《生理学》第七章-能量代谢与体温调节
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生理学第七章 能量代谢和体温
(二)能量的去路 1.转移: 热能(50%以上) 三磷酸腺苷（ATP）：是体内重要的储能物 质，又是机体能量的直接提供者。 磷酸肌酸（CP）：是ATP的贮存库。 2.利用： 肌肉收缩、腺体分泌、合成代谢和神经传导等
转变
热能、机械功
二、能量代谢的测定 （一）测定原理： 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。 （二）测定方法： 直接测热法、间接测热法、简便测算法
（2）皮肤血流量改变： 机体可通过交感神经系统调节皮肤血管的 口径，改变皮肤血流量，以改变皮肤温度来控 制散热。在炎热环境中，交感神经紧张性降低， 皮肤血管舒张，动-静脉吻合支开放，皮肤血 流量增加，皮肤温度升高，散热作用增强；反 之，散热作用减弱。 环境温度↑↓→交感神经紧张性↓↑→血 管舒张（收缩）→动-静脉吻合支开放（关闭） →血流↑↓→散热↑↓
四、基础代谢和基础代谢率 (一)基础代谢的概念：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、静 卧半小时、空腹12小时以上、室温保持在20～ 25℃时人体的状态。 （二）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:
基础代谢率的表示方法：kJ/m2· h 体表面积的计算方法: 公式： 体表面积（m2）=0.0061× 身高(cm)+0.0128×体重 (cm)－0.1529 体表面积测算图:
3.年龄： 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、老年人由于基础代谢率低， 易受环境温度的影响。
动物生理学能量代谢与体温调节PPT课件
是指绝食动物在采食饲料后的短时间内，体内代谢
产热高于绝食代谢产热的那部分能量。
净能（NE，net energy）=代谢能（ME， metabolizable energy）－热增耗（HI， heat increment）。也表示为：净能（NE，net energy）= 维持净能（NEm, net energy for maintenance）+ 生 产净能（NEp, net energy for production）
④ 消化道内食物空虚，即要经过一段时间的饥
饿。
基础代谢的测定所要求的条件在实际生产中不
易达到，如很难达到肌肉完全处于安静状态，
因此实际中常用静止能量代谢代替基础代谢。
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⑵ 静止能量代谢
动物在一般的畜舍或实验室条件下、早晨饲喂 前休息时（以卧下为宜）的能量代谢水平，称 为▲静止能量代谢。
大小、性别（公＞母）、年龄（幼畜＞成年）、 营养状况（好＞差）等。
⑷ 影响基础代谢率和静止能量代谢的因素
① 年龄（幼畜＞成年）、性别（公＞母）、身
高、体重、体表面积
② 生长、妊娠、哺乳、体温
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3
消化能 （DE）
总能 （GE）
生产净能 （NEp） 净能（NE） 维持净能 （NEm） 代谢能 （ME） 热增耗（HI）
尿能（UE）、气体燃烧能（Eg）
粪 能（FE）
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4
① 总能
（又称粗能）指饲料中有机物完全氧化燃烧生成
