第七章 能量代谢和体温|http://www.achinamr.org| 医学书籍 |
| 医学书籍>>生理学>>第七章 能量代谢和体温

第七章 能量代谢和体温
www.chinamr.org 2002-12-18 华夏盲人网

第一节 能量代谢
一、能量的来源、转化和利用
能量代谢是指物质代谢过程中伴随的能量释放、转移和利用。机体的能量来自体内能源
物质的氧化分解。体内能源物质有糖、脂肪、蛋白质，机体能量约70％来自糖类的氧化，脂
肪和蛋白质氧化时也释放能量，但在一般情况下，它们作为能源被氧化利用的数量较少，只
有在长期饥饿或极度消耗时，脂肪和蛋白质才相继成为机体的主要能源。
体内各种能源物质氧化所产生的能量50％左右迅速转化为热能，以维持体温，并不断通
过体表散发；其余部分则供机体各种功能活动的需要。然而机体不能直接利用物质氧化所释
放的能量，而是先生成高能物质--三磷酸腺苷(ATP）。ATP广泛存在于组织细胞内，当细胞
进行各种活动需用能量时，ATP便分解为二磷酸腺苷（ADP），同时释放能量直接供机体各种
活动的需要。由此可见，ATP既是体内的贮能物质，又是直接的供能物质。
ATP分解所产生的能量，在体内可以发生转化，以不同的形式表现出来，如肌肉收缩所
需要的机械能、神经兴奋传导所需要的电能、腺体分泌所需要的渗透能等等。现将体内能量
的释放、转移、贮存和利用之间的关系概括如图7-1。
图7－1 体内能量的转移、贮存和利用
二、影响能量代谢的主要因素
机体的能量代谢不是固定不变的，而是在各种因素的影响下经常发生变化。影响能量代
谢的因素主要有以下四种。
1．肌肉活动 肌肉活动对能量代谢的影响最大，任何轻微的肌肉活动都会使能量代谢率
提高（机体在单位时间内的产热量称为能量代谢率，参看表7一1）。肌肉剧烈活动时的能量
代谢率比安静时要高出许多倍。肌肉活动停止后，能量代谢还将维持于较高水平，过一段时
间才逐渐恢复。
2．环境温度 机体安静时的能量代谢率在摄氏20～30度的环境中最为稳定。在低温下能
量代谢率的提高是由于寒冷刺激反射性地引起寒战及肌肉紧张性增强所致。在高温下能量代谢
率的提高则可能由于体内化学过程的反应加速，此外呼吸、循环、出汗等活动的增强也有一定
作用。
表7一1劳动或运动时的能量代谢率
3．食物的特殊动力效应 人在进食后，虽仍保持安静状态，但能量代谢率却较进食前有所
提高，进食1小时左右开始增加，2～3小时达到最高，一直延续到7～8小时左右。这种食物使机
体产生“额外”热量的作用，称之为食物的特殊动力效应。若所进食物是蛋白质，额外增加的产
热量可达 30％，混合食物增加 10％左右。这种作用的机理至今不明。
4．精神活动 人的精神处于紧张状态，如恐惧、发怒或其他强烈情绪活动时，能量代谢率
显著增高。这是由于紧张的精神活动伴随有无意识的肌肉紧张性增强及某些激素（如肾上腺皮
质和髓质激素）分泌增多的缘故。这些因素都具有促进物质代谢和能量代谢的作用。
以上因素对能量代谢影响的大小，难以精确计量。在实际临床工作中为避免上述因素的
影响，通常用基础代谢率作为判断能量代谢是否正常的指标。
三、基础代谢
基础代谢的概念：人体在基础状态下的能量代谢称为基础代谢。单位时间内的基础代谢
称为基础代谢率（BMR）。临床规定基础代谢率的测定应在清晨、醒觉、静卧、禁食12小时
以上，室温在摄氏18～25度的条件下进行，并且应尽可能让受试者当夜睡眠良好，精神安定，
这样就是最大限度地减少了各种影响因素的作用。此时体内能量的消耗主要用于维持心跳、呼
吸等一些最基本的生命活动，机体处于所谓的基础状态。
表 7-2我国正常人基础代谢率平均值（千卡／平方米／小时）“
正常人基础代谢率因年龄、性别不同而有所差异，在相同条件下男性基础代谢率高于女
性，幼年高于成年，年龄越大基础代谢越低。
一般情况下，基础代谢率与表7一2中的正常平均值比较，如相差15％之内，无论是较高或
较低，都属于正常范围，若相差20％以上则属病理变化。在各种疾病中，甲状腺功能的变化总
伴随有基础代谢率的异常。甲状腺功能亢进时，基础代谢率可高于正常平均值20～80％；甲状
腺功能低下时，基础代谢率可低于正常平均值20～40％。因此测定基础代谢率为临床诊断甲状
腺疾病的重要辅助手段。
第二节 体温
人体各部分的温度有所不同，体表温度低于深部。体表不同部位的温度又有一定差异，而
且随外界气温的变化而波动。深部温度比较稳定，生理学上的体温通常都指后者而言。
一、正常体温及其生理变异
人体深部血液的温度可以代表体温的正
常值，但深部血液温度不易测试，实际工作
中常用腋窝、口腔或直肠的温度代表体温，
直肠的温度正常值在摄氏36.9～37.9度之
间，平均为37.5度，比较接近于深部的血
温，由于测试不便，通常只用于婴幼儿。临
床上常用的是口腔和腋窝的温度。口腔（舌
下）温度比直肠低0.3度左右，平均为37.2
度。腋窝温度又比口腔低0.5度左右，平均
为36.8度。
