能量代谢和体温.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,能量代谢和体温,2,二、能量代谢的测定,(,一,),能量代谢测定的基本原理,机体的能量代谢也遵循,“,能量守恒定律,”,：,即在安静不作外功时，机体物质代谢过程中所释放的能量全部转化为热能。,因此，测定机体在单位时间内发散的总热量或所消耗的食物量，可测算出整个机体在单位时间内能量代谢的量，即能量代谢率。,3,(,二,),能量代谢的测定方法,1.,直接测热法,：,直接测量从机体体表,、,呼出气、尿液和粪便排出的总热量。,2.,间接测热法,：,间接测热法原理,：是利用,“,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，再计算出它们所释放出的热量。,C,6,H,12,O,6,+6O,2,6CO,2,+6H,2,O+H,4,食物的热价,:,1,食物在氧化时所释放出来的热量，称为食物的热价。,物理热价,：,食物在体外燃烧时释放的热量。,生理热价,：,在体内氧化时所产生的热量。,糖与脂肪,：,物理热价生理热价,蛋 白 质,：,物理热价生理热价,食物的氧热价：,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。,5,呼吸商,(RQ),：,指一定时间内，机体的,CO,2,产生量与耗,O,2,量的比值。,RQ,CO,2,产生量,/,耗,O,2,量,三种营养物质氧化的几种数据,物 质耗氧量 产,CO,2,量 物理热价 生理热价 氧热价 呼吸商,(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(R Q),糖,脂 肪,蛋白质,RQ,1.0,氧化糖；,RQ,0.70,氧化脂肪,RQ,0.82,一般饮食；,RQ,或,1.0,长期饥饿,BMR实测值-BMR平均值,1食物在氧化时所释放出来的热量，称为食物的热价。,测定尿氮量：根据尿氮量估算蛋白质氧化的量。,人在安静状态下，当环境温度达到30左右时，便开始发汗；,T=27低温麻醉。,体温过高、过低都会影响酶的活性，导致生理功能的障碍，甚至造成死亡。,指体液的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。,中枢性温度敏感神经元,把基础状态下的呼吸商定为、氧热价为。,体温过高、过低都会影响酶的活性，导致生理功能的障碍，甚至造成死亡。,当气温体温时，蒸发是唯一的散热途径,加温PO/AH PO/AH的热敏N元+散热反应产热反应,一、人体正常体温及生理变动,水的导热性好，因此临床上常利用冷水袋或冰袋为高热患者降温。,6,非蛋白呼吸商,(NPRQ):,指一定时间内,，,机体氧化非蛋白食物时的,CO,2,产生量与耗,O,2,量的比值。,整体产生,CO,2,总量分解蛋白产生,CO,2,量,NPRQ,整体耗,O,2,总量分解蛋白耗,O,2,量,非蛋白呼吸商,(NPRQ),及氧热价见,:,表,7-2,7,间接测热法步骤,：,测定,CO,2,产生量和耗,O,2,量：开放式或闭合式。,测定尿氮量：根据尿氮量估算蛋白质氧化的量。,计算出,NPRQ,：,=,非蛋白,CO,2,产生量,/,非蛋白耗,O,2,量。,查出非蛋白食物氧热价：根据,NPRQ,在,“,NPRQ,及氧热价表,”,查出所对应的氧热价。,计算出非蛋白食物的产热量：,NPRQ,表查出的氧热价,非蛋白耗,O,2,量。,能量代谢计算,：,=,非蛋白食物的产热量,+,蛋白食物的产热量。,8,简易法,：,将混合膳食的,RQ,定为，氧热价；,测定,6min,的耗,O,2,量；,能量代谢计算：,=,耗,O,2,量,氧热价。,9,三、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。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。,表,7-3,机体不同状态时,的能量代谢率,状态 产热量,(KJ/m,2,.min),躺卧,开会,擦窗,洗衣,扫地,打排球,打篮球,踢足球,10,(,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。,11,(,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，这些,“,额外,”,热量是由进食引起的。,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,，混合性食物增加,10,，糖和脂肪增加,4,6,。,其产生的机制尚不十分清楚，可能与肝脏处理蛋白分解产物时的额外能量消耗有关。,12,(,四,),环境温度,1.,人体安静时的能量代谢,在,20,30,的环境中较为稳定。,2.,环境温度超过,30,，能量代谢率增加。,3.,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。,4.,舰艇舱内温度可高达,60,故舰员的能量代谢率很高。,13,四、基础代谢,(,一,),概念,1.,基础代谢,：,机体在,基础状态,下的能量代谢称为基础代谢。,基础状态的条件如下：,清晨空腹，即禁食,12,14h,，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。,平卧,，,全身肌肉放松,，,尽力排除肌肉活动的影响。