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<div class="chapter" num="8">
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<!-- 2页 -->
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<h1 class="firstTitle-l">第七章 能量代谢与体温及其调节</h1>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0023-02.jpg" style="width:80%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="center"><span class="bold">素质目标</span></p>
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<p class="content">（1）理解体温调节机制对机体的意义，为发热疾病的康复保健打下坚实的生理学基础。</p>
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<p class="content">（2）做好发热疾病护理的健康宣教。</p>
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<p class="content">（3）具备服务于社会的奉献精神和职业素养，培养医者仁心的情怀。</p>
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<p class="center">........................</p>
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<p class="center"><span class="bold">知识目标</span></p>
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<p class="content">（1）掌握：机体能量的转化和利用；影响能量代谢的主要因素；基础代谢率的概念及临床意义；体温的生理变动；机体产热方式及产热活动的调节；机体散热方式及散热活动的调节。
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</p>
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<p class="content">（2）熟悉：能量代谢的概念；能量代谢的测定原理；体温调节的机制；体温调定点学说。</p>
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<p class="content">（3）了解：机体能量的来源；能量代谢的测定方法；体表温度和体核温度。</p>
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<p class="center">........................</p>
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<p class="center"><span class="bold">能力目标</span></p>
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<p class="content">（1）能解释某些疾病如甲状腺功能亢进症患者出现怕热、多汗等临床症状的原因。</p>
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<p class="content">（2）能对发热患者进行合理的物理降温。</p>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0023-03.jpg" style="width:80%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="titleQuot-1">【案例】</p>
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<p class="content">患者，女性，44岁。主诉心悸、烦躁、多汗、怕热、消瘦及疲乏。心率120次/分，B超示甲状腺弥漫性、对称性肿大。实验室检查发现其基础代谢率及血清T<span
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class="sub">3</span>、T<span
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class="sub">4</span>含量均高于正常范围，确诊为甲状腺功能亢进症（甲亢）。此病由甲状腺激素过度分泌引发，患者出现的怕热、多汗、消瘦及疲乏等表现，均是甲状腺激素促进体内能量代谢增强，产热增多所致。
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</p>
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<p class="titleQuot-1">【问题】</p>
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<p class="content">1．人体内能量代谢是如何进行的？</p>
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<p class="content">2．体内能量代谢受哪些因素的影响？</p>
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<span class="header-title">第七章 能量代谢与体温及其调节</span>
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<p class="center"><img class="g-pic" src="../../assets/images/0024_01.jpg" alt="" /></p>
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<p class="content">
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新陈代谢是生命活动最基本的特征之一，包含物质代谢和能量代谢两个方面。生物体在新陈代谢活动中，伴随物质代谢，其能量的释放、转移、贮存及利用等被称作能量代谢（energy
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metabolism）。能量代谢转化的最终形式是热能，主要用于机体体温的维持。在环境温度和机体活动发生变化时，机体可通过体温调节机制对机体的产热和散热过程进行调节，以保持体温的正常和稳定。
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</p>
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<h2 class="secondTitle">第一节 能量代谢</h2>
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<h3 class="thirdTitle">一、机体能量的来源、转化和利用</h3>
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<p class="titleQuot-1">（一）机体能量的来源</p>
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<p class="content">机体所需的主要能量源自食物内糖类、脂肪及蛋白质所含的化学能量。三磷酸腺苷（adenosine
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triphosphate，ATP）是这些物质在生物氧化过程中合成的一种高能化合物。当机体需要能量时，ATP被水解为二磷酸腺苷（adenosine
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diphosphate，ADP），同时释放出能量供机体利用。在体内，ATP既是直接的供能物质，也是能量储存的重要形式。</p>
