能量代谢与体温案例

皮肤表面无汗液形成，又称为不显汗。一个人每天不感蒸发的水有600~800ml，其中 200~400ml通过呼吸道蒸发掉，其余通过皮肤和消化道蒸发。体温每升高1℃，不感蒸 发增加15%。 • 可感蒸发：指汗腺分泌汗液，在皮肤表面聚成汗滴而被蒸发的散热形式，又称显汗。
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汗液的成分
• 水分占99%,固体成分有NaCl、KCl、尿素、乳酸等 • 一般出汗时，部分NaCl被重吸收，汗液为低渗液 • 快速大量出汗时， NaCl来不及被重吸收而大量排出，易引起电解质紊乱，应注意
发热对机体的影响
有利方面： 提高免疫
促进康复
不利方面：
心率加快 食欲不振 头疼、头晕 甚至器官损害
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（二）生理活动和环境 1．睡眠
睡眠比安静清醒低8~10%
2．肌肉活动
肌肉活动对能量代谢率的影响最为明显。
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3．环境温度
在20℃～30℃的环境温度中，人的能量代谢最为稳定，环境温度过高或过低，能 量代谢都将增加。
4．食物的特殊动力效应
在进食蛋白质以后，其所增加的产热量可相当于进食蛋白质热值的25％～30％。 糖类和脂肪也具有类似的影响，只是产热量升高不如蛋白质明显，约为4％～6％。 混合性食物约为10％。
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能量代谢率
定义：机体在单位时间内的产热量，称为能量代谢率。它与体表面积基本成正比。 常以每小时、每平方米体表面积的产热量作为能量代谢率的衡量标准，其单位为：kJ／(m2·h)。
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三、影响能量代谢的因素
（一）个体因素
1．体表面积 2．性别与年龄
①同龄男性高于女性 ②儿童、少年能量代谢率高，年龄越大，能量代谢率越低。
2．性别 成年女性的体温一般比男性高0.3℃，这可能与女性皮下脂肪较多，散热较 少有关。
3．年龄 儿童、青少年的体温较高，随着年龄的增长体温逐渐下降，老年的体温低于 青壮年人。
4．情绪和体力活动 情绪紧张时，肌肉张力增加和激素的作用，使产热量增多，体 温升高。
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二、机体的产热和散热
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我国正常人基础代谢率的平均值（kJ/m2.h)
性 别 11-15岁 16-17岁 18-19岁 20-30岁 31-40岁 41-50岁 >50岁 男 194.5 193.3 166.1 157.7 158.6 154.0 149.0 女 172.4 181.6 154.0 146.4 146.9 142.3 138.5
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环境温度↓→体温下降→外 周冷感受器→传入神经→
调定点
血液→深部温度↓→中 枢冷敏神经元→
PO/AH区
躯 体 N→ 骨 骼 肌 紧
张性↑→寒战
甲状腺激素↑→代谢↑
肾上腺髓质激素↑→代谢↑
支配汗腺的交感N 抑制→汗腺分泌↓
交感N兴奋→皮肤 血管收缩→血流↓
产热↑
体温稳定
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2. 脂肪
• ●为机体主要的贮能物质。 • ●是机体短期饥饿时的主要供能物质 • ●供能方式:有氧氧化 • ●特点:释放能量多，为同等重量糖
●一般用作构成细胞成分，及合成酶和激素等生物活性物质，不做为供能物质。 ●但在长期饥饿，能源缺乏时才不得已用于供能 。
根据耗氧量和非蛋白呼吸商来概略计算某一时间内的产热量。 一般把吃混合食物时的非蛋白呼吸商定为0.82，此时每消耗1L氧的产热量为 20.195kJ，只要测出单位时间内的耗氧量，就可依下式计算出产热量。
产热量=20.195 kJ×耗O2量
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• 关于能量代谢请思考： • 男性与女性有区别吗？ • 一天中有变化吗？ • 一年四季中能量代谢有变化吗？ • 工作和休息时有无异同？ • ……？
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（三）体温调节的效应器和调节反应
• 1. 散热调节反射
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⑴血管调节反应
❖炎热环境：
小动脉舒张 动-静脉吻合支开放
散热↑
❖寒冷环境：
小动脉收缩 动-静脉吻合支闭合
散热↓
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• （2）发汗：通过发汗，引起蒸发散热。体温每升高1℃，可引起发汗散热量增加相 当于基础产热的10倍。
发汗 皮肤血管舒张、血流量↑
行为性散热 环境 衣着
散热
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（四）体温调节机理
