第七章 能量代谢与体温第一节 能量代谢一、机体能量的来源和利用
（一）机体能量的来源
1、糖：人体主要的供能物质 —— 70%
有氧氧化,1mol葡萄糖释放的能量可合成 38molATP。
无氧酵解,1mol的葡萄糖只能合成 2molATP。
2、脂肪：主要功能是贮存和供给能量。
3、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。
次要功能是提供能量。
（二） 能量的转移和利用转移：
1、三磷酸腺苷（ ATP）：是体内重要的储能物质，又是机体能量的直接提供者。
2、磷酸肌酸（ CP）：是高能磷酸键的贮存库。
利用：
肌肉收缩、腺体分泌；合成代谢；神经传导等等。
热能、机械功能、贮备能二,能量代谢的测定能量计量单位是焦耳（ J）或千焦耳（ kJ）。
（一）直接测热法原理：能量守恒定律方法：
（二）间接测热法原理：定比定律。
1、与间接测热法有关的几个概念
1）食物的热价：
热价有生物热价和物理热价之分。
蛋白质的生物热价和物理热价是不同的。
2）食物的氧热价：
3）呼吸商：
（ 1）定义,产生的 CO2ml数
RQ =
糖,1.0
蛋白质,0.8
脂肪,0.71
混合食物,0.85消耗的 O2ml数
（ 2）非蛋白呼吸商：氧和脂肪氧化时产生 CO2ml的与消耗的
O2ml数比值
2、步骤：
（ 1）测定机体在一定时间内的耗 O2量和 CO2产生量，
方法：闭合式测定法开放式测定法：
条件：呼吸空气；
测定：呼出气的量及其中 O2及 CO2的容积百分比。
（ 2）测定一定时间内尿氮排出量。（ 1g尿氮相当于氧化分解
6.25g蛋白质），查表计算蛋白质的产热量、耗氧量,CO2
产生量
（ 3）计算 NPRQ—— 查表其对应的氧热价 —— 计算非蛋白食物的产热量。
（ 4）算出总产热量：即蛋白质食物产热量 +非蛋白食物产热量举例,假定该受试者 24小时的耗 O2量是 400L,CO2产量为 340L。
另经测定尿氮排出量为 12g，计算该受试者 24小时的能量代谢值。
（ 1）蛋白质代谢：氧化量 =12× 6.25g=75g
产热量 =18kJ/g（生物热价） × 75g =1350kJ
耗氧量 =0.95L/g× 75g=71.25L
CO2产量 =0.76L/g× 75g=57L
（ 2）非蛋白代谢：耗 O2量 =400L-71.25L=328.75L
CO2产量 =340L-57L=283L
NPRQ=283L÷ 328.75=0.86
（ 3）根据 NPRQ的氧热价计算非蛋白代谢的产热量查表 7-2,NPRQ为 0.86，氧热价为 20.40kJ/L。
所以，非蛋白代谢产热量 =328.75L× 20.40kJ/L
=6706.5kJ
（ 4） 24小时产热量 =1350+6706.5=8056.5（ kJ）
3、临床应用的简便方法
（ 1）测定一定时间内的耗氧量和 CO2排出量 —— 呼吸商作为 NPRQ
（ 2）用代谢测定仪 —— 测定 一定时间内的耗氧量将混合食物 NPRQ定为,0.82
三、影响能量代谢的主要因素
（一 ）生理活动和环境因素
1、肌肉活动：肌肉活动对于能量代谢的影响最为显著。
2、睡眠
3、食物的特殊动力作用蛋白质为 30%，糖和脂肪约为 4-6%，混合食物为 10%。
4、精神活动：精神处于紧张状态 —— 肌紧张增强、激素
（如甲状腺激素）等释放增 —— 产热量增加。
5、环境温度：安静时，在 20-300C的环境温度最为稳定 —
—
主要是肌肉松弛。
（二）个体因素
1、体表面积：衡量单位
2、性别与年龄
（三）其他因素：温度四、基础代谢
（一）定义
1、基础代谢：
2,基础状态：是指满足以下条件的一种状态：清晨、清醒、
静卧、未作肌肉活动；前夜睡眠良好，测定时无紧张状态；测定前至少禁食 12小时；室温保持在 20-250C。
