生理学能量代谢与体温(revise)

第七章能量代谢与体温第一节能量代谢能量代谢(energymetabolism):指体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、贮存和利用的过程。教学目标掌握：1.能量的来源与去路；2.影响能量代谢的因素；3.基础代谢率的概念及临床意义。4.体温的概念及正常值，体温的生理变动；熟悉：1.能量代谢的测定2.体热平衡；3.温度感受器、体温调节中枢及调定点学说。一、机体能量的来源与利用(一)能量的来源三磷酸腺苷(adenosinetriphosphate,ATP)体内直接的供能物质,体内能量储存的重要形式。磷酸肌酸（creatinephosphate,CP）主要存在于肌肉和脑组织中ATPCP肌酸激酶催化CP是体内ATP的储存库能量过剩能量不足糖（carbohydrate）主要供能物质，供能量占50～70%有氧氧化：1molG→38molATP+CO2+H2O无氧酵解：1mol→2molATP+乳酸人在剧烈运动，骨骼肌的耗氧量增加→循环呼吸功能逐渐加强，骨骼肌处于相对缺氧的状态→氧债（oxygendebt），此时机体动用磷酸肌酸中的能量+无氧酵解→供能肌肉活动停止，循环、呼吸功能处于较高水平→可摄取较多的氧→偿还氧债RBC：缺乏有氧氧化酶系，靠糖酵解供能脑组织：依赖葡萄糖的有氧氧化供能耗氧量高，对缺氧非常敏感100-150克葡萄糖/日糖原储存量少，对血糖依赖性高。低血糖→脑功能障碍→头晕、抽搐、昏迷。脂肪（fat）占体重的20%，储存和供给能量氧化释放能量是糖或蛋白的2倍。成人储备肝糖原在饥饿24小时后耗尽，储存的脂肪可供10天~2月蛋白质（protein）合成新蛋白质，实现组织自我更新长期不进食时可供能能量平衡摄入能量消耗能量基础代谢食物的特殊动力效应躯体运动其他摄入﹤消耗→负平衡，体重减轻摄入﹥消耗→正平衡，多余能量转为脂肪，体重增加。衡量肥胖指标：体重指数=体重(kg)/身高2（m2）﹥24→超重﹥28→肥胖腰围（WaistCircumference）腰围是指腰部一周的长度。目前公认腰围是衡量脂肪在腹部蓄积程度的最简单、实用的指标。腰臀围比（Waist-hipratio）指腰围和臀围的比值。腰臀围比值越大，腰腹内脏就有可能堆积更多脂肪。三种能源物质的比较长期饥饿脂肪耗竭时供能，以维持生命短期饥饿时成为主要供能物有氧氧化（主要，尤其是脑）无氧氧化（骨骼肌）供能特点占体重20%较少，仅150g储备情况很少<30%50-70%占正常供能比例构成细胞成分及某些生物活性物质储存能量供给能量供给机体生命活动所需能量主要功能蛋白质protein脂肪fat糖carbohydrate能源物质思考题为什麽脑组织对缺氧的耐受性特别差？严重糖尿病患者测得呼吸商为0.71,说明什麽？摄入能量不足或过多对机体有何危害？脑对缺氧的耐受性特别差，因为脑的能量供给全靠葡萄糖的氧化。在高海拔地区，缺氧使有氧氧化减少，无氧醇解增多而导致能量产生减少，乳酸堆积加剧了脑组织的缺氧。所以初进高原（尤其从沿海地带进高原）的人脑缺氧特别严重，具体表现：心慌、头疼、头昏、乏力、嗜睡、恶心、呕吐等。二、能量代谢测定方法原理：机体产热量=机体能量代谢量有关概念1.食物的热价1g食物氧化时释放的能量2.食物的氧热价消耗1L氧所产生的热量3.呼吸商CO2产量/耗O2量非蛋白呼吸商蛋白质脂肪糖能源物质0.80.711.0呼吸商(RQ)0.761.430.83产CO2量(L/g)0.952.030.83耗氧量(L/g)23.4317.9939.7539.7517.2517.25食物热价(KJ/g)物理热价生物热价直接测热法间接测热法原理：机体耗O2量×氧热价=机体产热量氧热价：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。(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　　人进食后一段时间内(从进食后1h开始,持续7～8h),即使同样处于安静状态,但产热量却比进食前有所增加，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％，糖脂肪增加6％，肪增加4％，混合性食物增加10％。