CO2、水和其他氧化物时释放的全部热量。
Ⅰ 开放式回路呼吸装置 Ⅱ 密闭式回路呼吸装置（最常用）
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密闭式回精路选3. 基础代谢和静止能量代谢
《生理学》第七章能量代谢与体温
人体活动的主要能源物质。
糖是机体主要的供能物质。一般情况下，机体所需能量的50%～70%
糖
是由糖提供的。糖的消化产物葡萄糖被吸收入血后，可直接供细胞利用，
也可以肝糖原或肌糖原形式贮存于肝和肌肉中。肝糖原的主要作用是维持
血糖水平的稳定；肌糖原是骨骼肌活动时随时可以动用的能量储备。
1
脂肪 2
第一节 能量代谢
第一节 能量代谢
二、能量代谢的测定
第 10 页
（二）与能量代谢有关的几个概念
1．食物的热价 1 g食物氧化分解时所释放的热量，称为食物的热价。食物热价的单位为焦耳（J）或卡（cal）（1
cal＝4.187 J）。食物的热价分为物理热价和生物热价，前者指食物在体外完全燃烧时释放出的热量； 后者指食物在体内氧化时释放出的热量。糖和脂肪在体内、外氧化产物完全相同，故物理热价和生物热 价相等。蛋白质由于在体内不能被彻底氧化分解，有一部分以尿素的形式排出体外，故蛋白质的生物热 价小于物理热价（表7-1）。
第 14 页
（一）肌肉活动
肌肉活动对能量代谢的影响最显著。因为全身骨骼肌的重量约占体重的40%，所 以骨骼肌任何轻微的活动都可提高代谢率。机体在剧烈运动或强体力劳动时，产热量 比安静时增加10～20倍。
第一节 能量代谢
图7-1 能量的释放、转移、贮存和利用
二、能量代谢的测定
（一）测定原理 机体的能量代谢遵循能量守恒定律，即在能量转
化过程中，机体所利用的蕴藏于食物中的化学能与 最终转化成的热能和所做的外功，按能量来折算是 完全相等的。因此，测定在一定时间内机体所消耗 的食物，或者测定机体所产生的热量与所做的外功， 都可测算出整个机体的能量代谢率（单位时间内所 消耗的能量）。
体内脂肪的贮存量很大，可占体重的20%左右。脂肪是体内贮存 能量和供给能量的重要物质。脂肪被分解为甘油和脂肪酸后，在细胞 内氧化释放能量。每克脂肪在体内氧化所释放的能量约为同等重量的 糖氧化所释放能量的2倍左右。
糖是机体主要的供能物质。一般情况下，机体所需能量的50%～70%
糖
是由糖提供的。糖的消化产物葡萄糖被吸收入血后，可直接供细胞利用，
也可以肝糖原或肌糖原形式贮存于肝和肌肉中。肝糖原的主要作用是维持
血糖水平的稳定；肌糖原是骨骼肌活动时随时可以动用的能量储备。
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脂肪 2
第一节 能量代谢
第一节 能量代谢
二、能量代谢的测定
第 10 页
（二）与能量代谢有关的几个概念
1．食物的热价 1 g食物氧化分解时所释放的热量，称为食物的热价。食物热价的单位为焦耳（J）或卡（cal）（1
cal＝4.187 J）。食物的热价分为物理热价和生物热价，前者指食物在体外完全燃烧时释放出的热量； 后者指食物在体内氧化时释放出的热量。糖和脂肪在体内、外氧化产物完全相同，故物理热价和生物热 价相等。蛋白质由于在体内不能被彻底氧化分解，有一部分以尿素的形式排出体外，故蛋白质的生物热 价小于物理热价（表7-1）。
第 14 页
（一）肌肉活动
肌肉活动对能量代谢的影响最显著。因为全身骨骼肌的重量约占体重的40%，所 以骨骼肌任何轻微的活动都可提高代谢率。机体在剧烈运动或强体力劳动时，产热量 比安静时增加10～20倍。
第一节 能量代谢
图7-1 能量的释放、转移、贮存和利用
二、能量代谢的测定
（一）测定原理 机体的能量代谢遵循能量守恒定律，即在能量转
