医学能量代谢和体温(0001).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,能量代谢和体温,新陈代谢,：,物质代谢,能量代谢,分解代谢-放能,合成代谢-吸能,物质代谢,:,第七篇 能量代谢与体温,第二十二章,能量代谢,第二十三章,体 温,第一节,能量代谢,(energy metabolism),的概念,第一节机体的能量来源与利用,ATP,一.三大营养物质是主要的能量来源,糖：,(70,),有氧氧化 无氧酵解,30-32molATP 2molATP,主要（脑）缺氧、RBC,虚汗；脑晕；心跳加快；眼冒金花；颤抖；饥饿感；无力；手足发麻；说话含糊不清；烦躁；性格改变；定向障碍；癫痫发作；昏迷,研究发现注射葡萄糖及吸氧能显著提高大脑功能。,低血糖：,美国研究人员在神经元(2008-12)杂志上报告说，大脑血糖含量长期缓慢降低，会导致大脑血流量降低，从而使大脑能量不足可能诱发早老性痴呆症研究人员认为，人们可以通过加强锻炼、降低胆固醇和控制血压来提高大脑血糖含量水平，从而改善大脑血流状况，预防早老性痴呆症。,Robert Vassar,。“如果人们及早行动，也许可以防患于未然。”,长期吃太饱 脑中“纤维芽细胞生长因子”的物质 数万倍 动脉硬化 老年痴呆,约有20%的老年痴呆患者，青壮年时期都是名副其实的“美食家”。,氧债,（,oxygen debt),脂肪：,(30,),能源物质在体内的主要储存形式,蛋白质：很少,组织细胞和生物活性物质的更新,2.三大营养物质的能量转化,二.三磷酸腺苷是体内直接利用的能量载体,ATP,三.能量的利用,体重,四.能量的平衡,体重指数：,体重（,kg,）,/【,身高（,m,）,】,2,体重,能量的平衡,肥胖,（obesity）,肥胖症,已成为世界性健康问题之一；能量平衡异常是导致肥胖的原因之一。,体重指数（BMI),是临床上确定肥胖症的常用指标；BMI体重（kg）/【身高（m）】,2,亚洲成年人BMI正常范围为18.522.9；24为超重；30为度肥胖。,不减肥了，,我喝水都会胖！,喝水都会胖？！,骗人！,体重,第二节 能量代谢的测定,(一)能量代谢的测定原理,能量守恒定律,测定原理,机体的能量代谢也遵循,能量守恒定律：,机体释放的能量=热能+外功,机体安静时，外功,=,0，此时机体能量,代谢,=,机体在单位时间内散发的,总热量,二、能量代谢的测定,(二)与能量代谢测定有关的几个基本概念,1.食物的热价,2.食物的氧热价,3.呼吸商 非蛋白呼吸商,（1）食物的热价,1g,某种食物,被氧化,(,或在体外燃烧,),时所释放的能量称为该种食物的热价。,物质的产热量,=,该物质的克数,该物质的热价,物理热价,生物热价,糖：,17.15kJ 17.15kJ,脂肪：,39.75kJ 39.75kJ,蛋白质：,23.43kJ 17.99kJ,物理热价 生物热价,（2）食物的氧热价,某种食物氧化时消耗,1,升氧,所产生的能量称为该种食物的氧热价。,物质的产热量,=,该物质的氧热价,该物质的耗氧量,糖：,20.66kJ,脂肪：,19.58kJ,蛋白质：,18.93kJ,氧热价,（3）呼吸商(RQ),指一定时间内机体,呼出,的,CO,2,的量与,吸入,的,O,2,量的比值，称为呼吸商。,糖：,1.00,脂肪：,0.71,蛋白质：,0.80,呼吸商,混合食物：呼吸商：0.85,非蛋白呼吸商(NPRQ),(二)能量代谢的测定原理和方法,1.直接测热法,(二)能量代谢的测定原理和方法,2.间接测热法：“定比定律”,化学反应中，反应物与产物之间存在定比关系,C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+Q,只要测得机体单位时间的,耗O2量,和,CO2产生量,，便可计算出产热量，从而算出能量代谢率。,间接测热法步骤：,测定CO,2,产生量和耗O,2,量,测定尿氮排出量,得出蛋白质产热量,计算出NPRQ,查出非蛋白食物氧热价,计算出非蛋白食物的产热量,能量代谢计算,举例,：受试者在标准状态下24小时耗氧量：400L；CO,2,产生量：340L；尿氮量：12克；计算24小时的能量代谢。,步骤：,求出蛋白质代谢的耗氧量、CO,2,产生量和产热量,蛋白质氧化量,=126.25=75g,耗氧量,=0.9575=71.25L,CO,2,产生量,=076,75=57L,产热量,=1875=1350kJ,非蛋白代谢,耗氧量=400L71.25L=328.75L,CO,2,产生量=340L,57L=283L,NPRQ=283L328.75L=0.86,计算非蛋白代谢的产热量,查表72,NPRQ=0.86时，氧热价为20.41 kJ/L,非蛋白代谢的产热量=328.75L 20.41kJ/L,=6710kJ,计算24h产热量,24h产热量=,1350kJ+6710kJ=8060kJ,3.,临床简化方法,：因为一般情况下，蛋白质氧化分解极少，故可忽略不计蛋白质产热量；用混合呼吸商代替NPRQ,查出相应氧热价，即可用下式计算：,产热量 =氧热价耗氧量,4.,更为简略的方法,：,仅测出机体一定时间内的,耗O,2,量,，把混合食物的RQ 定为 0.82，此时氧热价为20.20，即可用下式计算：,产热量=20.18耗氧量,单位：kJ/m,2,.h,3.