第七章   能量代谢与体温
Energy Metabolism and Body Temperature

第一节  能量代谢

   物质代谢：  合成代谢

  分解代谢

   能量代谢：物质代谢过程中所伴随的能量储存、释放 、转移和利用等称为～。

u能量代谢的来源和去路

来源：食物中的糖、脂肪、蛋白质

去路  50%，热能，维持体温

   其余，化学能，储存于高能磷酸键化合物中（最主要是ATP)

一、食物的能量转化

（一)三磷酸腺苷（ ATP )是体内能量转化和利用的关键物质

u 机体能量的直接提供者

u 存在广泛

u一克分子ATP → ADP+33.47kJ

u 磷酸肌酸（CP)是ATP的贮存库

（二)几种主要营养物质的能量转化

u 糖：主要功能是供能

   有氧氧化1mol葡萄糖→38molATP

   无氧酵解1mol葡萄糖→2molATP

u 脂肪：主要功能是储存和供给能量，占体重20%

u 蛋白质：长期不能进食、体力极度消耗时，供能

二、能量代谢的测定

（一)与能量代谢测定有关的几个概念

u 食物的热价：（thermal equivalent of  food) 1g食物氧化（或在体外燃烧)时所释放的热量称为～。

u 食物的氧热价：（ thermal equivalent of  oxygen )某种食物氧化时消耗1L氧所产生的热量称为该种食物的～。

u 呼吸商（respiratory quot医学全.在线www.med126.comient, RQ )一定时间内机体呼出的CO₂量与吸入氧量的比值称为～。

（二)能量代谢测定原理和方法

1.直接测热法：直接测定单位时间内发散的总热量

2.间接测热法 ：测定基本原理：定比定律，即在一般化学反映中，反应物的量与产物量之间呈一定的比例关系。

  如：C₆H₁₂O₆+6O₂=6CO₂+6H₂O+△H

  e.g.一受试者24小时耗氧量为400L，CO₂产量340L。经测定24小时尿氮排出量12g。计算，该受试者24小时内的能量代谢率。

解：

（1)蛋白质代谢

蛋白质氧化量=12×6.25g=75g

产热量=18kJ/g×75g=1350kJ

耗氧量=0.95L/g×75g=71.25L

CO₂产量=0.76L/g×75g=57L

 (2) NPRQ/非蛋白代谢

   耗氧量=400L-71.25L=328.75L

CO₂产量=340L-57L=283L

NPRQ=283L/328.75L=0.86

(3) 根据NPRQ的氧热价计算非蛋白代谢产热量

查表7-2，当NPRQ为0.86时，氧热价20.41kJ/L

则:非蛋白代谢产热量=20.40kJ/LX328.75/L=6706.5kJ

(4) 24小时产热量

   =1350kJ+6706.5kJ=8056.5kJ

简略法

（1)需测耗氧量、CO₂产量

  呼吸商=340L/400L=0.85

  24小时产热量：20.34kJ/L（氧热价)×400L=8144kJ   误差<1%-2%

（2)仅测耗O₂量即可，定呼吸商为0.82

  氧热价20.19kJ/L

  24小时产热量： 20.19kJ/L×400L=8076kJ（临床常用)

三、影响能量代谢的因素

（一) 肌肉活动

运动或劳动使耗氧、产热量↑

（二) 精神活动

精神紧张状态，产热量↑↑ 

（三) 食物特殊动力效应  (special dynamic action) 

食物能使机体产生“额外”热量的现象称～。

蛋 白＞混合食物＞糖、脂肪

（四)环境温度

20-30^。C 最稳定 ，过高、过低代谢均↑ 

四、基础代谢(basal metabolism)

基本概念

u基础状态：人体处于清晨、清醒、静卧未做肌肉活动、无精神紧张、禁食12小时、室温20～25 ℃下的状态

u基础代谢率（basal metabolism rate,BMR):单位时间内基础状态下的能量代谢。

基础代谢率的测定

u 单位  kJ/m²h，∵BMR与体重不成比例，与体表面积基本成正比

u 体表面积的计算：

 （1)Stevenson: 

体表S（m²)=0.0061X身高(cm)+0.0128×体重(kg)-0.1529

 （2)查图法：图7-2

u简略法测定BMR（通常RQ定为0.82、氧热价20.19kJ)

   某受试者，男性，20岁。基础状态下，1h耗O₂ 15L，体表面积1.5m²,测BMR

   解：

  24小时产热：20.19kJ/L×15L/h=303kJ/h

   BMR：303kJ/h/1.5m²=201.8kJ/m²·h

uBMR生理和病理状况下的变动

（1)性别、年龄的影响：男>女，幼年>成年，年龄越大，代谢率越低

（2)体温

（3)BMR测定为临床诊断甲状腺疾病重要辅助手段，甲亢，>正常25%-80%，甲低，<正

  常20%-40%

（4)其他疾病的影响

第二节  体温及其调节

一、体 温

  (一) 体表温度和体核温度

u 体温：指机体深部平均温度，即体核温度

u体温正常值：直肠36.9-37.9^oC 、

  口腔36.7-37.7 ^oC

腋温36-37.4^oC

1.体温昼夜周期性变化 

  清晨2-6时最低，午后1-6时最高，幅值〈1^oC

2.性别 

  成女体温>成男0.3^oC，随月经周期而变动（见图7-6)。

3.年龄 

  新生儿，体温易受环境影响而变动

4.其他 

  麻醉药（-)体温调节中枢、扩张皮肤血管，术中、后保温。肌肉运动、情绪激动均可影响体温。

（三)皮肤温度和平均体温

1.平均皮肤温度（mean skin temperature, MST)

