生理学 第七章能量代谢与体温
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《生理学》第七章 能量代谢与体温调节
？
二
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。
生理学第七章 能量代谢和体温
(二)能量的去路 1.转移: 热能(50%以上) 三磷酸腺苷（ATP）：是体内重要的储能物 质，又是机体能量的直接提供者。 磷酸肌酸（CP）：是ATP的贮存库。 2.利用： 肌肉收缩、腺体分泌、合成代谢和神经传导等
转变
热能、机械功
二、能量代谢的测定 （一）测定原理： 机体的能量代谢也遵循“能量守恒定律”： 即在安静不作外功时，机体物质代谢过程中所 释放的能量全部转化为热能。 因此，测定机体在单位时间内发散的总热 量，就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）测定方法： 直接测热法、间接测热法、简便测算法
（2）皮肤血流量改变： 机体可通过交感神经系统调节皮肤血管的 口径，改变皮肤血流量，以改变皮肤温度来控 制散热。在炎热环境中，交感神经紧张性降低， 皮肤血管舒张，动-静脉吻合支开放，皮肤血 流量增加，皮肤温度升高，散热作用增强；反 之，散热作用减弱。 环境温度↑↓→交感神经紧张性↓↑→血 管舒张（收缩）→动-静脉吻合支开放（关闭） →血流↑↓→散热↑↓
四、基础代谢和基础代谢率 (一)基础代谢的概念：机体在基础状态下的能 量代谢称为基础代谢。 基础状态：所谓基础状态是指清醒、安静、静 卧半小时、空腹12小时以上、室温保持在20～ 25℃时人体的状态。 （二）基础代谢率 (BMR) ：单位时间内的基础 代谢。 • 实测值与正常平均值相差的百分比:
基础代谢率的表示方法：kJ/m2· h 体表面积的计算方法: 公式： 体表面积（m2）=0.0061× 身高(cm)+0.0128×体重 (cm)－0.1529 体表面积测算图:
3.年龄： 新生儿体温＞成年人＞老年人。 体温随着年龄的增长有逐渐降低的趋势 （与代谢率降低逐渐有关），大约每增长10岁， 体温约降低0.05℃。14～16岁的青年人体温与 成年人相近。 新生儿（特别是早产儿）由于体温调节机 构尚未发育完善、老年人由于基础代谢率低， 易受环境温度的影响。
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
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。
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
生理学
能量的利用
维持基础代谢—跨膜主动转运，产生生物电活动，腺体的分泌和递质
的释放合成代谢
运动及各种活动—肌肉的舒缩（机械功） 食物的特殊动力效应 生长发育 维持体温等
生理学
能量平衡 （energy balance）
在一定时期内，摄入的能量与消耗的能量基本相等
摄入的能量多于消耗 的能量 能量的正平衡 生长发育 、肥胖 消瘦
消耗量 （L/g）
0.83 2.03 0.95
CO2产量 （L/g）
0.83 1.43 0.76
呼吸商 （RQ）
1.00 0.71 0.80
氧热价 （kJ/L）
21.1 19.6 18.9
生理学
非蛋白呼吸商（non-protein respiratory quotient，NPRQ）：
• 由糖和脂肪氧化时所产生的二氧化碳量及耗氧量的比值 • 通常将蛋白质的代谢量忽略不计，进食混合膳食的非蛋白呼吸商约为0.82
营养物质在代谢过程中脱下的一对氢原子进入线粒体，经过线粒体氧
化呼吸链的电子传递，释放的能量激活ATP合酶，催化ADP磷酸化生成
ATP氧化磷酸化是体内ATP生成的最主要方式
生理学
呼吸链电子传递过程耦联ADP磷酸化，生成ATP 胞液侧
4H+
4H+ 2H+ Cyt c
+
Ⅰ
+ + + + +
Q
+
Ⅲ
+ +
Ⅳ
生理学
（二）体温的生理性波动
1.体温的日节律
• 清晨2～6时最低 • 午后1～6时最高 • 下丘脑视交叉上核控制
医学生理学：能量代谢与体温
4.其他:肌肉活动、环境温度、情绪激动、
精神紧张、进食、麻醉等。
二、人体的产热和散热
(一)产热 1.主要产热器官：▲
安静状态，主要产热器官是内脏（尤其肝脏， 其次是脑）。 活动状态,主要产热器官是骨骼肌。
(二)散热
面积大
1.散热部位： 主：皮肤
与外界接触 血流丰富
有汗腺
次：肺、尿、粪
2.散热方式：
当外界气温＜低于人体表层温度时，人体主要通
过辐射、传导和对流方式散热，其散热量约占总量
70％。
当外界温度＝接近或＞高于皮肤温度时，机体的
散热是依靠蒸发方式散热。
机体散热方式有以下几种:
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。
机体的有效辐射面积 辐射散热量的多少取决于
皮肤与环境的温度差
⑤对照表7-4的BMR平均值,按下面公式计算出
BMR相对值： BMR相对值＝
BMR实BM测R值平-B均M值R平均×1值00%
2.BMR正常值：＝±10％～±15％
＞±20％→可能是病态 甲亢：+25％～+80%；甲减：-20%～-40% 发烧：体温每升高1℃，BMR升高13%.
