生理学课件 第七章 能量代谢与体温
(三)食物的特殊动力效应 (specific dynamic effect) 人从进食后1小时左右开始，延续7～8小时，虽然同 样处于安静状态，但所产生的热量却要比未进食时有所增 加。可见这种额外的能量消耗是由进食所引起的。 食物刺激机体产生额外能量消耗的作用，称为食物的 特殊动力效应。 三种主要营养物质中，蛋白质的特殊动力效应最为显 著，能提供100 kJ能量的蛋白质，产生的特殊动力可达 30kJ，即蛋白质的特殊动力效应为30％；糖和脂肪的特 殊动力效应分别为6％和4％，混合性食物为10％。 在为病人配餐时，应考虑到这部分能量消耗，给予相 应的能量补充；而对于久病初愈者则应慎重补充蛋白食物 ，以免加重胃肠负担。
第二节 体温
一、 体温 二、 机体的产热与散热
三、 体温调节
一、体温(body temperature)
(一)表层体温和深部体温 在研究体温时，把人体分为 核心与外壳两个层次。 深部温度(core temperature)： 机体核心的温度。 相对稳定，身体各部位之间 的温度差异很小。 表层温度(shell temperature)： 机体外壳的温度。 不稳定，各部位之间的差异 较大。
2.食物的氧热价 食物的氧热价(thermal equivalent of oxygen)：某 种食物氧化时消耗1L氧所产生的能量，称为该种食物的氧 热价 。
3.呼吸商 呼吸商 (respiratory quotient，RQ)：一定时间内机 体呼出的CO2的量与吸人的O2量的比值，称为呼吸商。 RQ=
四、基础代谢
基础代谢(basal metabolism)：基础状态下的能量代谢。 基础状态：清晨、清醒、静卧，未作肌肉活动； 前夜睡眠良好，测定时无精神紧张； 测定前至少禁食12小时； 室温保持在20～25℃； 体温正常。 基础代谢率(basal metabolic rate，BMR)：基础状态 下，单位时间内的能量代谢。这种状态下体内能量的消耗 只用于维持基本的生命活动，能量代谢比较稳定。 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)。
无氧酵解
●糖酵解在人体处于缺氧状态时极为重要，这是人体的能源物质惟 一不需氧的供能途径。 氧债(oxygen debt)：剧烈运动时，骨骼肌耗氧量猛增，循环呼吸 不能很快满足机体对氧的需要，骨骼肌处于相对缺氧状态，这种现象 称为氧债 。
2、脂肪：贮存和供给能量。提供大约 30%的能量。 甘油
磷酸化和脱氢
(一)与能量代谢测定有关的几个基本概念 1.食物的热价 食物的热价(thermal equivalent of food) ：1g某种 食物氧化(或在体外燃烧)时所释放的能量称为该种食物的 热价。 热价：生物热价—食物在体内氧化释放的能量 物理热价—食物在体外燃烧释放的能量 蛋白质：生物热价≠物理热价
●体温：身体深部的平均温度。由于深部血液温度不易 测试，所以临床上通常用直肠、口腔和腋窝等部位的温度 来代表体温。 体温的测定： 临床：直肠温度：36.9-37.90C （插入直肠6cm以上） 口腔温度：36.7-37.70C （不能配合的病人，不适宜用） 腋窝温度：36.0-37.40C （形成人工体腔；至少10min） 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 人类的体温范围： 35 - 410C
BMR的临床意义： 1）BMR与我国人正常的BMR平均值比较： 相差在10-15%之间，均不属病态； 相差之数超过20%时，才可能是病理变化。 体温每升高1℃，BMR将升高13％左右。 2）BMR的测量是临床诊断甲状腺疾病的重要辅助方法。 甲状腺功能低下时，BMR可比正常值低20-40%； 甲状腺功能亢进时BMR可比正常值高出25-80%。