（二）基础代谢率（ BMR）的测定及表示方法
1、测定：临床用代谢测定仪 —— 耗氧量用体表面积为尺度来衡量。
举例：
某受试者，男性,20岁，在基础状态下 1小时的耗氧量 15L，
其体表面积为 1.5m2，计算基础代谢率。
将呼吸商设定为 0.82，其相对应的氧热价为 20.18kJ/L故：
BMR= 20.18kJ/L× 15L/h ÷ 1.5m2=201.8kJ/（ m2.h）
2、表示方法：
基础代谢率 =
实测值 - 正常平均值正常平均值 × 100%
3,BMR的临床意义：
1） BMR与 我国人正常的 BMR平均值比较：
相差在 10-15%之间，均不属病态；
相差之数超过 20%时，才可能是病理变化。
2） BMR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,BMR可比正常值低 20-40%；
甲状腺功能亢进时 BMR可比正常值高出 25-80%。
第二节 体温及其调节一,体温二,机体的产热与散热三,体温调节一、体温
（一）体表体温和体核体温
1、概念：
2、差别：
1）体核温度相对稳定，各部位之间差异小 —— 肝温度 380C
（最高）
2）体表温度要低于体核温度，由表及里，存在比较明显的温度梯度。体表最外层皮肤各部位的温度差也大。
3）随着环境温度的变化，体核与体表两者相对的比例可出现大幅度的变动。
3、体温：生理学所说的体温是指体核温度。
（二）体温的测定临床：直肠温度,36.9-37.90C；
口腔温度,36.7-37.70C；
腋窝温度,36.0-37.40C。
实验研究：食管温度 —— 体核温度的一个指标；
鼓膜温度 —— 作为脑组织温度的指标。
人类的体温范围,35 - 410C
（三） 体温的正常变动
1、体温的昼夜周期性变化：
2-5Am：体温最低,Pm,1-5时最高；波动幅度不超过 10C
2,性别的影响：
成年女子高于男子约 0.30C,随月经周期而出现双相体温 。
3,年龄的影响：
新生儿,特别是早产儿：体温易受环境因素影响 。
老年人：基础代谢率低,体温亦偏低 。
4,情绪和体力活动其它因素的影响：
5,季节和地区：
二、机体的产热与散热
（一）产热
1、主要产热器官：安静 —— 肝、脑；运动 —— 骨骼肌。
2、机体的产热形式
1）基础代谢产热
2）食物特殊动力效应产热
3）寒战产热：是骨骼肌发生不随意的节律性收缩的表现。
2）非寒战产热：又称代谢产热，发生在细胞水平。以褐色脂肪组织的产热量为最大。
3、产热活动的调节：
1）体液调节：
A、甲状腺激素：作用缓慢，但持续时间长。
B、肾上腺素和去甲肾上腺素以及生长激素：作用迅速，维持时间短。
2）神经调节：
寒冷刺激 — 交感神经系统 — 肾上腺髓质 —— NE,E释放增加。
寒冷 — 中枢神经系统 — 下丘脑 — TRH释放 — TSH释放。
（二）散热
1、人体的散热途径
1.5%—— 粪、尿
14%—— 呼吸道
85%—— 皮肤
2、机体内热量到达皮肤的途径
（ 1）热传导
（ 2）皮肤血液循环热量 = 比热 （血液） × 血量 （皮肤） × 温度差 （动脉 -静脉）
（ KJ/h ）
交感神经紧张性
2）环境温度升高到接近或高于皮肤温度：
蒸发散热：分为不感蒸发和发汗两种。
不感蒸发：即人在低温环境中，皮肤和呼吸道不断有水份渗出而被蒸发的一种形式。其中皮肤的水份蒸发叫不显汗，与汗腺活动无关。
发汗：又称可感蒸发，是通过汗腺主动分泌汗液的过程。
3、皮肤散热方式
1）皮肤温度高于环境温度：
A,辐射散热：
B、传导散热：
C、对流散热：通过气体交换热量。
2）环境温度升高到接近或高于皮肤温度：蒸发散热不感蒸发：（皮肤、呼吸道） —— 不受体温调节机制控制不显汗，与汗腺活动无关。
发汗（可感蒸发）：汗腺主动分泌汗液的过程。
蒸发散热
