Transcript 第七章能量代谢和体温
第七章 能量代谢与体温调节 1、什么是能量代谢？机体内能量从哪里来又到哪里去？ 2、什么是热价？氧热价？呼吸商和非蛋白呼吸商？ 3、能量代谢如何测定？（原理和方法） 4、影响能量代谢的主要因素有哪些？ 5、什么是基础代谢和基础代谢率（BMR）？测定有何意义？ 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、机体能量的来源和去路 (一)来源 1.糖:主要(70％以上) 脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化。 2.脂肪：次之(30％) 3.蛋白质：很少(长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量 来源)。 (二)去路： 热能 糖 脂肪 蛋白质 能量 CP ATP 生物合成 分泌 神经传导 能量 O2 ADP CO2+H2O 维持体温 肌肉收缩 外功 食物的热价：1g食物在氧化时所释放出来 的热量。 单位: kJ或kcal 糖 4.1kcal/g 17.15kJ/g 蛋白质 4.3kcal/g 17.99kJ/g 脂肪 9.0kacl/g 39.75kJ/g 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。 糖 5.0kcal/L 20.66KJ/L 蛋白质 4.5kcal/L 18.93KJ/L 脂肪 4.7kcal/L 19.58KJ/L 呼吸商(RQ)：指一定时间内，机体的CO2产 生量与耗O2量的比值。 RQ＝CO2产生量/耗O2量 糖＝1.0， 脂肪＝0.71，蛋白质＝0.80 RQ＝1.0 →氧化糖； RQ＝0.70 → 氧化脂肪 RQ＝0.85→一般饮食；RQ＝0.80或＜1.0→长期饥饿 由于我们摄入的食物中蛋白质不能完全氧化， 而且组成人体的结构蛋白在正常情况下不能被氧化， 所以蛋白质产热量可以忽略不计。 将一定时间内，机体氧化非蛋白食物时的CO2产 生量与耗O2量的比值称为非蛋白呼吸商(NPRQ)。 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 二、能量代谢的测定 (一)能量代谢测定的基本原理 机体的能量代谢也遵循“能量守恒定律” 营养物质分解释放的总能量，应等于机体产生的 热量和肌肉对外做功消耗的能量之和。如果能避 免机体做功，然后测定机体在单位时间内发散的 总热量或所消耗的食物量，可测算出整个机体在 单位时间内能量代谢的量，即能量代谢率。 （二）能量代谢的测定方法 1.直接测热法：主要用来研究肥胖和内分泌系统障碍 2.间接测热法 间接测热法原理：是利用“定比定律” ，即 食物在氧化分解时，氧气的消耗量和二氧化碳的产 生量与机体热能释放量有一定的定比关系。 我们先测出耗氧量和二氧化碳产生量，再间接 推出各类食物的氧化量和产热量从而推算出能量代 谢率。 简易法： ①测定单位时间内的耗O2量和CO2产生 量，算出RQ； ②算出的RQ作为NPRQ查表得相应的氧 热价（一般我们认为混合膳食的NPRQ为 0.82）； ③产热量= 耗O2量×氧热价。 三、影响能量代谢的因素 （一）肌肉活动 对能量代谢的影响最大 运动或劳动的强度 消耗的能量 能量代谢值可作为评价劳动强度的指标 (二)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。 (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，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。 (四)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，其产热量一般不超过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。 四、基础代谢 1、概念 基础代谢: 指基础状态下的能量代谢 基础代谢率(BMR): 单位时间内的基础代谢 基础状态: 人体处于清晨、清醒、静卧，未作肌肉 活动；前夜睡眠良好，无精神紧张、禁食 12小时、室温20~250C、体温正常。 