（北京大学）名师精讲《生物化学》第九章能量代谢与体温.ppt

1、【北京大学】名师精讲全国特级教师 XX 博士教授生物化学生物化学第第9章章 能量代谢与体温变化能量代谢与体温变化123第四节第四节 解表药的功效解表药的功效 4本章目录本章目录第一节第一节 能量代谢能量代谢第二节第二节 体温及其调节体温及其调节小结小结-3-第一节第一节 能量代谢能量代谢v能量代谢能量代谢:指体内物质代谢过程中所伴随的能量释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。放、转移、贮存和利用。一、机体能量的来源与利用一、机体能量的来源与利用 (一一)能量来源能量来源 1.1.糖糖:主要主要(70(70以上以上)脑组织所需能量则完全来源于糖的有氧氧化。缺氧和血糖水脑组织所

2、需能量则完全来源于糖的有氧氧化。缺氧和血糖水平过低，均可导致意识障碍、昏迷以及抽搐。平过低，均可导致意识障碍、昏迷以及抽搐。2.2.脂肪：脂肪：次之次之(30(30)3.3.蛋白质：蛋白质：很少很少(长期饥饿或极度消耗时，才成为主长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量来源要能量来源)。-4-(二二)能量能量利用利用 能源物质能源物质释放的能量有释放的能量有50%50%转化为热转化为热能，其余以自能，其余以自由能形式贮存由能形式贮存于于ATPATP中。除中。除骨骼肌运动时骨骼肌运动时所完成的机械所完成的机械外功，其余的外功，其余的自由能最终也自由能最终也转变为热能。转变为热能。-5-二、能量代谢的

3、测定二、能量代谢的测定 (一一)能量代谢测定能量代谢测定中中的的有关概念有关概念食物的热价食物的热价:1 1食物氧化时所释放出来的热量，称为食物的食物氧化时所释放出来的热量，称为食物的热价。热价。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。糖与脂肪糖与脂肪：物理热价生物热价：物理热价生物热价 蛋蛋 白白 质质：物理热价生物热价（：物理热价生物热价（蛋白质在体内不能被彻底蛋白质在体内不能被彻底氧化分解，有一部分以尿素的形式由尿中排泄）。氧化分解，有一部分以尿素的形式由尿中排泄）。-6-

4、食物的氧热价：食物的氧热价：某种食物氧化时某种食物氧化时,每消耗每消耗1L1L氧所产生的热量氧所产生的热量称为该种食物的氧热价。称为该种食物的氧热价。呼吸商呼吸商(RQ)(RQ)：指一定时间内，机体呼出的指一定时间内，机体呼出的COCO2 2量与吸入的量与吸入的O O2 2量的比值。量的比值。RQRQCOCO2 2产生产生量量/耗耗O O2 2量量 非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商(NPRQ):(NPRQ):指一定时间内，机体氧化非蛋白食物指一定时间内，机体氧化非蛋白食物时的时的COCO2 2产生量与耗产生量与耗O O2 2量的比值。量的比值。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

5、 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/g)(R Q)(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(R Q)糖糖 0.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.00 0.83 0.83 17.0 17.0 21.0 1.00 脂脂 肪肪 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71 蛋白质蛋白质 0.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.85 0.95 0.76 23.5

6、 18.0 18.8 0.85-7-8-（三）（三）能量代谢的能量代谢的衡量标准：衡量标准：kJkJ/（m m2 2.h.h）(二二)能量代谢的测定能量代谢的测定原理和原理和方法方法 1.1.直接测热法：直接测热法：直接测量从机体体表、呼出气、尿液和粪直接测量从机体体表、呼出气、尿液和粪便排出的总热量。这种方法测定准确，但设备复杂，操便排出的总热量。这种方法测定准确，但设备复杂，操作繁琐，现已极少应用。作繁琐，现已极少应用。2.2.间接测热法：间接测热法：间接测热法原理：是利用间接测热法原理：是利用“定比定律定比定律”测算出一定时间内氧化的糖、脂肪和蛋白质各有多少，测算出一定时间内氧化的糖、脂

7、肪和蛋白质各有多少，再计算出它们所释放出的热量。再计算出它们所释放出的热量。3.3.临床应用的简便方法：临床应用的简便方法：用代谢测定仪测定受试者一定时用代谢测定仪测定受试者一定时间内（通常为间内（通常为6 6分钟）的分钟）的耗耗O O2 2量（量（VOVO2 2），将混合食物的呼），将混合食物的呼吸商定为吸商定为0.820.82，此时的氧热价是，此时的氧热价是20.20kJ20.20kJ，用氧热价乘以，用氧热价乘以所测的耗所测的耗O O2 2量，即为该时间的产热量。量，即为该时间的产热量。-9-三、影响能量代谢的三、影响能量代谢的主要主要因素因素(一一)肌肉活动肌肉活动:肌肉活动对能量代谢的

