生理学第七章能量代谢与体温课件.ppt
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- 生理学 第七 能量 代谢 体温 课件
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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能量代谢能量代谢体温及其调节体温及其调节复习与思考题复习与思考题.能量代谢的概念能量代谢的概念 合成代谢合成代谢:生物体从外界摄取营养物质来构筑生物体从外界摄取营养物质来构筑 或更新自身,并储备能量。或更新自身,并储备能量。物质物质 代谢代谢 分解代谢分解代谢:生物体利用储存的能量或分解体内生物体利用储存的能量或分解体内 自身物质而转变成能量,用以维持自身物质而转变成能量,用以维持 体温和进行各种功能性活动。体温和进行各种功能性活动。能量代谢能量代谢(energy metabolismenergy metabolism)生物体内物质代谢过生物体内物质代
2、谢过 程中伴随发生的能量的释放、转移、贮存和利用。程中伴随发生的能量的释放、转移、贮存和利用。.机体能量的来源和去路机体能量的来源和去路来源来源 机体的能量来自于三大营养物质的分机体的能量来自于三大营养物质的分解氧化解氧化去路去路 体内能量的体内能量的50%50%以上直接转化为热量,以上直接转化为热量,后者用于维持体温或散发出体外;其余部分后者用于维持体温或散发出体外;其余部分以化学能的形式贮存于三磷酸腺苷以化学能的形式贮存于三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATPadenosine triphosphate,ATP)中。)中。ATPATP分解时放出能量,分解时放出能量
3、,用于合成代谢和各种生理用于合成代谢和各种生理活动。活动。.能量代谢率能量代谢率机体在单位时间内所消耗的能量,称为机体的机体在单位时间内所消耗的能量,称为机体的能量代谢能量代谢率。率。能量代谢率以单位时间内每平方米体表面积的产热量表能量代谢率以单位时间内每平方米体表面积的产热量表示,即示,即kJ/(mkJ/(m2 2 h)h)。能量的计量单位:能量的计量单位:卡(卡(caloriecalorie,calcal)或千卡()或千卡(kilokcaloriekilokcalorie,kcalkcal););焦尔(焦尔(joulejoule,J J)或千焦尔()或千焦尔(kilojoulekilojo
4、ule,KJKJ)1 cal=4.187 J1 cal=4.187 J.体表面积的测定体表面积的测定 Stevenson Stevenson公式:公式:体表面积体表面积(m m2 2)=0.0061=0.0061 身高身高(cm)+(cm)+0.0128 0.0128 体重体重(kg)(kg)0.1529 0.1529.能量代谢测定的基本原理能量代谢测定的基本原理能量守恒定律能量守恒定律 能量由一种形式转化为另一种形式的过能量由一种形式转化为另一种形式的过程中程中,既不能增加既不能增加,也不会减少。也不会减少。定比定律定比定律 化学反应中,反应物的量与产物之间呈一定化学反应中,反应物的量与产物
5、之间呈一定的比例关系。的比例关系。e.g.e.g.C C1212H H1212O O6 6+6O+6O2 2 6CO 6CO2 2+6H+6H2 2O+O+H H根据能量守恒定律,可通过测定人体在一定时间内所消根据能量守恒定律,可通过测定人体在一定时间内所消耗的食物耗的食物,或产生的热量来测算人体在一定时间内的耗或产生的热量来测算人体在一定时间内的耗能量。能量。根据化学反应的定比定律,先测定人体一定时间内的耗根据化学反应的定比定律,先测定人体一定时间内的耗O O2 2和和COCO2 2产生量,再间接推算出同时间内食物的氧化量产生量,再间接推算出同时间内食物的氧化量和产热量,就可计算出能量代谢率
6、。和产热量,就可计算出能量代谢率。.与能量代谢测定有关的几个概念与能量代谢测定有关的几个概念食物的热价食物的热价(thermal equivalent of foodthermal equivalent of food)1g1g某种食物氧化时所释放的热量。某种食物氧化时所释放的热量。食物的氧热价食物的氧热价(thermal equivalent of oxygenthermal equivalent of oxygen)某种食物被氧化时,每消耗某种食物被氧化时,每消耗1L1L氧所产生的热量。氧所产生的热量。呼吸商呼吸商(respiratory quotient,RQrespiratory qu
