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1、第七章第七章 能量代谢与体温能量代谢与体温第一节第一节 能能 量量 代代 谢谢第二节第二节 体温及其调节体温及其调节 第一节第一节 能量代谢能量代谢 能量代谢(能量代谢(energy metabolismenergy metabolism):生物体内物质代谢生物体内物质代谢过程中伴随发生的能量的释放、转移、储存和利用。过程中伴随发生的能量的释放、转移、储存和利用。第七章第七章 能量代谢与体温能量代谢与体温 合成代谢合成代谢:机机体体利用利用从外界摄取营养物质从外界摄取营养物质及分解代及分解代谢的部分产物谢的部分产物构筑和更新构筑和更新自身自身组织组织,并,并将将能量能量储存储存在在生物分子的结
2、构中。生物分子的结构中。分解代谢分解代谢:机体机体分解分解摄入的营养物质及自身的组成摄入的营养物质及自身的组成成分,并成分,并释放能量释放能量用于用于各种功能活动各种功能活动和和维持体温。维持体温。(一一)能量的来源能量的来源 1.1.机体可利用的能量形式机体可利用的能量形式磷酸肌酸(磷酸肌酸(CPCP)是机体内)是机体内ATPATP的储存库的储存库一、机体的能量来源和利用一、机体的能量来源和利用ATPATP既是储能物质又是供能物质既是储能物质又是供能物质ATPATP释放能量释放能量储存能量储存能量ADPADP第一节第一节 能量代谢能量代谢 糖(糖(carbohydratecarbohydra
3、te):1)、糖是机体生命活动的主要能量来源)、糖是机体生命活动的主要能量来源(50%-70%)2)、糖的)、糖的有氧氧化有氧氧化(30-32molATP/mol葡萄糖葡萄糖)和和无氧酵解无氧酵解(2molATP/mol葡萄糖葡萄糖)2 2、三大营养物质的能量转化、三大营养物质的能量转化第一节第一节 能量代谢能量代谢(一一)能量的来源能量的来源氧债(氧债(oxygen debt):):剧烈运动时,循环、呼吸功剧烈运动时,循环、呼吸功能活动能活动摄取氧气的速度暂时跟不上骨骼肌代谢所需摄取氧气的速度暂时跟不上骨骼肌代谢所需的实际耗氧量,这部分亏欠的氧量称为氧债。的实际耗氧量,这部分亏欠的氧量称为氧
4、债。糖糖:2 2、三大营养物质的能量转化、三大营养物质的能量转化第一节第一节 能量代谢能量代谢(一一)能量的来源能量的来源3)、糖原)、糖原(glycogen)是糖在体内的储存形式是糖在体内的储存形式肝糖原:肝糖原:分解为葡萄糖调节血糖水平。分解为葡萄糖调节血糖水平。肌糖原:肌糖原:分解为分解为6-磷酸葡萄糖供能。磷酸葡萄糖供能。脂肪:脂肪:1)、储存和释放能量()、储存和释放能量(30%-50%)2)、储存量大,释放能量多)、储存量大,释放能量多2 2、三大营养物质的能量转化、三大营养物质的能量转化第一节第一节 能量代谢能量代谢(一一)能量的来源能量的来源脂肪脂肪甘油甘油脂肪酸脂肪酸脂肪酶脂
5、肪酶肝脏肝脏磷酸化、脱氢磷酸化、脱氢糖氧化分解糖氧化分解心、肝、心、肝、骨骼肌等骨骼肌等氧化氧化糖氧化分解糖氧化分解2 2、三大营养物质的能量转化、三大营养物质的能量转化第一节第一节 能量代谢能量代谢(一一)能量的来源能量的来源 蛋白质:蛋白质:1)、主要)、主要用于重新合成细胞的构成成分用于重新合成细胞的构成成分或或合合成酶、激素等生物活性物质成酶、激素等生物活性物质。2)、少数情况下才成为主要能量来源。)、少数情况下才成为主要能量来源。氨基酸氨基酸肝脏肝脏酮酸酮酸氨基氨基生成糖、脂、氨基酸生成糖、脂、氨基酸或释放能量或释放能量合成氨基酸、核酸合成氨基酸、核酸或以尿素、尿酸排出体外或以尿素、
6、尿酸排出体外第一节第一节 能量代谢能量代谢(二二)能量的利用能量的利用第一节第一节 能量代谢能量代谢(三三)能量平衡能量平衡概念:概念:机体摄入的能量与消耗的能量之间的平衡。机体摄入的能量与消耗的能量之间的平衡。肥胖指标:肥胖指标:体质指数体质指数是是指指体重体重(kg)除以除以以身高以身高(m)的平方的平方所得之商所得之商,24可视可视为超重界限,为超重界限,28为肥胖界限为肥胖界限。腰围腰围主要反应腹部脂肪的分布,成年人的腰围男主要反应腹部脂肪的分布,成年人的腰围男性不宜超过性不宜超过85cm,女性不宜大于,女性不宜大于80cm。第一节第一节 能量代谢能量代谢(三三)能量平衡能量平衡能量摄