8、影响最大。全身剧烈肌肉活动对能量代谢的影响最大。全身剧烈活动时，短时间内其总产热量比安静时高出数十倍活动时，短时间内其总产热量比安静时高出数十倍.劳动或运动时的能量代谢率劳动或运动时的能量代谢率 -肌肉活动形式肌肉活动形式 平均产热量平均产热量(kJ/m(kJ/m2 2.min).min)-静卧休息静卧休息 2.73 2.73 出席会议出席会议 3.40 3.40 擦窗擦窗 8.30 8.30 洗衣物洗衣物 9.89 9.89 扫地扫地 11.37 11.37 打排球打排球 17.05 17.05 踢足球踢足球 24.98 24.98 -10-(二二)精神活动精神活动 人在平静地思考问题时，能

9、量代谢受到的影响不大，其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产热量一般不超过4%4%。但精神处于紧张状态。但精神处于紧张状态(烦躁、恐惧、烦躁、恐惧、情绪激动等情绪激动等)时，由于会导致无意识的肌肉紧张性增强、交时，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。量可显著增加。(三三)环境温度环境温度 1.1.人体安静时的能量代谢人体安静时的能量代谢,在在20203030的环境中较为稳的环境中较为稳定。定。2.2.环境温度超过环境温度超过3030，能量代谢率增加

10、。，能量代谢率增加。3.3.当环境温度低于当环境温度低于2020时，随着温度的不断下降，机时，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。体产生寒战和肌紧张增加以御寒，同时增加能量代谢率。-11-(四四)食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应 人进食后一段时间内人进食后一段时间内(从进食后从进食后1h1h开始开始,持续持续7 78h),8h),即使同样处于安静状态即使同样处于安静状态,但产热量却比进食前有所增加，这但产热量却比进食前有所增加，这些些“额外额外”热量是由进食引起的。食物能使机体产生热量是由进食引起的。食物能使机体产生“额额外外”热量的现象称为食物的热量的

11、现象称为食物的特殊动力效应特殊动力效应。各种营养物质。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的食物特殊动力效应不同，进食蛋白质时产热量增加3030，混合性食物增加混合性食物增加1010，糖和脂肪增加，糖和脂肪增加4 46 6。-12-四、基础代谢四、基础代谢 (一一)概念概念 1.1.基础代谢：基础代谢：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。基础状态基础状态的条件如下：的条件如下：清晨清晨空腹空腹，即禁食，即禁食121214h14h，前一天应清淡、不要太饱的，前一天应清淡、不要太饱的饮食，以排除食物特殊动力效应的影响饮食，以排除食物特殊动力效应的影响;平卧

12、平卧，全身肌肉放，全身肌肉放松，尽力排除肌肉活动的影响松，尽力排除肌肉活动的影响;清醒且情绪安闲清醒且情绪安闲，以排除精，以排除精神紧张的影响神紧张的影响;室温室温20-2520-25，排除环境温度的影响。，排除环境温度的影响。2.基础代谢率基础代谢率(BMR)：单位时间内的基础代谢。单位时间内的基础代谢。(二)BMR的正常值的正常值：10101515 2020可能是病态可能是病态 甲亢：甲亢：+25+25+80%+80%；甲减：；甲减：-20%-20%-40%-40%发烧：体温每升高发烧：体温每升高11，BMRBMR升高升高13%.13%.第二节第二节 体温及其调节体温及其调节一、一、体温体

13、温二、二、机体的产热与散热机体的产热与散热三、三、体温调节体温调节一、体温一、体温(body temperature)(一一)表层体温和深部体温表层体温和深部体温 在研究体温时，把人体分为在研究体温时，把人体分为核心核心与与表层表层两个部分。两个部分。核心温度核心温度：相对稳定，身体相对稳定，身体各部位之间的温度差异很小。各部位之间的温度差异很小。表层温度表层温度：机体机体表层表层的温度的温度。1.1.表层温度表层温度 易受环境温度影响，各部位间的温差较大；易受环境温度影响，各部位间的温差较大；皮肤温差波动大，受局部血流量影响，凡是皮肤温差波动大，受局部血流量影响，凡是影响皮肤血管舒缩的因素均

14、能改变皮肤温度。影响皮肤血管舒缩的因素均能改变皮肤温度。紧张（情绪激动）手、脚发凉。紧张（情绪激动）手、脚发凉。2.2.核心温度核心温度u肝脏肝脏脑肾、胰脏、十二指肠脑肾、胰脏、十二指肠直肠直肠u体温：体温：临床上通常用临床上通常用直肠、口腔和腋窝直肠、口腔和腋窝等部位的温度来代表体温。等部位的温度来代表体温。体温的测定：体温的测定：直肠温度：直肠温度：36.9-37.90C （插入直肠插入直肠6cm以上）以上）口腔温度口腔温度：36.7-37.70C （不能配合的病人，不适宜用）不能配合的病人，不适宜用）腋窝温度：腋窝温度：36.0-37.40C （形成人工体腔；至少（形成人工体腔；至少5m

