生理学第七版第七章能量代谢与体温

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反映全身性超重和肥胖,我国体重指数24为 超重界限,28为肥胖界限。 b 腰围和腰臀围比:反映体内脂肪总量和脂肪 分布情况。
能量代谢的测定
能量代谢率(energy metabolism rate) 指单位时间内所消耗的能量。 • 与能量代谢测定有关的几个概念
1.食物的热价(thermal equivalent of food): a 定义:1g某种食物氧化时所释放的能量,焦耳 (J)为计量单位 生物热价:体内氧化释放时的能量 b 分类 物理热价:体外燃烧时释放的能量 c 蛋白质生物热价小于物理热价
发汗
汗腺主动分泌汗液的过程。通过汗液蒸 发可有效带走大量体热。汗腺的分泌功能 以躯干和四肢最强 • 汗液的性质:水分约占99%,固体成分约占 1%,汗液不是简单的血浆滤出物,而是汗 腺细胞的主动分泌物。汗液是低渗溶液。 • 高渗性脱水:由于机体大量发汗造成的缺 水 • 发汗的主要形式
发汗的主要形式
3.呼吸商(respiratory quotient,RQ)
a 定义:一定时间内机体呼出CO2量与吸入的O2量的比值 b 意义:反映机体中三大营养物质氧化分解的比例 c 正常人呼吸商:接近0.85 糖尿病患者呼吸商(主要靠脂肪代谢功能):接近0.71 长期饥饿的人(主要来自自身蛋白质的分解):接近0.80
影响能量代谢的主要因素
• 肌肉活动
肌肉活动对与能量代谢的影响最为显著,机体任何轻 微的运动即可提高代谢率。机体耗氧量的增加和肌肉活动 的强度呈正比关系
• 精神活动 • 食物的特殊动力效应
特殊动力效应(specific dynamic effect):进食能刺激 机体额外消耗能量的作用,其中三大营养物质中蛋白质最 显著,可能主要与肝脏处理氨基酸或合成糖原过程有关。
受试者居于一个特 殊隔热小房间内, 收集受试者安静状 态下在一定时间 内发散的总热量, 装置结构复杂,操 作繁琐,应用受到 很大限制,一般应 用于科学研究。
间接侧热法
• 原理:根据化学反应中反应物和产物的量 之间呈一定比例的关系,即定比定律,就可 知道体内的糖、脂肪和蛋白质氧化分解时的 耗氧量和CO2产生量以及释放的热量都有一定 的比例。 • 步骤:1)计算氧化蛋白质食物的产热量 ( 需测定尿氮排放量) 2)计算氧化非蛋白食物的产热量 ( 需测定总耗氧量和总的CO2产生量) 3)计算出总产热量
基础代谢率临床意义
第二节 体温和调节
• 核心温度(core temperature):机体核心 部分的温度 • 表层温度(shell temperature):机体表层 部分的温度 • 体温(body temperature):机体核心部分 的平均温度 • 根据体温是否恒定,可将生物分为恒温动 物与变温动物
36.7~37.7 36.0~37.4
将温度计含于舌下 将上臂紧贴胸廓形成人工体 腔后将温度计插入腋下 5~10min
核心温度相对稳定,各部位之间的温度差异很小。 机体深部血液温度可代表内脏器官温度的平均值
体温的正常变动
• 体温的昼夜变化:体温在一昼夜之间的波动, 清晨低,午后高,由生物节律所决定。 • 性别的影响:女性体温平均比男性高0.3℃。女 性的体温会随月经周期变动。 • 年龄的影响:儿童青少年体温高,老年人体温 低 • 肌肉活动的影响:肌肉活动可让体温升高。 • 其他因素:情绪激动、精神紧张、进食等情况 。
基础代谢率
基础代谢率随性别、年龄的不同而有差 异。当其他情况相同时,男性的基础代谢 率平均值比同年龄组的女性高;儿童比成 人高;年龄越大,代谢率越低。 • 基础代谢率临床意义:甲状腺激素疾病时 ,基础代谢率会有明显变化(甲亢增高) ,另外,糖尿病、红细胞增多症、白血病 以及伴有呼吸困难的心脏病和发热时,基 础代谢率都会增高。
通过气体流动进行热量交换的一种散 热方式。取决于皮肤与周围环境之间的温 度差和机体有效散热面积外,受风速的影 响也较大
散热过程
• 散热的形式 • 蒸发散热(evaporation): 水分从体表汽化时吸收能量而 散发体热的一种方式。分为不感蒸 发和发汗两种形式