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<p class="content">
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人体各项活动的能量需求，主要依赖体内摄入的三大营养物质氧化分解释放的化学能来供给。在正常生理状态下，机体所需的能量中，50%～70%由糖类供应，而其余部分则主要由脂肪来承担。只有在某些特殊条件下，如长时间无法摄取食物或能量消耗异常巨大，导致糖类和脂肪无法满足机体能量需求时，机体才会启动蛋白质的分解来补充能量。
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</p>
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<p class="content"><span
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class="bold">1．糖类</span> 是机体主要的能量来源。食物中的糖类在消化过程中被分解成单糖，其中，葡萄糖占被吸收单糖的80%左右，通常所说的血糖就是血液中葡萄糖的浓度。根据体内的氧供应状况，糖类的代谢路径会有所不同。在氧气充足的情况下，葡萄糖会经历有氧氧化过程，完全分解为二氧化碳和水，同时释放出大量的能量。然而，在机体缺氧或骨骼肌因剧烈运动而处于相对缺氧的状态时，主要的能量供应方式则转变为糖酵解，此时葡萄糖在无氧条件下分解为乳酸，并释放少量的能量。
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</p>
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<p class="content">
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体内大部分的糖类都以糖原的形式储存于肝和肌肉中，成为肝糖原和肌糖原。肝糖原虽然储存的能量相对较少，但其主要功能是维持血糖浓度的稳定。相比之下，肌糖原则主要用于满足骨骼肌在突发或高强度活动时的能量需求。生理情况下，脑组织的代谢水平很高，耗氧量也较高，但脑组织中糖原储备很少，其能量均来自于糖的有氧氧化，因此脑组织对缺氧非常敏感。当机体遭遇缺氧或血糖浓度显著下降时，可能会引发脑功能活动受阻，表现为头晕，而在极端情况下，甚至可能导致意识丧失。
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</p>
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<p class="content"><span
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class="bold">2．脂肪</span> 脂肪在体内的主要功能是储存和供给能量。一般情况下，人体所消耗的能量有30%～50%来自脂肪。一般成年人在经历24小时的饥饿后，体内储备的肝糖原便会被消耗殆尽，而储存的脂肪能够持续为机体提供能量，维持时间长达10天至2个月。当机体能量需求增加时，脂肪可通过有氧氧化途径补充糖类供能的不足。体内的脂肪大致分为组织脂质和储存脂质两类。组织脂质主要包括磷脂、胆固醇等，它们是构成机体细胞的重要成分，并不能直接作为能源物质。而储存脂质则主要为脂肪，通常积聚在皮下组织、肠系膜等区域。当机体需要能量时，这些储存的脂肪能够迅速分解为甘油和脂肪酸，并通过血液循环输送到各个组织进行利用。在氧化分解的过程中，脂肪能够释放出大量的能量，约为糖原或蛋白质分解时释放能量的两倍。此外，脂肪酸在氧化后会产生大量的乙酰辅酶A，这些乙酰辅酶A会进一步转化为酮体，因此，长期处于饥饿状态的人容易发生酮症酸中毒。
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</p>
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</div>
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生理学
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<p class="content"><span
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class="bold">3．蛋白质</span> 蛋白质主要用于构成细胞成分或形成酶、激素等生物活性物质，其基本组成单位是氨基酸。正常情况下，蛋白质并不作为能量来源被利用。仅在特定情况下，如长时间无法进食或体内糖原与脂肪储备大量减少时，机体才会依赖分解组织蛋白质产生的氨基酸来提供能量，以确保基本的生理功能得以维持。蛋白质在体内并不能实现完全氧化，其部分未完全氧化的代谢产物会以尿素、尿酸、肌酸等形式，通过肾排出体外。
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</p>
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<p class="titleQuot-1">（二）机体能量的转化和利用</p>
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<p class="content">
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体内各种能源物质氧化分解时释放的能量，超过半数会直接转换成热能，用于保持体温并散发至体外；而剩余不足一半的能量，则会以高能磷酸键的形式，储存于ATP和磷酸肌酸（creatine
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phosphate，CP）中。需要消耗能量时，ATP的一个高能磷酸键断裂，转变为ADP，同时将大量能量释放出来。当体内物质分解产生的能量过剩时，ATP的浓度会上升，进而触发ATP的水解反应，使其高能磷酸键转移至肌酸（creatine，C），生成CP，后者将能量贮存起来。相反，当组织细胞对能量的需求增加，导致ATP浓度下降时，CP会释放其储存的能量，转移给ADP以合成新的ATP。尽管细胞内CP的含量远超ATP，特别是在肌肉组织中更为显著，CP含量达到ATP含量的3～8倍，但CP本身并不直接为细胞的生命活动供能。因此，CP被视为ATP的一个重要能量储备库。机体依赖ATP分解所释放的能量来执行各种生理功能，包括但不限于肌肉收缩、物质跨膜主动运输、腺体的分泌及神经传导等。ATP的合成与分解是体内能量释放、转移、贮存和利用的关键环节（图7-1）。
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</p>
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<div class="qrbodyPic">
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<img src="../../assets/images/0144-01.jpg" style="width:80%" alt="" active="true" />
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<p class="imgdescript-l-b">图7-1 体内能量的释放、转移、贮存和利用</p>
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<p class="imgdescript">注：Pi.无机磷酸。</p>
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<span class="header-title">第七章 能量代谢与体温及其调节</span>
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<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
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</div>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0029-01.jpg" style="width:80%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="center"><span class="bold">肥胖</span></p>
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<p class="quotation">