15、in）人类的体温范围：人类的体温范围：35-410C(二二)体温的正常变动（体温的正常变动（11）1.体温的昼夜变化体温的昼夜变化 体温在一昼夜之间有周期性的波动：体温在一昼夜之间有周期性的波动：清晨清晨26时时体温最低，体温最低，午后午后16时时最高。这种昼夜周期性波最高。这种昼夜周期性波动称为昼夜节律或日节律。由内在的动称为昼夜节律或日节律。由内在的生物节律生物节律所决所决定。定。生物钟生物钟 下丘脑的视交叉上核下丘脑的视交叉上核 2.性别的影响性别的影响 成年女子的体温平均比男子的高成年女子的体温平均比男子的高0.3，而且其体温而且其体温随随月经周期月经周期而发生变动。而发生变动。女子的

16、女子的基础体温基础体温（basal body temperature）（指在早（指在早晨醒后起床前测定的体温晨醒后起床前测定的体温)在排卵前较低，在排卵前较低，排卵日最低排卵日最低，排卵后升高排卵后升高0.30.6。3.年龄的影响年龄的影响 儿童和青少年的体温较高；儿童和青少年的体温较高；老年人因基础代谢率低，老年人因基础代谢率低，体温偏低。体温偏低。新生儿，特别是早产儿：体温容易受环境因素的影响。新生儿，特别是早产儿：体温容易受环境因素的影响。4.肌肉活动肌肉活动 代谢增强，产热量增加，体温升高代谢增强，产热量增加，体温升高 5.其它其它 情绪激动、精神紧张、进食等情况对体温都会发生影响。情

17、绪激动、精神紧张、进食等情况对体温都会发生影响。二、二、机体的产热与散热机体的产热与散热 (一一)产热过程产热过程 1.主要的产热器官主要的产热器官 安静安静肝脏肝脏 运动运动骨骼肌骨骼肌 2.机体的产热形式机体的产热形式 基础代谢产热基础代谢产热 食物特殊动力效应产热食物特殊动力效应产热 骨骼肌运动产热骨骼肌运动产热 寒战产热寒战产热(shivering thermogenesis)非寒战产热非寒战产热(non-shivering thermogenesis)基础代谢基础代谢(basal metabolism)：基础状态下的能量代谢。：基础状态下的能量代谢。基础状态：基础状态：清晨、清醒、静

18、卧，未作肌肉活动；清晨、清醒、静卧，未作肌肉活动；前夜睡眠好、无精神紧张；前夜睡眠好、无精神紧张；食后食后12 14小时；小时；室温保持在室温保持在2025。基础代谢率基础代谢率(basal metabolic rate，BMR)：基础状态基础状态下单位时间内的能量代谢下单位时间内的能量代谢。这种状态下体内能量的消这种状态下体内能量的消耗只用于维持基本的生命活动，能量代谢比较稳定。耗只用于维持基本的生命活动，能量代谢比较稳定。基础代谢基础代谢 kJ/（m2h）食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应(specific dynamic effect)进食能刺激机体额外消耗进食能刺激机体额外消耗能量的

19、作用，称为能量的作用，称为食物的食物的特殊动力效应特殊动力效应。进食进食12h出现，出现，23h达达高峰，持续高峰，持续78h。蛋白质最显著蛋白质最显著 30%可能与肝脏处理氨基酸或可能与肝脏处理氨基酸或合成糖原等过程有关。合成糖原等过程有关。（1 1）寒战产热）寒战产热（shivering thermogenesis)在寒冷环境中骨骼肌发生不随意的节律性在寒冷环境中骨骼肌发生不随意的节律性收缩。收缩。肌肉收缩不做外功，全部转化为热量，有肌肉收缩不做外功，全部转化为热量，有利维持机体在寒冷环境中的体温。利维持机体在寒冷环境中的体温。（2 2）非寒战产热）非寒战产热（non-shivering

20、thermogenesis)代谢产热，通过提高组织代谢率来增加产热代谢产热，通过提高组织代谢率来增加产热 主要依赖棕色脂肪组织细胞的解耦联来增加产主要依赖棕色脂肪组织细胞的解耦联来增加产热。热。棕色脂肪组织只存在于新生儿体内，意义重大。棕色脂肪组织只存在于新生儿体内，意义重大。3.3.产热活动的调节产热活动的调节（1 1）体液调节）体液调节 甲状腺激素：主要体液因素。甲状腺激素：主要体液因素。特点：作用缓慢，持续时间长。特点：作用缓慢，持续时间长。E E、NENE、生长激素特点：作用快，持续时间短。、生长激素特点：作用快，持续时间短。（2 2）神经调节）神经调节 寒战寒战寒冷刺激寒冷刺激E E

