生理学第七章能量代谢与体温
神经调节 ①寒冷刺激→下丘脑寒战中枢→脊髓→寒战→产 热量↑ ②寒冷刺激→ 交感神经系统兴奋→肾上腺髓质活 动活动↑ →肾上腺素、去甲肾上腺素释放↑ →产热量↑
人体散热的主要部位和方式
人体散热的主要部位是皮肤 人体散热的方式 ：① 辐射；② 传导；③ 对流；④ 蒸
发辐射Biblioteka 热人体以发射热射线的形式将体热传给外界， 称为辐射散热（thermal radiation)。
温度感受器
外周温度感受器（peripheral thermoreceptor ） 指存在于皮肤、粘膜和 内脏中对温度变化敏感的游离神经末梢 ——热感受器 ——冷感受器
中枢温度感受器 （central thermoreceptor ） 指存在于中枢神经系统 内对温度变化敏感的神经元 ——热敏神经元 ——冷敏神经元
活动加快 →代谢率升高
基础代谢
人体处在室温20～25°C、空腹、清晨、清醒、 静卧而又极其安静、放松的状态，称为基础状态。
人体处于基础状态下的能量代谢，称为基础代谢。
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）。
正常人的基础代谢率
正常人的基础代谢率 = 均值±15%
肌肉活动对能量代谢的影响
肌肉活动加强→肌肉耗氧量增加→能量代谢 率升高
能量代谢率升高程度与肌肉活动加强程度成 正比
在劳动卫生学中,可用能量代谢率反映劳动强 度
精神活动对能量代谢的影响
安静状态下，脑组织的耗氧量为肌肉组织的 20倍，因此其产热量远大于肌肉组织。但在 不同精神活动状态下，脑组织的能量代谢率 变化不大。
与能量代谢测定有关的几个概念
食物的热价（ thermal equivalent of food） 1g某种食物氧化时所释放的热量。
食物的氧热价（thermal equivalent of oxygen） 某种食物被氧化时，每消耗1L氧所产 生的热量。
呼吸商（respiratory quotient, RQ） 氧化某 一食物时，同一时间内CO2的产生量与耗氧量的 比值。
能量代谢率
机体在单位时间内所消耗的能量，称为机体的能量代谢 率。
能量代谢率以单位时间内每平方米体表面积的产热量表 示，即kJ/(m2 ·h)。
能量的计量单位： ①卡（calorie，cal）或千卡（kilokcalorie， kcal）； ②焦尔（joule，J）或千焦尔（kilojoule，KJ） 1 cal = 4.187 J
非蛋白呼吸商（non-protein respiratory quotient, NPRQ） 糖和脂肪氧化时产生的 CO2量以及消耗的O2量的比值。
能量代谢率的测定
直接测热法（direct calorimetry） 将被 测者置于一特殊的检测环境中,收集其在一定 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。
第七章 能量代谢与体温
能量代谢 体温及其调节 复习与思考题
能量代谢的概念
合成代谢: 生物体从外界摄取营养物质来构筑 或更新自身，并储备能量。
物质 代谢
分解代谢: 生物体利用储存的能量或分解体内 自身物质而转变成能量，用以维持 体温和进行各种功能性活动。
能量代谢（energy metabolism） 生物体内物质代谢 过 程中伴随发生的能量的释放、转移、贮存和利用。
体温调节中枢
体温调节的基本中枢在下丘脑。
视前区-下丘脑前部（preoptic-anterior hypothalamus area, PO/AH）是体温调 节中枢整合机构的中心部位。
体温调节机制——调定点学说
如同恒温器内温度的调节一样，体温的调节活动 按体温的调定点调节体温。
正常体温的调定点（set point）约为37°C
为病人配餐时，应考虑到食物的特殊动力效 应。
食物的特殊动力效应的产生可能与肝脏处理 氨基酸或合成糖原等过程有关
环境温度对能量代谢的影响
安静时，20～30°C人体的能量代谢最为稳定 环境温度 < 20°C → 寒战、肌紧张加强→代谢
率升高 环境温度 > 30°C → 体内化学反应加速，生理
W 、 W ′， C 、 C ′， S 、 S ′分别表示正常及发热时热敏神经元放 电特性、冷敏神经元放电特性及体温调定点
用调定点学说解释发烧
当机体被致热原（如细菌或病毒）感染时，调定 点上移（如上升到39 °C ）→机体产热加强，散 热减弱→体温升至39 °C ，即发烧（fever）
2.计算氧化非蛋白食物的产热量 测出机体在一定时 间内的总氧耗量和总CO2产生量→分别由总氧耗量 和总CO2产生量减去蛋白质氧化耗去的O2量和产生 的CO2量，算出NPRQ→从表7-2查出该NPRQ所 对应的氧热价，进而算出非蛋白食物的产热量
