第七章 能量代谢与体温,第一节 能 量 代 谢,第二节 体 温,第一节 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、食物的能量转化 （一）ATP的合成与分解是体内能量转化和利用的关键环节（略） （二）几种主要营养物质的能量转化 1.糖（carbohydrate）:人体所需要的能量大部分由糖提供；有氧氧化与无氧酵解的意义；脑组织所需能量则主要来源于糖的有氧氧化。,2.脂肪（fat）：主要是贮存和供能。体重指数=体重（kg）/身高（m）的平方。 3.蛋白质（protein）：长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量来源。 能量的利用 能量平衡,氧债,二、能量代谢的测定,（一）几个基本概念 食物的热价:1食物在体内氧化或在体外燃烧时所释放出来的热量，称为食物的热价。 食物的氧热价：某种食物氧化时,每消耗1L氧所产生的热量称为该种食物的氧热价。 呼吸商（RQ）：某种营养物质被氧化时，一定时间内，机体的CO2产生量与耗O2量的比值。RQCO2产生量/耗O2量,由于各种食物在体内氧化时的耗O2量、CO2产生量的不同，故各种食物的呼吸商不同。根据RQ可估计某一段时间内机体氧化各种食物的比例：,三种营养物质氧化的几种数据 物 质耗氧量 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/g) (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 18.93 0.71 蛋白质 0.95 0.76 23.43 17.99 18.93 0.80 ,RQ1.0 氧化糖； RQ0.71 氧化脂肪 RQ0.8氧化蛋白质； RQ0.85混合饮食；,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, 分解蛋白产生CO2量= NP6.250.76(L), 分解蛋白耗O2量= NP6.250.94(L),6.25=每产生1g尿氮(NP)需氧化蛋白6.25g 0.76(L)=每氧化1g蛋白的产生CO2量 0.94(L)=每氧化1g蛋白的耗O2量,非蛋白呼吸商(NPRQ)及氧热价见:表7-2,（二）能量代谢的测定原理和方法 遵循“能量守恒定律” 食物中的化学能=热能+外功 1.直接测热法 2.间接测热法： 定比定律:反应物的量与产物的量之间呈一定 的比例关系 间接测热法原理：是利用“定比定律” ，测算出一定时间内氧化的糖、脂肪和蛋白质各有多少，根据食物的氧热价和呼吸商再计算出它们所释放出的热量。,间接测热法步骤： 测定CO2产生量和耗O2量 测定尿氮量,计算氧化蛋白质的产热量 计算出NPRQ： 查出非蛋白食物氧热价 计算出非蛋白食物的产热量 能量代谢计算：,简易法： 将混合膳食的RQ定为0.82； 测定6min的耗O2量； 能量代谢计算：= 耗O2量氧热价。,三、影响能量代谢的因素,(一)肌肉活动 (二)精神活动 (三)食物的特殊动 力效应 (四)环境温度,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 17.50 打篮球 24.22 踢足球 24.98 ,(二)精神活动 人在平静地思考问题时，能量代谢受到的影响不大，产热量增加不超过4%。 但精神处于紧张状态(烦躁、恐惧、情绪激动等)时，由于会导致无意识的肌肉紧张性增强、交感神经兴奋及促进代谢的内分泌激素释放增多等原因，产热量可显著增加。,(三)食物的特殊动力效应 人进食后一段时间内(从进食后1h开始,持续78h),即使同样处于安静状态,但产热量却比进食前有所增加，食物能刺激机体额外消耗能量的现象称为食物的特殊动力效应。 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。 其产生的机制尚不十分清楚，可能与食物在消化道内的消化和吸收无关，而与肝脏处理氨基酸或合成糖原等过程有关。,(四)环境温度 1.人体安静时的能量代谢,在2030的环境中较为稳定，且最低。 2.环境温度超过30，能量代谢率增加，发汗、呼吸、循环加强 3.当环境温度低于20时，随着温度的不断下降，机体产生寒战和肌紧张增加以御寒，同时增加能量代谢率。,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。 基础状态的条件如下： 清晨空腹，即禁食1214h，前一天应清淡、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。 清醒且情绪安闲，以排除精神紧张的影响。 室温20-25，排除环境温度的影响。 2.基础代谢率(BMR)：基础状态下单位时间内的能量代谢。以每小时每平方米体表面积的产热量为单位,表7-4,研究表明,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。,(二)BMR的测定和正常值 1.BMR的测定:(通常采用简易法) BMR随性别、年龄的不同而有差异：男性高于同年龄组女性；儿童高于成人；年龄越大，代谢率越低,2.BMR正常值：1015,20可能是病态,甲亢：+25+80%；甲减：-20%-40% 发烧：体温每升高1，BMR升高13%.,第二节 体温及其调节,一、体温 概念：指身体深部的平均温度，即深部温度。 