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 能 量 代 谢 : 指 体 内 物 质 代 谢 过 程 中 所 伴 随 的 能 量 释 放 转 移 贮 存 和 利 用
一 机 体 能 量 的 来 源 与 去 路 ( 一 ) 能 量 来 源 1. 糖 : 主 要 (70% 以 上 ) 脑 组 织 所 需 能 量 则 几 乎 完 全 来 源 于 糖 的 有 氧 氧 化 缺 氧 和 血 糖 水 平 过 低, 均 可 导 致 意 识 障 碍 昏 迷 以 及 抽 搐 2. 脂 肪 : 次 之 (30%) 3. 蛋 白 质 : 很 少 ( 长 期 饥 饿 或 极 度 消 耗 时, 才 成 为 主 要 能 量 来 源 )
( 二 ) 能 量 去 路 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 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 相 关 概 念 : 食 物 的 热 价 氧 热 价 和 呼 吸 商
1 食 物 的 热 价 :1g 食 物 在 氧 化 时 所 释 放 出 来 的 热 量, 称 为 食 物 的 热 价 物 理 热 价 : 指 食 物 在 体 外 燃 烧 时 释 放 的 热 量 生 物 热 价 : 指 在 体 内 氧 化 时 所 产 生 的 热 量 糖 与 脂 肪 : 物 理 热 价 = 生 物 热 价 蛋 白 质 : 物 理 热 价 > 生 物 热 价 ( 蛋 白 质 在 体 内 不 能 被 彻 底 氧 化 分 解, 有 一 部 分 以 尿 素 的 形 式 由 尿 中 排 泄 )
2 食 物 的 氧 热 价 : 某 种 食 物 氧 化 时, 每 消 耗 1L 氧 所 产 生 的 热 量 称 为 该 种 食 物 的 氧 热 价
3 呼 吸 商 (RQ): 指 一 定 时 间 内, 机 体 的 CO 2 产 生 量 与 耗 O 2 量 的 比 值 RQ=CO 2 产 生 量 / 耗 O 2 量 根 据 RQ 可 估 计 某 一 段 时 间 内 机 体 氧 化 各 种 食 物 的 比 例 : 三 种 营 养 物 质 氧 化 的 几 种 数 据 物 质 耗 氧 量 产 CO 2 量 物 理 热 价 生 理 热 价 氧 热 价 呼 吸 商 (L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/g) (R Q) 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 蛋 白 质 0.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.85
4 非 蛋 白 呼 吸 商 (NPRQ): 指 一 定 时 间 内, 机 体 氧 化 非 蛋 白 食 物 时 的 CO 2 产 生 量 与 耗 O 2 量 的 比 值 整 体 产 生 CO 2 总 量 - 分 解 蛋 白 产 生 CO 2 量 NPRQ= 整 体 耗 O 2 总 量 - 分 解 蛋 白 耗 O 2 量
⑵ 间 接 测 热 法 ( 简 易 法 ) 1 测 定 CO 产 生 量 和 耗 O 量 2 2 2 计 算 出 RQ=CO 产 生 量 / 耗 O 量 2 2 3 查 出 非 蛋 白 食 物 氧 热 价 4 计 算 出 非 蛋 白 食 物 的 产 热 量 = 氧 热 价 非 蛋 白 耗 O 量 2
⑶ 临 床 简 易 法 : 1 将 混 合 膳 食 的 RQ 定 为 0.82, 氧 热 价 =20.20kJ/L; 2 测 定 6min 的 耗 O 量 ; 2 3 能 量 代 谢 计 算 := 耗 O 量 氧 热 价 2
