EnergyMetabolismandBodyTemperature第七章能量代謝與體溫李達兵

生理學教研室

第一節能量代謝第二節體溫及其調節Whatwewilldiscussinthischapter教學目的：

使學生掌握能量代謝和體溫的基礎知識。教學重點：

基礎代謝的概念及意義;機體的產熱與散熱。教學難點：

體溫調節中樞教學對象：護理、康復醫學本科，2011級第一節能量代謝一、機體能量的來源和去路食物的熱價、氧熱價和呼吸商的概念二、能量代謝的測定三、影響能量代謝的主要因素（重點）四、基礎代謝基礎代謝和基礎代謝率的概念（重點）

合成代謝耗能新陳代謝（物質代謝）分解代謝放能

能量代謝

生命的基本特征之一是新陳代謝

能量代謝:

物質代謝過程中伴隨著的能量釋放、轉移、貯存和利用，稱為能量代謝（energymetabolism）。（一）機體能量的來源

1、糖：機體所需能量的70%；腦組織所需能量則完全來源于糖的有氧氧化。

2、脂肪：提供大約30%的能量。

3、蛋白質：提供少量的能量(長期饑餓或極度消耗時，才成為主要能量來源)一、機體能量的來源和去路（二）能量的去路食物中的能量100%→自由能95%→ATP45%→各種功能活動↓↓↓↓熵5%熱量50%熱量20-45%外功0-25%

ATP：機體的能量貨幣（載體）二、能量的代謝測定能量守衡：食物的化學能=熱能+外功能量代謝率(energymetabolicrate)

單位時間內機體的產熱量。（一）直接測熱法

利用特殊的測量裝置直接測量整個機體在單位時間內向外界環境散發的總熱量。（體表散熱、呼出氣、尿液和糞便排出的熱量等）設備復雜，操作繁瑣，應用受限（二）間接測熱法1、間接測熱法的原理定比定律產物一致基本原理：利用化學反應的對比關系，查出一定時間內機體中氧化分解的糖、脂肪和蛋白質各有多少，據此計算該段時間內機體所釋放出的總熱量。

食物的熱價(caloricvalue)：1g食物氧化（或在體外燃燒）時釋放的能量。

物理熱價:食物在體外燃燒時釋放的熱量。

生物熱價:食物在體內經過生物氧化產生的熱量。

食物的氧熱價(thermalequivalentofoxygen)：某種營養物質氧化時，消耗1L氧所產生的熱量。

呼吸商（respiratoryquotientRQ）

一定時間內，機體CO2產生量和氧耗量的比值。生理意義：比較精確的反映體內營養物質氧化的比例。影響因素：

1、營養物質之間相互轉化

2、額外CO2的產生

3、某些病理狀態的影響

非蛋白呼吸商（NPRQ）糖和脂肪氧化的CO2產生量和耗氧量的比值。NPRQ=(CO2-0.76P)/(O2-0.95P)其中P為蛋白質的量GS+6O2

6H2O+6CO2+能量

熱價呼吸商氧熱價DeptPhysiology,MMU2、間接測熱法的方法（1）測定一定時間內氧耗量和CO2產生量閉合式測定法：肺量計、代謝儀開放式測定法：化學分析（2）尿氮測定，估算出被氧化分解的蛋白質量

P=6.25×尿氮量

NPRQ=(CO2-0.76P)/(O2-0.95P)（3）蛋白代謝和非蛋白代謝產熱量熱量蛋白質=P耗氧量×氧熱價蛋白質熱量非蛋白質=非蛋白代謝耗氧量×氧熱價非蛋白質（查表）（4）產熱量產熱量=熱量蛋白質

+熱量非蛋白質

18.8三、影響能量代謝的因素1、肌肉活動（*）：勞動或運動時耗氧量和能量代謝顯著增加，可達安靜時的10-20倍。可以將能量代謝率作為評估勞動強度的指標。*重點*勞動強度耗氧量產熱量舉例2、環境溫度

20~30oC:最穩定

<20oC:↑骨骼肌緊張性增強

<10oC:↑↑寒顫

>30oC:↑新陳代謝↑3、食物特殊動力作用定義：食物刺激機體產生“額外”熱量的作用。蛋白質:30%混合性食物:10%4、精神活動一般精神活動（如思考）：影響不大，可忽略。若精神處于緊張狀態（如情緒激動、恐懼等）：肌緊張增強刺激代謝的激素釋放增多產熱量顯著增加（一）基礎代謝概念基礎代謝:指基礎狀態下的能量代謝四、基礎代謝（basalmetabolism)*重點*