3.计算出总产热量 即：蛋白质食物产热量+非蛋白食 物的产热量
寒冷环境下机体增加产热量的形式
寒战产热(shivering thermogenesis)
非寒战产热(non-shivering thermogenesis;又称代谢性产热) 主要由 体内棕色脂肪组织(brown fat tissue,BFT) 产生
产热活动的调节
体液调节 甲状腺激素、肾上腺素（E)、去甲肾 上腺素(NE)、生长素释放↑→产热量↑
温热性发汗与精神性发汗
温热性发汗（thermal sweating) 由温热 性刺激引起的发汗；参与体温调节
精神性发汗 (mental sweating) 精神紧张 时引起的发汗；主要见于手掌、足跖和前额 等处；不参与体温调节
循环系统在散热的作用
在炎热环境中，皮肤小动脉舒张，皮肤血流 量大量增加，散热量增大。
神经元电生理特性学说 冷敏神经元和热敏神经 元对温度反应曲线的斜率决定调定点水平：热敏 神经元反应曲线斜率减小，或冷敏神经元反应曲 线斜率增大时，调定点上移；热敏神经元反应曲 线斜率增大，或冷敏神经元反应曲线斜率减小时， 调定点下移
图7-7 下丘脑温度变化与温度敏感神经元放电 频率关系（模式图）
表层温度和核心温度
表层温度（shell temperature ） 机体表层部 分的温度。易受环境温度的影响；各部位之间的 温度差异较大
核心温度（core temperature ） 机体核心部 分的温度。相对稳定；各部位之间的温度差较小
临床所指的体温通常是指机体核心部分的平均温 度。
图7-3 在不同环境温度下人体体温分布图
辐射散热是机体散热的主要方式 影响辐射散热的因素：
①皮肤与环境的温度差 ②机体的有效散热面积
传导散热
机体的热量直接传给与机体接触的温度较低的物 体，称为传导散热（thermal conduction）。
传热导体的性能直接影响传导散热的效能 e.g. 脂肪导热性能低，肥胖者容易出汗； 水的导热性能好，可用冰帽、冰袋给高热病人
在寒冷环境中，皮肤血管收缩，皮肤血流量 显著减少，散热量大大减少。
体温调节的两种方式
自主性体温调节（automatic thermoregulation）在体温中枢的控制下，通 过增减皮肤血流量、发汗、寒战等生理调节反应， 使体温维持在一个相对稳定的水平，这种体温调 节过程，称为～。
行为性体温调节（behavioral thermoregulation）机体在不同温度环境中， 通过采取的姿势和发生的行为来调节体热的平衡， 称为～ 。
间接测热法（indirect calorimetry） 根据 化学反应的定比定律，先测定人体一定时间 内的耗O2和CO2产生量，再间接推算出同时 间内食物的氧化量和产热量，就可计算出能 量代谢率。
间接测热法的具体步骤
1.计算氧化蛋白质食物的产热量 根据一定时间内的 尿氮排出量推算出蛋白质的氧化量和蛋白质食物的 产热量。
蒸发散热的两种形式
不感蒸发(insensible perspiration) 体液 的水分从皮肤和呼吸道黏膜表面不断渗出而 被汽化的过程。人体每24h约蒸发1000ml水 分
发汗(sweating)或可感蒸发（sensible evaporation） 通过汗腺分泌汗液，汗液蒸 发，从而散发体热。环境温度越高，发汗速 度越快；湿度越大，出汗越多
机体能量的来源和去路
来源 机体的能量来自于三大营养物质的分解 氧化
去路 体内能量的50%以上直接转化为热量， 后者用于维持体温或散发出体外；其余部分 以化学能的形式贮存于三磷酸腺苷 （adenosine triphosphate ,ATP）中。 ATP分解时放出能量， 用于合成代谢和各种 生理活动。
精神紧张(如烦恼、恐惧、或情绪激动）→肌 紧张加强、交感神经兴奋↑、激素分泌增加→ 能量代谢率升高
食物的特殊动力效应对能量代谢的影响
进食后，食物刺激机体额外消耗能量的作用， 称为食物的特殊动力效应（specific dynamic effect ）。
不同食物的特殊动力效应：蛋白质 30%；糖 6%；脂肪 4%；混合食物 10%
用间接测热法测定能量代谢率的两种 简易方法
方法一 测得一定时间内的耗氧量和CO2产生 量→计算呼吸商并把它视为非蛋白呼吸商→ 查表取得相应的氧热价→该氧热价×耗氧量
方法二 测定一定时间内的耗氧量→将此耗氧 量×20.20kJ/L(非蛋白呼吸商为0.82时的氧 热价)
影响能量代谢的因素
肌肉活动 精神活动 食物的特殊动力效应 环境温度
BMR↑：甲状腺功能亢进（比正常值高25% ～80%）、糖尿病、红细胞增多症、白血病、 伴呼吸困难的心脏病、发烧 BMR↓：甲状腺功能低下（比正常值低20% ～40%）、肾上腺皮质功能低下、垂体功能 低下、肾病综合症、病理性饥饿
