能量代谢与体温

详细描述了人体体内的的能量代谢及影响因素、人体的基础代谢率、人体的产热与散热反应及自主性体温调节机制

能量代谢与体温

• 能量代谢
  • 能量可分为ATP、CP
  • 能量除骨骼肌收缩做一定量的机械功（外功）外，其他所利用的能量最终都转化为热能。产生热能用于维持体温
  • 能量平衡
    • 人体摄入的能量与消耗能量基本相等
  • 能量代谢测定
    • 能量代谢遵循能量守恒定律
    • 热价：1克某种食物氧化所释放的能量
      • 生物热价
        • 1克某种食物在体内氧化所释放的能量
      • 物理热价
        • 1可某种食物在体外燃烧时释放的能量
      • 糖和脂肪的生物热价和物理热价相同，蛋白质则不同，生物热价小于物理热价
    • 呼吸商
      • 机体在一定时间内呼出的CO2的量与吸入O2量的比值
      • 糖＝1 脂肪＝0.71 蛋白质＝0.8 混合食物＝0.85
        • 糖衣炮弹气死人：糖-1-8蛋-7脂
      • 可以根据呼吸商的大小推测出能量的主要来源。如糖尿病患者糖利用障碍，机体主要利用脂肪代谢供能，因此呼吸商偏低为0.71。长期饥饿的情况下，人体主要利用蛋白质分解供能，因此呼吸商为0.8。代谢性酸中毒和肺过度通气等情况下，CO2大量排出，导致呼吸商＞1。相反，代谢性酸中毒和肺通气不足时呼吸商偏低
    • 非蛋白呼吸商
      • 由糖和脂肪氧化时产生CO2量和消耗氧量的比值
  • 影响能量代谢的因素
    • 肌肉活动
      • 主要因素
    • 环境温度
      • 环境温度在20～30度时，能量代谢率较为稳定 当环境温度＜20或＞30度时，代谢率逐渐增加
    • 精神活动
      • 安静较为稳定，但当人处于精神紧张状态（如烦恼、恐惧、情绪激动）时，能量代谢率增高10%以上
    • 食物的特殊动力效应
      • 人在进食一段时间，即使在安静状态下，也会出现能量代谢率增高的现象，一般从进食后1小时左右开始，延续7～8小时
      • 进食蛋白质产生的食物特殊动力效应最为显著，约为30%，进食糖、脂肪、混合食物为6%、4%、10%
    • 下丘脑对摄食行为的调控
      • 摄食中枢：下丘脑腹外侧核
      • 饱中枢：下丘脑腹内侧核
      • “摄外饱内”
    • 激素对能量代谢过程的调节
      • 其中甲状腺激素对能量代谢影响最为显著
  • 基础代谢率（BMR）
    • 指机体在基础状态下单位时间内的能量消耗量
    • 基础状态指机体处于在清醒、安静、不受肌肉活动、环境温度、精神紧张及食物等因素影响时的状态
    • 测定时受试者保持清醒、静卧、肌肉放松、至少2小时以上无剧烈活动、无精神紧张，食后12～14小时，室温保持20～25度
    • 熟睡时能量代谢率低，当做梦可增高
    • 影响因素受体表面积、性别（男性高于女性）、年龄（儿童高于成人，年龄越大代谢率越低）、月经周期的影响外，但不受体重影响
    • BMR升高见于红细胞增多征、白血病、甲状腺功能亢进症、伴有呼吸困难的心脏病、糖尿病、体温升高
      • 红白夹心糖
    • BMR降低见于甲状腺功能减退症、肾上腺皮质功能低下、垂体功能低下、肾病综合征、病理性饥饿
  • 基础代谢率的测定
    • 经典测算方法：将蛋白质的产热量和耗氧量忽略不计，把测得的一定时间内的耗氧量和CO₂产生量所求得的呼吸商视为非蛋白呼吸商，经査表找到相对应的氧热价，耗氧量与此氧热价相乘，便可计算出一定时间内的产热量
    • 简易计算法：只需测定一定时间内的耗氧量，再乘以氧热价，即可求出这段时间的产热量。用简化方法所获得数值与经典测算方法所得数值非常接近。
• 体温及调节
  • 体温
    • 直肠温度正常值36.9～37.9度
    • 口腔温度正常值36.7～37.7
    • 腋下温度正常值36.0～37.4度
    • 食管温度比直肠温度低0.3度左右
    • 体温生理性波动
      • 体温的日节律
        • 清晨2～6时体温最低，午后1～6时最高
        • 生物节律主要受下丘脑视交叉上核的控制
      • 性别
        • 女性体温高于男性0.3度。女性卵泡期较低，排卵日最低，排卵后升高0.3～0.6度
