医学能量代谢体温.ppt

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看,单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,能量代谢体温,作者,:,曹宇,单位,:,中国医科大学,第七章,能量代谢与体温,第一节 能 量 代 谢,第二节 体温及其调节,重点难点,熟悉,了解,掌握,影响能量代谢的因素，基础代谢率,机体产热和散热过程，自主性体温调节机制,能量代谢间接测定的方法和基本原理,体温的生理性波动、测量方法,能量代谢,直接测定方法,行为性体温调节,能 量 代 谢,第一节,（一）能量的来源,（二）能量的利用,（三）能量平衡,一、,机体能量的来源与利用,生理学（第,9,版）,能量代谢（,energy metabolism,）：,伴随物质代谢过程中的能量的释放、转移、贮存和利用,摄取营养物质来构筑和更新自身,合成代谢,新陈代谢 贮存能量,分解自身的部分物质,分解代谢,释放能量,能量代谢,物质代谢,（,metabolism,）,生理学（第,9,版）,能量来源,糖（,glucose,）：基本的供能物质，供能占,70,以上。通过有,O,2,氧化和无氧酵解供能,脂肪（,fat,）：重要的贮能和供能物质，氧化时释放的能量多。短期饥饿时供能,蛋白质（,protein,）：特殊情况下供能，在体内氧化不彻底,生理学（第,9,版）,糖,脂肪,蛋白质,CO,2,和,H,2,O,O,2,能量,ADP+Pi,ATP,热能,生物氧化,营养物质在生物体内氧化分解成二氧化碳和水，同时释放能量的过程,生理学（第,9,版）,糖原,三酰甘油,蛋白质,葡萄糖,脂酸,+,甘油,氨基酸,乙酰,CoA,2H,呼吸链,H,2,O,ADP+Pi,ATP,CO,2,糖、脂肪和蛋白质的生物氧化一般过程,柠檬酸循环,底物水平磷酸化,氧化磷酸化,生理学（第,9,版）,氧化磷酸化：,营养物质在代谢过程中脱下的一对氢原子进入线粒体，经过线粒体氧化呼吸链的电子传递，释放的能量激活,ATP,合酶，催化,ADP,磷酸化生成,ATP,氧化磷酸化是体内,ATP,生成的最主要方式,底物水平磷酸化：,由底物分子脱氢，将能量在分子内重新分布产生高能键，并将高能键最终转移给,ADP,生成,ATP,生理学（第,9,版）,F,0,F,1,Cyt c,Q,NADH+H,+,NAD,+,延胡索酸,琥珀酸,H,+,1/2O,2,+2H,+,H,2,O,ADP+Pi,ATP,4H,+,2H,+,4H,+,胞液侧,基质侧,+,-,呼吸链电子传递过程耦联,ADP,磷酸化，生成,ATP,生理学（第,9,版）,ATP,：重要的贮能物质和直接的供能物质,1mol ATP,可释放,52.3kJ,能量,磷酸肌酸（,creatine phosphate,CP,）：由肌酸和磷酸合成，主要存在肌肉和脑组织中，是含高能磷酸键的化合物，不能直接为细胞提供能量,能量过剩,能量不足,ATP,CP,ATP,是体内能量转化和利用的关键物质,生理学（第,9,版）,能量的利用,维持基础代谢,跨膜主动转运，产生生物电活动，腺体的分泌和递质,的释放合成代谢,运动及各种活动,肌肉的舒缩（机械功）,食物的特殊动力效应,生长发育,维持体温等,生理学（第,9,版）,能量平衡,（,energy balance,）,在一定时期内，摄入的能量与消耗的能量基本相等,摄入的能量多于消耗的能量,能量的正平衡,生长发育、肥胖,摄入的能量少于消耗的能量,能量的负平衡,消瘦,生理学（第,9,版）,（一）能量代谢的测定原理,（二）能量代谢的测定方法,二、能量代谢的测定,生理学（第,9,版）,M,：,能量代谢量；,L,：,散热量；,S,：,贮热量；,体温,变化（,h,-1,）,体重,（,kg,）,人体,比热（,0.83 kcal,kg,-1,）,W,：,外功,M=L+S+W,测定原理：能量守恒定律；定比定律,生理学（第,9,版）,1.,直接测热法（,direct calorimetry,）,收集在一定时间内受试者散发的总热量,特点：测定原理简单，所得数据精确。所需的测试装置结构复杂，操作繁琐,直接测热装置模式图,测定方法：,生理学（第,9,版）,2.,间接测热法（,indirect calorimetry,）,根据化学反应的定比定律，即在一般化学反应中，反应物的量与产物量之间呈一定的比例关系。