我国正常人基础代谢率的平均值
体温
人和动物机体所具有的温度, 称为体温 （body temperature） 。分表层温度和核 心温度两种。
人体散热的主要部位和方式
人体散热的主要部位是皮肤 人体散热的方式 ：① 辐射；② 传导；③ 对流；④ 蒸
发辐射Biblioteka 热人体以发射热射线的形式将体热传给外界， 称为辐射散热（thermal radiation)。
温度感受器
外周温度感受器（peripheral thermoreceptor ） 指存在于皮肤、粘膜和 内脏中对温度变化敏感的游离神经末梢 ——热感受器 ——冷感受器
中枢温度感受器 （central thermoreceptor ） 指存在于中枢神经系统 内对温度变化敏感的神经元 ——热敏神经元 ——冷敏神经元
活动加快 →代谢率升高
基础代谢
人体处在室温20～25°C、空腹、清晨、清醒、 静卧而又极其安静、放松的状态，称为基础状态。
人体处于基础状态下的能量代谢，称为基础代谢。
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）。
正常人的基础代谢率
正常人的基础代谢率 = 均值±15%
肌肉活动对能量代谢的影响
肌肉活动加强→肌肉耗氧量增加→能量代谢 率升高
能量代谢率升高程度与肌肉活动加强程度成 正比
在劳动卫生学中,可用能量代谢率反映劳动强 度
精神活动对能量代谢的影响
安静状态下，脑组织的耗氧量为肌肉组织的 20倍，因此其产热量远大于肌肉组织。但在 不同精神活动状态下，脑组织的能量代谢率 变化不大。
与能量代谢测定有关的几个概念
食物的热价（ thermal equivalent of food） 1g某种食物氧化时所释放的热量。
食物的氧热价（thermal equivalent of oxygen） 某种食物被氧化时，每消耗1L氧所产 生的热量。
呼吸商（respiratory quotient, RQ） 氧化某 一食物时，同一时间内CO2的产生量与耗氧量的 比值。
能量代谢率
机体在单位时间内所消耗的能量，称为机体的能量代谢 率。
能量代谢率以单位时间内每平方米体表面积的产热量表 示，即kJ/(m2 ·h)。
能量的计量单位： ①卡（calorie，cal）或千卡（kilokcalorie， kcal）； ②焦尔（joule，J）或千焦尔（kilojoule，KJ） 1 cal = 4.187 J
非蛋白呼吸商（non-protein respiratory quotient, NPRQ） 糖和脂肪氧化时产生的 CO2量以及消耗的O2量的比值。
能量代谢率的测定
直接测热法（direct calorimetry） 将被 测者置于一特殊的检测环境中,收集其在一定 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。
第七章 能量代谢与体温
能量代谢 体温及其调节 复习与思考题
能量代谢的概念
合成代谢: 生物体从外界摄取营养物质来构筑 或更新自身，并储备能量。
物质 代谢
分解代谢: 生物体利用储存的能量或分解体内 自身物质而转变成能量，用以维持 体温和进行各种功能性活动。
能量代谢（energy metabolism） 生物体内物质代谢 过 程中伴随发生的能量的释放、转移、贮存和利用。
体温调节中枢
体温调节的基本中枢在下丘脑。
视前区-下丘脑前部（preoptic-anterior hypothalamus area, PO/AH）是体温调 节中枢整合机构的中心部位。
体温调节机制——调定点学说
如同恒温器内温度的调节一样，体温的调节活动 按体温的调定点调节体温。
正常体温的调定点（set point）约为37°C
为病人配餐时，应考虑到食物的特殊动力效 应。
食物的特殊动力效应的产生可能与肝脏处理 氨基酸或合成糖原等过程有关
环境温度对能量代谢的影响
安静时，20～30°C人体的能量代谢最为稳定 环境温度 < 20°C → 寒战、肌紧张加强→代谢
率升高 环境温度 > 30°C → 体内化学反应加速，生理
W 、 W ′， C 、 C ′， S 、 S ′分别表示正常及发热时热敏神经元放 电特性、冷敏神经元放电特性及体温调定点
用调定点学说解释发烧
当机体被致热原（如细菌或病毒）感染时，调定 点上移（如上升到39 °C ）→机体产热加强，散 热减弱→体温升至39 °C ，即发烧（fever）
2.计算氧化非蛋白食物的产热量 测出机体在一定时 间内的总氧耗量和总CO2产生量→分别由总氧耗量 和总CO2产生量减去蛋白质氧化耗去的O2量和产生 的CO2量，算出NPRQ→从表7-2查出该NPRQ所 对应的氧热价，进而算出非蛋白食物的产热量
