麻醉生理学第七章 能量代谢和体温

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《生理学》第七章 能量代谢与体温调节

《生理学》第七章 能量代谢与体温调节



能量代谢的测定
测定整个机体在单位时间内向外界环境发散的 热量来计算能量代谢率的方法,是准确可靠的。 体内物质分解所释放的能量,50%以上迅速转化 为热能,用于维持体温。 其余不到50%的能量转移储存在ATP。机体利用 ATP的能量完成各种生命活动。
(一)直接测热法
将动物臵于热量计中,就可收集和直接 测定一定时间内机体散发的总热量,此热量 就是能量代谢率,这种方法称为直接测热法。
体温调节
三、机体的产热和散热过程
组织器官 脑 内脏 骨骼肌 占体重百分 比(%) 2.5 34.0 56.0
其他
7.5
产热量(%) 安静状态 劳动或运动 16 1 56 8 18 90 10 1
体温调节
机体产热的其它形式:
① 战栗产热(shivering thermogenesis): 骨骼肌同时发生不随意的节律性收缩。屈肌和伸肌同时 收缩,不做外功,但产热量很高。代谢率可增加4-5倍。 ② 非战栗产热(non-shivering thermogenesis):
0.86 0.87 0.88 0.89 0.90 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 1.00
20.397 20.447 20.497 20.548 20.602 20.652 20.702 20.575 20.808 20.857 20.912 20.962 21.012 21.066 21.117
Douglas chambre calorimeter
直接测热法图
(二)间接测热法 (indirect calorimetry)
是测定机体在一定时间内的耗氧量和二氧化 碳排出量来计算机体的产热量。 间接测热法比较简便易行,并且准确,是研究 动物营养、环境生理和内分泌的一种实验方法。

第七章 能量代谢和体温生理

第七章  能量代谢和体温生理
(二) 间接测热法 (Indirect calorimetry) 定比定律+能量守恒定律
C6H6O6+ 6O2
6CO2+ 6H2O + E
与能量代谢测定有关的几个概念:
1、食物的热价Thermal equivalent of food
定义:
分物理热价和生物热价
糖、脂肪:物理热价 = 生物热价 1克蛋白质的物理热价约23.43KJ 生物热价约 为18KJ,说明蛋白质在体内是不能被完全氧化的
(三)动物对炎热的生理反应
1. 行为反应 2. 调整血液循环 3. 蒸发散热 皮肤和表层血管舒张
(1)出汗
(2)呼吸次数增加和热喘呼吸,并伴以唾液分泌 增加,使呼吸道蒸发散热大为增加。
(四)动物对寒冷的生理反应
1. 行为反应
2. 增加绝热性能
短期暴露于寒冷中,竖毛肌收缩,被毛竖 立;长期生活于寒冷环境中,则被毛增生,皮 下脂肪蓄积,以增大身体的绝热效应,减少体 热散失。
4、产热活动的调节:
(1)体液调节: ① 甲状腺激素(T3、T4):产热作用缓慢而持久。 动物长时间处在寒冷环境中,甲状腺激素分泌增加, 以适应低温环境。 ② 肾上腺素(E)和去甲肾上腺素(NE):产热作用迅速 而短暂。 当动物突然进入冷环境时,E和NE 分泌增加,主 要是使动物应付环境温度的急剧变化,保持体温恒定。 (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
选择:1 狗的散热是以( )为主
A 蒸发 B 传导、对流、辐射 C 传导 D 对流
2 当环境温度高于皮肤温度时,( )成为唯一的 散热方式。 A 传导 B 对流 C 辐射 D 蒸发

人体生理学:第七章 能量代谢与体温

人体生理学:第七章 能量代谢与体温

三、体温调节
①自主性体温调节:在体温调节机制的控制下, 通过增减皮肤血流量、发汗、寒战等生理反应,调 节产热与散热过程,使之保持平衡,维持体温的相 对稳定水平。
② 行为性体温调节:机体在不同温度环境中的姿 势和行为对体温的调节。
(一)温度感受器 1.外周温度感受器 ⑴分布:皮肤、粘膜和内脏等处。 ⑵类型:冷感受器和热感受器 4~10 : 1 ⑶作用:皮肤温度感受器主要是监测皮肤温 度降低。
炎热的气候,短时间内发汗量可达1.5L/h。
3.产热和散热的调节反应 (1)发汗的调节: 大汗腺:腋窝等处
小汗腺:全身皮肤 ①汗液的成分 99% :水分 1%:固体成分( 大部分为NaCl,少量的 KCl,尿素等)ຫໍສະໝຸດ ②发汗的类型及汗腺分泌的调节
温热性发汗
精神性发汗
汗腺
全身皮肤
手掌、足底和前额等处
神经 支配 刺激 意义
(二)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,产热量可显著增加。
(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,这些 “额外” 热量是由进食引起的。
3.年龄
新生儿体温>成年人>老年人。
新生儿(特别是早产儿)由于体温调节机构尚 未发育完善、老年人由于调节能力差,易受环
境温度的影响。
4、肌肉活动:肌肉活动时代谢明显增强,产 热增加,可使体温暂时升高。 其他: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,所 以全麻时应注意保温。