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肥胖能够诱发多种健康问题，如心血管疾病、血脂异常及糖尿病等。因此，在日常生活中，个体应当依据自身生理条件和运动强度来调节能量摄入，确保身体维持在一个健康的能量平衡状态。医学上，常采用体重指数和腰围作为评估肥胖程度的简便指标。体重指数通过体重（千克）除以身高（米）的平方来计算，其偏高主要揭示了整体性的体重超标及肥胖状况。针对我国成年人，体重指数超过24则被视为超重，达到28则被定义为肥胖。而腰围则主要反映了腹部脂肪的堆积情况，建议成年男性腰围控制在85cm以内，女性则不应超过80cm。
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</p>
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<h3 class="thirdTitle">二、能量代谢的测定</h3>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0145-01.jpg" style="width:30%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="titleQuot-1">（一）测定原理</p>
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<p class="content">
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体内的能量代谢遵循能量守恒的基本原则，意味着食物中的化学能在转化为热能和对外做功的过程中，其能量总量保持不变。通过测量个体在一定时期内消耗的食物中所蕴含的能量，或者评估该时期内个体产生的热量及完成的外部功，来估算其能量代谢率（energy
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metabolic
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rate，EMR），即单位时间内机体所消耗的能量总量。由于精确测定食物消耗量颇具挑战，实际操作中更常采用测量机体在特定时间段内释放的能量来计算能量代谢率。如果不考虑机体对外界所做的功，那么在相应的时间段内，机体产生的热量就等于其消耗的总能量。因此，为了获取能量代谢率，可以让受试者在测量前后的规定时间内不进行任何外部做功活动，只需测量其在单位时间内的产热量即可。
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</p>
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<p class="titleQuot-1">（二）相关概念</p>
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<p class="content">为了计算机体的能量代谢率，需要掌握几个与能量代谢密切相关的概念，它们分别是食物的热价、氧热价和呼吸商。</p>
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<p class="content"><span class="bold">1．食物的热价</span> 1g食物通过氧化过程所释放的能量为该食物的热价（thermal
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equivalent），进一步细分为生物热价和物理热价两种。生物热价指食物在生物体内经过氧化分解所释放的热量，而物理热价则指食物在体外完全燃烧时所产生的热量。表7-1列出了三种主要营养物质的热价。糖类和脂肪的生物热价与物理热价是相等的，而蛋白质则不然，其生物热价低于物理热价，这是因为蛋白质在生物体内无法被完全氧化，部分能量会保留在尿素、肌酐等代谢产物中。
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</p>
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<p class="content"><span class="bold">2．氧热价</span> 食物在氧化分解时，每消耗1L氧气所对应的热量释放量，被定义为该食物的氧热价（thermal
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equivalent of
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oxygen）。这一参数揭示了食物氧化过程中耗氧量与其产热量之间的关联性。因此，可以通过测定特定时间内的耗氧量来估算机体的能量代谢率（表7-1）。利用氧热价计算产热量的公式：</p>
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</div>
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生理学
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<p class="imgtitle">表7-1 三大营养物质氧化时的数据</p>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0146-01.jpg" style="width:80%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="center">某种食物的产热量=该食物的氧热价×该食物的耗氧量</p>
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<p class="content"><span class="bold">3．呼吸商</span> 呼吸商（respiratory quotient，RQ）指单位时间内机体呼出的CO<span
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class="sub">2</span>量与吸入的O<span class="sub">2</span>量的比值。</p>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0146-02.jpg" style="width:50%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="content">无论是通过体内的生物氧化还是体外的燃烧反应，各类营养物质的耗O<span class="sub">2</span>量与CO<span
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class="sub">2</span>产量都取决于该种物质的化学组成。糖类的呼吸商为1.00，脂肪和蛋白质的呼吸商分别是0.71和0.80。呼吸商作为一个指标，能够相对精确地反映机体内各类营养物质氧化分解的比例情况。在日常膳食中，人们的饮食往往同时包含糖类、脂肪和蛋白质，因此，实际呼吸商的数值会在0.71～1.00的范围内波动，其平均值大约为0.85。如果能量主要来源于糖类，那么呼吸商会接近于1.00；若以脂肪为主要供能来源，呼吸商则会趋近于0.71。在经历长时间的饥饿或身体处于高度能量消耗状态时，机体会主要依靠分解蛋白质来提供能量，这时呼吸商会接近0.80。
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</p>
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<p class="content">
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通常情况下，人体所需的能量主要来自糖类和脂肪的氧化分解，而蛋白质所供能量相对较少，往往可以忽略不计。为了便于计算，我们可以根据糖类和脂肪以不同比例混合氧化时所产生的二氧化碳量与氧气消耗量，计算出相应的呼吸商，这个呼吸商称为非蛋白呼吸商（non-protein
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respiratory quotient，NPRQ）。表7-2显示了不同比例糖类、脂肪混合物的非蛋白呼吸商与氧热价。</p>
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<p class="imgtitle">表7-2 不同比例糖类、脂肪混合物的非蛋白呼吸商和氧热价</p>
