第六节能量代谢和体温

第六节能量代谢和体温
一、能量代谢
(一）影响能量代谢的因素

1. 肌肉活动对能量代谢的影响最为显著。机体耗氧量的增加与肌肉活动的强度呈正 比，轻微的躯体活动就能增加机体的耗氧量，机体持续体育运动或劳动时的耗氧量可达安静时 的10〜20倍。
2. 精神活动平静思考问题时对能量代谢的影响不大，产热量增加一般不超过4%。 但当精神处于紧张状态，如烦恼、恐惧或情绪激动时，能量代谢率可显著增高。这是由于随 之出现的肌紧张增强，以及交感神经兴奋，甲状腺激素、肾上腺素等刺激代谢的激素释放增 多所致。
3. 食物的特殊动力效应摄食过程能使机体产生额外的能量消耗，这种现象称为食物的 特殊动力效应(或作用）。三种主要营养物质中，以进食蛋白质的特殊动力效应(或作用）最为 显著，可达进食蛋白质中所含能量的30%左右，糖和脂肪的这一作用分别约6%和4%。进混 合食物时约为10%。因此，为了补充体内额外的热量消耗，进食时须注意加上这部分多消耗 的能量。
4. 环境温度在20〜30°C的环境温度中，能量代谢较为稳定。低于20°C时，由于寒冷刺

激引起骨骼肌紧张增强而导致能量代谢增加;高于30°C时，则由于体内化学过程加速和循环、
此外，能量代谢水平还受年龄、性别、疾病等情况的影响。
(二）基础代谢率
基础代谢率是指在基础状态下单位时间内的能量代谢。基础状态是指人体处在清醒而又 非常安静，不受肌肉活动、精神紧张、进食及环境温度等因素影响时的状态。因此，测定须在以 下条件下进行：清醒、静卧、未作肌肉活动，精神放松，食后12〜14小时，室温保持在20〜 25°C。基础代谢率比一般安静时的代谢率低，是清醒时的最低水平，但在熟睡时更低，做梦时 可增高。基础代谢率的高低与体重不成比例关系，而与体表面积成正比。基础代谢率以每小 时、每平方米体表面积的产热量为单位，通常以kj/(m² • h)来表示。通常采用简略法来测定 和计算基础代谢率。采用这种法时，呼吸商定为0.82,相应的氧热价为20. 20kJ/L。因此，一 般只需测定一定时间内的耗氧量和体表面积，以氧热价20. 20kJ/L乘以所测得的单位时间内 耗氧量，再除以体表面积，即能求得基础代谢率。基础代谢率随性别、年龄变化而有生理变动， 在其他情况相同时，男子的基础代谢率平均高于女子，年龄越大，代谢率越低。基础代谢率的 实际数值同正常平均值相比较，一般相差在±15%以内都属于正常范围。相差超过±20%时 才可能是病理性的。基础代谢率明显降低见于甲状腺功能低下、艾迪生病、肾病综合征、垂体 性肥胖症等，以及病理性饥饿时;基础代谢率明显升高则见于甲状腺功能亢进、糖尿病、红细胞 增多症、白血病及伴有呼吸困难的心脏病等，以及发热时。
二、体 温
(―)体温的概念及其正常变动

1. 体温的概念体温是指机体深部或机体核心部分的平均温度。但机体核心部分与表 层部分的比例并不是固定不变的，在寒冷环境中，核心温度分布区域缩小，主要集中在头部与 胸腹内脏，而在炎热环境中，核心温度分布区域扩大，可扩展到四肢。机体深部各器官因代谢 水平不同，其温度也略有差别，由于血液不断循环，深部各器官的温度会经常趋于一致，因此， 深部血液的温度可以代表各内脏器官的平均温度。
2. 体温的正常变动人的体温相对稳定，但有一定范围的波动，波动一般不超过rc。

⑴昼夜节律:指人体体温在一昼夜之内的周期性波动。清晨2〜6时最低，午后1〜6时
最高。目前认为，这种昼夜节律主要受下丘脑视交叉上核的控制。

1. 性别影响:在相同状态下，成年女性的体温平均高于男性0• 3°C，此外，女性的基础体 温随月经周期而变动，月经期和卵泡期较低，排卵日最低，黄体期升高〇. 3〜0. 6°C，这是由于 黄体分泌的孕激素的作用所致。
2. 年龄影响:新生儿期，由于体温调节机制发育不完善，体温不稳定，易受环境温度影 响，儿童的体温较高，以后随年龄的增长，体温逐渐变低。
3. 肌肉活动影响：由于代谢增强，因而产热量增加。
4. 其他影响:精神紧张、情绪激动、进食等影响能量代谢的因素都能引起体温变动。