4、发汗
（ 1）汗腺的分类
1）大汗腺 —— 腋窝、乳头、阴部 —— 不受神经支配
2）小汗腺
—— 全身皮肤 交感胆碱能神经
—— （一些）掌心、足底 肾上腺能神经
（ 2）温热性发汗
—— 小汗腺分泌 —— 蒸发散热、调节体温精神性发汗
—— 交感胆碱能 —— 与体温调节无关肾上腺能神经味觉性发汗。
（ 3）成分：水 —— 99%
固体成分 —— 不到 1%（大部分为 NaCl)
（ 4）汗液分泌
—— 主动分泌
—— 醛固酮调节 —— 低渗汗液
—— 大量发汗 —— 高渗性脱水。
散热过程的调控出汗：汗腺主要散热部位 — 皮肤小汗腺（皮肤） 温热性出汗 蒸发散热增强汗腺（手掌、足趾、前额） 精神性出汗
（散热作用不大）
皮肤小动脉舒张,A-V吻合支开放 皮肤血流量增多辐散、传导、对流散热增加三、体温调节
（一）概述,体温调节系统 —— 自动控制环路（负反馈）
行为
（一）温度感受器
1、外周温度感受器：
游离的神经末梢；
皮肤、粘膜、内脏；
以冷感受器为主。
2、中枢温度感受器：
神经元；
脊髓、延髓、脑干网状结构、下丘脑等；
冷敏神经元、热敏神经元；
视前区 -下丘脑前部（ PO/AH）：
—— 能感受局部脑温的变化，
—— 能对其以外部位传来的温度变化信息发生反应。
（二）体温调节中枢
1、中枢：
下丘脑 —— 体温调节的基本中枢
PO/AH—— 体温调节中枢整合的关键部位。
2、传出途径：
躯体神经 —— 行为性体温调节，骨骼肌紧张性交感神经 —— 皮肤血流量、汗腺分泌、寒战产热内分泌腺 —— 机体代谢
3、体温调节中枢维持体温相对稳定的机制：
调定点学说：
1） PO/AH温度敏感神经元 —— 调定点作用的结构基础
2）调定点 —— 即机体设定的温度值
（三）体温调节反应
1、散热调节反应：
1）血管调节反应
2）发汗
3）减少产热量
2、产热调节反应
1）寒战
2）交感神经兴奋 —— 非寒战产热
3）甲状腺激素分泌增多
（一）机体能量的来源
1、糖：人体主要的供能物质 —— 70%
有氧氧化,1mol葡萄糖释放的能量可合成 38molATP。
无氧酵解,1mol的葡萄糖只能合成 2molATP。
2、脂肪：主要功能是贮存和供给能量。
3、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。
次要功能是提供能量。
（二） 能量的转移和利用转移：
1、三磷酸腺苷（ ATP）：是体内重要的储能物质，又是机体能量的直接提供者。
2、磷酸肌酸（ CP）：是高能磷酸键的贮存库。
利用：
肌肉收缩、腺体分泌；合成代谢；神经传导等等。
热能、机械功能、贮备能二,能量代谢的测定能量计量单位是焦耳（ J）或千焦耳（ kJ）。
（一）直接测热法原理：能量守恒定律方法：
（二）间接测热法原理：定比定律。
1、与间接测热法有关的几个概念
1）食物的热价：
热价有生物热价和物理热价之分。
蛋白质的生物热价和物理热价是不同的。
2）食物的氧热价：
3）呼吸商：
（ 1）定义,产生的 CO2ml数
RQ =
糖,1.0
蛋白质,0.8
脂肪,0.71
混合食物,0.85消耗的 O2ml数
（ 2）非蛋白呼吸商：氧和脂肪氧化时产生 CO2ml的与消耗的
O2ml数比值
2、步骤：
（ 1）测定机体在一定时间内的耗 O2量和 CO2产生量，
方法：闭合式测定法开放式测定法：
条件：呼吸空气；
测定：呼出气的量及其中 O2及 CO2的容积百分比。
（ 2）测定一定时间内尿氮排出量。（ 1g尿氮相当于氧化分解
6.25g蛋白质），查表计算蛋白质的产热量、耗氧量,CO2
产生量
（ 3）计算 NPRQ—— 查表其对应的氧热价 —— 计算非蛋白食物的产热量。
（ 4）算出总产热量：即蛋白质食物产热量 +非蛋白食物产热量举例,假定该受试者 24小时的耗 O2量是 400L,CO2产量为 340L。
