第七章 能量代谢与体温
第一节 能 量 代 谢
第二节 体 温
新陈代谢
物质代谢 能量代谢
合成和分解代谢 伴随物质代谢出现的能量释放、贮存、转移和
利用的过程
第一节 能量代谢
能量代谢 (energy metabolism)物质代谢过程
伴随的能量贮存、释放、转移和利用
一、食物的能量转化
(一 )ATP是体内能量转化和利用的关键物质
三磷酸腺苷（ adenosine triphosphate,ATP）
ATP ADP+Pi+33.47kJ
ATP是体内重要的储能物质、直接供能物质
高能磷酸键,ATP 磷酸肌酸（ CP）
1、糖（ carbohydrate）
以葡萄糖为中心的有氧代谢和无氧酵解
（二） 几种主要营养物质的能量转化
G →G -6-P → 丙酮酸 → 乙酰 CoA
三羧酸循环 H
2O + CO2 + 能量 ( E )
3、蛋白质（ protein）
氨基酸 ---重新合成蛋白质
2、脂肪（ fat）
贮存和供给能量
脂肪 酶 甘油 +脂肪酸
糖 (70%)
脂 (30%)
H2O + CO2 + 能量 ( E )
50%为热能
50%储存于 ATP
维持体温
N冲动、腺体分泌 … 等
肌肉收缩 外功
二, 能量代谢的测定
(一 )有关概念
2、食物的 氧热价 （ thermal eruivalent of oxygen）
某种食物氧化时消耗 1L氧气所产生的能量。
反映耗 O2量与热量间的关系
1,食物的热价 （ thermal equivalent of food）
1g某种食物氧化 (或在体外燃烧 )时所释放的能量
物理热价
生物热价
3,呼吸商 （ respiratory quotient,RQ ）
一定时间内机体呼出的 CO2量与吸入 O2量的比值 。
RQ＝ CO2产生 量 /耗 O2量
三种营养物质氧化的几种数据
───────────────────────────
物质 耗 O2量 产 CO2量 物理热价 生物热价 氧热价 呼吸
商
(L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/L) (R Q)───────────────────────────
糖 0.83 0.83 17.15 17.15 20.66 1.00
脂 肪 2.03 1.43 39.75 39.75 19.58
0.71
蛋 白 质 0.95 0.76 23.43 17.99 18.93
0.80
───────────────────────────
4、非蛋白呼吸商 (NPRQ):
指一定时间内机体氧化非蛋白食物时的 CO2产生
量与耗 O2量的比值。
整体产生 CO2总量－分解蛋白产生 CO2量
NPRQ＝ ─────────────────
整体耗 O2总量－分解蛋白耗 O2量
(二 )能量代谢的测量原理和方法
1、直接测量法
测定整个机体在单位时间内向外界环境发散的
总热量。
2、间接测热法
（ 1）定比定律：
反应物的量与产物之间是一定的比例关系
C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+ △ H
(2)计算步骤
①测定 CO2产生量、耗 O2量和尿氮量；
1g尿氮 (NP)需氧化蛋白 6.25g
尿氮量 → 蛋白质的量 → 蛋白质耗 O2量、
CO2产生量和产热量 → NPRQ→ 查表得氧
热价 → 非蛋白代谢的产热量
②能量代谢计算,
非蛋白食物的产热量 +蛋白食物的产热
量
三、影响能量代谢的因素
(一 )肌肉活动
最显著的影响因素
能量代谢率作为评估
肌肉活动强度的指标
(二 ) 精神因素
表 7-3 机体不同状态时
的能量代谢率
──────────
状态 产热量
(KJ/m2.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 17.05
打篮球 24.22
踢足球 24.98
持重机枪跃进 42.39
──────────
(三 )食物的特殊动力效应
（ specific dynamic effect）
1,定义,进食后一段时间, 食物刺激机体产生额
外能量消耗的作用
2,机制：
（ 四 ） 环境温度
20～ 30℃ 稳定, 肌肉松弛
≤ 20℃ 代谢率增加；
≥ 30℃ 代谢率增加；
四, 基础代谢 （ basal metabolism）
(一 )基础代谢,基础状态下的能量代谢
基础状态：
清晨，清醒、静卧，未作肌肉活动；
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 20-25℃ 体温正常
