第七章能量代謝與體溫(energymetabolismandbodytemperature)生理學—能量代謝與體溫第一節能量代謝

●能量代謝（energymetabolism）：生物體內物質代謝中伴隨著的能量的釋放、轉移、貯存和利用。

能量代謝同化作用（合成代謝）--耗能--放能新陳代謝（物質代謝）異化作用（分解代謝）生物體的基本特征：新陳代謝生理學—能量代謝與體溫一、能量的來源和去路

(一)能量的來源機體所需的能量來源于食物中的糖、脂肪和蛋白質。1、糖：機體的主要能源70%

有氧氧化無氧酵解CO2+H2O+E38molATP葡萄糖乳酸+E2molATP1mol●糖酵解在人體處于缺氧狀態時極為重要，這是人體的能源物質惟一不需氧的供能途徑。（劇烈運動、RBC）（腦、一般情況下）生理學—能量代謝與體溫2、脂肪：貯存和供給能量。提供大約30%的能量。3、蛋白質（氨基酸）：主要用于重新合成細胞成分或酶、激素等生物活性物質。次要功能是提供能量。甘油脂肪脂肪酸有氧氧化磷酸化和脫氫葡萄糖乙酰輔酶A氧化活化和β-氧化

●攝取過多的糖可在體內轉化為脂肪，這可能是導致肥胖的重要原因之一。生理學—能量代謝與體溫●

ATP：既是體內重要的儲能物質，又是直接的供能物質。

CP(磷酸肌酸)：ATP的貯存庫。

（二）能量的去路（轉移、貯存、利用）生理學—能量代謝與體溫P1生理學—能量代謝與體溫生理學—能量代謝與體溫（三）能量代謝的衡量標準(了解)（四）能量平衡(了解)生理學—能量代謝與體溫二、影響能量代謝的因素

(一)肌肉活動

肌肉活動對于能量代謝的影響最為顯著。機體任何輕微的活動都可提高代謝率。機體耗氧量∝肌肉活動的強度評估肌肉活動強度的指標：能量代謝率生理學—能量代謝與體溫(二)環境溫度

人(裸體或只著薄衣)安靜時的能量代謝，在20～30℃的情況下最為穩定，主要是因為肌肉保持松弛。當環境溫度低于20℃時，代謝率即開始增加；在10℃以下時，則顯著增加。環境溫度低時，代謝率的增加主要是由于寒冷刺激反射性地引起寒戰以及肌肉緊張度的增強。當環境溫度超過30℃時，代謝率又會逐漸增加，這可能是因為體內化學過程的反應速度加快，還有發汗功能旺盛以及呼吸、循環功能增強等因素的作用。

生理學—能量代謝與體溫(三)食物的特殊動力效應(specificdynamiceffect)

進食后一段時間內（從進食后1h開始持續到7-8h），機體處于安靜狀態，產熱量比進食前有所增加，食物這種使機體產生額外的熱量作用，稱為食物的特殊動力效應。三種主要營養物質中，蛋白質的特殊動力效應最為顯著。在為病人配餐時，應考慮到這部分能量消耗，給予相應的能量補充；而對于久病初愈者則應慎重補充蛋白食物，以免加重胃腸負擔。

生理學—能量代謝與體溫生理學—能量代謝與體溫(四)精神活動

腦的重量只占體重的2.5％，但在安靜狀態下心輸出量的約15％分配給腦循環。在安靜狀態下，每100g腦組織的耗氧量為3.5ml／min，將近安靜肌肉組織耗氧量的20倍。在睡眠和活躍的精神活動情況下,腦中葡萄糖的代謝率卻幾乎沒有差異。可見，在精神活動時，中樞神經系統本身的代謝率即使有所增加，其程度也是可以忽略的。人在平靜思考問題時，能量代謝受到的影響也并不大，產熱量增加一般不超過4%。在精神處于緊張狀態，如煩惱、恐懼或情緒激動時，由于隨之而出現的無意識的肌緊張以及刺激代謝的激素(如甲狀腺激素)釋放增多等原因，產熱量可以顯著增加。因此，在測定基礎代謝率時受試者必須屏除精神緊張的影響。