7、入计算:能量摄入计算:标准体重标准体重=【身高(身高(cm)-105】(110%)适宜的活动量对应的单位能量摄入量适宜的活动量对应的单位能量摄入量.男男 160kJ/(kgd)女女 147kJ/(kgd)营养物质比例营养物质比例糖类糖类60%-70%(17kJ/g)脂类脂类20%-30%(39kJ/g)蛋白质蛋白质10%-15%(19kJ/g)二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定 能量代谢率能量代谢率(energy metabolism rate)(energy metabolism rate):机体在单位时机体在单位时间间内的能量内的能量消耗量。消耗量。产热量测定:产热量测定:通过测定机体在
8、一定时间内能源物质代谢通过测定机体在一定时间内能源物质代谢所消耗的所消耗的 0 02 2 量和产生的量和产生的 COCO2 2 量量,推算出营养物质的消耗量推算出营养物质的消耗量,并计算出产热量并计算出产热量,得到机体的能量代谢率。,得到机体的能量代谢率。散热量测定:散热量测定:使机体保持在安静状态下使机体保持在安静状态下,避免做外功避免做外功,只需测定机体在一时间内的散热量即可获得能量代谢率只需测定机体在一时间内的散热量即可获得能量代谢率 。(一)、能量代谢的测定原理(一)、能量代谢的测定原理第一节第一节 能量代谢能量代谢二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定 1.直接测热法直接测热法 (di
9、rect calorimetry)直按测定受试者安静状态下在一定时间内的散热量的方法直按测定受试者安静状态下在一定时间内的散热量的方法 。C6Hl2O6+6O2 6CO2+6H2O+H (二)、能量代谢的测定方法(二)、能量代谢的测定方法第一节第一节 能量代谢能量代谢2.间间接测热法接测热法 (indirect calorimetry)根据受试者安静状态下一定时间内的耗氧量和根据受试者安静状态下一定时间内的耗氧量和 COCO2 2产生量产生量,推算消耗的能源物质的量推算消耗的能源物质的量,进而计算出产热量的方法进而计算出产热量的方法 。依据化学反应的依据化学反应的定比定律定比定律,即反应物与产
10、物的量之间,即反应物与产物的量之间呈一定的比例关系。呈一定的比例关系。二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定 食物的热价(食物的热价(thermal equivalent of foodthermal equivalent of food):):1 1食物在氧化时所释放出来的热量。食物在氧化时所释放出来的热量。物理热价:物理热价:指食物在体外燃烧时释放的热量。指食物在体外燃烧时释放的热量。生物热价:生物热价:指在体内氧化时所产生的热量。指在体内氧化时所产生的热量。糖与脂肪:物理热价生理热价糖与脂肪:物理热价生理热价蛋蛋 白白 质:物理热价生理热价(蛋白质在体内不质:物理热价生理热价(蛋白质在体内
11、不能被彻底氧化分解,有一部分以尿素的形式由尿中排泄)能被彻底氧化分解,有一部分以尿素的形式由尿中排泄)(二)、能量代谢的测定方法(二)、能量代谢的测定方法第一节第一节 能量代谢能量代谢2.间间接测热法接测热法 某种食物氧化时某种食物氧化时,每消耗每消耗1L1L氧所产生的热氧所产生的热量称为该种食物的氧热价。量称为该种食物的氧热价。三种营养物质氧化的几种数据三种营养物质氧化的几种数据 物物 质耗氧量质耗氧量 产产COCO2 2量量 物理热价物理热价 生物热价生物热价 氧热价氧热价 呼吸商呼吸商(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/L)(R Q)(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ
12、/g)(KJ/L)(R Q)糖糖 0.83 0.83 17.0 0.83 0.83 17.0 17.017.0 21.021.0 1.00 1.00 脂脂 肪肪 1.98 1.43 39.8 1.98 1.43 39.8 39.839.8 19.719.7 0.71 0.71 蛋白质蛋白质 0.95 0.76 23.5 0.95 0.76 23.5 18.0 18.0 18.818.8 0.85 0.85 (二)、能量代谢的测定方法(二)、能量代谢的测定方法食物的氧热价:食物的氧热价:二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定 一定时间内,机体的一定时间内,机体的COCO2 2产生量与耗产生量与耗O