1)不感蒸发(insensible perspiration):
• 环境温度
肌肉活动
精神活动
安静状态下脑组织耗氧量比肌肉组织高20倍 ,但在不同精神活动状态下(睡眠与精神活动活 跃)脑组织的能量代谢率却变化不大。但当人处 于紧张状态时,如烦恼、恐惧或强烈情绪激动时 ,能量代谢率显著增高。 这是由于随之出现的 无意识的肌紧张,以及交 感神经兴奋,甲状腺激素 、肾上腺激素等刺激代谢 的激素释放增多所致。
环境温度
环境温度 <10℃ 10℃~20℃ 20℃~30℃ >30℃ 能量代谢 率 显著增加 开始增加 最为稳定 增加 体内化学反应速度加快,发汗 功能旺盛以及呼吸、循环功能 加强等因素有关 增加原因 寒冷刺激反射性地引起寒战以 及肌肉紧张度增加等因素有关
基础代谢
• 基础代谢(basal metabolism): 基础状态下的能量代谢 • 基础代谢率(basal metabolism rate,BMR): 基础状态下单位时间内的能量代谢 • 基础状态: 人体处在清醒而又非常安静,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 能量代谢率的高低与体重不成比例关系,而 是与体表面积成正比。因此能量代谢率常以单位 时间内每平方米体表面积的产热量为单位,即用 kJ/(m2•h)来表示。
产热活动的调节
• 体液调节:甲状腺 激素、肾上腺素、 去甲肾上腺素、生 长激素 • 神经调节:寒冷刺 激可使位于下丘脑 后部的寒战中枢兴 奋
散热过程
• 散热的部位 人体主要散热器管为皮肤,小部分体热 随呼出气,尿,粪等排泄物排出体外 • 散热的形式 • 辐射放热(thermal radiation):
能量代谢的测定
• 与能量代谢测定有关的几个概念
1.食物的热价(thermal equivalent of food) 2.食物的氧热价(thermal equivalent of oxygen)
a 定义:某种食物氧化时消耗ILO2所产生的热量。 b 意义:表示某种物质氧化时的耗氧量和产热量之间的关系
• 三磷酸腺苷:ATP为体内直接的供能物质, 又是体内能量储存的重要形式,为高能化合 物, 可释放一个高能磷酸键产生AMP
• 磷酸肌酸(creatine phosphate,CP):
• 高能化合物,主要存在于肌肉组织和脑中, 可传递高能磷酸键给AMP产生ATP,为体内 ATP的储存库
• 三大营养物质的能量转化
第一节 能量代谢
能量代谢:生理学中将生物体内物质代 谢过程中伴随发生的能量的释放、转移、 储存和利用成为能量代谢(energy metabolism) 机体能量的来源和利用 能量代谢的测定 影响能量代谢的主要因素 基础代谢
• • • •
机体能量的来源
• 磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)的 生成与作用
表层温度
机体表层的温 度低于核心温度, 而且由表层向深部 存在着比较明显的 温度梯度。皮肤温 度与局部血流量之 间有密切的关系。
核心温度
不同部位温度 直肠温度( rectal temperature) 口腔温度(oral temperature) 腋窝温度( axillary temperature) 正常值/℃ 正常值 ℃ 36.9~37.9 测量方法 温度计插入直肠6cm以上
体表面积的测算
• 体表面积计算用stevenson公式: 体表面积(m2)=
0.0061×身高(cm)+0.0128×体重(kg)-0.1529
• 直接在体表面积测算图上读取
体表面积测算图
具体做法为 在图中分别找出 受试者的身高体 重,这两点的连 线与体表面积标 尺交点的读数, 就是受试者的体 表面积
湿热性发汗 汗腺 神经支 配 刺激因 素 意义 发汗中 枢 全身各处 精神性发汗 手掌、足趾、前额等 处
交感神经的胆碱能节后纤维 肾上腺素能纤维 湿热刺激 精神紧张
散发体热,主要参与体温调 ?? 节 下丘脑 大脑皮层运动区
体温调节
