第7章能量代谢与体温案例
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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
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
生理学课程案例能量代谢与体温
单位，用kJ/（m2.h）或kJ/（m2.min） 表示.
第四页，编辑于星期日：二十二点 九分。
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或 所消耗的食物量，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。
第十七页，编辑于星期日：二十二点 九分。
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。
第一节 能量代谢
:指体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、贮存和利用。
一、机体能量的来源与利用
(一)
机体的能量主要来源于糖、脂肪和蛋白质三大营养物质中蕴藏的 化学能。
1.糖:主要(70％以上)
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：次之(30％) 3.蛋白质：很少(长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量来源)。
②平卧，全身肌肉放松，尽力排除肌肉活动的影响。 ③清醒且情绪安闲，以排除精神紧张的影响。 ④室温18-25℃，排除环境温度的影响。
2.基础代谢率(BMR)：单位时间内的基础代谢。
第十页，编辑于星期日：二十二点 九分。
(二)BMR的测定和正常值
1.BMR的测定:(通常采用简易法)
①把基础状态下的呼吸商定为0.82、氧热价为 20.20KJ。
⑷蒸发散热：（分不感蒸发和可感蒸发）
第四页，编辑于星期日：二十二点 九分。
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或 所消耗的食物量，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。
第十七页，编辑于星期日：二十二点 九分。
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。
第一节 能量代谢
:指体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、贮存和利用。
一、机体能量的来源与利用
(一)
机体的能量主要来源于糖、脂肪和蛋白质三大营养物质中蕴藏的 化学能。
1.糖:主要(70％以上)
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：次之(30％) 3.蛋白质：很少(长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量来源)。
②平卧，全身肌肉放松，尽力排除肌肉活动的影响。 ③清醒且情绪安闲，以排除精神紧张的影响。 ④室温18-25℃，排除环境温度的影响。
2.基础代谢率(BMR)：单位时间内的基础代谢。
第十页，编辑于星期日：二十二点 九分。
(二)BMR的测定和正常值
1.BMR的测定:(通常采用简易法)
①把基础状态下的呼吸商定为0.82、氧热价为 20.20KJ。
⑷蒸发散热：（分不感蒸发和可感蒸发）
第七章能量代谢和体温-医学课件
女子体温随月经周期而产生周期性变动。排卵当日 最低，排卵后升高0.2-0.50C。与血中孕激素浓度的 周期性变化有关
➢ 机体的产热和散热 正常体温维持
产热
动态平衡
散热
• 产热 ✓ 主要产热器官
安静时--内脏（尤其是肝脏）为主 运动或劳动时—骨骼肌为主
➢ 产热形式 ✓ 寒战产热
骨骼肌在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 特点：不做外功 中枢：下丘脑后部 传出神经：躯体运动神经
注：通常情况下，体内能量主要来自糖和脂肪的氧化，蛋白 质用于氧化供能的量很少，且氧化不彻底，在计算能量代 谢时可忽略不计。
• 能量代谢率的测算方法 方法一： ① 测定单位时间内O2耗量和CO2产生量，计算RQ ② 以算出的RQ作为非蛋白呼吸商，从表中查得相应的混合氧热价， ③ 利用公式：产热量=混合氧热价× O2耗量，求出单位时间内的产热量，
第二节 体温及其调节
➢ 体温
机体深部组织的平均温度， 也叫体核温度，37 ℃
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。
体温过高、过低都会导致 生理功能障碍，甚至死亡
• 正常体温 血液温度最理想，但不易测量，通常体温的测量 部位为：腋窝、口腔和直肠。 肛温：36.9～37.9℃，最接近机体深部的温度 口温：36.7～37.7℃ 腋温：36.0～37.4℃
第七章 能量代谢与体温
第一节 能量代谢
物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、储存 和利用，称为能量代谢 ➢ 机体能量的来源 主要来源于糖、脂肪、蛋白质
ATP（三磷酸腺苷）：贮能物质和直接供能物质 CP（磷酸肌酸）：ATP的贮存库，但不能直接供能
➢糖 正常情况下糖是主要供能物质。脑组织所需能量主要来自糖 有氧氧化，故缺氧和血糖水平过低，均可导致意识障碍、 昏迷及抽搐 机体糖的储备较少，成年人糖的储备量仅为150g左右。
生理学第七章能量代谢与体温课件
第二节 体温
（二）行为性体温调节
行为性体温调节是指机体（包括变温动物）在环境温度变化时，通过有意识的行为和 姿势的改变来保持体温的相对恒定，如动物避开过冷或过热的环境向适宜的温度环境靠近， 或改变姿态如：蜷缩身体而保暖，伸展肢体而散热，以及人类在寒冷时拱肩缩背、踏步跺 脚、增减衣着、创造人工气候环境等来祛暑或御寒。行为性体温调节是以自主性体温调节 为基础的，也是通过对产热和散热的影响而发挥作用，因此两者不可截然分开。对人类来 讲，行为性体温调节是大脑皮层参与下的有意识的活动，是对自主性调节的补充。
第一节 能量代谢
（二）能量的去路
第一节 能量代谢
（三）能量的平衡
人体能量的平衡是指机体摄入的能量与消耗的能量之间的平衡。人体每 天所消耗的能量主要包括基础代谢、身体运动和其他生理活动的能量消耗。 如果一段时间内体重不变，则这段时间内机体摄人的能量与消耗的能量基本 相等，能量达到“收支”平衡；如果摄人能量少于消耗能量，机体会动用储 存的能源物质，使体重减轻，称为能量的负平衡；如果摄入能量多于消耗能 量，那么多余的能量就会转变为脂肪，导致体重增加，称为能量的正平衡。
