第七章 能量代谢和体温

脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化。缺氧和血 糖水平过低，均可导致意识障碍、昏迷以及抽搐。
2. 脂肪：次要来源 (30％) 3. 蛋白质：很少 长期饥饿或消耗极大而体内糖原、脂肪储备耗竭时，才 依靠蛋白质分解供能，以维持必要的生理活动。
二、能量代谢的测定
(一) 能量代谢测定中的有关概念
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。 能量代谢与三种物质的氧化有关。下面介绍能量代谢 测定中的几个概念：
一、食物的能量转化
人体不能直接利用外部环境中的热能、电能、光能和 机械能等，唯一能利用的能量是蕴藏在食物中的化学能。
(一) 能量来源
直接供能物质：三磷酸腺苷（ATP） 能量储存物质：三磷酸腺苷(ATP)和 磷酸肌酸(CP) 能量来源：糖、脂肪和蛋白质氧化分解。
(二) 几种主要营养物质的能量转化
1. 糖: 主要来源 (70％左右)
第二节 体温及其调节
一、 人体正常体温及其生理变动
(一) 体温的概念及其正常值
1. 体温的概念 人和高等动物机体都具有一定的温度，但各部分的温 度并不相同。人体的温度可分为表层体温和深部体温。 表层体温：是指体表及其以下结构(如皮肤、皮下组织等) 的温度。易受环境温度或机体散热的影响, 所 以，波动幅度较大，且各部分温度差也大。 深部体温：是指人体深部(如内脏)的温度。比体表温度 高，且相对稳定，但由于代谢水平不同，各 内脏器官的温度也略有差异：
1. 食物的热价： 1ｇ食物氧化（或在体外燃烧）时所释放出 来的热量。 物理热价：指食物在体外燃烧时释放的热量。 分类： 生物热价：指在体内氧化时所产生的热量。 关系： 糖与脂肪：物理热价＝生物热价 蛋 白 质：物理热价＞生物热价 (因为蛋白质在体 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)。 2. 食物的氧热价：某种食物氧化时,每消耗 1L 氧所产生的热 量称为该种食物的氧热价(可根据机体在一 定时间内的耗氧量计算出能量代谢率)。
（二）能量代谢的测定原理和方法
能量代谢率：单位时间内机体所消耗的能量。 测定的方法有两种：直接测热法和间接测热法 1. 直接测热法 原理：能量守恒定律 单位时间释放的能量＝单位时间消耗的能量 ＝热能 + 外功 + 化学贮备 如果在测定时间内，化学贮备能极少而忽略不计，肌 肉不对外作功，则测热量就可近似代表能量代谢率。
(二) 体温的生理变动
正常人的体温可因昼夜、性别、年龄和机体的活动等 而有所变动。 1. 昼夜波动 昼夜节律：体温的昼夜周期性波动。 一般是清晨 2～6h 时最低，下午 1～6h 最高，波动幅 度一般不超过 1℃。 机制：生物钟控制 （下丘脑视交叉） 2．性别： 女子体温平均比男子高 0.3℃。 女性体温月节律：女子基础体温随月经周期而变动， 排卵前体温较低，排卵后体温升高。
2．测量部位及正常值
测量部位：腋窝、口腔和直肠温度。
正常值： 肛温：正常为 36.9～37.9℃。• 口温：约比直肠低 0.2℃, 为 36.7～37.7℃。 腋温：约比口腔低 0.3℃, 为 36.0～37.4℃。 肛温比较接近机体深部的温度，但由于测试不 便，临床常用口温和腋温。测定腋温时要注意夹紧 体温计和测量时间(约需 10 min)。 另外，科研中还常用食管温度 (等于深部体温 )、 鼓膜温度(等于下丘脑温度)。
3. 呼吸商(RQ)：指一定时间内机体呼出的 CO2 量与吸入的 O2 量的比值。 由于各种食物在体内氧化时的耗 O2 量、CO2 产生量的不 同，故各种食物的氧热价不同。根据 RQ 可估计某一段时间 内机体氧化各种食物的比例： RQ＝1.0 →糖； RQ＝0.71 →脂肪；RQ＝0.80→蛋白质； RQ＝0.71-1.0→因为几种食物同时分解，所以整体的呼吸商 一般在 0.85 左右。 ─────────────────────────── 物 质 耗氧量 产CO2量 物理热价 生理热价 氧热价 呼吸商 (L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/g) (R Q) ────────────.0 17.0 21.0 1.00 脂 肪 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71 蛋白质 0.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.80 ───────────────────────────
二、机体的产热和散热
人体正常体温的维持，是在体温调节机构的协调和控制 下，产热和散热过程达到动态平衡的结果。
(一) 产热过程
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)。 劳动或运动时，主要产热器官是肌肉。