3.计算出总产热量 即：蛋白质食物产热量+非蛋白食 物的产热量
寒冷环境下机体增加产热量的形式
寒战产热(shivering thermogenesis)
非寒战产热(non-shivering thermogenesis;又称代谢性产热) 主要由 体内棕色脂肪组织(brown fat tissue,BFT) 产生
产热活动的调节
体液调节 甲状腺激素、肾上腺素（E)、去甲肾 上腺素(NE)、生长素释放↑→产热量↑
温热性发汗与精神性发汗
温热性发汗（thermal sweating) 由温热 性刺激引起的发汗；参与体温调节
精神性发汗 (mental sweating) 精神紧张 时引起的发汗；主要见于手掌、足跖和前额 等处；不参与体温调节
循环系统在散热的作用
在炎热环境中，皮肤小动脉舒张，皮肤血流 量大量增加，散热量增大。
神经元电生理特性学说 冷敏神经元和热敏神经 元对温度反应曲线的斜率决定调定点水平：热敏 神经元反应曲线斜率减小，或冷敏神经元反应曲 线斜率增大时，调定点上移；热敏神经元反应曲 线斜率增大，或冷敏神经元反应曲线斜率减小时， 调定点下移
图7-7 下丘脑温度变化与温度敏感神经元放电 频率关系（模式图）
表层温度和核心温度
表层温度（shell temperature ） 机体表层部 分的温度。易受环境温度的影响；各部位之间的 温度差异较大
核心温度（core temperature ） 机体核心部 分的温度。相对稳定；各部位之间的温度差较小
临床所指的体温通常是指机体核心部分的平均温 度。
图7-3 在不同环境温度下人体体温分布图
辐射散热是机体散热的主要方式 影响辐射散热的因素：
①皮肤与环境的温度差 ②机体的有效散热面积
传导散热
机体的热量直接传给与机体接触的温度较低的物 体，称为传导散热（thermal conduction）。
传热导体的性能直接影响传导散热的效能 e.g. 脂肪导热性能低，肥胖者容易出汗； 水的导热性能好，可用冰帽、冰袋给高热病人
在寒冷环境中，皮肤血管收缩，皮肤血流量 显著减少，散热量大大减少。
体温调节的两种方式
自主性体温调节（automatic thermoregulation）在体温中枢的控制下，通 过增减皮肤血流量、发汗、寒战等生理调节反应， 使体温维持在一个相对稳定的水平，这种体温调 节过程，称为～。
行为性体温调节（behavioral thermoregulation）机体在不同温度环境中， 通过采取的姿势和发生的行为来调节体热的平衡， 称为～ 。
间接测热法（indirect calorimetry） 根据 化学反应的定比定律，先测定人体一定时间 内的耗O2和CO2产生量，再间接推算出同时 间内食物的氧化量和产热量，就可计算出能 量代谢率。
间接测热法的具体步骤
1.计算氧化蛋白质食物的产热量 根据一定时间内的 尿氮排出量推算出蛋白质的氧化量和蛋白质食物的 产热量。
蒸发散热的两种形式
不感蒸发(insensible perspiration) 体液 的水分从皮肤和呼吸道黏膜表面不断渗出而 被汽化的过程。人体每24h约蒸发1000ml水 分
发汗(sweating)或可感蒸发（sensible evaporation） 通过汗腺分泌汗液，汗液蒸 发，从而散发体热。环境温度越高，发汗速 度越快；湿度越大，出汗越多
机体能量的来源和去路
来源 机体的能量来自于三大营养物质的分解 氧化
去路 体内能量的50%以上直接转化为热量， 后者用于维持体温或散发出体外；其余部分 以化学能的形式贮存于三磷酸腺苷 （adenosine triphosphate ,ATP）中。 ATP分解时放出能量， 用于合成代谢和各种 生理活动。
精神紧张(如烦恼、恐惧、或情绪激动）→肌 紧张加强、交感神经兴奋↑、激素分泌增加→ 能量代谢率升高
食物的特殊动力效应对能量代谢的影响
进食后，食物刺激机体额外消耗能量的作用， 称为食物的特殊动力效应（specific dynamic effect ）。
不同食物的特殊动力效应：蛋白质 30%；糖 6%；脂肪 4%；混合食物 10%
用间接测热法测定能量代谢率的两种 简易方法
方法一 测得一定时间内的耗氧量和CO2产生 量→计算呼吸商并把它视为非蛋白呼吸商→ 查表取得相应的氧热价→该氧热价×耗氧量
方法二 测定一定时间内的耗氧量→将此耗氧 量×20.20kJ/L(非蛋白呼吸商为0.82时的氧 热价)
影响能量代谢的因素
肌肉活动 精神活动 食物的特殊动力效应 环境温度
BMR↑：甲状腺功能亢进（比正常值高25% ～80%）、糖尿病、红细胞增多症、白血病、 伴呼吸困难的心脏病、发烧 BMR↓：甲状腺功能低下（比正常值低20% ～40%）、肾上腺皮质功能低下、垂体功能 低下、肾病综合症、病理性饥饿