   T_mst=0.2(T_小腿+T_大腿)+0.3(T_胸+T_上臂)

2.平均体温（mean body temperature, MBT)

   T_mbt=α·T _core+(1－α)·T_core

   式中的T _core为深部温度，α为机体深部组织在全部组织中所占的比例，此值可随着环境温度的变化而变动。

二、机体的产热与散热

（一) 产热

   1. 主要产热器官

   肝:产热量最大

  骨骼肌：有巨大的产热潜力

 紧张度稍↑，产热明显↑

剧烈运动时：产热量增40倍

2.机体产热形式 

   寒冷环境中

 1>战栗产热 

  寒冷刺激→战栗前肌紧张（Pre-shivering tone)→寒战→产热量↑↑

 2>非战栗产热/代谢产热

  褐色脂肪组织，对缺氧敏感

3.产热活动的调节  

 1>体液调节

  T₃ 、 T₄ ,使产热量↑ 20%-30%；作用缓慢，但维持时间长

  E、NE、GH, 产热迅速, 但维持时间短

产热↑

 2>神经调节

  交感-肾上腺髓质活动+→E、NE↑  

  中枢N→TRH→TSH→T₄ 、 T₃ ↑

(二) 散热

1.散热方式

（1)辐射散热 (thermal radiation)： 机体以热射线的形式将热量传给外界较冷物体的一种散热方式。

   不着衣，21^oC（占总散热量60%)

  散热量与皮肤--环境温度差和机体有效散热面积有关

（2)传导散热 (thermal conduction)：机体的热量直接传给同它相接触的较冷物体的一种散热方式。

  衣、被保暖;脂肪导热效能低，胖人易出汗;冰囊、冰帽给高温病人降温

（3)对流散热 ( thermal convection)：通过气体流动来交换热量的一种散热方式。

  散热量与风速有关

  棉毛纤维中空气不易流动，保温。

（4)蒸发散热（evaporation):利用水分从体表气化时吸收体热的一种散热方式。

  当环境温度T≥体表T，是机体唯一散热方式。

u不感蒸发（insensible perspiration)

  人体 1000ml/ 24h

u发汗（sweating)

  环境温度在30^oC开始

2.汗液

   成分:H₂O  99%、固体物1%,其中大部 NaCl,汗液是低渗的

  大量发汗→高渗性脱水

3.汗腺及汗腺活动的调节

大汗腺

    小汗腺

  发汗是一种反射活动,中枢主要在下丘脑,

  传出纤维:交感胆碱能纤维和部分肾上腺素能纤维

  温热性发汗  散热

  精神性发汗 ？

4.循环系统在散热反应中的作用

  通过交感神经控制皮肤血管的口径以调节皮肤血流量,从而调节散热.

  炎热: 交感N紧张度高→皮肤小A舒张，A-V吻合支开放→皮肤Q 大→皮肤T高→散热↑

  寒冷: 相反过程

三、体温调节

自主性体温调节、行为性体温调节

（一)温度感受器

  1.外周:   温觉感受器  43^oC 大鼠阴囊

 冷觉感受器  28^oC 大鼠阴囊

  2.中枢：脑干网状结构、下 丘脑弓状核, 冷敏N元多; 视前区-下 丘脑前部（PO/AH),热敏N元多

  局部脑组织T变化0.1^oC，2种N放电频率改变

（二) 体温调节中枢

下丘脑的PO/AH非常重要

u广泛破坏PO/AH，体温调节的散热、产热

   反应均明显减弱或消失

u 卫生资格考试网体内各部位T传入信息会聚PO/AH

uPO/AH温度敏感N对温度信息进行整合型式相似于整体体温调节反应型式

uPO/AH温度敏感N对pyrogen及其它影响体温的化学物质的反应型式同这些物质所引起的体温调节反应是相对应的

*调节过程

温+、冷+感受器 皮肤血管收缩 散热↓

    寒战 

 下丘脑   竖毛 产热↑

环境T变化↑↓   血T↑↓   体温调节中枢   NE、E↑

 T₄、T₃↑

   下丘脑以外中枢  皮肤血管舒张   散热↑

感受器发汗  

 产热-  产热↓  

（三) 调定点学说

   PO/AH中热敏神经元起调定点作用-37^OC。

   发热机制:

   细菌致热原   使热敏神经元阈值 ↑,冷敏神经元阈值↓    调定点上移   恶寒、战栗等产热↑ T  至某一高度（39^OC),产热、散热达新的平衡。 

 （司志萍)