第七章 能量代谢与体温
生理学经典ppt第七章 能量代谢与体温
发汗反射
温热刺激→温觉感受器↑→传入冲动↑ 产热
温热性发汗：参与体温调节（全身） 精神性发汗：见于手掌、前额、足底等处，与体温调节 关系不大。
（二）体温调节（Regulation of body temperature） 1.行为调节(Behavioral thermoregulation) 机体通过一定的行为来保持体温的恒定的方式。
4）非蛋白呼吸商（Non-protein RQ)：
一定时间内，糖、脂氧化的CO2产量与耗O2
量的比值。
不同非蛋白呼吸商时的氧热价(见198页）
例如：一人24h耗氧量400L，CO2产量340L，尿氮12g，则：
蛋白质氧化量：12g÷0.16=75g，产热量：18kj×75g=1350kj
耗氧量：0.95×75=71.25，CO2产量：0.76×75=57L 氧化非蛋白物质：耗氧量 400-71.25=328.75，CO2：340=57=283
＞或<20％可能为异常
单位：KJ/m2.h BMR=(实测值－平均值)/平均值×100% 正常值: 10%~15%
体温升高一度，基础代谢率增加13%
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第二节 体温（Body temperature）
一、人体正常体温及生理变动
体温：机体深部的平均温度
直肠温度 36.9～37.9℃ 正常值： 口腔温度 36.7～37.7℃ 腋窝温度 36.0～37.4℃ 生理变动：有昼夜节律（晨低午高，波动≯１℃）
寒战和肌紧张度↑
>30 ℃，代谢率↑。
化学反应速度↑，发汗、呼吸、循环↑
（四）基础代谢
基础代谢（Basal metabolism）：基础
状态下的能量代谢 基础状态：空腹、清醒、安静、不受肌肉活
第七章 能量代谢和体温生理
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
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》能量代谢与体温调节
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体温调节
一、动物的体温及其正常变动
(一) 体 温
正常新陈代谢要求在一定 的温度条件下进行。哺乳动物 的体温超过42℃或低于25℃， 将引起代谢严重障碍甚至死亡。
所以，正常的体温对于生命 活动具有重要意义，也是机体 健康状况的重要指标。
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体温调节
二、动物体温的生理波动
V糖(物理)=V糖(生物) V脂肪(物理)=V脂肪(生物) V V 蛋白质(物理) ＞ 蛋白质(生物)
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表6-1 三 种 营 养 物 质 氧 化 时 的 几 种 数 据
产 热 量 （ KJ╱ g） 营 养 物 质
物 理 热 价生 物 热 价营 养 学 热 价 ※
糖 17.17
蛋 白 质 23.45 脂 肪 39.77
大家好
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第七章 能量代谢与体温调节 （Temperature regulation）
能量代谢 动物体温的生理波动 机体的产热和散热过程 体温恒定的调节 外界温度对动物体温的影响
2
第一节 能量代谢
❖ 将生物体内物质代谢过程中所伴随着的能量释放、 转移、储存和利用过程，称为能量代谢。
❖ 新陈代谢:维持生命各种活动过程中化学变化的总称。 ❖ 新陈代谢包括： ❖ 物质代谢（同化作用，异化作用） ❖ 能量代谢（吸热反应，放热反应）
3
一、能量的来源与利用
机体能量的来源是糖、脂肪和蛋白质在体内氧 化分解时释放出来的能量，在一般生理情况下，机 体主要利用糖(70%)和脂肪(30%)供能，少量的能量 依靠蛋白质分解供给。
既然机体消耗的能量都是来源于食物，是否可 以用每天摄取食物中所含的能量来估测机体能量的
？ 消耗率呢
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
7能量代谢与体温恒定
一、动物体能量的来源与消耗
营养物质 提供能量(%) 特 点
糖 类 60-70
供能
脂肪
30-40
贮存，6倍于糖元
蛋白质 很少
功能
6-1 能量代谢
一、动物体能量的来源与消耗
100%
95%
45%
43%
日粮总能 → 可消化能 → 代谢能 →净能
↓
↓
↓
粪能5%
发酵能
特殊动力作用能
尿能（5%）
特殊动力作用能(specific dynamic action)：机体的代谢因
四、影响能量代谢率的因素
1、肌肉活动 肌肉活动产热量
运动或劳动 躺卧
开会
洗衣 踢足球
产热量
2.73 3.40 9.89 24.98
（Kg/m2· min）
2. 环 境 温 度 ， 安 静 20℃最低
3. 食物特殊动力作用 4. 神经—内分泌：交 感 神 经 兴 奋 ， Ad 分 泌，产热。
5. 个体差异：
辐射 对流，气液流动——通风 传导，洒水降温 蒸发，不显汗（不感蒸发）和显汗 不感蒸发——皮肤、呼吸道。体液 的水分直接透过皮肤和粘膜表面，并在形 成明显的水滴前蒸发掉 显汗：汗液。
三、体温恒定的调节
㈠ 神经调节
温度感受器： 外周（皮肤，粘膜，内脏）， 中枢（脊髓、延髓、脑干网状中枢、下丘脑）
