第七章能量代谢与体温调节
体温调节生理学
生理学
体温的秘诀
第七章能量代谢与体温
体温调节
体温调节
（一）自主性体温调节
（二）行为性体温调节
1.温度感受器
2.体温调节中枢
3.体温调节过程—体温调定点学说
1.温度感受器
（1）外周温度感受器
•分布：全身皮肤、某些粘膜和内脏等处。
•类型：热感受器和冷感受器
•作用：外周温度感受器传入冲动到达中枢后，除产生温觉之外，还能引起体温调节反应。
1.温度感受器
（2）中枢温度感受器
•分类：热敏神经元和冷敏神经元
•分布：下丘脑、脑干网状结构和脊髓等处
在视前区-下丘脑前部(preoptic-anterior hypothalamus area, PO/AH)分布较多的热敏神经元和少量冷敏神经元。
2. 体温调节中枢
（1）从脊髓到大脑皮层的整个中枢神经系统中都存在参与调节体温的神经元。
（2）调节体温的基本中枢位于下丘脑。
（3）视前区-下丘脑前部具有体温调节整合中枢的地位。
3. 体温调节过程—体温调定点学说
图片摘自第九版生理学第七章图7-6
调定点重调定
如果某种原因使调定点向
高温侧移动，如上移到39℃，这
种现象称为重调定，机体便出现
发热。
图片摘自第九版生理学第七章图7-6
恒温动物和变温动物都具有行为性体温调节的能力。
通常行为性体温调节和自主性体温调节互相补充。
小结
（一）自主性体温调节
•温度感受器
•体温调节中枢
•体温调节过程—体温调定点学说
（二）行为性体温调节
生理学在线课程。
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。
第七章 能量代谢和体温生理
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
第七章能量代谢与体温一．基本要求掌握：1.热价、氧热价、呼吸商等
第七章能量代谢与体温一．基本要求掌握：1. 热价、氧热价、呼吸商等概念，影响能量代谢的主要因素2．基础代谢的概念及意义3．机体的散热方式4．温度感受器和体温调节（调定点学说）熟悉：1. 能量代谢的测定原理2. 机体的产热3. 体温调节中枢了解：1. 食物的能量转化2. 能量代谢的测定方法二．基本概念能量代谢（energy metabolism）、食物的热价（themal equivalent of food）、食物的氧热价（thermal equivalent of oxygen）、呼吸商（respiratory quotient）、基础代谢(basal metabolism)、基础代谢率(basal metabolism rate, BMR)、体温(body temperature)、战栗产热(shivering thermogenisis)、非战栗产热(non-shivering thermogenesis)、辐射散热(thermal radiation) 、传导散热(thermal conduction)、对流散热(them1a1 convection)、蒸发散热(evaporation)、不感蒸发(insensible perspiration)、发汗(sweating)或可感蒸发(sendbie evaporation)、热敏神经元(warm-sensitive neuron)、冷敏神经元(cold-sensitive neuron)。
第一节能量代谢能量代谢：是体内伴随着物质代谢过程而发生的能量释放、转移、贮存和利用的过程。
分为：1）合成代谢：合成自身的成分，贮存能量2）分解代谢：氧化分解成分，释放能量。
一、来源：（1）糖：是重要来源，约占70%。
尤其是脑。
肌糖原→肌肉；肝糖原→血糖。
（2）脂肪：各种物质贮存的形式；（3）蛋白质：主要用于合成细胞组织结构，不是能量的提供者，如激素，酶等。
动物生理学第七章 体温调节PPT课件
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 …
7.能量代谢和体温
3.蛋白质
基本组成单位是氨基酸。