能量消耗只用于维持心跳、呼吸等 维持生命所必需的基本生理活动。 2、测定条件 （1）禁食12-14h （2）清晨空腹 （3）平卧使肌肉放松，排除精神及心理影响 （4）室温保持在20-25度之间 基础代谢率与年龄，性别及身材大小有关 我国人正常的基础代谢率平均值 〖kJ/（h）〗 年龄（岁） 11～15 16～17 18～19 20～30 31～40 41～50 50以上 男性 195.5 193.4 166.2 157.8 158.6 154.0 149.0 女性 172.5 181.7 154.0 146.5 146.9 142.4 138.6 基础代谢率、肺活量、肾小球滤过率、 心输出量、主动脉和气管的横截面积 都与体表面积呈比例关系 体表面积（m2） =0.0061 × 身高（cm）+0.0128 × 体重（kg）－0.1529 体 表 面 积 测 算 图 3、 基础代谢率的测定和其正常值 耗氧量氧热价 100% 基础代谢率 = 体表面积 呼吸商为0.82时的氧热价为20.19KJ 4、 基础代谢率的临床意义 有助于诊断某些疾病 甲低：-40％～ -20％ 甲亢： +25%～+80% 基础代谢率： 发热、糖尿病、红细胞增多症、白血病、 伴呼吸困难的心脏病等。 基础代谢率 ： 阿狄森病、肾病综合征、病理性饥饿、垂体性肥胖等。 第二节 体温调节 1、何为体温？人的体温维持恒定的意义？ 2、常采用的测量体温的部位在哪？其正常值是多少？ 3、体温的正常生理变动受哪些因素影响？ 4、在环境温度发生改变时，人的体温如何维持恒定？ （体温调节机制） 概念： 指机体深部的平均 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。 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）正常体温 1.肛温：正常为36.9～37.9℃。 2.口温：约比直肠低0.2℃,为36.7～37.7℃。 3.腋温：约比口腔低0.3℃,为36.0～37.4℃。 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） 体温的正常变动 1.昼夜变化 一般是清晨2～6时最低，下午1～6时最高，波 动幅度一般不超过1℃。 2.性别差异 ⑴成年女子体温平均比男子高0.3℃。 ⑵女子基础体温随月经周期而产生周期性变动。 排卵前日最低，排卵后升高 0.3～0.6℃ 。 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， 癫痫病人发作后T↑；小儿哭闹时T ↑ 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 机体能够维持体温相对恒定，是由于 在体温调节机制下，产热和散热取得相对 平衡的结果。 （一）产热过程 1.主要产热器官： 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、产热方式 1、基础代谢产热 2、额外代谢产热：细胞代谢↑的各种激素 3、肌肉活动产热：骨骼肌活动→产热↑； 寒战→骨骼肌活动→产热↑ 机体在寒冷环境中的产热方式 （1）寒战产热： 寒冷性肌紧张(战栗前肌紧张) 骨骼肌紧张性增强的基础上发生的不随意的节律性 收缩(频率为9-11次/分) 特点： 屈肌和伸肌同时收缩，不做外功，产热量增加很高， 代谢率增加4-5倍 • 意义： 有利于维持机体在寒冷环境中的体热平衡。 （2）非寒战产热 ---又称代谢产热（能量代谢的多环节） 特点：褐色脂肪组织(brown fat tissue) 产热量占70% 耗氧量多。 新生儿不发生战栗 部位： 腹股沟、腋窝、肩胛下区、 颈部大血管周围 (二)散热 主：皮肤 散热部位 面积大 与外界接触 血流丰富 有汗腺 次：肺、尿、粪 1、散热方式：辐射、对流、传导和蒸发 ⑴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。 条件：体表温度高于环境温度 机体的有效辐射面积 影响因素 皮肤与环境的温度差 ⑵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。 