能量代谢和体温

体温调节机制
产热与散热：人体通过产热和散热 01 来维持体温稳定
神经调节：下丘脑是体温调节的中 02 枢，通过神经调节来控制体温
激素调节：甲状腺激素、肾上腺素 03 等激素参与体温调节
免疫调节：免疫系统在体温调节中 04 起到重要作用，如白细胞介素等
体温调节中枢
01Biblioteka 位于下丘脑02负责调节体温，维持体温稳定
热环境下，身体需要 消耗更多能量来维持 体温稳定
能量消耗
基础代谢：维持 生命活动所需的 最低能量消耗
活动代谢：身体 活动过程中消耗 的能量
食物热效应：消 化食物过程中消 耗的能量
生长发育：生长 发育过程中消耗 的能量
适应性代谢：适 应环境变化所需 的能量消耗
疾病代谢：疾 病状态下消耗 的能量
的能量
05
体温调节：身体 通过产热和散热 来维持体温稳定
的过程
06
产热：身体通过 代谢活动产生热
量的过程
07
散热：身体通过 辐射、传导、对 流和蒸发等方式 散发热量的过程
能量来源
01 食物：碳水化合物、
脂肪、蛋白质等
02 运动：肌肉收缩、呼
吸等
03 基础代谢：维持生命
活动所需的最低能量 消耗
04 环境温度：寒冷或炎
05
体温平衡：产 热与散热达到 平衡，维持正 常体温
能量代谢对体温调节的影响
01
能量代谢是体 温调节的基础，
影响体温的维 持和变化
03
能量代谢的异 常可能导致体 温调节的紊乱，
引发疾病
02
能量代谢的增强 或减弱会影响体 温调节的灵敏度
和准确性
04
能量代谢与体温 调节相互影响， 共同维持人体的

能量代谢与体温
第15页
汗液中水分占99%以上，固体成份不足 1%，排出汗液是低渗，当大量出汗而脱 水时，失水＞失盐，会造成高渗性脱水，造成
电解质紊乱。
• 皮肤血流量改变
交感神经 → 皮肤血管口径 → 皮肤血流量 → 散热量 酷热：交感 N 担心度↓→血管口径↑→皮肤血流量↑→ 散热量↑
汗液 严寒：交感 N 担心度↑→血管口径↓→皮肤血流量↓→ 散热量↓
能量代谢与体温
第18页
（二）体温调整中枢
视前区—下丘脑前部（PO/AH)，不但 存在热敏神经元和冷敏神经元，而且能对散 热和产热两个过程进行调整。所以，下丘脑 是体温调整基础中枢，视前区-下丘脑前部 （PO/AH)是体温调整关键部位。
能量代谢与体温
第19页
（三）体温调定点学说： 调定点水平是由PO/AH中热敏神经元和冷
下丘脑-腺垂体系统(甲状腺）
能量代谢与体温
第12页
（二）散热：人体主要散热部位是皮肤
1.散热方式
a.辐射散热 体热以热射线形式向外界环境散
发散热方式。常温和平静状态
下最主要散热方式
b.传导散热 机体热量直接传给同它接触
较冷物体散热方式。
c.对流散热 经过气体或液体流动来交换热
量散热方式。
e.蒸发散热 经过体表水分蒸发而散失体热
能量代谢与体温
能量代谢与体温
第1页
一 、 机 体 能 量 起 源 和 去 路
能量代谢与体温
第2页
能量代谢与体温
能量代谢衡量标准 体表面积（m2） ＝0.0061×身高
（cm） ＋0.0128×体重
（kg） －0.1529
第3页
三、影响能量代谢主要原因 •肌肉活动 对能量代谢影响最显著。

