河北医科大学生理学教研室讲稿
教研室：人体生理学 教师姓名：宋士军
一、概述 生物体的基本特征之一是新陈代谢，是由同化作用，也就是合成代谢，和异化作用，也称为分解代谢构成。比如食入的糖约有30-50%转化为脂肪，成为机体的一部分，这一过程要消耗一定的能量；而体内的脂肪每 2 - 3周就更新一次，一部分分解排出到体外，此过程释放出一定的能量。也就是说，物质代谢的过程与能量的转移是密不可分的。从物质代谢的角度来看，今天的你，非昨日的你。生理学上把生物体内物质代谢中伴随着的能量的释放、转移和利用，称为能量代谢。
二、影响能量代谢的因素
㈠能量代谢的衡量标准
能量代谢在每一个个体是相当稳定的，但不同的个体差异却很大，难以比较。体形较小的鸡和体形庞大的非洲象之间，按每公斤体重产热量相差甚远，但按体表面积则相差不多，这称为表面积定律。因此，每平方米体表面积的产热量是衡量能量代谢的良好指标。
㈡影响能量代谢的因素
1、 一般生理性因素
①年龄：随年龄的增长，能量代谢逐渐下降。
②性别：男性高于女性，与性激素分泌有关。
③睡眠：睡眠时能量代谢下降。
2、 生理活动因素
①肌肉活动：最为显著。
劳动或运动时耗氧量和能量代谢显著增加，可达安静时的10-20倍，因此能量代谢可作为劳动或运动时肌肉活动强度的指标。
②环境温度
环境温度在20-30℃时，能量代谢率最为稳定，29℃时，能量代谢最低。<20℃能量代谢率开始增加，<10℃时显著增加，原因是寒冷刺激所引起的寒战和肌紧张造成的。>30℃能量代谢率也增加，原因是温度上升体内化学反应加快和发汗活动增加了产热量。
③食物的特殊动力效应：进食后机体产热量的额外增加。
进食1H后产热量比进食前有额外的增加，持续7-8H，蛋白质食物可达30%左右，糖和脂肪为4-6%，混合食物10%左右。这不是消化吸收活动引起的，静脉注射氨基酸也可以引起类似的产热量增加，因此有人推测与肝脏对蛋白质的处理，主要是脱氨基作用有关。在补充能量时，一定要考虑到这一能量消耗，补足这一块。
④精神紧张活动
由与精神活动相关连的肌肉活动和激素分泌引起。CNS的能量代谢率很高，同重量在安静时为肌肉的2医学全.在线www.med126.com0倍，但变化很小，所以精神活动本身对能量代谢的影响不大。
三、基础代谢和基础代谢率
基础代谢是指机体在基础状态下的能量代谢。单位时间内的基础代谢称为基础代谢率（BMR)。基础状态是指室温18-25℃、清晨空腹、平卧、清醒又极其安静的状态，也就是排除了肌肉活动、环境温度、食物及精神紧张等因素的影响时的状态。基础代谢的条件下，新陈代谢只维持在心跳、呼吸及一些必要的生理活动的程度上。
判断标准：正常 < ±15%，只有 >±20%才有可能是病理性的。
男性的BMR高于女性，幼年的BMR高于成年，年龄越大BMR越低。
病理性变化：发热1℃，升高13%。内分泌疾病，如甲亢时BMR可比正常高25-80%，甲低时BMR可比正常低20-40%，所以BMR的测量时甲状腺疾病的重要辅助手段。
动物按其体温的变化程度可分为变温动物和恒温动物，人和鸟类以上的高等动物属于恒温动物，其体温24H内变化一般不超过2℃。维持体温的相对稳定是机体进行新陈代谢和正常生命活动的必要条件，因此，体温是生命的重要指标之一。
一、 人体正常体温及其生理波动
㈠正常体温
1.定义：体温一般指的是机体深部的平均温度
体表温度：机体表层的温度。皮肤温度：机体表层的最外层，既皮肤的温度。
额部 > 躯干 > 手> 足。
机体的表层包括皮肤、皮下组织和肌肉，而非解剖结构，大致是从体表向内10mm。从外向内有温度梯度存在，体表温度的变动大，各部位的差异也大，易受影响。这些结构参与体温调节，与机体的散热活动有关，在维持体温中有重要作用。比如，皮肤血流的变化和汗腺的分泌都可以显著改变皮肤温度。