蛋白质主要功能是构成细胞成分和形成某些生物活性物质， 一般不做供能物质。
长期不能进食或消耗量极大时，糖原和贮存脂质几乎耗竭 时，机体通过蛋白质分解产生的氨基酸供能。
蛋白质不能在体内完全氧化，没有被完全氧化的代谢产物 以尿素、尿酸、肌酸形式经肾脏排出。
（二）能量的去路
基础状态：清晨、清醒、静卧、未做肌肉活动、无精神紧张、 环境温度20-25℃、空腹（禁食12小时）。此时的能量主要维 持最基本的生命活动，基础代谢率比一般的安静时的代谢率更 低，但不是最低。熟睡无梦时更低。
能量代谢率与体表面积成正比。 基础代谢率的单位：每小时每平方米体表面积的产热量。 kJ/（m·h）
发热：致热源作用于下丘脑体温调节中枢，体温调定点上移，冷 敏神经元活动增强，产热增加，散热减少，引起寒战、皮肤血管 收缩。相反，高热因素去除后，体温调定点下移，热敏神经元活 动增强，散热增加，产热减少，皮肤血管舒张，发汗，体温下降。
（四）温度习服：当机体较长时间处于高温和低温环境 中，机体对环境的耐受性逐渐升高，而维持正常健康状 态。
2.机体的产热形式及调节：机体的产热量大部分来自全身各组织 器官的代谢活动。 安静寒冷环境下：寒战产热和非寒战产热
寒战产热：寒冷刺激下，骨骼肌在肌紧张增加基础上，伸肌和屈 肌同时发生不随意的节律性收缩，此时机体的能力代谢率可增加 4-5倍，骨骼肌不做功，收缩的能力全部转化为热能，产热显著。
非寒战产热：寒冷刺激下，机体通过升高代谢率而增加产热的 现象。体内的褐色脂肪组织的非寒战产热量最大。 寒冷刺激下甲状腺激素合成和释放增多，促进代谢产热。
（2）传导散热：机体将热量直接传递给与皮肤接触的较冷物体。 取决于皮肤表面与接触物体表面的温度差、接触面积等
《生理学》能量代谢与体温调节
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)
13
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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第七章能量代谢与体温调节部门： xxx时间： xxx整理范文，仅供参考，可下载自行编辑第七章能量代谢与体温调节第一节能量代谢通常把生物体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、贮存、转移和利用等，称为能量代谢<energy metabolism）。
b5E2RGbCAP 一、动物能量的来源及利用<一）能量的来源与利用动物代谢的能量来自于食物，其中在糖、脂肪、蛋白质这三大养分的化学键中贮存着动物所需要的化学能，以供给机体维持神经传导和兴奋、肌肉收缩和维持体温等所需的电能、机械能和热能。
p1EanqFDPw<二）机体中能量贮存和转化的载体机体在生命活动中所消耗的ATP，可通过营养物质在体内的氧化分解所释放的能量不断地将ADP重新转变成ATP而获得补充。
DXDiTa9E3d<三）糖、脂肪和蛋白质的能量转化1．糖在氧供应充分的情况下，葡萄糖经有氧氧化，被完全分解为CO2和H2O，释放大量的能量。
2．脂肪脂肪<fat）在体内的主要功能是贮存和供给能量。
当氧化供能时，每摩尔脂肪所释放的能量约为糖有氧氧化的2倍。
RTCrpUDGiT 3．蛋白质由于氨基酸在体内分解中氧化不完全，一部分氨基酸通过转氨基作用，经鸟氨酸循环形成尿素，由肾脏滤过随尿液排出，所以1mol的蛋白质在体内经生物氧化所产生的能量大约与1mol的葡萄糖生成的能量相近。
5PCzVD7HxA<四）机体能量代谢的划分食物燃烧时热量是突然集中释放的，把该热量称为食物的总能，也称粗能。
1．总能<gross energy, GE）总能<gross energy, GE）包括可消化能和粪能，2．可消化能<digestible energy, DE）可消化能<digestible energy, DE）包括代谢能、发酵能和尿能。