生理學—能量代謝與體溫基礎代謝(basalmetabolism)：基礎狀態下的能量代謝。

基礎狀態：清晨、清醒、靜臥，未作肌肉活動；前夜睡眠良好，測定時無精神緊張；測定前至少禁食12小時；室溫保持在20～25℃；體溫正常。基礎代謝率(basalmetabolicrate，BMR)：基礎狀態下，單位時間內的能量代謝。這種狀態下體內能量的消耗只用于維持基本的生命活動，能量代謝比較穩定。BMR比一般安靜時的代謝率要低些，但并不是最低的，因為熟睡時的代謝率更低(比安靜時低8％～10％，但做夢時可增高)。三、基礎代謝生理學—能量代謝與體溫BMR率隨著性別、年齡等不同而有生理變動。男子的BMR值平均比女子的高；兒童比成人高；年齡越大，代謝率越低。

BMR的臨床意義：1）BMR與我國人正常的BMR平均值比較：相差在10-15%之間，均不屬病態；相差之數超過20%時，才可能是病理變化。

體溫每升高1℃，BMR將升高13％左右。2）BMR的測量是臨床診斷甲狀腺疾病的重要輔助方法。甲狀腺功能低下時，BMR可比正常值低20-40%；甲狀腺功能亢進時BMR可比正常值高出25-80%。生理學—能量代謝與體溫生理學—能量代謝與體溫P6生理學—能量代謝與體溫

第二節體溫及其調節一、體溫二、機體的產熱與散熱三、體溫調節生理學—能量代謝與體溫一、體溫(bodytemperature)(一)表層體溫和深部體溫

在研究體溫時，把人體分為核心與外殼兩個層次。

深部溫度(coretemperature)：機體核心的溫度。相對穩定，身體各部位之間的溫度差異很小。

表層溫度(shelltemperature)：機體外殼的溫度。不穩定，各部位之間的差異較大。生理學—能量代謝與體溫

●體溫：身體深部的平均溫度。由于深部血液溫度不易測試，所以臨床上通常用直腸、口腔和腋窩等部位的溫度來代表體溫。

體溫的測定：

臨床：直腸溫度：36.9-37.90C（插入直腸6cm以上）

口腔溫度：36.7-37.70C（不能配合的病人，不適宜用）

腋窩溫度：36.0-37.40C（形成人工體腔；至少10min）實驗研究：食管溫度—體核溫度的一個指標

鼓膜溫度—作為腦組織溫度的指標人類的體溫范圍：35-410C

生理學—能量代謝與體溫(二)體溫的正常變動

在生理情況下，體溫可隨晝夜、年齡、性別等因素而有所變化，但這種變化的幅度一般不超過1℃。1.體溫的晝夜變化

體溫在一晝夜之間有周期性的波動：清晨2～6時體溫最低，午后1～6時最高。這種晝夜周期性波動稱為晝夜節律(circadianrhythm)或日節律。通常認為生物節律現象是由體內存在著的生物鐘來控制的。下丘腦的視交叉上核可能是晝夜節律的控制中心。生理學—能量代謝與體溫生理學—能量代謝與體溫

2.性別的影響

成年女子的體溫平均比男子的高0.3℃，而且其體溫隨月經周期而發生變動。女子的基礎體溫(basalbodytemperature，指在早晨醒后起床前測定的體溫)在月經期和月經后的前半期較低，排卵前日最低，排卵日升高0.3～0.6℃。每天測定基礎體溫可有助于了解有無排卵和排卵的日期，即基礎體溫突然升高的一天。排卵后體溫升高，可能是孕激素作用的結果。

