能量代谢与体温调节.ppt
第七章 能量代谢与体温调节,第一节 能 量 代 谢,第二节 体 温 调 节,新陈代谢,能量代谢,第一节 能量代谢 能量代谢(energy metabolism)物质代谢过程 伴随的能量贮存、释放、转移和利用 一、食物的能量转化 (一)ATP是体内能量转化和利用的关键物质 三磷酸腺苷（adenosine triphosphate,ATP） ATP ADP+Pi+33.47kJ ATP是体内重要的储能物质、直接供能物质 高能磷酸键：ATP 磷酸肌酸（CP）,1、糖（carbohydrate） 以葡萄糖为中心的有氧代谢和无氧酵解,（二）几种主要营养物质的能量转化,G G-6-P 丙酮酸 乙酰CoA,三羧酸循环,H2O + CO2 + 能量 ( E ),3、蛋白质（protein） 氨基酸-重新合成蛋白质,2、脂肪（fat） 贮存和供给能量 脂肪 酶 甘油+脂肪酸,H2O + CO2 + 能量 ( E ),50%为热能,50%储存于ATP,肌肉收缩,二、能量代谢的测定 (一)有关概念,2、食物的氧热价（thermal eruivalent of oxygen） 某种食物氧化时消耗1L氧气所产生的能量。 反映耗O2量与热量间的关系,1、食物的热价（thermal equivalent of food） 1g某种食物氧化(或在体外燃烧)时所释放的能量 物理热价 生物热价,3、呼吸商（respiratory quotient,RQ ） 一定时间内机体呼出的CO2量与吸入O2量的比值。 RQCO2产生量/耗O2量,三种营养物质氧化的几种数据 物质 耗O2量 产CO2量 物理热价 生物热价 氧热价 呼吸商 (L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/L) (R Q) 糖 0.83 0.83 17.15 17.15 20.66 1.00 脂 肪 2.03 1.43 39.75 39.75 19.58 0.71 蛋白质 0.95 0.76 23.43 17.99 18.93 0.80 ,4、非蛋白呼吸商(NPRQ): 指一定时间内机体氧化非蛋白食物时的CO2产生 量与耗O2量的比值。 整体产生CO2总量分解蛋白产生CO2量 NPRQ 整体耗O2总量分解蛋白耗O2量,(二)能量代谢的测量原理和方法 1、直接测量法 测定整个机体在单位时间内向外界环境发散的 总热量。 2、间接测热法 （1）定比定律： 反应物的量与产物之间是一定的比例关系 C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+ H,利用这种定比关系，查出一定时间内整个人体中氧化分解的糖、脂肪、蛋白质各有多少，然后据此计算出该段时间内整个机体所释放出来的热量。 因此，必须解决两个问题： 一是每种营养物质氧化分解时产生的能量有多少（即食物的热价）； 二要分清三种营养物质各氧化了多少。,(2)计算步骤 测定CO2产生量、耗O2量和尿氮量； 1g尿氮(NP)需氧化蛋白6.25g 尿氮量蛋白质的量蛋白质耗O2量、 CO2产生量和产热量NPRQ查表得氧 热价非蛋白代谢的产热量 能量代谢计算： 非蛋白食物的产热量+蛋白食物的产热量,间接测热法的计算方法举例,例如：受试者24小时的耗氧量为400L，CO2产量为340L。另经测定尿氮排出量为12g。（蛋白质生物热价18kJ/g ，耗氧量0.95L/g，CO2产量0.76L/g） 计算步骤如下：（1）蛋白质氧化量=12×6.25=75g 产热量=18×75=1350kJ 耗氧量=0.95×75=71.25L CO2产量=0.76×75=57L （2）非蛋白呼吸商 非蛋白代谢耗氧量=400-71.25=328.75L 非蛋白代谢CO2产量=340-57=283L 非蛋白呼吸商=283/328.75=0.86 (3)根据非蛋白呼吸商的氧热价计算非蛋白代谢的热量 查表,非蛋白呼吸商为0.86时,氧热价为20.41。 非蛋白代谢产热量=328.75×20.41=6709.8kj 。 （4）计算24小时产热量 24小时产热量=1350+6709.8=8059.8kJ 计算的最后数值8059.8kJ就是该受试者24小时内的能量代谢率,三、影响能量代谢的因素 (一)肌肉活动 最显著的影响因素 能量代谢率作为评估 肌肉活动强度的指标 (二) 精神因素,表7-3 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 擦窗子 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)食物的特殊动力效应 （specific dynamic effect） 1、定义：进食后一段时间，食物刺激机体产生额 外能量消耗的作用 2、机制： （四）环境温度 2030稳定，肌肉松 20 代谢率增加； 30 代谢率增加 等热范围：在一定温度范围内，机体的代谢强度和产热量维持在生理最低水平，而体温仍能维持恒定，这一温度范围称为代谢稳定区或等热范围。