13、 O2 2量的比值。量的比值。RQRQCOCO2 2产生量产生量/耗耗O O2 2量量 RQRQ1.0 1.0 氧化糖;氧化糖;RQRQ0.71 0.71 氧化脂肪氧化脂肪 RQRQ0.850.85混合食物;混合食物;RQRQ0.80,0.80,长期饥饿长期饥饿根据根据RQRQ可估计某一段时间内机体氧化各种食物的比例:可估计某一段时间内机体氧化各种食物的比例:呼吸商呼吸商(respiratory quotient,RQ)(respiratory quotient,RQ):(二)、能量代谢的测定方法(二)、能量代谢的测定方法 二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定 机体氧化糖和脂肪时的产生的机体氧
14、化糖和脂肪时的产生的COCO2 2量与消耗量与消耗O O2 2量量的比值。的比值。非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商(non-protein respiratory quotient,NPRQ):(non-protein respiratory quotient,NPRQ):二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定 (二)、能量代谢的测定方法(二)、能量代谢的测定方法 呼吸商呼吸商 糖(糖(%)脂肪(脂肪(%)氧热价(氧热价(kJ/LkJ/L).0.707 0 100 19.620.707 0 100 19.62 0.85 50.7 49.3 20.360.85 50.7 49.3 20.36 1 100
15、0 21.13 1 100 0 21.13 2 2)非蛋白物质氧化的产热量:)非蛋白物质氧化的产热量:间接测热法步骤间接测热法步骤 整体产生整体产生COCO2 2总量分解蛋白产生总量分解蛋白产生COCO2 2量量 NPRQ NPRQ 整体耗整体耗O O2 2总量分解蛋白耗总量分解蛋白耗O O2 2量量1 1)蛋白质氧化的产热量:)蛋白质氧化的产热量:蛋白质的氧化量蛋白质的氧化量=尿氮量尿氮量0.160.16产热量产热量=18kJ/g18kJ/g蛋白质的氧化量蛋白质的氧化量(二二)能量代谢的测定方法能量代谢的测定方法3 3)总产热量)总产热量=非蛋白物质的产热量非蛋白物质的产热量+蛋白质的产热量
16、蛋白质的产热量 例例、2424小时耗小时耗O O2 2量量400L400L,COCO2 2产生量产生量340L340L,尿氮,尿氮12g12g 氧化非蛋白物质的产热量:氧化非蛋白物质的产热量:间接测热法步骤间接测热法步骤 整体产生整体产生COCO2 2总量分解蛋白产生总量分解蛋白产生COCO2 2量量 NPRQ NPRQ=0.86=0.86 整体耗整体耗O O2 2总量分解蛋白耗总量分解蛋白耗O O2 2量量3403400.76L/g0.76L/g75g75g4004000.95L/g0.95L/g75g75g氧热价氧热价20.41kJ/L氧化蛋白质的产热量:氧化蛋白质的产热量:氧化蛋白质量氧
17、化蛋白质量=12g=12g0.16=75g0.16=75g产热量产热量=18kJ/g18kJ/g75g=1350kJ75g=1350kJ(二二)能量代谢的测定方法能量代谢的测定方法 氧化非蛋白物质的产热量:氧化非蛋白物质的产热量:氧热价氧热价非蛋白耗非蛋白耗O O2 2量量=20.41kJ/L=20.41kJ/L328.75L328.75L=6709.79kJ=6709.79kJ2424小时总产热量小时总产热量 =非蛋白物质的产热量非蛋白物质的产热量+蛋白质的产热量蛋白质的产热量 =6709.79kJ +1350kJ6709.79kJ +1350kJ=8059.79kJ =8059.79kJ(
18、二二)能量代谢的测定方法能量代谢的测定方法间接测热法步骤间接测热法步骤1 1小时能量代谢量小时能量代谢量8059.798059.7924=335.82kJ/h 24=335.82kJ/h(二二)能量代谢的测定方法能量代谢的测定方法简化方法简化方法1.1.测一定时间内的耗氧量和测一定时间内的耗氧量和CO2CO2产生量产生量 求非蛋白呼吸商,查表找到对应的氧热价,耗氧量求非蛋白呼吸商,查表找到对应的氧热价,耗氧量 与与 氧热价相乘得到这段时间内的产热量。氧热价相乘得到这段时间内的产热量。24 24小时耗小时耗O O2 2量量400L400L,COCO2 2产生量产生量340L340L,产热量,产热
