《生理学》能量代谢与体温调节.ppt

1、第七章第七章第七章第七章 能量代谢与体温调节能量代谢与体温调节能量代谢与体温调节能量代谢与体温调节（Temperature regulationTemperature regulation）机体的产热和散热过程机体的产热和散热过程动物体温的生理波动动物体温的生理波动体温恒定的调节体温恒定的调节能量代谢能量代谢外界温度对动物体温的影响外界温度对动物体温的影响1医学v将生物体内物质代谢过程中所伴随着的能量释放、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，称为转移、储存和利用过程，称为能量代谢能量代谢。v新陈代谢新陈代谢:维持生命各种活动过程中化学变化的总称。维持生命各种活动过

2、程中化学变化的总称。v新陈代谢包括：新陈代谢包括：v物质代谢（同化作用，异化作用）物质代谢（同化作用，异化作用）v能量代谢（吸热反应，放热反应）能量代谢（吸热反应，放热反应）第一节第一节 能量代谢能量代谢2医学 机体能量的来源是机体能量的来源是糖、脂肪和蛋白质糖、脂肪和蛋白质在体内氧在体内氧化分解时释放出来的能量，在一般生理情况下，机化分解时释放出来的能量，在一般生理情况下，机体主要利用糖体主要利用糖(70%)和脂肪和脂肪(30%)供能，少量的能量供能，少量的能量依靠蛋白质分解供给。依靠蛋白质分解供给。一、能量的来源与利用一、能量的来源与利用 既然机体消耗的能量都是来源于食物，是否可既然机体消

3、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消耗率呢？3医学4医学5医学 测定整个机体在单位时间内向外界环境发散的测定整个机体在单位时间内向外界环境发散的热量来计算能量代谢率的方法，是准确可靠的。热量来计算能量代谢率的方法，是准确可靠的。体内物质分解所释放的能量，体内物质分解所释放的能量，50%50%以上迅速转化以上迅速转化为热能，用于维持体温。为热能，用于维持体温。其余不到其余不到50%50%的能量转移储存在的能量转移储存在ATPATP。机体利用。机体利用ATPATP的能量完成各种生命活动。的能量完成各种生命活

4、动。二二 能量代谢的测定能量代谢的测定6医学（一）直接测热法（一）直接测热法 将动物置于热量计中，就可收集和直接将动物置于热量计中，就可收集和直接测定一定时间内机体散发的总热量，此热量测定一定时间内机体散发的总热量，此热量就是能量代谢率，这种方法称为就是能量代谢率，这种方法称为直接测热法直接测热法。7医学直接测热法图直接测热法图Douglas chambre calorimeter8医学（二）间接测热法（二）间接测热法(indirect calorimetry)是测定机体在一定时间内的耗氧量和二氧化是测定机体在一定时间内的耗氧量和二氧化碳排出量来计算机体的产热量。碳排出量来计算机体的产热量。间

5、接测热法比较简便易行，并且准确，是研究间接测热法比较简便易行，并且准确，是研究动物营养、环境生理和内分泌的一种实验方法。动物营养、环境生理和内分泌的一种实验方法。9医学间接测热法的原理间接测热法的原理 依据是化学中的依据是化学中的定比定律定比定律，即在一般化，即在一般化学反应中，反应物的量与产物的量之间成一学反应中，反应物的量与产物的量之间成一定的比例关系。定的比例关系。C6H1206 +602 6CO2 +6H20 +热量热量 10医学间间接接测测热热法法11医学（1）食物的热价）食物的热价 每每克克营营养养物物质质完完全全氧氧化化时时所所释释放放的的热热量量，叫叫做做该该物物质的热价（质的

6、热价（caloric valuecaloric value）。）。营养物质在体外燃烧时释放的热量称营养物质在体外燃烧时释放的热量称物理热价物理热价；在体；在体内氧化分解到最终产物内氧化分解到最终产物COCO2 2和和H H2 2O O时产生的热称时产生的热称生物热价生物热价。V糖糖(物理物理)=V糖糖(生物生物)V脂肪脂肪(物理物理)=V脂肪脂肪(生物生物)V蛋白质蛋白质(物理物理)V蛋白质蛋白质(生物生物)12医学13医学（2 2）氧热价）氧热价 某种营养物质氧化时，消耗某种营养物质氧化时，消耗1 1升氧所产生的热升氧所产生的热量，叫做该物质的量，叫做该物质的氧热价氧热价。氧热价在能量代谢测