化过程中，机体所利用的蕴藏于食物中的化学能与 最终转化成的热能和所做的外功，按能量来折算是 完全相等的。因此，测定在一定时间内机体所消耗 的食物，或者测定机体所产生的热量与所做的外功， 都可测算出整个机体的能量代谢率（单位时间内所 消耗的能量）。
体内脂肪的贮存量很大，可占体重的20%左右。脂肪是体内贮存 能量和供给能量的重要物质。脂肪被分解为甘油和脂肪酸后，在细胞 内氧化释放能量。每克脂肪在体内氧化所释放的能量约为同等重量的 糖氧化所释放能量的2倍左右。
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
动物生理学第七章 体温调节PPT课件
环境温度：20～30℃ 稳定 肌肉松驰； ＜20℃ 代谢↑ 寒战，肌肉紧张度↑ ＜10℃ 代谢↑↑ 寒战，肌肉紧张度↑ ＞30℃ 代谢↑ 体内化学反应速度↑，
发汗、呼吸、循环机能↑
体温调节 机体具有完善的体温调节机构，
可以调节机体产热与散热过程，
维持相对恒定的体温，不因外
一、体 温
界气温变化或机体活动情况的 改变而发生显著的变动。
交感神经兴奋
儿茶酚胺释放
代谢率
3、食物的特殊动力效应
进食后一段时间内（从进食后1h开始持续 到7-8h），机体处于安静状态，产热量比进食前 有所增加，食物这种使机体产生额外的热量作用， 称为食物的特殊动力效应。
蛋白质： 25-30％ 糖和脂肪：4-6％
4、环境温度
环境温度升高或降低均可使能量代谢升高
能源物质在体内的主要储存形式
3、蛋白质：很少 组织细胞和生物活性物质的更新
二、能量代谢测定的几个概念
1.食物Байду номын сангаас热价
1克食物氧化时所释放出来的热量
单位: kJ或kcal
糖 4.1kcal/g 17.15kJ/g 蛋白质 4.3kcal/g 17.99kJ/g 脂肪 9.0kacl/g 39.75kJ/g
2、间接测热法
①测定CO2产生量和耗O2量 ②测定尿氮排出量,得出蛋白质产热量 ③计算出NPRQ ④查出非蛋白食物氧热价 ⑤计算出非蛋白食物的产热量 ⑥能量代谢计算
间接测热法中耗O2量与CO2产生量的测定方法
（1）开放式测定法（气体分析法） 在机体呼吸空气的条件下测定耗氧量和CO2产生
量 （2）闭合式测定法
第七章 能量代谢与体温调节
（Energy metabolish and Temperature regulation）
发汗、呼吸、循环机能↑
体温调节 机体具有完善的体温调节机构，
可以调节机体产热与散热过程，
维持相对恒定的体温，不因外
一、体 温
界气温变化或机体活动情况的 改变而发生显著的变动。
交感神经兴奋
儿茶酚胺释放
代谢率
3、食物的特殊动力效应
进食后一段时间内（从进食后1h开始持续 到7-8h），机体处于安静状态，产热量比进食前 有所增加，食物这种使机体产生额外的热量作用， 称为食物的特殊动力效应。
蛋白质： 25-30％ 糖和脂肪：4-6％
4、环境温度
环境温度升高或降低均可使能量代谢升高
能源物质在体内的主要储存形式
3、蛋白质：很少 组织细胞和生物活性物质的更新
二、能量代谢测定的几个概念
1.食物Байду номын сангаас热价
1克食物氧化时所释放出来的热量
单位: kJ或kcal
糖 4.1kcal/g 17.15kJ/g 蛋白质 4.3kcal/g 17.99kJ/g 脂肪 9.0kacl/g 39.75kJ/g
2、间接测热法
①测定CO2产生量和耗O2量 ②测定尿氮排出量,得出蛋白质产热量 ③计算出NPRQ ④查出非蛋白食物氧热价 ⑤计算出非蛋白食物的产热量 ⑥能量代谢计算
间接测热法中耗O2量与CO2产生量的测定方法
（1）开放式测定法（气体分析法） 在机体呼吸空气的条件下测定耗氧量和CO2产生
