能量代谢跟体温调节

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　　机体的各种性命活动须要能量来驱动。所需能量重要来自食物。食物中的糖、脂肪、蛋白质在机体内进行物质 代谢时，始终随同着能量的开释，转移，贮存和利用，通常把这一过程称为能量代谢。
　　A 能量的起源：《1》糖，机体所需能量的70%以上是由食物中的糖类物质氧化分解供给的。在氧供给充分时，机 体绝大多数组织细胞通过糖的有氧氧化失掉能量。在供氧不足时，某些组织还可通过无氧酵解来取得能量。糖主要 以糖本相式储存于肌肉和肝脏，但储存量较少。
　　《2》脂肪，机体内的脂肪主要功效是储能和供能。脂肪在氧化分解时释放的能量较多，约为等同糖或蛋白质 分解释放能量的2倍。机体内脂肪的储量比糖多，约占体重的20%。在糖原不足时，则主要由体内的脂肪来供能 。《3》蛋白质，在机体所需要的能源物质供应不足时，机领会依附蛋白质来供能，蛋白质在体内不能被完全转化 。
　　B 能量的去路，食物中的能源物质经生物氧化后释放出能量，50%以上敏捷转化为热能，用以保持体温。其余不足 50%是可以利用的化学能，这局部化学能以ATP（三磷酸腺苷）的形式存在。机体细胞可直接利用ATP所携 带的能量进行各种生命活动，ATP既是细胞重要的储能物质，又是细胞的直接供能物质。机体细胞进行各种生命 活动所消耗的能量，除骨骼肌运动可对外做功之外，其余均改变为热能，最终由体表消散。
　　C 影响能量代谢的因素：(1）肌肉活动的影响：因为骨骼肌数目多，运动强度越大，耗氧量就越大。激烈活动时， 机体的产热量可比宁静时高出很多倍。（2)环境温度的影响：人体安静时的能量代谢率在20%―30%的情形 下最为稳固。当环境温度低于20摄氏度时可因骨骼肌紧张度增加及寒战而使能量代谢率增高。当环境温度超过3 0摄氏度时，代谢率会因体内化学反映速度加快、汗腺活动加强和呼吸与轮回体系的增强而增加。（3）事物的特 殊能源效应的影响：人在进食后的一段时间内即处于安静状态。所产生的热量也比未进食前有所增加。饭后2―3 小时产热达到最大值。三种养分物质中，蛋白质可增加热量到达30%左右，糖跟脂肪可增长6%和4%，混杂性 食物为10%左右。食物的这种刺激产生额定热量的景象，称为食品的特别动力效应。（4）精神运动的影响：当 机体处于精神紧张状况时，能量代谢率会明显增加。这是因为精神缓和时，骨骼肌的紧张性也增强。精力紧张也可 引起肾上腺素、甲状腺激素分泌增加，这些激素存在加速物资代谢的作用，因此使发生热量增添。但在人安静思考 问题时，能量代谢率受到的影响并不大。测定原理热力学第必定律 能量由一种形式转化为另一种形式的过程中，既不能增加，也不减少。这是所有情势的能量（动能、热能、电能入 化学能）相互转化的个别规律，也就是能量守恒定律。机体的能量代谢也遵守这一法则，即在整个能量转化进程中 ，机体所应用的储藏于食物中的化学能与终极转化成的热能和所作的外功，按能量来折算是完整相等的。因而，测 定在一定时光内机体所消费的食物，或者测定机体所产生的热量与所做的外功，都可测算出全部机体的能量代谢率 （单位时间内所耗费的能量）。
　　　　测定整个机体单位时间内发散的总热量，通常有两类方式：直接测热法和间接测热法。 直接测热法
　　　　直接测热法（directcalormetry）是测定整个机体在单位时间内向外界环境发散的总热 量。此总热量就是能量代谢率。假如在测定时间内做一定的外功，应将外功（机械功）折算为热量一并计入。它是 由隔热密封的房间，其中设一个铜制的受试者居室。用调节温度的装置把持隔热壁与居室之间空气的温度，使之与 居室内的温度相等，以防居室内的热量因传导而损失。这样，受试者机体所散发的大部门热量便被居室内管道中流 动的水所接收。依据流过管道的水量和温度差，将水的比热斟酌在内，就可测出水所吸收的热量。当然，受试者发 散的热量有一部分包括在不感蒸发量中，这在盘算时也要加进去。受试者呼吸的空气由进出居室的气泵管道系统来 供应。此系统中装有硫酸和钠石灰，用业吸收水蒸气和CO2。管道系统中空气中的O2则由氧气筒 定时补给。
