动物生理学能量代谢与体温调节-PPT课件

二氧化碳产量＝340L－57L＝283L
非蛋白呼吸商＝283L/328.75L＝0.86
查表，当NPRQ等于0.86时，氧热价为20.41kJ/L。 非蛋白代谢产热量＝328.75L×20.41kJ/L＝6709.8kJ 总产热量＝1350＋6709.8＝8059.8kJ
则总产热量数值8059.8kJ就是该受试者24小时内的能量代谢率。
能量代谢和体温调节
Energy metabolism and thermoregulation
物质代谢过程中所伴随的能量的释放、转 移、贮存和利用统称为能量代谢（energy metabolism）。
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第一节
能量代谢
Energy metabolism
能量的来源及利用
糖 carbohydrate 脂肪 fat 蛋白质 protein
指某种物质氧化时，消耗1L氧 所产生的热量。
氧热价＝
热价 耗O2量
指一定时间内机体的CO2产量与耗 O2量的比值 。
呼吸商＝
产生的CO2（ml） 消耗的O2（ml）
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某些情况下，呼吸商并不能完全 准确地反映机体中三种营养物质氧 化分解的比例：
• 机体内营养物质相互转化 • 肌肉剧烈活动 • 反刍动物瘤胃饲料发酵
指1g食物氧化分解或在体外燃烧时所释放的热量，也叫 卡价（caloric value of food）。
食物在体外燃烧时释放的热量称物理热价；在体内氧化 所产生的热量，称生物热价。
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• 食物的氧热价
thermal equivalent of oxygen
• 呼吸商
respiratory quotient, RQ
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影响能量代谢的主要因素
➢ 食物的特殊动力效应 specific dynamic action ➢ 骨骼肌收缩舒张 ➢ 精神状态 ➢ 环境温度
基础代谢和静止能量代谢
➢ 基础代谢 basal metabolism ➢ 基础代谢率 basal metabolic rate, BMR ➢ 静止能量代谢
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假设受试者24小时的耗O2量为400L， CO2产量为340L，收 集的24小时尿氮排出量为12g。
蛋白质代谢
氧化量＝12g×6.25＝75g
产热量＝18kJ/g×75g＝1350kJ
耗氧量＝0.95L/g×75g＝71.25L
二氧化碳产量＝0.76L/g×75g＝57L
非蛋白代谢
耗பைடு நூலகம்量＝400L－71.25L＝328.75L
昼夜变化 性别差异 年龄差异 骨骼肌活动和精神活动 其它：进食、环境温度
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机体的产热和散热
➢ 产热器官
• 安静状态：内脏器官为主 • 运动状态：骨骼肌为主
➢ 产热方式
• 基础代谢产热 • 食物的特殊动力效应 • 骨骼肌运动产热 • 寒战产热和非寒战产热
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• 寒战产热 shivering thermogenesis
指在寒冷环境中，机体通过升高代谢率而增加产热的现象。 机理是一方面通过下丘脑－腺垂体－甲状腺轴促进甲状腺激 素的分泌，另一方面交感神经兴奋，肾上腺髓质分泌肾上腺素增 加。两种激素都能促进机体代谢，增加产热。
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➢ 散热途径
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非蛋白呼吸商
non-protein respiratory quotient, NPRQ
在去除蛋白质供能的情况下，测定一定时 间内氧化糖和脂肪所产生的CO2量与耗O2 量，并计算比值。
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➢ 间接测热法的依据
定比定律：在一般化学反应中，反应底物的量与产物量之 间有一定的比例关系。
C6H12O6 ＋ 6O2 ＝ 6CO2 ＋ 6H2O ＋ △H
➢ 间接测热法的具体步骤
测出机体在一定时间内耗O2量和产生CO2的量，并测出尿中 尿氮的排出量； 从尿氮排出量计算出蛋白质氧化量及蛋白质食物的产热量 （1g尿氮相当于氧化分解6.25g蛋白质） ； 从总耗O2量和CO2产量中分别扣除蛋白质氧化的耗O2量和CO2 产量，计算出NPRQ，查出该NPRQ值对应的氧热价，并计算出 非蛋白食物的产热量； 将蛋白质食物与非蛋白食物的产热量相加，得出总产热量。
机体受到寒冷刺激时，最初骨骼肌肌紧张增高，称为寒战前 肌紧张（pre-shivering tone），此时产热量已有所增加。
寒冷刺激持续作用时，骨骼肌将出现寒战，表现为伸肌和屈 肌同时出现不随意的节律性收缩。此时骨骼肌的收缩不做机械外 功，但所耗能量全部转变为热能，因此产热量显著增加。
• 非寒战产热 non-shivering thermogenesis
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由于蛋白质不是主要的供能 物质，所以可以不考虑蛋白代谢 的影响，不测尿氮量，只测定受 试者一定时间的耗O2量和CO2产 量，并计算出呼吸商。则：
NPRQ＝340L/400L＝0.85
查表，当NPRQ等于0.85时，氧热价 为20.36kJ/L。
产热量＝400×20.36＝8144kJ
该值与前面得出的值（8059.8kJ） 很接近，误差在1％～2％以内。
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➢ 糖是体内基本的供能物质，是机体的重要能源
食物糖
氧化 供能
消化 葡萄糖 分解
吸收
贮存
肝糖原 肌糖原
血糖 骨骼肌
➢ 脂肪也是重要的供能物质，更是体内主要的贮能物质
葡萄糖 氨基酸
食物脂肪
消化 吸收
贮存脂肪
氧化 分解
供能
➢ 在特殊情况下蛋白质也参与供能
机体蛋白质
食物蛋白质
消化 吸收
氨基酸
氧化 分解
供能
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第二节 体温及其调节
体温 body temperature
深部温度
core temperature
较高 较稳定 各部位差异较小
表层温度
shell temperature
较低 不稳定 各部位差异较大
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体温的生理性波动
在正常情况下，体温可受昼夜、性别、年龄、精神和体力 活动、环境温度等因素的影响而发生生理性波动。
生物活性物质
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机体的重 要贮能物 质和直接 供能物质
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体内营养物质的分解、释放的能量 ＝ 机体散发的热能＋所做的机械功＋化学贮备能
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能量代谢的测定
➢ 直接测热法 direct calorimetry
通过收集机体在一定时间内散发的总热量求得能量代谢 率的方法。
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➢ 间接测热法 indirect calorimetry • 食物的热价 thermal equivalent of food