常利用冷水袋或冰袋为高热(烧)患者降温。 脂肪的导热性差,因而肥胖者炎热的天气易出汗。,与皮肤接触物体的温差,与皮肤接触面积的大小,与皮肤接触物体的导热性,对流散热 指体热凭借空气流动交换热量的一种散热形式,对流散热是传导散热的一种特殊形式。,对流散热量主要取决于,气温(低温环境 空调),风速(电扇),蒸发散热(分不感蒸发和可感蒸发) 指体液的水分在皮肤和粘膜表面由液态转化为气态,同时带走大量热量的散热方式。,当气温体温时,蒸发是唯一
17、的散热途径 不感蒸发:又称不显汗。指体液的水分直接透出皮肤和粘膜表面,在未聚成明显水滴前蒸发掉的散热形式。 不感蒸发是持续进行的。人体不感蒸发量约500ml/日。 临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的体液量。,发汗:又称可感蒸发。 人在安静状态下,当环境温度达到30左右时,便开始发汗;如果空气湿度大、衣着又多时,气温达25便可发汗;机体活动时,由于产热量,虽然环境温度低于20亦可发汗。 炎热的气候,短时间内发汗量可达1.5L/h。,汗液,水分:99,固体:,大部分为NaCl,其余为KCl、尿素、乳酸等,无葡萄糖和蛋白质,汗液流经汗腺排出管的起始部时,有一部分NaCl可被重吸收,从而使最终
18、排出的汗液成为低渗。 机体大量出汗可造成高渗性脱水,要补充大量的水份和适量的aCl。,3.散热的调节 皮肤循环的调节:微循环的动静脉吻合支。 发汗的调节,三、体温调节,体温调节的方式 1、自主性体温调节:机体在下丘脑体温调节中枢的控制下,通过增减皮肤血流量、发汗、寒战等生理反应,经常维持产热和散热过程的动态平衡。是体温调节的基础。 2、行为性体温调节:机体(包括变温动物)在不同的温度环境中的姿势和行为。是体温调节的补充,特别是人为保温和降温所采取的措施,如增减衣服。,(一)温度感受器 1.外周温度感受器 分布:全身皮肤、某些粘膜和腹腔内脏等处。 类型:温觉感受器和冷觉感受器 作用:温度感受器传
19、入冲动到达中枢后,除 产生温觉之外,还能引起体温调节反应。,2.中枢温度感受器(敏感神经元) 分类:热敏神经元和冷敏神经元 血温热敏神经元冲动发放频率 血温冷敏神经元冲动发放频率 分布:下丘脑、脑干网状结构和脊髓等处 局部脑温变动0.1时: 加温PO/AH PO/AH的热敏N元+ 散热反应产热反应 冷却PO/AH PO/AH的冷敏N元+ 散热反应产热反应 说明:1、POAH视前区下丘脑前部。 2、PO/AH中的某些热敏N元能感受局部脑温的变化。,(二)体温调节中枢,虽然从脊髓到大脑皮层的整个神经系统中都存在调节体温的中枢结构。但:,调节体温的基本中枢位于下丘脑。,视前区下丘脑前部还能对中脑、延髓、脊髓、皮肤等处传入的温度信息发生反应,以及能直接对致热物质、5-羟色胺(5-HT)、去甲肾上腺素等物质发生反应。,说明:视前区下丘脑前部具有体温调节 整合中枢的地位。,(三)体温调节机制 “调定点”学说,干扰因素: 致热原使调定点 孕激素使调定点,37,反馈信息,调定点学说,产热过程,散热过程,温度感受器,调定点,+,-,干扰,体温,体温调节中枢,体核温度,四、体温调节障碍,1.发热与体温过高(40) 2.体温过低(36),作业:P250 第1、2、3、5、6题。,谢谢聆听,POAH视前区下丘脑前部,
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