第七章能量代谢与体温一.基本要求掌握:1.热价、氧热价、呼吸商等

第七章能量代谢与体温一.基本要求掌握:1.热价、氧热价、呼吸商等

第七章能量代谢与体温一.基本要求掌握:1. 热价、氧热价、呼吸商等概念,影响能量代谢的主要因素2.基础代谢的概念及意义3.机体的散热方式4.温度感受器和体温调节(调定点学说)熟悉:1. 能量代谢的测定原理2. 机体的产热3. 体温调节中枢了解:1. 食物的能量转化2. 能量代谢的测定方法二.基本概念能量代谢(energy metabolism)、食物的热价(themal equivalent of food)、食物的氧热价(thermal equivalent of oxygen)、呼吸商(respiratory quotient)、基础代谢(basal metabolism)、基础代谢率(basal metabolism rate, BMR)、体温(body temperature)、战栗产热(shivering thermogenisis)、非战栗产热(non-shivering thermogenesis)、辐射散热(thermal radiation) 、传导散热(thermal conduction)、对流散热(them1a1 convection)、蒸发散热(evaporation)、不感蒸发(insensible perspiration)、发汗(sweating)或可感蒸发(sendbie evaporation)、热敏神经元(warm-sensitive neuron)、冷敏神经元(cold-sensitive neuron)。

第一节能量代谢能量代谢:是体内伴随着物质代谢过程而发生的能量释放、转移、贮存和利用的过程。

分为:1)合成代谢:合成自身的成分,贮存能量2)分解代谢:氧化分解成分,释放能量。

一、来源:(1)糖:是重要来源,约占70%。

尤其是脑。

肌糖原→肌肉;肝糖原→血糖。

(2)脂肪:各种物质贮存的形式;(3)蛋白质:主要用于合成细胞组织结构,不是能量的提供者,如激素,酶等。

生理学 第7章 能量代谢与体温

生理学 第7章 能量代谢与体温

4、体表面积的测定: 体表面积(m2)=0.0061×身高 (cm)+0.0128×体重(kg)0.1529; 体表面积还可从右图直接求出。
BMR率随着性别、年龄等不同 而有生理变动。男子的BMR值 平均比女子的高;儿童比成人 高;年龄越大,代谢率越低。
5、BMR正常范围:±10%~±15% 6、BMR的临床意义:
(四)食物的特殊动力效应
1、概念:人在进食后的1~8小时,机体的产热量会增加。 这种因食物引起机体产生“额外”热量的现象称为食物的 特殊动力效应 。 2、三种主要营养物质中: 蛋白质的特殊动力效应最为显著,为30%;糖和脂肪的 特殊动力效应分别为6%和4%
1、 基础代谢:基础状态下的能量代谢。 2、 基础状态:清晨、清醒、静卧,未作肌肉活动; 测定前至少禁食12小时; 室温保持在20~25℃; 体温正常、精神安定。 3、 基础代谢率(BMR):单位时间内的基础代谢。 BMR比一般安静时的代谢率要低些,但并不是最低的, 因为熟睡时的代谢率更低(比安静时低8%~10%,但做 梦时可增高)。
(2)发汗:
发汗:发汗是汗腺主动分泌汗液的过程。发汗时有明显的
汗液形成而被蒸发,因此又称为可感蒸发。 安静状态下,环境温度达30℃左右时便开始发汗。 空气湿度高,衣着较多时,25℃便可引起发汗。 劳动或运动时,气温虽在20℃以下,也可出现发汗,而
且发汗量往往较多。
汗液的成分:水分:99% 固体成分( NaCl、 KCl、尿素):<1%
(二)体温调节中枢 体温调节中枢:下丘脑 体温调节中枢整合机构的中心部位: 下丘脑 的视前区-下丘脑前部( PO/AH )
(三)体温调定点学说 体温调定点学说认为,体温的调节点类似于 恒温器的调节,PO/AH神经元的活动设定了 一个调定点,即规定的温度值,如37℃。若 当体温超过37℃时,热敏神经元放电频率增 加,引起散热过程加强,产热过程减弱;若 体温不足37℃时,则引起相反的变化。