      • 年龄
        • 儿童和青少年体温较高，老年人因基础代谢率低而体温偏低
        • 新生儿体温调节机构尚未完善，体温易受环境因素的影响而发生变动
      • 运动
        • 运动肌肉活动使代谢增强，产热量增加，体温升高
      • 情绪激动、精神紧张、进食均可使体温产生影响
  • 机体产热反应
    • 产热器官
      • 安静状态下内脏为主要产热器官，其中肝脏的代谢最旺盛
      • 运动时骨骼肌是主要的产热器官
      • 新生儿褐色脂肪组织含量多，在寒冷环境下重要产热作用
    • 产热形式
      • 战栗产热
        • 战栗指骨骼肌的屈肌和伸肌同时发生不随意的节律性收缩，此时肌肉收缩活动不做外功，能量全部转化为热量
      • 非战栗产热
        • 又称代谢性产热，通过褐色脂肪组织，其中含有解偶联蛋白（UCP）发挥作用
    • 产热调节
      • 神经调节
        • 寒冷刺激可兴奋下丘脑后部的战栗中枢，引起战栗，还可刺激甲状腺激素的释放，通过神经-体液调节使代谢性产热增加
      • 体液调节
        • 甲状腺激素（主）肾上腺素、去甲肾上腺素、生长激素
  • 机体散热反应
    • 人主要的散热部位是皮肤
    • 当人体温度＞环境温度时
      • 辐射散热（主）
        • 如空调降温
      • 传导散热
        • 如冰袋、冰帽降温
      • 对流散热
        • 如电风扇降温
    • 当人体温度≤环境温度时
      • 蒸发散热
        • 如酒精擦拭降温
        • 产生汗液，99%为水分，1%为固体成分（大部分NaCl，少部分的乳酸，KCl和尿素等）
        • 汗液并不是简单的血浆渗出物，而是汗腺细胞主动分泌的，汗腺刚分泌的汗液与血浆渗透压相等，但在流经汗腺导管时，在醛固酮作用下，汗腺中Na+和Cl+被重吸收，因此最后排出汗液是低渗的因此大量发汗造成的脱水表现为高渗性脱水
        • 汗液中不含有葡萄糖和蛋白质。
        • 汗液、唾液是低渗的，小肠液、胰液是等渗的
        • 体内引起汗腺分泌的因素
          • 温热性发汗
            • 调节中枢在下丘脑的体温调节中枢 支配交感胆碱能神经纤维支配（交感神经→ACh）
          • 精神性发汗
            • 调节中枢位于大脑皮层的运动区 支配交感肾上腺素能神经纤维支配
    • 散热反应的调节
      • 循环系统实现体温调节的主要途径是改变皮肤血流量
      • 寒冷环境时交感神经紧张性增强，皮肤血管收缩，皮肤血流量减少，防止体热散失
      • 炎热环境中交感神经紧张性降低，皮肤小血管舒张，动静脉吻合支开放，皮肤血流量显著增多，促进散热
    • 体温调节
      • 自主性体温调节
        • 指在体温调节中枢的控制下，通过增减皮肤的血流量、出汗、战栗和调控代谢水平等生理性调节反应，以维持产热和散热的动态平衡，使体温保持在相对稳定的水平
        • 外周温度感受器
          • 主要为神经纤维
            • 热感受器
              • 局部温度升高，热感受器兴奋
            • 冷感受器
              • 局部温度降低，冷感受器兴奋
        • 中枢温度感受器
          • 主要为神经元
            • 热敏神经元
              • 局部温度升高时发放频率增加
            • 冷敏神经元
              • 局部温度降低时发放冲动频率增加
        • 体温调节中枢：下丘脑视前区-下丘脑前部（PO/AH）
        • 人的正常体温调定点为37℃
        • 当体温与调定点的水平一致时，说明机体的产热量与散热量取得平衡； 当体温高于调定点水平时，体温调节中枢促使机体产热活动减弱，散热活动加强； 反之，当体温低于调定点水平时（体温调定点上移），促使机体产热活动加强（如寒战），散热活动减弱，体温上升（发热），直到体温回到调定点水平。
      • 行为性体温调节