7、otient,RQ)氧化氧化某一食物时,同一时间内某一食物时,同一时间内COCO2 2的产生量与耗氧量的产生量与耗氧量的比值。的比值。非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商(non-protein respiratory non-protein respiratory quotient,NPRQquotient,NPRQ)糖和脂肪氧化时产生的糖和脂肪氧化时产生的COCO2 2量以及消耗的量以及消耗的O O2 2量的比值。量的比值。.能量代谢率的测定能量代谢率的测定直接测热法直接测热法(direct calorimetrydirect calorimetry)将被将被测者置于一特殊的检测环境中测者置于一特殊的
8、检测环境中,收集其在一定收集其在一定时间内发散的总热量时间内发散的总热量,然后换算成单位时间的然后换算成单位时间的代谢量代谢量,即能量代谢率。即能量代谢率。间接测热法间接测热法(indirect calorimetryindirect calorimetry)根据根据化学反应的定比定律,先测定人体一定时间化学反应的定比定律,先测定人体一定时间内的耗内的耗O O2 2和和COCO2 2产生量,再间接推算出同时间产生量,再间接推算出同时间内食物的氧化量和产热量,就可计算出能量内食物的氧化量和产热量,就可计算出能量代谢率。代谢率。.间接测热法的具体步骤间接测热法的具体步骤1.1.计算氧化蛋白质食物的
9、产热量计算氧化蛋白质食物的产热量 根据一定时间内根据一定时间内的尿氮排出量推算出蛋白质的氧化量和蛋白质食物的尿氮排出量推算出蛋白质的氧化量和蛋白质食物的产热量。的产热量。2.2.计算氧化非蛋白食物的产热量计算氧化非蛋白食物的产热量 测出机体在一定测出机体在一定时间内的总氧耗量和总时间内的总氧耗量和总COCO2 2产生量产生量分别由总氧耗量分别由总氧耗量和总和总COCO2 2产生量减去蛋白质氧化耗去的产生量减去蛋白质氧化耗去的O O2 2量和产生的量和产生的COCO2 2量,算出量,算出NPRQNPRQ从表从表7-27-2查出该查出该NPRQNPRQ所对应的氧所对应的氧热价,进而算出非蛋白食物的
10、产热量热价,进而算出非蛋白食物的产热量3.3.计算出总产热量计算出总产热量 即:蛋白质食物产热量即:蛋白质食物产热量+非蛋白非蛋白食物的产热量食物的产热量.用间接测热法用间接测热法测定能量代谢率的两测定能量代谢率的两种简易方法种简易方法方法一方法一 测得一定时间内的耗氧量和测得一定时间内的耗氧量和COCO2 2产生产生量量计算呼吸商并把它视为非蛋白呼吸商计算呼吸商并把它视为非蛋白呼吸商查表取得相应的氧热价查表取得相应的氧热价该氧热价该氧热价耗氧量耗氧量方法二方法二 测定一定时间内的耗氧量测定一定时间内的耗氧量将此耗将此耗氧量氧量20.20kJ/L(20.20kJ/L(非蛋白呼吸商为非蛋白呼吸商
11、为0.820.82时的时的氧热价氧热价).影响能量代谢的因素影响能量代谢的因素肌肉活动肌肉活动精神活动精神活动食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应 环境温度环境温度.肌肉活动对能量代谢的影响肌肉活动对能量代谢的影响肌肉活动加强肌肉活动加强肌肉耗氧量增加肌肉耗氧量增加能量代谢能量代谢率升高率升高能量代谢率升高程度与肌肉活动加强程度成能量代谢率升高程度与肌肉活动加强程度成正比正比在劳动卫生学中在劳动卫生学中,可用能量代谢率反映劳动强可用能量代谢率反映劳动强度度.精神活动对能量代谢的影响精神活动对能量代谢的影响安静状态下,脑组织的耗氧量为肌肉组织的安静状态下,脑组织的耗氧量为肌肉组织的2020倍,因
12、此其产热量远大于肌肉组织。但在倍,因此其产热量远大于肌肉组织。但在不同精神活动状态下,脑组织的能量代谢率不同精神活动状态下,脑组织的能量代谢率变化不大。变化不大。精神紧张精神紧张(如烦恼、恐惧、或情绪激动)如烦恼、恐惧、或情绪激动)肌肌紧张加强、交感神经兴奋紧张加强、交感神经兴奋、激素分泌增加激素分泌增加能量代谢率升高能量代谢率升高.食物的特殊动力效应对能量代谢的影响食物的特殊动力效应对能量代谢的影响进食后,食物刺激机体额外消耗能量的作用,进食后,食物刺激机体额外消耗能量的作用,称为称为食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应(specific specific dynamic effect dy