生理学能量代谢与体温内容精要

生理学能量代谢与体温内容精要

⽣理学能量代谢与体温内容精要第七章能量代谢和体温第⼀节能量代谢能量代谢(energy metabolism )-----是指物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、贮存和利⽤。

⼀、机体能量的来源与去路(⼀)能量的来源:主要来源于⾷物的糖、脂肪,蛋⽩质少许。

能源物质(G 、F 、P )未利⽤的能量(5%)O 2 能量释放⾃由能(95%)热能散发(50%),维持体温CO2+ H 2O 肌⾁收缩化学能(45%)贮存神经传导释放转移贮存利⽤(1)糖吸收后⼤部分以糖原的形式贮存于肝和肌⾁中。

糖类是最基本和最主要的能源物质,机体所需的能量70%由糖提供。

在机体内,随着供氧情况的不同,糖分解供能的途径也不同。

糖的的供能途径包括有氧氧化和⽆氧酵解。

氧充分GS —————— CO 2+H 2O+ 能量缺氧GS--------乳酸(称⽆氧酵解),释放少量能量。

剧烈运动,虽呼吸增强,但仍难以摄取⾜够的O 2,这时⾻骼肌的运动依靠于糖酵解。

(2)脂肪体内贮存和供能的主要物质。

脂肪是体内各种能源物质贮存的主要形式。

贮存在脂质中的能量占体内贮能75%。

⼀般情况下,机体消耗的能源物质约40~50%来⾃脂肪,是短期饥饿时的主要供能物质。

(3)蛋⽩质分解产物主要是氨基酸。

⼀般情况下,主要⽤于合成组织、细胞的主要成份,只有在某些特殊情况下,如长期不能进⾷或体⼒极度消耗⽽体内的糖原、脂肪储备耗竭时,体内蛋⽩质才被分解供能,以维持必要的⽣理功能。

(⼆)能量的去路虽然机体所需的能量来源于⾷物,但机体的组织细胞并不能直接利⽤⾷物的能量来进⾏各种⽣理活动。

机体能量的直接提供者是三磷酸腺苷(ATP)。

各种能源物质在体内氧化过程中释放的能量,50%以上转化为热能,其余部分是以化学能的形式储存于ATP等⾼能化合物的⾼能磷酸键中。

当A TP⽔解为⼆磷酸腺苷(adenosine diphosphate,ADP)及磷酸时,同时释放出⼤量能量,供机体完成各种⽣理功能,如肌⾁的收缩和舒张,神经传导以及细胞内外各种物质的主动转运等。

生理学第七章 能量代谢与体温

生理学第七章 能量代谢与体温

第一节 能量代谢
第二节 体温
体温相对恒定是内环境稳态的重要指标之一。其重要意义在于:机体的新陈代谢和
生命活动都是以酶促反应为基础的,而酶类必须在适宜的温度条件下才具有较高的生物 活性。体温过高或过低,都将使酶的活性降低甚至丧失,导致机体新陈代谢发生障碍,
从而影响生命活动的正常进行。
机体的温度分为体表温度(shell temperature)和体核温度(core temperature)。 体表温度容易随着环境温度的变化而发生变化,不稳定,各部位之间的差异也较大。机
3.呼吸商
营养物质在体内氧化时,一定时间内CO2 产生量与耗O2量的比值称为呼吸商。
第一节 能量代谢
(三)测定方法
3.
2.
能量代谢率的简易测算法
1.
间接测热法
直接测热法
第一节 能量代谢 三、
影响能量代谢的因素
(一)肌肉活动 (二)环境温度 (三)食物的特殊动力效应
(四)精神活动
第一节 能量代谢
(二)基础代谢测定及其临床意义
实验证明,能量代谢率与人体的体表面积基本上成正比,为了
比较不同个体之间的能量代谢情况,基础代谢率通常以每小时每平 方米体表面积的产热量为单位,用kJ/(m2·h)表示。我国的人体 体表面积可用以下两种方法得出:
体表面积测算图法:将受试者身高与体重连成一条直线,此直 线与体表面积的交点所对应的数值就是受试者的体表面积(图7-2)。
(2)神经调节
寒冷刺激通过机体的交感神经,使肾上腺髓质活动增强,从而引起肾上腺素和去甲肾上腺素分 泌增加,促使细胞代谢率加强,产热量增多。寒冷还可通过神经系统刺激下丘脑一腺垂体,促使甲 状腺激素分泌,增加产热。
1.糖