研究表明,机体能量代谢率与体
(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。
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。
各种营养物质的食物特殊动力效应不同， 进食蛋白质时产热量增加30％，混合性食物 增加10％，糖和脂肪增加4～6％。
汗 液 水：分：＞99％
精神紧张、进食、麻醉等。
二、人体的产热和散热
(一)产热 1.主要产热器官：▲
安静状态，主要产热器官是内脏（尤其肝脏， 其次是脑）。 活动状态,主要产热器官是骨骼肌。
(二)散热
面积大
1.散热部位： 主：皮肤
与外界接触 血流丰富
有汗腺
次：肺、尿、粪
2.散热方式：
当外界气温＜低于人体表层温度时，人体主要通
过辐射、传导和对流方式散热，其散热量约占总量
70％。
当外界温度＝接近或＞高于皮肤温度时，机体的
散热是依靠蒸发方式散热。
机体散热方式有以下几种:
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。
机体的有效辐射面积 辐射散热量的多少取决于
皮肤与环境的温度差
⑤对照表7-4的BMR平均值,按下面公式计算出
BMR相对值： BMR相对值＝
BMR实BM测R值平-B均M值R平均×1值00%
2.BMR正常值：＝±10％～±15％
＞±20％→可能是病态 甲亢：+25％～+80%；甲减：-20%～-40% 发烧：体温每升高1℃，BMR升高13%.
研究表明,机体能量代谢率与体
(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。
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。
各种营养物质的食物特殊动力效应不同， 进食蛋白质时产热量增加30％，混合性食物 增加10％，糖和脂肪增加4～6％。
汗 液 水：分：＞99％
生理学-第七章 能量代谢与体温
不感蒸发——皮肤、呼吸道 可感蒸发（发汗） 2）环境温度升高到接：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。
（二）体温的测定
临床： 直肠温度：36.9-37.9℃ 口腔温度：36.7-37.7℃ 腋窝温度：36.0-37.4℃
实验研究： 食管温度——体核温度的一个指标 鼓膜温度——作为脑组织温度的指标
（三）体温的生理性变动
1.昼夜变化：清晨2～6时体温最低，午后1～6时最高 2.性别差异：青春期后女子的体温平均比男子高0.3℃ 3.年龄差异 4.肌肉活动与精神活动
呼吸商(respiratory quotient, RQ)：在一定时间内，机体CO2 产量与O2耗量的比值 非蛋白呼吸商(non-protein respiratory quotient, NPRQ)：糖 和脂肪氧化（非蛋白代谢）的CO2产量与O2耗量的比值。
三种营养物质氧化的几种数据
───────────────────────────
物质
耗氧量 (L/g)
产(CLO/2g量)
物理热价 (KJ/g)
生物热价 氧热价 (KJ/g) (KJ/L)
呼吸商 (RQ)
───────────────────────────
糖 0.83 0.83 17.0
17.0 21.0 1.00
脂 肪 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71
（一）肌肉活动
状态 产热量(KJ/m2.min) ────────────
影响最显著 （二）环境温度
躺卧 开会 擦窗子
2.73 3.40 8.30
（三）食物的特殊动力效应
洗衣 扫地
9.89 11.37
（二）体温的测定
临床： 直肠温度：36.9-37.9℃ 口腔温度：36.7-37.7℃ 腋窝温度：36.0-37.4℃
实验研究： 食管温度——体核温度的一个指标 鼓膜温度——作为脑组织温度的指标
（三）体温的生理性变动