19、量=400=40020.36=8144KJ20.36=8144KJ 2.2.仅测一定时间内的耗氧量仅测一定时间内的耗氧量 受试者食用混合膳食时的非蛋白呼吸商为受试者食用混合膳食时的非蛋白呼吸商为0.820.82,与此,与此对应的氧热价为对应的氧热价为20.20kJ/L20.20kJ/L,用测得的耗氧量乘,用测得的耗氧量乘20.20kJ/L20.20kJ/L得到这段时间内的产热量。得到这段时间内的产热量。2424小时耗小时耗O O2 2量量400L 400L,产热量,产热量=400=40020.2=8080KJ20.2=8080KJ 测定机体耗氧量和测定机体耗氧量和COCO2 2产生量的方法产生
20、量的方法(二二)能量代谢的测定原理和方法能量代谢的测定原理和方法1.1.开放式测定法开放式测定法气体分析法,分析呼出气中气体分析法,分析呼出气中O O2 2 和和COCO2 2 的容积百分比的容积百分比 空气:体积百分比空气:体积百分比 O O2 2 21%,CO 21%,CO2 2 0.03%0.03%呼出气:体积百分比呼出气:体积百分比 O O2 2 16%,CO 16%,CO2 2 4.5%4.5%,呼气量,呼气量100L100L非蛋白呼吸商:非蛋白呼吸商:NPRQNPRQ =0.89 0.89 21%-16%21%-16%氧热价氧热价 20.56kJ/L 20.56kJ/L产热量产热量
21、=呼气量呼气量(21%-16%21%-16%)氧热价氧热价 =102.8kJ=102.8kJ 4.5%-0.03%4.5%-0.03%测定机体耗氧量和测定机体耗氧量和COCO2 2产生量的方法产生量的方法(二二)能量代谢的测定原理和方法能量代谢的测定原理和方法2)2)闭合式测定法闭合式测定法 肺量计测定耗肺量计测定耗O O2 2量和量和COCO2 2产生量产生量 1 1、肌肉活动、肌肉活动肌肌肉肉活活动动对对能能量量代代谢谢的的影影响响最最大大。用用能能量量代代谢谢率率作作为为评评估估肌肌肉肉活活动动强强度度的指标。的指标。第一节第一节 能量代谢能量代谢三、影响能量代谢的因素三、影响能量代谢的
22、因素 (一)整体水平影响能量(一)整体水平影响能量代谢的主要因素代谢的主要因素表表7-3 7-3 机体不同状态时机体不同状态时 的能量代谢率的能量代谢率 状态状态 产热量产热量(KJ/m(KJ/m2 2.min).min)躺卧躺卧 2.732.73开会开会 3.403.40擦窗子擦窗子 8.308.30洗衣洗衣 9.899.89扫地扫地 11.3711.37打排球打排球 17.0517.05打篮球打篮球 24.2224.22踢足球踢足球 24.9824.98持重机枪跃进持重机枪跃进 42.3942.392 2、环境温度、环境温度 1.1.人体安静时的能量代谢,在人体安静时的能量代谢,在2020
23、3030的环境中的环境中较为较为稳定稳定。3.3.环境温度环境温度超过超过3030,体内化学反应加快、体内化学反应加快、出汗旺盛、呼吸循环功能增强,能量代谢率出汗旺盛、呼吸循环功能增强,能量代谢率增加。增加。2.2.环境温度环境温度低于低于2020时,随着温度下降,机体时,随着温度下降,机体出现肌紧张增强甚至战栗,能量代谢率出现肌紧张增强甚至战栗,能量代谢率增加增加。第一节第一节 能量代谢能量代谢(一)整体水平影响能量代谢的主要因素(一)整体水平影响能量代谢的主要因素(一)整体水平影响能量代谢的主要因素(一)整体水平影响能量代谢的主要因素人在平静地思考问题时,能量代谢受到的影人在平静地思考问题
24、时,能量代谢受到的影响不大。响不大。但但精精神神处处于于紧紧张张状状态态(烦烦恼恼、恐恐惧惧、情情绪绪激激动动等等)时时,由由于于会会导导致致无无意意识识的的肌肌肉肉紧紧张张性性增增强强、交交感感神神经经兴兴奋奋,促促进进代代谢谢的的内内分分泌泌激激素素释释放放增增多多等原因,等原因,产热量可显著增加。产热量可显著增加。第一节第一节 能量代谢能量代谢3 3、精神活动、精神活动4 4、食物的特殊动力效应、食物的特殊动力效应(specific dynamic(specific dynamic effect)effect)概念:概念:进食能刺激机体额外消耗能量的作用进食能刺激机体额外消耗能量的作用。