,清醒且情绪安闲，以排除精神紧张的影响。,室温,18-25,，排除环境温度的影响。,2.,基础代谢率,(BMR),：单位时间内的基础代谢。,14,(,二,)BMR,的测定和正常值,的测定,:(,通常采用简易法,),把基础状态下的呼吸商定为、氧热价为。,测出,1h,内,(,测,6min,的耗氧量,10),的耗氧量。,测出体表面积。,按下面公式计算出,BMR,实测值：,BMR,实测值,20.195,耗氧量,/,体表面积,对照表,7-4,的,BMR,平均值,按下面公式计算出,BMR,相对值：,BMR,相对值,BMR,实测值,-BMR,平均值,BMR,平均值,正常值：,10,15,20,可能是病态,甲亢：,+25,+80%,；甲减：,-20%,-40%,发烧：体温每升高,1,，,BMR,升高,13%.,100%,15,第二节 体温,概念：指身体深部的平均温度，即体核温度,。,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。,体温过高、过低都会影响酶的活性，导致生理功能的障碍，甚至造成死亡。如：,T,22,心跳停止；,T,43,酶变性而死亡,;,T=27,低温麻醉。,16,一、人体正常体温及生理变动,（一）,正常体温,通常体温的测量部位为腋窝、口腔和直肠温。,1.,肛温：正常为,37.9,，平均,37.5,。,2.,口温：正常为,37.7,，平均,37.2,。,3.,腋温：正常为,37.4,，平均,36.8,。,肛温比较接近机体深部的温度，但由于测试不便，临床常用口温和腋温。测定腋温时要注意夹紧体温计和测量时间（约需,10min,）。,另外，科研中还常用食管温度（,=,体核温度）、鼓膜温度（,=,下丘脑温度）。,17,（二）体温的生理变动,正常人的体温可因昼夜、性别、年龄和机体的活动等而有所变动。,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。,一般是清晨,2,6h,时最低，下午,2,8h,最高，波动幅度一般不超过,1,。,三、影响能量代谢的因素,说明：PO/AH中的某些温敏N元能感受局部脑温的变化。,汗腺缺乏(如烧伤病人)或汗腺分泌障碍者，在热环境中就可导致体温升高危及生命。,维持时间长。,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，所以全麻时应注意保温。,舰艇舱内温度可高达60,故舰员的能量代谢率很高。,指体热凭借空气流动交换热量的散热方式。,当外界温度接近或高于皮肤温度时，机体的散热是依靠蒸发方式散热。,正常人的体温可因昼夜、性别、年龄和机体的活动等而有所变动。,把基础状态下的呼吸商定为、氧热价为。,发烧：体温每升高1，BMR升高13%.,加温PO/AH PO/AH的热敏N元+散热反应产热反应,(三)食物的特殊动力效应,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。,18,2.,性别差异,成年女子体温平均比男子高,0.3,。,女子体温随月经周期而产生周期性变动。排卵日最低（约,1,）。,19,3.,年龄差异,新生儿体温成年人老年人,。,体温随着年龄的增长有逐渐降低的趋势（与代谢率降低逐渐有关），大约每增长,10,岁，体温约降低,0.05,。,14,16,岁的青年人体温与成年人相近。,新生儿（特别是早产儿）由于体温调节机构尚未发育完善、老年人由于调节能力差，易受环境温度的影响。,20,4.,其他,肌肉活动时，肌肉代谢明显增强，产热增加，可使体温暂时升高,1,2,。所以测体温时，要先让受试者安静一段时间，小儿应防止其哭闹。,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，所以全麻时应注意保温。,21,二、机体的产热和散热,人体正常体温的维持，是在体温调节机构的协调和控制下，产热和散热过程达到动态平衡的结果。,22,(,一,),产,热,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）。,活动状态,主要产热器官是骨骼肌。,此外，环境温度、进食、精神紧张等能够影响能量代谢的因素，也都可影响机体的产热量。,23,2.,产热形式,寒战产热：骨骼肌不随意的节律性收缩，其特点是屈肌和伸肌同时收缩，不做外功但产热量很高。,实际上，机体在寒冷环境中，通常在战栗之前，首先出现寒战前肌紧张，当肌紧张上升到一临界水平时就转变为战栗。,非寒战产热：又称代谢产热，机体所有的组织器官都能进行代谢产热，但以褐色脂肪组织的产热量最大（,约占,70%,）。,24,3.,产热活动的调节,机体在寒冷环境几周后,甲状腺,TRH,、,TSH,代谢率,(,增加,4,5,倍,),产热量,特点,：,作用缓慢，,维持时间长。,寒冷刺激时,交感,-,肾上腺髓质,肾上腺素、,NA,产热量,特点,：,作用迅速，,维持时间短。,TRH,：促甲状腺释放激素,TSH,：促甲状腺激素,25,(,二,),散热,1.,散热部位,：,主：皮肤,面积大,与外界接触,血流丰富,有汗腺,次：肺、尿、粪,2.,散热方式,：,当外界气温低于人体表层温度时，人体主要通过辐射、传导和对流方式散热，其散热量约占总量,70,。,当外界温度接近或高于皮肤温度时，机体的散热是依靠蒸发方式散热。,机体散热方式有以下几种,:,26,辐射散热,：,指体热以热射线形式传给温度较低的周围环境中的散热方式。