三 影 响 能 量 代 谢 的 因 素 ( 一 ) 肌 肉 活 动 肌 肉 活 动 对 能 量 代 谢 的 影 响 最 大 表 7-3 机 体 不 同 状 态 时 的 能 量 代 谢 率 状 态 产 热 量 (KJ/m 2.min) 躺 卧 2.73 开 会 3.40 擦 窗 子 8.30 洗 衣 9.89 扫 地 11.37 打 排 球 17.05 打 篮 球 24.22 踢 足 球 24.98
( 二 ) 精 神 活 动 人 在 平 静 地 思 考 问 题 时, 能 量 代 谢 受 到 的 影 响 不 大, 其 产 热 量 一 般 不 超 过 4% 但 精 神 处 于 紧 张 状 态 ( 烦 躁 恐 惧 情 绪 激 动 等 ) 时, 由 于 会 导 致 无 意 识 的 肌 肉 紧 张 性 增 强 交 感 神 经 兴 奋 及 促 进 代 谢 的 内 分 泌 激 素 释 放 增 多 等 原 因, 产 热 量 可 显 著 增 加
( 三 ) 食 物 的 特 殊 动 力 效 应 食 物 能 使 机 体 产 生 额 外 热 量 的 现 象 称 为 食 物 的 特 殊 动 力 效 应 各 种 营 养 物 质 的 食 物 特 殊 动 力 效 应 不 同, 进 食 蛋 白 质 时 产 热 量 增 加 30%, 混 合 性 食 物 增 加 10%, 糖 和 脂 肪 增 加 4~6% 其 产 生 的 机 制 尚 不 十 分 清 楚, 可 能 与 肝 脏 处 理 蛋 白 分 解 产 物 时 的 额 外 能 量 消 耗 有 关
( 四 ) 环 境 温 度 1.20~30 的 环 境 中 较 为 稳 定 2. 超 过 30, 能 量 代 谢 率 增 加 3. 低 于 20 时, 能 量 代 谢 率 增 加
四 基 础 代 谢 ( 一 ) 概 念 1. 基 础 代 谢 : 机 体 在 基 础 状 态 下 的 能 量 代 谢 称 为 基 础 代 谢 基 础 状 态 的 条 件 如 下 : 1 清 晨 空 腹, 即 禁 食 12~14h, 以 排 除 食 物 特 殊 动 力 效 应 的 影 响 2 平 卧, 全 身 肌 肉 放 松, 尽 力 排 除 肌 肉 活 动 的 影 响 3 清 醒 且 情 绪 安 闲, 以 排 除 精 神 紧 张 的 影 响 4 室 温 20-25, 排 除 环 境 温 度 的 影 响 2. 基 础 代 谢 率 (BMR): 单 位 时 间 内 的 基 础 代 谢
( 二 )BMR 的 测 定 和 正 常 值 1.BMR 的 测 定 :( 通 常 采 用 简 易 法 ) 按 下 面 公 式 计 算 出 BMR 实 测 值 : BMR 实 测 值 =20.18 耗 氧 量 / 体 表 面 积 对 照 表 7-4 的 BMR 平 均 值, 按 下 面 公 式 计 算 出 BMR 相 对 值 : BMR 实 测 值 -BMR 平 均 值 BMR 相 对 值 = 100% BMR 平 均 值 2.BMR 正 常 值 :=±10%~±15% >±20% 可 能 是 病 态
人 体 表 面 积 推 算 : 1 公 式 计 算 := 0.0061 身 高 ( cm) + 0.0128 体 重 (kg) - 0.1529 2 体 表 面 积 测 算 图 测 出
第 二 节 体 温 概 念 : 指 身 体 深 部 的 平 均 温 度, 即 体 核 温 度 T < 22 心 跳 停 止 ; T > 43 酶 变 性 而 死 亡 ; T = 27 低 温 麻 醉