25、进食蛋白质的食物特殊动力效应为进食蛋白质的食物特殊动力效应为3030,混合性,混合性食物食物1010,糖,糖6 6,脂肪,脂肪4%4%。第一节第一节 能量代谢能量代谢(一)整体水平影响能量代谢的主要因素(一)整体水平影响能量代谢的主要因素 机制:机制:食物的特殊动力效应与食物在消化道内食物的特殊动力效应与食物在消化道内的消化和吸收无关,可能主要与的消化和吸收无关,可能主要与肝脏处理氨基酸肝脏处理氨基酸或合成糖原或合成糖原等过程有关。等过程有关。1 1、下丘脑对摄食行为的调控、下丘脑对摄食行为的调控 能量平衡的维持与下丘脑能量平衡的维持与下丘脑摄食中枢摄食中枢和和饱中枢饱中枢对对摄食行为的调控有
26、关。摄食行为的调控有关。2 2、激素对能量代谢过程的调节、激素对能量代谢过程的调节 甲状腺激素甲状腺激素对能量代谢的影响最为显著,对能量代谢的影响最为显著,可可提高提高绝大多数组织的绝大多数组织的耗氧量和产热量。耗氧量和产热量。第一节第一节 能量代谢能量代谢(二)调控能量代谢的神经和体液因素(二)调控能量代谢的神经和体液因素机体在基础状态下的能量代谢。机体在基础状态下的能量代谢。机体在基础状态下机体在基础状态下单位时间单位时间的能量代谢。的能量代谢。基础状态基础状态餐后餐后12-14小时:小时:排除食物特殊动力效应的影响。排除食物特殊动力效应的影响。平卧:平卧:全身肌肉放松,排除肌肉活动的影响
27、。全身肌肉放松,排除肌肉活动的影响。安静:安静:清醒且情绪安闲,以排除精神紧张的影响。清醒且情绪安闲,以排除精神紧张的影响。室温:室温:20-25,排除环境温度的影响。,排除环境温度的影响。四、基础代谢四、基础代谢基础代谢(基础代谢(basal metabolism):):第一节第一节 能量代谢能量代谢基础代谢率(基础代谢率(basal metabolism rate,BMR):1、测算体表面积、测算体表面积2、测定受试者在基础状态下、测定受试者在基础状态下一定时间内的耗氧量一定时间内的耗氧量3、代入公式计算、代入公式计算基础代谢率基础代谢率kJ/(m2*h)=氧热价(氧热价(20.20kJ/
28、L)耗氧量耗氧量L/h体表面积体表面积m2 四、基础代谢四、基础代谢基础代谢率测定:基础代谢率测定:第一节第一节 能量代谢能量代谢基础代谢率(相对值)基础代谢率(相对值)=四、基础代谢四、基础代谢基础代谢率正常值:基础代谢率正常值:第一节第一节 能量代谢能量代谢实测值实测值-正常平均值正常平均值正常平均值正常平均值100%100%正常范围:相对值正常范围:相对值1515;病理性变化:相对值;病理性变化:相对值2020。四、基础代谢四、基础代谢影响基础代谢率的疾病:影响基础代谢率的疾病:第一节第一节 能量代谢能量代谢1、甲状腺功能减退,低、甲状腺功能减退,低20%-40%2、甲状腺功能亢进,高、
29、甲状腺功能亢进,高25%-80%3、体温每升高、体温每升高1,基础代谢率升高约,基础代谢率升高约13%。4、肾上腺皮质功能减退症、垂体性肥胖、肾病综合、肾上腺皮质功能减退症、垂体性肥胖、肾病综合征、病理性饥饿等基础代谢率降低。征、病理性饥饿等基础代谢率降低。5、糖尿病、红细胞增多症、白血病、伴有呼吸困难、糖尿病、红细胞增多症、白血病、伴有呼吸困难的心脏疾病等基础代谢率升高。的心脏疾病等基础代谢率升高。四、基础代谢四、基础代谢静息能量消耗静息能量消耗(resting energy expenditure,REE):第一节第一节 能量代谢能量代谢概念:概念:在安静状态下维持机体组织细胞正常功能活动
30、所消耗在安静状态下维持机体组织细胞正常功能活动所消耗的能量。的能量。测定方法:测定方法:禁食禁食2小时以上,在合适的温度下平卧或安坐小时以上,在合适的温度下平卧或安坐30分钟分钟以上。以上。参考值:参考值:比基础代谢水平高比基础代谢水平高10%左右。左右。第二节第二节 体温及其调节体温及其调节 体核温度体核温度(core temperature)体表温度体表温度(shell temperature)体温体温(body temperature)身体深部的平均温度,身体深部的平均温度,即即体核温度体核温度。一、体温一、体温 第七章第七章 能量代谢与体温能量代谢与体温 (一)体表温度和体核温度(一)
31、体表温度和体核温度1 1、体表温度、体表温度皮皮肤肤温温度度与与局局部部血血流流量量密密切切相相关关,利利用用红红外外线线热热影影像像仪仪检检测测温温度度可可辅辅助助诊诊断外周血管疾病。断外周血管疾病。第二节第二节 体温及其调节体温及其调节 (一)体表温度和体核温度(一)体表温度和体核温度 2 2)直肠:正常为)直肠:正常为36.936.937.937.9。3 3)口腔:正常为)口腔:正常为36.736.737.737.7。4 4)腋窝:正常为)腋窝:正常为36.036.037.437.4。第二节第二节 体温及其调节体温及其调节2 2、体核体温、体核体温5 5)食管温度:正常为)食管温度:正常