量 （2）闭合式测定法
第七章 能量代谢与体温调节
（Energy metabolish and Temperature regulation）
第九版生理学第七章 能量代谢与体温
+
Ⅰ
+ + + + +
Q
+
Ⅲ
+ +
Ⅳ
+
F0
NADH+H+
NAD+
Ⅱ
延胡索酸 琥珀酸
-
- - -
- 1/2O2+2H+
H2O
F1
基质侧
ADP+Pi ATP H+
生理学（第9版）
ATP：重要的贮能物质和直接的供能物质
1mol ATP可释放 52.3kJ 能量 磷酸肌酸（creatine phosphate, CP）：由肌酸和磷酸合成，主要存在肌 肉和脑组织中，是含高能磷酸键的化合物，不能直接为细胞提供能量 能量过剩 ATP 能量不足 ATP是体内能量转化和利用的关键物质 CP
• 开放式测定法：用气量计测出呼出气量并进行气体分析
• 闭合式测定法：通常测定6分钟的耗氧量
肺量计模式图
生理学（第9版）
能量代谢率的简便测算方法
1.蛋白质代谢量忽略不计，测定耗氧量和CO2产生量→计算出呼吸商 （NPRQ）→查表得出氧热价 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
• 由糖和脂肪氧化时所产生的二氧化碳量及耗氧量的比值 • 通常将蛋白质的代谢量忽略不计，进食混合膳食的非蛋白呼吸商约为0.82
非蛋白呼吸商和氧热价 NPRQ 0.707 0.71 0.72 … 氧化的糖（%） 0.00 1.10 4.75 … 氧化的脂肪 （%） 100.00 98.90 95.20 … 氧热价 （kJ/L） 19.62 19.64 19.69 …
生理学 第7章 能量代谢与体温
4、体表面积的测定： 体表面积(m2)=0.0061×身高 (cm)+0.0128×体重(kg)0.1529； 体表面积还可从右图直接求出。
BMR率随着性别、年龄等不同 而有生理变动。男子的BMR值 平均比女子的高；儿童比成人 高；年龄越大，代谢率越低。
5、BMR正常范围：±10％～±15％ 6、BMR的临床意义：
(四)食物的特殊动力效应
1、概念：人在进食后的1～8小时，机体的产热量会增加。 这种因食物引起机体产生“额外”热量的现象称为食物的 特殊动力效应 。 2、三种主要营养物质中： 蛋白质的特殊动力效应最为显著，为30％；糖和脂肪的 特殊动力效应分别为6％和4％
1、 基础代谢：基础状态下的能量代谢。 2、 基础状态：清晨、清醒、静卧，未作肌肉活动； 测定前至少禁食12小时； 室温保持在20～25℃； 体温正常、精神安定。 3、 基础代谢率(BMR)：单位时间内的基础代谢。 BMR比一般安静时的代谢率要低些，但并不是最低的， 因为熟睡时的代谢率更低(比安静时低8％～10％，但做 梦时可增高)。
(2)发汗：
发汗：发汗是汗腺主动分泌汗液的过程。发汗时有明显的
汗液形成而被蒸发，因此又称为可感蒸发。 安静状态下，环境温度达30℃左右时便开始发汗。 空气湿度高，衣着较多时，25℃便可引起发汗。 劳动或运动时，气温虽在20℃以下，也可出现发汗，而
且发汗量往往较多。
汗液的成分：水分：99％ 固体成分（ NaCl、 KCl、尿素）：<1％
(二)体温调节中枢 体温调节中枢：下丘脑 体温调节中枢整合机构的中心部位： 下丘脑 的视前区-下丘脑前部（ PO/AH ）
(三)体温调定点学说 体温调定点学说认为，体温的调节点类似于 恒温器的调节，PO／AH神经元的活动设定了 一个调定点，即规定的温度值，如37℃。若 当体温超过37℃时，热敏神经元放电频率增 加，引起散热过程加强，产热过程减弱；若 体温不足37℃时，则引起相反的变化。
《生理学》能量代谢与体温调节
体核温度比体表温度高，且比较稳定.
