第七章 能量代谢与体温 第一节 能 量 代 谢 第二节 体温及其调节
重点 1.影响能量代谢的主要因素 2.基础代谢 3.体温的概念及正常值 4.机体的散热过程 熟悉 1.机体的产热过程
第一节 能量代谢 能量代谢:指生物体内物质代谢过程中伴随发 生的能量的释放、转移、储存和利用。 一、机体能量的来源与利用 ↓ 第一节 能量代谢 能量代谢:指生物体内物质代谢过程中伴随发 生的能量的释放、转移、储存和利用。 一、机体能量的来源与利用 (一)能量的来源 糖、脂肪、蛋白质→ADP → ATP ↓ (二)能量的利用 (三)能量平衡 磷酸肌酸
二、能量代谢的测定 (一)能量代谢的测定原理:能量代谢率 (二)能量代谢的测定方法 1、直接测热法 2、间接测热法
基本概念 热价:1g某种食物氧化时所释放的能量 氧热价:某种食物氧化时消耗1L O2产生的热量 呼吸商(RQ):一定时间内机体呼出的CO2量与 摄入的O2量的比值 非蛋白呼吸商(NPRQ):糖和脂肪氧化时产生 的CO2量和消耗的O2量的比值
(一)整体水平影响影响能量代谢的主要因素 三、影响能量代谢的主要因素 (一)整体水平影响影响能量代谢的主要因素 1、肌肉活动(最显著) 2、精神活动 3、食物的特殊动力效应 概念:进食刺激机体额外消耗能量的作用 蛋白质>糖>脂肪
4、环境温度 1. 20~30℃时,代谢率较为稳定。 机制:肌肉松弛 2. <20℃:能量代谢开始↑ 3. <10℃:显著增加 机制:寒战、肌肉紧张度↑ 4. >30℃:能量代谢↑ 机制:生化反应↑呼吸、循环↑
(二)调控能量代谢的神经体液因素 1、下丘脑对摄食行为的调控 2、激素对能量代谢过程的调节
四、基础代谢(basal metabolism) 概念:基础状态下的能量代谢。 基础状态: 清醒而又非常安静,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。 清晨、清醒、静卧半小时以上,未作肌肉活动,禁食12小时以上,室温 20~ 25°C ,精神安宁、平静.
国人正常的基础代谢率平均值(KJ/m2h) 基础代谢率(basal metabolism rate,BMR) 概念:基础状态下单位时间内的能量代谢 意义:是评价机体能量代谢水平的指标 国人正常的基础代谢率平均值(KJ/m2h)
国人正常的基础代谢率平均值(KJ/m2h) 基础代谢率(BMR): 在基础状态下单位时间内的能量代谢。 意义:是评价机体能量代谢水平的指标 1.BMR正常值:<±15% >±20%→病理性变化 国人正常的基础代谢率平均值(KJ/m2h)
影响因素: (1)体表面积:成正比 (2)性别、年龄 (3)甲状腺功能: (4)体温:每升高1℃→BMR升高13%。
第二节 体温及其调节 一、体温(body temperature) 体温:指机体核心部分的平均温度,即核心温度。 第二节 体温及其调节 一、体温(body temperature) 体温:指机体核心部分的平均温度,即核心温度。 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。
(一)体壳体温和体核体温
1.体壳体温:机体表层部分的温度 特点:其<核心温度; 外→内 温度梯度; 各部位差异大; 且易受环境温度的影响。 皮肤温度:皮肤温度与局部血流量 有密切关系
2.体核体温:机体核心部分的温度 特点:相对稳定 正常值: (1)直肠温度:36.9~37.9℃ (2)口腔温度:36.7~37.7℃ (3)腋窝温度:36.0~37.4℃ (4)食管温度、鼓膜温度
TMB = α · Tcore + (1-α) · TMS 3.平均体温 概念:机体各部位温度的平均值 计算公式: TMB = α · Tcore + (1-α) · TMS TMB 平均温度 Tcore 体核温度 TMS 平均皮肤温度 α 体核部分所占的比例 1-α 体表部分所占的比例
(二)体温的生理性波动 <1℃ 1.体温的日节律:昼夜周期性变化 2.性别的影响:女>男 0.3℃ 女性体温随月经周期而变动→排卵 日最低,排卵后升高0.3~0.6℃ 3.年龄的影响: 儿童、青少年>成年人>老年人 4.运动的影响:
(三)人体体温的变化范围 T > 42℃→脑功能严重受损 T > 44-45℃→酶变性→死亡 T < 34℃→意识障碍; 低温麻醉:浅低温(28-32℃) 中低温(20-28℃) 深低温(20℃以下)
体热 多余的 维持体温 送到体表 散发到体外 体温恒定 二、机体的产热反应与散热反应 体热 血液循环 多余的 维持体温 送到体表 散发到体外 体温恒定 体温恒定的维持:是产热和散热保持 动态平衡的结果
(一)产热反应 1.主要产热器官 安静时:主要由内脏产热占56% 肝代谢最旺盛 活动时:主要由骨骼肌产热
2. 产热的形式 ⑴战栗产热:在寒冷环境中骨骼肌发生不随 意的节律性收缩。 特点:屈肌和伸肌同时收缩,不做外功,能量全部转化为热量。 ⑵非战栗产热(代谢产热):通过提高组织 代谢率来增加产热的形式。 新生儿的棕色脂肪组织的代谢产热最强。
3.产热活动的调节 (1)体液调节 暴露于寒冷环境数周 甲状腺活动↑↑ T3、T4↑↑ 代谢率↑20~30% 产热量↑
(2)神经调节 寒冷刺激 下丘脑战栗中枢 交感N+ 前角运动N元 肾上腺髓质↑ 战栗 NE、E↑ 产热量↑
(二)散热过程 1.散热部位 2.散热的方式 外界温度<人体表层温度:辐射、传导、对流 外界温度≥人体表层温度:蒸发散热
(1)辐射散热(radiation): 人体以热射线的形式将体热传给外界 较冷物体的散热方式 影响因素: 皮肤与环境温度之间的温度差 有效散热面积
(2)传导散热(conduction): 机体的热量直接传给与之接触的温度较低物体的散热方式。 影响因素:物体接触面积 温度差 物体的导热性 (良导体、不良导体)
(3)对流散热(convection): 通过气体流动进行热量交换的散热方式 影响因素: 温度差 有效散热面积 风速的大小
(4)蒸发散热(evaporation) : 水分从体表汽化时吸收热量而散发体热的散热方式 环境温度≥皮肤温度: 蒸发成为唯一有效 的散热形式
1)不感蒸发(insensible perspiration) 概念:水分从皮肤和黏膜表面不断 渗出而被汽化的散热形式。 特点:与汗腺活动无关 蒸发量恒定
2)发汗(sweating): 汗腺主动分泌汗液过程。 Ⅰ汗腺分布:大汗腺,小汗腺 Ⅱ汗液成分:99%水,NaCl Ⅲ汗腺分泌: 精神性发汗 温热性发汗 味觉性发汗
温热性发汗 精神性发汗 中枢 下丘脑 大脑皮层运动区 神经支配 交感神经的胆碱能节后纤维 交感肾上腺素能神经纤维 刺激 温热刺激 情绪激动或精神紧张 汗腺 全身绝大部分汗腺分泌 掌心、足底、前额等部位汗腺 意义 加强散热,对体温调节有重要作用。主要受劳动强度、环境温度和湿度影响。 与体温调节无关,是机体应激反应的表现。
3.散热反应的调节 皮肤温度∝皮肤血流量 结构:微动脉网、毛细血管网、 静脉丛、动静脉吻合支 特点: (1)皮肤血流量在散热反应中的作用及调节 皮肤温度∝皮肤血流量 结构:微动脉网、毛细血管网、 静脉丛、动静脉吻合支 特点:
(2)影响蒸发散热(发汗)的因素: 交感胆碱能纤维→ACh→汗腺M受体 →分泌↑ 环境温度、湿度、运动程度→ 发汗量、发汗速度
三、体温调节(thermoregulation) (一)体温调节的基本方式 自主性体温调节:是在体温调节中枢的控制下,通过增减皮肤的血流量、发汗或寒战等生理调节反应,维持产热和散热的动态平衡。 行为性体温调节:是指有意识的建立有利于建立体热平衡的行为活动。
(二)自主性体温调节 1.温度感受器(temperature receptor) (1)外周温度感受器 结构:游离神经末梢 分布:皮肤、黏膜、内脏 类型: 冷感受器:局部温度↓→其(+) 热感受器:局部温度↑→其(+)
2.中枢温度感受器 概念:CNS内对温度变化敏感的神经元 分类:热敏神经元、冷敏神经元 视前区-下丘脑前部(PO/AH) 部位: 热敏N元居多 脑干网状结构、下丘脑的弓状核 冷敏N元较多
2.体温调节中枢 部位:基本中枢—下丘脑 PO/AH是体温调节中枢 整合机构的中心部位
3.体温调节过程——体温调定点学说 调定点:控制体温稳定的平衡点
(三)行为性体温调节 恒温动物:体温相对稳定 机制:完善体温调节机制 变温动物:体温随环境温度的 变化而变化 只能有行为性体温调节 四、特殊环境下的体温调节