意义：体温的相对恒定是机体新陈代谢和一切生命活动正常进行的必需条件。,（一）表层体温和深部体温,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0.5,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和测量时间（约需10min）。,（二）体温的生理变动 1.昼夜节律变化 人的体温在一昼夜中呈现周期性波动，称为体温的昼夜节律。 清晨2-6时最低,午后1-6时最高. 生物钟:下丘脑的视交叉上核,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,卵泡期,黄体期,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,(一)产热过程 1.主要产热器官： 安静状态，主要产热器官是内脏（尤其肝脏）。 活动状态,主要产热器官是骨骼肌。,2.产热形式 寒颤产热：骨骼肌不随意的节律性收缩 非寒颤产热：又称代谢产热，通过提高组织代谢率增加产热。 棕色脂肪组织（BFT）产热量最大。,3.产热活动的调节 （1）体液调节：甲状腺激素是调节产热活动最重要的体液因素（慢、长）、肾上腺素、去甲肾上腺素、生长素（快、短） （2）神经调节： 交感神经兴奋肾上腺髓质肾上腺素、去甲肾上腺素 下丘脑TRH腺垂体TSH甲状腺T3、T4, 机体在寒冷环境几周后 甲状腺 T3、T4 代谢率(增加45倍) 产热量 特点： 作用缓慢， 维持时间长。,寒冷刺激时 交感-肾上腺髓质 NE、E 产热量 特点： 作用迅速， 维持时间短。,(二)散热 散热部位：,皮肤,面积大 与外界接触 血流丰富 有汗腺,肺、尿、粪,2.散热方式： 辐射散热（thermal radiation） 传导散热（thermal conduction） 对流散热（thermal convection） 蒸发散热（evaporation）,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。 辐射散热量的多少取决,机体的有效辐射面积,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。,皮肤与环境的温度差,传导散热量取决 水的导热性好，因此临床上常利用冷水袋或冰袋为高热患者降温。 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： 指体热凭借气体或液体流动交换热量的散热方式。 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,温度差、有效散热面积,风速,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1000ml/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,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。,固体：,大部分为NaCl,其余为KCl、尿素、乳酸等,无葡萄糖和蛋白质,3.汗腺与汗腺活动的调节： 大汗腺（apocrine gland） 小汗腺（eccrine gland） 发汗的调节,4 循环系统在散热中的作用 辐射、传导和对流等散热量的多少取决于皮肤和环境之间的温度差 皮肤温度的高低与皮肤血流量有关 体温调节中枢通过改变交感神经紧张性控制皮肤血管的口径，调节皮肤血流量,图7-5 皮肤血管结构模式图 水平箭头表示血流方向；垂直箭头表示热量传递方向,三、体温调节 行为性体温调节behavioral thermoregulation 自主性体温调节autonomic thermoregulation (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.中枢性温度敏感神经元 分类：热敏神经元和冷敏神经元 局部温度热敏神经元冲动发放频率 局部温度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 PO/AH变动0.1(37） 加温PO/AH热敏N元+ 散热反应产热反应 冷却PO/AH冷敏N元+ 散热反应产热反应 温敏N元还对外周传入的温度变化信息及致热物质反应,(二)体温调节中枢 虽然从脊髓到大脑皮层的整个CNS中都存在调节体温的中枢结构。 但基本中枢位于视前区-下丘脑前部（PO/AH ）。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-HT、NE等物质发生反应。,(三)体温调定点学说,干扰因素： 致热原使调定点 孕激素使调定点,图7-7 下丘脑温度变化与温度敏感神经元放电频率曲线（模式图） W 、 W ， C 、 C ， S 、 S 分别表示正常及发热时热敏神经元 放电特性、冷敏神经元放电特性及体温调定点,