33
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。
34
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
1
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
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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
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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）
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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
生理学能量代谢与体温内容精要
⽣理学能量代谢与体温内容精要第七章能量代谢和体温第⼀节能量代谢能量代谢（energy metabolism ）-----是指物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、贮存和利⽤。
⼀、机体能量的来源与去路（⼀）能量的来源：主要来源于⾷物的糖、脂肪，蛋⽩质少许。
能源物质（G 、F 、P ）未利⽤的能量（5%）O 2 能量释放⾃由能（95%）热能散发（50%），维持体温CO2+ H 2O 肌⾁收缩化学能（45%）贮存神经传导释放转移贮存利⽤（1）糖吸收后⼤部分以糖原的形式贮存于肝和肌⾁中。
糖类是最基本和最主要的能源物质，机体所需的能量70%由糖提供。
在机体内，随着供氧情况的不同，糖分解供能的途径也不同。
糖的的供能途径包括有氧氧化和⽆氧酵解。
氧充分GS —————— CO 2+H 2O+ 能量缺氧GS--------乳酸（称⽆氧酵解），释放少量能量。
剧烈运动，虽呼吸增强，但仍难以摄取⾜够的O 2，这时⾻骼肌的运动依靠于糖酵解。
（2）脂肪体内贮存和供能的主要物质。
脂肪是体内各种能源物质贮存的主要形式。
贮存在脂质中的能量占体内贮能75%。
⼀般情况下，机体消耗的能源物质约40~50%来⾃脂肪，是短期饥饿时的主要供能物质。
（3）蛋⽩质分解产物主要是氨基酸。
⼀般情况下，主要⽤于合成组织、细胞的主要成份，只有在某些特殊情况下，如长期不能进⾷或体⼒极度消耗⽽体内的糖原、脂肪储备耗竭时，体内蛋⽩质才被分解供能，以维持必要的⽣理功能。
（⼆）能量的去路虽然机体所需的能量来源于⾷物，但机体的组织细胞并不能直接利⽤⾷物的能量来进⾏各种⽣理活动。
机体能量的直接提供者是三磷酸腺苷（ATP）。
各种能源物质在体内氧化过程中释放的能量，50％以上转化为热能，其余部分是以化学能的形式储存于ATP等⾼能化合物的⾼能磷酸键中。
当A TP⽔解为⼆磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)及磷酸时，同时释放出⼤量能量，供机体完成各种⽣理功能，如肌⾁的收缩和舒张，神经传导以及细胞内外各种物质的主动转运等。
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。
生理学-第七章 能量代谢与体温
不感蒸发——皮肤、呼吸道 可感蒸发（发汗） 2）环境温度升高到接：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。
（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
（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
《生理学》第七章能量代谢与体温调节课件07
(四)环境温度
1.人体安静时的能量代谢,在20～30℃的环 境中较为稳定。 2.环境温度超过30℃，能量代谢率增加。 3.当环境温度低于20℃时，随着温度的不断
下降，机体产生寒战和肌紧张增加以御寒，
同时增加能量代谢率。
4.舰艇舱内温度可高达60℃,• 舰员的能量 故
代谢率很高。
四、基础代谢
(一) 概念
(二)能量去路 能源物质 释放的能量有 50% 转 化 为 热 能，其余以自 由能形式贮存 于 ATP 中 。 除 骨骼肌运动时 所完成的机械 外功，其余的 自由能最终也 转变为热能。
二、能量代谢的测定
(一)能量代谢测定的基本原理 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。
(二)能量代谢的测定方法 1.直接测热法：直接测量从机体体表、呼出气、