机制：尚不十分清楚，切除肝脏消失，静脉注射氨基酸存在。可能与肝脏处理蛋白分解产物时的额外能量消耗有关。(四)环境温度人体安静时的能量代谢,在20～30℃的环境中较为稳定。环境温度超过30℃，生化反应加速，能量代谢率增加。当环境温度低于20℃时，随着温度的不断下降，机体产生寒战和肌紧张增加以御寒，同时增加能量代谢率。四、基础代谢(一)概念：机体在基础状态下的能量代谢。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清醒且情绪安定，以排除精神紧张的影响。④室温18-25℃，排除环境温度的影响。(二)基础代谢率(BMR)正常值　基础代谢率(BMR)：单位时间内的基础代谢。　BMR正常值：＝±10％～±15％＞±20％，可能是病态甲亢：+25％～+80%；甲低：-20%～-40%发烧：体温每升高1℃，BMR升高13%.病历某男性，20岁，体表面积1.5m2，基础状态下6分钟耗氧量1.5L。1、计算基础代谢率2、分析基础代谢率是否正常第二节体温(bodytemperature)核心温度：机体核心部分的温度。表层温度：机体表层部分的温度。体温：核心部分的平均温度。意义：体温的相对恒定是机体新陈代谢和一切生命活动正常进行的必需条件。T＜34℃→意识丧失;T＜25℃→心跳停止;T＞43℃→酶变性;T＞45℃→危及生命;T=27℃→低温麻醉。机体核心部分和表层部分的比例随环境温度的变化而变化。在寒冷环境中，体核温度分布区域缩小。头、胸腹内脏。在炎热环境中，体核温度可扩展到四肢。1.表层温度机体的表层温度低于核心温度，而且由表层向深部存在着比较明显的温度梯度。表层温度易受环境温度的影响。各部位之间的温差较大。机体表层的最外层即皮肤温度皮肤温度与局部血流量密切相关皮肤温度可反映血管的功能状态，临床上常用皮肤温度作为诊断外周血管疾病的指标。2.核心温度相对稳定，各部位之间的温差小肝脏的温度最高，其次为脑；肾脏、胰腺及十二指肠较低；直肠更低。代表部位：肛温：正常为36.9～37.9℃。口温：约比直肠低0.3℃,为36.7-37.7℃。腋温：约比口腔低0.4℃,为36.0～37.4℃。食道中央温度可用作体核温度的指标，鼓膜温度用作脑温度的指标。（二）体温的生理变动1.昼夜节律变化人的体温在一昼夜中呈现周期性波动，称为体温的昼夜节律。清晨2-6点最低午后1-6时最高将一切标志时间的外在因素去除，此时受试者的体温仍然表现出昼夜节律性波动的特性，但这种节律的周期要比地球自转周期（24h）略长，故称为自由运转周期（freerunningperiod）。人在日常活动中，受外在因素的作用影响，自由运转周期和24h地球自转周期同步。生物节律受下丘脑视交叉上核控制。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。　　3.年龄差异新生儿体温不稳定体温调节机构发育不完善幼儿＞成年人＞老年人。4.肌肉活动等肌肉活动时，肌肉代谢明显增强，产热增加；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。临床链接1、给患者测体温时应注意什么问题？2、根据新生儿、老年人体温特点，护理上应注意什么问题？(一)产热过程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）肝代谢最旺盛，产热量最高肝血液温度比动脉血液温度高0.4～0.8℃活动状态,主要产热器官是骨骼肌。占体重40%，产热潜力大剧烈运动时，产热量增加90%二、机体的产热和散热　　2.机体的产热形式:基础代谢产热骨骼肌运动产热食物的特殊动力效应寒战和非寒战产热等通常机体的产热量大部分来自全身各组织器官的基础代谢机体安静时在寒冷环境中增加热量的产热形式：寒战产热非寒战产热寒战:是指在寒冷环境中骨骼肌发生不随意的节律性收缩。特点:屈肌和伸肌同时收缩，许多肌纤维同步化放电，不做外功，能量全部转化为热量。机体的代谢率可增加4～5倍。非寒战产热--代谢产热，是一种通过提高组织代谢率来增加产热的形式。棕色脂肪组织产热量最多，占非寒战产热总量的70%。