能量代谢 和体温.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 能量代谢和体温,(,Energy metabolism and Body temperature),能量代谢,生物体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、贮存和利用的过程。,第一节,能量代谢,一、食物的能量转化,能量转化和利用的关键物质,ATP,热能,能源物质,氧化分解,H,2,O+CO,2,能释放,热能,化学能,能转移,贮存,ATP,ADP,+Pi,能利用,化学功,转运功,机械功,其它,CP,1.糖：,是机体重要的能源物质.,2.脂肪：,是能源物质贮存的主要形式。,3.蛋白质:,在体内糖原和贮存的脂肪大量消耗后才依靠蛋白质分解获得能量。,几种主要营养物质的能量转化,二、能量代谢的测定,能量代谢率：,每小时每平方米体表面积所产生的热量。单位：,KJ/m,2,/h,1.直接测热法,2.间接测热法,原理：,根据定比定律，测出一定时间内人体中氧化分解的糖、脂肪、蛋白质各有多少,然后计算出这些物质的产热量。,能量代谢的测定原理和方法,食物的氧热价：,消耗1升,O,2,氧化某种营养物质所产生的热量。,糖,：21,KJ/L,蛋白质,：18.8,KJ/L,脂 肪,：19,.7,KJ/L,与能量代谢有关的几个概念：,食物的热价：,1克营养物质氧化时所释放出的热量。,糖,：17.15,KJ/g,蛋白质,：17.99,KJ/g,脂 肪,：39.75,KJ/g,呼吸商：,在一定的时间内机体的,CO,2,产生量与耗,O,2,量的比值。,CO,2,产生量,RQ=O,2,耗量,糖,RQ=1,脂肪,RQ=0.71,蛋白质,RQ=0.80,混合膳食,RQ=0.85,非蛋白呼吸商,蛋白质,O,2,耗量,=,蛋白质的消耗量0.95,蛋白质,CO,2,产生量,=,蛋白质的消耗量0.76,非蛋白氧化分解的,O,2,耗量,=,总,O,2,耗量蛋白质,O,2,耗量,非蛋白的,CO,2,产生量,=,总,CO,2,产生量蛋白质,CO,2,产生量,非蛋白氧化分解的,CO,2,产生量,非蛋白呼吸商,=,非蛋白氧化分解的,O,2,耗量,尿氮：,1,克,蛋白质氧化分解产生0.16克尿氮。如果产生1克尿氮，说明被氧化分解的蛋白质6.25,g。,所以：,蛋白质的消耗量,=尿氮量6.25,蛋白质的产热量,=蛋白质消耗量蛋白质热价,例:,受试者24小时耗氧量为400,L，,二氧化碳产量为340,L。,尿氮排出量12克。,(,1)蛋白质代谢:,氧化量=126.25,g=75g,产热量=18,kJ/g75g=1350kJ,耗氧量=0.95,L/g75g=71.25L,二氧化碳产量=0.76,L/g 75g=57L,(2),非蛋白代谢：,耗氧量=400,L-71.25L=328.75L,二氧化碳产量=340-57=283,L,NPRQ=283328.75=0.86,（3）根据,NPRQ,的氧热价计算非蛋白代谢的产热量,非蛋白代谢的产热量,=328.75,L,20.40KJ/L=6706.5KJ,（4）24,小时产热量,=蛋白质产热量+非蛋白代谢产热量,=1350+6706.5=8056.5,KJ,三、影响能量代谢的主要因素,肌肉活动,机体氧耗量与肌肉活动强度呈,正变关系,肌肉活动,需要能量,营养物质的氧化分解,氧耗量,能量代谢率,精神活动,精神紧张,肌紧张,交感神经,（+）,肾上腺分泌,产热量,能量代谢率,食物的特殊动力效应：,人进食约1小时后，机体产生明显的额外的能量消耗，产热量明显增多的效应。,环境温度,20 30:,能量代谢保持较低较稳定的水平。,20以下:,能量代谢率随环境温度下降而升高,30 40:,能量代谢率随环境温度升高而升高,四、基础代谢（,basal metabolism）,人体在清醒、安静、全身肌肉放松室温2025，空腹、排除精神紧张下的能量代谢。,基础代谢率（,BMR）,在基础代谢状态下的能量代谢率,（,KJ/m,2,.h）,临床上表示基础代谢高低的方法：,以实测值与正常值相比计算出实测值高,于或低于正常值的百分数。,例：,某男性20岁，体表面积1.5,m,2,，,测出1,h,的氧耗量为15,L。,（1）,基础代谢率=,20.1815/1.5=201.8,实测值：201.8,KJ/m,2,/h,（2）,该性别年龄组正常基础代谢率平均值：,157.8,KJ/m,2,/h,（3）,计算高于或低于正常值的百分数,201.8-157.8,157.8,正常值：,20%（10%15%）,100%=28%,一、体温（,body temperature）：,一般指机体,深,部的平均温度。