32、为36.636.637.637.6。6 6)鼓膜温度:反映脑组织温度,接近)鼓膜温度:反映脑组织温度,接近3838。1 1)肝脏和脑温度最高,约为)肝脏和脑温度最高,约为3838。(一)体壳体温和体核体温(一)体壳体温和体核体温3 3、平均体温(、平均体温(T TMBMB)机体各部位温度的平均值。机体各部位温度的平均值。T TMBMB=Tcore+(1-)TMSTcore体核温度,体核温度,TMS为平均皮肤温度,为平均皮肤温度,为核心部分在机体全部组织中所占的比例,为核心部分在机体全部组织中所占的比例,1-1-为体表部分所占的比例,为体表部分所占的比例,适宜环境适宜环境为为0.670.67,炎
33、热,炎热0.8-0.90.8-0.9,寒冷,寒冷0.640.64。第二节第二节 体温及其调节体温及其调节 (二)体温的生理性波动(二)体温的生理性波动1 1、体温的日节律、体温的日节律(circadian rhythm)人的体温在一昼夜人的体温在一昼夜中呈现周期性波动。中呈现周期性波动。清晨清晨2 26h6h最最低低,午后午后1 16h6h最最高高,波动幅度一般不波动幅度一般不超过超过11。第二节第二节 体温及其调节体温及其调节 (二)体温的生理性波动(二)体温的生理性波动2 2、性别的影响、性别的影响成成年年女女性性体体温温平平均比男性高均比男性高0.30.3。女女性性基基础础体体温温随随月
34、月经经周周期期而而产产生生周周期期性性变变动动。排排卵日最低。卵日最低。第二节第二节 体温及其调节体温及其调节 (二)体温的生理性波动(二)体温的生理性波动3 3、年龄的影响、年龄的影响儿童和青少年体温成年人老年人。儿童和青少年体温成年人老年人。新新生生儿儿由由于于体体温温调调节节机机构构尚尚未未发发育育完完善善,易易受环境温度的影响。受环境温度的影响。第二节第二节 体温及其调节体温及其调节4 4、运动的影响、运动的影响运动时体温升高。运动时体温升高。情绪激动、精神紧张、进食等均可对体温产情绪激动、精神紧张、进食等均可对体温产生影响。生影响。(三)人体体温的变化范围(三)人体体温的变化范围1
35、1)脑温超过)脑温超过42时时,脑功能将严重受损脑功能将严重受损。2 2)体体温温超超过过44 44 4545时时,可可因因体体内内蛋蛋白白质质发发生不可逆変性而致死。生不可逆変性而致死。3)3)体体温温低低于于3434时时可可出出现现意意识识障障碍碍,低低于于3030时可致神经反射消失时可致神经反射消失。4 4)体温体温降至降至2828以下时以下时,心脏活动停止。心脏活动停止。第二节第二节 体温及其调节体温及其调节 人人体体正正常常体体温温的的维维持持,是是在在体体温温调调节节中中枢枢的的协协调调和和控制下,控制下,产热产热和和散热散热过程达到过程达到动态平衡动态平衡的结果。的结果。二二 机
36、体的产热反应与散热反应机体的产热反应与散热反应 第二节第二节 体温及其调节体温及其调节产热产热散热散热(一一)产热过程产热过程 1.1.主要产热器官:主要产热器官:安静状态安静状态 肝脏;运动状态肝脏;运动状态 骨骼肌。骨骼肌。第二节第二节 体温及其调节体温及其调节二二 机体的产热反应与散热反应机体的产热反应与散热反应 战栗产热:战栗产热:骨骼肌不随意的节律性收缩,骨骼肌不随意的节律性收缩,屈屈肌和伸肌同时收缩,不做外功但产热量很高。肌和伸肌同时收缩,不做外功但产热量很高。2.产热形式产热形式二二 机体的产热反应与散热过程机体的产热反应与散热过程(一)产热过程(一)产热过程战栗肌电图战栗肌电图
37、 非战栗产热:非战栗产热:又称代谢产热,又称代谢产热,褐色脂肪组织褐色脂肪组织(线粒体内膜线粒体内膜存在解存在解耦耦联蛋联蛋白白,UCP)的产热的产热量最大,主要量最大,主要发生在小儿。发生在小儿。2.产热形式产热形式二二 机体的产热反应与散热过程机体的产热反应与散热过程(一)产热过程(一)产热过程 (2)体液调节:体液调节:甲状腺激素甲状腺激素是调节非战栗产热活动是调节非战栗产热活动最重要的体液因素最重要的体液因素。(1)神经调节:神经调节:寒冷刺激寒冷刺激 战栗中枢兴奋战栗中枢兴奋 脊髓前角运动神经元脊髓前角运动神经元 战栗;战栗;寒冷刺激寒冷刺激 下丘脑释放下丘脑释放TRH增多增多 腺垂