尿液和粪便排出的总热量。如果不做外功，该热量 就是机体代谢的全部热量。这种方法测定准确，但 设备复杂，操作繁琐，现已极少应用。
2.间接测热法：
⑴间接测热法原理：是利用“定比定律”（即
反应物的量与生成物的量呈一定的比例关系），测 算出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。 为此，必须先了解与其相关的几个概念：食物 的热价、氧热价和呼吸商。
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 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,主要产热器官是骨骼肌。
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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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。
体温调节
二、动物体温的生理波动
家禽的体温比家畜高 幼畜的体温比成年家畜略高 母畜较公畜略高 发情期、妊娠期体温较高，排卵时体温降低 肌肉活动时体温升高 采食后体温升高0.2～1℃，持续2～5h之久 清晨2～6时体温最低，午后1～6时最高
依据是化学中的定比定律，即在一般化 学反应中，反应物的量与产物的量之间成一 定的比例关系。
C6H1206 + 602 → 6CO2 + 6H20 + 热量
间 接 测 热 法
（1）食物的热价
每克营养物质完全氧化时所释放的热量，叫做该物 质的热价（caloric value）。
营养物质在体外燃烧时释放的热量称物理热价；在体 内氧化分解到最终产物CO2和H2O时产生的热称生物热价。
L╱ g
二氧化 氧热价 碳产量
L╱ g KJ╱ LO2
呼吸商
RQ
0.83 0.95 2.03
0.83 0.76 1.43
20.93 18.84 19.68
1.00 0.88 0.71
※营养学上通常采用概数来计算食物的热价
（2）氧热价
某种营养物质氧化时，消耗1升氧所产生的热 量，叫做该物质的氧热价。※ 氧热价在能量代谢测算方面有着重要意义，按 照定比关系，测知了氧热价，即根据机体在一定 时间内的耗氧量，就可以推算出能量消耗率。
(3) 呼吸商 ※
生理学上把机体在单位时间内CO2排出量与耗 氧量的比值称为呼吸商（respiratory quotient , 简称RQ）。 CO2排出量（L） 呼吸商RQ ＝ ─────── 耗O2量（L）
糖的呼吸商为1.0，脂肪为0.71，蛋白质为0.80
如果测得的呼吸商接近于1，则体内氧化利 用的主要物质是糖； 如果呼吸商接近0.71，则氧化利用的主要物 质是脂肪。 如果测得的呼吸商接近于0.80则氧化利用的 主要物质是
二
能量代谢的测定
测定整个机体在单位时间内向外界环境发散的 热量来计算能量代谢率的方法，是准确可靠的。 体内物质分解所释放的能量，50%以上迅速转化 为热能，用于维持体温。
其余不到50%的能量转移储存在ATP。机体利用 ATP的能量完成各种生命活动。
（一）直接测热法
将动物置于热量计中，就可收集和直接 测定一定时间内机体散发的总热量，此热量 就是能量代谢率，这种方法称为直接测热法。
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
？
四、基础代谢和静止能量代谢
（一） 基础代谢
人在基础状况下的代谢，称为基础代谢。单位时间 内的基础代谢称为基础代谢率。通常以每小时每平方米 体表面积的产热量（KJ/m2/h）来表示。
规定受试者至少12小时未吃食物，在室温20℃，静 卧休息半小时，保持清醒状态，不进行脑力和体力活动的 条件下测定的代谢率称为基础代谢率。基础代谢率意味着 在单位时间内维持清醒状态，生命活动所需要的最低能量 消耗。
?
※
表 6-2 非蛋白呼吸商和氧热 价
RQ 占总热量的百分比 （%） 糖类 脂肪 0.00 1.10 4.76 8.40 12.0 15.6 19.2 22.8 26.3 29.9 33.4 36.9 40.3 43.8 47.2 50.7 100.0 98.9 95.2 91.6 88.0 84.4 80.8 77.2 73.7 70.1 66.6 63.1 59.7 56.2 52.8 49.3 氧热价 （KJ╱LO2） RQ 占总热量的百分比 （%） 糖类 脂肪 5.41 57.5 60.8 64.2 67.5 70.8 74.1 77.4 80.7 84.0 87.2 90.4 93.6 96.8 100.0 45.9 42.5 39.2 35.8 32.5 29.2 25.9 22.6 19.3 16.0 12.8 9.58 6.37 3.18 0.00 氧热价 (KL╱LO2)