(二 )基础代谢率 (basal metabolic rate,BMR）
1、定义：基础状态下单位时间内的能量代谢。
以单位体表面积来衡量 BMR
BMR的测定,(通常采用简易法 )
按下面公式计算出 BMR：
BMR＝ 20.195× 耗氧量 /体表面积
2,BMR正常值 （ KJ/m2.h）
＝ ± 10％～ ± 15％
＞ ± 20％ → 可能是病理
机体能量代谢率
与体重相关性不明显
而与体表面积基本上成正比
人体表面积推算,
① 公 式 计 算, ＝
0.0061× 身高 （ cm) ＋
0.0128× 体重 (kg) －
0.1529
② 体表面积测算图测
出 。
第二节 体 温
一、体温（ body temperature）
(一 )表层体温和深部体温
1、表层体温：
2、深部体温：相对稳定
3、体温：身体深部的平均温度。
正常值,直肠 — 36.9～ 37.9℃
口腔 — 36.7～ 37.7 ℃
腋窝 — 36.0～ 37.4 ℃
（ 二 ） 体温的正常变动
1,昼夜周期性变化
2,性别影响
3,年龄影响
4,其他因素
二, 机体的产热与散热
(一 )产热过程
1.主要产热器官
肝脏, 骨骼肌
2、产热形式
⑴ 战栗产热（ shivering thermogenesis）
在寒冷环境骨骼肌不随意的节律性收缩
特点：屈肌和伸肌同时收缩，
不做外功但产热量很高。
战栗前肌紧张
⑵ 非战栗产热 (non-shivering thermogenesis)
又称代谢产热
褐色脂肪组织 (BFR)的产热量最大
3、产热活动的调节
（ 1） 体液调节：
甲状腺素
Adr, NE, GH
（ 2） 神经调节：
寒冷 →交感 -肾上腺髓质系统 +→NE,E ↑
下丘脑 →促甲状腺激素释放激素
→产热量 ↑
(二 )散热
1,散热部位,皮肤
2,散热方式：
（ 1） 辐射 （ thermal radiation）
以发射红外线的形式将体热传给外界的散热形式
散热量取决于
皮肤与环境的温度差
有效辐射面积
⑵ 传导 （ thermal conduction）
体热直接传给与机体接触的低温物体的散热方式 。
传导散热量取决于
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
临床,冷水袋, 冰帽为高热患者降温 。
⑶ 对流 （ thermal convection）
通过气体进行热量交换的散热方式
⑷ 蒸发（ evaporation）
通过体表水分蒸发 而散失体热的一种形式。
当气温 ≥ 体温时, 蒸发是唯一的散热途径
①不感蒸发 (insensible perspiration)
低温环境中皮肤、呼吸道的水分渗出而蒸发。
不显汗
②发汗 （ sweating）又称可感蒸发
汗腺主动分泌汗液的过程。
3,汗液,
水分, ＞ 99％
固体, ＜１％ Ｎ aCl
分泌等渗 ?经汗腺管 ?NaCl 被重吸收 ?
汗液为低渗
大量出汗 ?高渗性脱水
4、散热的调节：
⑴ 皮肤循环的调节,
交感 N 皮肤血管的口径 其血流量
⑵ 发汗的调节,
交感胆碱能 N f(主要 )
汗腺
肾上腺素 N f
中枢：下丘脑
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
热感受器 外周温度感受器
冷感受器 中枢温度感受器
1,外周温度感受器
感觉神经末梢
分布, 皮肤, 粘膜和内脏
2.中枢温度感受器
⑴ 分类, 热敏神经元, 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 ↑
⑵ 分布,
冷敏 N元：脑干网状结构和下丘脑的弓状核
热敏 N元：视前区 -下丘脑前部 （ PO/AH）
(二 )体温调节中枢
调节体温的基本中枢位于 下丘脑
PO/AH在体温调节整合中枢中的重要地位
(三 )体温调定点学说
1,调定点 （ set point）
指恒温动物体温的规定阈值, 存在于视前
区 -下丘脑前部 。
人体温调定点正常值 37℃
2,调节过程
调定点 体温调节
中枢
产热 (肝脏、骨骼肌 )
散热 (皮肤血管汗腺 )
深部温度
PO\AH
外周中枢感受器
体温调节过程
发热：调定点上移，体温才升高到发热水
平；产热 ↑
中暑：体温升高是由于体温调节功能失调
复习思考题
1.体温的生理变动表现在哪些方面？
2.人体有哪些散热途径？皮肤的散热方式有哪
些？各有何意义？
3.试以体温调定点学说解释体温调节机制。
4.根据散热原理，应如何降低高热病人的体温？
5.恒温动物在剧烈运动和寒冷环境中是如何维