生理学第七章能量代谢与体温

生理学第七章能量代谢与体温
神经调节 ①寒冷刺激→下丘脑寒战中枢→脊髓→寒战→产 热量↑ ②寒冷刺激→ 交感神经系统兴奋→肾上腺髓质活 动活动↑ →肾上腺素、去甲肾上腺素释放↑ →产热量↑
人体散热的主要部位和方式
人体散热的主要部位是皮肤 人体散热的方式 :① 辐射;② 传导;③ 对流;④ 蒸
发辐射Biblioteka 热人体以发射热射线的形式将体热传给外界, 称为辐射散热(thermal radiation)。
温度感受器
外周温度感受器(peripheral thermoreceptor ) 指存在于皮肤、粘膜和 内脏中对温度变化敏感的游离神经末梢 ——热感受器 ——冷感受器
中枢温度感受器 (central thermoreceptor ) 指存在于中枢神经系统 内对温度变化敏感的神经元 ——热敏神经元 ——冷敏神经元
活动加快 →代谢率升高
基础代谢
人体处在室温20~25°C、空腹、清晨、清醒、 静卧而又极其安静、放松的状态,称为基础状态。
人体处于基础状态下的能量代谢,称为基础代谢。
基础状态下,单位时间内的能量代谢,称为基础 代谢率(basal metabolic rate,BMR)。
正常人的基础代谢率
正常人的基础代谢率 = 均值±15%
肌肉活动对能量代谢的影响
肌肉活动加强→肌肉耗氧量增加→能量代谢 率升高
能量代谢率升高程度与肌肉活动加强程度成 正比
在劳动卫生学中,可用能量代谢率反映劳动强 度
精神活动对能量代谢的影响
安静状态下,脑组织的耗氧量为肌肉组织的 20倍,因此其产热量远大于肌肉组织。但在 不同精神活动状态下,脑组织的能量代谢率 变化不大。
与能量代谢测定有关的几个概念
食物的热价( thermal equivalent of food) 1g某种食物氧化时所释放的热量。

生理学 第七章 能量代谢与体温

生理学 第七章 能量代谢与体温

2.间接测热法:
一定时间内氧化的糖、脂肪和蛋白质各有多少,再计 算出它们所释放出的热量。
⑴间接测热法原理:是利用“定比定律”,测算出
①食物的热价:1g食物在氧化时所释放出来
的热量,称为食物的热价。 物理热价:指食物在体外燃烧时释放的热量。 生理热价:指在体内氧化时所产生的热量。 糖与脂肪:物理热价=生理热价 蛋 白 质:物理热价>生理热价(∵蛋白质 在体内不能被彻底氧化分解,有一部分以尿 素的形式由尿中排泄)。
三种营养物质氧化的几种数据
能量代谢率=6min耗氧量×10×氧热 价 ÷体表面积
体表面积计算
体表面积(m2) =0.0061×身高(cm) +0.0128 × 体重(kg) -0.1529 ,简化法计 算,如图:
二、影响能量代谢的因素 (一)肌肉活动 表7-3
肌肉活动对能量代 谢的影响最大。全身 剧烈活动时,短时间 内其总产热量比安静 时高出数十倍。
2.散热方式:
(1) 辐射散热(thermal radiation) 是机体以热射线(红外线)形式将热能传给外 界较冷物体的一种散热方式。 ●条件:体表温度高于环境温度 ●影响因素: 体表温度与环境温度差 有效辐射面积
(2)传导散热 是指机体将热量直接传给同它接触 的较冷的物体的一种散热方式。 ●影响因素: 温度差 接触面积 导热性能 (3) 对流散热 指通过气体或液体的流动散发体热 的形式,是传导散热的一种特殊形式。 ●影响因素:风速
下调调定点 消除致热原
⑴皮肤循环的调节:机体通过交感 N 调控着 皮肤血管的口径,以改变其血流量,改变皮肤 温度,从而影响辐射、对流和传导散热量。
3.散热的调节:
⑵发汗的调节:
是反射性调节
三、 体温调节

第九版生理学第七章-能量代谢与体温

第九版生理学第七章-能量代谢与体温
是体内ATP生成的最主要方式
第十页,共五十六页。
生理学(第9版)
呼吸链电子传递过程(guòchéng)耦联ADP磷酸化,生成ATP
胞液侧
4H+
4H+
2H+
Cyt c
+
+++++ +
++
+


Q

F0

-
-
-
---
--
-
NADH+H+
延胡索酸
H2O
NAD+
琥珀酸
1/2O2+2H+
F1
基质(jī zhì)侧
➢ 脂肪(fat):重要的贮能和供能物质,氧化时释放的能量多。短期饥饿 时供能
➢ 蛋白质(protein):特殊情况下供能,在体内氧化不彻底
第七页,共五十六页。
生理学(第9版)
生物(shēngwù)氧化 营养物质在生物体内氧化分解成二氧化碳和水,同时释放能量的过程
糖 脂肪 蛋白质
O2
CO2和H2O
第二十五页,共五十六页。
生理学(第9版)
四、基础代谢(jīchǔ dài xiè)
➢ 基础代谢(basal metabolism):指基础状态(zhuàngtài)下的能量代谢
➢ 基础代谢率(basal metabolism rate, BMR):在基础状态下单位时 间的能量代谢量 [ kJ/(m2·h)]
•产热量=耗氧量×氧热价 •2.混合食物NPRQ视为0.82,则对应的氧热价是20.19kJ/L,故只需测得一定时 间的耗氧量,即可算出该时间的产热量