(二）体热平衡
1.产热人体的主要产热器官是肝(安静时)和骨骼肌(运动时）。人在寒冷环境中主要 依靠寒战产热(骨骼肌不随意肌紧张)和非寒战产热(代谢产热)两种形式来增加产热量以维持 体温。寒战时可使机体的代谢率增加4〜5倍;非寒战产热的70%来自棕色脂肪组织的代谢

产热。在棕色脂肪组织细胞的线粒体内膜上存在解耦联蛋白（UCP)，UCP的作用是使线粒体
 转化为热量散发出来。在人类，棕色脂肪组织只存在于新生儿体内，所以非寒战产热对新生儿 的意义尤为重要。产热活动受体液和神经凋节，甲状腺激素是调节产热活动的最重要的体液 因素，甲状腺激素增加产热的特点是作用缓慢，但维持时间长。肾上腺素和去甲肾上腺素以及 生长激素也可刺激产热，其特点是作用迅速，但维持时间短。寒冷刺激可通过中枢神经系统引 起寒战，通过下丘脑-腺垂体-甲状腺轴促进甲状腺激素的释放，还可使交感神经系统兴奋，后 者则通过增强肾上腺髓质释放肾上腺素和去甲肾上腺素而调节产热活动。
2.散热人体的主要散热部位是皮肤。散热有以下几种方式。

1. 辐射散热:是机体以热射线(红外线）的形式将热量传给外界较冷物质的一种散热方 式。这种方式在机体安静状态下和在2rc的环境中占总散热量的比例较大，约占60%。
2. 传导散热:是机体的热量直接传给与它接触的较冷物体的一种散热方式。
3. 对流散热:是指通过气体流动来交换热量的一种方式，是传导散热的一种特殊形式。

通过辐射、传导和对流散失的热量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。皮肤温度由皮肤血流量所控制。皮肤血液循环的特 点是:分布到皮肤的动脉穿过脂肪隔热组织，在乳头下层形成动脉网，经迂回曲折的毛细血管 网延续为丰富的静脉丛;皮下还有大量的动-静脉吻合支。这些结构特点决定了皮肤血流量的 变动范围很大。在炎热环境中，交感神经紧张度降低，皮肤小动脉舒张，动-静脉吻合支也开 放，皮肤血流量大大增加，散热作用得到加强;在寒冷环境中，则发生相反改变。当环境温度在 20〜30°C时，机体仅通过调节皮肤血管的口径，改变皮肤温度，即可控制机体的散热量以维持 体热平衡。

4. 蒸发散热:根据汽化热原理，蒸发lg水可散发2. 43kJ热量。当环境温度低于皮肤温 度时，辐射、传导和对流为主要散热方式;当环境温度等于或高于皮肤温度时，蒸发将成为机体 唯一有效的散热方式。

人体的蒸发有两种形式:不感蒸发和发汗(或称可感蒸发）。前者是指人体在常温下无汗 液分泌时，水分经皮肤和呼吸道不断渗出而被蒸发的形式;后者是指汗腺分泌汗液的活动。汗 液中水分约占99%，而固体成分中，大部分为NaCl，也有少量KC1、尿素、乳酸等，其渗透压较 血浆低，这是因为汗液在流经汗腺管腔时受醛固酮的调节，将部分NaCl重吸收所致。因此大 量出汗所造成的脱水为高渗性脱水。发汗是反射性活动。人体汗腺受交感胆碱能纤维支配， 通过末梢释放乙酰胆碱作用于M受体而引起发汗。发汗中枢主要位于下丘脑。
(三）体温调节

1. 温度感受器

1. 外周温度感受器:在人体皮肤、黏膜和内脏中，存在冷感受器和热感受器，它们都是游 离神经末梢，在皮肤呈点状分布，冷感受器较多，约为热感受器的5〜n倍。这两种感受器各 自对一定的温度敏感。
2. 中枢温度感受器:在脊髓、脑干网状结构和下丘脑中都有温度敏感神经元，包括热敏 神经元和冷敏神经元。当局部脑组织温度变动〇. rc时，这两种神经元的放电频率都会发生 变化，且不出现适应现象。

2. 体温调节中枢主要位于视前区-下丘脑前部，此处的温度敏感神经元能感受所在部 位的温度变化，也接受来自外周和中枢温度感受器的传人信息。视前区-下丘脑前部是体温调