持体温相对恒定的？
第一节 能 量 代 谢
第二节 体 温
新陈代谢
物质代谢 能量代谢
合成和分解代谢 伴随物质代谢出现的能量释放、贮存、转移和
利用的过程
第一节 能量代谢
能量代谢 (energy metabolism)物质代谢过程
伴随的能量贮存、释放、转移和利用
一、食物的能量转化
(一 )ATP是体内能量转化和利用的关键物质
三磷酸腺苷（ adenosine triphosphate,ATP）
ATP ADP+Pi+33.47kJ
ATP是体内重要的储能物质、直接供能物质
高能磷酸键,ATP 磷酸肌酸（ CP）
1、糖（ carbohydrate）
以葡萄糖为中心的有氧代谢和无氧酵解
（二） 几种主要营养物质的能量转化
G →G -6-P → 丙酮酸 → 乙酰 CoA
三羧酸循环 H
2O + CO2 + 能量 ( E )
3、蛋白质（ protein）
氨基酸 ---重新合成蛋白质
2、脂肪（ fat）
贮存和供给能量
脂肪 酶 甘油 +脂肪酸
糖 (70%)
脂 (30%)
H2O + CO2 + 能量 ( E )
50%为热能
50%储存于 ATP
维持体温
N冲动、腺体分泌 … 等
肌肉收缩 外功
二, 能量代谢的测定
(一 )有关概念
2、食物的 氧热价 （ thermal eruivalent of oxygen）
某种食物氧化时消耗 1L氧气所产生的能量。
反映耗 O2量与热量间的关系
1,食物的热价 （ thermal equivalent of food）
1g某种食物氧化 (或在体外燃烧 )时所释放的能量
物理热价
生物热价
3,呼吸商 （ respiratory quotient,RQ ）
一定时间内机体呼出的 CO2量与吸入 O2量的比值 。
RQ＝ CO2产生 量 /耗 O2量
三种营养物质氧化的几种数据
───────────────────────────
物质 耗 O2量 产 CO2量 物理热价 生物热价 氧热价 呼吸
商
(L/g) (L/g) (KJ/g) (KJ/g) (KJ/L) (R Q)───────────────────────────
糖 0.83 0.83 17.15 17.15 20.66 1.00
脂 肪 2.03 1.43 39.75 39.75 19.58
0.71
蛋 白 质 0.95 0.76 23.43 17.99 18.93
0.80
───────────────────────────
4、非蛋白呼吸商 (NPRQ):
指一定时间内机体氧化非蛋白食物时的 CO2产生
量与耗 O2量的比值。
整体产生 CO2总量－分解蛋白产生 CO2量
NPRQ＝ ─────────────────
整体耗 O2总量－分解蛋白耗 O2量
(二 )能量代谢的测量原理和方法
1、直接测量法
测定整个机体在单位时间内向外界环境发散的
总热量。
2、间接测热法
（ 1）定比定律：
反应物的量与产物之间是一定的比例关系
C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+ △ H
(2)计算步骤
①测定 CO2产生量、耗 O2量和尿氮量；
1g尿氮 (NP)需氧化蛋白 6.25g
尿氮量 → 蛋白质的量 → 蛋白质耗 O2量、
CO2产生量和产热量 → NPRQ→ 查表得氧
热价 → 非蛋白代谢的产热量
②能量代谢计算,
非蛋白食物的产热量 +蛋白食物的产热
量
三、影响能量代谢的因素
(一 )肌肉活动
最显著的影响因素
能量代谢率作为评估
肌肉活动强度的指标
(二 ) 精神因素
表 7-3 机体不同状态时
的能量代谢率
──────────
状态 产热量
(KJ/m2.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 17.05
打篮球 24.22
踢足球 24.98
持重机枪跃进 42.39
──────────
(三 )食物的特殊动力效应
（ specific dynamic effect）
1,定义,进食后一段时间, 食物刺激机体产生额
外能量消耗的作用
2,机制：
（ 四 ） 环境温度
20～ 30℃ 稳定, 肌肉松弛
≤ 20℃ 代谢率增加；
≥ 30℃ 代谢率增加；
四, 基础代谢 （ basal metabolism）
(一 )基础代谢,基础状态下的能量代谢
基础状态：
清晨，清醒、静卧，未作肌肉活动；
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 20-25℃ 体温正常