,四、基础代谢（basal metabolism） (一)基础代谢：基础状态下的能量代谢 基础状态： 清晨，清醒、静卧，未作肌肉活动； 前夜睡眠良好，测定时无精神紧张； 测定前至少禁食12小时； 室温20-25 体温正常,(二)基础代谢率(basal metabolic rate,BMR） 1、定义：基础状态下单位时间内的能量代谢。 以单位体表面积来衡量BMR BMR的测定:(通常采用简易法) 按下面公式计算出BMR： BMR20.195×耗氧量/体表面积 2、BMR正常值 （KJ/m2.h） ±10±15 ±20可能是病理,五、静止能量代谢,在舍饲或实验条件下，清晨早饲前动物在安静状态下的能量代谢水平。 静止能量代谢与基础代谢的区别： 包含一定量的食物特殊动力作用； 包含一些使役的能量； 可能含有一定调节体温的能量。,机体能量代谢率 与体重相关性不明显 而与体表面积基本上成正比,人体表面积推算: 公式计算：0.0061×身高（cm)0.0128×体重(kg)0.1529 体表面积测算图测出。,第二节 体 温 一、体温（body temperature） (一)表层体温和深部体温 1、表层体温： 2、深部体温：相对稳定 3、体温：身体深部的平均温度。 正常值：直肠36.937.9 口腔36.737.7 腋窝36.037.4 ,（二）体温的正常变动 1、昼夜周期性变化 2、性别影响 3、年龄影响 4、其他因素,二、机体的产热与散热,(一)产热过程,1.主要产热器官 肝脏、骨骼肌,2、产热形式 战栗产热（shivering thermogenesis） 在寒冷环境骨骼肌不随意的节律性收缩 特点：屈肌和伸肌同时收缩， 不做外功但产热量很高。 战栗前肌紧张 非战栗产热(non-shivering thermogenesis) 又称代谢产热 褐色脂肪组织(BFR)的产热量最大,3、产热活动的调节 （1）体液调节： 甲状腺素 Adr 、NE 、GH （2）神经调节： 寒冷交感-肾上腺髓质系统+ NE、E 下丘脑促甲状腺激素释放激素 产热量,(二)散热 1、散热部位：皮肤 2、散热方式： （1）辐射（thermal radiation） 以发射红外线的形式将体热传给外界的散热形式 散热量取决于 皮肤与环境的温度差 有效辐射面积,传导（thermal conduction） 体热直接传给与机体接触的低温物体的散热方式。 传导散热量取决于 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 临床:冷水袋、冰帽为高热患者降温。 对流（thermal convection） 通过气体进行热量交换的散热方式,蒸发（evaporation） 通过体表水分蒸发而散失体热的一种形式。 当气温体温时，蒸发是唯一的散热途径 不感蒸发(insensible perspiration) 低温环境中皮肤、呼吸道的水分渗出而蒸发。 不显汗 发汗（sweating）又称可感蒸发 汗腺主动分泌汗液的过程。,3、汗液： 水分：99 固体： aCl 分泌等渗 经汗腺管 NaCl 被重吸收 汗液为低渗 大量出汗高渗性脱水,4、散热的调节： 皮肤循环的调节： 交感N 皮肤血管的口径 其血流量 发汗的调节： 交感胆碱能N f(主要) 汗腺 肾上腺素N f 中枢：下丘脑,三、体温调节 自主性体温调节 行为性体温调节 (一)温度感受器 热感受器 外周温度感受器 冷感受器 中枢温度感受器 1、外周温度感受器 感觉神经末梢 分布：皮肤、粘膜和内脏,2.中枢温度感受器 分类：热敏神经元、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： 冷敏N元：脑干网状结构和下丘脑的弓状核 热敏N元：视前区-下丘脑前部（PO/AH）,(二)体温调节中枢 调节体温的基本中枢位于下丘脑 PO/AH在体温调节整合中枢中的重要地位 (三)体温调定点学说 1、调定点（set point） 指恒温动物体温的规定阈值，存在于视前 区-下丘脑前部。 人体温调定点正常值37 2、调节过程,调定点 体温调节 中枢,产热(肝脏、骨骼肌),散热(皮肤血管汗腺),深部温度,POAH,外周中枢感受器,体温调节过程,发热：调定点上移，体温才升高到发热水 平；产热 中暑：体温升高是由于体温调节功能失调,复习思考题 1.体温的生理变动表现在哪些方面？ 2.人体有哪些散热途径？皮肤的散热方式有哪些？各有何意义？ 3.试以体温调定点学说解释体温调节机制。 4.根据散热原理，应如何降低高热病人的体温？ 5.恒温动物在剧烈运动和寒冷环境中是如何维持体温相对恒定的？,