13、namic effect)。)。不同食物的特殊动力效应:蛋白质不同食物的特殊动力效应:蛋白质 30%30%;糖;糖 6%6%;脂肪;脂肪 4%4%;混合食物;混合食物 10%10%为病人配餐时,应考虑到食物的特殊动力效为病人配餐时,应考虑到食物的特殊动力效应。应。食物的特殊动力效应的产生可能与肝脏处理食物的特殊动力效应的产生可能与肝脏处理氨基酸或合成糖原等过程有关氨基酸或合成糖原等过程有关.环境温度对能量代谢的影响环境温度对能量代谢的影响安静时,安静时,20203030C C人体的能量代谢最为稳定人体的能量代谢最为稳定环境温度环境温度 20 30 30C C 体内化学反应加速,生理体内化学反应
14、加速,生理活动加快活动加快 代谢率升高代谢率升高.基础代谢基础代谢人体处在室温人体处在室温20202525C C、空腹、清晨、清醒、空腹、清晨、清醒、静卧而又极其安静、放松的状态,称为基础状态。静卧而又极其安静、放松的状态,称为基础状态。人体处于基础状态下的能量代谢,称为人体处于基础状态下的能量代谢,称为基础代谢基础代谢。基础状态下,单位时间内的能量代谢,称为基础基础状态下,单位时间内的能量代谢,称为基础代谢率(代谢率(basal metabolic ratebasal metabolic rate,BMRBMR)。)。.正常人的基础代谢率正常人的基础代谢率正常人的基础代谢率正常人的基础代谢率
15、 =均值均值15%15%BMRBMR:甲状腺功能亢进(比正常值高:甲状腺功能亢进(比正常值高25%25%80%80%)、糖尿病、红细胞增多症、白血病、伴)、糖尿病、红细胞增多症、白血病、伴呼吸困难的心脏病、发烧呼吸困难的心脏病、发烧 BMRBMR:甲状腺功能低下(比正常值低:甲状腺功能低下(比正常值低20%20%40%40%)、肾上腺皮质功能低下、垂体功能低下、)、肾上腺皮质功能低下、垂体功能低下、肾病综合症、病理性饥饿肾病综合症、病理性饥饿.我国正常人基础代谢率的平均值我国正常人基础代谢率的平均值.体体 温温人和动物机体所具有的温度人和动物机体所具有的温度,称为称为体温体温(body tem
16、peraturebody temperature)。分表层温度和核心。分表层温度和核心温度两种。温度两种。.表层温度和核心温度表层温度和核心温度表层温度(表层温度(shell temperature shell temperature)机体表层部机体表层部分的温度。易受环境温度的影响;各部位之间的分的温度。易受环境温度的影响;各部位之间的温度差异较大温度差异较大核心温度(核心温度(core temperature core temperature)机体核心部机体核心部分的温度。相对稳定;各部位之间的温度差较小分的温度。相对稳定;各部位之间的温度差较小临床所指的临床所指的体温体温通常是指机体核心
17、部分的平均温通常是指机体核心部分的平均温度。度。.图图7-3 7-3 在不同环境温度下人体体温分布图在不同环境温度下人体体温分布图.正常体温正常体温直肠温(直肠温(rectal temperaturerectal temperature)36.936.937.9 37.9 C C口腔温(口腔温(oral temperature oral temperature)36.7 36.7 37.7 37.7 C C腋窝温(腋窝温(axillary temperatureaxillary temperature)36.0 36.0 37.4 37.4 C C.体温的正常变动体温的正常变动昼夜的周期性变化
18、昼夜的周期性变化 清晨清晨2 26 6时体温最低时体温最低,午后午后1 16 6时最高时最高性别的差别性别的差别 女性比男性平均高女性比男性平均高0.30.3C C,且基础,且基础体温随月经周期发生变动体温随月经周期发生变动年龄的影响年龄的影响 新生儿体温易受环境因素影响;儿新生儿体温易受环境因素影响;儿童和青少年体温较高;老年人体温偏低童和青少年体温较高;老年人体温偏低其他因素的影响其他因素的影响 运动、情绪、进食,等运动、情绪、进食,等.图图7-4 7-4 女性月经周期中基础体温曲线女性月经周期中基础体温曲线.人体的主要产热器官人体的主要产热器官 安静时人体的主要产热器官是安静时人体的主要
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