能量代谢和体温(打印)

• 精神活动
- 肌肉张力增高， 激素分泌增加
• 环境温度
- 20-30 ℃时代谢稳定 - 温度20 ℃ 或 30 ℃能量代谢增加
基础代谢(Basal Metabolism)
• 基础代谢：人体处于基础状态时的能量代谢
• 清晨，禁食12h以上 • 清醒
• 静卧
• 无肌肉活动 • 无精神紧张 • 室温20-25 ℃ • 测定前一晚保证足够的睡眠
• ATP：重要的贮能物质，又是直 接的供能物质
• 磷酸肌酸：贮能物质
能量代谢的测定
• 直接测热法(Direct calorimetry)
能量代谢的测定
间接测热法(Indirect calorimetry) 利用定比定律，测定机体一定时间内的耗O2量
和CO2的产量，计算该时间的产热量
间接测热法的相关参数
体温调节 (Thermoregulation)
• 自主性体温调节： 在体温调节中枢的控制下，机体通过改变产热和 散热来维持体温恒定的反应（体温调节的基础）
• 行为性体温调节： 人体有意识地改变行为活动而调节产热和散热 （体温调节的补充）
体温调节的基本中枢
• 体温调节的基本中枢：视前区-下丘脑前部(PO/AH)
基础代谢率(Basal Metabolic Rate, BMR)
• 单位时间内机体处于基础状态时的能量代谢，以每小时单位
体表面积的产热量来衡量，单位为kJ/(m2 h)
• 测定： • 一定时间的耗O2 量 Vo2 (L/h) • 混合食物 NPRQ=0.85 ，氧热价CE=20.34kJ/L
•
BMR= 20.34 ×耗氧量 /体表面积
Respiratory Evaporation (2%)
Skin (97%)
皮肤是主要的散热部位
Feces and urine(1%)
皮肤的散热方式
辐射 传导和对流 蒸发
• 环境温度≥皮肤温度，蒸发成为皮肤惟一有效的散热方式
蒸发( Evaporation)
• 不感蒸发 (Insensible evaporation)
Fat 39.75
Protein 17.99
PFV
17.15
39.75
23.43
生物热价 (physiological caloric value, CV) 物理热价 (physical fuel value, PFV)
间接测热法的相关参数
• 食物的氧热价(Thermal equivalent of oxygen, caloric equivalent, CE)
产热的方式
• 寒战产热（shivering thermogenesis）
-在寒冷环境骨骼肌不随意的节律性收缩 -特点：屈肌和伸肌同时收缩，不做外功但产热量很高
• 非寒战产热(non-shivering thermogenesis)
- 通过升高代谢率而增加产热
- 褐色脂肪组织的产热量最大
散热(Heat Loss)
特点：与肌肉活动及耗氧量无关，是机体的一种内在节律 控制中心：下丘脑的视交叉上核
体温的生理性波动
• 性别差异(成年女性体温平均比男性高 0.3℃) • 成年女性体温随月经周期发生波动
Days Days
Basal body temperature
Basal body temperature of female in Menstrual cycle
• 工作原理：调定点学说
调定点
• PO/AH中的温度敏感神经元的活动决定了调定点的高低
A 神经元放电频率相对值 A:冷敏神经元 B:热敏神经元 B
A
B
0
35
36
37
38
39
40
下丘脑温度(℃) 实线：正常神经元放电频率变化 虚线:受致热原作用时的神经元放电频率的变化
体温调节反应
温度感受器兴奋
体温调节中枢 发汗中枢 大脑皮层
Basal body temperature
体温的生理性波动
• 年龄差异
儿童、青少年体温较高
老年人体温偏低
新生儿体温调节中枢未发育成熟， 体温易受环境温度的影响
产热
主要产热器官：内脏器官（特别是肝脏）和骨骼肌 • 内脏中以肝脏的代谢最旺盛，产热量最大
• 安静时：内脏产热为主 活动时：骨骼肌产热为主
图8-4 汗腺结构
可感蒸发
• 温热性发汗(Thermal sweating) - 温热性刺激引起的发汗 - 可见于全身各处，受下丘脑发汗中枢控制
• 精神性发汗(Mental sweating)
- 精神紧张或情绪激动引起的发汗 - 见于掌心、足底、腋窝及前额，受大脑皮层控制 • 味觉性发汗(Gustatory sweating) - 进食辛辣食物，口腔内的痛觉神经末梢受刺激引起的头 颈部发汗
能量代谢与体温
武汉大学基础医学院生理学系 王泽芬
Energy Metabolism
能 量 代 谢
能量代谢
物质代谢过程中伴随的能量的释放、转移、 贮存和利用 • 能量来源: 食物营养物质蕴藏的化学能
• 糖：基本的供能物质
• 脂肪：重要的贮能和供能物质 • 蛋白质：主要合成生物活性物质，也可供能
食物的能量转化和利用
交感神经系统 皮肤血管舒缩 发汗反应 褐色脂肪分解
百度文库
躯体神经系统 行为性体温调节 骨骼肌的活动
内分泌系统 代谢水平改变
本章重点
• 概念：食物的氧热价，呼吸商，基础代谢率，可感
蒸发，不可感蒸发，精神性发汗，温热性发汗
• 能量代谢的影响因素
• 深部温度和表层温度
• 散热的主要方式
Body Temperature and Temperature Regulation 体温及其调节
深部温度和表层温度
• 体核温度(Core temperature) - 机体深部组织（心、脑、肺、腹腔脏器）的温度 - 相对稳定，各部位之间差异小
• 表层温度(Shell temperature)
20.66 19.58 18.93 20.18
1.00 0.71 0.80 0.85
间接测热法的简易计算
• 混合食物 RQ=0.85，氧热价为20.34kJ/L • 测定一定时间的耗O2 量 • 产热量=20.34kJ/L×耗O2 量
影响能量代谢的因素
• 肌肉活动 • 食物的特殊动力效应 - 进食后由食物引起机体“额外”产生热量
- 机体表层组织（皮肤、皮下组织、肌肉等）的温度 - 不稳定，易受环境温度与衣着影响；不同部位差异大； 由里至外存在递减的温度梯度
深部温度和表层温度
体温的测定
正常体温维持在 37℃左右, 变化幅度不超过 1 ℃
体温的生理性波动
• 昼夜节律(Circadian rhythm)
Circadian rhythm of body temperature
• 食物的热价 (Thermal equivalent of food, caloric value of food)
1g食物在体内氧化或在体外燃烧时所释放的能量
CV and PFV of carbohydrates, fats and proteins(kJ/g)
Carbohydrates CV 17.15
- 水分不断从皮肤和呼吸道渗出而被蒸发
- 与汗腺的活动无关，不受生理性体温调节机制的调节 • 可感蒸发 (Sensible evaporation)
- 汗腺分泌汗液的活动
可感蒸发
汗液的成分：水(99%)、NaCl、KCl、尿素、乳酸等 分泌过程： 汗腺分泌等渗液 ↓ 汗腺导管重吸收NaCl
↓
低渗汗液
- 某种营养物质氧化时消耗1L O2所产生的热量
• 呼吸商(Respiratory quotient ,RQ) - 在一定时间内机体的CO2 产量与耗 O2 量的比值 • 非蛋白呼吸商(NPRQ) Nutrient CE (kJ/L) RQ
Carbohydrates Fat Protein Average diet