38、体释放腺垂体释放TSH增多增多 代谢产热增加。代谢产热增加。寒冷刺激寒冷刺激 交感神经兴奋交感神经兴奋 肾上腺髓质释放肾上腺肾上腺髓质释放肾上腺素和去甲肾上腺素增多素和去甲肾上腺素增多 代谢产热增加。代谢产热增加。3.产热活动的调节产热活动的调节二二 机体的产热反应与散热过程机体的产热反应与散热过程(一)产热过程(一)产热过程1.1.散热部位散热部位主:皮肤主:皮肤面积大面积大与外界接触与外界接触血流丰富血流丰富有汗腺有汗腺次:肺、尿、粪次:肺、尿、粪 (二)散热反应(二)散热反应二二 机体的产热反应与散热过程机体的产热反应与散热过程2.2.散热方式散热方式环境温度低于表层,安静状态:环境温度
39、低于表层,安静状态:辐射、传导、对流辐射、传导、对流环境温度高于表层或运动状态:环境温度高于表层或运动状态:蒸发蒸发2.2.散热方式散热方式(二)散热反应(二)散热反应二二 机体的产热反应与散热过程机体的产热反应与散热过程传导传导蒸蒸发发辐射辐射对流对流(1 1)辐射散热辐射散热(thermal radiation)机体机体通通过过热射线热射线的的形式将体形式将体热热传给外传给外界较冷物质界较冷物质。取决于皮肤与环境取决于皮肤与环境间的温度差、有效间的温度差、有效散热面积。散热面积。2.2.散热方式散热方式(二)散热反应(二)散热反应二二 机体的产热反应与散热过程机体的产热反应与散热过程传导传
40、导蒸蒸发发辐射辐射对流对流(2 2)传导散热传导散热(thermal conduction)机体机体的的热量热量直接传给直接传给与之与之接触的低温物体。接触的低温物体。取决于温度差、接取决于温度差、接触面积、导热性能。触面积、导热性能。2.2.散热方式散热方式(二)散热反应(二)散热反应二二 机体的产热反应与散热过程机体的产热反应与散热过程传导传导蒸蒸发发辐射辐射对流对流(3 3)对流散热对流散热(thermal convection)通过通过气体流动气体流动而实而实现热量交换。现热量交换。取决于温度差、取决于温度差、散热面积、风速。散热面积、风速。2.2.散热方式散热方式(二)散热反应(二)
41、散热反应二二 机体的产热反应与散热过程机体的产热反应与散热过程传导传导蒸蒸发发辐射辐射对流对流(4 4)蒸发散热蒸发散热(evaporation)水分水分从体表从体表汽化汽化时吸收热量而散时吸收热量而散发体热。蒸发发体热。蒸发1g1g水可带走热量水可带走热量2.43KJ2.43KJ。指体内的水分从皮肤和粘膜表面不断渗出而被指体内的水分从皮肤和粘膜表面不断渗出而被汽化的过程。汽化的过程。不感蒸发是持续进行的。人体不感蒸发量约不感蒸发是持续进行的。人体不感蒸发量约1000ml/1000ml/日(皮肤约占日(皮肤约占2/3,2/3,呼吸道占呼吸道占1/31/3)。)。蒸发散热蒸发散热临床上给病人补液
42、时应考虑到由不感蒸发临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的体液量。丢失的体液量。1 1)不感蒸发)不感蒸发(insensible evaporation)(insensible evaporation):2.2.散热方式散热方式2 2)发汗)发汗(sweating)(sweating):又称又称可感蒸发可感蒸发,是汗腺主动分泌的过程。,是汗腺主动分泌的过程。蒸发散热蒸发散热2.2.散热方式散热方式汗腺汗腺小汗腺:全身各处(体温调节的效应器)小汗腺:全身各处(体温调节的效应器)大汗腺:腋窝和阴部(与体温调节大汗腺:腋窝和阴部(与体温调节无关)无关)汗腺缺乏或汗腺分泌障碍者汗腺缺乏或汗腺分泌障
43、碍者,在热环境中可导致在热环境中可导致体温升高危及生命。体温升高危及生命。汗液的成分:汗液的成分:水分:水分:9999固体:固体:大部分为大部分为NaClNaCl其余为其余为KClKCl、尿素、乳酸等、尿素、乳酸等无葡萄糖和蛋白质无葡萄糖和蛋白质蒸发散热蒸发散热2.2.散热方式散热方式汗液是主动分泌的等渗液,在分泌过程中,由于汗液是主动分泌的等渗液,在分泌过程中,由于醛固酮的作用醛固酮的作用NaCl被吸收而成为低渗液。被吸收而成为低渗液。短时间内大量出汗引起电解质紊乱,导致短时间内大量出汗引起电解质紊乱,导致热痉挛热痉挛。2 2)发汗:)发汗:蒸发散热蒸发散热2.2.散热方式散热方式精神性发汗
44、精神性发汗温热性发汗(体温调节)温热性发汗(体温调节)全身全身汗腺汗腺交感胆碱能纤维交感胆碱能纤维皮肤皮肤温热温热下丘脑下丘脑手掌手掌前额前额交感肾上腺交感肾上腺素能纤维素能纤维精神精神紧张紧张皮层运动区皮层运动区2 2)发汗:)发汗:味觉性发汗味觉性发汗头部和头部和颈部颈部辛辣辛辣食物食物口腔痛觉口腔痛觉神经末梢神经末梢二、机体的产热反应与散热反应二、机体的产热反应与散热反应(1 1)皮肤血流量改变对散热的影响)皮肤血流量改变对散热的影响3 3、散热反应的调节、散热反应的调节皮肤血液循环的特点皮肤血液循环的特点:动脉穿透隔热层动脉穿透隔热层,在真在真皮的乳头下形成皮的乳头下形成微动脉网微动脉
