第一節能量代謝能量代謝:指體內物質代謝過程中所伴隨的能量釋放、轉移、貯存和利用。一、機體能量的來源與利用(一)能量來源

機體的能量主要來源于糖、脂肪和蛋白質三大營養物質中蘊藏的化學能。

1.糖:主要(70％以上)

腦組織所需能量則完全來源于糖的有氧氧化。缺氧和血糖水平過低，均可導致意識障礙、昏迷以及抽搐。

2.脂肪：次之(30％)3.蛋白質：很少(長期饑餓或極度消耗時，才成為主要能量來源)。7/23/20231生理學能量代謝與體溫專題知識講座

食物中蘊藏的化學能(C-H鍵)。

ATP既是體內重要的儲能物質，又

是直接供能物質;1molATPADP(釋

放33.47kJ能量)。

磷酸肌酸(creatinephosphate,CP)

不是機體直接的供能物質，而是ATP的

儲存庫。

7/23/20232生理學能量代謝與體溫專題知識講座(二)能量去路能源物質釋放的能量有50%轉化為熱能，其余以化學能形式貯存于ATP中。除骨骼肌運動時所完成的機械外功，其余的自由能最終也轉變為熱能。7/23/20233生理學能量代謝與體溫專題知識講座（三）能量代謝的表示方法能量守恒定律機體在單位時間內的產熱量稱為能量代謝率。通常以單位時間內每平方米體表面積的產熱量為單位，用kJ/（m2.h）或kJ/（m2.min）表示.7/23/20234生理學能量代謝與體溫專題知識講座

機體的能量代謝也遵循“能量守恒定律”：即在安靜不作外功時，機體物質代謝過程中所釋放的能量全部轉化為熱能。因此，測定機體在單位時間內發散的總熱量或所消耗的食物量，可測算出整個機體在單位時間內能量代謝的量，即能量代謝率。

7/23/20235生理學能量代謝與體溫專題知識講座二、影響能量代謝的因素

(一)肌肉活動

肌肉活動對能量代謝的影響最大。全身劇烈活動時，短時間內其總產熱量比安靜時高出數十倍。表7-3表明不同勞動或運動時的能量代謝率。表7-3機體不同狀態時的能量代謝率───────────────

狀態產熱量(KJ/m2.min)───────────────躺臥2.73開會3.40擦窗子8.30洗衣9.89掃地11.37打排球17.05打籃球24.22踢足球24.98持重機槍躍進42.39───────────────7/23/20236生理學能量代謝與體溫專題知識講座(二)精神活動

人在平靜地思考問題時，能量代謝受到的影響不大，其產熱量一般不超過4%。但精神處于緊張狀態(煩躁、恐懼、情緒激動等)時，由于會導致無意識的肌肉緊張性增強、交感神經興奮及促進代謝的內分泌激素釋放增多等原因，產熱量可顯著增加。7/23/20237生理學能量代謝與體溫專題知識講座(三)環境溫度1.人體安靜時的能量代謝,在20～30℃的環境中較為穩定。2.環境溫度超過30℃，能量代謝率增加。3.當環境溫度低于20℃時，隨著溫度的不斷下降，機體產生寒戰和肌緊張增加以御寒，同時增加能量代謝率。4.艦艇艙內溫度可高達60℃,故艦員的能量代謝率很高。7/23/20238生理學能量代謝與體溫專題知識講座(四)食物的特殊動力效應

人進食后一段時間內(從進食后1h開始,持續7～8h),即使同樣處于安靜狀態,但產熱量卻比進食前有所增加，這些“額外”熱量是由進食引起的。食物能使機體產生“額外”熱量的現象稱為食物的特殊動力效應。各種營養物質的食物特殊動力效應不同，進食蛋白質時產熱量增加30％，混合性食物增加10％，糖和脂肪增加4～6％。其產生的機制尚不十分清楚，可能與肝臟處理蛋白分解產物時的額外能量消耗有關。7/23/20239生理學能量代謝與體溫專題知識講座三、基礎代謝(一)概念

1.基礎代謝：機體在基礎狀態下的能量代謝稱為基礎代謝。

基礎狀態的條件如下：

①清晨空腹，即禁食12～14h，前一天應清淡、不要太飽的飲食，以排除食物特殊動力效應的影響。②平臥，全身肌肉放松，盡力排除肌肉活動的影響。③清醒且情緒安閑，以排除精神緊張的影響。④室溫18-25℃，排除環境溫度的影響。

2.基礎代謝率(BMR)：單位時間內的基礎代謝。7/23/202310生理學能量代謝與體溫專題知識講座(二)BMR的測定和正常值

1.BMR的測定:(通常采用簡易法)

①把基礎狀態下的呼吸商定為0.82、氧熱價為20.20KJ。②測出1h內(測6min的耗氧量×10)的耗氧量。③測出體表面積。④按下面公式計算出BMR實測值：BMR實測值＝20.195×耗氧量/體表面積⑤對照表7-4的BMR平均值,按下面公式計算出BMR相對值：BMR相對值＝BMR實測值-BMR平均值BMR平均值2.BMR正常值：＝±10％～±15％＞±20％→可能是病態甲亢：+25％～+80%；甲減：-20%～-40%發燒：體溫每升高1℃，BMR升高13%.×100%7/23/202311生理學能量代謝與體溫專題知識講座表7-4

研究表明,機體能量代謝率與體重相關性不明顯,而與體表面積基本上成正比。如：以體重為指標,身材瘦小者的產熱量/Kg顯著高于身材高大者;以體表面積為指標,則身材高大或瘦小者的產熱量/m2都比較接近。

人體表面積推算:①公式計算：＝0.0061×身高（cm)＋0.0128×體重(kg)－0.1529②體表面積測算圖測出。

7/23/202312生理學能量代謝與體溫專題知識講座復習思考題

1.簡述影響能量代謝的因素。

2.何謂基礎代謝？測定基礎代謝率需要控制哪些因素？7/23/202313生理學能量代謝與體溫專題知識講座第二節體溫概念：指身體深部的平均溫度，即體核溫度。意義：體溫的相對恒定是機體新陳代謝和一切生命活動正常進行的必需條件。體溫過高、過低都會影響酶的活性，導致生理功能的障礙，甚至造成死亡。如：T＜22℃→心跳停止；T＞43℃→酶變性而死亡;T=27℃→低溫麻醉。7/23/202314生理學能量代謝與體溫專題知識講座一、人體正常體溫及生理變動（一）正常體溫通常體溫的測量部位為腋窩、口腔和直腸溫。

1.肛溫：正常為36.9～37.9℃。

2.口溫：約比直腸低0.2℃,為36.7～37.2℃。

3.腋溫：約比口腔低0.3℃,為36.0～37.2℃。肛溫比較接近機體深部的溫度，但由于測試不便，臨床常用口溫和腋溫。測定腋溫時要注意夾緊體溫計和測量時間（約需10min）。

另外，科研中還常用食管溫度（=體核溫度）、鼓膜溫度（=下丘腦溫度）。7/23/202315生理學能量代謝與體溫專題知識講座（二）體溫的生理變動正常人的體溫可因晝夜、性別、年齡和機體的活動等而有所變動。1.晝夜節律變化人的體溫在一晝夜中呈現周期性波動，稱為體溫的晝夜節律。一般是清晨2～6h時最低，下午2～8h最高，波動幅度一般不超過1℃。

體溫的晝夜節律是生物節律的表現之一。與人晝動夜息的生活規律，以及代謝、血液循環、呼吸等機能的相應周期性變化有關。長期夜間工作的人，上述周期性變化可以發生顛倒。7/23/202316生理學能量代謝與體溫專題知識講座

2.性別差異⑴成年女子體溫平均比男子高0.3℃。⑵女子體溫隨月經周期而產生周期性變動。排卵日最低（約1℃）。

7/23/202317生理學能量代謝與體溫專題知識講座

3.年齡差異

新生兒體溫＞成年人＞老年人。

體溫隨著年齡的增長有逐漸降低的趨勢（與代謝率降低逐漸有關），大約每增長10歲，體溫約降低0.05℃。14～16歲的青年人體溫與成年人相近。新生兒（特別是早產兒）由于體溫調節機構尚未發育完善、老年人由于調節能力差，易受環境溫度的影響。7/23/202318生理學能量代謝與體溫專題知識講座

4.其他●

肌肉活動時，肌肉代謝明顯增強，產熱增加，可使體溫暫時升高1～2℃。所以測體溫時，要先讓受試者安靜一段時間，小兒應防止其哭鬧。●

情緒激動、精神緊張、進食等情況，都會影響體溫?！?/p>

全身麻醉時，會因抑制體溫調節中樞和擴張血管的作用及骨骼肌松弛，使體溫降低，所以全麻時應注意保溫。7/23/202319生理學能量代謝與體溫專題知識講座二、機體的產熱和散熱

人體正常體溫的維持，是在體溫調節機構的協調和控制下，產熱和散熱過程達到動態平衡的結果。7/23/202320生理學能量代謝與體溫專題知識講座(一)產熱

1.主要產熱器官：

安靜狀態，主要產熱器官是內臟（尤其肝臟，其次是腦）。

活動狀態,主要產熱器官是骨骼肌。

此外，環境溫度、進食、精神緊張等能夠影響能量代謝的因素，也都可影響機體的產熱量。7/23/202321生理學能量代謝與體溫專題知識講座2.產熱形式⑴戰栗產熱：骨骼肌不隨意的節律性收縮，其特點是屈肌和伸肌同時收縮，不做外功但產熱量很高。實際上，機體在寒冷環境中，通常在戰栗之前，首先出現戰栗前肌緊張，當肌緊張上升到一臨界水平時就轉變為戰栗。⑵非戰栗產熱：又稱代謝產熱，機體所有的組織器官都能進行代謝產熱，但以褐色脂肪組織的產熱量最大（約占70%）。7/23/202322生理學能量代謝與體溫專題知識講座3.產熱活動的調節

⑵機體在寒冷環境幾周后↓甲狀腺↓T3、T4↑↓代謝率↑(增加4～5倍)↓產熱量↑特點：作用緩慢，維持時間長。⑴寒冷刺激時↓交感-腎上腺髓質↓NE、E↑↓產熱量↑特點：作用迅速↑，維持時間短。7/23/202323生理學能量代謝與體溫專題知識講座

(二)散熱

1.散熱部位：主：皮膚面積大與外界接觸血流豐富有汗腺次：肺、尿、糞2.散熱方式：當外界氣溫＜低于人體表層溫度時，人體主要通過輻射、傳導和對流方式散熱，其散熱量約占總量70％。當外界溫度＝接近或＞高于皮膚溫度時，機體的散熱是依靠蒸發方式散熱。機體散熱方式有以下幾種:7/23/202324生理學能量代謝與體溫專題知識講座

⑴輻射散熱：指體熱以熱射線形式傳給溫度較低的周圍環境中的散熱方式。

輻射散熱量的多少取決于

在高溫環境中作業（如艦船、煉鋼人員）,因環境溫度高于皮膚溫度，機體不僅不能輻射散熱，反而會吸收周圍的熱量，故易發生中暑。

機體的有效輻射面積皮膚與環境的溫度差7/23/202325生理學能量代謝與體溫專題知識講座

⑵傳導散熱：

指體熱直接傳給與機體相接觸的低溫物體的散熱方式。傳導散熱量取決于

水的導熱性好，因此臨床上常利用冷水袋或冰袋為高熱患者降溫。脂肪的導熱性差，因而肥胖者炎熱的天氣易出汗。

與皮膚接觸物體的溫差與皮膚接觸面積的大小與皮膚接觸物體的導熱性7/23/202326生理學能量代謝與體溫專題知識講座⑶對流散熱：

指體熱憑借空氣流動交換熱量的散熱方式。對流散熱是傳導散熱的一種特殊形式。對流散熱量主要取決于衣服覆蓋于體表，不易實現對流；棉、毛纖維間的空氣不易流動，因此增加衣著可以保溫御寒。若在較密閉的高溫環境中（如船艙內）或悶熱氣候，因空氣對流差，易發生中暑。氣溫風速7/23/202327生理學能量代謝與體溫專題知識講座⑷蒸發散熱：（分不感蒸發和可感蒸發）