(４)蒸发散热：是机体通过体表水分的蒸发来散热的 一种方式。
(１) (４)
(２) (３)
第二节 体温
３．散热活动的调节
•
机体主要通过皮肤血流量的调节和发汗来调控散热。
•
当皮肤温度高于环境温度时，主要通过辐射、传导和对流方式散热，散热量大小
主要取决于皮肤与外界环境之间的温度差。在寒冷环境中，交感神经活动增强，皮肤
第二节 体温
３．体温调定点学说
对于正常人的体温为什么能够 保持在37℃左右，有人提出了调定 点(set point)学说。该学说认为， 下丘脑体温调节中枢内存在控制体 温恒定的平衡点，即调定点，其功 能类似于恒温调节器，调定点的高 低决定着体温的水平。认为感受的 阑值为37℃，并以此为标准来调节 产热和散热的平衡。
第七章能量代谢与体温教案2.doc
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冇逐渐降低的趋势（与代谢率降低逐渐有关），大约每增长10岁，体温约降低0.05°Co 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.其他•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°C。
所以测体温时，要先让受试者安静一段时间，小儿应防II洪哭闹。
•悄绪激动、精神紧张、进食等悄况，都会影响体温。
•全身麻醉时，会因抑制体温调节屮枢和扩张血管的作用及骨骼肌松弛，使体温降低，所以全麻吋应注意保温。
二、机体的产热和散热人体」E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，主耍产热器官是骨骼肌。
此外，环境温度、进食、精神紧张等能够彫响能量代谢的因素，也都可彩响机体的产热量。
（二）散热1 •散热部位:皮肤、肺、尿、粪2.散热方式：当外界气温V低于人体表层温度时，人体主耍通过辐射、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。
辐射散热量的多少取决于在高温环境中作业（如舰船、炼钢人员），因环境温度高于皮肤温度，机体不仅不能辐射散热，反而会吸收周围的热最，故易发生屮暑。
⑵传导散热：指体热直接传给与机体相接触的低温物体的散热方式。
传导散热量取决于水的导热性好，因此临床上常利用冷水袋或冰袋为高热患者降温。
脂肪的导热性差，因而肥胖者炎热的天气易岀汗。
⑷蒸发散热：（分不感蒸发和可感蒸发）指体液的水分在皮肤和粘膜表面由液态转化为气态，同时带走人量热量的散热方式。
每1.0 g水蒸发可带走热量2.44KK当气温2体温吋，蒸发是唯一的散热途径①不感蒸发：又称不显汗。
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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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％。
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
口腔 直肠
36.79
37.19 37.47
0.357
0.249 0.251
36.0—37.4
36.7—37.7 36.9—37.9
（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℃。 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。
二、机体的产热和散热
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
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%。
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。
为能量代谢率的衡量标准，其单位为：kJ／
(m2· h)。
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。Biblioteka （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。
产热量=20.195 kJ×耗O2量
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？
……？
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
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； 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。
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比值， 即（CO2/O2)
3. 蛋白质
●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。
（二）能量的转移和利用
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。
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。
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，为同等重量糖的二倍。
第7章 能量代谢与体温
第1节 能量代谢
能量代谢
概念： 体内伴随物质代谢过程而发生的能量 释放、转移、贮存和利用的过程，称为能量 代谢。
能量的利用：热能占50％以上
其余为化学能（贮存于ATP中）
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。
第二节 体
（一）正常体温
温
一、体温的概念及生理变动
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℃ 。
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↑
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）
基础代谢率（BMR）
三类物质的呼吸商分别为：糖1.0,脂肪0.7，蛋 白质0.8
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
能量代谢的简易测算
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。