耗氧量与CO,2,产量的测定方法,(1)闭合式测定法 (2)开放式测定法,开放式测定法,3 双标记水法,双标记水法（DLW）法：是将受试者喝入定量的双标记水,2,H,2,18,O，在一定时间内（815 d）连续收集尿样，通过测定尿样中稳定的双标记同位素及消失率，计算能量消耗量。适用于任何人群和个体的测定，无毒无损伤，但费用高，需要高灵敏度、准确度的同位素质谱仪及专业技术人员，近年主要用于测定个体不同活动水平（PAL）的能量消耗值。,第三节影响能量代谢的主要因素,(一)肌肉活动,肌肉活动对能量代谢的影响最大。,劳动或运动时的能量代谢率,状态 产热量,(KJ/m,2,.min),躺卧 2.73,开会 3.40,擦窗子 8.30,洗衣 9.89,扫地 11.37,打排球 17.50,打篮球 24.22,踢足球 24.98,持重机枪跃进 42.39,(二)精神活动,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。,AA,Glucogen,(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,，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。,第四节基础代谢,基础代谢率(BMR)：单位时间内的基础代谢。,基础状态下，即清晨、清醒、静卧，前夜睡眠良好，测定时无精神紧张；测定前至少禁食,12,小时；室温保持在,20-25,；这种状态下单位时间内的能量代谢。,KJ/m,2,h,如何比较不同个体的能量代谢率差异？研究表明：,基础代谢率、肺活量、肾小球滤过率、心输出量、主动脉和气管的横截面积,都与体表面积呈比例关系，而与机体体重相关性不明显。,人体表面积推算:,公式0.0061身高（cm)0.0128体重(kg)0.1529,BMR测定的临床意义,：,有助于诊断某些疾病,甲低,：BMR比正常低 4020,甲亢,：BMR比正常高 25%80%,BMR,：,发热、糖尿病、红细胞增多症、白血病、肾上腺皮质功能亢进、有呼吸困难的心脏病等。,BMR,：,阿狄森病、肾病综合征、病理性饥饿、垂体性肥胖等。,第七篇 能量代谢与体温,第二十二章,能量代谢,第二十三章,体 温,第一节 体温,（一）表层温度和核心温度,1.体温的概念:机体深部,(核心部分）,的平均温度。,（1）,表层温度,（shell temperature）：值低，不稳定，各部差异大,（2）,核心温度,（core temperature,）：数值高，稳定，各部差异小,体温,直场温度：36.937.9。,口腔温度：36.737.7。,腋窝温度：36.037.4。,人体体温的极限,T42，可引起细胞的损害，特别是酶活性的改变，导致细胞功能减弱。,人的最高致死体温是45,T34时，可出现意识障碍。3,0,引起神经反射消失，心脏兴奋传导系统的功能障碍。,1.体温的昼夜变化,(二)体温的正常波动,2.性别的影响,3.年龄差异,4.骨骼肌活动和精神活动,骨骼肌活动增强，产热量增加。,精神紧张时，骨骼肌张力增强。甲状腺激素、肾上腺素等,促进机体代谢活动的激素分泌增多，代谢活动增强。,5.睡眠,慢波睡眠时，发汗功能增强，代谢活动水平也降低，体温在慢波睡眠时较低。,6.环境温度、进食等因素,(二)体温的正常波动,第二节 体热平衡,(一)产热过程,1.主要产热器官：,安静状态：内脏（肝脏）,活动状态：骨骼肌,产热方式,基础代谢活动,骨骼肌运动,食物特殊动力作用,寒战产热和非寒战产热,一般环境温度下,寒冷环境下,2.机体的产热方式,2.机体的产热形式,寒战（战栗）产热：骨骼肌不随意的节律性收缩，节律为9-11次/分。,特点：屈肌和伸肌同时收缩，不做外功，而产热量很高,非,寒战（,战栗）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，其中尤以,褐色脂肪组织,BFT的产热量最大（70%）。,UCP,氧化还原,ATP,热能,甲状腺激素代谢率增加20%-30%,NE、E、GH 代谢率增加,在寒冷的环境中如何维持体温？,体液调节,甲状腺激素代谢率增加20%-30%,NE、E、GH 代谢率增加,神经调节,寒冷刺激交感N 肾上腺髓质 NE、E,甲状腺激素,寒战,T3、T4与能增加产热的组织细胞内的核受体集合 启动DNA复制 m RNA 合成 诱导NaKATP酶产生 促进细胞内NaK互换 ATPADP 耗氧，产热增加 刺激线粒体有氧氧化 产热增加,主：皮肤,面积大,与外界接触,血流丰富,有汗腺,次：肺、尿、粪,(二)散热过程,1.