清醒空腹

靜臥室溫

20~30oC

基礎狀態:人體處于清醒而又極安靜的狀態下，能量代謝不受肌肉活動、環境溫度、食物特殊動力作用及精神因素的影響。其能量消耗只用于維持心跳、呼吸等維持生命所必需的基本生理活動。（二）基礎代謝率（basalmetabolicrate，BMR）

定義：機體在基礎條件下的能量代謝率。如何比較不同個體的能量代謝率差異？*重點*

研究表明：基礎代謝率、肺活量、心輸出量等都與體表面積呈比例關系。因此以體表面積為尺度來衡量能量代謝率。體表面積計算1、計算體表面積（m2）=0.0061×身高（cm）+0.0128×體重（kg）－0.15292、查圖，如：

1.46311.48測定：每平方米體表面積每小時的產熱量。

測定條件：（1）禁食12～14h

（2）清晨空腹（3）平臥使肌肉放松，排除精神及心理影響（4）室溫保持在20～25度之間

20.2×VO2

計算：BMR（千焦/平方米/小時）=

體表面積實測值–正常平均值

相對值=×100%

正常平均值呼吸商為0.82時的氧熱價

基礎代謝率與年齡、性別及身材大小有關：一般男子BMR比女子高，幼年比成年高，年齡越大，BMR值越低。同一個體BMR值較穩定。

BMR值正常與否判定：將所測值與對照表對應正常平均值比較，相對值相差在10％～15％之內，均屬正常。

BMR測定的臨床意義

有助于診斷某些疾病甲低：BMR比正常低40％～20％

甲亢：BMR比正常高25%～80%BMR：發熱、糖尿病、紅細胞增多癥、白血病、腎上腺皮質功能亢進、有呼吸困難的心臟病等。

BMR：腎病綜合征、病理性饑餓、垂體性肥胖癥等。

第二節體溫及其調節一、正常體溫及其生理變動二、機體的產熱和散熱

產熱形式、散熱方式、散熱的調節（重點）三、體溫調節

體溫調定點學說（難點）四、異常體溫體溫（bodytemperature）:機體深部組織的平均溫度。

（1）體表溫度：

shelltemperature數值低，不穩定，各部差異大

（2）體核溫度：

coretemperature數值高，穩定，各部差異小（一）正常體溫直腸溫度正常值：36.9-37.9℃

測量時應將肛表插入直腸6cm以上口腔溫度正常值：36.7-37.7℃

嬰幼兒和行為不能自控的人不能采用腋窩溫度正常值：36.0-37.4℃

腋窩緊閉，測量時間不少于10min

一、人體的正常體溫及生理變動晝夜變化

年齡

肌肉活動性別肌肉活動時代謝增強，產熱增多，體溫升高測溫時應避免其影響新生兒(早產兒)易受隨環境溫度影響老年人體溫偏低女子比男子高0.3度

女子基礎體溫隨月經周期而變動清晨2:00-6:00最低午后1:00-6:00最高其它環境溫度情緒、精神、進食狀況藥物作用（二）體溫的生理變動

（一）產熱

主要產熱器官：

內臟器官、骨骼肌、腦安靜時：內臟器官，特別是肝臟運動或勞動時：骨骼肌占90％二、機體的產熱和散熱*重點*

（1）寒戰性產熱（shiveringthermogenesis）：在骨骼肌緊張性增強的基礎上發生的不隨意的節律性收縮。特點：屈肌和伸肌同時收縮，不做外功，而產熱量很高。

機體的產熱形式（2）非寒戰性產熱(代謝性產熱)

指寒冷刺激加強了機體褐色脂肪組織的產熱過程，其產熱量占非寒戰性產熱的70%。體內褐色脂肪組織在不同年齡含量不同，嬰幼兒含量大于成年人。

人體主要散熱部位是皮膚皮膚的散熱方式（二）散熱條件影響因素概念radiation

機體以熱射線（紅外線）形式將熱能傳給外界較冷物體的一種散熱方式。體表溫度高于環境溫度1.體表溫度與環境溫度差2.有效輻射面積輻射傳導對流蒸發影響因素概念conduction

