生理学第7章 能量代谢与体温

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体温的昼夜节律是生物节律的表现之一。与人 昼动夜息的生活规律,以及代谢、血液循环、呼吸 等机能的相应周期性变化有关。 长期夜间工作的人,上述周期性变化可以发生 颠倒。
2.性别差异 ⑴成年女子体温平均比男子高0.3℃。 ⑵女子体温随月经周期而产生周期性 变动。排卵日最低(约1℃)。
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。
一、人体正常体温及生理变动 (一)正常体温
通常体温的测量部位为腋窝、口腔和直肠温。 1.肛温:正常为36.9~37.9℃。• 2.口温:约比直肠低0.2℃,为36.7~37.2℃。 3.腋温:约比口腔低0.3℃,为36.7~37.2℃。 肛温比较接近机体深部的温度,但由于测试 不便,临床常用口温和腋温。测定腋温时要注意 夹紧体温计和测量时间(约需10min)。
(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。
⑶简易法:
①将混合膳食的 RQ 定为 0.82 ,氧热 价=20.20kJ/L; ② 测 定 6min 的 耗 O2量; ③能量代谢计算: = 耗O2量×氧热价。
三、影响能量代谢的因素 表7-3 (一)肌肉活动
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。
非蛋白呼吸商(NPRQ)及氧热价见:表7-2
⑵间接测热法步骤:
①测定 CO2 产生量和耗 O2 量:开放式或闭合式。 ②计算出 NPRQ : = 非蛋白 CO2产生量 / 非蛋白耗 O2量。 ③ 查 出 非 蛋 白 食 物 氧 热 价 : 根 据 NPRQ 在 “NPRQ及氧热价表”查出所对应的氧热价。 ④计算出非蛋白食物的产热量: NPRQ 表查出 的氧热价×非蛋白耗O2量。
机体不同状态时 的能量代谢率
─────────────── 状态 产热量(KJ/m2.min) ───────────────
表7-3表明不同劳 动或运动时的能量代 谢率。
躺卧 开会 擦窗子 洗衣 扫地 打排球 打篮球 踢足球 持重机枪跃进
2.73 3.40 8.30 9.89 11.37 17.05 24.22 24.98 42.39
三种营养物质氧化的几种数据
④非蛋白呼吸商(NPRQ):指一定时间内,机体
氧化非蛋白食物时的CO2产生量与耗O2量的比值。
整体产生CO2总量-分解蛋白产生CO2量※ NPRQ=───────────────── 整体耗O2总量-分解蛋白耗O2量※
※ 分解蛋白产生CO2量= NP×6.25×0.76(L) ※ 分解蛋白耗O2量= NP×6.25×0.94(L) 6.25=每产生1g尿氮(NP)需氧化蛋白6.25g 0.76(L)=每氧化1g蛋白的产生CO2量 0.94(L)=每氧化1g蛋白的耗O2量
①清晨空腹,即禁食12~14h,前一天应清淡、不 要太饱的饮食,以排除食物特殊动力效应的影响。 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。
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2.基础代谢率(BMR):单位时间内的基础代谢。
(二)BMR的测定和正常值 1.BMR的测定:(通常采用简易法)
人进食后一段时间内 ( 从进食后 1h 开始 , 持续7~8h),•即使同样处于安静状态 ,但产热 量却比进食前有所增加,这些 “额外” 热量 是由进食引起的。 食物能使机体产生 “ 额外 ” 热量的现象 称为食物的特殊动力效应。 各种营养物质的食物特殊动力效应不同, 进食蛋白质时产热量增加 30 %,混合性食物 增加10%,糖和脂肪增加4~6%。 其产生的机制尚不十分清楚,可能与肝 脏处理蛋白分解产物时的额外能量消耗有关。
(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。
四、基础代谢
(一) 概念
1.基础代谢:机体在基础状态下的能量代谢
称为基础代谢。 基础状态的条件如下:
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。
此外,环境温度、进食、精神紧张等能够影响 能量代谢的因素,也都可影响机体的产热量。
───────────────
(二)精神活动
人在平静地思考问题时,能量代谢受 到的影响不大,其产热量一般不超过4%。 但精神处于紧张状态 ( 烦躁、恐惧、 情绪激动等 ) 时,由于会导致无意识的肌 肉紧张性增强、交感神经兴奋及促进代谢 的内分泌激素释放增多等原因,产热量可 显著增加。
(三)食物的特殊动力效应
第七章 能量代谢与体温
第一节 能 量 代 谢
第二节


第一节
能量代谢
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、机体能量的来源与去路
(一)能量来源
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)。
① 食物的热价 :1 g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)。
②食物的氧热价:某种食物氧化时,每消耗
①把基础状态下的呼吸商定为0.82、氧热价为 20.20KJ。 ②测出1h内(测6min的耗氧量×10)的耗氧量。 ③测出体表面积。 ④按下面公式计算出BMR实测值: BMR实测值=20.195×耗氧量/体表面积 ⑤对照表7-4的BMR平均值,按下面公式计算出 BMR相对值: BMR实测值-BMR平均值 BMR相对值= ×100% BMR平均值
当外界气温<低于人体表层温度时,人体主要 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≥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。
机体的有效辐射面积 辐射散热量的多少取决于
皮肤与环境的温度差
表7-4
复习思考题 1.简述间接测热法的基本原理。 2.临床常用简化法测定能量代谢,其应用的根 据是什么? 3.简述影响能量代谢的因素。 4.何谓基础代谢?测定基础代谢率需要控制哪 些因素?