影响因素： 温度差、 接触面积、导热性能 临床应用：水的比热大，导热性能好， 用冰帽、 冰袋等给高热病人降温。 ⑶对流散热：指体热凭借空气流动交换热量的散 热方式。 影响因素：风速 当环境温度升高到接近或等于皮肤温度时，蒸 发便成了唯一有效的散热形式。 ⑷蒸发散热：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。 蒸发1g水散热2.43kJ 分不感蒸发和可感蒸发两种形式 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。皮肤和呼吸道水分渗出而 被蒸发掉，这种水分蒸发不被觉察，称为不感蒸发。 与汗腺的活动无关。 不感蒸发是持续进行的。人体不感蒸发量约 1000ml/日。 皮肤: 0.6-0.8L/d 呼吸: 0.2-0.4L/d 1L/d ∴临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的 体液量。 可感蒸发：又称发汗，是汗腺分泌的汗液形成可见汗 滴后从体表蒸发带走热量的一种散热形式。 受环境温度和湿度的影响 寒冷或温暖情况：无汗液分泌或少量 安静状态：环境温度30℃时开始出汗，速度取决 于参加活动汗腺数量和活动强度。 影响因素： 劳动强度、环境温度、湿度、风速 炎热的气候，短时间内发汗量可达1.5L/h。 2、散热的调节： ⑴皮肤血流量的调节 ⑵发汗的调节 汗腺 神经 支配 刺激 意义 温热性发汗 精神性发汗 全身绝大部分汗腺分泌 手掌、足跖、前额和腋窝等部 (手掌、足跖除外） 位汗腺 交感神经的胆碱能节后 纤维 温热刺激 加强散热，对体温调节 有重要作用。 肾上腺素能神经纤维 情绪激动或精神紧张 与体温调节无关，可能与湿润 手掌和足跖，增加摩擦力有关。 皮肤血流量： 1.皮肤血管系统的特点：含丰富的血管丛以及动—静脉 吻合支，可大幅度使皮肤血流量变动。皮肤血管系统受 交感缩血管神经纤维支配。 2.调节过程: 1.寒冷→中枢紧张性↑ →血管收缩→皮肤血流量↓→ 皮肤温度↓ →散热↓ 2.炎热→中枢紧张性↓ →血管舒张→皮肤血流量↑ → 皮肤温度↑ →散热↑ 三、体温调节 行为性体温调节 自主性体温调节 自主性体温调节： 机体在下丘脑体温调节中枢的控制下增减皮肤血 液、 出汗、战栗及改变代谢率,维持产热 = 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，通过增减衣着、开 电扇、空调等行为维持体温稳定的调节。 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：皮肤、粘膜、腹腔、内 脏 热感受器 冷感受器 2.中枢温度感受器：下丘脑、脑干网状结构 和脊髓 热敏神经元：温度升高其放电频率增加 冷敏神经元：温度下降其放电频率增加 (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 调节体温的基本中枢位于下丘脑 视前区－下丘脑前部（ PO/AH ）在体温 调节中起着调定点的作用 (三)体温调节机制 “调定点”学说 正常情况下，PO/AH起着调定点的作用，把体温 设定在37℃左右，此时产热和散热保持平衡。 体温 热敏神经元 散热>产热 体温 回到调定点 体温 冷敏神经元 产热>散热 体温 回到调定点 试解释致热源引起发热的机制 使PO/AH上移，使产热和散热在新的调定点达到平衡。 即只有在更高的温度下热敏神经元才兴奋开始散热，因 此发热开始前先出现恶寒战栗等产热反应，直到体温升 高到39℃才出现散热反应。 临床上发热的病人如何降低体温? 降温措施 冰袋、冰帽 理论依据 增强传导散热 电扇、通风 增强对流散热 降低室温.减衣 增强辐射散热 酒清擦浴 增加蒸发散热 用阿司匹林 下调调定点 用抗菌药物 消除致热原 想一想 人体调节体温的能力是无限的吗？人如果 长时间停留在寒冷或炎热环境中会怎样？ 人体调节体温的能力是有限的。 长时间停留在寒冷环境中，机体产生的 热量不足以补偿散失的热量，引起体温下降， 使生命活动发生障碍。 长时间停留在高温环境中，机体热量散 不出去，导致体温升高。