能量代谢导图笔记

生理学第九版能量代谢与体温的知识内容有能量的来源、能量代谢的测定、基础代谢、体温、产热与散热、体温调节、特殊环境下的体温调节。

能量代谢与体温

• 能量的来源
  • 物质代谢: 合成代谢+分解代谢 能量代谢: 物质代谢过程中伴随发生的能量的释放转移储存和利用
  • 可利用的能量形式 ①食物中的化学能转变为ATP，ATP是机体可以直接利用的能量形式 ②CP是ATP的储存库→能量过剩时将高能磷酸键转移给肌酸生成CP，组织消耗ATP增多大于生成的速度时CP将高能磷酸键转移给ADP生成ATP
  • 三大营养物质代谢过程中的能量转换 ①糖: 50-70%能量供应；以单糖形式(G)通过小肠黏膜的葡萄糖转运体继发主动转运吸收→有氧氧化(氧供充足)；无氧氧化(剧烈运动-氧债，缺氧，RBC)→糖原是储存形式(肝糖原-维持血糖，肌糖原-肌肉收缩提供能量) ②脂肪: 30-50%能量供应；脂肪经胆汁乳化及脂肪酶分解后在小肠吸收→甘油(肝脏中在甘油激酶作用下进入糖代谢)+FFA(活化后进入线粒体进行β氧化产生乙酰CoA和酮体) ③蛋白质: 主要功能为组织的自我更新，只有在长期不能进食或体力极度消耗机体才依靠蛋白质分解供能
  • 能量的利用 ①50%热能+化学能形式存储在ATP等高能化合物的高能键中→基础代谢/运动活动/食物的特殊动力效应/生长发育 ②除骨骼肌收缩的机械能以外，其余所利用的能量均转变为热能(最低的形式能，不能转变为其它形式的能，只能用于维持体温)
  • 能量平衡→摄入=消耗 ①能量负平衡: 消耗＞摄入→机体动用储存的能源物质，体重减轻 ②能量正平衡: 摄入＞消耗→多余能量转变为脂肪组织，体重增加
• 能量代谢的测定
  • 能量代谢率: 机体单位时间内的能量消耗量
  • ①食物的热价: 1g某种食物氧化时所释放的能量→生物热价(体内氧化)和物理热价(体外燃烧) ②食物的氧热价: 某种食物氧化时消耗1L氧所产生的热量 ③呼吸商(PQ): 在一定时间内，呼出的CO2量与吸入的O2量的比值→推测机体的能量来源 ④非蛋白呼吸商(NPRQ): 糖和脂肪氧化时产生的CO2量和消耗的O2量的比值
  • 测定方法 蛋白质氧化量不计，将测得的呼吸商作为非蛋白呼吸商，一般情况下混合膳食时的非蛋白呼吸商为0.82→相应氧热价为20.20→测定耗氧量×20.20
  • 影响能量代谢的因素 ①肌肉活动(最主要) ②环境温度(20-30℃时较稳定): ＜20开始增加，＜10显著增加，＞30逐渐增加 ③精神活动: 平静思考时产热量增加不超过4%，精神紧张状态可增高10%以上 ④食物的特殊动力效应: 进食后1h左右开始延续7-8h，蛋白质＞混合食物＞糖＞脂肪 ⑤下丘脑对摄食行为的调控: 摄食中枢和饱中枢 ⑥激素对能量代谢过程的调节: 甲状腺激素最为显著
• 基础代谢
  • 基础代谢率(BMR): 基础状态下单位时间的能量消耗量 基础状态(测定条件): 清醒，静卧，肌肉放松，至少2h以上无剧烈运动，无精神紧张，食后12-14h，室温保持在20-25℃
  • 影响因素 ①能量代谢率与体表面积成正比，与体重不成比例 ②男＞女，儿童＞成人，老人较低 ③病理性变化: 甲低/肾上腺皮质功能减退/垂体性肥胖/肾病综合征/病理性饥饿→BMR↓；甲亢/糖尿病/红细胞增多症/白血病/伴有呼吸困难的心脏疾病→BMR↑
  • 测定BMR ①BMR=20.2×耗氧量/体表面积 ②基础代谢率(相对值)=(实测值-正常平均值)/正常平均值×100%→±15%之内，超过20%可能有病理性变化
• 体温
  • 体表温度和体核温度 ①腋下温度(最常用): 36-37.4℃ ②口腔温度: 36.7-37.7℃ ③直肠温度: 36.9-37.9℃，食管温度比直肠温度低0.3℃