21、、NE NE 产热增加产热增加 甲状腺激素甲状腺激素(二二)散热过程散热过程（主要通过皮肤散热）（主要通过皮肤散热）1.1.散热的几种方式散热的几种方式辐射、传导、对流和蒸发辐射、传导、对流和蒸发 (1)辐射散热辐射散热 (thermal radiation)：人体以热射线的形式将体热人体以热射线的形式将体热传给外界较冷物质的一种散传给外界较冷物质的一种散热形式。热形式。影响因素：影响因素：皮肤与周围环境的温度差；皮肤与周围环境的温度差；机体的有效散热面积机体的有效散热面积。(2)传导散热传导散热(thermal conduction)：机体的热量直接传给与之接触的温度较低的物体。机体的热量直

22、接传给与之接触的温度较低的物体。影响因素：影响因素：温度差温度差 接触面积接触面积 导热性能导热性能(空气空气、衣物衣物、脂肪脂肪、水水)临床治疗对高热病人用冰袋、冰帽冷敷降温。临床治疗对高热病人用冰袋、冰帽冷敷降温。(3)对流散热对流散热(thermal convection)：通过气体流动进行热量交换的一种散热方式。通过气体流动进行热量交换的一种散热方式。影响因素：皮肤与周围环境的温度差影响因素：皮肤与周围环境的温度差 有效散热面积有效散热面积 风速风速 (衣服衣服、风扇风扇、空调空调)辐射、传导和对流，只有在皮肤温度辐射、传导和对流，只有在皮肤温度高于环境温度时才有意义。高于环境温度时才

23、有意义。(4)蒸发散热蒸发散热：水分从体表汽化时吸收热量而散发体热的一种方式。水分从体表汽化时吸收热量而散发体热的一种方式。蒸发蒸发1g水散热水散热2.43kJ，当环境温度，当环境温度皮肤温度时，皮肤温度时，蒸发是唯一有效的散热形式。蒸发是唯一有效的散热形式。1)不感蒸发：不感蒸发：指体液的水分从皮肤和粘膜表面不断渗出而被汽化指体液的水分从皮肤和粘膜表面不断渗出而被汽化的形式。的形式。不感蒸发是持续进行的不感蒸发是持续进行的;室温室温30,人体不感蒸发量约人体不感蒸发量约1000ml/日日(皮肤皮肤,呼吸呼吸道道);临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的体临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸

24、发丢失的体液量。液量。与体温调节无关，可能与湿润与体温调节无关，可能与湿润手掌和足跖手掌和足跖，改变摩，改变摩擦力有关。擦力有关。加强散热，对体温调加强散热，对体温调节有重要作用。节有重要作用。意义意义情绪激动或精神紧张情绪激动或精神紧张温热刺激温热刺激刺激刺激肾上腺素能神经纤维肾上腺素能神经纤维交感神经的交感神经的胆碱能胆碱能节后节后纤维纤维神经神经支配支配手掌、足跖、前额和腋手掌、足跖、前额和腋窝等部位汗腺窝等部位汗腺全身绝大部分汗腺分全身绝大部分汗腺分泌泌(手掌、足跖除外）手掌、足跖除外）汗腺汗腺精神性发汗精神性发汗温热性发汗温热性发汗 2 2）发汗：又称可感蒸发，是汗腺主动分泌汗液）发

25、汗：又称可感蒸发，是汗腺主动分泌汗液 的过程。的过程。降温措施：降温措施：（1 1）冰囊、冰帽：）冰囊、冰帽：增加传导散热增加传导散热 （2 2）通气、减衣：）通气、减衣：增加辐射、对流散热增加辐射、对流散热 （3 3）酒精擦浴：）酒精擦浴：增加蒸发散热增加蒸发散热 4.4.循环系统在散热中的作用循环系统在散热中的作用 机体可以通过改变机体可以通过改变皮肤血管的舒缩状态皮肤血管的舒缩状态来调节体热来调节体热的散失量。的散失量。炎热炎热交感神经紧张活动降低交感神经紧张活动降低皮肤小动脉舒张，皮肤小动脉舒张，动动-静脉吻合支开放静脉吻合支开放皮肤血流量增加皮肤血流量增加散热量增加。散热量增加。炎热

26、炎热汗腺的活动增强汗腺的活动增强蒸发散热增强蒸发散热增强。v 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，通过增减皮在体温调节中枢的控制下，通过增减皮肤血流量、出汗、寒战等生理调节反应，调节机体的产热肤血流量、出汗、寒战等生理调节反应，调节机体的产热和散热过程，使体温保持相对恒定的调节方式和散热过程，使体温保持相对恒定的调节方式。v 行为性体温调节行为性体温调节:有意识调节体热平衡的活动，通过在有意识调节体热平衡的活动，通过在不同环境中采取的姿势和发生的行为来调节不同环境中采取的姿势和发生的行为来调节体热平衡体热平衡。三、体温调节三、体温调节自主性体温调节的负反馈机制自主性体温调节的