•
①体重指数=体重(Kg)／身高2 ( m)
•
24超重界限；28肥胖界限
• •
②腰围 ③臀围
脂肪总量、脂肪分布情况
能量代谢与体温调节
第6页
能量代谢测定
(一)能量代谢测定原理
依据“能量守恒”定律
机体释放能量= 热能+外功
平静时, 外功 = 0
能量代谢率 = 机体单位时间
内
能量代谢与体温调节
第7页
二、能量代谢测定
男性 195.5 193.4 166.2 157.8 158.6 154.0 149.0 女性 172.5 181.7 154.0 146.5 146.9 142.4 138.6
能量代谢与体温调节
第37页
基础代谢率、肺活量、肾小球滤过率、 心输出量、主动脉和气管横截面积 都与体表面积呈百分比关系
体表面积（m2）简易法 =0.0061 × 身高（cm）+0.0128
(二)与能量代谢测定相关几个基本概念
1.食物热价
1克食物氧化时所释放出来能量称为 该种食物热价。
单位: 1kcal = 4.187J 糖 4.1kcal/g 17.2kJ/g
蛋白质 4.3kcal/g 18.0kJ/g 脂肪 9.0kacl/g 39.8kJ/g
能量代谢与体温调节
第8页
2.食物 氧热价
第45页
• 试验中 :
• 常以食管温度作为深部温度；
•
食管温度直肠温度0.3Ｃ
•
以鼓膜温度作为脑组织温度。
•
与下丘脑温度相近
•
临床作为体温指标
பைடு நூலகம்
能量代谢与体温调节
第46页
（二） 体温正常变动

能量代谢和体温
【考纲要求】
1.能量代谢：①影响能量代谢的因素；②基础代谢和基础代谢率。

2.体温：①体温的概念及其正常变动；②体热平衡：产热和散热；
③体温调节：温度感受器、体温调节中枢、调定点学说。

【考点纵览】
1.影响能量代谢的因素：肌肉活动，对能量代谢的影响最显著；
精神活动；食物的特殊动力效应，蛋白质类食物的特殊动力效应最大；环境温度，在20～30℃的环境温度中，能量代谢最为稳定。

2.基础代谢率比一般安静时低，但并非最低，单位一般以kJ/（m2. h）来表示。

基础代谢率的实际数值同正常平均值相比较，一般相差±10％～±15％之内，都不属病态。

相差在±20％以上者，才有可能是
病理变化。

3.体温是指机体深部的平均温度，清晨2～6时最低，午后1～6时
最高。

成年女子的体温平均比男子高约0.3℃，且其基础体温随月经周
期而发生波动，规律为：月经期和卵泡期较低，排卵日最低，黄体期
内体温较高。

4.人体的主要产热器官是肝（安静时）和骨骼肌（运动时）。

5.人体散热的主要部位是皮肤。

辐射、传导和对流散热的前提条
件是皮肤温度高于外界环境温度，散热量的多少均同皮肤与环境间的
温差及皮肤的有效散热面积等因素有关，对流散热还与气体的流速有
关。

当环境温度等于或高于皮肤温度时，蒸发上升为机体的主要或唯一散热方式。

6.体温调节的基本中枢位于下丘脑，视前区-下丘脑前部的热敏神经元和冷敏神经元起调定点的作用。

第七章能量代谢与体温一．基本要求掌握：1. 热价、氧热价、呼吸商等概念，影响能量代谢的主要因素2．基础代谢的概念及意义3．机体的散热方式4．温度感受器和体温调节（调定点学说）熟悉：1. 能量代谢的测定原理2. 机体的产热3. 体温调节中枢了解：1. 食物的能量转化2. 能量代谢的测定方法二．基本概念能量代谢（energy metabolism）、食物的热价（themal equivalent of food）、食物的氧热价（thermal equivalent of oxygen）、呼吸商（respiratory quotient）、基础代谢(basal metabolism)、基础代谢率(basal metabolism rate, BMR)、体温(body temperature)、战栗产热(shivering thermogenisis)、非战栗产热(non-shivering thermogenesis)、辐射散热(thermal radiation) 、传导散热(thermal conduction)、对流散热(them1a1 convection)、蒸发散热(evaporation)、不感蒸发(insensible perspiration)、发汗(sweating)或可感蒸发(sendbie evaporation)、热敏神经元(warm-sensitive neuron)、冷敏神经元(cold-sensitive neuron)。