深部温度： 机体深部包括心、肺、脑和腹腔器官，他们的温度比体表温度高，相对稳定均匀（<1℃，肝脏的温度最高)。由于血流的不断循环，使得深部的温度经常趋于一致，因此深部的血液温度可代表体核温度的平均值。由于深部的血液温度测量上的不便，常常以食道中段的温度和鼓膜的温度来代表右心和下丘脑的温度，而临床上常常以口腔、直肠和腋下的温度作为体温的指标。
体温一般指的是机体深部的平均温度。
2.正常值：
腋下温度（36.8℃)< 口腔温度（37.2℃)< 直肠温度（37.5℃)。
㈡体温的生理波动
1、昼夜波动：清晨2-6时最低，午后1-6时最高，与生物节律有关。
体温的昼夜节律源于下丘脑视交叉上核的生物钟，与季节和日常活动无关。生物钟的日节律稍长于24小时，同步于自然界。这一特性使人对时间有预知的能力。
2、性别：女性体温高于男性。女性的月周期 -- 月经后期体温升高。
基础体温为清晨起床前，未作任何活动的状态下测得的体温。通过测量女性的基础体温发现，在女性存在着与月经周期一致的体温变化。女性体温的月周期与其性周期中的激素分泌有关，在将排卵前有一0.2℃的体温降低，其后至月经期前体温比排卵前期高0.1-0.4℃。
3、年龄：小儿体温高且不稳定，老年人体温低。
新生儿由于体温调节功能不完善、体表面积相对较大，汗腺发育不全、皮下脂肪薄和肌肉不发达等原因，体温高且不稳定，老年人由于BMR低体温也低。
4、其他：肌肉活动、情绪、进食、环境温度等
剧烈的肌肉活动使能量代谢增加，产热量加大，可使体温上升1.5℃。
二、 产热和散热过程
㈠产热过程
产热部位机体的产热器官有内脏器官、骨骼肌和脑。
安静时，肝肾肠占50%、肌肉占20%、脑占20%、呼吸肌占10%。
1、 产热部位
机体的产热器官有内脏器官、骨骼肌和脑。
主要产热器官：安静时，内脏器官（肝脏)。
运动时，肌肉，90%。
2、 产热调节
增加产热的主要途径是提高能量代谢率。
寒冷环境下，首先肌肉出现肌紧张增强，然后出现寒战。寒战的特点是伸肌和屈肌同时收缩，不作外功，但产热量很高。寒战指骨骼肌发生的不随意的节律性收缩，9 - 11次/分，能量代谢率增加 4 - 5倍。
寒冷刺激可使儿茶酚氨的分泌增加，促进代谢，可使产热量迅速增加，但维持的时间短暂。
寒冷刺激可使促甲状腺素释放而导致甲状腺激素释放增加，可使产热缓慢增加，但维持时间长。寒冷环境中数周后，甲状腺激素分泌量可增加2倍以上，代谢率可增加20-30%。
㈡散热过程
散热部位：主要是皮肤，其次有呼吸、尿和粪便。
1、 散热方式
① 辐射：由机体发散的热射线。约占安静时总散热量的60%。
影响因素：皮肤温度与环境气温的温度差、有效辐射面积。
② 传导：体热直接传给与之接触的较冷的物体。约占3%。
传导散热的多少与温度差、有效接触面积、和与之接触的物体的导热性有关。
③ 对流：一种特殊的传导散热。约占12%。对流散热量受风速的影响极大。
④ 蒸发
在正常的皮肤温度条件下，蒸发1克水分可使机体散发2.34KJ的热量，因此体表水分的蒸发是一种有效的散热途径，尤其是在环境温度高于机体皮肤温度时。
不感蒸发：指体液中的水分直接渗透出皮肤和呼吸道粘膜等表面而蒸发，并不为人们察觉，持续进行的一种散热途径。每天1000ml，皮肤600 - 800ml，呼吸道200- 400ml。不感蒸发的水分散失为强制性的，临床上补液时一定要考虑到。
发汗：汗腺分泌汗液的活动。是环境温度高于体温时的机体唯一有效的散热途径。