• 调定点：即温度敏感神经元对温度感受的阈值，正常为37 ℃ • 体温调定点学说：人体体温的相对恒定取决于视前区—下丘脑前部两种温度敏感神
经元的调定点作用。
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正常调定点的温度约为37℃ 体温>37℃时
• 以辐射、传导和对流方式散热的情况只有在体表温度高于外界温度时，才能进行。一 旦外界温度比体表温度高，不但不散热，反而会吸热。
• 这时候该如何散热？
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• 蒸发散热：指水分从体表气化时吸收并散发体热一种散热形式。 • 不感蒸发：指水分直接透出皮肤和粘膜表面，在未聚成水滴之前便被蒸发的散热形式。因
刺激热敏神经元发放冲动增多，结果使散热↑，产热↓，使体温回降至37℃； 体温=37时,产热=散热
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• 体温<37℃时 刺激冷敏神经元发放冲动增多，产热↑，散热↓，使体温回升至37℃。
• 调定点学说认为，发热是由于热原使热敏神经元对温度的敏感性降低，亦即兴奋的 阈值升高，调定点上移所致。
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5.精神活动
机制：
❖骨骼肌紧张性↑
❖交感-肾上腺髓质系统↑ ❖甲状腺激素↑
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能量代谢率↑
四、 基础代谢
• 概念：机体在基础状态下的能量代谢，称基础代谢。
• 基础状态：①清晨，清醒，静卧，全身放松
•
②精神安定，免除思虑
•
③体温正常
•
④室温在20～25℃之间
•
⑤空腹（禁食12小时以上）
散热↓
发热的机制
发热激活物
内生致热原
热敏神经元-
散热↓
PO/AH 调定点↑
冷敏神经元+
产热↑
体温在新调定点达到平衡
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发热的机制
40.0
体
体
温
39.0 调
温
定
点
（℃） 38.0
升 高
37.0
散热增加
体
产热减少
温
调
产热增加 散热减少
定 点 下
降
0
1
2
3
4
5
时间（小时）
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（二）能量的转移和利用
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二、能量代谢的测定
• 直接测定法：非常复杂，少用 • 间接测定法：根据物质氧化与耗氧量之间以及食物的消耗量与热量释放量之间有一定比例关系来推算单位
时间内的产热量。
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相关的概念
食物卡价（热价）：指1g食物氧化时所释放出来的热量。 物理卡价：食物在体外燃烧时所释放的热量； 生理卡价：食物在体内氧化时所释放的热量；
• （3）减少产热量
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2.产热调节反应
• （1）寒战：下丘脑体温调节中枢发出神经冲动，下传到脊髓运动神经元，在引起 全身骨骼肌肌紧张增强的基础上，伸肌和屈肌同时发生的、不随意的节律性收缩。
• 寒战时，骨骼肌不做外功，收缩的能量全部转化为热量。 • 强烈寒战，产热量可升高4~5倍。
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• （2）交感神经兴奋：肾上腺素和去甲肾上腺素增多，代谢增强，产热增多。 • （3）甲状腺激素分泌增多：代谢增强，产热增多。
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机体的产热和散热
代谢性产热
基础代谢、肌肉活动 食物特殊动力效应 非寒战产热
反射性产热
寒战
行为性 增加衣物 环境
产热
小结
物理性散热
辐射、传导、对流、蒸发
反射性散热↑
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第二节 体 温
一、体温的概念及生理变动
（一）正常体温
概念：体温指机体深部组织的平均温度 。 由于体核温度不易测试，所以临床上通常用腋窝温度、口腔温度和直肠温度来
代表体温。直肠温度正常为36.9℃～37.9℃，平均37.4℃，比较接近机体的深部 温度；口腔温度一般比直肠温度低0.3℃，腋下温度又比口腔温度低0.4℃ 。
其中糖和脂肪的物理卡价和生理卡价相等，蛋白质在体内氧化不全，生理卡价 比物理卡价低。
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氧热价：某种食物氧化时，每消耗1L氧所产生的热量，称为该食物的氧热价。 三类物质的氧热价分别为：糖20.9kJ,脂肪19.6kJ，蛋白质18.8kJ 呼吸商RQ：指营养物质在体内氧化时，在同一时间内二氧化碳的产生量和耗氧量的
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行为性体温调节