第一节能量代谢能量代谢：是体内伴随着物质代谢过程而发生的能量释放、转移、贮存和利用的过程。

分为：1）合成代谢：合成自身的成分，贮存能量2）分解代谢：氧化分解成分，释放能量。

一、来源：（1）糖：是重要来源，约占70%。

尤其是脑。

肌糖原→肌肉；肝糖原→血糖。

（2）脂肪：各种物质贮存的形式；（3）蛋白质：主要用于合成细胞组织结构，不是能量的提供者，如激素，酶等。

4、体表面积的测定： 体表面积(m2)=0.0061×身高 (cm)+0.0128×体重(kg)0.1529； 体表面积还可从右图直接求出。
BMR率随着性别、年龄等不同 而有生理变动。男子的BMR值 平均比女子的高；儿童比成人 高；年龄越大，代谢率越低。
5、BMR正常范围：±10％～±15％ 6、BMR的临床意义：
(四)食物的特殊动力效应
1、概念：人在进食后的1～8小时，机体的产热量会增加。 这种因食物引起机体产生“额外”热量的现象称为食物的 特殊动力效应 。 2、三种主要营养物质中： 蛋白质的特殊动力效应最为显著，为30％；糖和脂肪的 特殊动力效应分别为6％和4％
1、 基础代谢：基础状态下的能量代谢。 2、 基础状态：清晨、清醒、静卧，未作肌肉活动； 测定前至少禁食12小时； 室温保持在20～25℃； 体温正常、精神安定。 3、 基础代谢率(BMR)：单位时间内的基础代谢。 BMR比一般安静时的代谢率要低些，但并不是最低的， 因为熟睡时的代谢率更低(比安静时低8％～10％，但做 梦时可增高)。
(2)发汗：
发汗：发汗是汗腺主动分泌汗液的过程。发汗时有明显的
汗液形成而被蒸发，因此又称为可感蒸发。 安静状态下，环境温度达30℃左右时便开始发汗。 空气湿度高，衣着较多时，25℃便可引起发汗。 劳动或运动时，气温虽在20℃以下，也可出现发汗，而
且发汗量往往较多。
汗液的成分：水分：99％ 固体成分（ NaCl、 KCl、尿素）：<1％
(二)体温调节中枢 体温调节中枢：下丘脑 体温调节中枢整合机构的中心部位： 下丘脑 的视前区-下丘脑前部（ PO/AH ）
(三)体温调定点学说 体温调定点学说认为，体温的调节点类似于 恒温器的调节，PO／AH神经元的活动设定了 一个调定点，即规定的温度值，如37℃。若 当体温超过37℃时，热敏神经元放电频率增 加，引起散热过程加强，产热过程减弱；若 体温不足37℃时，则引起相反的变化。

3.蛋白质
基本组成单位是氨基酸。
蛋白质主要功能是构成细胞成分和形成某些生物活性物质， 一般不做供能物质。
长期不能进食或消耗量极大时，糖原和贮存脂质几乎耗竭 时，机体通过蛋白质分解产生的氨基酸供能。
蛋白质不能在体内完全氧化，没有被完全氧化的代谢产物 以尿素、尿酸、肌酸形式经肾脏排出。
（二）能量的去路
基础状态：清晨、清醒、静卧、未做肌肉活动、无精神紧张、 环境温度20-25℃、空腹（禁食12小时）。此时的能量主要维 持最基本的生命活动，基础代谢率比一般的安静时的代谢率更 低，但不是最低。熟睡无梦时更低。
能量代谢率与体表面积成正比。 基础代谢率的单位：每小时每平方米体表面积的产热量。 kJ/（m·h）
发热：致热源作用于下丘脑体温调节中枢，体温调定点上移，冷 敏神经元活动增强，产热增加，散热减少，引起寒战、皮肤血管 收缩。相反，高热因素去除后，体温调定点下移，热敏神经元活 动增强，散热增加，产热减少，皮肤血管舒张，发汗，体温下降。
（四）温度习服：当机体较长时间处于高温和低温环境 中，机体对环境的耐受性逐渐升高，而维持正常健康状 态。
2.机体的产热形式及调节：机体的产热量大部分来自全身各组织 器官的代谢活动。 安静寒冷环境下：寒战产热和非寒战产热
寒战产热：寒冷刺激下，骨骼肌在肌紧张增加基础上，伸肌和屈 肌同时发生不随意的节律性收缩，此时机体的能力代谢率可增加 4-5倍，骨骼肌不做功，收缩的能力全部转化为热能，产热显著。
非寒战产热：寒冷刺激下，机体通过升高代谢率而增加产热的 现象。体内的褐色脂肪组织的非寒战产热量最大。 寒冷刺激下甲状腺激素合成和释放增多，促进代谢产热。
（2）传导散热：机体将热量直接传递给与皮肤接触的较冷物体。 取决于皮肤表面与接触物体表面的温度差、接触面积等