  • 体温的生理性波动: 波动幅度不超过1℃ ①日节律: 下丘脑视交叉上核控制→清晨2-6h体温最低，午后1-6h体温最高 ②性别: 女性高于男性0.3℃；随月经周期而变动→排卵期较低，排卵日最低，排卵后升高0.3-0.6(黄体分泌的孕激素作用于下丘脑) ③年龄: 儿童青少年体温较高，老年人偏低，新生儿体温调节能力差变动大 ④运动: 肌肉活动增加代谢增加产热量增加体温升高
• 产热与散热
  • 产热反应
    • 产热器官 安静→肝脏；运动→骨骼肌；新生儿的棕色脂肪组织发挥重要的产热作用
    • 产热形式→基础代谢+食物的特殊动力效应+骨骼肌舒缩+寒冷时的战栗非战栗 ①战栗产热(寒冷时主要): 骨骼肌伸肌屈肌同时发生的不随意的节律性收缩；肌肉收缩不做外功，能量全部转化为热量 ②非战栗产热/代谢性产热: 提高组织代谢率来增加产热；棕色脂肪组织(UCP)→使质子沿UCP回到线粒体基质中而不经过ATP合酶，使质子回流的势能以热能的形式释放而不用于合成ATP；新生儿体内较多
    • 产热活动的调节 ①神经调节: 寒冷刺激→下丘脑战栗中枢，交感神经兴奋→战栗和促使肾上腺髓质释放E和NE→产热增加；寒冷刺激→下丘脑体温调节中枢→下丘脑-腺垂体-甲状腺轴促进甲状腺产生分泌甲状腺激素→产热增加 ②体液调节: 甲状腺激素最重要→促进UCP表达/使钠钾泵活性增强消耗ATP(ADP↑)→缓慢时间长；E，NE和生长激素→起效快时间短应激
  • 散热反应
    • 部位: 皮肤
    • 方式 ①辐射散热(安静时主要): 通过热射线的形式；取决于温差和有效散热面积 ②传导散热: 热量直接传递给与之直接接触的温度较低的物体；取决于温差/接触面积/导热性能(脂肪导热性能差) ③对流散热: 空气流动实现热量交换；取决于温差/有效散热面积/风速 ④蒸发散热: 水分从体表气化时吸收热量→不感蒸发/出汗 注意: 前3种皮肤温度＞环境其中辐射最主要；环境＞皮肤时蒸发散热是唯一方式
    • 蒸发散热 ①不感蒸发: 水分从皮肤黏膜表面不断渗出而被气化的过程，不被察觉与汗腺无关 ②出汗: 汗腺主动分泌汗液的过程
    • 出汗 ①汗腺分类: 大汗腺(腋窝阴部，开口于毛囊，性功能)；小汗腺(全身皮肤-手掌足趾＞额部手背＞四肢躯干/但分泌能力躯干最强，体温调节) ②汗液: 汗腺细胞主动分泌→等渗→ADS作用下重吸收氯化钠→低渗→大量出汗会导致高渗性脱水 ③出汗类型: 温热性出汗(温热刺激→下丘脑体温调节中枢→交感胆碱能纤维→全身小汗腺→体温调节)；精神性出汗(精神紧张或情绪激动→大脑皮质运动区→交感肾上腺素能纤维→掌心足趾前额→机体应激)；味觉性出汗
    • 调节: 散热取决于温度差→皮肤血流量→交感控制口径 ①炎热环境→交感紧张性↓→皮肤小A舒张，A-V吻合支开放→血流量增多促进散热 ②寒冷环境→交感紧张性↑→皮肤小A收缩，A-V吻合支关闭→血流量减少防止散热
• 体温调节
  • 基本方式
    • ①自主性: 体温调节中枢控制→皮肤血流量/出汗/战栗/代谢水平→平衡 ②行为性: 改变姿势，增减衣物，改善气候条件
  • 温度感受器
    • ①外周温度感受器: 存在于皮肤黏膜和内脏中的对温度变化敏感的游离神经末梢→冷感受器＞热感受器，冷刺激较为敏感 ②中枢温度感受器: 视前区下丘脑前部(PO/AH)→热敏神经元；脑干网状结构和下丘脑的弓状核→冷敏神经元
  • 体温调节中枢
    • PO/AH
  • 调定点学说(SP)
    • ①体温=调定点→产热=散热；体温＞调定点→产热↓散热↑；体温＜调定点→散热↓产热↑ ②致热原→重调定(调定点升高)→调节性体温升高；中暑→散热或体温调节中枢障碍→非调节性体温升高
• 特殊环境下的体温调节
  • 高温或低温环境下的适应性变化→热习服；冷习服