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1、第七章第七章 能量代谢与体温能量代谢与体温第一节 能量代谢一、机体能量的来源和利用一、机体能量的来源和利用(一)机体能量的来源 1、糖:人体主要的供能物质70%有氧氧化:1mol葡萄糖释放的能量可合成38molATP。无氧酵解:1mol的葡萄糖只能合成2molATP。2、脂肪:主要功能是贮存和供给能量。3、蛋白质:主要用于重新合成细胞成分或酶、激素等生物活性物质。次要功能是提供能量。(二)能量的转移和利用 转移:1、三磷酸腺苷(ATP):是体内重要的储能物质,又是机体 能量的直接提供者。2、磷酸肌酸(CP):是高能磷酸键的贮存库。利用:肌肉收缩、腺体分泌;合成代谢;神经传导等等。热能、机械功能
2、、贮备能 二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定 能量计量单位是焦耳(J)或千焦耳(kJ)。(一)直接测热法 原理:能量守恒定律 方法:(二)间接测热法 原理:定比定律。1、与间接测热法有关的几个概念 1)食物的热价:热价有生物热价和物理热价之分。蛋白质的生物热价和物理热价是不同的。2)食物的氧热价:3)呼吸商:(1)定义:产生的CO2ml数 RQ=糖:1.0蛋白质:0.8脂肪:0.71混合食物:0.85 消耗的O2ml数(2)非蛋白呼吸商:氧和脂肪氧化时产生CO2ml的与消耗的 O2ml数比值 2、步骤:(1)测定机体在一定时间内的耗O2量和CO2产生量,方法:闭合式测定法 开放式测定法:条件
3、:呼吸空气;测定:呼出气的量及其中O2及CO2的容积百分比。(2)测定一定时间内尿氮排出量。(1g尿氮相当于氧化分解 6.25g蛋白质),查表计算蛋白质的产热量、耗氧量、CO2 产生量(3)计算NPRQ查表其对应的氧热价计算非蛋白食物的 产热量。(4)算出总产热量:即蛋白质食物产热量+非蛋白食物产热量举例:假定该受试者24小时的耗O2量是400L,CO2产量为340L。另经测定尿氮排出量为12g,计算该受试者24小时的能 量代谢值。(1)蛋白质代谢:氧化量=126.25g=75g 产热量=18kJ/g(生物热价)75g=1350kJ 耗氧量=0.95L/g75g=71.25L CO2产量=0.
4、76L/g75g=57L (2)非蛋白代谢:耗O2量=400L-71.25L=328.75L CO2产量=340L-57L=283L NPRQ=283L328.75=0.86 (3)根据NPRQ的氧热价计算非蛋白代谢的产热量 查表7-2,NPRQ为0.86,氧热价为20.40kJ/L。所以,非蛋白代谢产热量=328.75L20.40kJ/L =6706.5kJ (4)24小时产热量=1350+6706.5=8056.5(kJ)3、临床应用的简便方法(1)测定一定时间内的耗氧量和CO2排出量呼吸商 作为NPRQ(2)用代谢测定仪测定一定时间内的耗氧量 将混合食物NPRQ定为:0.82三、影响能量
5、代谢的主要因素(一)生理活动和环境因素 1、肌肉活动:肌肉活动对于能量代谢的影响最为显著。2、睡眠 3、食物的特殊动力作用 蛋白质为30%,糖和脂肪约为4-6%,混合食物为10%。4、精神活动:精神处于紧张状态肌紧张增强、激素 (如甲状腺激素)等释放增产热量增加。5、环境温度:安静时,在20-300C的环境温度最为稳定 主要是肌肉松弛。(二)个体因素 1、体表面积:衡量单位 2、性别与年龄(三)其他因素:温度四、基础代谢(一)定义 1、基础代谢:2、基础状态:是指满足以下条件的一种状态:清晨、清醒、静卧、未作肌肉活动;前夜睡眠良好,测定时无紧张状 态;测定前至少禁食12小时;室温保持在20-2
6、50C。(二)基础代谢率(BMR)的测定及表示方法 1、测定:临床用代谢测定仪耗氧量 用体表面积为尺度来衡量。举例:某受试者,男性,20岁,在基础状态下1小时的耗氧量15L,其体表面积为1.5m2,计算基础代谢率。将呼吸商设定为0.82,其相对应的氧热价为20.18kJ/L故:BMR=20.18kJ/L15L/h 1.5m2=201.8kJ/(m2.h)2、表示方法:基础代谢率=实测值-正常平均值 正常平均值100%3、BMR的临床意义:1)BMR与我国人正常的BMR平均值比较:相差在10-15%之间,均不属病态;相差之数超过20%时,才可能是病理变化。2)BMR的测量是临床诊断甲状腺疾病的重