体核温度比体表温度高，且比较稳定.
33
体温调节
一、动物的体温及其正常变动
(一) 体 温
正常新陈代谢要求在一定 的温度条件下进行。哺乳动物 的体温超过42℃或低于25℃， 将引起代谢严重障碍甚至死亡。
所以，正常的体温对于生命 活动具有重要意义，也是机体 健康状况的重要指标。
34
体温调节
二、动物体温的生理波动
V糖(物理)=V糖(生物) V脂肪(物理)=V脂肪(生物) V V 蛋白质(物理) ＞ 蛋白质(生物)
13
表6-1 三 种 营 养 物 质 氧 化 时 的 几 种 数 据
产 热 量 （ KJ╱ g） 营 养 物 质
物 理 热 价生 物 热 价营 养 学 热 价 ※
糖 17.17
蛋 白 质 23.45 脂 肪 39.77
大家好
1
第七章 能量代谢与体温调节 （Temperature regulation）
能量代谢 动物体温的生理波动 机体的产热和散热过程 体温恒定的调节 外界温度对动物体温的影响
2
第一节 能量代谢
❖ 将生物体内物质代谢过程中所伴随着的能量释放、 转移、储存和利用过程，称为能量代谢。
❖ 新陈代谢:维持生命各种活动过程中化学变化的总称。 ❖ 新陈代谢包括： ❖ 物质代谢（同化作用，异化作用） ❖ 能量代谢（吸热反应，放热反应）
3
一、能量的来源与利用
机体能量的来源是糖、脂肪和蛋白质在体内氧 化分解时释放出来的能量，在一般生理情况下，机 体主要利用糖(70%)和脂肪(30%)供能，少量的能量 依靠蛋白质分解供给。
既然机体消耗的能量都是来源于食物，是否可 以用每天摄取食物中所含的能量来估测机体能量的
？ 消耗率呢

（二）体温的正常值
体温是指机体深部的温度。临床上以口腔、直肠和 腋窝的温度代表体温。
腋下温度 < 口腔温度 < 直肠温度 直肠温度：36.9～37.9℃ 口腔温度: 36.7～37.7℃ 腋窝温度: 36.0～37.4℃
<34℃——意识丧失；<25℃——心跳停止或室颤 >42℃——细胞实质损害；>45℃——生命危险
能量代谢
异化作用（分解代谢）-- 放能
生物体内物质代谢中伴随着的能量的释放、转移和 利用，称为能量代谢（energy metabolism)。
一、机体能量的来源与利用
（一）机体能量的来源：
食物中的糖，脂肪和蛋白质的氧化分解
糖：机体的主要能源 70% 脂肪：提供大约 30%的能量 蛋白质（氨基酸）：提供少量的能量
相差在±10％～±15％以内，仍属正常范围；相差值 在±20％以上则考虑为病态。
甲亢时基础代谢率可高于正常值的25％～80％； 甲状腺机能减退时比正常值低20％～40％。
此外，糖尿病、红细胞增多症、白血病和发热可使基础代谢率升高。 脑垂体性肥胖以及机体处于病理性饥饿时，基础代谢率则降低。
第二节 体温及其调节
每 天 1000ml ， 皮 肤 600800ml，呼吸道200 - 400ml。
特点： 持续不断进行 不受人体生理性体温调节机制的 控制
2） 发 汗（有感蒸发） 汗腺分泌的汗液形成可见的汗
滴后，从体表蒸发而带走热量的现 象。是环境温度高于体温时的机体 唯一有效的散热途径。
发汗中枢主要位于下丘脑。
C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + ΔH
食物热价-1g食物氧化时释放出来的能量，反映了一定量的能