　　　　直接测热法的装备庞杂，操作繁锁，应用不便，因而极少运用。一般都采取间接测热法。 间接测热法在正常化学反应中，反应物的量与产物量之间呈一定的比例关系，这就是定比定律。例如，氧化1mo l葡萄糖，需要6mol氧，同时产生6molCO2和6molH2O，并释放一定量的能。下列反应式表明了 这种关系：
　　　　C6H12O6 602→6CO2 6H20 △H
　　　　统一种化学反应，不论经由什么样的中间步骤，也不管反应条件差别多大，这种定比关联依然不变。例如 ，在人本内氧化1mol葡萄糖，同在体外氧化焚烧1mol葡萄糖一样，都要消耗6molCO2和6molH 20，而且产生的热量也相等。普通化学反响的这种基础规律也见于人体内营养物质氧化供能的反应（蛋白质的情 况下有些出入，参看下文），所以它成了能量代谢间接测热法的主要根据。
　　　　间接测热法（indirectcalorimetry）的根本原理就是利用这种定比关系，查出一定 时间内整个人体中氧化分解的糖、脂肪、蛋白质各有多少，而后据此计算出该段时间内整个机体所释放出来的热量 。因此，必需解决两个问题：一是每种营养物质氧化分解时产生的能量有多少（即食物的热价）；二要分清三种营 养物质各氧化了多少。
　　　　食物的热价利用弹式热量计，在体外测定了一定量的的糖、脂肪和蛋白质熄灭时所释放的热 量，并同这三
　　水生物的新陈代谢
　　类物质在动物体内氧化到最终产物C02和水时所产生的热量比拟较，证实了糖和脂肪在体外燃烧与在体内氧 化分解所产生的热量是相等的。于是将1g食物氧化（或在体外燃烧）时所释放出来的能量称为食物的热价（th ermalequivalentoffood）。食物的热价分为物理热价和生物热价。前者指食物在体外燃烧 时释放的热量，后者系食物经过生物氧化所产生的热量。糖（或脂肪）的物理热价和生物热价是相等的，而蛋白质 的生物热价则小于它的物理热价。因为蛋白质在体内不能被彻底氧化分解，它有一部分主要以尿素的形式从尿中排 泄的缘故。体温调节
　　机体深部的均匀温度称为体温。体温相对照较稳定。正常情况下只在37摄氏度左右的狭小范畴内活动。正常 的体温因年纪、性别、时间、环境的不同，有较小幅度的稳定。体温的相对稳定是中枢神经系统调节的结果。机体 体温调节可分为自主性体温调节和行为性体温调节。自主性体温调节是在下丘脑体温调节中枢控制下，通过增减皮 肤的血流量、发汗、寒战等生理反应，保持体温的相对稳定。行动性体温调节通过机体一定的行为来保持体温相对 稳定。
　　人体体温的恒定依附于机体的产热和散热两个生理过程的动态均衡。
　　A 机体的散热;(1)产热器官：人体处于安静状态时，内脏是主要的产热器官，以肝脏的产热量最多。这是由于体 内大多数的物质代谢过程都在肝内进行。当人体从事运动或劳动时，骨骼肌是产热的主要器官。这时，内脏及脑脊 髓组织的产热量也有增加，但增加有限。骨骼肌的宏大产热潜力对维持体温绝对稳定具备重要意思。（2）机体的 产热形式：机体除畸形新陈代谢产热之外，当环境严寒时，机体主要通过寒战产热来增加产热量以维持体温。产生 寒战时，屈肌和伸肌同时压缩，不做外功，但产热量增高。机体还可通过非寒战产热的形式增加产热。此形式又称 代谢产热，主要以褐色脂肪组织的代谢来实现。（3）产热的调节;《1.》体液调节：状腺激素是调节产热的活 动最主要的体液因素，在寒冷的环境中，甲状腺分泌量增加，作用迟缓而长久。肾上腺素、去甲肾上腺素、成长素 等也能刺激产热。但作用缓慢而短暂。《2》神经调节：寒冷可引起交感神经高兴，继而引起肾上腺素和去甲神肾 上腺素等激素分泌增多，使产热量增加,prada prada。
　　B 机体的散热：机体产生的热量通过皮肤、肺、消化道、肾脏等道路向外环境散发。其中皮肤是主要的 散热器官。
　　（1）皮肤的散热形式;<1>辐射散热：是机体以发射红外线的形式将体热传给外界的一种散热形式。散热 的多少与皮肤同环境之间的温度差以及辐射面积的大小有关。<2>对流辐射;这是一种气体流动来交流热量的散 热方式，机体的温度可以使皮肤接触的空气加热，受热的空气分开皮肤，将热量带走，四周的冷空气来弥补，如斯 一直对流，便将体热披发到空间，对流散热的大小与皮肤、温度、空气、及风速大小有关。<3>传导散热：是指 机体的热量直接传给与机体接触的温度较低物体的散热方式。传导散热的量和速度与物体的导热机能有关。<4> 蒸发散热;是机体通过体表水分的蒸发而散热的一种形式。这种散热方式与前三种方式不同的是；前三种方式都是 在环境温度低于皮肤温度时进行的。