0.86 0.87 0.88 0.89 0.90 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 1.00
20.397 20.447 20.497 20.548 20.602 20.652 20.702 20.575 20.808 20.857 20.912 20.962 21.012 21.066 21.117
0.70 0.71 0.72 0.73 0.74 0.75 0.76 0.77 0.78 0.79 0.80 0.81 0.82 0.83 0.84 0.85
19.606 19.623 19.673 19.723 19.778 19.828 19.878 19.933 19.983 20.033 20.087 20.138 20.188 20.242 20.292 20.343
三、影响能量代谢的几个因素
（一） 食物的特殊动力效应※
（二） 肌肉活动的影响
（三） 神经—内分泌的影响
（四） 环境温度的影响
食物的特殊动力效应※
动物在采食后，虽处在安静状态，而其产热量 却比采食前有明显增加，这种由于摄食使机体产生 “额外热量”的现象，叫做食物的特殊动力效应。
若吃的全是蛋白质食物，则额外产生的热量可 达30%；以糖和脂肪为主，生热可增加4%～6%，一 般混合食物可增加10%左右。
间接测热法计算步骤：
①测定CO2产生量和耗O2量; ②测定尿氮量; ③计算出NPRQ; ④查出非蛋白食物氧热价; ⑤计算出非蛋白食物的产热量; ⑥计算能量代谢。
蛋白质的产热量 : 蛋白质平均含氮量为 16%，如有1 克尿氮产生，则有6.25克蛋白质被氧化分解。求出蛋 白质的量乘上蛋白质的生物热价，即得到蛋白质的产 热量。
Douglas chambre calorimeter
直接测热法图
（二）间接测热法 (indirect calorimetry)
是测定机体在一定时间内的耗氧量和二氧化 碳排出量来计算机体的产热量。 间接测热法比较简便易行，并且准确，是研究 动物营养、环境生理和内分泌的一种实验方法。
间接测热法的原理
V糖(物理)=V糖(生物) V脂肪(物理)=V脂肪(生物) V蛋白质(物理) ＞V蛋白质(生物)
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 糖 蛋白质 脂肪 物理热价 17.17 23.45 39.77 生物热价 17.17 18.00 39.77 营养学热价※ 16.75 16.75 37.68 耗氧量
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
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）
0.70 0.71 0.72 0.73 0.74 0.75 0.76 0.77 0.78 0.79 0.80 0.81 0.82 0.83 0.84 0.85
19.606 19.623 19.673 19.723 19.778 19.828 19.878 19.933 19.983 20.033 20.087 20.138 20.188 20.242 20.292 20.343
价
氧热价 (KL╱LO2)
占总热量的百分比 （%） 糖类 脂肪 5.41 57.5 60.8 64.2 67.5 70.8 74.1 77.4 80.7 84.0 87.2 90.4 93.6 96.8 100.0 45.9 42.5 39.2 35.8 32.5 29.2 25.9 22.6 19.3 16.0 12.8 9.58 6.37 3.18 0.00
（三） 影响基础代谢的因素 1．个体大小 (袖狗)
2．性别 3．年龄
4．营养状况
第二节
体温及其调节
体温: 机体深部的平均温度。 体温恒定的维持有赖于机体产热和散热过程的平衡。 （1）体表温度: 包括皮肤、皮下组织和肌肉等机体表 层的温度，又称表层温度。 （2）体核温度: 包括心、肺、脑和腹部器官等机体深 部的温度，又称深部温度。 体核温度比体表温度高，且比较稳定.
非蛋白呼吸商＝
总CO2产生量 ― 蛋白质CO2产生量 总耗氧量 ― 蛋白质耗氧量
表 6-2 非蛋白呼吸商和氧热
RQ 占总热量的百分比 （%） 糖类 脂肪 0.00 1.10 4.76 8.40 12.0 15.6 19.2 22.8 26.3 29.9 33.4 36.9 40.3 43.8 47.2 50.7 100.0 98.9 95.2 91.6 88.0 84.4 80.8 77.2 73.7 70.1 66.6 63.1 59.7 56.2 52.8 49.3 氧热价 （KJ╱LO2） RQ
计算糖和脂肪的产热量。
非蛋白呼吸商 : 计算方法是从总耗氧量中减去蛋白 质氧化时的耗氧量，从 CO2 的排出量中减去蛋白质分 解时 CO2 产生量，然后计算的呼吸商即为非蛋白质呼 吸商，具体计算过程如下：
蛋白质耗氧量＝
尿氮量×6.25×0.95（每克蛋白质氧化耗氧量）