7、算方面有着重要意义，按氧热价在能量代谢测算方面有着重要意义，按照定比关系，测知了氧热价，即根据机体在一定照定比关系，测知了氧热价，即根据机体在一定时间内的耗氧量，就可以推算出能量消耗率。时间内的耗氧量，就可以推算出能量消耗率。14医学(3)(3)呼吸商呼吸商 生理学上把机体在单位时间内生理学上把机体在单位时间内COCO2 2排出量与耗排出量与耗氧量的比值称为呼吸商（氧量的比值称为呼吸商（respiratory quotient respiratory quotient,简称简称RQRQ）。）。CO2排出量（排出量（L）呼吸商呼吸商RQ 耗耗O2量（量（L）15医学糖的呼吸商为糖的呼吸商为1.0

8、1.0，脂肪为，脂肪为0.710.71，蛋白质为，蛋白质为0.800.80 如果测得的呼吸商接近于如果测得的呼吸商接近于1 1，则体内氧化利，则体内氧化利用的主要物质是糖；用的主要物质是糖；如果呼吸商接近如果呼吸商接近0.710.71，则氧化利用的主要物，则氧化利用的主要物质是脂肪。质是脂肪。如果测得的呼吸商接近于如果测得的呼吸商接近于0.800.80则氧化利用的则氧化利用的主要物质是主要物质是?16医学价价17医学间接测热法计算步骤：间接测热法计算步骤：测定CO2产生量和耗O2量;测定尿氮量;计算出NPRQ;查出非蛋白食物氧热价;计算出非蛋白食物的产热量;计算能量代谢。18医学蛋蛋白白质质的

9、的产产热热量量:蛋蛋白白质质平平均均含含氮氮量量为为16%16%，如如有有1 1克克尿尿氮氮产产生生，则则有有6.256.25克克蛋蛋白白质质被被氧氧化化分分解解。求求出出蛋蛋白白质质的的量量乘乘上上蛋蛋白白质质的的生生物物热热价价，即即得得到到蛋蛋白白质质的的产产热量。热量。计算糖和脂肪的产热量。计算糖和脂肪的产热量。非非蛋蛋白白呼呼吸吸商商:计计算算方方法法是是从从总总耗耗氧氧量量中中减减去去蛋蛋白白质质氧氧化化时时的的耗耗氧氧量量，从从COCO2 2的的排排出出量量中中减减去去蛋蛋白白质质分分解解时时COCO2 2产产生生量量，然然后后计计算算的的呼呼吸吸商商即即为为非非蛋蛋白白质质呼呼

10、吸吸商商，具体计算过程如下：具体计算过程如下：19医学蛋白质耗氧量蛋白质耗氧量蛋白蛋白质COCO2 2产生量生量尿氮量尿氮量6.250.95（每克蛋白质氧化耗氧量）（每克蛋白质氧化耗氧量）尿氮量尿氮量6.250.76（每克蛋白（每克蛋白质氧化氧化COCO2 2产生量）生量）20医学非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商总总CO2产生量产生量 蛋白质蛋白质CO2产生量产生量总耗氧量总耗氧量 蛋白质耗氧量蛋白质耗氧量21医学价价22医学应用呼吸商测算能量代谢时应注意几点：应用呼吸商测算能量代谢时应注意几点：（）体体内内糖糖、脂脂肪肪和和蛋蛋白白质质在在代代谢谢时时的的互互相相转转化化可可影响呼吸商数值影响呼吸商

11、数值。如糖在体内转化为脂肪时，呼吸商变大，甚至超过如糖在体内转化为脂肪时，呼吸商变大，甚至超过1.01.0。如如畜畜禽禽育育肥肥时时，体体内内积积累累脂脂肪肪，呼呼吸吸商商常常高高于于1.01.0；反反之，如果脂肪转化为糖，呼吸商可能低于之，如果脂肪转化为糖，呼吸商可能低于0.70.7。23医学（）（）反刍动物呼吸商的测定值要校正反刍动物呼吸商的测定值要校正从从总总产产热热量量中中减减去去发发酵酵产产生生的的热热量量，即即为为真真正正代代谢谢产产 热热。瘤瘤 胃胃 中中 每每 产产 生生 1L1L甲甲 烷烷，就就 有有9.42KJ9.42KJ（2.25kcal2.25kcal）热热量量释释放放