,体温的测量,直肠：36.9,37.9,口腔：36.7,37.7,腋窝：36.0,37.4,体温的正常变动：,昼夜节律、性别、年龄、肌肉活动等。,第二节 体温及其调节,图 体温的昼夜变化曲线,图 女性月经周期中基础体温的波动,激素水平,基础体温,E,2,P,二、机体的产热与散热,体热平衡：,机体在体温调节机制的调控下，使产热过程和散热过程处于动态平衡，以维持正常体温,。,1.主要产热器官,肝脏,（及其它产热器官）：,安静时占总产热量56%,骨骼肌：,运动时占总产热量90%,产热,机体的总产热量主要来自三个方面：,基础代谢,食物的特殊动力作用,肌肉活动,2.机体产热的形式（寒冷环境中）,战栗产热,产热形式,非战栗产热（代谢产热）,3.产热活动的调节：,体液调节,神经调节,CNS,TRH,释放,（下丘脑）,TSH,释放,（腺垂体）,T,3,.T,4,（,甲状腺）,代谢率,产热量,寒冷刺激,代谢率,Adr,和,N-,Adr,交感神经（+）,散热,1.散热方式,辐射散热：,体热以热射线的形式传给外界较冷的物体。,影响辐射散热的因素,皮肤与外环境的温差；,有效的辐射面积。,传导与对流,传导,散热：,体热直接传给同机体接触的较冷的物体。,影响传导散热的主要因素：,物体的导热性能（导热度）,对流,散热：,通过气体的流动来散失的体热。,影响对流散热的主要因素：,风速,蒸发散热：,通过身体体表的水分由液体状态转变为气体状态而散失体热。,蒸发散热的两种形式,不感蒸发,（不显汗）,体液的水分直接透出皮肤和呼吸道,在未聚集成明显水滴前就蒸发掉的一种散热形式。,发汗,（可感蒸发）,Sweating,通过汗腺分泌汗液于体表的一种蒸发形式。,当,环境温度接近或高于皮肤温度时，,蒸发,是,唯一,的有效散热形式。,体热散发的主要方式：,气温机体表层温度？,气温机体表层温度？,辐射、传导、对流、蒸发。,2.汗液,主要成分：,水（占99%）,固体：,NaCl,、,KCl,、,尿素、乳酸等,高渗性脱水：,大量出汗而丧失体液时，由于汗液是低渗的，故造成体内高渗，此为高渗性脱水。,中暑：,在高温环境中，若蒸发散热不良 （如：环境高温或无风时）将造成体热淤积及一系列临床表现（如头晕、恶心、心悸),热痉挛：,发汗速度过快时，汗液中,NaCl,来不及被汗腺管重吸收，机体因此而丢失大量的,H,2,O,和,NaCl,引起电解质紊乱，甚至出现神经肌肉兴奋性升高的现象。,3.散热的调节反应,发汗,（汗腺活动的调节）,作用：,通过发汗体温不至于骤然升高；,机体的热储不会过于增多。,发汗是一种,反射活动,，是散热的重要调节反应。,环境温度,皮肤温觉感受器,传入神经,发汗中枢,支配汗腺的交感神经胆碱能节后纤维,（+）,发汗,（温热性发汗）,外周血温升高,血液循环至脑组织时，提高脑组织温度,视前区下丘脑前部热敏神经元,（+）,温热性发汗：,在热环境下引起全身各部位的小汗腺分泌汗液。,发汗中枢：,下丘脑,精神性发汗：,精神紧张或情绪激动而引起的发汗,发汗中枢：,大脑皮层运动区,循环系统的调控作用,皮肤血流量的调节反应,（,调节了热环境下的体热平衡）,炎热环境,支配血管的交感神经紧张性下降,皮肤小动脉舒张,动静脉吻合支开放,皮肤血流量增加,皮肤温度升高,散热,为汗腺分泌提供充足水分,汗腺分泌,四肢深部动-静脉之间的热量逆流交换的调节作用：,在热环境中热量的逆流交换不起作用，因此时返回心脏的血液主要由皮肤表浅静脉输送。,环境温度10,37,36,33,32,24,23,静脉,肱动脉,挠动脉,三、体温调节,自主性体温调节,（生理性调节）：,人体和恒温动物的体温在下丘脑体温调节中枢的控制下通过,增减皮肤血流量,、,发汗,、,寒战,等生理调节反应而经常维持于一个稳定的水平。,行为性体温调节：,机体在不同温度环境中采取不同的姿势、行为、保温、降温等措施称为行为性体温调节。,温度感受器,1.外周温度感受器：,位于皮肤、粘膜、腹腔内脏,2.中枢性温度感受器：,热敏神经元：视前区下丘脑前部（,PO/AH）,冷敏神经元：脑干网状结构，下丘脑的弓状核,体温调节中枢,视前区下丘脑前部,局部脑组织温度,热敏神经元放电频率,冷敏神经元放电频率,下丘脑体温调节中枢,散热 产热,例：,体温调定点学说,产热装置,（骨骼肌、肝）,（受控系统）,下丘脑体温调节中枢,（控制系统）,调定点,散热装置,（汗腺、皮肤、血管）,（受控系统）,温度感受器,（反馈检测器）,干扰,深部温度,（,受控对象）,体温,（输出变量）,例：细菌所致的发热,致热原,调定点阈值上移,(如:39),热敏神经元放电频率减少,冷敏神经元放电频率增加,产热,反应,加强,散热,反应,抑制,体温,升高,(,39,),(,产热和散热建立新的动态平衡),热敏神经元阈值升高,冷敏神经元阈值降低,