我国正常人基础代谢率的平均值
体温
人和动物机体所具有的温度, 称为体温 （body temperature） 。分表层温度和核 心温度两种。
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生理学IV——第七章 能量代谢和体温 习题+答案
生理学——第七章能量代谢和体温一、单选题1．在物质代谢的过程中，伴随着能量的释放、转移、贮存和利用称为A．能量代谢B．能量代谢率C．基础状态D．基础代谢E．基础代谢率【答案】A2. 对能量代谢影响最大的因素是A．寒冷B．高温C．肌肉活动D．精神活动E．进食【答案】C3. 营养物质中最主要的供能物质是A．糖B．脂肪C．蛋白质D．维生素E．无机盐【答案】A4. 当外界温度等于或高于机体皮肤温度时，机体的散热方式是A．辐射散热B．传导散热C．对流散热D．蒸发散热E．传导和对流散热【答案】D5. 1克食物氧化进所释放的热量称为A．食物的卡价B．氧热价C．呼吸商D．非蛋白呼吸商E．能量代谢【答案】A6. 进食后，使机体产生额外热量最多的物质是A．糖B．脂肪C．蛋白质D．混合食物E．维生素【答案】C7. 能量代谢率与下列哪项具有比例关系A．体重B．身高C．体表面积D．环境温度E．进食量【答案】C一、问答题1.影响能量代谢的因素。
答：肌肉活动对人体能量代谢的影响最为显著，任何轻微活动都可提高能量代谢率。
剧烈运动或劳动因做功更多，故影响更明显。
环境温度人在安静时的能量代谢，在20℃-30℃的环境中最为稳定。
当环境温度降低人感到寒冷时，机体就会发生寒战和骨骼肌张力增高等现象，使能量代谢率增高；当环境温度升高时，可使体内生化反应速度加快，汗腺分泌旺盛和呼吸循环机能增强，以至产热量升高。
食物的特殊动力效应在进食后1-8小时左右，机体即使处于安静状态，其产热量也会比进食前提高。
这种食物引起机体产生额外热量的作用称为食物的特殊动力效应。
食物的特殊动力作用以蛋白质为最强，一般可以产生30%额外热量。
脂肪和糖类增加的热量约为4-6%。
精神活动当精神紧张或情绪激动时，由于骨骼肌张力增加、交感神经兴奋、促进可产热激素甲状腺激素和肾上腺激素的释放，使能量代谢可显著提高。
2.什么是体温。
体温有哪些的生理变异?答：体温是指体内深部的平均温度。
生理学 第7章 能量代谢与体温
4、体表面积的测定： 体表面积(m2)=0.0061×身高 (cm)+0.0128×体重(kg)0.1529； 体表面积还可从右图直接求出。
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。
5、BMR正常范围：±10％～±15％ 6、BMR的临床意义：
(四)食物的特殊动力效应
1、概念：人在进食后的1～8小时，机体的产热量会增加。 这种因食物引起机体产生“额外”热量的现象称为食物的 特殊动力效应 。 2、三种主要营养物质中： 蛋白质的特殊动力效应最为显著，为30％；糖和脂肪的 特殊动力效应分别为6％和4％
1、 基础代谢：基础状态下的能量代谢。 2、 基础状态：清晨、清醒、静卧，未作肌肉活动； 测定前至少禁食12小时； 室温保持在20～25℃； 体温正常、精神安定。 3、 基础代谢率(BMR)：单位时间内的基础代谢。 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)。
(2)发汗：
发汗：发汗是汗腺主动分泌汗液的过程。发汗时有明显的
汗液形成而被蒸发，因此又称为可感蒸发。 安静状态下，环境温度达30℃左右时便开始发汗。 空气湿度高，衣着较多时，25℃便可引起发汗。 劳动或运动时，气温虽在20℃以下，也可出现发汗，而
且发汗量往往较多。
汗液的成分：水分：99％ 固体成分（ NaCl、 KCl、尿素）：<1％
(二)体温调节中枢 体温调节中枢：下丘脑 体温调节中枢整合机构的中心部位： 下丘脑 的视前区-下丘脑前部（ PO/AH ）
(三)体温调定点学说 体温调定点学说认为，体温的调节点类似于 恒温器的调节，PO／AH神经元的活动设定了 一个调定点，即规定的温度值，如37℃。若 当体温超过37℃时，热敏神经元放电频率增 加，引起散热过程加强，产热过程减弱；若 体温不足37℃时，则引起相反的变化。
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
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。