生理學—能量代謝與體溫3.年齡的影響

新生兒，特別是早產兒：體溫容易受環境因素的影響。老年人因基礎代謝率低，體溫也偏低。

4.肌肉活動代謝增強，產熱量增加，體溫升高

5.其它

情緒激動、精神緊張、進食等情況對體溫都會發生影響。許多麻醉藥可抑制體溫調節中樞或影響其傳人途徑的活動，特別是此類藥物能擴張皮膚血管，增加體熱散失。生理學—能量代謝與體溫P9生理學—能量代謝與體溫二、機體的產熱與散熱恒溫動物之所以能維持相對穩定的體溫，就是因為在體溫調節機構的控制下，產熱和散熱兩個生理過程能取得動態平衡的結果。

(一)產熱過程

1.主要的產熱器官人體主要的產熱器官是肝臟和骨骼肌。安靜—肝臟運動—骨骼肌2.機體的產熱形式

基礎代謝產熱食物特殊動力效應產熱骨骼肌運動產熱（隨意運動）戰栗產熱(shiveringthermogenesis)非戰栗產熱(non-shiveringthermogenesis)

生理學—能量代謝與體溫

(1)戰栗產熱：戰栗：在寒冷環境中骨骼肌發生不隨意的節律性收縮，其節律為9～11次／分鐘。

戰栗的特點：屈肌和伸肌同時收縮，所以不做外功，但產熱量很高。戰栗時，機體的代謝率可增加4～5倍。在

寒冷性肌緊張(thermalmuscletone)或稱戰栗前肌緊張(pre-shiveringtone)：寒冷環境中，機體在發生戰栗之前先出現，此時代謝率就有所增加。

意義：維持機體在寒冷環境中的體熱平衡。

(2)非戰栗產熱（代謝產熱）：褐色脂肪組織(brownfattissue，BFT)的產熱量為最大，約占非戰栗產熱總量的70％。BFT發生于出生后，分布于人類的腹股溝、腋窩、肩胛下區，以及頸部大血管的周圍等處。新生兒不能發生戰栗，所以非戰栗產熱對新生兒來說意義尤為重要。生理學—能量代謝與體溫生理學—能量代謝與體溫3.產熱活動的調節

(1)體液調節：甲狀腺激素是調節產熱活動的最重要的體液因素。代謝率增加20％～30％。甲狀腺激素作用的特點：作用緩慢但持續時間長。

腎上腺素、去甲腎上腺素以及生長激素等也可刺激產熱，特點是作用迅速，但維持時間短。

(2)神經調節：

寒冷刺激→交感神經系統→腎上腺髓質→腎上腺素和去甲腎上腺素釋放增多→產熱增加。寒冷刺激→下丘腦釋放促甲狀腺激素釋放激素(TRH)→腺垂體釋放促甲狀腺激素(TSH)→甲狀腺→甲狀腺激素→產熱增加。生理學—能量代謝與體溫(二)散熱過程主要散熱部位：皮膚（85%）呼吸道（15%）尿、糞等排泄物（1.5%）

1.散熱的幾種方式四種方式：輻射、傳導、對流和蒸發

(1)輻射散熱(thermalradiation)：

輻射散熱：人體以發射紅外線的形式將體熱傳給外界的一種散熱形式。

影響因素：皮膚與周圍環境的溫度差機體的有效散熱面積

(2)傳導散熱(thermalconduction)：傳導散熱：機體的熱量直接傳給與機體接觸的溫度較低的物體的一種散熱方式。

影響因素：與之接觸的物體的導熱性

生理學—能量代謝與體溫(3)對流散熱(thermalconvection)：對流散熱：通過氣體進行熱量交換的一種散熱方式。體熱先傳導給空氣，然后通過對流將熱量帶走。

影響因素：風速輻射、傳導和對流，只有在皮膚溫度高于環境溫度時才有意義。(4)蒸發散熱(evaporation)：

蒸發散熱：機體通過體表水分的蒸發而散失體熱的一種形式。體溫條件下，蒸發1g水可使機體散發2.43kJ的熱量。體表水分的蒸發是一種有效的散熱途徑。

蒸發散熱分類：不感蒸發(insensibleperspiration)