体表面积的测定：Stevenson公式 体表面积(m2)=0.0061×身高(cm)+0.0128×体重(kg)0.1529 BMR的计算（简略法）： RQ：0.82（氧热价20.19kJ／L） 某受试者，男性，20岁，在基础状态下，1小时的耗氧 量为15L，测得体表面积为1.5 m2。 BMR：20.19kJ／L×15L/h÷1.5m2=201.9kJ／m2· h 20岁男子的正常BMR为157.8kJ／(m2· h)，所以此人的 BMR值比正常值高44.1kJ／(m2· h)。一般用超出正常值的 百分数来表示：44.1÷157.8×100％≈28％。临床上通常用 +28％来表示。 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。
第七章 能量代谢与体温
第一节 能量代谢
第二节 体温
第一节 能量代谢
生物体的基本特征：新陈代谢 同化作用 （合成代谢） 异化作用 （分解代谢） -- 耗能
新陈代谢 （物质代谢）
能量代谢
-- 放能
●能量代谢（energy metabolism）：生物体内物 质代谢中伴随着的能量的释放、转移、贮存和利用。
2.间接测热法(indirect calorimetry) 原理：定比定律 C6H12O2+6O2→6CO2+6H2O+△H 间接测热法的具体步骤： ①测出机体在一定时间内的 O2 耗量和 CO2 产生量，并测出 尿氮排出量； ②根据尿氮含量算出蛋白质的氧化量和蛋白质食物的产热 量，并求出NPRQ；因体内氧化1g蛋白质可产生0.16g尿氮， 所以将测出的尿氮量乘6.25，即体内氧化蛋白质的量； ③查出该 NPRQ 所对应的氧热价，进而算出非蛋白食物的 产热量； ④算出总产热量，即蛋白质食物产热量与非蛋白质食物产 热量之和。
产生CO2的mol数
消耗 O2的mol数
=
产生CO2的ml数
消耗 O2的ml数
糖RQ ：1.00； 蛋白质RQ： 0.80 ； 脂肪RQ：0.71 正常人进食混合食物时， RQ ：0.85 根据呼吸商的数值来推测机体利用能量的主要来源。 RQ影响因素： 1）营养物质之间相互转化 2）额外CO2的产生 3）某些病理状态的影响
一、能量的来源和去路
二、能量代谢的测定 三、影响能量代谢的因素 四、基础代谢
一、能量的来源和去路
(一) 能量的来源 机体所需的能量来源于食物中的糖、脂肪和蛋白质。 1、糖：机体的主要能源 70%（中国人）
有氧氧化 1mol 葡萄糖
（脑、一般情况下）
（剧烈运动、RBC）
CO2+H2O+ E 38mol ATP 乳酸+E 2mol ATP
3.耗氧量与CO2产量的测定方法 闭合式测定法和开放式测定法 （1）闭合式测定法： 临床上通常只使用肺量计来测量耗氧量。
（2）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产量的方 法，即采取受试者一定时间内的呼出气，通过气量计测出 呼出气量并分析呼出气体中氧和CO2容积百分比。由于吸 入气就是空气，所以其中的氧和CO2的容积百分比不必另 测。根据吸入气和呼出气中氧和CO2的容积百分比的差数， 即可算出该时间内的耗氧量和CO2排出量，并算出混合呼 吸商。 （3）临床应用的简便方法 a .测定一定时间内的耗氧量和CO2排出量——呼吸商 作为NPRQ b.用代谢测定仪——测定一定时间内的耗氧量 将混合食物NPRQ定为：0.82 （氧热价：20.19KJ/L）
了解一下吧！
体表面积的测 定：体表面积还可从右
图直接求出。其用法是， 将受试者的身高和体重在 相应的两条列线上的两点 连一直线，此直线与中间 的体表面积列线的交点就 是该人的体表面积。除 BMR外，肺活量、心输 出量、主动脉和气管的横 截面积、肾小球滤过率等， 也都与体表面积呈一定的 比例关系。
三、影响能量代谢的因素
(一)肌肉活动 肌肉活动对于能量代谢的影响最为显著。 机体任何轻微的活动都可提高代谢率。 机体耗氧量∝肌肉活动的强度 评估肌肉活动强度的指标：能量代谢率
(二)精神活动 脑的重量只占体重的2.5％，但在安静状态下心输出 量的约15％分配给脑循环。在安静状态下，每100g脑组织 的耗氧量为3.5ml／min，将近安静肌肉组织耗氧量的20倍。 在睡眠和活跃的精神活动情况下,脑中葡萄糖的代谢率 却几乎没有差异。可见，在精神活动时，中枢神经系统本 身的代谢率即使有所增加，其程度也是可以忽略的。 人在平静思考问题时，能量代谢受到的影响也并不大， 产热量增加一般不超过4%。 在精神处于紧张状态，如烦恼、恐惧或情绪激动时， 由于随之而出现的无意识的肌紧张以及刺激代谢的激素(如 甲状腺激素)释放增多等原因，产热量可以显著增加。因此， 在测定基础代谢率时受试者必须屏除精神紧张的影响。
