生理学-第七章-能量代谢与体温

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合成代谢耗能新陈代谢（物质代谢）分解代谢放能能量代谢的概念:物质代谢过程中伴随着的能量的释放、转移、贮存和利用，称为能量代谢。能量代谢一、机体能量的来源与去路糖：70%来源脂肪：40～50%蛋白质：数量很少1.糖●脑组织所需能量完全来源于糖的有氧氧化。●当机体缺氧和血糖水平过低时，均可导致脑功能障碍，甚至出现低血糖性休克。方式：有氧氧化与无氧酵解。2.脂肪为机体主要的贮能物质。●是机体短期饥饿时的主要供能物质●供能方式:有氧氧化●特点:释放能量多，为同等重量糖的二倍。3.蛋白质●一般用作构成细胞成分，及合成酶和激素等生物活性物质，不做为供能物质。●但在长期饥饿，能源缺乏时才不得已用于供能。能源物质释放的能量有50%转化为热能，其余以自由能形式贮存于ATP中。除骨骼肌运动时所完成的机械外功，其余的自由能最终也转变为热能。(二)能量去路(三)能量代谢的测定方法1.直接测热法：直接测量从机体体表、呼出气、尿液和粪便排出的总热量。如果不做外功，该热量就是机体代谢的全部热量。这种方法测定准确，但设备复杂，操作繁琐，现已极少应用。2.间接测热法：⑴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，再计算出它们所释放出的热量。①食物的热价:1ｇ食物在氧化时所释放出来的热量，称为食物的热价。物理热价：指食物在体外燃烧时释放的热量。生理热价：指在体内氧化时所产生的热量。糖与脂肪：物理热价＝生理热价蛋白质：物理热价＞生理热价（∵蛋白质在体内不能被彻底氧化分解，有一部分以尿素的形式由尿中排泄）。②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。由于各种食物在体内氧化时的耗O2量、CO2产生量的不同，故各种食物的氧热价不同。三种营养物质氧化的几种数据───────────────────────────物质耗氧量产CO2量物理热价生理热价氧热价呼吸商(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(RQ)───────────────────────────糖0.830.8317.017.021.01.00脂肪1.981.4339.839.819.70.71蛋白质0.950.7623.518.018.80.85───────────────────────────能量代谢率=6min耗氧量×10×氧热价÷体表面积体表面积计算体表面积（m2）=0.0061×身高（cm）+0.0128×体重（kg）－0.1529，简化法计算，如图：二、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。全身剧烈活动时，短时间内其总产热量比安静时高出数十倍。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────────────（二）精神活动•精神紧张、情绪激动能量代谢机理:①激动时骨骼肌的紧张性能量代谢②交感神经兴奋儿茶酚胺释放能量代谢率(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7～8h),即使同样处于安静状态,但产热量却比进食前有所增加，这些“额外”热量是由进食引起的。食物能使机体产生“额外”热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：蛋白质：30%糖：4%脂肪：6%混合食物：10%其产生的机制尚不十分清楚，可能与肝脏处理蛋白分解产物时的额外能量消耗有关。(四)环境温度1.人体安静时的能量代谢,在20～30℃的环境中较为稳定。2.环境温度超过30℃，能量代谢率增加。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。4.舰艇舱内温度可高达60℃,故舰员的能量代谢率很高。三、基础代谢与基础代谢率(一)基础代谢机体在基础状态下的能量代谢称为基础代谢。基础状态的条件如下：①清晨空腹，即禁食12～14h，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。②平卧，全身肌肉放松，尽力排除肌肉活动的影响。③清醒且情绪安闲，以排除精神紧张的影响。④室温18-25℃，排除环境温度的影响。(二)BMR的测定和正常值1.BMR的测定:(通常采用简易法)①把基础状态下的氧热价定为20.195KJ。②测出1h内(测6min的耗氧量×10)的耗氧量。③测出体表面积。④按下面公式计算出BMR实测值：BMR实测值＝20.195×耗氧量÷体表面积⑤对照表7-1的BMR平均值,按下面公式计算出BMR相对值：BMR相对值＝BMR实测值-BMR平均值BMR平均值×100%2、BMR的正常水平及其异常变化BMR正常值：＝±10％～±15％临床常用简便法：BMR（%）=脉率+脉压（mmHg）-111BMR测定的临床意义：有助于诊断某些疾病+20%提示甲亢或见于糖尿病、白血病、发热－20%提示甲减或见于肾病综合征、病理性饥饿、垂体性肥胖第二节体温1.体温的概念:机体深部的平均温度。（1）体表温度（shelltemperature）：数值低，不稳定，各部差异大（2）体核温度（coretemperature）：数值高，稳定，各部差异小概念：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体新陈代谢和一切生命活动正常进行的必需条件。体温过高、过低都会影响酶的活性，导致生理功能的障碍，甚至造成死亡。如：T＜22℃→心跳停止；T＞43℃→酶变性而死亡;T=27℃→低温麻醉。一、人体正常体温及生理变动（一）体温的测定通常体温的测量部位为腋窝、口腔和直肠温。直肠温度正常值：36.9-37.9℃；测量时应将肛表插入直肠6cm以上。