1.昼夜变化：清晨2～6时体温最低，午后1～6时最高 2.性别差异：青春期后女子的体温平均比男子高0.3℃ 3.年龄差异 4.肌肉活动与精神活动
呼吸商(respiratory quotient, RQ)：在一定时间内，机体CO2 产量与O2耗量的比值 非蛋白呼吸商(non-protein respiratory quotient, NPRQ)：糖 和脂肪氧化（非蛋白代谢）的CO2产量与O2耗量的比值。
三种营养物质氧化的几种数据
───────────────────────────
物质
耗氧量 (L/g)
产(CLO/2g量)
物理热价 (KJ/g)
生物热价 氧热价 (KJ/g) (KJ/L)
呼吸商 (RQ)
───────────────────────────
糖 0.83 0.83 17.0
17.0 21.0 1.00
脂 肪 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71
（一）肌肉活动
状态 产热量(KJ/m2.min) ────────────
影响最显著 （二）环境温度
躺卧 开会 擦窗子
2.73 3.40 8.30
（三）食物的特殊动力效应
洗衣 扫地
9.89 11.37
生理学-第七章--能量代谢与体温课件
氧债：机体剧烈运动时，骨骼肌氧耗量猛增，但由于循环等功能活动只能逐渐
加强，不能迅速满足机体对氧的需要，骨骼肌因此而处于相对缺氧的状态，这种 现象称为氧债。此情况下，只能通过动用储备的高能磷酸键和进行无氧酵解供能
能量代谢的测定
能量代谢的测定方法
直接测热法 间接测热法
定比定律：化学反应中反应物与产物的量之间呈一定比例关系 间接测热法：利用“定比定律” ，测算出一定时间内氧化的糖、
能量代谢的测定
原理：能量守恒定律
能量代谢率：单位时间内所消耗的能量 测定机体单位时间内产热量或消耗的食物量
与能量代谢测定有关的几个概念
食物的热价：1g某种食物氧化时释放的能量称为这种食物的热价
单位：焦耳（J） 分为：生理性热价----体内氧化；物理热价----体外燃烧 糖和脂肪的生理热价与物理热价相等，蛋白质生理热价小于物理热价 三大营养物质热价：脂肪>蛋白质>糖
体温调节
中枢温度感受器（温度敏感神经元）
分布：下丘脑、脑干网状结构和脊髓等处 分类：分为热敏神经元和冷敏神经元
血液温度↑，热敏神经元冲动发放频率↑ 血液温度↓，冷敏神经元冲动发放频率↑
视前区-下丘脑前部（PO/AH）脑温变动时：
PO/AH温度升高0.1℃→PO/AH的热敏N元+→散热反应↑产热反应↓ PO/AH温度降低0.1℃→PO/AH的冷敏N元+→散热反应↓产热反应↑
与能量代谢测定有关的几个概念
食物的氧热价：某种食物氧化时消耗1LO2所产生的热量称为这种食物
的氧热价
呼吸商（RQ）：一定时间内机体呼出的CO2量与吸入的O2量的 比值
RQ=CO2产生量（mol）/O2消耗量（mol） = CO2产生量（ml）/O2消耗量（ml）
加强，不能迅速满足机体对氧的需要，骨骼肌因此而处于相对缺氧的状态，这种 现象称为氧债。此情况下，只能通过动用储备的高能磷酸键和进行无氧酵解供能
能量代谢的测定
能量代谢的测定方法
直接测热法 间接测热法
定比定律：化学反应中反应物与产物的量之间呈一定比例关系 间接测热法：利用“定比定律” ，测算出一定时间内氧化的糖、
能量代谢的测定
原理：能量守恒定律
能量代谢率：单位时间内所消耗的能量 测定机体单位时间内产热量或消耗的食物量
与能量代谢测定有关的几个概念
食物的热价：1g某种食物氧化时释放的能量称为这种食物的热价
单位：焦耳（J） 分为：生理性热价----体内氧化；物理热价----体外燃烧 糖和脂肪的生理热价与物理热价相等，蛋白质生理热价小于物理热价 三大营养物质热价：脂肪>蛋白质>糖
体温调节
中枢温度感受器（温度敏感神经元）
分布：下丘脑、脑干网状结构和脊髓等处 分类：分为热敏神经元和冷敏神经元
血液温度↑，热敏神经元冲动发放频率↑ 血液温度↓，冷敏神经元冲动发放频率↑
视前区-下丘脑前部（PO/AH）脑温变动时：