●非蛋白呼吸商(non-protein respiratory quotient， NPRQ)：根据糖和脂肪按不同比例混和氧化时所产生的 二氧化碳量以及消耗氧的量计算出相应的呼吸商。
(二)能量代谢的测定原理和方法 原理：能量守恒定律 食物中的化学能＝热能＋所作功 ●能量代谢率：机体单位时间内所消耗的能量。 单位：kJ／(m2· h) 能量代谢率∝体表面积 方法：测定整个机体在单位时间内发散的总热量，通常 有两类方法：直接测热法与间接测热法。 1.直接测热法 (direct calorimetry) 将被测者臵于一特殊的检测环境中，收集被测者在一 定时间内发散的总热量，然后换算成单位时间的代谢量， 即能量代谢率。 直接测热的装臵较为复杂，主要用于研究肥胖和内分 泌系统障碍等。
(二)体温的正常变动 在生理情况下，体温可随昼夜、年龄、性别等因素而 有所变化，但这种变化的幅度一般不超过1℃。 1.体温的昼夜变化 体温在一昼夜之间有周期性的波动：清晨2～6时体温 最低，午后1～6时最高。这种昼夜周期性波动称为昼夜节 律(circadian rhythm)或日节律。 体温的日节律同肌肉活动状态以及耗氧量等没有因果 关系，而是由一种内在的生物节律所决定的。 将一切标志时间或时刻的外在因素都去除，体温仍表 现出昼夜节律性波动的特性，但此种节律的周期要比地球 的自转周期(24小时)略长，称之为自由运转周期。 通常认为生物节律现象是由体内存在着的生物钟来控 制的。 下丘脑的视交叉上核可能是昼夜节律的控制中心 。
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（四）调定点学说
调定点：指PO/AH的温度敏感神经元，对温度
的感受有一定的兴奋阈值，正常人一般为37.00 C左右。这个温度就是体温稳定的调定点。即调 节体温于恒定水平的规定数值。
当体温偏离调定点水平时，机体通过产热和
散热活动的改变而促使体温恢复到调定点水平。
若调定点改变时，机体的产热和散热活动在
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（二）机体能量的去路
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二、影响能量代谢的因素
肌肉活动 精神因素 食物的特殊动力作用 环境因素
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三、基础代谢
[概念] 指人在基础状态下的能量代谢能量代谢。
（基础代谢是最稳定的代谢而不是最低的代谢 ）
1 .室温在18~25o C 2. 清醒 3. 安静 4. 清晨空腹
新的调定点水平达到动态平衡。
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演讲者：蒝味的薇笑巨蟹
2. 行为性体温调节 机体在不同温度环境中，产生一定的姿势和
行为，影响散热和产热活动体温感受器
1. 外周温度感受器 皮肤、粘膜、内脏、 肌肉的温度感受器 2.中枢温度感受器 脊髓、脑干网状结构、视前区-下丘脑前（PO/AH ）
(三) 体温调节调节中枢
基本中枢 ：视前区-下丘脑前部
第7章 能量代谢与体温
学习目标
1.描述能量的来源、贮存、转移及利用 2.说出影响能量代谢的因素，记住基础代谢率 3.说出体温的正常值及生理变动 4.说出产热的主要器官和散热的主要方式 5.解释名词：能量代谢、基础代谢率、食物的特殊 动力作用、体温、蒸发散热、调定点
第七章能量代谢和体温-医学课件
女子体温随月经周期而产生周期性变动。排卵当日 最低，排卵后升高0.2-0.50C。与血中孕激素浓度的 周期性变化有关
➢ 机体的产热和散热 正常体温维持
产热
动态平衡
散热
• 产热 ✓ 主要产热器官
安静时--内脏（尤其是肝脏）为主 运动或劳动时—骨骼肌为主
➢ 产热形式 ✓ 寒战产热
