1、動物生理學能量代謝與體溫調節第1頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一 能量的來源及利用能 量 代 謝 Energy metabolism 第一節糖 carbohydrate 脂肪 fat 蛋白質 protein 第2頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一 糖是體內基本的供能物質，是機體的重要能源 脂肪也是重要的供能物質，更是體內主要的貯能物質食物脂肪葡萄糖氨基酸貯存脂肪消化吸收氧化分解供能食物糖葡萄糖供能貯存肌糖原肝糖原消化骨骼肌血糖吸收氧化分解 在特殊情況下蛋白質也參與供能 食物蛋白質氨基酸生物活性物質消化吸收機體蛋白質氧化分解供能第3頁，共27頁，

2、2022年，5月20日，15點39分，星期一機體的重要貯能物質和直接供能物質第4頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一體內營養物質的分解、釋放的能量 機體散發的熱能所做的機械功化學貯備能 第5頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一 能量代謝的測定 直接測熱法 direct calorimetry 通過收集機體在一定時間內散發的總熱量求得能量代謝率的方法。第6頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一 食物的熱價 thermal equivalent of food 間接測熱法 indirect calorimetry 指1g食物氧化分解或

3、在體外燃燒時所釋放的熱量，也叫卡價（caloric value of food）。 食物在體外燃燒時釋放的熱量稱物理熱價；在體內氧化所產生的熱量，稱生物熱價。 第7頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一返回 食物的氧熱價 thermal equivalent of oxygen 熱價耗O2量 指某種物質氧化時，消耗1L氧所產生的熱量。 氧熱價 指一定時間內機體的CO2產量與耗O2量的比值 。 呼吸商 respiratory quotient, RQ 呼吸商產生的CO2（ml）消耗的O2（ml）第8頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一 某些情況下，呼吸商

4、并不能完全準確地反映機體中三種營養物質氧化分解的比例： 機體內營養物質相互轉化 反芻動物瘤胃飼料發酵 肌肉劇烈活動 第9頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一非蛋白呼吸商non-protein respiratory quotient, NPRQ 在去除蛋白質供能的情況下，測定一定時間內氧化糖和脂肪所產生的CO2量與耗O2量，并計算比值。返回第10頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一 間接測熱法的依據 間接測熱法的具體步驟 測出機體在一定時間內耗O2量和產生CO2的量，并測出尿中尿氮的排出量；在一般化學反應中，反應底物的量與產物量之間有一定的比例關系。

5、 定比定律：C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O H 從尿氮排出量計算出蛋白質氧化量及蛋白質食物的產熱量（1g尿氮相當于氧化分解6.25g蛋白質） ； 從總耗O2量和CO2產量中分別扣除蛋白質氧化的耗O2量和CO2產量，計算出NPRQ，查出該NPRQ值對應的氧熱價，并計算出非蛋白食物的產熱量； 將蛋白質食物與非蛋白食物的產熱量相加，得出總產熱量。 第11頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一則總產熱量數值8059.8kJ就是該受試者24小時內的能量代謝率。 假設受試者24小時的耗O2量為400L， CO2產量為340L，收集的24小時尿氮排出量為12g。蛋白質代謝 氧

6、化量12g6.2575g 產熱量18kJ/g75g1350kJ 耗氧量0.95L/g75g71.25L二氧化碳產量0.76L/g75g57L非蛋白代謝 耗氧量400L71.25L328.75L二氧化碳產量340L57L283L非蛋白呼吸商283L/328.75L0.86查表，當NPRQ等于0.86時，氧熱價為20.41kJ/L。非蛋白代謝產熱量328.75L20.41kJ/L6709.8kJ 總產熱量13506709.88059.8kJ第12頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一 由于蛋白質不是主要的供能物質，所以可以不考慮蛋白代謝的影響，不測尿氮量，只測定受試者一定時間的

7、耗O2量和CO2產量，并計算出呼吸商。則： 該值與前面得出的值（8059.8kJ）很接近，誤差在12以內。NPRQ340L/400L0.85查表，當NPRQ等于0.85時，氧熱價為20.36kJ/L。產熱量40020.368144kJ第13頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一 影響能量代謝的主要因素 食物的特殊動力效應 specific dynamic action 骨骼肌收縮舒張 精神狀態 環境溫度 基礎代謝和靜止能量代謝 基礎代謝 basal metabolism 基礎代謝率 basal metabolic rate, BMR 靜止能量代謝第14頁，共27頁，2022

8、年，5月20日，15點39分，星期一體溫及其調節第二節深部溫度core temperature表層溫度shell temperature較高較穩定各部位差異較小 較低不穩定各部位差異較大 體溫 body temperature第15頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一 體溫的生理性波動 晝夜變化 性別差異 年齡差異 骨骼肌活動和精神活動 在正常情況下，體溫可受晝夜、性別、年齡、精神和體力活動、環境溫度等因素的影響而發生生理性波動。 其它：進食、環境溫度第16頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一 產熱器官 安靜狀態：內臟器官為主 產熱方式 運動狀態：骨

9、骼肌為主 基礎代謝產熱 食物的特殊動力效應 骨骼肌運動產熱 寒戰產熱和非寒戰產熱 機體的產熱和散熱第17頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一 指在寒冷環境中，機體通過升高代謝率而增加產熱的現象。 機理是一方面通過下丘腦腺垂體甲狀腺軸促進甲狀腺激素的分泌，另一方面交感神經興奮，腎上腺髓質分泌腎上腺素增加。兩種激素都能促進機體代謝，增加產熱。 寒戰產熱 shivering thermogenesis 非寒戰產熱 non-shivering thermogenesis 機體受到寒冷刺激時，最初骨骼肌肌緊張增高，稱為寒戰前肌緊張（pre-shivering tone），此時產熱量

10、已有所增加。 寒冷刺激持續作用時，骨骼肌將出現寒戰，表現為伸肌和屈肌同時出現不隨意的節律性收縮。此時骨骼肌的收縮不做機械外功，但所耗能量全部轉變為熱能，因此產熱量顯著增加。第18頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一 散熱途徑 皮膚為主 散熱方式 輻射 radiation 傳導 conduction 對流 convection 蒸發 evaporation 發汗 不感蒸發第19頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一 體溫的調節自主性體溫調節 autonomic thermoregulation 行為性體溫調節 behavioral thermoregul

11、ation 當環境溫度發生變化時，首先由溫度感受器感受到這種變化，再由相應的傳導通路把溫度變化的信息傳輸到體溫調節中樞，在中樞經過整合后，通過自主神經系統調節皮膚的血流量以及汗腺的活動，通過軀體運動神經調節骨骼肌的活動，通過內分泌系統調節機體的代謝活動，從而調節機體的產熱和散熱過程，維持體溫的相對恒定。第20頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一 外周溫度感受器 peripheral thermoreceptor 中樞溫度感受器 central thermoreceptor 溫度感受器 thermoreceptor/temperature receptor 體溫調節的基本中樞 下丘腦的視前區下丘腦前部 preoptic anterior hypothalamus, PO/AH第21頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一 調定點學說 調定點 set point第22頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一 發熱 fever 重調定 resetting第23頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一 高溫或寒冷環境下，機體通過對產熱和散熱活動 進行調節來維持體溫的相對恒定軀體運動神經活動變化交感神經活動變化 改變激素的分泌 第24頁，共27頁，2022年，5月20日，15點39分，星期一第25頁，共27頁