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能量代谢与体温

内容包括1.能量的来源与去向2.能量的测量与影响因素3.体温的基本变化4.体温的调节过程

编辑于2022-07-29 15:14:40

能量代谢
体温调节

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能量代谢与体温

②

体温

体温及其正常变动

正常体温的定义、特征

体表温度

定义

人体表层部分(包括皮肤.皮下组织和肌肉等)的温度

体核温度

定义

躯体内部机体核心(包括心.肺.脑和腹腔脏器等)的温度

生理的体温即体核温度,机体深层的平均温度

低温时，核心部分缩小，表层与核心温度梯度明显高温时，核心部分扩大，表层与核心温度梯度减小

临床体温

腋温

为36.0～37.4℃,10min

口腔温

为36.7～37.7℃,含于舌下

肛温/直肠温

正常为36.9～37.9℃,插入6cm

注

食管中央温度

接近右心房的温度

腋温

接近体核温度的温度

耳温/鼓膜温

接近下丘脑的温度

体温的正常变动

体温的生理性波动

日节律

清晨2～6h时最低,下午1～6h最高,波动幅度一般不超过1℃

受下桥脑视交叉上核的控制

性别差异

成年女性的平均体温高于男性0.3℃

育龄期女性的基础体温随月经周期而变动

排卵日＜卵泡期＜排卵后

排卵后体温升高是孕激素所致

年龄差异

儿童及青年体温＞成年人＞老年人

新生儿由于其体温调节机构尚未发育完善，调节体温的能力较差，故体温易受环境因素影响而发生变动老年人代谢低，体温低

新生儿易变动，忽高忽低

意义

体温过高或过低,影响酶的活性, 从而影响新陈代谢的正常运行

T＞44℃

蛋白质变性而死亡

T＞42℃

脑功能受损

T＜34℃

意识障碍

T＜32℃

降低组织代谢及耗氧,提高器官对缺氧的耐受性,主要用短暂阻断循环的心血管手术(低温麻醉)

T＜30℃

神经反射消失

T＜28℃

心脏活动停止

机体的产热与散热

产热

器官

安静

内脏(肝脏,其次是脑)

安静时,肝脏最热

活动

骨骼肌

形式

一般环境

基础代谢+食物特殊动力作用+肌肉活动

寒冷环境

一般环境+战栗+非战栗产热

战栗产热

定义

指骨骼肌屈肌和伸肌不随意的节律性收缩,不做外功,能量全部转化为热量

特点

在寒冷环境下,机体首先出现肌紧张，或称战栗前肌紧张,此时代谢率有所增加,在此基础上出现战栗,可使代谢率增加4-5倍,产热量明显增多,有利于维持体热平衡

非战栗产热 (代谢产热)

褐色脂肪组织产热为主约占70%

分布于肩胛下区、颈部大血管周围、腹股沟等处，主要存在于新生儿体内,非战栗产热对新生儿的意义尤为重要

其细胞线粒体内膜上存在解耦联蛋白UCP,可使线粒体呼吸链中的氧化磷酸化和ATP的合成脱耦联,使氧化还原反应过程中释放的能量直接转化为热量

调节

静息

对抗静息时的热量散失

产热来自于基础代谢产热,骨骼肌运动产热和食物特殊动力作用产热等

寒冷环境

神经调节

寒冷刺激→下丘脑的战栗中枢

经传出通路到达脊髓前角运动神经元

寒战↑

神经-体液调节

寒冷刺激→下丘脑释放促甲状腺激素释放激素→甲状腺激素↑→产热量↑

寒冷刺激→交感-肾上腺髓质→NE.AD↑→产热量↑

体液调节

甲状腺是调节非战栗产热最重要的激素

线粒体功能↑,钠泵↑→代谢率↑→产热量↑

NE，E，生长激素，孕激素也能促进代谢性产热

散热

部位

主要

皮肤

面积大，与外界接触，血流丰富，有汗腺

其他

肺(呼气)，屎尿

方式

体温＞气温 (反过来即吸热)

辐射散热 (主要,占60%)