生理学:第七篇 能量代谢和体温

生理学:第七篇 能量代谢和体温
第七篇 能量代谢和体温
第二十二章 能量代谢 第二十三章 体温和体温调节
学习目标
食物的热价,氧热价,呼吸商 影响能量代谢的因素; 基础代谢率的概念 产热的主要器官及影响因素 散热的方式(辐射,传导,对流和蒸发)
第一节 机体能量的来源和利用
新陈代谢
合成代谢-- 耗能 分解代谢-- 放能
能量代谢
生物体内物质代谢中伴随着的能量的释放、转移和利用, 称为能量代谢。
发 汗:汗腺分泌的汗液形成可 见的汗滴后,从体表蒸发而带 走热量的现象。
(2)发汗的调节
汗腺的分泌可由温热性刺激和精神紧张等刺激引起。 (1) 温热性发汗 :体内外温热性刺激作用于皮肤或粘膜 感受器,产生神经冲动传至下丘脑发汗中枢,反射性引 起的汗腺分泌。 意义:蒸发散热、调节体温。 (2) 精神性发汗 :精神紧张或情绪激动引起的发汗。
能量的转移和利用
糖、脂肪、蛋白质 O2
热能

转移

化学能


CO2、H2O 、尿素、尿酸等
肌肉收缩
ATP 利用能量
神经传导
吸收、分泌 合成代谢
ADP
其他
Pi
热能、外功
能量代谢受神 经和体液因素 的调节
下丘脑调节能 量平衡示意图
第二节 能量代谢的测定
能量代谢率:单位时间内机体所消耗的能量。 原理:能量守恒定律 单位时间消耗的能量=单位时间释放的能量
进食引起机体额外增加产热量的现象。
4. 环境温度 环境温度在20-30℃时,能量代谢率最为稳定。
环境温度高于30℃或低于20℃时,能量代谢都将增 加。体温每升高l℃,能量代谢将增加13%左右。
5. 其它
年龄,性别等

生理学-能量代谢与体温

生理学-能量代谢与体温
肌肉收缩
外功
医教园
10
第一节 能量代谢
二、能量代谢的测定和方法 (一)测定原理 1、机体的能量代谢也遵循能量守恒定律: 机体释放的能量=热能+外功 2、机体安静时,外功=0,此时机体能量 代谢=机体在单位时间内散发的总热量
医教园
11
第一节 能量代谢
(二)能量代谢测定方法 1、直接测热法 直接测出人体在一定时间内发散的热量 2、间接测热法-化学反应的定比定律 C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+Q 只要测得机体单位时间的耗O2量和CO2产生量,便可计算 出产热量,从而算出能量代谢率。 3、双标记水法
BMR测定的临床意义: 有助于诊断某些疾病 ➢ 甲低:BMR比正常低 40%~20% ➢ 甲亢:BMR比正常高 25%~80%
➢ BMR:发热、糖尿病、红细胞增多症、白血病、 肾上腺皮质功能亢进、有呼吸困难的心脏病等。
➢ BMR:肾上腺皮质和垂体功能低下、肾病综合 征、病理性饥饿、垂体性肥胖等。
医教园
33
第一节 能量代谢
列哪种情况下,基础代谢率明显升高? B
A、肢端肥大症
B、甲状腺功能亢进
C、糖尿病
D、呆小症
E、肾上腺皮质功能亢进
X测定基础代谢率的条件有:ACD A、于清晨醒后不久测定 B、测定时取坐位 C、测定前至少禁食12小时 D、室温保持在20-25摄氏度
医教园
34
第一节 能量代谢
X下列疾病中,基础代谢率呈升高趋势的有 A. 急性白血病 B. 甲状腺功能亢进症 C. 真性红细胞增多症 D. 糖尿病
医教园
12
第一节 能量代谢
(三)间接测热法的具体步骤 测定参数 由于间接测热法是根据机体单位时间的耗O2量和CO2产 生量来推算各种食物的消耗量和产热量,因此必须首先 了解以下几个概念: ➢ 食物的热价(caloric value) ➢ 食物的氧热价(thermal equivalent of oxygen) ➢ 呼吸商(respiratory quotient)