在人类，棕色脂肪组织只存在于新生儿体内，对新生儿尤为重要（体温调节功能不完善，不能发生寒战）。出生后出现在腹股沟、腋窝、肩胛下区、颈部大血管周围。①机体在寒冷环境几周后↓甲状腺↓T3、T4↑↓代谢率↑(增加20～30%)↓产热量↑特点：作用缓慢，维持时间长②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。3.产热活动的调节：（1）体液调节（2）神经调节寒冷刺激→下丘脑后部寒战中枢兴奋，经传出通路到达脊髓前角运动神经元→引起寒战。寒冷刺激→下丘脑释放促甲状腺激素释放激素→促甲状腺激素→甲状腺激素↑。产热内脏产热肝最多，运动产热肌收缩。甲状肾上交感亢，产热过甚是其果。(二)散热过程　1.散热部位：主：皮肤面积大与外界接触血流丰富有汗腺次：呼出气、尿、粪2.散热方式：机体散热方式有以下几种:散热方式：thermalradiationthermalconductionthermalconvectioninsensibleperspirationevaporationsweating　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的散热方式。人体在21度，裸体时，占60%辐射散热量取决于　机体的有效辐射面积皮肤与环境的温度差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⑶对流散热：指体热凭借空气流动与环境交换热量的散热方式。对流散热是传导散热的一种特殊形式。对流散热量主要取决于空气温度风速蒸发散热量主要取决于空气湿度当气温≥体表温度（气温≥30℃）时，蒸发是唯一的散热途径　　⑷蒸发散热：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。①不感蒸发：又称不显汗。指机体水分直接透出皮肤和粘膜表面蒸发散热的形式。不感蒸发是持续进行的。人体不感蒸发量约1000ml/日。∴临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的体液量。　　②发汗：又称可感蒸发。汗腺分泌汗液，汗液蒸发带走热量。汗液：水分：＞99％∵汗液流经汗腺排出管的起始部时，有一部分NaCL可被重吸收，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NaCL。固体：＜１％大部分为NaCL少量KCL、尿素、乳酸等散热散热对流与蒸发，副射传导共四法。高温之下靠出汗，丧失水分氯化钠。三、体温调节（自主性体温调节）　　(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⑶作用：温度感受器传入冲动到达中枢后，除产生温觉外，还能引起体温调节反应。　与体温调节无关。加强散热，对体温调节有重要作用。意义情绪激动或精神紧张温热刺激刺激手掌、足底、前额等部位汗腺分泌全身绝大部分汗腺分泌汗腺精神性发汗温热性发汗3.散热的调节：⑴皮肤血流量的调节皮肤血管收缩→皮肤血流量↓→皮温↓→散热↓皮肤血管扩张→皮肤血流量↑→皮温↑→散热↑⑵发汗的调节2.中枢性温度敏感神经元⑴分布：下丘脑、脑干网状结构和脊髓等处⑵分类：热敏神经元和冷敏神经元⑶作用：血温↑→热敏神经元冲动发放频率↑→散热反应↑，产热反应↓血温↓→冷敏神经元冲动发放频率↑→散热反应↓，产热反应↑(二)体温调节中枢　　调节体温的基本中枢位于下丘脑。PO/AH（下丘脑的视前区-下丘脑前部）不仅具有中枢温度感受器的作用，还能对中脑、延髓、脊髓、皮肤等处传入的温度信息发生反应，以及能直接对致热物质、5-HT、NE等物质发生反应，说明PO/AH具有体温调节整合中枢的地位。思考题为什么剧烈运动时会出汗？为什么有的高热患者发烧前常出现发冷、寒战的现象？大面积烧伤痊愈患者为何仍难度酷夏？根据所学知识列举高热降温措施并阐述降温机制。临床助理医师考试大纲基础代谢率体温的概念、正常值及生理变异机体的主要产热器官和散热方式临床执业医师考试大纲（1）影响能量代谢的因素（2）基础代谢率（3）体温的概念及其正常变动（4）体热平衡：产热和散热（5）体温调节：温度感受器，体温调节中枢，调定点学说