12、，故故测测定定发发酵酵过过程程中中甲甲烷产生量，即可算出发酵产热量。烷产生量，即可算出发酵产热量。从从二二氧氧化化碳碳排排出出总总量量中中减减去去发发酵酵产产生生的的COCO2 2量量:根根据据体体外外发发酵酵产产生生COCO2 2和和甲甲烷烷的的比比为为2.62.6：1 1，测测定定甲甲烷烷产产生生量就可计算量就可计算COCO2 2产生量。产生量。24医学（）（）动物剧烈运动或重度使役时可影响呼吸商测定值动物剧烈运动或重度使役时可影响呼吸商测定值 强强度度肌肌肉肉收收缩缩活活动动，氧氧一一时时供供应应不不足足，糖糖酵酵解解增增多多，将将有有大大量量乳乳酸酸进进入入血血液液，乳乳酸酸可可和和碳

13、碳酸酸盐盐缓缓冲冲系系统统起起反反应，产生大量应，产生大量COCO2 2从肺排出，呼吸商变大。从肺排出，呼吸商变大。25医学（二）（二）肌肉活动的影响肌肉活动的影响（三）（三）神经神经内分泌的影响内分泌的影响（一）（一）食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应三、影响能量代谢的几个因素三、影响能量代谢的几个因素（四）（四）环境温度的影响环境温度的影响26医学食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应 动物在采食后，虽处在安静状态，而其产热量动物在采食后，虽处在安静状态，而其产热量却比采食前有明显增加，这种由于摄食使机体产生却比采食前有明显增加，这种由于摄食使机体产生“额外热量额外热量”的现象，叫做的现象

14、，叫做食物的特殊动力效应食物的特殊动力效应。若吃的全是蛋白质食物，则额外产生的热量可若吃的全是蛋白质食物，则额外产生的热量可达达30%30%；以糖和脂肪为主，生热可增加；以糖和脂肪为主，生热可增加4%4%6%6%，一，一般混合食物可增加般混合食物可增加10%10%左右。左右。27医学四、基础代谢和静止能量代谢四、基础代谢和静止能量代谢（一）（一）基础代谢基础代谢 人在基础状况下的代谢，称为基础代谢。单位时间人在基础状况下的代谢，称为基础代谢。单位时间内的基础代谢称为基础代谢率。通常以每小时每平方米内的基础代谢称为基础代谢率。通常以每小时每平方米体表面积的产热量（体表面积的产热量（KJ/mKJ/

15、m2 2/h/h）来表示。来表示。规定受试者至少规定受试者至少1212小时未吃食物，在室温小时未吃食物，在室温2020，静卧，静卧休息半小时，保持清醒状态，不进行脑力和体力活动的条休息半小时，保持清醒状态，不进行脑力和体力活动的条件下测定的代谢率称为基础代谢率件下测定的代谢率称为基础代谢率。基础代谢率意味着在基础代谢率意味着在单位时间内维持清醒状态，生命活动所需要的最低能量消单位时间内维持清醒状态，生命活动所需要的最低能量消耗。耗。28医学（二）（二）静止能量代谢静止能量代谢 在在家家畜畜，用用静静止止能能量量代代谢谢来来代代替替基基础础代代谢谢。其其条条件件是是要要求求动动物物安安静静休休息

16、息（伏伏卧卧）；早早饲饲前前在在普普通通畜舍或实验室内进行测定；环境温度适中。畜舍或实验室内进行测定；环境温度适中。静静止止能能量量代代谢谢和和基基础础代代谢谢的的实实际际测测定定结结果果证证明明，差异并不大。差异并不大。29医学 在哺乳动物中，代谢率和体表面积相关。在哺乳动物中，代谢率和体表面积相关。如以单位体表面积来表示如以单位体表面积来表示2424小时的产热量，每小时的产热量，每平方米几乎都在平方米几乎都在4186.80KJ4186.80KJ（1000kcal1000kcal）左右。左右。这种基础代谢率和体表面积成正比的关系称为这种基础代谢率和体表面积成正比的关系称为体表面积定律体表面积定律。30医学（三）（三）影响基础代谢的因素影响基础代谢的因素1个体大小个体大小(袖狗袖狗)2性别性别 3年龄年龄4营养状况营养状况31医学第二节第二节 体温及其调节体温及其调节体温体温:机体深部的平均温度机体深部的平均温度。体温恒定的维持有赖于机体产热和散热过程的平衡。体温恒定的维持有赖于机体产热和散热过程的平衡。（1 1）体表温度）体表温度:包括皮肤、皮下组织和肌肉等机体表包括皮肤、皮下组织和