生理第07章 能量代谢和体温

生理第07章  能量代谢和体温

二、影响能量代谢的因素
• 1.肌肉活动 肌肉活动是影响能量代谢最显著
的因素,机体任何轻微活动,都可提高能量代谢 率。运动或劳动时,机体耗氧量显著增加,剧烈 运动或强劳动时,短时间内其产热量比安静时可 增加数倍到十数倍。
• 2.精神活动 精神和情绪活动时能量代谢有显
著影响。因为脑的能量来源主要靠糖氧化释能, 安静思考时影响不大,但精神紧张时,如激动、 烦恼、愤怒、恐惧及焦虑等,产热量增多,能量 代谢率增高。
• 3.对流(convection)散热 机体借空气或液体
流动带走人体周围已加温的热空气,称为对流散 热,是传导散热的特殊方式。
• 4.蒸发(evaporation) 在任何条件下液体变为气 体蒸发时都带走一定的热量,此种散热方式称为 蒸发散热。临床上对高热病人采用酒精擦浴降温 即此道理。蒸发散热可分为不感蒸发和发汗: • (1)不感蒸发(insensible perspiration) 不感蒸 发是指液体中的水分直接渗出皮肤和呼吸道粘膜 等表面而被蒸发,并不被人们觉察,是持续进行 的一种散热方式,故称不感蒸发。
• 在正常生理情况下,体温可随昼夜、性别、年龄、 肌肉活动,精神紧张和环境温度等不同而异。
• 1.昼夜变化 在一昼夜中,人体的体温是周期
性波动,清晨2时~6时体温最低,午后1时~6时 最高,波动幅度一般不超过1℃,体温的这种昼夜 周期波动称为昼夜节律或日周期。
• 2.性别 女性基础体温高于同龄男性体温0.3℃且 随月经周期发生规律性变化,排卵前体温下降, 排卵后体温上升,原因是体内孕激素水平周期性 变化产生。 • 女性月经周期中基础体温曲线图
• 2.体温调节中枢 广泛存在于中枢神经各级部位,其基本 中枢在下丘脑。下丘脑的视前区-下丘脑前部(PO/AH)温 度敏感神经元,既能感受它局部组织温度变化的刺激,又 能对其他途径传入的温度变化信息整合处理,因此, PO/AH现被认为是体温调节中枢整合机构的中心部位。 • 3.体温调定点学说(Set-point theory) 调定点学说体温 恒定的调节是通过机体内体温自动控制系统来完成的,体 温的调节类似于恒温器的调节。PO/AH中有个调定点,即 事先将调定点定在一个规定的数值(如37℃)。如果体温 偏离此数值则由反馈系统将偏差信息送到控制系统,然后 经过对受控系统的调整来维持体温恒定。关于调定点的机 制尚未清楚。某些退热药(如阿司匹林)的作用就在于阻 断致热原的作用,使调定点恢复到正常水平。

生理学:第七章_能量代谢与体温

生理学:第七章_能量代谢与体温

第七章能量代谢与体温新陈代谢是机体生命活动的基本特征,新陈代谢包括物质代谢与相传伴的能量代谢,简称代谢。

在物质代谢过程中,物质的变化与能量的代谢是紧密联系着的。

生物体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移和利用等,称为能量代谢(energy metabolism)。

机体所需的能量来源于食物中的糖、脂肪和蛋白质。

这些能源物质分子结构中的碳氢键蕴藏着化学能,在氧化过程中碳氢键断裂,生成CO2和 H2O,同时释放出蕴藏的能。

这些能量的50%以上迅速转化为热能,用于维持体温,并向体外散发。

其余不足50%则以高能磷酸键的形式贮存于体内,供机体利用。

机体利用ATP去合成各种细胞组成分子、各种生物活性物质和其他一些物质;细胞利用ATP去进行各种离子和其它一些物质的主动转运,维持细胞两侧离子浓度差所形成的势能;肌肉还可利用ATP所载荷的自由能进行收缩和舒张,完成多种机械功。