4.其他:肌肉活动、环境温度、情绪激动、
精神紧张、进食、麻醉等。
二、人体的产热和散热
(一)产热 1.主要产热器官：▲
安静状态，主要产热器官是内脏（尤其肝脏， 其次是脑）。 活动状态,主要产热器官是骨骼肌。
(二)散热
面积大
1.散热部位： 主：皮肤
与外界接触 血流丰富
有汗腺
次：肺、尿、粪
2.散热方式：
当外界气温＜低于人体表层温度时，人体主要通
过辐射、传导和对流方式散热，其散热量约占总量
70％。
当外界温度＝接近或＞高于皮肤温度时，机体的
散热是依靠蒸发方式散热。
机体散热方式有以下几种:
⑴辐射散热：
指体热以热射线形式传给温度较低的周围 环境中的散热方式。
机体的有效辐射面积 辐射散热量的多少取决于
皮肤与环境的温度差
⑤对照表7-4的BMR平均值,按下面公式计算出
BMR相对值： BMR相对值＝
BMR实BM测R值平-B均M值R平均×1值00%
2.BMR正常值：＝±10％～±15％
＞±20％→可能是病态 甲亢：+25％～+80%；甲减：-20%～-40% 发烧：体温每升高1℃，BMR升高13%.
研究表明,机体能量代谢率与体
(三)食物的特殊动力效应
人进食后一段时间内(从进食后1h开始, 持续7～8h),•即使同样处于安静状态,但产热 量却比进食前有所增加，这些 “额外” 热量 是由进食引起的。
食物能使机体产生“额外” 热量的现象称 为食物的特殊动力效应。
各种营养物质的食物特殊动力效应不同， 进食蛋白质时产热量增加30％，混合性食物 增加10％，糖和脂肪增加4～6％。
汗 液 水：分：＞99％

不感蒸发——皮肤、呼吸道 可感蒸发（发汗） 2）环境温度升高到接：机体通过交感N调控着 皮肤血管的口径，以改变其血流量，改变皮肤 温度，从而影响辐射、对流和传导散热量。
（二）体温的测定
临床： 直肠温度：36.9-37.9℃ 口腔温度：36.7-37.7℃ 腋窝温度：36.0-37.4℃
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
（三）体温的生理性变动
1.昼夜变化：清晨2～6时体温最低，午后1～6时最高 2.性别差异：青春期后女子的体温平均比男子高0.3℃ 3.年龄差异 4.肌肉活动与精神活动
呼吸商(respiratory quotient, RQ)：在一定时间内，机体CO2 产量与O2耗量的比值 非蛋白呼吸商(non-protein respiratory quotient, NPRQ)：糖 和脂肪氧化（非蛋白代谢）的CO2产量与O2耗量的比值。
三种营养物质氧化的几种数据
───────────────────────────
物质
耗氧量 (L/g)
产(CLO/2g量)
物理热价 (KJ/g)
生物热价 氧热价 (KJ/g) (KJ/L)
呼吸商 (RQ)
───────────────────────────
糖 0.83 0.83 17.0
17.0 21.0 1.00
脂 肪 1.98 1.43 39.8 39.8 19.7 0.71
（一）肌肉活动
状态 产热量(KJ/m2.min) ────────────
影响最显著 （二）环境温度
躺卧 开会 擦窗子
2.73 3.40 8.30
（三）食物的特殊动力效应
洗衣 扫地
9.89 11.37

第七章 能量代谢和体温第一节 能量代谢新陈代谢是机体生命活动的基本特征，新陈代谢包括物质代谢与相传伴的能量代谢，简称代谢。

糖、脂肪、蛋白质三种营养物质，经消化转变成为可吸收的小分子营养物质而被吸收入血。

在细胞中，这些营养物质经过同化作用（合成代谢），构筑机体的组成成分或更新衰老的组织；同时经过异化作用（分解代谢）分解为代谢产物。

合成代谢和分解代谢是物质代谢过程中互相联系的、不可分割的两个侧面。

在分解代谢过程中，营养物质蕴藏的化学能便释放出来。

这些化学能经过转化，便成了机体各种生命活动的能源，所以说分解是代谢的放能反应。

而在合成代谢过程中，需要供给能量，因此是吸能反应。

可见，在物质代谢过程中，物质的变化与能量的代谢是紧密联系着的。

生物体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移和利用等，称为能量代谢（energy metabolism）。