發汗(sweating)生理學—能量代謝與體溫

1)不感蒸發：

人即使處在低溫環境中，皮膚和呼吸道也不斷有水分滲出而被蒸發掉，這種水分蒸發稱為不感蒸發，其中皮膚的水分蒸發又稱不顯汗，即這種水分蒸發不被覺察，并與汗腺的活動無關。在低于30℃的環境中，人體通過不感蒸發所丟失的水分是相當恒定的，為12～15g／(h·m2)。人體24h的不感蒸發量一般為1000ml左右，其中通過皮膚的約為600～800ml。在肌肉活動或發熱狀態下，不顯汗可以增加；嬰幼兒不感蒸發的速率比成人大，因此在缺水的情況下，嬰幼兒更容易出現嚴重脫水。不感蒸發是一種很有效的散熱途徑，有些動物如狗，在高溫下不能分泌汗液，而必須通過熱喘呼吸(panting)來增加蒸發散熱。

生理學—能量代謝與體溫

2)發汗：發汗：汗腺主動分泌汗液的過程。可感蒸發(sensibleevaporation)：發汗是可以意識到的，又稱可感蒸發。安靜狀態下，環境溫度達30℃左右時便開始發汗。空氣濕度高，衣著較多時，25℃便可引起發汗。勞動或運動時，氣溫雖在20℃以下，也可出現發汗，而且發汗量往往較多。

影響發汗速度受的因素：環境溫度和濕度。2.汗液

汗液的成分：水分：99％，固體成分（NaCl、

KCl、尿素）：<1％

汗液由汗腺細胞主動分泌。汗腺分泌時分泌管腔內的壓力可高達33.3kPa(250mmHg)。

醛固酮調節—低滲汗液，大量發汗—高滲性脫水。生理學—能量代謝與體溫降溫措施：

（1）冰囊、冰帽：增加傳導散熱

（2）通氣、減衣：增加輻射、對流散熱

（3）酒精擦浴：增加蒸發散熱生理學—能量代謝與體溫三、體溫調節自主神經性體溫調節(autonomicthermoregulation)：在體溫調節中樞的控制下，通過增減皮膚的血流量、發汗、戰栗等生理調節反應，能維持在一個相對穩定的水平。

行為性體溫調節(behavioralthermoregulation)：機體(包括變溫動物)在不同環境中采取的姿勢和發生的行為，特別是人為了保溫或降溫所采取的措施，如增減衣著等。(一)溫度感受器外周溫度感受器：游離的神經末梢

中樞溫度感受器：神經元溫度感受器：冷感受器、熱感受器1.外周溫度感受器

分布：皮膚、粘膜和內臟。局部溫度升高時，熱感受器興奮；溫度降低時冷感受器興奮。皮膚的溫度感受器對溫度的變化速率更為敏感。生理學—能量代謝與體溫

2.中樞溫度感受器

中樞溫度感受器：存在于中樞神經系統內的對溫度變化敏感的神經元。

熱敏神經元(warm-sensitiveneuron)：局部組織溫度升高時沖動發放頻率增加。分布：腦干網狀結構和下丘腦的弓狀核。

冷敏神經元(cold-sensitiveneuron)：局部組織溫度降低時沖動發放頻率增加。分布：視前區-下丘腦前部(preoptic-anteriorhypothalamusarea，PO／AH)。局部腦組織溫度變動0.1℃，這兩種神經元的放電頻率就會發生變化，而且不出現適應現象。

PO／AH中的某些溫度敏感神經元是來自中樞和外周的溫度信息會聚的神經元。此外，這類神經元能直接對致熱原(pyrogen)或5-羥色胺、去甲腎上腺素以及各許多種肽類物質等發生反應，并導致體溫的改變。生理學—能量代謝與體溫生理學—能量代謝與體溫生理學—能量代謝與體溫(二)體溫調節中樞體溫調節中樞：下