PO/AH温度升高0.1℃→PO/AH的热敏N元+→散热反应↑产热反应↓ PO/AH温度降低0.1℃→PO/AH的冷敏N元+→散热反应↓产热反应↑
与能量代谢测定有关的几个概念
食物的氧热价：某种食物氧化时消耗1LO2所产生的热量称为这种食物
的氧热价
呼吸商（RQ）：一定时间内机体呼出的CO2量与吸入的O2量的 比值
RQ=CO2产生量（mol）/O2消耗量（mol） = CO2产生量（ml）/O2消耗量（ml）
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）
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。
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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
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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
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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
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
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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交换热量的一种散热方式，是传导 特殊形式；与流速有关。 d.蒸发：不感知蒸发：水分透出皮肤 黏膜末聚成水滴前就蒸发掉。皮肤 0.6-0.8L，呼吸道0.2-0.4L，持续进 行，寒冷季节进行，与汗腺活动无关。
发汗（可见蒸发）：通过汗腺分泌汗
液在皮肤表面蒸发的散热方式
可见蒸发可散发大量体热，高温
③年龄：新生儿易受环境温度 影响，老人低一点 ④肌肉活动：测量时小儿防哭 闹病人安静一段时间
⑤其它:环境温度、麻醉、激动 紧张、进食等。
机ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的产热和散热
体温是产、散热动态平衡结果
1.产热：安静时主要内脏（肝最高） 运动时肌肉占90%
调节：a.甲状腺素\NE\肾上腺素
升高直接促进细胞代谢，产热量升 高。 b.寒战：伸屈肌同时发生不随意 节律性收缩，代谢率升高4-5倍
时唯一散热途径。汗腺分布密度 不同，分泌能力也不同。
发汗：躯干最强（浑身冒汗）
手足弱 紧张性出汗：手足前额多，散 热作用不大，汗量少，时间短
散热调节反应
1.发汗 1g水散热0.48kcal ，分泌 量与释热需要适应，高温、 高湿、无水环境中蒸发少， 易中暑。汗液水99%固体成 分<1% 主要NaCl，低渗液， 可致高渗性脱水。大量出汗 时必须补充大量水和适量 NaCl。
调定点学说
PO/AH起恒温器作用。 调定点主要取决PO/AH热敏神经 元敏感性，敏感性降低，调定点 上升，反之下移。 体温超过规定数值时热敏神经元 冲动升高，散热增加，产热抑制。
高温调节中枢过度紧张，紊
乱麻痹，出汗减少或停止， 皮肤干热>40℃，脉弱呼吸昏 迷，应全身泡入冷水，强力 降温抢救
糖（1）
fat(0.7)
pro(0.8)
混合物（0.85）
非蛋白呼吸商（NPRQ） ：
16%N随尿排出
尿氮*6.25=氧化分解pro量 据CO2 O2容量计算RQ
（Glu+fat）耗氧量*NPRQ对 应的氧热价+pro氧化的热 量 测定方法：闭合式、开放 式
简化法：pro代谢少，恒定可省略。 测一定时间内O2耗量和CO2产 量，求出NPRQ，从表中查出氧热 价* O2耗量
4.环境温度：20~30℃能量代谢
最稳定，肌肉松弛。低温使 肌紧张度升高甚至寒战，高 温体内生化反应速度加快、 发汗、呼吸循环机能增强， 代谢率均增高。