第二节 体温
概念:指身体深部的平均温 度,即体核温度。 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、过低都会影响 酶的活性,导致生理功能的障 碍,甚至造成死亡。如: T < 22℃→心跳停止; T > 43℃→酶变性而死亡; T = 27℃→低温麻醉。
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量,故易 发生中暑。
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。
与皮肤接触物体的温差 传导散热量取决于 与皮肤接触面积的大小 与皮肤接触物体的导热性
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 易出汗。
2.BMR正常值:=±10%~±15%
>±20%→可能是病态 甲亢:+25%~+80%;甲减:-20%~-40% 发烧:体温每升高1℃,BMR升高13%.
研究表明,机体能量代谢率与 体重相关性不明显 ,而与体表面积 基本上成正比。如:以体重为指 标 ,• 身材瘦小者的产热量 /Kg 显著 高于身材高大者 ;以体表面积为指 标,则身材高大或瘦小者的产热量 /m2都比较接近。 人体表面积推算: ①公式计算 : = 0.0061×身高 ( cm) + 0.0128× 体 重 (kg) - 0.1529 ②体表面积测算图测出。
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℃。所以测体 温时,要先让受试者安静一段时间,小儿应 防止其哭闹。 ● 情绪激动、精神紧张、进食等情况,都 会影响体温。 ● 全身麻醉时,会因抑制体温调节中枢和 扩张血管的作用及骨骼肌松弛,使体温降低, 所以全麻时应注意保温。
3.产热活动的调节
⑴寒冷刺激时 ↓ 交感-肾上腺髓质 ↓ NE、E↑ ↓ 产热量↑ 特点: 作用迅速↑, 维持时间短。 ⑵ 机体在寒冷环境几周后 ↓ 甲状腺 ↓ T3、T4 ↑ ↓ 代谢率↑(增加4~5倍) ↓ 产热量↑ 特点: 作用缓慢, 维持时间长。
(二)散热
2.散热方式:
面积大 与外界接触 主:皮肤 1.散热部位: 血流丰富 有汗腺 次:肺、尿、粪
(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。
另外,科研中还常用食管温度( = 体核 温度)、鼓膜温度(=下丘脑温度)。
(二)体温的生理变动
正常人的体温可因昼夜、性别、年龄和机体的 活动等而有所变动。
1.昼夜节律变化 人的体温在一昼夜中呈现周期性波动, 称为体温的昼夜节律。 一般是清晨 2 ~ 6h 时最低,下午 2 ~ 8h 最 高,波动幅度一般不超过1℃。
2.产热形式 ⑴战栗产热:骨骼肌不随意的节律性收缩, 其特点是屈肌和伸肌同时收缩,不做外功但 产热量很高。 实际上,机体在寒冷环境中,通常在战 栗之前,首先出现战栗前肌紧张,当肌紧张 上升到一临界水平时就转变为战栗。
⑵非战栗产热:又称代谢产热,机体所有 的组织器官都能进行代谢产热,但以褐色脂 肪组织的产热量最大(约占70%)。
1L氧所产生的热量称为该种食物的氧热价。
③呼吸商(RQ):指一定时间内,机体的CO2 产生量与耗O2量的比值。RQ=CO2产生量/耗O2量
由于各种食物在体内氧化时的耗O2量、CO2产生 量的不同,故各种食物的氧热价不同。根据RQ可估 计某一段时间内机体氧化各种食物的比例:
RQ=1.0 →氧化糖; RQ=0.70 → 氧化脂肪 RQ=0.82→一般饮食; ─────────────────────────── 物 质 耗氧量 产CO2量 物理热价 生理热价 氧热价 呼吸商 (L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/g) (R Q) ─────────────────────────── 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 蛋白质 0.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.85 ───────────────────────────
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