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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
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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）
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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
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。
生理学-第七章 能量代谢与体温
不感蒸发——皮肤、呼吸道 可感蒸发（发汗） 2）环境温度升高到接：机体通过交感N调控着 皮肤血管的口径，以改变其血流量，改变皮肤 温度，从而影响辐射、对流和传导散热量。
（二）体温的测定
临床： 直肠温度：36.9-37.9℃ 口腔温度：36.7-37.7℃ 腋窝温度：36.0-37.4℃
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
（三）体温的生理性变动
1.昼夜变化：清晨2～6时体温最低，午后1～6时最高 2.性别差异：青春期后女子的体温平均比男子高0.3℃ 3.年龄差异 4.肌肉活动与精神活动
呼吸商(respiratory quotient, RQ)：在一定时间内，机体CO2 产量与O2耗量的比值 非蛋白呼吸商(non-protein respiratory quotient, NPRQ)：糖 和脂肪氧化（非蛋白代谢）的CO2产量与O2耗量的比值。
三种营养物质氧化的几种数据
───────────────────────────
物质
耗氧量 (L/g)
产(CLO/2g量)
物理热价 (KJ/g)
生物热价 氧热价 (KJ/g) (KJ/L)
呼吸商 (RQ)
───────────────────────────
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
（一）肌肉活动
状态 产热量(KJ/m2.min) ────────────
影响最显著 （二）环境温度
躺卧 开会 擦窗子
2.73 3.40 8.30
（三）食物的特殊动力效应
洗衣 扫地
9.89 11.37
（二）体温的测定
临床： 直肠温度：36.9-37.9℃ 口腔温度：36.7-37.7℃ 腋窝温度：36.0-37.4℃
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
（三）体温的生理性变动
1.昼夜变化：清晨2～6时体温最低，午后1～6时最高 2.性别差异：青春期后女子的体温平均比男子高0.3℃ 3.年龄差异 4.肌肉活动与精神活动
呼吸商(respiratory quotient, RQ)：在一定时间内，机体CO2 产量与O2耗量的比值 非蛋白呼吸商(non-protein respiratory quotient, NPRQ)：糖 和脂肪氧化（非蛋白代谢）的CO2产量与O2耗量的比值。
三种营养物质氧化的几种数据
───────────────────────────
物质
耗氧量 (L/g)
产(CLO/2g量)
物理热价 (KJ/g)
生物热价 氧热价 (KJ/g) (KJ/L)
呼吸商 (RQ)
───────────────────────────
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
（一）肌肉活动
状态 产热量(KJ/m2.min) ────────────
影响最显著 （二）环境温度
躺卧 开会 擦窗子
2.73 3.40 8.30
（三）食物的特殊动力效应
洗衣 扫地
9.89 11.37
《生理学》第七章能量代谢与体温调节课件07
(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。
4.舰艇舱内温度可高达60℃,• 舰员的能量 故
代谢率很高。
四、基础代谢
(一) 概念
(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。
(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。
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。
生理学-能量代谢与体温
肌肉收缩
