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1、第七章 能量代谢与体温一基本要求掌握：1. 热价、氧热价、呼吸商等概念，影响能量代谢的主要因素2基础代谢的概念及意义3机体的散热方式4温度感受器和体温调节（调定点学说）熟悉：1. 能量代谢的测定原理2. 机体的产热3. 体温调节中枢了解：1. 食物的能量转化2. 能量代谢的测定方法二基本概念能量代谢（energy metabolism）、食物的热价（themal equivalent of food）、食物的氧热价（thermal equivalent of oxygen）、呼吸商（respiratory quotient）、基础代谢(basal metabolism)、基础代谢率(basal
2、 metabolism rate, BMR)、体温(body temperature)、战栗产热(shivering thermogenisis)、非战栗产热(non-shivering thermogenesis)、辐射散热(thermal radiation) 、传导散热(thermal conduction)、对流散热(them1a1 convection)、蒸发散热(evaporation)、不感蒸发(insensible perspiration)、发汗(sweating)或可感蒸发(sendbie evaporation)、热敏神经元(warm-sensitive neuron)、
3、冷敏神经元(cold-sensitive neuron)。第一节 能量代谢能量代谢：是体内伴随着物质代谢过程而发生的能量释放、转移、贮存和利用的过程。分为：1）合成代谢：合成自身的成分，贮存能量 2）分解代谢：氧化分解成分，释放能量。一、 来源：（1）糖：是重要来源，约占70%。尤其是脑。肌糖原肌肉；肝糖原血糖。（2）脂肪：各种物质贮存的形式；（3）蛋白质：主要用于合成细胞组织结构，不是能量的提供者，如激素，酶等。二、去路：各种代谢活动。三、能量的测定：1热价：（卡价） 一克食物被分解时所释放出来的热量，称为食物的卡价。糖和脂肪在体内外完全相同。糖：4.1kJ/g；脂肪：9.5 kJ/g。2呼
4、吸商：一定时间内机体呼出的CO2的量与吸入的O2量的比值，称为呼吸商。3食物的氧热价：通常把某食物氧化时消耗1L氧所产生的热量，称为食物的氧热价。四、影响能量代谢的因素：1 肌肉活动：最为显著。肌肉活动队能量代谢的影响最显著。机体任何轻微的活动都可提高代谢率。人在运动和劳动时耗氧量显著增加。这是因为此时肌肉需要补给能量，而能量则来自大量营养物质的氧化，这就必然导致机体耗氧量的增加。机体耗氧量的增加同肌肉活动的强度成正比关系。肌肉活动的强度的称为肌肉工作的强度，即劳动强度，通常用单位时间内机体的产热量来表示。2精神活动：脑的重量只占体重的2.5%，但在安静状态下却有15左右的循环血量进入脑循环系
5、统。这说明脑组织的代谢水平是很高的。在一般的精神活动时，中枢神经系统本身的代谢率即使有所增加，其程度也是可以忽略的。但在精神处于紧张状态，如烦恼、恐惧和情绪激动时，由于随之而出现的肌紧张增强以及刺激代谢的激素释放增多等因素，产热量可以显著增加。3食物的特殊动力效应 人在进食后一段时间内（从进食后1小时开始，延续到78小时）, 虽然处于安静状态，但所产生的热量却要比进食前有所增加。可见这种额外的能量消耗是由进食所引起的。食物的这种刺激机体产生额外热量消耗的作用，叫做食物的特殊动力效应。其中蛋白质可达30%。4环境温度：人安静时的能力代谢，在2030度的环境温度中最为稳定。当环境温度低于20度时，
6、代谢率增加，主要是由于寒冷刺激反射性地引起寒战以及肌肉紧张度增强所致。在2030度时代谢稳定，是由于肌肉松弛的结果。当环境温度高于30度时，代谢率又会增加，因为体内化学反应过程的反应速度增强的缘故。五、基础代谢（BMR） 是指基础状态下的能量代谢。基础是指：清醒、清晨、静卧，未作肌肉活动；测定前进食12小时，室温2025。C的条件。在这种状态下单位时间内的能量代谢称为基础代谢率。BMR比一般安静时的代谢率要低些，但并不是最低，熟睡时代谢率更低。只要测定时的条件完全符合前述要求, 则在不同时日中重复测定的结果基本上并无差异。这就反映了正常人的BMR是相当稳定的。一般说来, BMR的实际数值同正常