27、负反馈机制三、体温调节三、体温调节 (一一)温度感受器温度感受器 外周温度感受器外周温度感受器按位置按位置 中枢温度感受器中枢温度感受器按性质：冷感受器、热感受器按性质：冷感受器、热感受器1.1.外周温度感受器外周温度感受器(游离神经末梢游离神经末梢)分布：皮肤、粘膜和内脏。分布：皮肤、粘膜和内脏。大鼠阴囊皮肤冷觉和温觉感受器大鼠阴囊皮肤冷觉和温觉感受器 2.中枢温度感受器中枢温度感受器 中枢神经系统内的对温度变化敏感的中枢神经系统内的对温度变化敏感的神经元神经元。热敏神经元热敏神经元(warm-sensitive neuron)冷敏神经元冷敏神经元(cold-sensitive neuron

28、)视前区视前区-下丘下丘脑前部脑前部（PO/AH）脑干网状结脑干网状结构、下丘脑构、下丘脑弓状核弓状核中枢温度感受器的特点中枢温度感受器的特点:对温度变化敏感对温度变化敏感.局部脑组织温度变动局部脑组织温度变动0.10.1，这两种神经元的放，这两种神经元的放电频率就会发生变化电频率就会发生变化 不出现适应现象。不出现适应现象。(二二)体温调节中枢体温调节中枢 体温调节中枢：体温调节中枢：下丘脑下丘脑 体温调节中枢整合的关键部位：体温调节中枢整合的关键部位：POAH (三三)体温调定点学说体温调定点学说 体温调定点学说认为，体温调定点学说认为，体温的调节类似于体温的调节类似于恒温器的调节恒温器的

29、调节，POAH神经元的活动设定了神经元的活动设定了一个体温一个体温调定点调定点，即规定的温度值，如即规定的温度值，如37。调定点是由调定点是由 POAH 温度敏感神经元的工温度敏感神经元的工作特性决定的。作特性决定的。体温体温调定点调定点冷敏神经元冷敏神经元产热（寒战、产热（寒战、血管收缩等）血管收缩等）散热（发汗、散热（发汗、血管扩张等）血管扩张等）体温体温=调定点调定点体温体温调定点调定点热敏神经元热敏神经元产热（寒战、产热（寒战、血管收缩等）血管收缩等）散热（发汗、散热（发汗、血管扩张等）血管扩张等）体温体温=调定点调定点能量代谢能量代谢 能量代谢（能量代谢（energy metabol

30、ism）：）：生物体内物质代生物体内物质代谢中伴随发生的能量的释放、转移、贮存和利用。谢中伴随发生的能量的释放、转移、贮存和利用。能量代谢能量代谢合成代谢合成代谢-储能储能-放能放能新陈代谢新陈代谢（物质代谢）（物质代谢）分解代谢分解代谢生物体的基本特征：新陈代谢生物体的基本特征：新陈代谢一、能量的来源和利用一、能量的来源和利用 二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定 三、影响能量代谢的主要因素三、影响能量代谢的主要因素 四、基础代谢四、基础代谢一、能量的来源和去路一、能量的来源和去路(一一)能量的来源能量的来源 食物或组织中的糖、脂肪和蛋白质是机体活动食物或组织中的糖、脂肪和蛋白质是机体活动所

31、需能量的根本来源。所需能量的根本来源。营养物质结构分子中营养物质结构分子中的碳氢键的碳氢键氧化分解氧化分解碳氢键断裂碳氢键断裂CO2 H2OE三磷酸腺苷（三磷酸腺苷（ATPATP）:既直接供能，又储能。既直接供能，又储能。A-PPP 三大营养物质的能量转化三大营养物质的能量转化（1）糖：）糖：供给机体生命活动所需能量。供给机体生命活动所需能量。50%70%有氧氧化有氧氧化无氧酵解无氧酵解CO2+H2O+E38mol ATP葡萄糖葡萄糖乳酸乳酸+E2mol ATP1mol（剧烈运动、剧烈运动、RBC）（脑、一般情况下）脑、一般情况下）机体糖的贮备较少。机体糖的贮备较少。（2）脂肪：储存和供给能量

32、。脂肪：储存和供给能量。一般情况下：供能小于机体消耗总能量的一般情况下：供能小于机体消耗总能量的30%。短期饥饿时：为主要供能物质。短期饥饿时：为主要供能物质。（3）蛋白质：主要用于重新合成细胞成分或酶、）蛋白质：主要用于重新合成细胞成分或酶、激素等生物活性物质。激素等生物活性物质。次要功能是提供能量。次要功能是提供能量。一般情况下：供能很少。一般情况下：供能很少。长期饥饿时：蛋白质分解产生的氨基酸供能。长期饥饿时：蛋白质分解产生的氨基酸供能。甘油甘油脂肪脂肪脂肪酸脂肪酸糖的氧化分解糖的氧化分解磷酸化和脱氢磷酸化和脱氢葡萄糖葡萄糖乙酰辅酶乙酰辅酶A糖的氧化糖的氧化活化和活化和-氧化氧化 ATP