汗腺分布： 手掌、足底 > 额、手背 > 四肢> 躯干
发汗能力： 手掌、足底 < 额、手背 < 四肢< 躯干
&n高级职称考试网bsp; 汗液：水分99%，固体成分主要是NaCl。
安静状态下，环境温度达到30℃时，人体开始发汗。劳动时，环境温度低于20℃亦可发汗，汗量较多。人体皮肤上约有200 - 500万个汗腺，成人有分泌能力的汗腺约为230万个。汗腺的活动数目多少与成年前所处的环境有关。汗腺分泌的量，寒冷时为零，炎热时可达1.5l/h以上。汗液是低渗的，大量发汗时，如果不能及时补液或补液不正确，就有可能造成高渗性脱水。
2、 散热调节
① 皮肤血流量改变
皮肤血液循环的特点是：有丰富的动静脉网、动静脉吻合和异常弯曲的毛细血管。体温调节中枢通过交感神经系统，调节皮肤的血流量从而改变皮肤温度，控制物理散热的多少。皮肤血液循环的特点是血流量可以大范围的变化。
热环境下，交感神经紧张性降低，小动脉舒张、吻合支开放，皮肤的血流量增加，使得皮肤温度升高，并有利于发汗。此时代谢率并不降低，而以减少热储为主。
冷环境下，交感神经紧张性升高，血管收缩、吻合支闭合，皮肤的血流量下降，使得皮肤温度降低，形成绝热层。
②发汗：汗腺受胆碱能交感神经支配。适宜刺激为皮肤和下丘脑的温度，也称为温热性发汗。
③其他：由精神紧张或情绪激动而引起的发汗。
三、 体温调节
自主性体温调节：机体在下丘脑体温调节中枢的控制下，通过增减皮肤血流量、发汗、寒战等生理反应，经常维持产热和散热过程的动态平衡。体温调节的基础。
行为性体温调节：机体（包括变温动物)在不同的温度环境的姿势和行为。体温调节的补充，并使人具有预见性。
㈠温度感受器
机体要控制体温，一定具有对机体内外的感知温度的结构，也就是温度感受器。
1、外周温度感受器：
外周温度感受器：存在于皮肤、粘膜和内脏中的，对温度变化敏感的游离神经末梢。皮肤温度感受器：温觉感受器少于冷觉感受器(?-!)，1:4。对温度的水平和变化速度都敏感。对皮肤上的冷觉感受器研究的比较多，皮肤上的冷点是很容易找到，30℃时冷觉感受器发放冲动，温度降低，发放的冲动增加。但在超过40℃的高温，冷觉感受器再次发放冲动，这就是刚进入热水中，感觉到冷的原因。
2、中枢温度感受器：中枢温度敏感神经元
CNS中温度变化其放电频率随之改变的神经元称为温度敏感神经元。温度升高放电频率增加的为热敏神经元，温度降低放电频率增加的为冷敏神经元，在POAH区中两者的比例为 4 ：1，与外周刚好相反。主要存在于下丘脑的POAH区。也存于在脊髓、延髓、脑干网状结构之中。
POAH区的温度敏感神经元接受皮肤和其他部位的温度敏感神经元的温度信息，温度敏感神经元也感受所在部位的温度信息。温度敏感神经元的活动也受致热原、单胺类物质以及各种多肽的影响。
㈡体温调节中枢
根据对脑的分段切除实验，只要保持下丘脑的完整，机体的体温调节就基本是正常的，而破坏了下丘脑，体温就不再稳定，因此下丘脑是体温调节的基本中枢。
基本部位：下丘脑的POAH区，体温调节的基本中枢。
根据：被破坏时产散热消失；温度信息汇聚于此；整合型式与整体反应型式相类似；对致热原或单胺的反应与整体的反应类似。
㈢体温调节的调定点学说
调定点（set-point)：
视前区-下丘脑前部(PO/AH)设定了一个规定的体温值，即37℃。
体温调定点学说 (set-point theory)
调定点按照PO/AH温度敏感神经元的工作特性来调节体温的高低。
思考题：
1. 试用体温调定点学说解释致热原引起的恶寒和高热现象？
2. 能用测定甲状腺激素（T3，T4)的水平反映基础代谢率的高低吗？
3. 试解释人精神高度紧张时能量代谢和体温的变化过程？
