第七章   能量代謝與體溫
Energy Metabolism and Body Temperature

第一節(jié)  能量代謝

   物質(zhì)代謝：  合成代謝

  分解代謝

   能量代謝：物質(zhì)代謝過程中所伴隨的能量儲(chǔ)存、釋放 、轉(zhuǎn)移和利用等稱為～。

u能量代謝的來源和去路

來源：食物中的糖、脂肪、蛋白質(zhì)

去路  50%，熱能，維持體溫

   其余，化學(xué)能，儲(chǔ)存于高能磷酸鍵化合物中（最主要是ATP)

一、食物的能量轉(zhuǎn)化

（一)三磷酸腺苷（ ATP )是體內(nèi)能量轉(zhuǎn)化和利用的關(guān)鍵物質(zhì)

u 機(jī)體能量的直接提供者

u 存在廣泛

u一克分子ATP → ADP+33.47kJ

u 磷酸肌酸（CP)是ATP的貯存庫

（二)幾種主要營養(yǎng)物質(zhì)的能量轉(zhuǎn)化

u 糖：主要功能是供能

   有氧氧化1mol葡萄糖→38molATP

   無氧酵解1mol葡萄糖→2molATP

u 脂肪：主要功能是儲(chǔ)存和供給能量，占體重20%

u 蛋白質(zhì)：長期不能進(jìn)食、體力極度消耗時(shí)，供能

二、能量代謝的測定

（一)與能量代謝測定有關(guān)的幾個(gè)概念

u 食物的熱價(jià)：（thermal equivalent of  food) 1g食物氧化（或在體外燃燒)時(shí)所釋放的熱量稱為～。

u 食物的氧熱價(jià)：（ thermal equivalent of  oxygen )某種食物氧化時(shí)消耗1L氧所產(chǎn)生的熱量稱為該種食物的～。

u 呼吸商（respiratory quot醫(yī)學(xué)全.在線gydjdsj.org.cnient, RQ )一定時(shí)間內(nèi)機(jī)體呼出的CO₂量與吸入氧量的比值稱為～。

（二)能量代謝測定原理和方法

1.直接測熱法：直接測定單位時(shí)間內(nèi)發(fā)散的總熱量

2.間接測熱法 ：測定基本原理：定比定律，即在一般化學(xué)反映中，反應(yīng)物的量與產(chǎn)物量之間呈一定的比例關(guān)系。

  如：C₆H₁₂O₆+6O₂=6CO₂+6H₂O+△H

  e.g.一受試者24小時(shí)耗氧量為400L，CO₂產(chǎn)量340L。經(jīng)測定24小時(shí)尿氮排出量12g。計(jì)算，該受試者24小時(shí)內(nèi)的能量代謝率。

解：

（1)蛋白質(zhì)代謝

蛋白質(zhì)氧化量=12×6.25g=75g

產(chǎn)熱量=18kJ/g×75g=1350kJ

耗氧量=0.95L/g×75g=71.25L

CO₂產(chǎn)量=0.76L/g×75g=57L

 (2) NPRQ/非蛋白代謝

   耗氧量=400L-71.25L=328.75L

CO₂產(chǎn)量=340L-57L=283L

NPRQ=283L/328.75L=0.86

(3) 根據(jù)NPRQ的氧熱價(jià)計(jì)算非蛋白代謝產(chǎn)熱量

查表7-2，當(dāng)NPRQ為0.86時(shí)，氧熱價(jià)20.41kJ/L

則:非蛋白代謝產(chǎn)熱量=20.40kJ/LX328.75/L=6706.5kJ

(4) 24小時(shí)產(chǎn)熱量

   =1350kJ+6706.5kJ=8056.5kJ

簡略法

（1)需測耗氧量、CO₂產(chǎn)量

  呼吸商=340L/400L=0.85

  24小時(shí)產(chǎn)熱量：20.34kJ/L（氧熱價(jià))×400L=8144kJ   誤差<1%-2%

（2)僅測耗O₂量即可，定呼吸商為0.82

  氧熱價(jià)20.19kJ/L

  24小時(shí)產(chǎn)熱量： 20.19kJ/L×400L=8076kJ（臨床常用)

三、影響能量代謝的因素

（一) 肌肉活動(dòng)

運(yùn)動(dòng)或勞動(dòng)使耗氧、產(chǎn)熱量↑

（二) 精神活動(dòng)

精神緊張狀態(tài)，產(chǎn)熱量↑↑ 

（三) 食物特殊動(dòng)力效應(yīng)  (special dynamic action) 