(二 )基础代谢率 (basal metabolic rate,BMR）
1、定义：基础状态下单位时间内的能量代谢。
以单位体表面积来衡量 BMR
BMR的测定,(通常采用简易法 )
按下面公式计算出 BMR：
BMR＝ 20.195× 耗氧量 /体表面积
2,BMR正常值 （ KJ/m2.h）
＝ ± 10％～ ± 15％
＞ ± 20％ → 可能是病理
机体能量代谢率
与体重相关性不明显
而与体表面积基本上成正比
人体表面积推算,
① 公 式 计 算, ＝
0.0061× 身高 （ cm) ＋
0.0128× 体重 (kg) －
0.1529
② 体表面积测算图测
出 。
第二节 体 温
一、体温（ body temperature）
(一 )表层体温和深部体温
1、表层体温：
2、深部体温：相对稳定
3、体温：身体深部的平均温度。
正常值,直肠 — 36.9～ 37.9℃
口腔 — 36.7～ 37.7 ℃
腋窝 — 36.0～ 37.4 ℃
（ 二 ） 体温的正常变动
1,昼夜周期性变化
2,性别影响
3,年龄影响
4,其他因素
二, 机体的产热与散热
(一 )产热过程
1.主要产热器官
肝脏, 骨骼肌
2、产热形式
⑴ 战栗产热（ shivering thermogenesis）
在寒冷环境骨骼肌不随意的节律性收缩
特点：屈肌和伸肌同时收缩，
不做外功但产热量很高。
战栗前肌紧张
⑵ 非战栗产热 (non-shivering thermogenesis)
又称代谢产热
褐色脂肪组织 (BFR)的产热量最大
3、产热活动的调节
（ 1） 体液调节：
甲状腺素
Adr, NE, GH
（ 2） 神经调节：
寒冷 →交感 -肾上腺髓质系统 +→NE,E ↑
下丘脑 →促甲状腺激素释放激素
→产热量 ↑
(二 )散热
1,散热部位,皮肤
2,散热方式：
（ 1） 辐射 （ thermal radiation）
以发射红外线的形式将体热传给外界的散热形式
散热量取决于
皮肤与环境的温度差
有效辐射面积
⑵ 传导 （ thermal conduction）
体热直接传给与机体接触的低温物体的散热方式 。
传导散热量取决于
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
临床,冷水袋, 冰帽为高热患者降温 。
⑶ 对流 （ thermal convection）
通过气体进行热量交换的散热方式
⑷ 蒸发（ evaporation）
通过体表水分蒸发 而散失体热的一种形式。
当气温 ≥ 体温时, 蒸发是唯一的散热途径
①不感蒸发 (insensible perspiration)
低温环境中皮肤、呼吸道的水分渗出而蒸发。
不显汗
②发汗 （ sweating）又称可感蒸发
汗腺主动分泌汗液的过程。
3,汗液,
水分, ＞ 99％
固体, ＜１％ Ｎ aCl
分泌等渗 ?经汗腺管 ?NaCl 被重吸收 ?
汗液为低渗
大量出汗 ?高渗性脱水
4、散热的调节：
⑴ 皮肤循环的调节,
交感 N 皮肤血管的口径 其血流量
⑵ 发汗的调节,
交感胆碱能 N f(主要 )
汗腺
肾上腺素 N f
中枢：下丘脑
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
热感受器 外周温度感受器
冷感受器 中枢温度感受器
1,外周温度感受器
感觉神经末梢
分布, 皮肤, 粘膜和内脏
2.中枢温度感受器
⑴ 分类, 热敏神经元, 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 ↑
⑵ 分布,
冷敏 N元：脑干网状结构和下丘脑的弓状核
热敏 N元：视前区 -下丘脑前部 （ PO/AH）
(二 )体温调节中枢
调节体温的基本中枢位于 下丘脑
PO/AH在体温调节整合中枢中的重要地位
(三 )体温调定点学说
1,调定点 （ set point）
指恒温动物体温的规定阈值, 存在于视前
区 -下丘脑前部 。
人体温调定点正常值 37℃
2,调节过程
调定点 体温调节
中枢
产热 (肝脏、骨骼肌 )
散热 (皮肤血管汗腺 )
深部温度
PO\AH
外周中枢感受器
体温调节过程
发热：调定点上移，体温才升高到发热水
平；产热 ↑
中暑：体温升高是由于体温调节功能失调
复习思考题
1.体温的生理变动表现在哪些方面？
2.人体有哪些散热途径？皮肤的散热方式有哪
些？各有何意义？
3.试以体温调定点学说解释体温调节机制。
4.根据散热原理，应如何降低高热病人的体温？
5.恒温动物在剧烈运动和寒冷环境中是如何维
持体温相对恒定的？