33、：既是体内重要的储能物质，又是直接的供既是体内重要的储能物质，又是直接的供能物质。能物质。CP：ATP的贮存库。的贮存库。（二）能量的利用（二）能量的利用二、能量代谢的测定二、能量代谢的测定（一）与能量代谢测定有关的几个概念（一）与能量代谢测定有关的几个概念 1.食物的热价食物的热价 食物的热价食物的热价(thermal equivalent of food)：1g某种食物氧化时所释放的能量（某种食物氧化时所释放的能量（kJ）。）。热价：生物热价热价：生物热价食物在体内氧化释放的能量食物在体内氧化释放的能量 物理热价物理热价食物在体外燃烧释放的能量食物在体外燃烧释放的能量 蛋白质：生物热价物理

34、热价蛋白质：生物热价物理热价 2.食物的氧热价食物的氧热价 食物的氧热价食物的氧热价(thermal equivalent of oxygen)：某种食物氧化时消耗某种食物氧化时消耗1L氧所产生的能量。氧所产生的能量。3.呼吸商呼吸商 呼吸商呼吸商(respiratory quotient，RQ)：一定时间一定时间内机体呼出的内机体呼出的CO2的量与吸入的的量与吸入的O2量的比值量的比值。RQ=产生产生CO2的的mol数数消耗消耗 O2的的mol数数=消耗消耗 O2的的ml数数产生产生CO2的的ml数数 正常人混合进食：正常人混合进食：RQ=0.85 非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商(non-prot

35、ein respiratory quotient，NPRQ)：由糖和脂肪氧化时所产生的由糖和脂肪氧化时所产生的二氧化碳量和消耗的氧量的比值。二氧化碳量和消耗的氧量的比值。(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 原理：能量守恒定律原理：能量守恒定律 食物中的化学能热能所作功食物中的化学能热能所作功方法：方法：测定整个机体在单位时间内发散的测定整个机体在单位时间内发散的总热量总热量，通常有两类方法：通常有两类方法：直接测热法直接测热法与与间接测热法间接测热法。1.直接测热法直接测热法(direct calorimetry)将被测者置于一特殊的检测环境中，收集被将被测者置于一特殊的

36、检测环境中，收集被测者在一定时间内发散的总热量，然后换算成单位测者在一定时间内发散的总热量，然后换算成单位时间的代谢量，即能量代谢率。时间的代谢量，即能量代谢率。2.间接测热法间接测热法(indirect calorimetry)原理：原理：定比定律定比定律 C6H12O2+6O26CO2+6H2O+H间接测热法的具体步骤：间接测热法的具体步骤：测出机体在一定时间内的测出机体在一定时间内的O2耗量耗量和和CO2产生量产生量，并测出，并测出尿氮排出量尿氮排出量；因体内氧化因体内氧化1g蛋白质可产生蛋白质可产生0.16g尿氮，所以将测出的尿尿氮，所以将测出的尿氮量除以氮量除以0.16，即体内氧化蛋

37、白质的量。根据蛋白质的生物，即体内氧化蛋白质的量。根据蛋白质的生物热价，可计算氧化蛋白质食物的产热量。热价，可计算氧化蛋白质食物的产热量。1g蛋白质的蛋白质的O2耗量和耗量和CO2产生量是固定的，可求出产生量是固定的，可求出NPRQ，查出该查出该NPRQ所对应的氧热价，进而算出非蛋白食物的产所对应的氧热价，进而算出非蛋白食物的产热量；热量；算出总产热量，即蛋白质食物产热量与非蛋白质食物产算出总产热量，即蛋白质食物产热量与非蛋白质食物产热量之和。热量之和。两种简化方法：（1）忽略蛋白质食物的氧化量：a.测定一定时间内的耗O2量和CO2产生量；b.两者比值即为NPRQ；c.查表得对应氧热价，即可算

38、得此段时间产热量。（2）a.测定一段时间内的耗O2量；b.基础状态下的NPRQ为0.82，查表得氧热价；c.耗氧量与氧热价乘积即为此段时间内的产热量。3.耗氧量与耗氧量与CO2产量的测定方法产量的测定方法 闭合式测定法和开放式测定法闭合式测定法和开放式测定法 （1）闭合式测定法：）闭合式测定法：临床上通常只使用临床上通常只使用肺量计肺量计来测量耗氧量。来测量耗氧量。（2）开放式测定法开放式测定法(气体分析法气体分析法)：在机体在机体呼吸空气呼吸空气的条件下测定耗氧量和的条件下测定耗氧量和CO2产量的方产量的方法，即采集受试者一定时间内的呼出气，通过法，即采集受试者一定时间内的呼出气，通过气量计