定义

指人体以热射线(红外线)的形式将体热传给外界较冷的物质

影响因素

机体的有效辐射面积,皮肤与环境的温度差

临床意义

高温环境中→环境温度＞皮温→机体吸收温度→中暑

传导散热

定义

是机体的热量直接传给同它接触的较冷物体的一种散热方式

影响因素

皮肤与接触物的温度差,接触面积,接触物导热性

临床意义

局部加温敷冰帽、冰袋降温

对流散热

定义

是传导散热的一种特殊形式,是通过气体流动来交换热量的一种散热方式

影响因素

皮肤与环境的温度差,有效散热面积,风速

体温≤气温

蒸发散热

定义

体表水分气化时吸收体热而散热

每蒸发1克水分可带2.4kJ(0.58kcal)热量

影响因素

湿度大,不易散热；风速大,散热快

特点

高温环境下，唯一的散热方式

临床意义

无汗症患者，热环境下易中暑

分类

有感蒸发 (出汗)

定义

皮温＜气温，汗腺主动分泌汗液的过程，通常带走大量体热

汗腺分类

小汗腺

全身分布,手掌和足趾最多,躯干最少但分泌最强,是体温调节的重要效应器

大汗腺

局限于腋窝与阴部,与体温调节无关

汗液分泌

汗腺分泌汗液(此时与血浆等渗)，在流经汗腺管腔时，在醛固酮的作用下，汗液中的Na⁺和Cl⁻被重吸收，最后排出低渗液体

分类

病理

大量出汗时易造成高渗性脱水

丧失大量低渗液

快速出汗易出现低钠血症

易并发热痉挛

低钠，细胞水肿，胞内钾稀释，静息电位减小，细胞兴奋性↑

汗液分泌快，汗腺管不能及时重吸收，钠盐排出

不感蒸发 (不显汗)

定义

水分通过从皮肤和黏膜(主要是呼吸道黏膜)表面直接透出

特点

易被忽视，与汗腺无关

婴幼儿常＞成人

缺水下，婴儿更易脱水

一般情况下人体24小时的不感蒸发量约为1000ml

其中从皮肤表面蒸发600-800ml 通过呼吸道黏膜蒸发200-400ml

调节

皮肤血流量对散热的影响

炎热环境→交感神经紧张性↓→ 皮肤血管扩张、动静脉吻合支开放

皮肤血流量↑→较多体热从深部带到表层→皮肤温度↑→散热↑

寒冷环境→交感神经紧张性↑→ 血管收缩，动静脉吻合支关闭

皮肤血流量↓→深部带到表层体热↓→皮肤温度↓→散热↓

影响蒸发散热的因素

环境温度达到30℃左右时便开始出汗; 湿度大且衣着较多,气温在25℃时便可出汗; 劳动或运动时,气温虽在20℃以下也可出汗。

常见降温措施

体温调节

生理性/自主性体温调节

定义

是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

体温调节为反射活动，当环境温度改变时后, 通过外温感受器将信息传入体温调节中枢

体温调节中枢通过传出神经作用于散热/产热系统,改变产热散热，使体温适应温度变化而恒定

组成

温度感受器

外周温度感受器

分类

热感受器和冷感受器(游离的神经末梢)