• 行为性体温调节：是指机体通过有意识的、适应性的行为活动来保持体温的相对稳定。 • 婴幼儿和昏迷或麻醉患者，其行为性调节不完善或丧失，需要加强体温护理。
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（一）温度感受器
• 外周温度感受器：主要分布于皮肤、粘膜、体腔和内脏器官，分为冷觉感受器和热 觉感受器。
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（二）散热 ：主要部位是皮肤
•
辐射散热：指机体以热射线的形式将体热传给外界较冷物质的散热方式。取决于皮
肤与环境温度差和有效辐射面积。
•
传导散热：指机体将热量直接传给同它接触的较冷物体的散热方式。取决于皮肤与
接触物的温度差、接触面积以及所接触物的导热性。
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• 对流散热：指通过冷、热空气的对流使机体热量散失的一种特殊形式的传导散热。散 热速度取决于环境温度、机体的有效散热面积及风速。
一、机体能量的来源和转化
•（一）能量的来源
• 供给机体能量的能源物质：糖、脂肪、蛋白质3类，其中以糖为最主要。
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1. 糖
• 人体所需能量的50~70%由糖供应 • 糖贮备少，成人仅约为150g • 氧供应充分：有氧氧化 • 缺氧：无氧酵解 ●脑组织所需能量几乎全部来源于糖的有氧氧化。 ●当机体缺 氧和血糖水平过低时，均可导致 脑功能障碍，甚至出现低血糖性休克。
补充水和电解质
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三、体 温 调 节
• 体温的相对恒定是机体通过生理性体温调节和行为性体温调节使机体产热和散热活 动保持平衡的结果。
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生理性体温调节
生理性体温调节是人在下丘脑体温调节中枢的控制下，随机体内外环境温热性 刺激信息的变动，通过增减皮肤的血流量、发汗、寒战等生理反应，调节产热和散 热过程，使体温保持恒定。
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基础代谢率（BMR）
• 基础代谢率（BMR） :单位时间（每分钟）内的基础代谢。 • BMR相对值＝（测得值－正常值）/正常值×100% • 相对值在±10～15％属于正常，超过±20%可视为病理状态。 • 发热时BMR升高，体温每升1℃,BMR增加13%。
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在各种疾病中，甲状腺功能改变对基础代谢率的影响最为显著，如甲状腺功能 亢进时，BMR比正常值高出25％～80％；甲状腺功能低下时，BMR比正常标准值 低20％～40％。因此测定BMR已成为临床上诊断甲状腺疾病的重要辅助方法之一。
神经、体液调节
产热
散热
产热和散热的相对平衡
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几种组织器官在不同状态下的产热量
组织器官
脑 内脏 骨骼肌 其他
重量（占体重的%）
2.5 34 56 7.5
产热量（占机体总产热量的%）
安静状态
运动或劳动
16
1
56
8
18
90
10
1
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（一）产热
安静状态下，机体的产热器官主要是内脏，以肝脏为主。 运动时的产热器官主要是骨骼肌 。
• 中枢温度敏感神经元：分布于下丘脑、脑干网状结构和脊髓等处，其中一部分在血 温升高时放电频率增大，称热敏神经元；另一部分在血温下降时放电频率增大，称 冷敏神经元。
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（二）体温调节中枢
• 调节体温的基本中枢 在下丘脑 • 体温调节整合的中心部位－－在视前区—下丘脑前部
既能感受局部组织温度变化，还能对其他途径传入的温度变化信息作整合处理
比值，即（CO2/O2) 三类物质的呼吸商分别为：糖1.0,脂肪0.7，蛋白质0.8
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非蛋白呼吸商：因为一般生理状态下体内蛋白质的氧化甚少，可省略不计，故把 糖和脂肪氧化时的CO2产生量与耗氧量的比值称为非蛋白呼吸商。
一般混合膳食的非蛋白呼吸商约为0.82
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能量代谢的简易测算
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1030名正常人体温统计结果
部位 平均值(℃) 标准差 正常范围(95%可信限，℃ )
腋窝 36.79
0.357
36.0—37.4
口腔 37.19
0.249
36.7—37.7
直肠 37.47
0.251
36.9—37.9
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（二）体温正常生理变动
1．昼夜变化 正常人的体温呈现明显的周期性昼夜变化。清晨2～5时最低，午后 2～5时最高，波动幅度一般不超过1℃。