外功
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第一节 能量代谢
二、能量代谢的测定和方法 （一）测定原理 1、机体的能量代谢也遵循能量守恒定律： 机体释放的能量=热能+外功 2、机体安静时，外功=0，此时机体能量 代谢=机体在单位时间内散发的总热量
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第一节 能量代谢
（二）能量代谢测定方法 1、直接测热法 直接测出人体在一定时间内发散的热量 2、间接测热法－化学反应的定比定律 C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+Q 只要测得机体单位时间的耗O2量和CO2产生量，便可计算 出产热量，从而算出能量代谢率。 3、双标记水法
BMR测定的临床意义： 有助于诊断某些疾病 ➢ 甲低：BMR比正常低 40％～20％ ➢ 甲亢：BMR比正常高 25%～80%
➢ BMR：发热、糖尿病、红细胞增多症、白血病、 肾上腺皮质功能亢进、有呼吸困难的心脏病等。
➢ BMR：肾上腺皮质和垂体功能低下、肾病综合 征、病理性饥饿、垂体性肥胖等。
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第一节 能量代谢
列哪种情况下，基础代谢率明显升高? B
A、肢端肥大症
B、甲状腺功能亢进
C、糖尿病
D、呆小症
E、肾上腺皮质功能亢进
X测定基础代谢率的条件有：ACD A、于清晨醒后不久测定 B、测定时取坐位 C、测定前至少禁食12小时 D、室温保持在20-25摄氏度
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第一节 能量代谢
X下列疾病中，基础代谢率呈升高趋势的有 A. 急性白血病 B. 甲状腺功能亢进症 C. 真性红细胞增多症 D. 糖尿病
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第一节 能量代谢
（三）间接测热法的具体步骤 测定参数 由于间接测热法是根据机体单位时间的耗O2量和CO2产 生量来推算各种食物的消耗量和产热量，因此必须首先 了解以下几个概念： ➢ 食物的热价（caloric value） ➢ 食物的氧热价（thermal equivalent of oxygen） ➢ 呼吸商（respiratory quotient）
外功
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第一节 能量代谢
二、能量代谢的测定和方法 （一）测定原理 1、机体的能量代谢也遵循能量守恒定律： 机体释放的能量=热能+外功 2、机体安静时，外功=0，此时机体能量 代谢=机体在单位时间内散发的总热量
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第一节 能量代谢
（二）能量代谢测定方法 1、直接测热法 直接测出人体在一定时间内发散的热量 2、间接测热法－化学反应的定比定律 C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+Q 只要测得机体单位时间的耗O2量和CO2产生量，便可计算 出产热量，从而算出能量代谢率。 3、双标记水法
BMR测定的临床意义： 有助于诊断某些疾病 ➢ 甲低：BMR比正常低 40％～20％ ➢ 甲亢：BMR比正常高 25%～80%
➢ BMR：发热、糖尿病、红细胞增多症、白血病、 肾上腺皮质功能亢进、有呼吸困难的心脏病等。
➢ BMR：肾上腺皮质和垂体功能低下、肾病综合 征、病理性饥饿、垂体性肥胖等。
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第一节 能量代谢
列哪种情况下，基础代谢率明显升高? B
A、肢端肥大症
B、甲状腺功能亢进
C、糖尿病
D、呆小症
E、肾上腺皮质功能亢进
X测定基础代谢率的条件有：ACD A、于清晨醒后不久测定 B、测定时取坐位 C、测定前至少禁食12小时 D、室温保持在20-25摄氏度
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第一节 能量代谢
X下列疾病中，基础代谢率呈升高趋势的有 A. 急性白血病 B. 甲状腺功能亢进症 C. 真性红细胞增多症 D. 糖尿病
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第一节 能量代谢