在正常生理情况下，人的体温随昼夜、
性别、年龄、肌肉活动及精神因素而有所变 图7-2 人体温度的昼夜周期变化
动。
1．昼夜变化 正常人体温在一昼夜间
呈周期性波动，清晨2～6时最低，下午2～8时最高，波动幅度一般不超过1℃。这种体温的周
期性变动可能与人白昼活动较多，夜间静息的生活规律，以及代谢、血液循环、呼吸等机能的
相应周期性变化有关（图7-2）。长期夜间工作的人，上述周期性变化可以发生颠倒。
2．性别 女性体温一般高于
男性。我国女性基础状态下的体温
（基础体温）平均为36.7度，男性为
36.4度。女性基础体温还随月经周
期而有规律地波动。经期及排卵前
期体温较低，排卵日体温降至最低，
排卵后期体温回升到较高水平，到
下一次经期开始再次下降（图7一
3）。这种周期性变动，目前认为与
女性激素的分泌周期有关。 图7－3女子基础体温的变动曲线
3．年龄 幼儿体温略高于成人，老年人体温又有下降趋势，这和基础代谢率的年龄差
异是一致的。新生儿，特别是早产儿，由于体温调节功能尚未发育完善，其体温易受环境温
度的影响而发生较大波动，出生数月后才能渐趋稳定。因此对他们应特别注意护理。
4．肌肉活动和精神因素 肌肉活动时，代谢增强，体温升高；剧烈运动可使体温升高
1～2度，运动停止后逐渐恢复。因此测试体温前应让受试者安静一段时间。当人的情绪紧张
时体温也会有所升高。
保持一定体温是人和高等动物进行新陈代谢和正常生命活动的重要条件之一。因为体内
各种化学过程都有酶的参与，体温升高或降低会使酶的活性发生改变，导致机体功能活动的
障碍、甚至危及生命，这就是体温维持正常的重要意义。体温之所以能维持正常范围之内是
体内产热过程与散热过程保持动态平衡的结果。
二、机体的产热与散热
（－）产热过程
机体在新陈代谢过程中是不断产热的。由于各器官的代谢水平不同，所产生热量的多少
也不一样。机体处于安静时，主要产热器官为内脏，其中肝脏代谢最为旺盛，产热最多；运
动或劳动时，肌肉的代谢率显著提高，成为主要产热器官（表7－3）。
由于产热多少决定于代谢水平的高低，故凡能提高代谢率的因素都能使体内产热量增加，例
如交感神经兴奋或肾上腺素、肾上腺皮质激素分泌的增多，均能促进新陈代谢，提高产热量。
前一节中所讲过的那些影响能量代谢的因素也都对产热有相应影响。
表7－3几种组织在安静和活动情况下的产热量百分比
（二）散热过程
机体主要散热部位为皮肤。体内器官代谢所产生的热，由不断循环着的血液带到皮肤，通过
辐射、传导、对流、蒸发等方式向外环境散发。此外，还有小部分热量通过肺、肾、消化道
等途径，随呼吸、尿及粪便散发到体外。在温和气候、轻体力劳动的条件下，一个人产热量
每日约3,000千卡，通过各种途径和方式散热量的百分比大体如表7－4。
表7－4机体的散热方式及其所占比例
皮肤散热方式有以下几种：
1．辐射散热 这是机体以红外线辐射形式将其热量传给四周较冷物体的一种散热方式。
辐射散热量的多少取决于皮肤与环境之间的温度差以及机体的有效辐射面积。皮肤温度高于
环境的温度差越大，有效辐射面积越大，通过辐射所散发的热也越多。当环境温度高于皮肤
温度时，人体不仅不能通过辐射散热，而且会接受来自环境的辐射热。
2．传导与对流散热 机体的热量直接传导同它接触的较冷物体称为传导散热。这种方
式散热的速度，除决定于人体和所接触物体之间的温度差外，还决定于所接触物体的导热性。
人体日常所接触的衣、被、木质家具等都是热的不良导体，所以人体通过传导散热的量较少。
水的导热性良好，临床上常用冰袋或冰帽给高烧病人降温，就是这个道理。
对流是传导散热的辅助方式，人体周围直接与皮肤接触的空气，由于接受人体的传导散
热，其温度逐渐接近于皮肤的温度，通过空气的对流，可使这部分空气移动而将热量带走。
因此，加强空气的对流能够提高传导散热效率。
3．蒸发散热 水蒸发为水蒸气所吸收的热量称为汽化热。37度时1克水蒸发的汽化热为
0.58千卡。蒸发散热就是指通过皮肤或粘膜表面水分蒸发带走热量的一种散热方式。人体蒸
发散热有两种形式：不感蒸发和发汗。
（l）不感蒸发：体内水分可直接透出皮肤和呼吸道粘膜进行蒸发，由于不为人所知，称
为不感蒸发，亦称不显性发汗。它和汗腺的活动无关。不感蒸发是持续不断蒸发的，一人一
日蒸发约1,000毫升。其中通过皮肤蒸发的约600～800毫升，通过呼吸道蒸发的约200～400毫
升。当环境温度升高，人体活动增强时，不感蒸发也随之增加；当环境温度降低时，不感蒸发
则减少。临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发所丢失的体液量。
（2）发汗：这是指汗腺分泌汗液。当环境温度接近或高于皮肤温度时，将主要依靠汗液
的蒸发散热。在安静情况下，环境温度升高到30度左右时，人即开始发汗，此外，当人体剧烈
活动，产热大量增加，通过其他方式不能满足时，也要通过发汗来散热。因此，发汗是人体重
要的体温调节反应之一。