一 人 体 正 常 体 温 及 生 理 变 动 ( 一 ) 正 常 体 温 通 常 体 温 的 测 量 部 位 为 腋 窝 口 腔 和 直 肠 温 1. 肛 温 : 正 常 为 36.9~37.9 2. 口 温 : 约 比 直 肠 低 0.2, 为 36.7~37.7 3. 腋 温 : 约 比 口 腔 低 0.3, 为 36.4~37.4
( 二 ) 体 温 的 生 理 变 动 1. 昼 夜 节 律 变 化 一 般 是 清 晨 2~6h 时 最 低, 下 午 2~8h 最 高, 波 动 幅 度 一 般 不 超 过 1 体 温 的 昼 夜 节 律 是 生 物 节 律 的 表 现 之 一
2. 性 别 差 异 ⑴ 成 年 女 子 体 温 平 均 比 男 子 高 0.3 ⑵ 女 子 体 温 随 月 经 周 期 而 产 生 周 期 性 变 动 排 卵 日 最 低 ( 约 1 )
3. 年 龄 差 异 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
4. 其 他 肌 肉 活 动 时, 肌 肉 代 谢 明 显 增 强, 产 热 增 加, 可 使 体 温 暂 时 升 高 1~2 所 以 测 体 温 时, 要 先 让 受 试 者 安 静 一 段 时 间, 小 儿 应 防 止 其 哭 闹 情 绪 激 动 精 神 紧 张 进 食 等 情 况, 都 会 影 响 体 温 全 身 麻 醉 时, 会 因 抑 制 体 温 调 节 中 枢 和 扩 张 血 管 的 作 用 及 骨 骼 肌 松 弛, 使 体 温 降 低, 所 以 全 麻 时 应 注 意 保 温
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 此 外, 环 境 温 度 进 食 精 神 紧 张 等 能 够 影 响 能 量 代 谢 的 因 素, 也 都 可 影 响 机 体 的 产 热 量
2. 产 热 形 式 ⑴ 战 栗 产 热 : 骨 骼 肌 不 随 意 的 节 律 性 收 缩, 其 特 点 是 屈 肌 和 伸 肌 同 时 收 缩, 不 做 外 功 但 产 热 量 很 高 ⑵ 非 战 栗 产 热 : 又 称 代 谢 产 热, 机 体 所 有 的 组 织 器 官 都 能 进 行 代 谢 产 热, 但 以 褐 色 脂 肪 组 织 的 产 热 量 最 大 ( 约 占 70%)
3. 产 热 活 动 的 调 节 ⑴ 寒 冷 刺 激 时 交 感 - 肾 上 腺 髓 质 NE E 产 热 量 特 点 : 作 用 迅 速, 维 持 时 间 短 ⑵ 机 体 在 寒 冷 环 境 几 周 后 甲 状 腺 T 3 T 4 代 谢 率 ( 增 加 4~5 倍 ) 产 热 量 特 点 : 作 用 缓 慢, 维 持 时 间 长
( 二 ) 散 热 1. 散 热 部 位 : 主 : 皮 肤 面 积 大 与 外 界 接 触 血 流 丰 富 有 汗 腺 次 : 肺 尿 粪
2. 散 热 方 式 : 当 外 界 气 温 < 低 于 人 体 表 层 温 度 时, 人 体 主 要 通 过 辐 射 传 导 和 对 流 方 式 散 热, 辐 射 散 热 量 约 占 总 量 60% 当 外 界 温 度 = 接 近 或 > 高 于 皮 肤 温 度 时, 机 体 的 散 热 是 依 靠 蒸 发 方 式 散 热
⑴ 辐 射 散 热 : 指 体 热 以 热 射 线 形 式 传 给 温 度 较 低 的 周 围 环 境 中 的 散 热 方 式 辐 射 散 热 量 的 多 少 取 决 于 机 体 的 有 效 辐 射 面 积 皮 肤 与 环 境 的 温 度 差 在 高 温 环 境 中 作 业, 因 环 境 温 度 高 于 皮 肤 温 度, 机 体 不 仅 不 能 辐 射 散 热, 反 而 会 吸 收 周 围 的 热 量, 故 易 发 生 中 暑