,辐射散热量的多少取决于,在高温环境中作业（如舰船、炼钢人员）,因环境温度高于皮肤温度，机体不仅不能辐射散热，反而会吸收周围的热量，故易发生中暑。,机体的有效辐射面积,皮肤与环境的温度差,27,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,水的导热性好，因此临床上常利用冷水袋或冰袋为高热患者降温。,脂肪的导热性差，因而肥胖者炎热的天气易出汗。,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,28,对流散热,：,指体热凭借空气流动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,衣服覆盖于体表，不易实现对流；棉、毛纤维间的空气不易流动，因此增加衣着可以保温御寒。,若在较密闭的高温环境中（如船舱内）或闷热气候，因空气对流差，易发生中暑。,气温,风速,29,蒸发散热：,（分不感蒸发和可感蒸发,）,指体液的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。,每水蒸发可带走热量。,当气温体温时，蒸发是唯一的散热途径,不感蒸发：又称不显汗。,不感蒸发是持续进行的。人体不感蒸发量约,1000ml/,日（皮肤约占,2/3,肺占,1/3,）。,临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的体液量。,T 43酶变性而死亡;,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。,分类：热敏神经元和冷敏神经元,表7-3 机体不同状态时,机体的能量代谢也遵循“能量守恒定律”：即在安静不作外功时，机体物质代谢过程中所释放的能量全部转化为热能。,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，混合性食物增加10，糖和脂肪增加46。,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，所以全麻时应注意保温。,舰艇舱内温度可高达60,故舰员的能量代谢率很高。,类型：温觉感受器和冷觉感受器,血温冷敏神经元冲动发放频率,分布：全身皮肤、某些粘膜和腹腔内脏等处。,扫地,当气温体温时，蒸发是唯一的散热途径,加温PO/AH PO/AH的热敏N元+散热反应产热反应,此外，环境温度、进食、精神紧张等能够影响能量代谢的因素，也都可影响机体的产热量。,30,发汗：,又称可感蒸发。,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。,炎热的气候,，,短时间内发汗量可达。,发汗散热是通过汗液蒸发吸收体表热量实现的,，,若将汗液擦掉则不能起到蒸发散热的效果,；,汗腺缺乏,(,如烧伤病人,),或汗腺分泌障碍者,，,在热环境中就可导致体温升高危及生命。,31,温热性发汗,精神性发汗,汗腺,全身绝大部分汗腺分泌,(,手掌、足底除外）,手掌、足底、前额和腋窝等部位汗腺,神经支配,交感神经的胆碱能节后纤维,肾上腺素能神经纤维,刺激,温热刺激,情绪激动或精神紧张,意义,加强散热，对体温调节有重要作用。,与体温调节无关，可能与湿润手掌和足跖，增加摩擦力有关。,3.,散热的调节,：,皮肤循环的调节：机体通过交感,N,调控着皮肤血管的口径，以改变其血流量，改变皮肤温度，从而影响辐射、对流和传导散热量。,发汗的调节：发汗是反射性调节。,支配汗腺的神经纤维的不同 发汗分为：,32,三、体温调节,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。,(,一,),温度感受器,1.,外周温度感受器,分布：,全身皮肤、某些粘膜和腹腔内脏等处。,类型：温觉感受器和冷觉感受器,皮温,30,时冷觉感受器,+,冷觉,皮温,35,时温觉感受器,+,温觉,作用,：温度感受器传入冲动到达中枢后，除产生温觉之外，还能引起体温调节反应。,33,2.,中枢性温度敏感神经元,分类：,热敏神经元和冷敏神经元,血温热敏神经元冲动发放频率,血温冷敏神经元冲动发放频率,分布,：下丘脑、脑干网状结构和脊髓等处,在视前区,-,下丘脑前部,(PO/AH),分布较多的热敏神经元和少量冷敏神经元。通过对,PO/AH,加温或冷却（局部脑温变动,0.1,）的研究发现：,加温,PO/AH PO/AH,的热敏,N,元,+,散热反应产热反应,冷却,PO/AH PO/AH,的冷敏,N,元,+,散热反应产热反应,说明：,PO/AH,中的某些温敏,N,元能感受局部脑温的变化,。,34,(,二,),体温调节中枢,虽然从脊髓到大脑皮层的整个,CNS,中都存在调节体温的中枢结构。,但从恒温动物脑的分段切除实验证明,:,调节体温的基本中枢位于下丘脑,。,除前述对视前区,-,下丘脑前部,(PO/AH),加温或冷却的研究说明：,PO/AH,中的某些温敏,N,元能感受局部脑温的变化,外；进一步研究还证明：,PO/AH,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,。,35,(,三,),体温调节机制,籍于前述，体温自动调节的机制提出了,“,调定点,”,学说：即,体温调节类似恒温器的调节；,PO/AH,中的温敏,N,元可能起着,“,调定点,”,的作用；,“,调定点,”,所规定的温度值,决定着体温的高低。,36,