能量代谢和体温

nullnull第七章 能量代谢和体温罗自强 中南大学湘雅医学院生理学系第一节 能量代谢 Energy metabolism 定义：生物体内物质代谢中所伴随着 的能量释放、转移和利用等， 称为能量代谢。 第一节 能量代谢 Energy metabolism 定义：生物体内物质代谢中所伴随着 的能量释放、转移和利用等， 称为能量代谢。 null一、食物的能量转化 人体来源： 人体只能利用食物中蕴藏的化学能。nullATP 既是体内重要的储能物质，又是 直接的供能物质。null磷酸肌酸（CP） 含高能磷酸键，但需将高能磷酸键交给ADP生成ATP后机体才能利用，可把CP看作是ATP的储存库。 C ~ P CADP+Pi ATPnull二、能量代谢测定的原理和方法 (一)直接测热法(Direct calorimetry) 转化为热能（约50%） 转化为ATP ATP利用后 对外做功 转换成热能 食物氧化直接测热装置示意图 null(二)间接测热法(Indirect calorimetry) 定比定律＋能量守恒定律 ◆ 每种营养物质氧化分解时产生的热量是多少 ◆ 分清三种营养物质各氧化了多少null与能量代谢测定有关的几个概念 1.食物的热价（trermal eqivalent） 2.氧热价（ trermal eqivalent of oxygen） 3.呼吸商（respiratory quotient RQ） 4.非蛋白呼吸商 （non-protein respiratory quotient NPRQnull热价 thermal equivalent 一克食物在体内完全氧化或在体外燃烧所释放的能量 物理热价——食物在体外燃烧时所释放的热量 生物热价——食物在生物氧化时所释放的热量 物理热价（KJ/g） 生物热价（KJ/g） 糖 17 17 脂肪 39.8 39.8 蛋白质 23.5 18null氧热价 thermal equivalent of oxygen 某种物质氧化时，消耗一升O2所产生的热量 C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+△H 意义：根据机体在一定时间内耗氧量推算出它 的能量代谢率 null呼吸商 respiratory quotient RQ 一定时间内机体CO2产量与同一时间内耗O2量的比值 RQ= 产CO2mol数/耗O2mol数 糖 RQ= 6molCO2/6molO2=1.00 脂肪 C67H104O6+80O2 57CO2+52H2O RQ= 57molCO2/80molO2=0.71 蛋白质 RQ≈0.80（Pr不完全氧化） 意义：可估计某一段时间体内被氧化的3种物质比例 null非蛋白呼吸商 non-protein respiratory quotient NPRQ 糖和脂肪氧化时CO2产量与耗O2量的比值 为估算糖和脂肪比例的依据 null二、能量代谢的影响因素 1.肌肉活动 最显著 2.精神活动 3.食物特殊动力作用 specific dynamic effect 进食后一段时间内，机体虽处于安静状态，但所 产生的热量却要比进食前有明显增加。食物使机 体产生“额外”热量的作用称食物特殊动力作用 。 4.环境温度 20-30℃最稳定 null5.其他因素 （1）年龄 （2）性别 （3）睡眠null BMR单位： 1. kJ/m2·h 每小时每平方米体表面积的产热量 2.相对数值 实测值-正常人平均值 平均值 生理变动：性别 年龄 病理：＞±20% 甲亢 BMR↑ 甲低 BMR↓ 肾上腺皮质、脑垂体低功 BMR↓ 体温1℃↑ BMR13%↑ null三、基础代谢与基础代谢率 基础代谢（basal metabolism BM） 基础代谢率（BMR） 基础状态：人体处在清醒而又极其安静，不受肌肉 活动、食物、精神紧张和环境温度影响 时的状态。 