39、气量计测出测出呼出气量呼出气量并并分析呼出气体中氧和分析呼出气体中氧和CO2容积百分比容积百分比。3.双标记水法双标记水法三、影响能量代谢的因素三、影响能量代谢的因素 (一一)肌肉活动（肌肉活动（最显著最显著）(二二)精神活动精神活动 精神处于紧张状态精神处于紧张状态(烦躁、恐惧、情绪烦躁、恐惧、情绪激动等激动等)时，由于会时，由于会导致无意识的肌肉导致无意识的肌肉紧张性增强、交感紧张性增强、交感神经兴奋及促进代神经兴奋及促进代谢的内分泌激素释谢的内分泌激素释放增多等原因，产放增多等原因，产热量可显著增加。热量可显著增加。(三三)食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应(specific dyna

40、mic effect)进食能刺激机体额外消耗进食能刺激机体额外消耗能量的作用，称为能量的作用，称为食物的食物的特殊动力效应特殊动力效应。进食进食12h出现，出现，23h达达高峰，持续高峰，持续78h。蛋白质最显著蛋白质最显著 30%可能与肝脏处理氨基酸或可能与肝脏处理氨基酸或合成糖原等过程有关。合成糖原等过程有关。(四四)环境温度环境温度 人人(裸体或只着薄衣裸体或只着薄衣)安安静时的能量代谢，在静时的能量代谢，在2030的情况下最的情况下最为稳定，主要是因为为稳定，主要是因为肌肉保持松弛。肌肉保持松弛。10，代谢率增高，代谢率增高（寒战以及肌肉紧张增（寒战以及肌肉紧张增强强）。30，代谢率增

41、高，代谢率增高（体内化学反应速度加（体内化学反应速度加快，发汗功能旺盛及呼快，发汗功能旺盛及呼吸、循环功能增强）吸、循环功能增强）。基础代谢基础代谢(basal metabolism)：基础状态下的能量代谢。：基础状态下的能量代谢。基础状态：基础状态：清晨、清醒、静卧，未作肌肉活动；清晨、清醒、静卧，未作肌肉活动；前夜睡眠好、无精神紧张；前夜睡眠好、无精神紧张；食后食后12 14小时；小时；室温保持在室温保持在2025。基础代谢率基础代谢率(basal metabolic rate，BMR)：基础状态基础状态下单位时间内的能量代谢下单位时间内的能量代谢。这种状态下体内能量的消这种状态下体内能量

42、的消耗只用于维持基本的生命活动，能量代谢比较稳定。耗只用于维持基本的生命活动，能量代谢比较稳定。四、基础代谢四、基础代谢kJ/（m2h）人体表面积人体表面积:0.0061身高（身高（cm)0.0128体重体重(kg)0.1529体表面积测算图体表面积测算图 BMR率随着性别、年龄等不同而有生理变动。男子的率随着性别、年龄等不同而有生理变动。男子的BMR值平均比女子的高；儿童比成人高；年龄越大，代谢值平均比女子的高；儿童比成人高；年龄越大，代谢率越低。率越低。BMR的临床意义：的临床意义：1）BMR与我国人正常的与我国人正常的BMR平均值比较：平均值比较：相差在相差在10 15%之间，均属正常范

43、围；之间，均属正常范围；相差之数超过相差之数超过20%时，才可能是病理变化。时，才可能是病理变化。体温每升高体温每升高1，BMR将升高将升高13左右。左右。2）BMR的测量是临床诊断甲状腺疾病的重要辅助方法。的测量是临床诊断甲状腺疾病的重要辅助方法。甲状腺功能低下时，甲状腺功能低下时，BMR可比正常值低可比正常值低20 40%；甲状腺功能亢进时，甲状腺功能亢进时，BMR可比正常值高可比正常值高25 80%。能量平衡能量平衡 摄入能量摄入能量=消耗能量消耗能量 体重不变体重不变 能量平衡能量平衡 摄入能量摄入能量消耗能量消耗能量 体重增加体重增加 能量正平衡能量正平衡体重指数（body mass

44、 index,BMI）体重指数(BMI)=体重(千克)/身高(米)的平方 体重指数（BMI）范围男女中国人过轻：小于20小于19小于18.5适中：2025192418.524过重：253024292428肥胖：30352934大于28非常肥胖：大于35大于34最理想的体重指数是22分类：单纯性肥胖分类：单纯性肥胖 病理性肥胖等（柯兴氏综合征）病理性肥胖等（柯兴氏综合征）单纯性肥胖单纯性肥胖 （1 1）遗传与环境因素）遗传与环境因素 （2 2）物质代谢与内分泌功能的改变）物质代谢与内分泌功能的改变 （3 3）脂肪数目的增多与肥大）脂肪数目的增多与肥大 （4 4）神经精神因素）神经精神因素 （5

