2012年衛生高級職稱考試考點講析 生理學·能量代謝與體溫
發布時間：2012-02-10 共1頁
能量代謝是指生物體內伴隨物質代謝過程而發生的能量釋放、轉移、貯存和利用的過程。因比物質代謝和能量代謝實際上是同一活動過程的兩個方面，密不可分。
( 一 ) 與能代有關的幾個概念
1 ．食物的熱價： 1g 食物氧化 ( 或在體外燃燒 ) 時所釋放出來的能量稱為食物的熱價。它分為物理熱價和生物熱價。分別指食物在體外燃燒和體內生物氧化時所釋放的熱量。糖 ( 或脂肪 ) 的物理熱價和生物熱價是相等的，而蛋白質的生物熱價則小于它的物理熱價。因為蛋白質在體內不能被徹底氧化分解，它有一部分主要以尿素的形式從尿中排泄。 2 ．食物的氧熱價：食物氧化要消耗氧，氧的消耗量和物質氧化的產熱量之間有一定的關系。通常把某種食物氧化時消耗 1L 氧所產生的能量稱為該種食物的氧熱價。氧熱價在能量代謝的測算方面有著重要的意義，可根據機體在一定時間內的氧耗量計算出能量代謝率。 3 ．呼吸商：機體依靠呼吸功能從外界攝取氧，以供種營養物質氧化分解的需要，同時也將代謝終產物 CO2 呼出體外，一定時間內機體呼出 O2 產量與耗氧量的比值稱為呼吸商 (respiratory quotient ， RQ) 。各種營養物質在細胞內氧化供能屬于細胞呼吸過程，因而將各種營養物質氧化時的 CO2 產量與耗氧量的比值稱為某物質的呼吸商。嚴格說來，應該以 CO2 和 O2 的克分子 (mol) 比值來表示呼吸商。但是，因為在同一溫度和氣壓條件下，容積相等的不同氣體，其分子數都是相等的，所以通常都用容積數 (ml 或 L) 來計算 CO2 與 O2 的比值，即：
RQ= 產生的 CO2(mol)/ 消耗的 O2(mol)= 產生的 CO2(ml)/ 消耗的 O2(ml)
( 二 ) 影響能量代謝的因素
(1) 一般生理性因素：①年齡隨著年齡的增長，能量代謝率逐漸下降。幼兒的能量代謝率幾乎是老年人的 2 倍，因為兒童處于生長發育階段，腦垂體分泌的生長素可使能量代謝率升高 15 ％～ 20 ％。老人能量代謝率衰退，能量代謝逐漸下降。②性別同齡男性的能量代謝率高于女性，因為男性激素可使能量代謝率提高 10 ％～ 15 ％。③睡眠睡眠時能量代謝率較清醒安靜時低 10 ％～ 15 ％，這與睡眠時骨骼肌緊張性和交感神經系統活動下降有關。
(2) 生理活動因素：①肌肉活動：肌肉活動是影響能量代謝最明顯的因素。機體任何輕微的活動都會提高能量代謝率。在勞動或運動時能量代謝代謝和耗氧量顯著增加，最多可達安靜時的 10 ～ 20 倍，故可用能量代謝值作為評價勞動強度的指標。②環境溫度：人安靜時的能量代謝在 20 ～ 30 ℃ 的環境中最穩定。當環境溫度低于 20 ℃ 時可反射性地引起寒戰和肌肉緊張的增強而使代謝率增加，尤其是環境溫底低于 10 ℃ 時代謝率增加更為顯著。當環境溫度升高到 30 ℃ 以上時代謝率也會增加，這與發汗、呼吸、循環機能加強及體內化學反應加速有關。③食物的特殊動力效應：人在進食后一段時間內雖然處于安靜狀態下，但產熱量比進食前增高。