3．代谢能<metabolizable energy, ME）代谢能<metabolizable energy, ME）代谢能分为净能<net energy，NE）和特种动力效应<specific dynamic effect，SDE）能。
jLBHrnAILg二、能量代谢的测定能量的法定标准计量单位为焦耳<Joules，J）或千焦耳<kilojoules，kJ）。
<一）能量代谢测定的基本概念1．食物的热价食物的热价<thermal equivalent of food）是指1g食物在体内氧化<或在体外燃烧）时所释放的热量。
xHAQX74J0X2．食物的氧热价食物氧化所消耗的氧量和产热量间有一定的关系。
通常把食物氧化时消耗1L氧所产生的热量，称为该种食物的氧热价<thermal equivalent of oxygen）。
LDAYtRyKfE3．呼吸商机体依靠呼吸功能从外界摄取O2，以供各种营养物质氧化分解的需要，同时也将代谢终产物CO2呼出体外。
各种营养物质在细胞内氧化供能属于细胞呼吸过程，因而将各种营养物质氧化时所产生CO2的量与所消耗O2量的比值称为呼吸商<respiratory quotient, RQ）。
Zzz6ZB2Ltk<二）能量代谢测定原理和方法机体的能量代谢也遵循能量守恒定律：能量由一种形式<动能、热能、电能和化学能）转化为另一种形式的过程中，既不增加，也不减少。
dvzfvkwMI1直接测热法和间接测热法。
1．直接测热法直接测热法<direct calorimetry）是测定整个机体在单位时间内向外界环境发散的总热量。
由此换算出单位时间的能量代谢量，即能量代谢率。
rqyn14ZNXI直接测热法的设备复杂，操作繁锁，使用不便，因而极少应用。
一般都采用间接测热法。
2．间接测热法<indirect calorimetry）间接测热法<indirect calorimetry）指在化学反应中，反应物的量与产物量之间呈一定的比例关系。
EmxvxOtOco3．耗氧量与CO2产量的测定方法及实际应用测定耗氧量和CO2产量的方法有两种：闭合式测定法和开放式测定法。
<1）闭合式测定法在动物实验中，将受试动物置于一个密闭的能吸热的装置中。
通过气泵，不断将定量的氧气送入装置。
动物不断地摄取氧，可根据装置中氧量的减少计算出该动物在单位时间内的耗氧量。
SixE2yXPq5<2）开放式测定法<气体分析法）它是在机体呼吸空气的条件下测定耗氧量和CO2产量的方法，所以称为开放法。
通过测定动物一定时间内呼出的气量、分析呼出气中O2和CO2的容积百分比。
6ewMyirQFL三、影响能量代谢的因素影响能量代谢的因素有肌肉活动、精神活动、食物的特殊动力作用和环境温度等。
<一）劳役和运动<二）精神活动<三）食物的特殊动力效应<四）环境温度四、基础代谢和静止能量代谢<一）基础代谢和静止能量代谢1．基础代谢基础代谢<basal metabolism）是指基础状态下的能量代谢，即维持基本生命活动<即心、肝、脑和肾等器官的活动）条件下的能量代谢水平。
kavU42VRUs在基础状态下，单位时间内的能量代谢称为基础代谢率<basal metabolic rate,BMR）。
y6v3ALoS89 2．静止能量代谢由于许多动物不易达到和掌握测定基础代谢的条件，如很难达到肌肉完全处于安静状态，反刍动物很难通过几天的禁食来达到消化道空虚，因此动物基础代谢的测定非常困难，通常测定静止能量代谢来代替基础代谢。
M2ub6vSTnP<二）影响基础代谢率和静止能量代谢率的主要因素1．个体大小2．年龄3．性别4．品种5．生理状况6．营养状况7．季节8．气候9．其他第二节体温及其调节一、体温动物机体都具有一定的温度，这就是体温。
恒温动物<homoeothermic animal）。
变温动物<poikilothermic animal）。
<一）体表体温和体核体温1．体表温度体表温度<shell temperature）主要指机体体表部分，包括皮肤、皮下组织和肌肉等组织，四肢、耳和尾等部位的温度。
0YujCfmUCw2．体核温度体核温度<core temperature）指机体深部<心、肺、脑和腹腔内脏等处）的温度。