总的看来,除骨骼肌运动时所完成的机械功(外功)以外,其余的能量最后都转变为热能。

例如心肌收缩所产生的势能(动脉血压)与动能(血液流速),均于血液在血管内流动过程中,因克服血流内、外所产生的阻力而转化为热能。

在人体内,热能是最“低级”形式的能,热能不能转化为其它形式的能,不能用来作功。

本节主要叙述整个机体的能量代谢测定的原理与方法,基础代谢以及机体在某些状态下的代谢等问题,不涉及能量代谢的各个方面。

一、能量代谢测定的原理和方法热力学第一定律指出:能量由一种形式转化为另一种形式的过程中,既不能增加,也不减少。

也就是能量守恒定律。

因此,测定在一定时间内机体所消耗的食物,或者测定机体所产生的热量与所做的外功,都可测算出整个机体的能量代谢率(单位时间内所消耗的能量)。

测定整个机体单位时间内发散的总热量,通常有两类方法:直接测热法和间接测热法。

(一)直接测热法直接测热法(direct calormetry)是测定整个机体在单位时间内向外界环境发散的总热量。

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六、对血液系统的影响
低温时液体从血管中向组织间隙转移, 血浆容量减少,血液浓缩,血细胞比容增 加,血粘度增加。 血小板和各种凝血因子包括纤维蛋白原 减少,凝血功能减低。
七、对电解质和酸碱平衡的影响
低温时血液缓冲系统的缓冲能力下降,过 度通气可使PaCO 降低、pH上升,但不能制 2 止由于组织灌注不足所产生的代谢性酸中毒。 低温时心肌细胞对钙的增加十分敏感、易 引起室颤。 低温时血清钾减少,在恢复循环后血钾多 可增高,寒颤时钾的释放也增多。
四、其他因素的影响
疾病状态、输血输液反应、骨粘固剂的使 用。
第四节 体温升高和降低的危害
一、体温升高的危害:
腋窝温度超出37.4 ℃ 1、体温每升高1℃,物质代谢可提高13%; 2、体温过高可引起一系列代谢紊乱:代谢性酸中毒、 高钾血症、呼吸性碱中毒等; 3、大量出汗可致血容量减少; 4、耗氧量增大必然增加心、肺负担,体温每升高1℃ , 心率每分钟平均约增加10次; 5、对肝、肾功能影响不利; 6、高热可引起烦躁、谵妄、昏迷,在小儿易发生惊 厥。
二、室温的影响
麻醉时体温调节中枢受到抑制,如室温超过28ºC,易 发生体温升高。 小儿体温调节中枢不健全,体温易随室温而改变。 老年人代谢率较低,易于出现体温下降。 手术室适宜室温:婴幼儿:25ºC ;成人:22ºC。
三、各种操作的影响
1、体温升高:下丘脑附近操作、麻醉过浅、 循环紧闭法麻醉、CO 蓄积。 2 2、体温下降:消毒、手术野暴露过多过久、 静脉大量输注温度很低的液体。
二、机体热的产热和散热 (一)产热过程
1、主要产热器官:内脏、脑、骨骼肌,安静时内脏器官 是机体主要的产热器官。 2、产热的调节反应 (1)战栗产热:寒冷时主要依靠战栗来增加产热。 (2)激素对提高代谢率的作用:甲状腺激素、肾上腺 素、去甲肾上腺素促进代谢,增加产热量。
(二)散热过程
1、皮肤散热方式: (1)辐射散热:安静、气温较低时的主 要散热方式。 (2)传导散热:体热直接传给与皮肤接 触的较冷物体。 (3)对流散热:当人体温度高于环境温 度时。 (4)蒸发散热:利用水分从体表由液态 转化为气态,同时带走大量热量的一种散 热方式。蒸发分为:A: 不感蒸发 B:发汗
三、对呼吸系统的影响
体温下降,呼吸频率逐渐减慢; 支气管扩张,解剖无效腔增加; 氧离曲线左移,血红蛋白与氧的亲和力增 高; 但PCO 的升高及组织所产生的酸中毒又使氧离 2 曲线右移。
四、对循环的影响
低温直接抑制窦房结并减慢心内传导,故 心率、心输出量随体温下降而降低,循环时间 延长,冠脉血流量减少。 低温时易于发生心律失常的原因: 1、低温抑制窦房结 2、低温时心肌应激性增高 3、冠脉血流减少 4、低温时迷走神经比交感神经易于受到抑制 5、酸碱电解质紊乱
法方算计的谢代量能
三、影响能量代谢的因素 (一)肌肉活动:骨骼肌体重的40% (二)精神活动:紧张状态时,骨骼肌紧张 性增加、交感­肾上腺系统活动增强,机体产 热量增加。 (三)食物的特殊动力效应:食物能使机体 产生额外热量的作用称食物的特殊动力效 应。1h开始,持续7­8h。蛋白质最高,混合 性食物可增加10%左右。 (四)环境温度: 20­30ºC最为稳定。 体温每升高1℃,代谢率增加13%。
(一)皮肤及机体深部温度感受器:
体表温度感受器 内脏温度感受器 中枢温度感受器
(二)体温调节中枢:
视前区­下丘脑前部(PO/AH)
(三)体温调节的调因素
一、麻醉用药的影响
A:全身麻醉药、酚噻嗪类神经安定药:影响体温调节 中枢,扩张皮肤血管。 B:大剂量吗啡:抑制下丘脑,扩张周围血管。 C:肌松药:产热下降。 D:交感神经兴奋药:皮肤血管收缩、肌张力增强,全 身代谢增加。 E:抗胆碱药:抑制下丘脑功能、散热减少。 F:局麻药的毒性反应:肌张力增强,肌颤。
2+ 6、心肌对Ca 的敏感性增加
五、对肝肾功能的影响
低温时肝代谢率及肝功能降低,胆汁分泌 减少,肝解毒功能降低,对葡萄糖、乳酸和枸 橼酸的代谢减慢。 体温每下降1ºC ,肾小球滤过率减少5.3 %,有效肾血浆流量下降8.2%,肾小管的分泌 和重吸收能力抑制,尿量未见减少。 低温时钾的排出减少,尿中钠、氯增加。
四、基础代谢
(一)基础代谢的概念:
基础代谢: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:空腹、静卧、清醒、排除精神紧张、环 境温度在20~25ºC之间。 (二)基础代谢率的测定及其正常值 能量代谢率与体表面积成正比
2 体表面积(m )=0.0061×身高(cm)+0.0128×体重(kg)-0.1529
恶性高热
恶性高热
指某些麻醉药诱发的全身肌肉强直 性收缩并发体温急剧上升及进行性循环 衰竭的代谢亢进危象。 家族性遗传因素与诱发因素相结合 是恶性高热的病因,其病灶位于肌细胞 本身。 易于诱发恶性高热的麻醉用药中最 为常见者为氟烷和琥珀胆碱。
二、体温降低的危害:
腋窝温度低于36 ℃ 体温过低时,机体的应激反应、呼吸、循环和 肝肾功能受到抑制; 体温降低后,麻醉药的需要量锐减,也易引起 术后苏醒延迟、呼吸抑制延长及增加肺部并发症; 体温降低,新生儿寒战时可因肺血管阻力增 大,致血液经未闭的卵圆孔或动脉导管形成右向左 分流; 新生儿或早产儿易并发硬肿症。
第七章 能量代谢和体温
第一节 能量代谢
物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、贮存和 利用总称为能量代谢。 一、机体能量的来源与转移 (一)机体能量的来源及储存 1、糖(70%):机体重要的供能物质。葡萄糖 可直接供细胞利用,糖原可贮存于肝脏和肌肉中。 2、脂肪:人体内重要的供能物质(40-50%) 及能源物质储存(75%)的主要形式。 3、蛋白质:不作为重要的能源物质。但氨基酸 可合成机体自身成分、酶、激素等生物活性物质。
第五节 低温生理学
一、对代谢的影响
体温每降低1ºC,耗氧量约下降5%。 各脏器耗氧量减少程度与全身耗氧量 减少的程度并不一致。
二、对神经系统的影响
体温降低时,脑波会发生变化。 体温下降1ºC,脑血流量减少6.7%,颅内 压和静脉压降低5.5%,脑组织的代谢率也下 降。 在周围神经中,较粗大的带髓鞘的纤维较 易受低温的抑制。
2、散热的调节反应
(1)循环系统的调节反应:
皮肤血液循环的特点:在隔热组织外层形成 动脉网;毛细血管异常弯曲,形成丰富的静脉 丛;有大量的动-静脉吻合支。
(2)出汗及其调节反应:
温热性发汗:环境温度升高时 精神性发汗:精神紧张或情绪激动时
三、体温调节
体温调节机制包括: 自主性体温调节、 行为性体温调节
第二节 体温及其调节
一、体温及其正常变动
(一)体温
临床常用测温部位和方法
(一)口腔温度 (二)鼻咽温度及深部鼻腔温度 (三)直肠温度 (四)食管温度 (五)腋窝温度 (六)鼓膜温度 (七)皮肤温度 (八)肌肉及其它部位温度
(二)体温的正常变动
影响因素:昼夜周期、性别、年龄、 肌肉活动、其他因素
2、食物的氧热价:每消耗1L氧用以氧化某种营养 物质所产生的热量。 3、 呼吸商:在一定时间内,机体CO 的产生量与 2 O 耗量的比值。一般食入混合食物时的呼吸商 2 约为0.85 。 糖:1.0 脂肪:0.71 蛋白质:0.80 4、非蛋白呼吸商:非蛋白质代谢的呼吸商。 5、能量代谢的计算方法
(二)机体内能量的转移和利用
维持体温
50%
自由能
二、能量代谢测定的原理和方法
(一)测定原理
能量守恒定律 测定原理:物质氧化所释放的能量=机体散发的 热能+所作外功
(二)测定和计算方法
1、直接测热法 2、间接测热法(气体代谢法) 开放式、闭合式 3、食物的卡价、氧的热价和呼吸商 (1)食物的卡价:1g食物在体内完全氧化或在体 外燃烧所释放的热量。 物理卡价、生物卡价
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