能量代谢率
定义：机体单位时间的产热
量， 体表面积计算法。 能量代谢率与体表面积正比。 2/h kcal/m
基础代谢率
机体在基础状态下，单位时间内
温度感受器 a.外周感受器：位于皮肤、黏 膜和腹腔内脏等处，冷敏神 经元多于热敏神经元，可产 生温度感觉和体温调节反应
内脏感受器：位于内脏器官
冷敏神经元分布全身皮肤和黏膜， 除角膜。
b.中枢感受器：脊髓、延髓、脑 干网状结构及下丘脑 基本中枢：视前区-下丘脑前部 （PO/AH）热敏神经元占30%， 冷敏10%。前者温升时放电频率 升高，后者温降而增加，对局部 温度和血流温度敏感，能直接对 5-HT、NE、多肽反应。促产热 抑散热。
ATP是体内重要贮能和直接供
能物质，参与生理功能活动
能量代谢测定
氧热价：每消耗一升氧氧化某种 营养物质所产生的热量
卡价：1g食物完全氧化释放的 能量
物理卡价：食物在体外燃烧 生物卡价：食物体内生物氧化
糖4.1kcal，脂肪9.5kcal pro 物理：5.6kcal；生物4.3kcal
呼吸商（RQ）同一时间内CO2 产量与O2耗量比值。
的能量代谢率。基础状态： （1）清醒松弛（清晨未进食，静 卧半小时） （2）室温20~25℃ （3）精神安宁 （4）空腹（进食12小时以上）
小于±15%为正常 ，大于±20% 为病态，男>女，儿童>成人。 甲亢>20~80% 甲低<20~40% 伴呼吸困难的心脏病、发热（1℃ 增加13%） ↓肾病综合症、垂体性肥胖病、阿 狄森氏病
脂肪：能量贮存的主要方式，
必要时分解成甘油、脂肪酸 供能，饥饿时主要能源，只 能有氧氧化，释能是糖的2倍。
蛋白质：主要合成细胞成分以
自我更新，能量不足时，蛋白 质分解成氨基酸供能。
能量去路 物质分解释能→ 50%热能， 5 0 % 化 学 能 （ ATP）←→ 磷 酸 肌酸（参与生理活动→热能）
更简单：混合食物RQ定为0.82 耗氧量* VO2(临床采用)
能量代谢的影响因素
1.肌肉运动：最显著，安静时 骨骼肌产热占总产热量1/5， 剧烈运动或劳动时占90% 2.精神活动：安静时占总产热 量16%，脑力劳动时变化不大
3 .食物的特殊动力作用：由食
物引起机体额外产生热量的 作用。 pro达30% 糖脂 4~6% 混合 10% 饭后2~3小时达最大值 肝在脱氨基反应中消耗能量 可能是其原因
↑糖尿病、白血病、红细胞增多症、
体温
机体内部的温度，42℃~43℃危
及生命 测温应尽可能接近深部 温度。肝38℃最高，脑近38℃， 其它各处温差<0.5℃
2.正常值：直肠36.9~37.9 口腔低0.3℃（36.7~37.7℃）， 腋窝又低0.4℃，36.0~37.4℃
正常变动 ①昼夜：2~6AM最低 1~6PM 最高 幅度<1℃。与地球自转 周期吻合，由生物钟控制 ②性别：女>男0.3℃ 女性体温 随月经周期波动，与孕激素有关
2.皮肤血流量改变 皮肤血流量影响皮肤温度，通 过辐射、对流、传导进行散热。 皮层下有大量A-V短路受交感 神经控制。机体靠调节皮肤口 径改变皮肤血流量，调控散热 量，使产热散热平衡
体温调节
1. 行为性体温调节：机体通
过一定行为来保持体温恒定。
2.自主性体温调节：在下丘脑体
温调节中枢控制下，通过改变皮肤 血流量、发汗、寒战等反射活动来 维持体温恒定。
2.散热：基础代谢40千卡/米 2 /小 时，不散热时体温升高1.1℃/h 。 途径： a.辐射：热能以热射线形式传给 外界较冷的物体。无需介质传递。 安静时占散热量60%左右，与温 差与散热面积有关。 b.传导：机体将热量直接传给同它 接触的物体，与温差、接触面积和 导热性有关。
C.对流：机体通过较冷气体或液体
第 七 章 能量代谢与体温
能量代谢
机体内物质代谢过程中发生
的能量释放、转移、储存和 利用。
物质分解伴释能，合成伴吸能， 物质代谢与能量代谢紧密偶联。
能量来源和去路
1、 糖：占所需能量70%以上，脑能
量完全源于糖有氧氧化。来自：
①食物中糖（肝糖元、肌糖元是能
源储备） ②糖异生：乳酸、甘油、丙酮酸和 某些氨基酸在肝处异生，糖←→脂