7、要辅助方法。甲状腺功能低下时,BMR可比正常值低20-40%;甲状腺功能亢进时BMR可比正常值高出25-80%。第二节 体温及其调节 一、体温 二、机体的产热与散热 三、体温调节一、体温(一)体表体温和体核体温 1、概念:2、差别:1)体核温度相对稳定,各部位之间差异小肝温度380C (最高)2)体表温度要低于体核温度,由表及里,存在比较明显的温 度梯度。体表最外层皮肤各部位的温度差也大。3)随着环境温度的变化,体核与体表两者相对的比例可出现 大幅度的变动。3、体温:生理学所说的体温是指体核温度。(二)体温的测定 临床:直肠温度:36.9-37.90C;口腔温度:36.7-37.70C;腋窝温
8、度:36.0-37.40C。实验研究:食管温度体核温度的一个指标;鼓膜温度作为脑组织温度的指标。人类的体温范围:35-410C (三)体温的正常变动 1、体温的昼夜周期性变化:2-5Am:体温最低,Pm:1-5时最高;波动幅度不超过10C 2、性别的影响:成年女子高于男子约0.30C,随月经周期而出现双相体温。3、年龄的影响:新生儿,特别是早产儿:体温易受环境因素影响。老年人:基础代谢率低,体温亦偏低。4、情绪和体力活动其它因素的影响:5、季节和地区:二、机体的产热与散热二、机体的产热与散热(一)产热 1、主要产热器官:安静肝、脑;运动骨骼肌。2、机体的产热形式 1)基础代谢产热 2)食物特殊
9、动力效应产热 3)寒战产热:是骨骼肌发生不随意的节律性收缩的表现。2)非寒战产热:又称代谢产热,发生在细胞水平。以褐色脂 肪组织的产热量为最大。3、产热活动的调节:1)体液调节:A、甲状腺激素:作用缓慢,但持续时间长。B、肾上腺素和去甲肾上腺素以及生长激素:作用迅速,维持 时间短。2)神经调节:寒冷刺激交感神经系统肾上腺髓质NE、E释放增加。寒冷中枢神经系统下丘脑TRH释放TSH释放。(二)散热(二)散热 1、人体的散热途径 1.5%粪、尿 14%呼吸道 85%皮肤 2、机体内热量到达皮肤的途径(1)热传导(2)皮肤血液循环 热量=比热(血液)血量(皮肤)温度差(动脉-静脉)(KJ/h)交感神
10、经紧张性2 2)环境温度升高到接近或高于皮肤温度:)环境温度升高到接近或高于皮肤温度:蒸发散热:分为不感蒸发和发汗两种。蒸发散热:分为不感蒸发和发汗两种。不感蒸发:即人在低温环境中,皮肤和呼吸不感蒸发:即人在低温环境中,皮肤和呼吸道不断有水份渗出而被蒸发的一种形式。其道不断有水份渗出而被蒸发的一种形式。其中皮肤的水份蒸发叫不显汗,与汗腺活动无中皮肤的水份蒸发叫不显汗,与汗腺活动无关。关。发汗:又称可感蒸发,是通过汗腺主动分泌发汗:又称可感蒸发,是通过汗腺主动分泌汗液的过程。汗液的过程。3、皮肤散热方式 1)皮肤温度高于环境温度:A、辐射散热:B、传导散热:C、对流散热:通过气体交换热量。2)环
11、境温度升高到接近或高于皮肤温度:蒸发散热 不感蒸发:(皮肤、呼吸道)不受体温调节机制控制 不显汗,与汗腺活动无关。发汗(可感蒸发):汗腺主动分泌汗液的过程。蒸发散热 4、发汗(1)汗腺的分类 1)大汗腺腋窝、乳头、阴部不受神经支配 2)小汗腺 全身皮肤 交感胆碱能神经 (一些)掌心、足底 肾上腺能神经(2)温热性发汗 小汗腺分泌蒸发散热、调节体温 精神性发汗 交感胆碱能 与体温调节无关 肾上腺能神经 味觉性发汗。(3)成分:水99%固体成分不到1%(大部分为NaCl)(4)汗液分泌 主动分泌 醛固酮调节低渗汗液 大量发汗高渗性脱水。散热过程的调控散热过程的调控 出汗:汗腺 主要散热部位皮肤 小
12、汗腺(皮肤)温热性出汗 蒸发散热增强汗腺(手掌、足趾、前额)精神性出汗 (散热作用不大)皮肤小动脉舒张、A-V吻合支开放 皮肤血流量增多 辐散、传导、对流散热增加三、体温调节三、体温调节(一)概述:体温调节系统自动控制环路(负反馈)行为(一)温度感受器(一)温度感受器 1、外周温度感受器:游离的神经末梢;皮肤、粘膜、内脏;以冷感受器为主。2、中枢温度感受器:神经元;脊髓、延髓、脑干网状结构、下丘脑等;冷敏神经元、热敏神经元;视前区-下丘脑前部(PO/AH):能感受局部脑温的变化,能对其以外部位传来的温度变化信息发生反应。(二)体温调节中枢 1、中枢:下丘脑体温调节的基本中枢 PO/AH体温调节中枢整合的关键部位。2、传出途径:躯体神经行为性体温调节,骨骼肌紧张性 交感神经皮肤血流量、汗腺分泌、寒战产热 内分泌腺机体代谢 3、体温调节中枢维持体温相对稳定的机制:调定点学说:1)PO/AH温度敏感神经元调定点作用的结构基础 2)调定点即机体设定的温度值(三)体温调节反应(三)体温调节反应 1、散热调节反应:1)血管调节反应 2)发汗 3)减少产热量 2、产热调节反应 1)寒战 2)交感神经兴奋非寒战产热 3)甲状腺激素分泌增多