食物能使機(jī)體產(chǎn)生“額外”熱量的現(xiàn)象稱～。

蛋 白＞混合食物＞糖、脂肪

（四)環(huán)境溫度

20-30^。C 最穩(wěn)定 ，過高、過低代謝均↑ 

四、基礎(chǔ)代謝(basal metabolism)

基本概念

u基礎(chǔ)狀態(tài)：人體處于清晨、清醒、靜臥未做肌肉活動(dòng)、無精神緊張、禁食12小時(shí)、室溫20～25 ℃下的狀態(tài)

u基礎(chǔ)代謝率（basal metabolism rate,BMR):單位時(shí)間內(nèi)基礎(chǔ)狀態(tài)下的能量代謝。

基礎(chǔ)代謝率的測定

u 單位  kJ/m²h，∵BMR與體重不成比例，與體表面積基本成正比

u 體表面積的計(jì)算：

 （1)Stevenson: 

體表S（m²)=0.0061X身高(cm)+0.0128×體重(kg)-0.1529

 （2)查圖法：圖7-2

u簡略法測定BMR（通常RQ定為0.82、氧熱價(jià)20.19kJ)

   某受試者，男性，20歲�；�礎(chǔ)狀態(tài)下，1h耗O₂ 15L，體表面積1.5m²,測BMR

   解：

  24小時(shí)產(chǎn)熱：20.19kJ/L×15L/h=303kJ/h

   BMR：303kJ/h/1.5m²=201.8kJ/m²·h

uBMR生理和病理狀況下的變動(dòng)

（1)性別、年齡的影響：男>女，幼年>成年，年齡越大，代謝率越低

（2)體溫

（3)BMR測定為臨床診斷甲狀腺疾病重要輔助手段，甲亢，>正常25%-80%，甲低，<正

  常20%-40%

（4)其他疾病的影響

第二節(jié)  體溫及其調(diào)節(jié)

一、體 溫

  (一) 體表溫度和體核溫度

u 體溫：指機(jī)體深部平均溫度，即體核溫度

u體溫正常值：直腸36.9-37.9^oC 、

  口腔36.7-37.7 ^oC

腋溫36-37.4^oC

1.體溫晝夜周期性變化 

  清晨2-6時(shí)最低，午后1-6時(shí)最高，幅值〈1^oC

2.性別 

  成女體溫>成男0.3^oC，隨月經(jīng)周期而變動(dòng)（見圖7-6)。

3.年齡 

  新生兒，體溫易受環(huán)境影響而變動(dòng)

4.其他 

  麻醉藥（-)體溫調(diào)節(jié)中樞、擴(kuò)張皮膚血管，術(shù)中、后保溫。肌肉運(yùn)動(dòng)、情緒激動(dòng)均可影響體溫。

（三)皮膚溫度和平均體溫

1.平均皮膚溫度（mean skin temperature, MST)

   T_mst=0.2(T_小腿+T_大腿)+0.3(T_胸+T_上臂)

2.平均體溫（mean body temperature, MBT)

   T_mbt=α·T _core+(1－α)·T_core

   式中的T _core為深部溫度，α為機(jī)體深部組織在全部組織中所占的比例，此值可隨著環(huán)境溫度的變化而變動(dòng)。

二、機(jī)體的產(chǎn)熱與散熱

（一) 產(chǎn)熱

   1. 主要產(chǎn)熱器官

   肝:產(chǎn)熱量最大

  骨骼肌：有巨大的產(chǎn)熱潛力

 緊張度稍↑，產(chǎn)熱明顯↑

劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)：產(chǎn)熱量增40倍

2.機(jī)體產(chǎn)熱形式 

   寒冷環(huán)境中

 1>戰(zhàn)栗產(chǎn)熱 

  寒冷刺激→戰(zhàn)栗前肌緊張（Pre-shivering tone)→寒戰(zhàn)→產(chǎn)熱量↑↑

 2>非戰(zhàn)栗產(chǎn)熱/代謝產(chǎn)熱

  褐色脂肪組織，對(duì)缺氧敏感

3.產(chǎn)熱活動(dòng)的調(diào)節(jié)  

 1>體液調(diào)節(jié)

  T₃ 、 T₄ ,使產(chǎn)熱量↑ 20%-30%；作用緩慢，但維持時(shí)間長

  E、NE、GH, 產(chǎn)熱迅速, 但維持時(shí)間短

產(chǎn)熱↑

 2>神經(jīng)調(diào)節(jié)

