能量代谢 和体温.ppt
第七章 能量代谢和体温 (Energy metabolism and Body temperature),能量代谢 生物体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、贮存和利用的过程。,第一节 能量代谢,一、食物的能量转化,能量转化和利用的关键物质ATP,1.糖 ： 是机体重要的能源物质. 2.脂肪：是能源物质贮存的主要形式。 3.蛋白质: 在体内糖原和贮存的脂肪大量消耗后才依靠蛋白质分解获得能量。,几种主要营养物质的能量转化,二、能量代谢的测定 能量代谢率： 每小时每平方米体表面积所产生的热量。 单位： KJ/m2/h,1.直接测热法 2.间接测热法 原理： 根据定比定律，测出一定时间内人体中氧化分解的糖、脂肪、蛋白质各有多少, 然后计算出这些物质的产热量。,能量代谢的测定原理和方法,食物的氧热价： 消耗1升O2氧化某种营养物质所产生的热量。,糖 ： 21KJ/L 蛋白质：18.8KJ/L 脂 肪：19.7KJ/L,与能量代谢有关的几个概念： 食物的热价： 1克营养物质氧化时所释放出的热量。 糖 ：17.15KJ/g 蛋白质：17.99KJ/g 脂 肪：39.75KJ/g,呼吸商： 在一定的时间内机体的CO2产生量与耗O2量的比值。 CO2产生量 RQ = O2耗量,糖RQ=1 脂肪RQ=0.71 蛋白质RQ=0.80 混合膳食RQ=0.85,非蛋白呼吸商,蛋白质O2耗量=蛋白质的消耗量×0.95 蛋白质CO2产生量=蛋白质的消耗量×0.76 非蛋白氧化分解的O2耗量=总O2耗量蛋白质 O2 耗量 非蛋白的CO2产生量=总CO2产生量蛋白质CO2 产生量 非蛋白氧化分解的CO2产生量 非蛋白呼吸商= 非蛋白氧化分解的O2耗量,尿氮：,1克蛋白质氧化分解产生0.16克尿氮。如果产生1克尿氮，说明被氧化分解的蛋白质6.25g。,所以： 蛋白质的消耗量=尿氮量×6.25 蛋白质的产热量=蛋白质消耗量×蛋白质热价,例:受试者24小时耗氧量为400L，二氧化碳产量为340L。尿氮排出量12克。,(1)蛋白质代谢: 氧化量=12×6.25g=75g 产热量=18kJ/g×75g=1350kJ 耗氧量=0.95L/g×75g=71.25L 二氧化碳产量=0.76L/g × 75g=57L (2)非蛋白代谢： 耗氧量=400L-71.25L=328.75L 二氧化碳产量=340-57=283L NPRQ=283÷328.75=0.86,（3）根据NPRQ的氧热价计算非蛋白代谢的产热量 非蛋白代谢的产热量 =328.75L×20.40KJ/L=6706.5KJ （4）24小时产热量 =蛋白质产热量+非蛋白代谢产热量 =1350+6706.5=8056.5KJ,三、影响能量代谢的主要因素,肌肉活动,机体氧耗量与肌肉活动强度呈正变关系,食物的特殊动力效应： 人进食约1小时后，机体产生明显的额外的能量消耗，产热量明显增多的效应。 环境温度 20 30: 能量代谢保持较低较稳定的水平。 20以下: 能量代谢率随环境温度下降而升高,30 40 : 能量代谢率随环境温度升高而升高,四、基础代谢（basal metabolism）,人体在清醒、安静、全身肌肉放松室温2025 ，空腹、排除精神紧张下的能量代谢。,基础代谢率（BMR） 在基础代谢状态下的能量代谢率（KJ/m2.h） 临床上表示基础代谢高低的方法： 以实测值与正常值相比计算出实测值高 于或低于正常值的百分数。,例：某男性20岁，体表面积1.5m2，测出1h的氧耗量为15L。 （1）基础代谢率=20.18×15/1.5=201.8 实测值：201.8KJ/m2/h （2）该性别年龄组正常基础代谢率平均值： 157.8KJ/m2/h （3）计算高于或低于正常值的百分数 201.8-157.8 157.8 正常值：±20%（ ±10%15%）,×100%=28%,一、体温（body temperature）： 一般指机体深部的平均温度。 