nullnull甲状腺疾病患者的基础代谢与正常人基础代谢的比较nullWHO和我国建议的体重级别分类null三、能量平衡的调节 能量平衡指能量摄入和能量消耗之间的平衡状态。能量的摄入来源于每天的进食;而能量的消耗主要是机体对外所作的功(体力活动) 和机体内部代谢所消耗能量的总和。 进食大于消耗 肥胖 进食小于消耗 消瘦 体重指数(body mass index , BMI) 体重（kg）/身高（m）的平方 null1．与进食有关的中枢 下丘脑外侧区 摄食中枢（feeding center） 下丘脑腹内侧核 饱中枢（satiety center）null（1）饱感的产生与进食的终止： * 食物对胃和十二指肠的充盈扩张可通过迷走神经反射性抑制摄食中枢。 * 食物及其消化后的分解产物胆囊收缩素(CCK)、ghrelin增多抑制摄食中枢，兴奋饱中枢 * 血糖增高，可抑制摄食中枢、兴奋饱中枢而终止进食 2.摄食活动的调节 摄食的短期调节对每餐的摄食量进行调节，避免过食。 摄食的长期调节维持机体正常量的能量储备。null（2）机体脂肪储存信号与进食的调节： 脂肪细胞合成分泌瘦素（leptin） 瘦素下丘脑弓状核的神经元食欲降低，摄食减少 瘦素提高下丘脑交感神经中枢兴奋性，提高机体的能量代谢水平 瘦素抑制胰岛分泌胰岛素 null 第二节 体温 body temperature 表层体温（shell temperature） 深部体温（core temperature） 体温—机体深部平均温度 null皮肤温 体表各部分差别大、不稳定。 与局部血流量关系密切 影响因素：①环境温度 ②精神紧张 ③发汗 null 测量 直肠温度 36.9-37.9℃ 最稳定 口腔温度 36.7-37.3℃ 喘气、饮水影响 腋窝温度 36.0-37.4℃ ＞10min 出汗、测量姿势 鼓膜、食道—反映脑组织和机体深部温度 正常变动：1.昼夜节律 2.性别 3.年龄 4.肌肉活动及情绪 nullBnull女子的基础体温曲线null体热平衡 ㈠产热 产热器官 安静：内脏（肝脏）、脑 运动：骨骼肌 调节： 骨骼肌活动增强 寒战 寒冷刺激 随意运动 内分泌激素 null ㈡散热 1.途径 体表皮肤 90% ① 辐射 ② 传导、对流 ③ 蒸发 a.不感蒸发 b.发汗 null 2.汗液分泌及其调节 腺细胞主动分泌 ① 分类 ② 调节 反射活动 只接受交感神经支配 交感胆碱能纤维 中枢：脊髓→大脑皮层 CNS 主要为下丘脑发汗中枢 null 温热性发汗 精神性发汗 原因 热刺激 精神紧张、情绪激动 部位 全身小汗腺 掌心、脚底、腋窝 中枢 发汗中枢 大脑皮层 意义 散热 在体温调节中作用不大 null3. 循环系统的调节反应 热环境下：交感神经紧张度↓→小动 脉舒张→A-V吻合支开放→皮肤血 流量↑→散热↑ 冷环境下：相反变化nullnull体温调节 自主性体温调节 行为性体温调节 维持产热和散热的平衡 null㈠温度感受器 1.外周 游离神经末梢 特点：对温度变化速率敏感null由下丘脑视前区导出的温度敏感神 经元的放电活动2.中枢 温度敏感神经元 特点：无适应现象null ㈡体温调节中枢 视前区-下丘脑前部 PO/AH preoptic anterior hypothalamus 体温调节基本部位 途径 交感神经系统：皮肤血管舒缩反应和汗腺分泌 躯体神经：骨骼肌的活动 内分泌系统：甲状腺素、肾上腺髓质激素 null体温调节自动控制示意图nullnull机制：调定点学说null 细菌、真菌、病毒 外源性致热原 巨噬细胞 内源性致热原 PO/AH Tset↑ 热敏神经元+ 泠敏神经元+ ↓↑散热 产热↑↓ T↑ 单核细胞、粒细胞致热原被清除 Tset ↓皮肤血管收缩 寒战扩张、大汗在高体温水平保持 产热和散热的平衡