指機體將熱量直接傳給同它接觸的較冷的物體的一種散熱方式。1.溫度差2.接觸面積

3.導熱性能影響因素概念convection

指通過氣體的流動散發體熱的形式，是傳導散熱的一種特殊形式。風速條件影響因素概念Evaporation

通過水分從體表蒸發散熱的一種方式。

當環境溫度超過體表溫度時，其是機體唯一的散熱方式。1.濕度大，不易散熱

2.風速大，散熱快環境溫度21℃時人體散熱方式及其所占比例散熱方式百分數（％）輻射傳導對流70皮膚水分蒸發27呼吸2尿、糞1蒸發的兩種形式

指水分直接透出皮膚和粘膜表面，在未聚成明顯的水滴以前便蒸發掉的一種散熱方式。在蒸發表面上彌漫性進行。不感蒸發insensibleevaporation又稱可感蒸發(sensibleperspiration)

是一反射活動，主要由受交感膽堿能纖維支配的小汗腺的活動引起。發汗sweating蒸發1g水散熱2.43kJ

皮膚:0.6-0.8L/d呼吸:0.2-0.4L/d1L/dAch有促進汗腺分泌的作用，而阿托品及其它抗膽堿藥可阻斷其分泌

溫熱性發汗（thermalsweating）:環境溫度改變時發生，在體溫調節中起主要作用。精神性發汗（mentalsweating）:

精神緊張時發生，與體溫調節無關。

發汗的影響因素：

勞動強度、環境溫度、濕度、風速等勞動、氣溫出汗速度

散熱濕度蒸發困難出汗風速蒸發容易、出汗

常用降溫措施及其理論依據

降溫措施

理論依據冰袋、冰帽 增強傳導散熱電扇、通風 增強對流散熱降低室溫，減衣 增強輻射散熱酒清擦浴 增加蒸發散熱用阿司匹林 下調調定點用抗菌藥物消除致熱原1

機體在下丘腦體溫調節中樞的控制下，通過增減皮膚血流量、出汗、寒戰及改變代謝率等生理反應，來維持機體產熱和散熱過程的動態平衡。自主性體溫調節behavioralthermoregulation

三、體溫調節2

機體在不同的溫度環境中的姿勢和行為，特別是人為了保溫或降溫所采取的措施，稱為行為性體溫調節。行為性體溫調節automaticthermoregulation干擾前饋反饋

1、外周溫度感受器

存在部位:皮膚、粘膜和內臟

類型：

冷覺感受器

<30℃感受器興奮產生冷覺溫覺感受器

>35℃感受器興奮產生溫覺

本質：為游離的神經末梢

（一）

溫度感受器視前區－下丘腦前部（PO/AH）溫度敏感神經元

a.能感受局部腦溫度變化的刺激

b.還能對下丘腦以外部位溫度變化的信息起反應

c.提示下丘腦的PO/AH是機體體溫調節中心2、中樞溫度感受器產生產熱反應溫度降低時放電冷敏神經元產生散熱反應溫度升高時放電熱敏神經元Preoptic-AnteriorHypothalamus（二）

體溫調節中樞基本中樞：PO/AH

實驗依據：分段切除：只要保持下丘腦及其以下神經結構完整，體溫即可保持恒定破壞PO/AH區：體溫調節減弱或消失

現認為下丘腦的PO/AH區是體溫調節中樞整合機構的中心部位。

內容:體溫調節類似于恒溫器，在PO/AH中設置一個調定點（如370C），PO/AH就是按照這個溫度值來調節體溫的。機制:調定點是由PO/AH區中溫度敏感神經元的工作特性（興奮閾值）及兩種溫度敏感神經元相互制約、相互協調活動所決定。（三）體溫調定點（setpoint）學說353739神經元放電數值A:冷敏B:熱敏℃下丘腦溫度BAAB*難點*機體在寒冷環境中的產熱調節反應

寒戰寒冷寒戰產熱增多

交感神經興奮

①寒冷刺激交感神經興奮腎上腺髓質分泌E、NE增多產熱增多；②寒冷刺激交感神經興奮褐色脂肪組織代謝產熱增多。

甲狀腺激素的產熱作用寒冷刺激中樞神經系統下丘腦TRH神經元興奮腺垂體分泌TSH增多甲狀腺分泌T3、T4增多產熱增多

皮膚散熱減少（如下圖）（四）機體產熱調節產熱↑體溫恒定散熱↓環境溫度降低皮溫下降→皮膚冷覺感受器→傳入神經→血液→深部溫度↓→中樞冷敏神經元→降低下丘腦PO/AH體溫調節中樞軀體N→骨骼肌緊張性↑→產生寒戰甲狀腺分泌T3、