人体通过自主性体温调节(autonomic thermoregulation)和行为性体温调节(behavioral thermoregulation)共同维持体温的恒定。 • 自主性体温调节:在体温调节中枢的控制下,通 过增减皮肤的血液量、发汗或寒战等生理调节反 应,维持产热和散热平衡,使体温保持相对稳定 的水平 • 行为性体温调节:有意识的调节体热平衡的活动 ,即通过在不同环境中采取的姿势和发生的行为 来调节体热的平衡
女性体温随生理周期的变化
机体的产热与散热
• 主要产热器官 体内的热量是由三大营养物质在组织细 胞中进行分解代谢时产生的,其中对体温 影响较大的主要产热器官是肝和骨骼肌。
几种组织器官在不同状态下的产热量
组织器官 重量( 重量(占 体重的%) 体重的 ) 产热量(占机体总产热量的 ) 产热量(占机体总产热量的%) 安静状态 脑 2.5 16 运动或劳动 1
第七章 能量代谢与体温
目的要求) 教学大纲 (目的要求)
•掌握 掌握 •能量代谢的概念及其影响因素 能量代谢的概念及其影响因素 •基础代谢率的概念、表示方法及临床意义 基础代谢率的概念、 基础代谢率的概念 。 •体温调节的基本过程 体温调节的基本过程 •熟悉 熟悉 •食物的热价、氧热价和呼吸商的定义和临 食物的热价、 食物的热价 床应用的简便方法 •体温的概念、体温的正常值及生理波动 体温的概念、 体温的概念 •机体的产热与散热过程 机体的产热与散热过程 •了解 了解 •机体能量的来源、能量的转移和利用 机体能量的来源、 机体能量的来源 •间接测热法的原理 间接测热法的原理
人体以热射线的形式将体热传给外界较 冷物质的一种散热方式,约有60%的热量 是通过辐射方式发散的
散热过程
• 散热的形式 传导散热(thermal conduction):
机体的热量直接传给与之接触的温度 较低物体的一种散热方式,临床上应用于 利用冰帽冰袋等给高热患者降温
对流散热(thermal convection):
体液的水分从皮肤和黏膜(主要是呼吸道黏膜)表面 不断渗出而被汽化的形式。这种方式不易被察觉,且与汗 腺活动无关。狗的不感蒸发为热喘呼吸(panting)
2)发汗(sweating)/可感蒸发(sensible evaporation):
•循环系统在散热的作用:
迂回通路、动脉吻合支、交感神经紧张性活动
内脏 肌肉、皮肤 其他
34 56 7.5
56 18 10
8 90 1
产热的形式
通常,机体产热量大部分来自全身各组织器 官的基础代谢,其中内脏器官和脑组织的产热量 约占基础代谢产热量的70%。主要由两种方式 • 寒战产热:机体在寒冷环境下骨骼肌发生不随意 的节律性收缩,此时肌肉收缩不做外功,能量全 部转化为热量,代谢率也可随之增加,有利于维 持机体在寒冷环境中体热平衡 • 非寒战产热:通过提高组织代谢率来增加产热的 形式,非寒战产热最强的组织为棕色脂肪组织? ?在人类棕色脂肪组织只存在在新生儿内
三大营养物质的能量转化
营养物质( 营养物质( 能量来源) 能量来源) 提供能量方式 能量所占 比例 60%~70% 主要功能
有氧氧化(有O2) 糖( carbohydrate 无氧酵解(无O2) O ) 脂肪(fat) 蛋白质( protein) β-氧化,后进入糖 代谢途径 仅在特殊情况下参 与氨基酸氧化功能
供给生命活动 所需能量 储存和供给能 重新合成蛋白 质,实现组织 自我更新
30%~40% 很少
能量的利用
•50%以上用于转化 为热能,主要用于 维持体温,小部分 通过呼出气、排泄 物被带出体外。 •其余部分以化学能 形式储存于ATP等高 能化合物的高能磷 酸键中供机体完成 各种生理功能
能量平衡
• 定义:人体的能量平衡指机体摄入的能量与消耗 的能量之间的平衡。 • 临床简易判断指标:
能量代谢的测定方法
• 直接侧热法(direct calorimetry) • 间接侧热法(indirect calorimetry) • 双标记水法(DLW) 可在受试者自由活动时进行,用同位素 标记法检测结果较为精确,但是由于测试 费用高,所需时间较长,测定仪器检测技 术的限制,所以不多。
直接侧热法
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