骨骼肌在肌紧张增强的基础上，伸肌和屈肌同时发 生的不随意的节律性收缩 特点：不做外功 中枢：下丘脑后部 传出神经：躯体运动神经
注：通常情况下，体内能量主要来自糖和脂肪的氧化，蛋白 质用于氧化供能的量很少，且氧化不彻底，在计算能量代 谢时可忽略不计。
• 能量代谢率的测算方法 方法一： ① 测定单位时间内O2耗量和CO2产生量，计算RQ ② 以算出的RQ作为非蛋白呼吸商，从表中查得相应的混合氧热价， ③ 利用公式：产热量=混合氧热价× O2耗量，求出单位时间内的产热量，
第二节 体温及其调节
➢ 体温
机体深部组织的平均温度， 也叫体核温度，37 ℃
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、过低都会导致 生理功能障碍，甚至死亡
• 正常体温 血液温度最理想，但不易测量，通常体温的测量 部位为：腋窝、口腔和直肠。 肛温：36.9～37.9℃，最接近机体深部的温度 口温：36.7～37.7℃ 腋温：36.0～37.4℃
第七章 能量代谢与体温
第一节 能量代谢
物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、储存 和利用，称为能量代谢 ➢ 机体能量的来源 主要来源于糖、脂肪、蛋白质
ATP（三磷酸腺苷）：贮能物质和直接供能物质 CP（磷酸肌酸）：ATP的贮存库，但不能直接供能
➢糖 正常情况下糖是主要供能物质。脑组织所需能量主要来自糖 有氧氧化，故缺氧和血糖水平过低，均可导致意识障碍、 昏迷及抽搐 机体糖的储备较少，成年人糖的储备量仅为150g左右。
《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)
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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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
大家好
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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）
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
能量代谢与体温(生理学课件)
3.影响能量代谢的主要因素
（1）肌肉活动
是影响能量代谢的最显著 因素。
（2）精神活动
主要通过肌紧张 及激素 的作用增加产热量。
=
在睡眠和在活跃时的精神活动下，脑 中葡萄糖代谢率没有差异。但精神紧张 状态如烦恼、恐惧时，产热量显著增加。
（3）食物的特殊动力效应
概念 ：进食能刺激机体额外消耗能量的作用。 效应：蛋白质30%,糖6%,脂肪4%,混合10%
9．下列哪种疾病会导致基础代谢率明显升高（ ）。
A．呆小症
B．糖尿病
C．甲状腺机能亢进
D．甲状腺机能低下
10．测定基础代谢率的最稳定的环境温度（ ）。 A．10～20℃ B．20～25℃ C．30～35℃ D．37℃
11．机体主要的散热器官是（ ）。 A．肾脏 B．皮肤 C．肺 D．消化道
12．当外界温度高于皮肤温度时，机体的散热形式是 （ ）。
）。
15．体温调节的基本中枢位于（ ）。 A．脊髓 B．延髓 C．中脑 D．下丘脑
16．有关调定点下列哪项错误（ A．位于视前区—下丘脑前部 C．发热时不影响调定点数值 无障碍，调定点上移
）。
B．规定数值一般为37℃ D．发热时，体温调节机能并
能量代谢
1.机体的能量来源与利用 （1）能量的来源
①三磷酸腺苷是机体直接 供能物质
ATP
②三大营养物质的能量转化
a.糖 b.脂肪 c.蛋白质
2.能量的利用
2.能量代谢的测定 （1）能量代谢的测定原理
根据能量守恒定律： 食物中化学能＝热能＋外功
能量代谢率：单位时间内所消耗的能量。 测量单位时间机体产热量。
6．能量代谢率与下列哪项具有比例关系（
A．体重
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。