45、5）生活及饮食习惯）生活及饮食习惯 （6 6）药物性肥胖）药物性肥胖 甜食甜食水果水果 吃饭狼吞虎咽吃饭狼吞虎咽反复多次减肥反复多次减肥生理周期生理周期情绪压力情绪压力宵夜宵夜 运动不足运动不足 零食零食 季节季节 体温及其调节体温及其调节一、一、体温体温二、二、机体的产热与散热机体的产热与散热三、三、体温调节体温调节一、体温一、体温(body temperature)(一一)表层体温和核心体温表层体温和核心体温 在研究体温时，把人体分在研究体温时，把人体分为核心与表层两个层次。为核心与表层两个层次。核心核心温度：温度：相对稳定，身相对稳定，身体各部位之间的温度差异很小。体各部位之间的温度差异

46、很小。表层温度：低于核心温度，表层温度：低于核心温度，存在明显的温度梯度存在明显的温度梯度。1.表层体温表层体温 头部皮肤温度头部皮肤温度;皮肤温度的变化一定程度上可以反映血管的功能状态皮肤温度的变化一定程度上可以反映血管的功能状态;作为诊断外周血管疾病的指标。作为诊断外周血管疾病的指标。2.2.核心温度核心温度 相对稳定相对稳定;各部位间差异小各部位间差异小;肝脏肝脏脑脑(38)肾肾胰腺胰腺十二指肠十二指肠 直肠直肠(37.5);循环血液交换热量循环血液交换热量各器官温度趋于一致各器官温度趋于一致 体温：机体核心部分的平均温度。由于深部血液体温：机体核心部分的平均温度。由于深部血液温度不易测

47、试，所以临床上通常用直肠、口腔和腋窝温度不易测试，所以临床上通常用直肠、口腔和腋窝等部位的温度来代表体温。等部位的温度来代表体温。体温的测定：体温的测定：临床临床:直肠温度：直肠温度：36.9-37.90C （插入直肠插入直肠6cm以上）以上）口腔温度：口腔温度：36.7-37.70C （不能配合的病人，不适宜用）不能配合的病人，不适宜用）腋窝温度：腋窝温度：36.0-37.40C （形成人工体腔；（形成人工体腔；5-10min;干燥）干燥）(二二)体温的正常变动体温的正常变动 在生理情况下，体温可随昼夜、年龄、性别等在生理情况下，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

48、不超过因素而有所变化，但这种变化的幅度一般不超过1。1.体温的昼夜变化体温的昼夜变化 体温在一昼夜之间有周期性的波动：清晨体温在一昼夜之间有周期性的波动：清晨26时体温最低，午后时体温最低，午后16时最高。这种昼夜周期性时最高。这种昼夜周期性波动称为昼夜节律波动称为昼夜节律(circadian rhythm)或日节律。或日节律。2.性别的影响性别的影响 成年女子的体温平均比男子的高成年女子的体温平均比男子的高0.3，而且其而且其体温体温 随月经周期而发生变动。随月经周期而发生变动。女子的基础体温女子的基础体温(basal body temperature，指在指在早晨醒后起床前测定的体温早晨醒

49、后起床前测定的体温)在月经期和月经后的前在月经期和月经后的前半期较低，排卵日最低，排卵后升高半期较低，排卵日最低，排卵后升高0.30.6。每天测定基础体每天测定基础体温可有助于了解温可有助于了解有有无排卵和排卵的日无排卵和排卵的日期期。排卵后体温升。排卵后体温升高，是孕激素作用高，是孕激素作用的结果。的结果。3.年龄的影响年龄的影响 新生儿，特别是早产儿：体温容易受环境因素新生儿，特别是早产儿：体温容易受环境因素的影响。的影响。老年人因基础代谢率低，体温也偏低。老年人因基础代谢率低，体温也偏低。4.肌肉活动肌肉活动 代谢增强，产热量增加，体温升高。代谢增强，产热量增加，体温升高。5.其它其它

50、情绪激动、精神紧张、进食等情况对体温都会情绪激动、精神紧张、进食等情况对体温都会发生影响。发生影响。解热镇痛药。解热镇痛药。二、机体的产热与散热二、机体的产热与散热 恒温动物之所以能维持相对稳定的体温，就是恒温动物之所以能维持相对稳定的体温，就是因为在体温调节机构的控制下，产热和散热两个因为在体温调节机构的控制下，产热和散热两个生理过程能取得动态平衡的结果。生理过程能取得动态平衡的结果。(一一)产热过程产热过程 1.主要的产热器官主要的产热器官 人体主要的产热器官是人体主要的产热器官是肝脏和骨骼肌肝脏和骨骼肌。安静安静肝脏肝脏 运动运动骨骼肌骨骼肌 2.机体的产热形式机体的产热形式 基础代谢产