机体所需的能量来源于食物中的糖、脂肪和蛋白质。

这些能源物质分子结构中的碳氢键蕴藏着化学能，在氧化过程中碳氢键断裂，生成CO2和 H2O，同时释放出蕴藏的能。

这些能量的50%以上迅速转化为热能，用于维持体温，并向体外散发。

其余不足50%则以高能磷酸键的形式贮存于体内，供机体利用。

体内最主要的高能磷酸键化学物是三磷酸腺苷（ ATP）。

此外，还可有高能硫酯键等。

机体利用ATP去合成各种细胞组成分子、各种生物活性物质和其他一些物质；细胞利用ATP去进行各种离子和其它一些物质的主动转运，维持细胞两侧离子浓度差所形成的势能；肌肉还可利用ATP所载荷的自由能进行收缩和舒张，完成多种机械功。

总的看来，除骨骼肌运动时所完成的机械功（外功）以外，其余的能量最后都转变为热能。

例如心肌收缩所产生的势能（动脉血压）与动能（血液流速），均于血液在血管内流动过程中，因克服血流内、外所产生的阻力而转化为热能。

在人体内，热能是最“低级”形式的能，热能不能转化为其它形式的能，不能用来作功。

本节主要叙述整个机体的能量代谢测定的原理与方法，基础代谢以及机体在某些状态下的代谢等问题，不涉及能量代谢的各个方面。

二、影响能量代谢的因素
• 1．肌肉活动 肌肉活动是影响能量代谢最显著
的因素，机体任何轻微活动，都可提高能量代谢 率。运动或劳动时，机体耗氧量显著增加，剧烈 运动或强劳动时，短时间内其产热量比安静时可 增加数倍到十数倍。
• 2．精神活动 精神和情绪活动时能量代谢有显
著影响。因为脑的能量来源主要靠糖氧化释能， 安静思考时影响不大，但精神紧张时，如激动、 烦恼、愤怒、恐惧及焦虑等，产热量增多，能量 代谢率增高。
• 3.对流（convection）散热 机体借空气或液体
流动带走人体周围已加温的热空气，称为对流散 热，是传导散热的特殊方式。
• 4.蒸发（evaporation） 在任何条件下液体变为气 体蒸发时都带走一定的热量，此种散热方式称为 蒸发散热。临床上对高热病人采用酒精擦浴降温 即此道理。蒸发散热可分为不感蒸发和发汗： • (1)不感蒸发（insensible perspiration） 不感蒸 发是指液体中的水分直接渗出皮肤和呼吸道粘膜 等表面而被蒸发，并不被人们觉察，是持续进行 的一种散热方式，故称不感蒸发。
• 在正常生理情况下，体温可随昼夜、性别、年龄、 肌肉活动，精神紧张和环境温度等不同而异。
• 1．昼夜变化 在一昼夜中，人体的体温是周期
性波动，清晨2时～6时体温最低，午后1时～6时 最高，波动幅度一般不超过1℃，体温的这种昼夜 周期波动称为昼夜节律或日周期。
• 2．性别 女性基础体温高于同龄男性体温0.3℃且 随月经周期发生规律性变化，排卵前体温下降， 排卵后体温上升，原因是体内孕激素水平周期性 变化产生。 • 女性月经周期中基础体温曲线图
• 2.体温调节中枢 广泛存在于中枢神经各级部位，其基本 中枢在下丘脑。下丘脑的视前区-下丘脑前部（PO/AH）温 度敏感神经元，既能感受它局部组织温度变化的刺激，又 能对其他途径传入的温度变化信息整合处理，因此， PO/AH现被认为是体温调节中枢整合机构的中心部位。 • 3.体温调定点学说（Set-point theory） 调定点学说体温 恒定的调节是通过机体内体温自动控制系统来完成的，体 温的调节类似于恒温器的调节。PO/AH中有个调定点，即 事先将调定点定在一个规定的数值（如37℃）。如果体温 偏离此数值则由反馈系统将偏差信息送到控制系统，然后 经过对受控系统的调整来维持体温恒定。关于调定点的机 制尚未清楚。某些退热药（如阿司匹林）的作用就在于阻 断致热原的作用，使调定点恢复到正常水平。