  交感-腎上腺髓質(zhì)活動(dòng)+→E、NE↑  

  中樞N→TRH→TSH→T₄ 、 T₃ ↑

(二) 散熱

1.散熱方式

（1)輻射散熱 (thermal radiation)： 機(jī)體以熱射線的形式將熱量傳給外界較冷物體的一種散熱方式。

   不著衣，21^oC（占總散熱量60%)

  散熱量與皮膚--環(huán)境溫度差和機(jī)體有效散熱面積有關(guān)

（2)傳導(dǎo)散熱 (thermal conduction)：機(jī)體的熱量直接傳給同它相接觸的較冷物體的一種散熱方式。

  衣、被保暖;脂肪導(dǎo)熱效能低，胖人易出汗;冰囊、冰帽給高溫病人降溫

（3)對(duì)流散熱 ( thermal convection)：通過氣體流動(dòng)來交換熱量的一種散熱方式。

  散熱量與風(fēng)速有關(guān)

  棉毛纖維中空氣不易流動(dòng)，保溫。

（4)蒸發(fā)散熱（evaporation):利用水分從體表氣化時(shí)吸收體熱的一種散熱方式。

  當(dāng)環(huán)境溫度T≥體表T，是機(jī)體唯一散熱方式。

u不感蒸發(fā)（insensible perspiration)

  人體 1000ml/ 24h

u發(fā)汗（sweating)

  環(huán)境溫度在30^oC開始

2.汗液

   成分:H₂O  99%、固體物1%,其中大部 NaCl,汗液是低滲的

  大量發(fā)汗→高滲性脫水

3.汗腺及汗腺活動(dòng)的調(diào)節(jié)

大汗腺

    小汗腺

  發(fā)汗是一種反射活動(dòng),中樞主要在下丘腦,

  傳出纖維:交感膽堿能纖維和部分腎上腺素能纖維

  溫?zé)嵝园l(fā)汗  散熱

  精神性發(fā)汗 ？

4.循環(huán)系統(tǒng)在散熱反應(yīng)中的作用

  通過交感神經(jīng)控制皮膚血管的口徑以調(diào)節(jié)皮膚血流量,從而調(diào)節(jié)散熱.

  炎熱: 交感N緊張度高→皮膚小A舒張，A-V吻合支開放→皮膚Q 大→皮膚T高→散熱↑

  寒冷: 相反過程

三、體溫調(diào)節(jié)

自主性體溫調(diào)節(jié)、行為性體溫調(diào)節(jié)

（一)溫度感受器

  1.外周:   溫覺感受器  43^oC 大鼠陰囊

 冷覺感受器  28^oC 大鼠陰囊

  2.中樞：腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、下 丘腦弓狀核, 冷敏N元多; 視前區(qū)-下 丘腦前部（PO/AH),熱敏N元多

  局部腦組織T變化0.1^oC，2種N放電頻率改變

（二) 體溫調(diào)節(jié)中樞

下丘腦的PO/AH非常重要

u廣泛破壞PO/AH，體溫調(diào)節(jié)的散熱、產(chǎn)熱

   反應(yīng)均明顯減弱或消失

u 衛(wèi)生資格考試網(wǎng)體內(nèi)各部位T傳入信息會(huì)聚PO/AH

uPO/AH溫度敏感N對(duì)溫度信息進(jìn)行整合型式相似于整體體溫調(diào)節(jié)反應(yīng)型式

uPO/AH溫度敏感N對(duì)pyrogen及其它影響體溫的化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)型式同這些物質(zhì)所引起的體溫調(diào)節(jié)反應(yīng)是相對(duì)應(yīng)的

*調(diào)節(jié)過程

溫+、冷+感受器 皮膚血管收縮 散熱↓

    寒戰(zhàn) 

 下丘腦   豎毛 產(chǎn)熱↑

環(huán)境T變化↑↓   血T↑↓   體溫調(diào)節(jié)中樞   NE、E↑

 T₄、T₃↑

   下丘腦以外中樞  皮膚血管舒張   散熱↑

感受器發(fā)汗  

 產(chǎn)熱-  產(chǎn)熱↓  

（三) 調(diào)定點(diǎn)學(xué)說

   PO/AH中熱敏神經(jīng)元起調(diào)定點(diǎn)作用-37^OC。

   發(fā)熱機(jī)制:

   細(xì)菌致熱原   使熱敏神經(jīng)元閾值 ↑,冷敏神經(jīng)元閾值↓    調(diào)定點(diǎn)上移   惡寒、戰(zhàn)栗等產(chǎn)熱↑ T  至某一高度（39^OC),產(chǎn)熱、散熱達(dá)新的平衡。 

 （司志萍)