2. 机体的产热形式 人在寒冷的环境中, 散热明显增加, 机体要维持体温的相对 稳定,必需增加产热量： ⑴战栗产热：骨骼肌同时发生不随意的节律性收缩，其特 点是屈肌和伸肌同时收缩，不做外功但产热量很高。发生战 栗时,代谢率可增加4～５倍。 ⑵非战栗产热：指机体处于寒冷环境中时，体内发生广泛 的代谢产热增加的现象。又称代谢产热。但以棕色脂肪组织 的产热量最大（约占70%）。
肝脏温度为38℃左右，在全身中最高； 脑产热较多，温度也接近38℃； 肾、胰腺及十二指肠等温度略低； 直肠温度则更低些。
生理学所指的体温：指身体深部的 平均温度 意义：体温的相对恒定是机体新陈 代谢和一切生命活动正常进 行的必需条件。 T ＜ 22℃→心跳停止； T ＞ 43℃→酶变性而死亡; T = 27℃→低温麻醉。
三、影响能量代谢的主要因素
(一) 肌肉活动 (二) 精神活动 (三) 食物的特殊动力效应：
食物能使机体产生“额外” 热量的现象。 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％， 糖和脂肪增加4～6％。 混合性食物增加10％， 其产生的机制尚不十分清楚，可能与氨基酸在肝脏 氧化脱氨基作用有关。
C6H12O6 + 6O2 ＝ 6CO2 ＋ 6H2O + ΔH
3. 临床应用的简便方法 (1) 测定受试者在一定时间内的耗氧量和 CO2 的产生量，求 得呼吸商。用此呼吸商查非蛋白呼吸商表得其相应氧热 价。再用氧热价乘以耗氧量，便得到该时间内的产热量。 (2) 用代谢测定仪测定受试者在一定时间内的耗氧量(VO2)， 将混合食物的呼吸商定为 0.82，此时的氧热价为20.20 kj， 用此氧热价乘以所测的耗氧量，即为该时间内的产热量。
3. 年龄差异 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、老年人由于调节能力差，易受环境温度的影响。 4. 情绪和体力活动 肌肉活动时，肌肉代谢明显增强，产热增加，可使体温暂 时升高1～2℃。所以测体温时，要先让受试者安静一段时间， 小儿应防止其哭闹。 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。
三种营养物质氧化的几种数据
非蛋白呼吸商(NPRQ): 指一定时间内，机体氧化非蛋白食物 时的CO2产生量与耗O2量的比值。 整体产生CO2总量－分解蛋白产生CO2量 NPRQ＝─────────────────── 整体耗O2总量－分解蛋白耗O2量
在一般情况下, 体内能量主要来自糖和脂肪的氧化, 蛋白 质的因素可忽略不计。为了计算方便，可根据糖和脂肪按不 同比例混和氧化时所产生的 CO2 量计算出相应的呼吸商。
3. 产热活动的调节 包括体液调节和神经调节 (1)体液调节: 甲状腺素是调节产热活动的最重要的体液因素 机体在寒冷环境几周后 ↓ 甲状腺 ↓ T3、T4 ↑ ↓ 代谢率↑(增加4～5倍) ↓ 产热量↑ 特点：作用缓慢，维持时间长。
(2) 神经调节 寒冷刺激可通过兴奋机体的中枢神经系统，特别是交感 神经系统，继而引起肾上腺素、去甲肾上腺素激素分泌增加， 增加产热。此外寒冷刺激还能引起骨胳肌紧张性增加，从而 增加产热。 寒冷刺激时 ↓ 交感-肾上腺髓质活动↑ ↓ 肾上腺素、去甲肾上腺素分泌↑ ↓ 产热量↑ 特点：作用迅速，维持时间短。
(四)环境温度
人体安静状态下，环境温度在20～30℃时，的能量代 谢最为稳定。当环境温度低于 20℃时，由于寒冷刺激反射 性引起肌肉紧张度增加和战栗产热；环境温度高于 30℃时， 可能由于细胞内化学反应速度加快，出汗以及呼吸、心脏 功能增强等因素的作用有关。
四、基础代谢
(一) 概念
1. 基础代谢：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、空腹 12 小时 以上、室温保持在 20～25℃ 时人体的状态。 2. 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: 实测值-正常平均值 = ————————————— ×100% 正常平均值 一般情况下 , 基础代谢率实测值与正常平均值比较 , 相差在 ±10% ～±1 ５ % 以内属于正常。相差值超过 20%时，才可能有病理变化。
第七章
能量代谢和体温
第一节
能 量 代 谢
第二节
体温及其调节
第一节 能量代谢
机体在新陈代谢过程中: 合成代谢：机体不断从周围环境摄取营养物质以合成体 内新的物质，贮存能量。 分解代谢：机体不断分解自身原有物质，释放能量供给 各种生命活动需要。 能量代谢概念：指物质代谢过程中相伴随而进行的能量的 释放、转移、贮存和利用的过程。
(二)散热过程
主：皮肤 1. 散热部位：
面积大 与外界接触 血流丰富 有汗腺
次：呼出的气体、尿、粪
2. 散热方式： 当环境温度＜皮肤温度时，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％。 当环境温度≥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: