精品课程生理学教案 第七章能量代谢与体温 [目的要求]： 1.了解食物的能量指标，能量代谢的测定： 2.掌握影响能量代谢的因素，基础代谢率及其测定。 3.掌握食物的卡价、氧热价、呼吸商、能量代谢、体温等概念 .理解影响因素对能量代谢、基础代谢、体温的作用机制及结果 [重点]： 1.食物的能量指标的几个概念： 2.影响能量代谢的因素，基础状态的概念： 3.散热的不同方式及体温调节。 [难点]： 1.食物的能量指标 2能量代谢的测定 3.体温调节。 「基本概今】： 能最代谢(e nergy etabolism):：合成代谢(anabolism,又称同化作用)：分解代诊 (catabolism,,也称异化作用)：动脉血酮体比率(arterial ketone body ratio,AKBR):能 量负荷(energy charge,简称能荷)：能量代谢率(energy metabolic rate):热价(thermal equivalent of food):卡价(caloric value):氧热t价(thermal equivalent of oxygen): 呼吸商(respiratory quotient,RO):非a蛋白呼吸商(non-protein respiratory quotient NPRQ): 食物的特殊动力效应((specific dynamic effect ):基础代谢(basa 基代谢率(basal etabolis rate,B体温():不感蒸发 (insensibleperspiration)调定点(set-point):热敏神经元(Warm-sensitive neuron): 冷敏神经元(cold-sensitive neuron):温度感受器(thermoreceptors):致热原(pyrogen): 体温调节(thermoregulation) 授课学时1.3学时 [使用教材]：王庭槐主编。生理学，第1版，高等教有出版社，2004北京 第一节能量代谢(energy metabolism) 定义：机体内伴随物质代谢过程而发生的能量的释放、转移、贮存和利用的过程。 1.新陈代谢的概念 新陈代谢：维持生命的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） onimoigohes for
精品课程生理学教案 第七章 能量代谢与体温 [目的要求]： 1.了解食物的能量指标，能量代谢的测定； 2.掌握影响能量代谢的因素，基础代谢率及其测定； 3.掌握食物的卡价、氧热价、呼吸商、能量代谢、体温等概念； 4.理解影响因素对能量代谢﹑基础代谢﹑体温的作用机制及结果。 [重点]： 1.食物的能量指标的几个概念； 2.影响能量代谢的因素，基础状态的概念； 3.散热的不同方式及体温调节。 [难点]： 1.食物的能量指标； 2.能量代谢的测定； 3.体温调节。 [基本概念]： 能量代谢(energy metabolism)；合成代谢(anabolism，又称同化作用)；分解代谢 (catabolism，也称异化作用)；动脉血酮体比率(arterial ketone body ratio，AKBR)；能 量负荷（energy charge，简称能荷）；能量代谢率(energy metabolic rate)； 热价(thermal equivalent of food)；卡价(caloric value)；氧热价(thermal equivalent of oxygen)； 呼吸商(respiratory quotient，RQ)；非蛋白呼吸商(non-protein respiratory quotient， NPRQ)；食物的特殊动力效应(specific dynamic effect)；基础代谢(basal metabolism)； 基础代谢率 (basal metabolism rate， BMR)；体温（body temperature）；不感蒸发 （insensibleperspiration）调定点（set-point）； 热敏神经元（warm-sensitive neuron）； 冷敏神经元（cold-sensitive neuron）；温度感受器（thermoreceptors）；致热原（pyrogen）； 体温调节（thermoregulation） [授课学时]：3 学时 [使用教材]：王庭槐主编. 生理学，第 1 版，高等教育出版社，2004 北京 第一节 能量代谢（energy metabolism） 定义：机体内伴随物质代谢过程而发生的能量的释放﹑转移﹑贮存和利用的过程。 1．新陈代谢的概念 新陈代谢: 维持生命的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） 1
图7 -1能量代谢的场所线粒体 2.能量贮 存形式 三大营养物质（糖，脂肪，蛋白质） 三羧酸循环（产生能量的方式） 图7-2三羧酸循环呼吸链 三磷酸腺苷(ATP能量的贮存形式) ATP的生成 血液 质 TP B NADH +H 图7-3ATP生成过程 3.食物的能量指标 (1)食物热价(thermal equivalent of food)：lg某种食物氧化时释放的热量。 (2)食物氧热价(thermal equivalent of oxygen)：某种食物氧化时消耗1L氧所产生的热 最。 (3)呼吸商(respiratory quotient):各种供能物质氧化时产生的C0,量与0，的消耗量的比 (④非蛋白呼吸商(nonprotein respiratory quotient,NPRQ), 将一定时间内产生的CO 量和消耗0，量减去分解蛋白质产生的C02量和耗O2量，即为非蛋白质部份（糖和脂肪）氧化 产生的C02量和耗02量。一定时间内，氧化糖和脂肪产生的CO2量和耗O2量的比值，称为非 蛋白质呼吸商。 4。能量代谢的测完 (1)直接测热法(direct 热能的直接测量 calorimetry) 特殊的检测环境，测热装置复 杂，研究肥胖和内分泌系统障 碍
图 7 -1 能量代谢的场所线粒体 2．能量贮存形式 三大营养物质（糖，脂肪，蛋白质） 三羧酸循环 (产生能量的方式) 图 7 -2 三羧酸循环呼吸链 三磷酸腺苷（ATP 能量的贮存形式） 图 7–3 ATP 生成过程 3．食物的能量指标 (1)食物热价（thermal equivalent of food）：1g 某种食物氧化时释放的热量。 (2)食物氧热价（thermal equivalent of oxygen）：某种食物氧化时消耗 1L 氧所产生的热 量。 (3)呼吸商（respiratory quotient）：各种供能物质氧化时产生的CO2量与O2的消耗量的比 值。 (4)非蛋白呼吸商（nonprotein respiratory quotient, NPRQ）： 将一定时间内产生的CO2 量和消耗O2量减去分解蛋白质产生的CO2量和耗O2量，即为非蛋白质部份（糖和脂肪）氧化 产生的CO2量和耗O2量。一定时间内，氧化糖和脂肪产生的CO2量和耗O2量的比值，称为非 蛋白质呼吸商。 4．能量代谢的测定 （ 1）直接测热法（ direct calorimetry） 特殊的检测环境，测热装置复 杂，研究肥胖和内分泌系统障 碍。 2
图7-4直接测热法 (2)间接测热法(indirect calorimetry)】 遵循定比定律，测定C0产量和尿氮排出量，测定耗0量，测量装置较简单。 C6H12O6+6O2 6C02+6H20 △G=-686 kcal/mole AT ADP +P AG=-12 kcal/mole (under conditions in the cell) 2n&T8c6v%ga8296a622608 气 记致 图7-5间接测热法 图7-6时间耗氧量 5。影响能量代谢的因素 (1)肌肉活动：肌肉活动越强能量代谢越高。机体任何轻微活动都会提高代谢率，剧烈 运动时耗0，量比安静时可增加10~20倍。 (2)精神活动：精神活动越剧能量代谢越高。 (3)食物的特殊动力效应：进食后产生的额外的热量现象。蛋白质作用最强，可“额外 增加30%左右，糖、脂肪增加4一6%，混合食物为10%。它可能是肝脏处理蛋白质分 解产物时“额外”消耗的能量。 (4)环境温度：环境温度升高或降低均可使能量代谢升高。 20~30℃稳定肌肉松驰： <20℃代谢↑寒战，肌肉紧张度↑ <10℃代谢↑寒战，肌肉紧张度1 c代谢 体内化学反 速度 ,发汗。呼吸.循环机能 脂肪组 ptin)等细胞因子 基础状态：清晨，清醒，静卧，未作肌肉活动，前夜睡眠良好，测定时无精神紧张，禁食
图 7 - 4 直接测热法 （2）间接测热法（indirect calorimetry） 遵循定比定律，测定CO2产量 和尿氮排出量，测定耗O2量，测量装置较简单。 图 7-5 间接测热法 图 7 - 6 时间耗氧量 5． 影响能量代谢 强能量代谢越高。机体任何轻微活动都会提高代谢率，剧烈 量现象。蛋白质作用最强，可“额外” 低均可使能量代谢升高。 张度↑ ； , 呼吸﹑循环机能↑ （5）其 in）等细胞因子 卧，未作肌肉活动，前夜睡眠良好，测定时无精神紧张，禁食 的因素 （1）肌肉活动：肌肉活动越 运动时耗O2量比安静时可增加 10～20 倍。 （2）精神活动：精神活动越剧能量代谢越高。 （3）食物的特殊动力效应：进食后产生的额外的热 增加 30%左右，糖、脂肪增加 4－6%，混合食物为 10%。它可能是肝脏处理蛋白质分 解产物时“额外”消耗的能量。 （4）环境温度：环境温度升高或降 20～30℃ 稳定 肌肉松驰； ＜20℃ 代谢↑ 寒战，肌肉紧 ＜10℃ 代谢↑↑ 寒战，肌肉紧张度↑ ＞30℃ 代谢↑ 体内化学反应速度↑，发汗 他因素：年龄、性别、睡眠、激素。脂肪组织可分泌瘦素（lept 也参与能量代谢的调节。小分子的脑肠肽 Ghrelin 对能量平衡有调节作用。 6． 基础代谢率及其测定 基础状态：清晨，清醒，静 3