体热通过血液循环和热传导送到体表,皮肤血流量改变范围大；,受交感神经调控；,辐射散热：,指人体以热射线的形式将体热传给外界较冷物质的一种散热形式。,条件,：,体表温度高于环境温度,影响因素,：,体表温度与环境温度差,有效辐射面积,2.散热的几种方式,传导散热：,指机体的热量直接传给与机体接触的低温物体的散热方式。,影响因素,：温度差,接触面积,导热性能,对流散热：,指通过气体进行热量交换的一种散热方式。,影响因素,：温度差,有效散热面积,风速,蒸发散热：（分不感蒸发和发汗指机体通过体表水分的蒸发而散失体热的一种形式。,蒸发1g水散热2.43kJ,当环境温度超过体,表温度时，其是机,体唯一的散热方式。,指体液的水分直接透出皮肤和粘膜表面，在未聚成明显水滴前蒸发掉的散热形式。,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。,不感蒸发：,发汗：,又称可感蒸发，是汗腺主动分泌汗液的过程。,汗流浃背,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aCl。,水分：99,固体：,大部分为NaCl,其余为KCl、尿素、乳酸等,无葡萄糖和蛋白质,（A）汗液的成分,（B).汗腺活动,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、衣着多，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。,（C).汗腺活动的调节:神经因素、体液因素、湿度、风速、环境温度、机体活动,第三节 体温调节,行为性体温调节,自主性体温调节,1.外周温度感受器,分布：皮肤、粘膜和内脏,类型：热感受器和冷感受器,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。,(一)温度感受器,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：,冷敏神经元脑干网状结构、下丘脑弓状核,热敏神经元视前区-下丘脑前部（PO/AH）,2.中枢温度感受器,(二)体温调节中枢,体温调节的基本中枢在下丘脑。,PO/AH,（,preoptic,-anterior hypothalamus area),区是体温调节中枢整合机构的关键部位。,根据：,破坏PO/AH区后,与体温调节有关的反应减弱或消失。,各部分的温度传入信息都会聚于此。,对化学物质的反应同这些物质引起的体温调节反应一致。,输出的整合指令具有广泛性。,(三)体温调定点学说,35,37,39,神经元放电数值,C,:冷敏,W,:热敏,下丘脑温度,W,C,C,W,环境温度,降低,皮温下降,皮肤冷觉感受器,传入神经,下丘脑PO/AH,体温调节中枢,血液,深部温度,中枢冷敏神经元,躯体N,骨骼肌紧张性,产生,寒战,甲状腺,分泌 T,3,、T,4,代谢,肾上腺髓质分泌E、NE,代谢,交感N兴奋,皮肤血管收缩,血流,支配汗腺的交感N抑制,汗腺分泌,产热,体温恒定,散热,降低,机体在炎热环境中的散热调节反应,皮肤血流量的调节,温热刺激 交感神经紧张性降低 皮肤血管舒张、动静脉吻合支大量开放 皮肤血流量增加 皮肤温度升高 机体散热增加,发汗,温热刺激 下丘脑发汗中枢兴奋 交感胆碱能纤维 引起温热性发汗机体散热增加,减少产热量,在炎热环境中，机体代谢产热过程明显受到抑制。异常体温,1.发热与体温过高,发热,是人和动物在患病时的一种常见表现。,发热的利和弊,：,有利方面,：可增强白细胞吞噬能力、促进干扰 素的产生、使T淋巴细胞增殖及抗体的生成；,不利的影响,：体温39时，出现HR加快、食欲不振、头痛头晕、反应迟钝等；,体温过高,（42）：机体可出现广泛的器官功能障碍。人的最高致死体温是,45。,中暑,概念,：是以水电解质丢失过多、汗腺功能衰竭和体温调节中枢障碍为特征的疾病,。,表现有：,热痉挛,：在大量出汗后出现肌肉痉挛，无体温升高。,热衰竭,：大量出汗导致机体水盐丢失过多、而补充不足所致，表现心动过速、低血压、呼吸增快、肌肉痉挛等，体温轻度升高。,热（日）射病,：是致命性急症，患者表现高热（40）、神志障碍和多器官衰竭等。,体温过低,概念,：一般将低于36的体温称为体温过低或低体温。,产生原因,：长时间置身在酷冷环境中而使机体丧失抗寒的反应能力，导致体温降低。此外，甲低、麻醉药中毒也可引起。,人工低温,：是指在全麻下用物理降温的方法将病人体温有控制地降至预期度数，以提高组织对阻断血流和缺氧的耐受能力。,常用降温措施及其理论依据,降温措施:,理论依据:,冰袋、冰帽 增强传导散热,电扇、通风 增强对流散热,降低室温.减衣增强辐射散热,酒清擦浴增加蒸发散热,用阿司匹林 下调调定点,用抗菌药物 消除致热原,The End,