另经测定尿氮排出量为 12g，计算该受试者 24小时的能量代谢值。
（ 1）蛋白质代谢：氧化量 =12× 6.25g=75g
产热量 =18kJ/g（生物热价） × 75g =1350kJ
耗氧量 =0.95L/g× 75g=71.25L
CO2产量 =0.76L/g× 75g=57L
（ 2）非蛋白代谢：耗 O2量 =400L-71.25L=328.75L
CO2产量 =340L-57L=283L
NPRQ=283L÷ 328.75=0.86
（ 3）根据 NPRQ的氧热价计算非蛋白代谢的产热量查表 7-2,NPRQ为 0.86，氧热价为 20.40kJ/L。
所以，非蛋白代谢产热量 =328.75L× 20.40kJ/L
=6706.5kJ
（ 4） 24小时产热量 =1350+6706.5=8056.5（ kJ）
3、临床应用的简便方法
（ 1）测定一定时间内的耗氧量和 CO2排出量 —— 呼吸商作为 NPRQ
（ 2）用代谢测定仪 —— 测定 一定时间内的耗氧量将混合食物 NPRQ定为,0.82
三、影响能量代谢的主要因素
（一 ）生理活动和环境因素
1、肌肉活动：肌肉活动对于能量代谢的影响最为显著。
2、睡眠
3、食物的特殊动力作用蛋白质为 30%，糖和脂肪约为 4-6%，混合食物为 10%。
4、精神活动：精神处于紧张状态 —— 肌紧张增强、激素
（如甲状腺激素）等释放增 —— 产热量增加。
5、环境温度：安静时，在 20-300C的环境温度最为稳定 —
—
主要是肌肉松弛。
（二）个体因素
1、体表面积：衡量单位
2、性别与年龄
（三）其他因素：温度四、基础代谢
（一）定义
1、基础代谢：
2,基础状态：是指满足以下条件的一种状态：清晨、清醒、
静卧、未作肌肉活动；前夜睡眠良好，测定时无紧张状态；测定前至少禁食 12小时；室温保持在 20-250C。
（二）基础代谢率（ BMR）的测定及表示方法
1、测定：临床用代谢测定仪 —— 耗氧量用体表面积为尺度来衡量。
举例：
某受试者，男性,20岁，在基础状态下 1小时的耗氧量 15L，
其体表面积为 1.5m2，计算基础代谢率。
将呼吸商设定为 0.82，其相对应的氧热价为 20.18kJ/L故：
BMR= 20.18kJ/L× 15L/h ÷ 1.5m2=201.8kJ/（ m2.h）
2、表示方法：
基础代谢率 =
实测值 - 正常平均值正常平均值 × 100%
3,BMR的临床意义：
1） BMR与 我国人正常的 BMR平均值比较：
相差在 10-15%之间，均不属病态；
相差之数超过 20%时，才可能是病理变化。
2） BMR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,BMR可比正常值低 20-40%；
甲状腺功能亢进时 BMR可比正常值高出 25-80%。
第二节 体温及其调节一,体温二,机体的产热与散热三,体温调节一、体温
（一）体表体温和体核体温
1、概念：
2、差别：
1）体核温度相对稳定，各部位之间差异小 —— 肝温度 380C
（最高）
2）体表温度要低于体核温度，由表及里，存在比较明显的温度梯度。体表最外层皮肤各部位的温度差也大。
3）随着环境温度的变化，体核与体表两者相对的比例可出现大幅度的变动。
3、体温：生理学所说的体温是指体核温度。
（二）体温的测定临床：直肠温度,36.9-37.90C；
口腔温度,36.7-37.70C；
腋窝温度,36.0-37.40C。
实验研究：食管温度 —— 体核温度的一个指标；
鼓膜温度 —— 作为脑组织温度的指标。
人类的体温范围,35 - 410C
（三） 体温的正常变动
1、体温的昼夜周期性变化：
2-5Am：体温最低,Pm,1-5时最高；波动幅度不超过 10C
2,性别的影响：