12小时以上，室温20-25℃. 基础代谢(basal metabolism)：基础状态下的代谢状况。 基础代谢率(basal metabolism rate) 基础状态下单位时间内的能量代谢 30 25 液性水肿 正常人nan 3 甲状腺肿瘤 突眼性用状腺肿 基础代谢率相对值(BMR) 图7-7甲状腺疾病患者的基础代谢与正常人基础代谢的比较 第二节体温(body temperature) 1 体温的概念 恒温动物(homeothermic animal):变温动物(poikilothermic animal) 体表温度(shel】temperature): 体核温度(core temperature) 图7-8不同环境温度下人体体温分布图 2.产热与散热 产热器官一肝脏，骨骼肌。 产热形式一战栗产热(shivering thermogenesis),骨骼肌收缩引起。 非战栗产热(non-shivering thermogenesis),代谢产热引起， 散热部位一皮肤，呼出气，尿，类。 敢热方式： (1)辐射散热(thermal radiation):人体以热射线的形式将体热传给外界。 (2)传导散热(thermal conduction)：机体的热量直接传给同它接触的较冷物体。 (3)对流散热(thermal convection)：通过同皮肤接触的空气流动将机体热量传给外界
12 小时以上，室温 20-25℃。 基础代谢（basal metabolism）：基础状态下的代谢状况。 内的能量代谢。 第二节 体温（body temperature） 1． 体温的概念 ermic animal）； 变温动物（poikilothermic animal） 2.产热与散热 ，骨骼肌。 ng thermogenesis），骨骼肌收缩引起。 。 散热部位— diation）：人体以热射线的形式将体热传给外界。 。 。 基础代谢率（basal metabolism rate）：基础状态下单位时间 图 7-7 甲状腺疾病患者的基础代谢与正常人基础代谢的比较 恒温动物（homeoth 体表温度（shell temperature）； 体核温度（core temperature） 图 7-8 不同环境温度下人体体温分布图 产热器官—肝脏 产热形式—战栗产热（shiveri 非战栗产热（non-shivering thermogenesis），代谢产热引起 皮肤，呼出气，尿，粪。 散热方式： （1）辐射散热（thermal ra （2）传导散热（thermal conduction）：机体的热量直接传给同它接触的较冷物体 （3）对流散热（thermal convection）：通过同皮肤接触的空气流动将机体热量传给外界 4
(4)蒸发散热(thermal evaporation):通过体表水份的蒸发来散失体热。 可分为：不感蒸发(insensible evaporation),以不显汗的形式蒸发机体水份 (sensible ,以汗液蒸发的形式带走热量 自主性调节(autonomic thermoregulation):增减皮肤血流量，发汗，战栗等生理调节， 行为性调节(behavioral thermoregulation):增减衣者，开电扇空调等行为。 外周和中板温度感受器： 热敏神经元(mar--sensitive neuron)：当局部组织温度升高时神经冲动的发放频率 增加 冷敏神经元(cold-sensitive neuron)：当局部组织温度降低时神经冲动的发放频率 增加。 ()在过冷环境中一冷感受器兴奋→中枢紧张性：→血管收缩1一→血流量！→散热！：另外， 产执↑，维持体温的相对稳定 (2)在炎热环境中一热感受器兴奋一中枢紧张性！一血管收缩！一血流量一散热 另外，产热！→维持体温的相对稳定。 18 w热敏神经元 全 818 冷敏神经元。 min 图？-9由下丘脑视前区导出的温度敏感神经元的放电活动 体温调定点(set-point) 视前区-下丘脑前部(PO AD设定了 个规定的体温值，即 37 体温调定点学说(set-point theory):调定点按照PO/A温度敏感神经元的工作特性 来调节体温的高低。 温度感委装理 《反储检器
（4）蒸发散热（thermal evaporation）：通过体表水份的蒸发来散失体热。 可分为：不感蒸发（insensible evaporation），以不显汗的形式蒸发机体水份。 3.体温调 （autonomic thermoregulation）：增减皮肤血流量，发汗，战栗等生理调节。 外 nsitive neuron）：当局部组织温度升高时神经冲动的发放频率 增加 神经元（cold-sensitive neuron）：当局部组织温度降低时神经冲动的发放频率 增加 环境中→冷感受器兴奋→中枢紧张性↑→血管收缩↑→血流量↓→散热↓；另外， →中枢紧张性↓→血管收缩↓→血流量↑→散热↑ 图 7-9 由下丘脑视前区导出的温度敏感神经元的放电活动 体温调定点 的体温值，即 37℃ 调定点学说 (set-point theory)：调定点按照 PO/AH 温度敏感神经元的工作特性 来调 可感蒸发（sensible evaporation），以汗液蒸发的形式带走热量。 节 自主性调节 行为性调节（behavioral thermoregulation）：增减衣着，开电扇空调等行为。 周和中枢温度感受器: 热敏神经元（warm-se 。 冷敏 。 (1)在过冷 产热↑→维持体温的相对稳定。 (2)在炎热环境中→热感受器兴奋 另外，产热↓→维持体温的相对稳定。 （set-point）：视前区-下丘脑前部(PO/AH)设定了一个规定 。 体温 节体温的高低。 5