（三）间接测热法的具体步骤 测定参数 由于间接测热法是根据机体单位时间的耗O2量和CO2产 生量来推算各种食物的消耗量和产热量，因此必须首先 了解以下几个概念： ➢ 食物的热价（caloric value） ➢ 食物的氧热价（thermal equivalent of oxygen） ➢ 呼吸商（respiratory quotient）
第七章 能量代谢与体温
3.调定点学说
下丘脑PO/AH中的温度敏感神经元起着调定点的作用。 调定点：能使热敏神经元和冷敏神经元活动后 恰好使散热和产热保持平衡的温度值。
1.正常人的直肠温度、腋窝温度和口腔温度的高低应当是 A.口腔温度＞腋窝温度＞直肠温度 B.直肠温度＞口腔温度＞腋窝温度 C.直肠温度＞腋窝温度＞口腔温度 D.腋窝温度＞口腔温度＞直肠温度 2.人体体温昼夜节律变化中，体温最低的时间是 A.上午8～10时 B.下午3～4时 C.清晨2～6时 D.夜间10～12时 3.女性月经期中，体温最低的时间是 A.行经期 B.排卵前 C.排卵后 D.排卵日 4.人体腋下温度正常值是 A.36.0℃～37.4℃ B.36.7℃～37.7℃ C.36.9℃～37.9℃ D.37.5℃～37.6℃ 5.影响能量代谢最重要的因素是 A.环境温度 B.进食 C.精神、情绪 D.肌肉活动
6.劳动或运动时，机体主要产热器官是 A.肝脏 B.脑 C.心脏 D.肌肉 7.当环境温度等于或超过体温时，机体的主要散热方式是 A.辐射 B.传导和对流 C.发汗蒸发 D.不显性发汗 8.给高热病人使用乙醇擦浴是 A.增加辐射散热 B.增加传导散热 C.增加蒸发散热 D.增加对流散热 9.给高热病人作用冰帽或冰袋的作用是 A.增加辐射散热 B.增加传导散热 C.增加蒸发散热 D.增加对流散热 10.决定体温调定点的部位在 A.下丘脑 B.大脑皮层 C.下丘脑后部 D.视前区-下丘脑前部
2.测 定
产热量=20.2kJ/L×耗氧量/体表面积 BMR=（实测值-平均正常值）/平均正常值
年龄 （岁） 男 11～15 195.5 16～17 193.4 18～19 166.2 20～30 157.8 31～40 158.6 41～50 154.0 ＞51 149.0
生理第07章 能量代谢和体温
二、影响能量代谢的因素
• 1．肌肉活动 肌肉活动是影响能量代谢最显著
的因素，机体任何轻微活动，都可提高能量代谢 率。运动或劳动时，机体耗氧量显著增加，剧烈 运动或强劳动时，短时间内其产热量比安静时可 增加数倍到十数倍。
• 2．精神活动 精神和情绪活动时能量代谢有显
著影响。因为脑的能量来源主要靠糖氧化释能， 安静思考时影响不大，但精神紧张时，如激动、 烦恼、愤怒、恐惧及焦虑等，产热量增多，能量 代谢率增高。
• 3.对流（convection）散热 机体借空气或液体
流动带走人体周围已加温的热空气，称为对流散 热，是传导散热的特殊方式。
• 4.蒸发（evaporation） 在任何条件下液体变为气 体蒸发时都带走一定的热量，此种散热方式称为 蒸发散热。临床上对高热病人采用酒精擦浴降温 即此道理。蒸发散热可分为不感蒸发和发汗： • (1)不感蒸发（insensible perspiration） 不感蒸 发是指液体中的水分直接渗出皮肤和呼吸道粘膜 等表面而被蒸发，并不被人们觉察，是持续进行 的一种散热方式，故称不感蒸发。
• 在正常生理情况下，体温可随昼夜、性别、年龄、 肌肉活动，精神紧张和环境温度等不同而异。
• 1．昼夜变化 在一昼夜中，人体的体温是周期
性波动，清晨2时～6时体温最低，午后1时～6时 最高，波动幅度一般不超过1℃，体温的这种昼夜 周期波动称为昼夜节律或日周期。
• 2．性别 女性基础体温高于同龄男性体温0.3℃且 随月经周期发生规律性变化，排卵前体温下降， 排卵后体温上升，原因是体内孕激素水平周期性 变化产生。 • 女性月经周期中基础体温曲线图
• 2.体温调节中枢 广泛存在于中枢神经各级部位，其基本 中枢在下丘脑。下丘脑的视前区-下丘脑前部（PO/AH）温 度敏感神经元，既能感受它局部组织温度变化的刺激，又 能对其他途径传入的温度变化信息整合处理，因此， PO/AH现被认为是体温调节中枢整合机构的中心部位。 • 3.体温调定点学说（Set-point theory） 调定点学说体温 恒定的调节是通过机体内体温自动控制系统来完成的，体 温的调节类似于恒温器的调节。PO/AH中有个调定点，即 事先将调定点定在一个规定的数值（如37℃）。如果体温 偏离此数值则由反馈系统将偏差信息送到控制系统，然后 经过对受控系统的调整来维持体温恒定。关于调定点的机 制尚未清楚。某些退热药（如阿司匹林）的作用就在于阻 断致热原的作用，使调定点恢复到正常水平。