指體液的水分在皮膚和粘膜表面由液態轉化為氣態，同時帶走大量熱量的散熱方式。

每1.0ｇ水蒸發可帶走熱量2.44KJ。

當氣溫≥體溫時，蒸發是唯一的散熱途徑

①不感蒸發：又稱不顯汗。指體液的水分直接透出皮膚和粘膜表面，在未聚成明顯水滴前蒸發掉的散熱形式。不感蒸發是持續進行的。人體不感蒸發量約1000ml/日（皮膚約占2/3,肺占1/3）?！?臨床上給病人補液時應考慮到由不感蒸發丟失的體液量。

7/23/202328生理學能量代謝與體溫專題知識講座

②發汗：又稱可感蒸發。

人在安靜狀態下，當環境溫度達到30℃左右時，便開始發汗；如果空氣濕度大、衣著又多時，氣溫達25℃便可發汗；機體活動時，由于產熱量↑，雖然環境溫度低于20℃亦可發汗。炎熱的氣候，短時間內發汗量可達1.5L/h?！甙l汗散熱是通過汗液蒸發吸收體表熱量實現的，∴若將汗液擦掉則不能起到蒸發散熱的效果；汗腺缺乏(如燒傷病人)或汗腺分泌障礙者，在熱環境中就可導致體溫升高危及生命。7/23/202329生理學能量代謝與體溫專題知識講座汗液：水分：＞99％∵汗液流經汗腺排出管的起始部時，有一部分NaCl可被重吸收，從而使最終排出的汗液成為低滲?！鄼C體大量出汗可造成高滲性脫水，要補充大量的水份和適量的ＮaCl。固體：＜１％大部分為NaCl其余為KCl、尿素、乳酸等無葡萄糖和蛋白質7/23/202330生理學能量代謝與體溫專題知識講座溫熱性發汗精神性發汗汗腺全身絕大部分汗腺分泌(手掌、足跖除外）手掌、足跖、前額和腋窩等部位汗腺神經支配交感神經的膽堿能節后纖維腎上腺素能神經纖維刺激溫熱刺激情緒激動或精神緊張意義加強散熱，對體溫調節有重要作用。與體溫調節無關，可能與濕潤手掌和足跖，增加摩擦力有關。

3.散熱的調節：⑴皮膚循環的調節：機體通過交感N調控著皮膚血管的口徑，以改變其血流量，改變皮膚溫度，從而影響輻射、對流和傳導散熱量。⑵發汗的調節：發汗是反射性調節。∵支配汗腺的神經纖維的不同，∴發汗分為：7/23/202331生理學能量代謝與體溫專題知識講座三、體溫調節體溫的相對穩定，是通過許多與體溫調節有關的生理功能，相互協調，達到產熱和散熱相對平衡而實現的。(一)溫度感受器

1.外周溫度感受器

⑴分布：全身皮膚、某些粘膜和腹腔內臟等處。⑵類型：溫覺感受器和冷覺感受器皮溫≈30℃時→冷覺感受器+→冷覺皮溫≈35℃時→溫覺感受器+→溫覺

⑶作用：溫度感受器傳入沖動到達中樞后，除產生溫覺之外，還能引起體溫調節反應。

7/23/202332生理學能量代謝與體溫專題知識講座2.中樞性溫度敏感神經元

⑴分類：熱敏神經元和冷敏神經元血溫↑→熱敏神經元沖動發放頻率↑血溫↓→冷敏神經元沖動發放頻率↑⑵分布：下丘腦、腦干網狀結構和脊髓等處在視前區-下丘腦前部(PO/AH)分布較多的熱敏神經元和少量冷敏神經元。通過對PO/AH加溫或冷卻（局部腦溫變動0.1℃）的研究發現：加溫PO/AH→PO/AH的熱敏N元+→散熱反應↑產熱反應↓冷卻PO/AH→