当外界温度即是或高于皮肤温度时，上述三种方式均失去散热作用。蒸发即成 为独一的散热方式。蒸发散热可分为不感蒸发和可感蒸发2中形式。不感蒸发又称为不显汗。指机体处于低温前提 时，虽无汗液分泌，皮肤仍有水分渗出而蒸发,online coach，因不易为人类觉察，故称不感蒸发。不感蒸发可随机体活动增减和发热多少而升高和下降。可感蒸发又称发汗， 指汗腺分泌的汗液构成可见的汗滴从体表蒸发而带走热量的散热方法。当环境温度超过30摄氏度或劳动时，汗腺 便分泌汗液，发汗的速度以及汗液蒸发的速度与温度、风速、湿度有关。通过汗液蒸发带走大批的体热，使体热不 致淤积体内，可避免体温骤升。
　　（2）皮肤散热的调节：<1发汗的调节：发汗是一种反射性活动，调节汗腺活动的中枢分布在中枢神经系统 部位。但以下丘脑为主。发汗可分为湿热性发汗和精神性发汗。湿热性发汗是在体温升高或环境温度升高的温热性 刺激下引起的汗腺分泌活动。由交感胆碱能纤维安排的散布于全身的小汗腺来实现。其生理意义是散发体热。精神 性发汗是在精神紧张、痛苦悲伤时发生的汗液分泌活动,red wing safety。<2>皮肤血流的调节：皮肤的血液循环对热转移及体热经体表释放很重要。机体通过转变皮肤血管的舒缩来调 节体热的消散量。在热环境中，交感神经紧张活动降低，皮肤小动脉舒张，动―静脉吻合支开放，皮肤血流量增加 ，使皮肤温度升高，有利于散热。在冷环境中，交感神经紧张活动增强，皮肤血管收缩，皮肤血流量减少，躯体体 表此时犹如隔热层，有效预防体热的散失。
　　内环境温度的变化，可被存在于机体各部位的温度感受器（外周温度感受器、中枢温度感触器）所感想，由P O�AH（preoptic―anterior hypothalamus area,）发出整合指令，通过自主性神经系统参与的血管舒缩反应、发汗反应，躯体运动神经介入的骨骼肌紧 张及寒战，内分泌系统参加的代谢性调节反应，来调节产热和散热活动，当内外环境发生变化时，如代谢率、气温 、温度、风速等变化的信息通过皮肤及深部温度感受器反馈至脑，经体温调节中枢的整合，再调剂产热装置和散热 安装的活动，以维持体温的恒定。
　　体温调节的调定点假说　　该假说以为在下丘脑的前部存在着热敏神经元和冷敏神经元。这两种温度感触神经 元的活动独特作用的成果，决议了体温调节的调定点。体温偏离这一调定点水平时，可通过反馈系统的调节，使体 温回到调定点程度。调定点是能够变动的。发烧就可能是由于细菌内毒素等致热原使视前区-下丘脑前部的热敏神经元阈值升高、调定点水平上移所致。致热原的作用可能是通过前列腺素E这一旁边环节，而 阿斯匹林可能克制前列腺素的合成，因而起退热的作用。体温的一些节律性变更，许多学者亦用调定点的节律性变 动来说明。
　　　　有些学者认为视前区-下丘脑前部温度感受神经元的活动决定了调定点，而下丘脑后部则为传走神经元发出的部位。另一些学者认为视前 区-下丘脑前部感受脑温的变化，而下丘脑后部则对来自皮肤的大量温度觉（主要是冷觉）信息和从视前 区-下丘脑前部传来的温度觉（主要是热觉）信息，进行整合并决定调定点水平。调定点假说的根据尚不够充足，争辩 也较多，尚待摸索。 体温调节反射与控制论　　体温的自主性调节主要通过反射来实现,shop abercrombie。环境温度或机体活动的改变将引起体表温度或深部血温的变动，从而刺激了外周或中枢的温度感受器。温度感受 器的传入冲动经下丘脑整合后，中枢便发出冲动（或引起垂体释放激素），使内分泌腺、内脏、骨骼肌、皮肤血管 和汗腺等效应器的活动发生改变，结果调整了机体的产热过程和散热过程，从而可以坚持体温的相对 稳定。
　　　　这一调节机制，与控制论的原理颇为合乎（见图）。体温调节机制相称于负反馈掌握系统。当体温高于或 低于37℃（偏离了“调定点”水平）时，温度感受器的传入激动（反馈信息）经视前区-下丘脑前部（比拟装置）整合后，中枢传出冲动便调整了产热和散热器官的活动，使体温复归原初的水平。在主动 节制系统中，输入比较装置以决定“调定点”水平的参考信号是由把持者当时给定的。然而在体温调节机制中，目 前还不证据足以表明中枢神经系统的哪一部分会发出这样的参考信号。较为广泛的见解认为：由机体各部传入的无 数的温度觉信号，在下丘脑进行比较和整合后，决定体温的调定点水平。