例如：,C,6,H,12,O,6,+6O,2,6CO,2,+6H,2,O+E,食物的热价（,thermal equivalent of food,）,1g,某种食物氧化分解（或体外燃烧）时所释放的热量,食物的氧热价（,thermal equivalent of oxygen,）,某种食物氧化时消耗,1L O,2,所产生的热量,（氧热价,耗氧量,=,产热量）,生理学（第,9,版）,呼吸商（,respiratory quotient,，,RQ,）,一定时间内机体的,CO,2,产量与耗氧量的比值,RQ=,CO,2,产生量（,ml,）,O,2,耗氧量（,ml,）,生理学（第,9,版）,营养物质,产热量（,kJ/g,）,消耗量（,L/g,）,CO,2,产量（,L/g,）,呼吸商（,RQ,）,氧热价（,kJ/L,）,物理热价,生物热价,糖,17.2,17.2,0.83,0.83,1.00,21.1,脂肪,39.8,39.8,2.03,1.43,0.71,19.6,蛋白质,23.4,18.0,0.95,0.76,0.80,18.9,糖、脂肪和蛋白质氧化时的热价、氧热价和呼吸商,非蛋白呼吸商（,non-protein respiratory quotient,，,NPRQ,）：,由糖和脂肪氧化时所产生的二氧化碳量及耗氧量的比值,通常将蛋白质的代谢量忽略不计，进食混合膳食的非蛋白呼吸商约为,0.82,非蛋白呼吸商和氧热价,生理学（第,9,版）,NPRQ,氧化的糖（,%,）,氧化的脂肪（,%,）,氧热价（,kJ/L,）,0.707,0.00,100.00,19.62,0.71,1.10,98.90,19.64,0.72,4.75,95.20,19.69,具体步骤如下：,测定一定时间内的耗氧量和,CO,2,产生量，及尿氮排出量,推算出蛋白质氧化量及蛋白质食物的产热量,计算出非蛋白呼吸商，算出非蛋白食物的产热量,将蛋白质食物产热量与非蛋白质食物产热量相加，即得出整个机体在该段时间内的总产热量,生理学（第,9,版）,耗氧量和和,CO,2,产生量的测定,开放式测定法：用气量计测出呼出气量并进行气体分析,闭合式测定法：通常测定,6,分钟的耗氧量,生理学（第,9,版）,肺量计模式图,能量代谢率的简便测算方法,1.,蛋白质代谢量忽略不计，测定耗氧量和,CO,2,产生量计算出呼吸商（,NPRQ,）,查表得出氧热价,产热量,=,耗氧量,氧热价,2.,混合食物,NPRQ,视为,0.82,，则对应的氧热价是,20.19kJ/L,，故只需测得一定时间的耗氧量，即可算出该时间的产热量,生理学（第,9,版）,三、影响能量代谢的因素,1.,肌肉活动,显著影响能量代谢，耗氧量同肌肉活动的强度呈正比关系，剧烈活动时可达安静时的,1020,倍,2.,环境温度,安静状态、环境温度在,2030,时代谢最稳定,环境温度低于,20,以下时，由于肌肉紧张度增加、战栗，使代谢率升高,环境温度高于,30,以上时，体内生化反应加速，代谢率也升高,生理学（第,9,版）,3.,精神活动,精神处于紧张状态时肌肉张力增强，促进机体代谢活动的激素释放增多，使能量代谢率升高。但中枢神经系统本身的代谢率增加并不明显,4.,食物的特殊动力效应（,specific dynamic effect of food,）,由食物引起机体额外增加产热量的现象,进食后,1,小时左右开始增加，,2,3,小时增至最大，以后逐渐下降，可延续,7,8,小时,各种营养物质的特殊动力效应：蛋白质,30,、糖,6%,、脂肪,4%,。混合性食物约为,10,可能主要由于在肝脏内氨基酸的脱氨基反应消耗能量,生理学（第,9,版）,四、基础代谢,基础代谢（,basal metabolism,）：指基础状态下的能量代谢,基础代谢率（,basal metabolism rate,BMR,）：在基础状态下单位时间的能量代谢量,kJ/,（,m,2,h,）,基础状态：清晨、清醒、静卧，未作肌肉活动，测定时无精神紧张，测定前至少空腹,12,小时，室温保持在,20,25,生理学（第,9,版）,表示法：,绝对值：,kcal,或,kJm,2,h,；,相对值：,37,热敏神经元放电散热体温不致过高,产热,37,冷敏神经元放电散热体温不致过低,产热,生理学（第,9,版）,（三）行为性体温调节,行为性体温调节是变温动物的重要体温调节手段,在恒温动物，行为性体温调节也是体温调节过程的重要一环,一般当环境温度变化时，首先采取行为性体温调节，行为性体温调节和自主性体温调节互相补充，以保持体温的相对稳定,生理学（第,9,版）,1.,在生物体内物质代谢过程中伴随发生能量的释放、转移、储存和利用，称为能量代谢,2.,机体组织细胞进行功能活动时能够直接利用的能量形式是,ATP,，是由营养物质氧化分解过程中产生的高能化合物,3.,通过直接测热法和间接测热法可测定机体的能量代谢量，基础代谢率可用以指导营养物质的摄入量，以保持能量的平衡。此外，对某些疾病具有辅助诊断的临床意义,4.,肌肉活动、环境温度、精神活动及食物的特殊动力效应是影响能量代谢的主要因素,5.,体温是机体基本的生命体征之一，相对稳定的体温对高等动物维持正常的生理功能活动具有重要意义。通常生理学或临床医学中所说的体温是指机体核心部分的平均温度，即体核温度。腋下温度、口腔温度和直肠温度常用来代表体温。在某些生理条件下体温也可出现小于,1,的波动,6.,视前区,-,下丘脑前部是自主性体温调节的重要中枢部位，接受中枢和外周冷、热感受器的传入信息及一些化学物质的作用，调控产热和散热反应，使机体在调定点水平达到体热平衡,