能量代谢与体温调节

nullnull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null新陈代谢能量代谢null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）null 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 )null3、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nullH2O + CO2 + 能量 ( E ) 50%为热能50%储存于ATP肌肉收缩null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null 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。 　 RQ＝CO2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 ─────────────────────────── null 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 null(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。null (2)计算步骤 ①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→查得氧 热价→非蛋白代谢的产热量 ②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null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 ──────────null(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 20～30℃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。null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 null(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) 按下面计算出BMR： BMR＝20.195×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。null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: ①公式计算：＝0.0061×身高（cm)＋0.0128×体重(kg)－0.1529 ②体表面积测算图测出。  null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—36.9～37.9℃ 口腔—36.7～37.7 ℃ 腋窝—36.0～37.4 ℃ null（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null 2、产热形式 ⑴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 ⑵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null3、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↑ null (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 null ⑵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。 ⑶对流（thermal convection） 通过气体进行热量交换的散热方式null⑷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 ①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 ②发汗（sweating）又称可感蒸发 汗腺主动分泌汗液的过程。null 3、汗液： 水分：＞99％ 固体：＜１％ ＮaCl 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 null 4、散热的调节： ⑴皮肤循环的调节： 交感N 皮肤血管的口径 其血流量 ⑵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null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 null 2.中枢温度感受器 ⑴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↑ ⑵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） null(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 null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PO\AH外周中枢感受器体温调节过程null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null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？