成年女子高于男子约 0.30C,随月经周期而出现双相体温 。
3,年龄的影响：
新生儿,特别是早产儿：体温易受环境因素影响 。
老年人：基础代谢率低,体温亦偏低 。
4,情绪和体力活动其它因素的影响：
5,季节和地区：
二、机体的产热与散热
（一）产热
1、主要产热器官：安静 —— 肝、脑；运动 —— 骨骼肌。
2、机体的产热形式
1）基础代谢产热
2）食物特殊动力效应产热
3）寒战产热：是骨骼肌发生不随意的节律性收缩的表现。
2）非寒战产热：又称代谢产热，发生在细胞水平。以褐色脂肪组织的产热量为最大。
3、产热活动的调节：
1）体液调节：
A、甲状腺激素：作用缓慢，但持续时间长。
B、肾上腺素和去甲肾上腺素以及生长激素：作用迅速，维持时间短。
2）神经调节：
寒冷刺激 — 交感神经系统 — 肾上腺髓质 —— NE,E释放增加。
寒冷 — 中枢神经系统 — 下丘脑 — TRH释放 — TSH释放。
（二）散热
1、人体的散热途径
1.5%—— 粪、尿
14%—— 呼吸道
85%—— 皮肤
2、机体内热量到达皮肤的途径
（ 1）热传导
（ 2）皮肤血液循环热量 = 比热 （血液） × 血量 （皮肤） × 温度差 （动脉 -静脉）
（ KJ/h ）
交感神经紧张性
2）环境温度升高到接近或高于皮肤温度：
蒸发散热：分为不感蒸发和发汗两种。
不感蒸发：即人在低温环境中，皮肤和呼吸道不断有水份渗出而被蒸发的一种形式。其中皮肤的水份蒸发叫不显汗，与汗腺活动无关。
发汗：又称可感蒸发，是通过汗腺主动分泌汗液的过程。
3、皮肤散热方式
1）皮肤温度高于环境温度：
A,辐射散热：
B、传导散热：
C、对流散热：通过气体交换热量。
2）环境温度升高到接近或高于皮肤温度：蒸发散热不感蒸发：（皮肤、呼吸道） —— 不受体温调节机制控制不显汗，与汗腺活动无关。
发汗（可感蒸发）：汗腺主动分泌汗液的过程。
蒸发散热
4、发汗
（ 1）汗腺的分类
1）大汗腺 —— 腋窝、乳头、阴部 —— 不受神经支配
2）小汗腺
—— 全身皮肤 交感胆碱能神经
—— （一些）掌心、足底 肾上腺能神经
（ 2）温热性发汗
—— 小汗腺分泌 —— 蒸发散热、调节体温精神性发汗
—— 交感胆碱能 —— 与体温调节无关肾上腺能神经味觉性发汗。
（ 3）成分：水 —— 99%
固体成分 —— 不到 1%（大部分为 NaCl)
（ 4）汗液分泌
—— 主动分泌
—— 醛固酮调节 —— 低渗汗液
—— 大量发汗 —— 高渗性脱水。
散热过程的调控出汗：汗腺主要散热部位 — 皮肤小汗腺（皮肤） 温热性出汗 蒸发散热增强汗腺（手掌、足趾、前额） 精神性出汗
（散热作用不大）
皮肤小动脉舒张,A-V吻合支开放 皮肤血流量增多辐散、传导、对流散热增加三、体温调节
（一）概述,体温调节系统 —— 自动控制环路（负反馈）
行为
（一）温度感受器
1、外周温度感受器：
游离的神经末梢；
皮肤、粘膜、内脏；
以冷感受器为主。
2、中枢温度感受器：
神经元；
脊髓、延髓、脑干网状结构、下丘脑等；
冷敏神经元、热敏神经元；
视前区 -下丘脑前部（ PO/AH）：
—— 能感受局部脑温的变化，
—— 能对其以外部位传来的温度变化信息发生反应。
（二）体温调节中枢
1、中枢：
下丘脑 —— 体温调节的基本中枢
PO/AH—— 体温调节中枢整合的关键部位。
2、传出途径：
躯体神经 —— 行为性体温调节，骨骼肌紧张性交感神经 —— 皮肤血流量、汗腺分泌、寒战产热内分泌腺 —— 机体代谢
3、体温调节中枢维持体温相对稳定的机制：
调定点学说：
1） PO/AH温度敏感神经元 —— 调定点作用的结构基础
2）调定点 —— 即机体设定的温度值
（三）体温调节反应
1、散热调节反应：
1）血管调节反应
2）发汗
3）减少产热量
2、产热调节反应
1）寒战
2）交感神经兴奋 —— 非寒战产热
3）甲状腺激素分泌增多