這種由進食食物引起機體產熱增加現象稱為食物的特殊動力效應。不同食物的特殊生熱作用不同，進食蛋白質引起機體增加的產熱量約相當于攝入蛋白質所含熱量的 30 ％，糖和脂肪的特殊動力作用較小，只相當于其產熱量的 4 ％～ 6 ％，混合食物約為 10 ％。增熱機制可能來源于肝臟對氨基酸的處理而消耗了能量。因此在臨床上給禁食病人輸液補充營養物質時應注意加上這份多消耗的熱量。④精神活動：腦的代謝水平較高，在安靜狀態下單位重量腦組織的耗氧量為肌肉的 20 倍。但在安靜地思考問題時機體產熱量增加一般不超過 4 ％。當處于恐懼、憤怒、焦急等精神緊張狀態下，能量代謝顯著增高，這是由于出現無意識的肌緊張增強，交感神經的緊張性加強以及能促進代謝的內分泌激素 ( 兒茶酚胺等 ) 的釋放有關。
( 三 ) 基礎代謝與基礎代謝率
基礎代謝是指機體處于基礎狀態下的能量代謝。單位時間內的基礎代謝稱為基礎代謝率 (basal metabolism rate ， BMR) 。基礎狀態是指在室溫 18 ～ 25 ℃、清晨空腹、平臥、清醒而又極其安靜的狀態，也即排除肌肉活動、食物特殊動力效應、精神緊張和環境溫度的影響。體溫每升高 1 ℃ ，基礎代謝率增加 13 ％左右。在基礎狀態下所消耗的能量僅用于維持心跳、呼吸及其他一些基本的生理活動，其代謝率比一般安靜狀態低 8 ％～ 10 ％，也較穩定。但基礎代謝率并不是機體最低的能量代謝水平，熟睡時能量代謝率可進一步下降 10 ％。基礎代謝率通常以每小時每平方米體表面積產生的熱量為單位，通常用 kJ ／㎡· h 表示。基礎代謝率隨性別年齡等不同而有生理變動。其它情況相同時，男子的基礎代謝高于女子，幼年高于成人，且年齡越大代謝率越低。一般用，實際測得的基礎代謝率的值與正常平均值比較相差在± 15 ％以內屬于正常。甲狀腺功能低下時基礎代謝率比正常值下降 20 ％～ 40 ％；甲狀腺功能亢進時基礎代謝比正常值高 25 ％～ 80 ％。
( 四 ) 產熱與散熱
1 ．產熱：機體的熱量來自體內各組織器官所進行的氧化分解反應。安靜狀態時主要產熱部位是內臟器官，約占機體總產熱量 56 ％，其中肝臟產熱量最大。運動時產熱的主要器官是骨骼肌，其產熱量可達機體總產熱量的 90 ％。機體主要通過下列方式來增加產熱以維持體溫： (1) 基礎代謝產熱：機體即使處于基礎狀態下，因其細胞數量巨大，產熱量仍是相當大的； (2) 食物的特殊動力效應產熱：進食可使機體產熱增加； (3) 肌肉活動產熱：骨骼肌隨意運動可導致代謝明顯增加，機體產熱量顯著增加。此外，機體在寒冷的環境中可通過戰栗產熱。機體受到寒冷刺激時，最初骨骼肌肌緊張增高，稱為寒戰前肌緊張，此時產熱量便有所增加。寒冷刺激持續作用時，骨骼肌將出現寒戰，表現為伸肌和屈肌同時出現不隨意的節律性收縮。此時骨骼肌不做機械外功。所消耗的能量全部轉變為熱能，因此，寒戰是機體效率最高的產熱方式。 (4) 非寒戰產熱：寒冷時機體腎上腺素、去甲腎上腺素、甲狀腺激素等分泌增多或交感神經興奮，作用于細胞均可引起代謝增強，產熱增多。