7、的平均值比较, 如相差在10%15%之内, 无论较高或较低, 均不属病态。当相差之数超过20%时, 才有可能是病理变化。第二节 体温及其调节 人和高等动物机体都具有一定的温度, 这就是体温。人和高等动物的体核温度是相对稳定的, 故称恒温动物(horneothermic animal)。而低等动物, 如爬虫类、两栖类, 其体核温度则随着环境温度的变化而变化, 因而称为变温动物(poikilothermic animal)。正常的体温是机体进行新陈代谢和生命活动的必要条件。一、体温生理学所说的体温是机体深部的平均温度。1体核温度和体表温度人体可分为核心与外壳两个层次。前者的温度称为体核温度, 后者
8、的温度称体表温度。体核温度相对稳定，各部位之间差异小，体表温度不稳定,。各部位之间差异也大。此处所说的体核与体表, 不是指严格的解剖学结构, 而是生理学对于整个机体温度所做的功能模式划分。体核温度虽然相对稳定, 但由于代谢水平不同, 各内脏器官的温度也略有差异：肝温度为38左右, 在全身中最高；脑产热量较多, 温度也接近38；肾、胰腺及十二指肠等温度略低；直肠温度则更低些。循环血液是体内传递热量的重要途径。由于血液不断循环, 遂使深部各个器官的温度经常趋于一致。生理学所说的体温(body temperature), 是指身体深部的平均温度, 即体核温度而言。由于体核温度特别是血液温度不易测试,
9、 所以临床上通常用直肠、口腔和腋窝等处的温度来代表体温。测直肠温度时, 如果将温度计插入直肠6m以上, 所测得的温度值就接近体核的温度, 其正常值为36.937.9度。口腔(舌下部)是广泛采用的测温部位。其优点是所测温度值比较准确, 测量也较为方便。但对不能配合的病人, 如哭闹的小儿以及躁狂的病人, 则不适宜测口腔温。口腔温的正常值为36.737.7度。需要指出的是, 腋窝皮肤表面温度较低, 故不能正确反映体温, 只有让被测者将上臂紧贴其胸廓, 使腋窝紧闭形成人工体腔, 机体内部的热量才能逐渐传导过来, 使腋窝的温度逐渐升高至接近于体核的温度水平。因此, 测定腋窝温度时, 时间至少需要10分钟
10、左右, 而且腋窝处在测温时还应保持干燥。腋窝温的正常值为36.037.4度。2体温的正常波动体温是相对稳定的, 这并不意味着其数值是一成不变的。在生理情况下, 体温可随昼夜、年龄、性别等因素而有所变化, 但这种变化的幅度一般不超过1度。 体温的昼夜周期性变化：体温在一昼夜之间常作周期性波动：清晨26时体温最低, 午后16时最高。这种昼夜周期性波动称为昼夜节律(circadian rhythm)。大量的研究结果表明, 体温的昼夜节律同肌肉活动状态以及耗氧量等没有因果关系, 而是由一种内在的生物节律所决定的。人体温的昼夜周期与地球自转周期是相吻合的。实验研究还表明, 除体温外, 其他许多生理现象,
11、 如细胞中的酶活性、激素的分泌、个体的行为等, 也都显示出周期节律的特性。这些统称之为生物节律(biorhythm)。通常认为生物节律现象是由体内存在着的生物钟(biological clk)来控制的。动物实验提示, 下丘脑的视交叉上核(suprachiasmatic nucleus)很可能是生物节律的控制中心。 性别的影响：成年女子的体温平均比男子的高约0.3, 而且其体温随月经周期变化。 年龄的影响：新生儿, 特别是早产儿, 由于其体温调节机构发育还不完善, 调节体温的能力差, 他们的体温易受环境因素的影响。老年入因基础代谢率低, 体温也偏低, 因而也应注意保温。 其他因素的影响：麻醉药通
12、常可抑制体温调节中枢或影响其传人路径的活动。特别是此类药物能扩张皮肤血管, 从而增加体热发散, 也就降低了机体对寒冷环境的适应能力。所以对于麻醉手术的病人, 在术中和术后都应注意保温护理。二、机体的产热和散热1产热器官：肝和骨骼肌最为主要。在安静时肝脏；在活动时骨骼肌为主。主要产热器官体内的热量是由三大营养物质在各组织器宫中进行分解代谢时产生的。但从影响整体体温的角度看, 人体主要的产热器官是肝和骨骼肌。肝是人体内代谢最旺盛的器官, 产热量最大。安静时, 肝血液的温度比主动脉的高0.40.8。虽然在安静状态下每块骨骼肌的产热量并不很大, 但由于骨骼肌的总重量占全身体重的40%左右, 因而具有巨
13、大的产热潜力。骨骼肌的紧张度稍有增强, 产热量即可发生明显的改变, 在剧烈运动时, 产热量可增加40倍之多。当机体处于寒冷环境中时, 散热量显著增加, 机体通过战栗产热(shivering thermogenisis)和非战栗产热(non-shivering thermogenesis)两种形式, 增加产热量以维持体温。战栗产热战栗是骨骼肌发生不随意的节律性收缩的表现, 其节律为911次/分钟。发生战栗时, 代谢率可增加45倍。非战栗产热又称代谢产热。虽然机体所有组织器官都有代谢产热的功能, 但代谢产热以褐色脂肪组织(brown fat tissue)的产热量为最大, 约占非战栗产热总量的70