体温的测量 直肠：36.9 37.9 口腔：36.7 37.7 腋窝：36.0 37.4 体温的正常变动： 昼夜节律、性别、年龄、肌肉活动等。,第二节 体温及其调节,图 体温的昼夜变化曲线,图 女性月经周期中基础体温的波动,激素水平,基础体温,E2,P,二、机体的产热与散热,体热平衡： 机体在体温调节机制的调控下，使产热过程和散热过程处于动态平衡，以维持正常体温。,1.主要产热器官 肝脏（及其它产热器官）： 安静时占总产热量56% 骨骼肌：运动时占总产热量90%,产热 机体的总产热量主要来自三个方面： 基础代谢 食物的特殊动力作用 肌肉活动,2.机体产热的形式（寒冷环境中）,战栗产热 产热形式 非战栗产热（代谢产热） 3.产热活动的调节： 体液调节 神经调节,CNS,TRH释放 （下丘脑）,TSH释放 （腺垂体）,T3.T4（甲状腺）,代谢率,产热量,寒冷刺激,散热,1.散热方式 辐射散热： 体热以热射线的形式传给外界较冷的物体。 影响辐射散热的因素 皮肤与外环境的温差； 有效的辐射面积。,传导与对流 传导散热： 体热直接传给同机体接触的较冷的物体。 影响传导散热的主要因素： 物体的导热性能（导热度） 对流散热： 通过气体的流动来散失的体热。 影响对流散热的主要因素： 风速,蒸发散热： 通过身体体表的水分由液体状态转变为气体状态而散失体热。,蒸发散热的两种形式 不感蒸发（不显汗） 体液的水分直接透出皮肤和呼吸道,在未聚集成明显水滴前就蒸发掉的一种散热形式。 发汗（可感蒸发）Sweating 通过汗腺分泌汗液于体表的一种蒸发形式。,当环境温度接近或高于皮肤温度时，蒸发是唯一的有效散热形式。,体热散发的主要方式： 气温机体表层温度？ 气温机体表层温度 ？,辐射、传导、对流、蒸发。,2.汗液 主要成分：水（占99%） 固体：NaCl、KCl、尿素、乳酸等 高渗性脱水： 大量出汗而丧失体液时，由于汗液是低渗的，故造成体内高渗，此为高渗性脱水。,中暑： 在高温环境中，若蒸发散热不良 （如：环境高温或无风时）将造成体热淤积及一系列临床表现（如头晕、恶心、心悸),热痉挛： 发汗速度过快时，汗液中NaCl来不及被汗腺管重吸收，机体因此而丢失大量的H2O和 NaCl引起电解质紊乱，甚至出现神经肌肉兴奋性升高的现象。,3.散热的调节反应,发汗（汗腺活动的调节） 作用： 通过发汗体温不至于骤然升高； 机体的热储不会过于增多。 发汗是一种反射活动，是散热的重要调节反应。,环境温度,皮肤温觉感受器,传入神经,发汗中枢,温热性发汗： 在热环境下引起全身各部位的小汗腺分泌汗液。 发汗中枢：下丘脑 精神性发汗： 精神紧张或情绪激动而引起的发汗 发汗中枢：大脑皮层运动区,循环系统的调控作用 皮肤血流量的调节反应,（调节了热环境下的体热平衡）,四肢深部动-静脉之间的热量逆流交换的调节作用：,在热环境中热量的逆流交换不起作用，因此时返回心脏的血液主要由皮肤表浅静脉输送。,环境温度10,37 36,33 32,24 23,静脉,肱动脉,挠动脉,三、体温调节,自主性体温调节（生理性调节）： 人体和恒温动物的体温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、寒战等生理调节反应而经常维持于一个稳定的水平。 行为性体温调节： 机体在不同温度环境中采取不同的姿势、行为、保温、降温等措施称为行为性体温调节。,温度感受器,1.外周温度感受器： 位于皮肤、粘膜、腹腔内脏 2.中枢性温度感受器： 热敏神经元：视前区下丘脑前部（PO/AH） 冷敏神经元：脑干网状结构，下丘脑的弓状核 体温调节中枢 视前区下丘脑前部,局部脑组织温度 热敏神经元放电频率 冷敏神经元放电频率 下丘脑体温调节中枢 散热 产热,例：,体温调定点学说,例：细菌所致的发热,致热原,调定点阈值上移 (如:39),热敏神经元放电频率减少,冷敏神经元放电频率增加,产热反应加强 散热反应抑制,体温升高(39),(产热和散热建立新的动态平衡),热敏神经元阈值升高,冷敏神经元阈值降低,