生理学所说的体温<body temperature）是指机体深部的平均温度，即体核温度。
体核温度比体表温度高，且相对稳定，由于体内各器官的代谢水平不同，它们的温度有小于1℃的差别。
eUts8ZQVRd<二）体温的生理性波动1．昼夜的变化2．年龄的影响3．性别的影响4．运动的影响5．其他因素的影响<三）皮肤温度和平均体温1．平均皮肤温度平均皮肤温度<mean skin temperature, MST）是通过测定多点体表皮肤温度，经平均后换算所得。
sQsAEJkW5T2．平均体温由于单纯以平均皮肤温度或某一部位的温度都不能代表机体的整体温度动态，因此引入了测算平均体温<mean body temperature, MBT）的方法。
GMsIasNXkA二、机体的产热与散热<一）产热过程1．产热和产热器官动物机体的热量是靠糖、脂肪和蛋白质在组织器官中进行分解代谢时所产生。
机体的总产热量主要包括基础代谢、食物的特殊动力效应和组织器官活动所产生的热量。
2．机体的产热形式机体主要依靠战栗产热<shivering themogenesis）和非战栗产热<non-shivering themogenesis）来增加产热量，以维持体温。
TIrRGchYzg<1）战栗产热：<2）非战栗产热：又称代谢产热，3．温度适中范围机体的代谢强度随环境温度的变化而改变。
环境温度低，代谢加强；外界温度高，代谢适当降低。
在适当的环境温度范围内，动物的代谢强度和产热量在生理的最低水平而体温仍能维持恒定，这种环境温度的范围称为动物的温度适中范围<thermal neutral zone），又称等热范围或代谢稳定区。
7EqZcWLZNX温度适中范围的低限温度称为临界温度<critical temperature）。
高于温度适中范围上限的外界温度，称为过高温度<zone of hyperthemia）。
4．产热的调节<1）神经调节：交感神经系统，肾上腺素和去甲肾上腺素释放增多。
<2）体液调节：甲状腺激素是调节机体产热的重要激素。
<二）散热过程动物能够以传导、辐射、方式散热，也可通过内部的生理过程来增加或减少散热。
1．辐射、传导和对流散热辐射散热<thermal radiation）。
传导散热<thermal conduction）对流散热<thermal convection）指通过气体或液体交换热量的一种方式。
动物机体周围总是围绕有一薄层同皮肤接触的空气，机体的热量首先传给这一层空气，由于空气不断流动<对流），带走体热，并发散到空间。
lzq7IGf02E辐射、传导和对流散热是机体的直接散热方式，而且只有在皮肤温度高于环境温度时才有意义。
2．蒸发散热蒸发散热<evaporation）是体液的水分在皮肤和黏膜表面<主要指呼吸道黏膜）由液态转化为气态，同时带走大量热量的一种散热方式。
zvpgeqJ1hk蒸发散热有二种形式：即不感蒸发<insensible perspiration）和发汗<sweating）。
有些动物如犬、牛、猪，虽有汗腺结构，但在高温环境下也不能分泌汗液，此时，它们必须通过热喘呼吸<panting）和增加唾液分泌，经呼吸道和唾液的水分蒸发来增强散热。
NrpoJac3v1汗腺分泌汗液的活动称为发汗。
发汗是可以感觉到有明显的汗液分泌，因此又称为可感蒸发<sensible perspiration）。
1nowfTG4KI三、体温调节<一）体温调节的反射弧体温调节是生物自动控制系统的实例。
下丘脑体温调节中枢，包括调定点<set point）神经元在内，属于控制系统。
它的传出信息控制着产热器官如肝、骨骼肌以及散热器官如皮肤血管、汗腺等受控系统的活动，使受控对象——机体深部温度维持在一个稳定水平。
而输出变量体温总是会受到内、外环境因素，如运动、代谢率、气温、湿度和风速等的干扰。
它们则通过温度检测器——皮肤及深部温度感受器<包括中枢温度感受器）将干扰信息反馈于调定点，经过体温调节中枢的整合，再调整受控系统的活动，可建立起当时条件下的体热平衡，从而保持体温稳定。