14、%。2散热：皮肤是散热的主要部位。（1）散热的方式：辐射、传导、对流和蒸发等。当环境温度高于30。C则主要以发汗的方式散热。 辐射散热：人体以热射线(红外线)的形式将体热传给外界的散热形式称为辐射散热(thermal radiation)。人体在不着衣的情况下, 21的温度环境中, 约有60%的热量是通过这种方式发散的。辐射散热量的多少主要取决于皮肤与周围环境的温度差; 其次取决于机体的有效散热面积, 有效散热面积越大, 散热量也就越多。由于四肢面积较大, 因而在辐射散热中起重要作用。 传导散热：传导散热(thermal conduction)是指机体的热量直接传给同它接触的较冷物体的一种散热
15、方式。 对流散热：对流散热(them1a1 convection)是指通过气体来交换热量的一种散热方式。人体周围总是围绕着一薄层同皮肤接触的空气, 人体的热量传给这一层空气, 由于空气不断流动便将体热散发到空间。对流是传导散热的一种特殊形式。 蒸发散热：蒸发散热(evaporation)是机体通过体表水分的蒸发来散失体热的一种形式。据测定, 在人的体温条件下, 蒸发1g水可使机体散发2.43M的热量。因此, 体表水分的蒸发是一种很有效的散热途径。蒸发散热分为不感蒸发(insensible perspiration)和发汗(sweating)两种形式。人即使处在低温环境中, 皮肤和呼吸道也不断有
16、水分渗出而被蒸发掉, 这种水分蒸发叫不感蒸发, 其中皮肤的水分蒸发又叫不显汗, 即这种水分蒸发不为人们所觉察, 与汗腺的活动无关。发汗是通过汗腺主动分泌汗液的过程。汗液蒸发可有效地带走热量。因为发汗是可以感觉到的, 所以又称可感蒸发(sendbie evaporation)。人在安静状态下，当环境温度达到30左右时，便开始发汗；如果空气湿度大、衣着又多时，气温达25便可发汗；机体活动时，由于产热量，虽然环境温度低于20亦可发汗。（2）汗液：汗液绝大部分是水，质有少于1%的固体物质（大部分为Nacl，其余为KCL、葡萄糖、乳酸、尿素等），汗液流经汗腺排出管的起始部时，有一部分NaCl可被重吸收，
17、从而使最终排出的汗液成为低渗。机体大量出汗可造成高渗性脱水，要补充大量的水份和适量的aCl。三、体温调节1.自主性调节体温的相对稳定，是通过许多与体温调节有关的生理功能，相互协调，达到产热和散热相对平衡而实现的。（1）温度感受器温度感受器可分为外周温度感受器和中枢温度感受器两类, 前者为游离的神经末梢, 后者是神经元。温度感受器又分为冷感受器和热感受器两种。 外周温度感受器：此种感受器存在于皮肤、粘膜和内脏中。当局部温度升高时, 热感受器兴奋, 反之, 冷感受器兴奋。这两种感受器各自对一定范围的温度敏感。外周温度感受器对温度的变化速率更为敏感。 中枢温度感受器：存在于中枢神经系统内的对温度变化
18、敏感的神经元称为中枢温度感受器。脊髓、脑干网状结构以及下丘脑等处都含有这样的温度敏感神经元。其中有些神经元在局部组织温度升高时冲动的发放频率增加, 称为热敏神经元(warm-sensitive neuron);有些神经元在局部组织温度降低时冲动的发放频率增加, 称为冷敏神经元(cold-sensitive neuron)。（2）体温调节中枢体温调节中枢虽然从脊髓到大脑皮层的整个中枢神经系统中都存在有调节体温的中枢结构, 但据多种恒温动物脑的分段切除实验证明, 只要保持下丘脑及其以下神经结构的完整, 动物虽然在行为方面可能有所缺欠, 但仍具有维持相对恒定的体温的能力。这说明调节体温的重要中枢位于
19、下丘脑。实验表明, PO/AH在体温调节中枢整合机构中占有非常重要的地位。（3）调定点学说体温调定点学说认为, 体温的调节类似于恒温器的调节, 在PO/AH设定了一个调定点, 即规定的温度值, 如37。P0/AH体温整合中枢就是按照这个温度来调节体温的。此学说认为, 由细菌所致的发热, 是由于在致热原的作用下PO/AH热敏神经元的温度反应阈值升高, 而冷敏神经元的阈值则下降, 调定点因而上移。因此, 发热开始前先出现恶寒战栗等产热反应, 直到体温升高到39以上时才出现散热反应。只要致热因素不消除, 产热和散热过程就继续在此新的体温水平上保持平衡。这就是说, 发热时体温调节功能并无障碍, 而只是由于调定点上移, 体温才升高到发热的水平的。当机体中暑时, 体温升高则是由于体温调节功能失调引起的。2.行为性调节