⑵ 传 导 散 热 : 指 体 热 直 接 传 给 与 机 体 相 接 触 的 低 温 物 体 的 散 热 方 式 传 导 散 热 量 取 决 于 水 的 导 热 性 好, 因 此 临 床 上 常 利 用 冷 水 袋 或 冰 袋 为 高 热 患 者 降 温 与 皮 肤 接 触 物 体 的 温 差 与 皮 肤 接 触 面 积 的 大 小 与 皮 肤 接 触 物 体 的 导 热 性
⑶ 对 流 散 热 : 指 体 热 凭 借 空 气 流 动 交 换 热 量 的 散 热 方 式 对 流 散 热 量 主 要 取 决 于 气 温 风 速
⑷ 蒸 发 散 热 :( 分 不 感 蒸 发 和 发 汗 ) 指 体 液 的 水 分 在 皮 肤 和 粘 膜 表 面 由 液 态 转 化 为 气 态, 同 时 带 走 大 量 热 量 的 散 热 方 式 当 气 温 体 温 时, 蒸 发 是 唯 一 的 散 热 途 径
1 不 感 蒸 发 : 又 称 不 显 汗 指 体 液 的 水 分 直 接 透 出 皮 肤 和 粘 膜 表 面, 在 未 聚 成 明 显 水 滴 前 蒸 发 掉 的 散 热 形 式 2 发 汗 : 又 称 可 感 蒸 发 发 汗 散 热 是 通 过 汗 液 蒸 发 吸 收 体 表 热 量 实 现 的, 若 将 汗 液 擦 掉 则 不 能 起 到 蒸 发 散 热 的 效 果 ; 汗 腺 缺 乏 ( 如 烧 伤 病 人 ) 或 汗 腺 分 泌 障 碍 者, 在 热 环 境 中 就 可 导 致 体 温 升 高 危 及 生 命
3. 散 热 的 调 节 : ⑴ 皮 肤 循 环 的 调 节 : 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 ⑵ 发 汗 的 调 节 :
三 体 温 调 节 ( 一 ) 温 度 感 受 器 1. 外 周 温 度 感 受 器 ⑴ 分 布 : 全 身 皮 肤 某 些 粘 膜 和 腹 腔 内 脏 等 处 ⑵ 类 型 : 温 觉 感 受 器 和 冷 觉 感 受 器 皮 温 30 时 冷 觉 感 受 器 + 冷 觉 皮 温 35 时 温 觉 感 受 器 + 温 觉
2. 中 枢 温 度 感 受 器 ⑴ 分 类 : 热 敏 神 经 元 和 冷 敏 神 经 元 血 温 热 敏 神 经 元 冲 动 发 放 频 率 血 温 冷 敏 神 经 元 冲 动 发 放 频 率 ⑵ 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 (PO/AH) 分 布 较 多 的 热 敏 神 经 元 和 少 量 冷 敏 神 经 元 加 温 PO/AH PO/AH 的 热 敏 N 元 + 散 热 产 热 冷 却 PO/AH PO/AH 的 冷 敏 N 元 + 散 热 产 热
( 二 ) 体 温 调 节 中 枢 调 节 体 温 的 基 本 中 枢 位 于 下 丘 脑 PO/AH 具 有 体 温 调 节 整 合 中 枢 的 地 位
( 三 ) 体 温 调 节 机 制 籍 于 前 述, 体 温 自 动 调 节 的 机 制 提 出 了 调 定 点 学 说 : 即 体 温 调 节 类 似 恒 温 器 的 调 节 ;PO/AH 中 的 温 敏 N 元 可 能 起 着 调 定 点 的 作 用 ; 调 定 点 所 规 定 的 温 度 值 决 定 着 体 温 的 高 低
( 三 ) 体 温 调 节 机 制 籍 于 前 述, 体 温 自 动 调 节 的 机 制 提 出 了 调 定 点 学 说 : 即 体 温 调 节 类 似 恒 温 器 的 调 节 ; PO/AH 中 的 温 敏 N 元 可 能 起 着 调 定 点 的 作 用 ; 调 定 点 所 规 定 的 温 度 值 决 定 着 体 温 的 高 低