简化法：因蛋白质消耗较少，可忽略，即用混 合呼吸商查出相应的氧热价，乘以耗氧量=一 段时间内动物机体的总产热量
与精确测定法相比，简化法误差仅在1~2 %，简便。
（人，混合呼吸商=0.82，氧热价20.1878 KJ， 合4.825千卡）。
应用呼吸商进行能量代谢测算时，还须 注意：体内糖、脂肪和蛋白质代谢时可 相互转化，影响RQ。反刍动物胃发酵产 生大量CO2，其RQ要校正。动物剧烈运 动或重度使役时会影响RQ的测定值。 （CH4产热9.42KJ）。
第九版生理学第七章-能量代谢与体温
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
+
+++++ +
++
+
Ⅲ
Ⅰ
Q
Ⅳ
F0
Ⅱ
-
-
-
---
--
-
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-第七章 能量代谢与体温
（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
第七章 能量代谢与体温
3.调定点学说
下丘脑PO/AH中的温度敏感神经元起着调定点的作用。 调定点：能使热敏神经元和冷敏神经元活动后 恰好使散热和产热保持平衡的温度值。
1.正常人的直肠温度、腋窝温度和口腔温度的高低应当是 A.口腔温度＞腋窝温度＞直肠温度 B.直肠温度＞口腔温度＞腋窝温度 C.直肠温度＞腋窝温度＞口腔温度 D.腋窝温度＞口腔温度＞直肠温度 2.人体体温昼夜节律变化中，体温最低的时间是 A.上午8～10时 B.下午3～4时 C.清晨2～6时 D.夜间10～12时 3.女性月经期中，体温最低的时间是 A.行经期 B.排卵前 C.排卵后 D.排卵日 4.人体腋下温度正常值是 A.36.0℃～37.4℃ B.36.7℃～37.7℃ C.36.9℃～37.9℃ D.37.5℃～37.6℃ 5.影响能量代谢最重要的因素是 A.环境温度 B.进食 C.精神、情绪 D.肌肉活动
6.劳动或运动时，机体主要产热器官是 A.肝脏 B.脑 C.心脏 D.肌肉 7.当环境温度等于或超过体温时，机体的主要散热方式是 A.辐射 B.传导和对流 C.发汗蒸发 D.不显性发汗 8.给高热病人使用乙醇擦浴是 A.增加辐射散热 B.增加传导散热 C.增加蒸发散热 D.增加对流散热 9.给高热病人作用冰帽或冰袋的作用是 A.增加辐射散热 B.增加传导散热 C.增加蒸发散热 D.增加对流散热 10.决定体温调定点的部位在 A.下丘脑 B.大脑皮层 C.下丘脑后部 D.视前区-下丘脑前部
2.测 定
产热量=20.2kJ/L×耗氧量/体表面积 BMR=（实测值-平均正常值）/平均正常值
年龄 （岁） 男 11～15 195.5 16～17 193.4 18～19 166.2 20～30 157.8 31～40 158.6 41～50 154.0 ＞51 149.0
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。
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第七章能量代谢与体温
1.能量代谢（energy metabolism）：生物体内物质代谢中伴随发生的能量的释放、转
移、储存和利用
2.体温调定点（set point）：体温的调节类似于恒温器的工作原理，体壳体温作为控
制变量，其变化信息反馈到体温调节中枢，机体通过误差信号调节产热活动和散热活动。
下丘脑PO/AH中的温敏神经元的温度敏感性决定了体温调定点水平，一般认为，人的正常体温调定点为37℃。
当体温与调定点的水平一致时，机体的产热量与散热量取得平衡；当体温高于调定点水平时，体温调节中枢使产热活动降低，散热活动加强；反之，当体温低于调定点时，产热活动加强，散热活动降低，直到体温回到调定点水平。
（如果某种原因使调定点向高温侧移动，机体便出现发热。
如由细菌感染所致的发热就是由于在致热原作用下引起体内一系列反应，结果使体温调定点被重新设置，如上移到39℃，这种现象称为重调定。
中暑不是滴）
3.基础代谢率（basal metabolism rate,BMR）：基础状态下单位时间内的能量代谢。
基础代谢率常作为评价机体能量代谢水平的指标。
基础状态，是指人体处在清醒、安静、不受肌肉活动、精神紧张、食物及环境温度等因素影响时的状态。
4.氧热价（thermal equivalent of oxygen）：某种食物氧化时消耗1L O2所产生的热
量，表示某种物质氧化时的耗氧量和产热量之间的关系。
5.测定基础代谢率的原则和意义：
1)原则：测定基础代谢率时受试者应在清醒状态，静卧，无肌紧张，至少两小时以上无
剧烈运动，无精神紧张，餐后12~14小时，室温保持在20~25 ℃的条件下进行。
测定方法采用简化的能量代谢测定法，即将非蛋白呼吸商视为0.82，与之相对应的氧热价为20.20KJ/L，因此只需测定受试者在基础状态下一定时间内耗氧量和体表面积，即可计算出基础代谢率。
2)意义：
A.总：基础代谢率是评价机体能量代谢水平的指标。
如果相对值在±15%以内，都认为
在正常范围；相对值超过20%，说明可能是病理性变化。
B.临床上发现很多疾病都伴有基础代谢率的改变，特别是甲状腺功能障碍，基础代谢率
可发生明显的变化。
甲状腺功能减退时，基础代谢率可比正常值低20-40%；甲亢时，可比正常值高25%-80%。
人体温每升高1℃，基础代谢率将升高13%左右。
C.基础代谢率的测定可作为临床上某些疾病的辅助诊断方法之一，也可用于治疗甲亢过
程中的疗效观察。
D.此外，还可以用于指导肥胖者控制摄入食物热量及运动量，以达到适当降低体重的目
的。