45、网,再经再经毛细毛细血血管网管网延续为延续为静脉丛静脉丛,在皮下还有大量在皮下还有大量动动-静脉吻合支静脉吻合支。炎热炎热交感紧张活动交感紧张活动皮肤小动脉舒张皮肤小动脉舒张动静脉吻合支开放动静脉吻合支开放皮肤血流量皮肤血流量散热散热体温体温寒冷寒冷交感紧张活动交感紧张活动皮肤小动脉收缩皮肤小动脉收缩动静脉吻合支关闭动静脉吻合支关闭皮肤血流量皮肤血流量散热散热体温体温二、机体的产热反应与散热反应二、机体的产热反应与散热反应(1 1)皮肤血流量改变对散热的影响)皮肤血流量改变对散热的影响3 3、散热反应的调节、散热反应的调节四肢深部静脉和动脉伴行四肢深部静脉和动脉伴行 热量的逆流交换系统热量的逆
46、流交换系统二、机体的产热反应与散热反应二、机体的产热反应与散热反应(2 2)影响蒸发散热的因素)影响蒸发散热的因素交感交感N N兴奋兴奋Ach Ach 汗腺汗腺MR MR 汗液汗液3 3、散热反应的调节、散热反应的调节 安静状态:安静状态:3030发汗发汗 湿度高、衣着多:湿度高、衣着多:2525发汗,反射性大量发汗发汗,反射性大量发汗 骨骼肌产热增多:大量发汗骨骼肌产热增多:大量发汗 持续高温:汗腺疲劳持续高温:汗腺疲劳 三、体温调节三、体温调节 行为性体温调节:行为性体温调节:有意识有意识地进行有利于建立地进行有利于建立体热体热平衡的平衡的行为行为活动,活动,如改变姿势、增减衣物、如改变姿
47、势、增减衣物、人工改善气候条件等。人工改善气候条件等。自主性体温调节:自主性体温调节:在体温调节中枢的控制下,在体温调节中枢的控制下,通过增减皮肤的血流量、发汗、战栗和改变代谢通过增减皮肤的血流量、发汗、战栗和改变代谢水平等生理性调节反应,使体温保持相对恒定。水平等生理性调节反应,使体温保持相对恒定。第二节第二节 体温及其调节体温及其调节(一)体温调节的基本方式(一)体温调节的基本方式三、体温调节三、体温调节第二节第二节 体温及其调节体温及其调节(二)自主性体温调节(二)自主性体温调节干扰因素干扰因素前馈系统前馈系统三、体温调节三、体温调节(二)自主性体温调节(二)自主性体温调节 (1)(1)
48、外周温度感受器外周温度感受器(peripheral thermoreceptor):存在于存在于皮皮肤、黏膜和内脏中的对温度变化敏感的游肤、黏膜和内脏中的对温度变化敏感的游离神经末梢,包括离神经末梢,包括呈点状分布的呈点状分布的热感受器热感受器和和冷感受器冷感受器。温度升高温度升高 热感受器兴奋热感受器兴奋温度降低温度降低 冷感受器兴奋冷感受器兴奋感受器在敏感温度下放电频率最高。感受器在敏感温度下放电频率最高。1 1、温度感受器、温度感受器对温度变化速率敏感对温度变化速率敏感大鼠阴囊皮肤不同温度下冷、热感受器放电频率大鼠阴囊皮肤不同温度下冷、热感受器放电频率三、体温调节三、体温调节(二)自主性
49、体温调节(二)自主性体温调节1 1、温度感受器、温度感受器(2 2)中枢温度感受器)中枢温度感受器(central thermoreceptor)(central thermoreceptor)中枢神经系统内对温度变化中枢神经系统内对温度变化敏感的神经元,包括敏感的神经元,包括热敏神热敏神经元经元(视前区(视前区下丘脑前部下丘脑前部PO/AHPO/AH)和和冷敏神经元冷敏神经元(脑干网状结构、下丘脑弓状脑干网状结构、下丘脑弓状核核)。很敏感,无适应现象。很敏感,无适应现象。三、体温调节三、体温调节(二)自主性体温调节(二)自主性体温调节1 1、温度感受器、温度感受器(2 2)中枢温度感受器)中
50、枢温度感受器 瞬时受体电位(瞬时受体电位(transient receptor potential,TRP)一类非选择性阳离子通道蛋白,是温度感受分子。一类非选择性阳离子通道蛋白,是温度感受分子。TRPV1TRPV1和和TRPV2TRPV2:伤害性高温刺激伤害性高温刺激TRPV3TRPV3、TRPV4TRPV4、TRPM2TRPM2、TRPM4TRPM4和和TRPM5TRPM5:温和热刺激温和热刺激TRPM8TRPM8和和ANKTM1ANKTM1:冷(凉)刺激冷(凉)刺激三、体温调节三、体温调节(二)自主性体温调节(二)自主性体温调节 (1 1)整个中枢神经系统都存在参与体温调节整个中枢神经系