分布

全身皮肤.某些粘膜和腹腔内脏等处

皮肤对温度变化刺激敏感

呈点状分布,冷感受器多于热感受器

对冷刺激敏感

中枢性温度感受器

分类

热敏神经元和冷敏神经元

分布

下丘脑.脑干网状结构和脊髓等处均有

视前区-下丘脑前部PO/AH

热敏感受器居多

脑干网状结构和下丘脑的弓状核

冷敏感受器居多

体温调节中枢

下丘脑的PO/AH

最重要的体温调节中枢，是体温调节中枢整合机构的中心部位

能感受局部脑温的变化，还能对中脑.延髓.脊髓.皮肤等处传入的温度信息发生反应

能接受致热原.5-HT，NE，多种肽类等物质的刺激

产热散热系统

见上文

调节机制

体温调定点学说

正常

在PO/AH中有一个控制体温的调定点

体温＞调定点

中枢调节→产热↓，散热↑

体温＜调定点

中枢调节→产热↑，散热↓

发病

细菌所致的发热

中暑为体温调节中枢本身的功能障碍所致(散热障碍), 而不是调定点的上移

在致热原作用下体温调节的调定点上移的结果

在发热开始前,先出现寒战等产热反应,直到体温升高到39℃,此时,产热和散热过程在新的调定点(39℃)水平达到平衡,即发热属于调节性体温升高,是体温调节活动的结果

行为性体温调节

冷时添衣,热时避光

定义

机体采取的主动体温调节行为是向有利于产生温热舒适的感觉方向进行

温度习服

定义

在低温与高温环境下,经较长时间,机体逐渐产生适应性变化,使机体的调节能力增强

机体在特殊环境温度下的体温调节

分类

热习服

长期暴露于高温环境中产生的适应性变化

引起出汗的体温阙值降低,出汗反应的潜伏期缩短,出汗量增加,汗液中钠盐含量减少

引起皮肤血管扩张的体温阙值降低,皮肤血流量增加

冷习服

长期暴露于寒冷环境中产生的适应性变化

基础代谢率增加,非战栗性产热加,细胞膜流动性改变,细胞骨架重新构建,Na,K+-ATP酶活性增高,热绝缘层(皮下脂肪层或动物的羽毛度)增大

①

能量代谢

概述

定义

物质代谢过程中伴随的能量释放.转移.贮存和利用的过程

分类

合成代谢

指机体利用从外界摄取的营养物质及分解代谢的部分产物构筑和更新自身组织,并将能量储存在生物分子的结构中的过程

分解代谢

指机体分解摄入的营养物质及自身的组成成分,并释放能量用于各种功能活动和维持体温

能量的来源和利用

来源

可利用的能量形式

腺苷三磷酸ATP

直接的供能物质,也是能量储存的重要形式

磷酸肌酸CP

主要存在于肌肉和脑组织中的另一种高能化合物

可与ATP转移高能磷酸键, 为体内ATP的储存库

当组织消耗ATP增多，超过营养物质氧化生成ATP的速度时,CP的高能磷酸键可快速转给ADP

供能物质

糖

功能

主要供能物质(50-70%)

供能方式

1mol葡萄糖

有氧氧化

30~32molATP

无氧氧化

2molATP

能源物质唯一不需氧的供能途径

注

大脑以有氧氧化供能为主(大脑不能缺氧)

成熟红细胞无线粒体，无法有氧氧化,能量主要来自无氧氧化

储存方式

糖原

主要在肝与肌细胞

当血糖浓度升高时,糖在肝脏中合成肝糖原储存起来,使血糖浓度下降到正常水平

当血糖浓度降低时,肝糖原可转变为葡萄糖,使血糖浓度升高到正常水平

脂肪

功能

次要功能物质(30-50%)

主要储存能量,短期饥饿供能

同等重量释放能量=糖的2倍

供能方式

甘油

主要在肝脏被利用,经过磷酸化和脱氢而进入糖的氧化分解途径供能,或转变为糖(糖异生)

脂肪酸

在心,肝、骨骼肌等许多组织细胞内进行

脂肪酸与辅酶A结合后,经过β-氧化,逐步分解为乙酰辅酶A而进入糖的氧化途径

酮体(脂肪酸代谢的中间产物)

分子小且溶于水,易于透过血-脑屏障,在糖供应不足时酮体是脑组织的主要能源物质,用以维持脑组织的功能活动

当肝脏酮体生成量超过肝外组织的利用能力时,则可导致酮症酸中毒

蛋白质

主要功能

更新细胞,组织成分

合成酶.激素等生物活性物质

次要功能

长期饥饿供能

能量的利用

食物中的糖、脂肪、蛋白质营养物质被氧化分解时,碳氢键断裂,释放出化学能

>50%转化为热能

<50%储存于ATP的高能磷酸键中

当机体需要消耗能量时,ATP被水解为ADP及磷酸,同时释放出能量供机体利用

机体只能利用转移到ATP上的能量

用于

1.合成代谢 2.主动转运 3.肌肉收缩

热能

机械外功

能量的平衡

定义

摄入能量与消耗能量之间的平衡

分类

负平衡

摄入﹤消耗,机体利用储能物质,体重下降

正平衡

摄入﹥消耗,多余能量转为脂肪等储能物质,体重上升

简易诊断指标

体质指数BMI

体重(kg)/身高(m)的平方

反映全身性超重和肥胖

超重

肥胖

腰围

反映腹部脂肪的分布

男性≤85cm

女性≤80cm

能量的测定及能量代谢的影响因素

能量的测定

原理

食物氧化释放的化学能=热能

一定时间内机体释放的热量=食物氧化释放的化学能（机体能量代谢率）

测定单位时间内机体的食物产热量，即可测定机体的能量代谢率