口腔温度正常值：36.7-37.7℃；婴幼儿和行为不能自控的人不能采用。腋窝温度正常值：36.0-37.4℃；测量时应使腋窝紧闭，测量时间不少于10分钟。肛温比较接近机体深部的温度，但由于测试不便，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。另外，科研中还常用食管温度（=体核温度）、鼓膜温度（=下丘脑温度）。（二）体温的生理变动1.昼夜变化:清晨2:00-6:00最低午后1:00-6:00最高2.性别:女子比男子高0.3度女子基础体温随月经周期而变动(如图)3.年龄：新生儿(早产儿)易受随环境温度影响，老年人体温偏低4、其他肌肉运动、情绪激动、精神紧张、进食、全身麻醉二、机体的产热和散热（一）机体的产热过程1.主要产热器官：有：内脏器官、骨骼肌、脑安静时：内脏器官，特别是肝脏运动或劳动时：骨骼肌占90％2.产热形式⑴战栗产热：骨骼肌不随意的节律性收缩，其特点是屈肌和伸肌同时收缩，不做外功但产热量很高。实际上，机体在寒冷环境中，通常在战栗之前，首先出现战栗前肌紧张，当肌紧张上升到一临界水平时就转变为战栗。⑵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，但以褐色脂肪组织的产热量最大（约占70%）。此外，交感神经兴奋、甲状腺激素、肾上腺髓质激素分泌增多，都可促进分解代谢而增加产热量。(二)散热1.散热部位：主：皮肤面积大与外界接触血流丰富有汗腺次：肺、尿、粪2.散热方式：当外界气温＜人体表层温度时，人体主要通过辐射、传导和对流方式散热，其散热量约占总量70％。当外界温度≈或＞皮肤温度时，机体的散热是依靠蒸发方式散热。(1)辐射散热（thermalradiation）是机体以热射线（红外线）形式将热能传给外界较冷物体的一种散热方式。●条件：体表温度高于环境温度●影响因素：体表温度与环境温度差有效辐射面积(2)传导散热是指机体将热量直接传给同它接触的较冷的物体的一种散热方式。●影响因素：温度差接触面积导热性能(3)对流散热指通过气体或液体的流动散发体热的形式，是传导散热的一种特殊形式。●影响因素：风速(4)蒸发散热●通过水分从体表蒸发散热的一种方式。●蒸发1g水散热2.43kJ●当环境温度超过体表温度时，其是机体唯一的散热方式。●影响因素：湿度大，不易散热风速大，散热快●蒸发散热分不感蒸发和出汗指水分直接透出皮肤和粘膜表面，在未聚成明显的水滴以前便蒸发掉的一种散热方式。皮肤:0.6-0.8L/d呼吸:0.2-0.4L/d1L/d●不感蒸发②发汗：又称可感蒸发。温热性发汗精神性发汗汗腺全身绝大部分汗腺分泌(手掌、足跖除外）手掌、足跖、前额和腋窝等部位汗腺神经支配交感神经的胆碱能节后纤维肾上腺素能神经纤维刺激温热刺激情绪激动或精神紧张意义加强散热，对体温调节有重要作用。与体温调节无关，可能与湿润手掌和足跖，增加摩擦力有关。●发汗的影响因素：受劳动强度、环境温度、湿度、风速等影响。劳动、气温出汗速度散热湿度蒸发困难出汗风速蒸发容易、出汗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ＮaCl。固体：＜１％大部分为NaCl其余为KCl、尿素、乳酸等无葡萄糖和蛋白质在环境温度为21℃时人体散热方式及其所占比例散热方式百分数（％）辐射传导对流70皮肤水分蒸发27呼吸2尿、粪1常用降温措施及其理论依据降温措施:理论依据:冰袋、冰帽电扇、通风降低室温、减衣酒清擦浴用阿司匹林用抗菌药物增强传导散热增强对流散热增强辐射散热增加蒸发散热下调调定点消除致热原3.散热的调节：⑴皮肤循环的调节：机体通过交感N调控着皮肤血管的口径，以改变其血流量，改变皮肤温度，从而影响辐射、对流和传导散热量。⑵发汗的调节：是反射性调节行为性体温调节类型自主性体温调节三、体温调节自主性体温调节：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、出汗、战栗及改变代谢率等生理反应，来维持机体产热和散热过程的动态平衡。行为性体温调节:机体在不同的温度环境中的姿势和行为，特别是人为了保温或降温所采取的措施，称为行为性体温调节。后者以前者为基础，是对前者的补充(一)温度感受器1.外周温度感受器⑴分布：全身皮肤、某些粘膜和腹腔内脏等处。⑵类型：温觉感受器和冷觉感受器皮温≈30℃时→冷觉感受器+→冷觉皮温≈35℃时→温觉感受器+→温觉⑶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⑴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↑⑵分布：下丘脑、脑干网状结构和脊髓等处在视前区-下丘脑前部(PO/AH)分布较多的热敏神经元和少量冷敏神经元。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↑(二)体温调节中枢●基本中枢：位于视前区－下丘脑前部（PO/AH）●实验依据：分段切除：只要保持下丘脑及其以下神经结构完整，体温即可保持恒定●破坏PO/AH区，体温调节减弱或消失●现认为下丘脑的PO/AH区是体温调节中枢整合机构的中心部位。（三）体温调节机制调定点学说●内容:体温调节类似于恒温器,在PO/AH中设置一个调定点（如370C）,PO/AH就是按照这个温度值来调节体温的.●机制:调定点是由PO/AH区中温度敏感神经元的工作特性（兴奋阈值）及两种温度敏感神经元相互制约、相互协调地活动所决定的。1、无条件时，可用下列哪个公式计算基础代谢率？A、收缩压+舒张压-111B、脉搏+收缩压-111C、脉搏+舒张压-111D、脉搏+脉压-111E、脉搏-1112、下列关于基础代谢率的叙述，哪一项是错误的？A、在基础状态下测定B、儿童高于成人C、反映人体最低时的能量代谢水平D、临床常用相对值表示E、平均值相差10%~15%A、辐射散热B、传导散热C、对流散热D、蒸发散热E、发汗散热1、给高热患者用冰帽降温是通过增加？2、给高热患者酒精擦浴是为了增加？