這部分產熱與肌肉收縮無關，稱非寒戰產熱。褐色脂肪組織的非寒戰產熱最大，約占 70 ％。褐色脂肪細胞中含大量線粒體，這些細胞接受交感神經支配，阻斷交感神經節可抑制非寒戰性產熱。新生兒的褐色脂肪組織較多，代謝增強時可使產熱量增加 1 倍。由于新生兒無明顯的寒戰反應，故非寒戰產熱對新生兒保溫有特殊意義。成年人的褐色脂肪組織較少，只能使產熱增加 10 ％～ 15 ％。此外，寒冷使甲狀腺激素分泌增多的效應發生較慢，通常需經數周后甲狀腺激素分泌量才增加 2 倍以上，使代謝率增加 20 ％～ 30 ％。
2 ．散熱：人體的主要散熱部位是體表皮膚。當環境溫度低于皮膚溫度時，大部分 (70 ％左右 ) 體熱通過皮膚的輻射、傳導、對流、蒸發散發到外界環境中去；小部分熱量隨呼吸、排尿、排糞散失。散熱方式： (1) 輻射散熱：是指體熱以紅外線熱射線的形式傳給外界較冷物體。安靜時的輻射散熱量約占散熱量的 60 ％，是機體散熱的主要方式。當皮膚與環境溫差越大，輻射面積越大時，散熱就越多；反之則少。如果環境溫度高于皮膚溫度，則機體不僅不能以輻射方式有效散熱，反面會吸收周圍物體的輻射熱。 (2) 傳導散熱：是指體熱直接傳給同它接觸的較冷物體。人體脂肪是不良導熱體，因此，肥胖者和女性由機體深部向體表的傳導散熱較少。有研究顯示，皮下脂肪層每增厚 1mm ，可使人體增強耐寒 1 ～ 1 ． 5 ℃ 。新生兒皮下脂肪薄，體熱易于散失，應注意保暖。水的導熱性能好，故臨床上常利用冰袋、冰帽為高熱病人降溫。 (3) 對流散熱：通過冷熱空氣的對流，使體熱得以散發。對流散熱量受風速影響極大，風速越大，對流散熱量越多，反之對流散熱減少。選用蓬松的棉、毛制品作為御寒衣服，是因為這些用品導熱性能低，纖維間空氣多，而且不易流動，能減少傳導和對流散熱，從而起保暖作用。 (4) 蒸發散熱：是指利用水分從體表在汽化時吸收熱量而散發體熱的方式。每 1g 水蒸發可帶走 2 ． 34kJ 的熱量 ( 水的汽化熱 ) 。當皮膚溫度等于或低于環境溫度時，輻射、傳導、對流散熱停止，蒸發便成為機體唯一的散熱方式。臨床上用酒精給高熱病人擦浴，可增加蒸發散熱起降溫作用。蒸發散熱可分為兩種：①不感蒸發，又稱不顯汗：是指體液的水分直接透過皮膚和粘膜 ( 主要是呼吸道粘膜 ) 表面，在未聚成明顯水滴前就蒸發掉的一種散熱形式。不感蒸發與汗腺活動無關，持續存在，人體不感蒸發量約為 1000ml ／ d 。嬰幼兒的不感蒸發率大于成人，故在缺水時幼兒更易造成嚴重脫水。給病人補液時應當考慮不感蒸發所丟失的液體量。在炎熱的環境中若新生兒進水量不足可因蒸發散熱減少而發生體溫升高，臨床上稱為 " 脫水熱 " 。②可感蒸發又稱發汗：汗腺分泌汗液的活動稱為發汗。由于汗液在皮膚表面以上明顯的汗滴形式而蒸發散熱。人體在安靜狀態下當環境溫度達到 30 ℃ 左右時便開始發汗。在一定范圍內勞動強度越大，氣溫越高，則出汗越多。環境濕度大時，汗液不易蒸發，體熱不易散失、出汗增多。風速大時，有利于蒸發散熱而使發汗減少。對在高溫、高濕度和通風條件差的環境中工作的人類要特別注意防暑降溫工作。