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</div>
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<span class="header-title">第七章 能量代谢与体温及其调节</span>
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<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
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</div>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0146-03.jpg" style="width:80%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="titleQuot-1">（三）测定方法</p>
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<p class="content"><span
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class="bold">1．直接测热法</span> 是一种通过直接测定机体在特定时段内释放的热量来评估其能量消耗的方法。这一方法要求将受试者置身于一个精心设计的、密闭且隔热效果良好的房间内。在受试者保持安静的状态下，系统会收集并记录其在一定时长内释放出的总热量，从而进一步计算出其能量代谢率。然而，鉴于直接测热技术所需设备的复杂性、操作步骤的繁琐性及其成本的高昂性，该方法主要被应用于科学研究领域。
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</p>
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<p class="content"><span
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class="bold">2．间接测热法</span> 根据定比定律（化学反应中反应物与产物的量之间存在一定比例）的原理，计算出体内物质在氧化过程中释放的能量，并据此得出能量代谢率。但鉴于这一计算过程相对复杂，并且由于蛋白质在日常能量供应中占比甚小，故临床上常采用一种更简化的方法。这种方法通过测量单位时间内机体的O<span
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class="sub">2</span>消耗量和CO<span
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class="sub">2</span>生成量，计算出非蛋白质呼吸商，然后参考对应的氧热价，乘以氧气消耗量，即可得出单位时间内的产热量。据数据显示，中国人在基础代谢状态下，非蛋白质呼吸商大约为0.82，对应的氧热价是20.20
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kJ，用此氧热价乘以所测的耗氧量，即为该时间内的产热量。</p>
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<h3 class="thirdTitle">三、影响能量代谢的主要因素</h3>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0147-02.jpg" style="width:30%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="content">
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能量代谢与物质代谢是同时进行的，所以，任何能够影响营养物质摄取、消化过程、吸收效率、转化机制、生物氧化，以及能量使用效率的因素，都会相应地对机体的能量代谢产生影响。影响能量代谢的关键因素包括肌肉活动、精神活动、食物的特殊动力效应，以及环境温度等。在进行能量代谢测定时，应全面考虑这些因素的影响。
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</p>
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<p class="titleQuot-1">（一）肌肉活动</p>
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<p class="content">
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肌肉活动在影响能量代谢的因素中占据主导地位。当人进行运动或劳动时，其耗氧量会大幅提升（表7-3）。运动强度越大，所需的氧气量就越多，能量消耗也随之增加。在剧烈运动或重体力劳动时，人体产生的热量可激增到安静状态下的10～20倍，并且即便肌肉活动停止后，能量代谢水平仍会在一段时间内维持在较高水平。因此，能量代谢率成为衡量劳动强度或运动强度的一个重要指标。此外，即便机体没有发生明显的躯体运动，为了维持一定程度的肌紧张和姿势，同样需要消耗一定量的能量。
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</p>
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</div>
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生理学
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</div>
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<p class="imgtitle">表7-3 机体不同状态的产热量</p>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0148-01.jpg" style="width:80%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="titleQuot-1">（二）精神活动</p>
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<p class="content">精神与情绪状态对能量代谢有着显著的影响。脑组织血流量大，代谢水平高。据测定，静息时，每100g脑组织的O<span
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class="sub">2</span>消耗量达到3.5ml/min，约为肌肉组织氧气消耗量的20倍。研究表明，人在平静思考问题时，能量代谢率的变化并不明显。然而，当精神进入紧张状态，如烦恼、恐惧或情绪激动时，会伴随无意识的肌肉紧张加剧、交感神经系统兴奋，这会导致调节代谢的激素（如甲状腺激素、肾上腺素和糖皮质激素等）释放量增加。这些变化促使组织细胞的代谢活动加速，从而使产热量明显增多。
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</p>
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<p class="titleQuot-1">（三）食物的特殊动力效应</p>
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<p class="content">
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通常在进食后的1小时左右开始，并持续7～8小时，即便人体处于安静状态，其产生的热量也相较于进食前会有所提升，这种食物刺激机体产生额外热量的现象，称为食物的特殊动力效应（specific
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dynamic
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action）。在三种主要营养物质中，蛋白质引发的食物的特殊动力效应最为突出，其比例可高达30%，而糖类和脂肪的食物的特殊动力效应则相对较低，分别为6%和4%。对于混合性食物而言，这一效应约为10%。尽管如此，关于食物的特殊动力效应的具体机制，目前尚未完全阐释清楚。实验结果显示，通过静脉注射方式将氨基酸注入体内，也能观察到食物的特殊动力效应的存在。然而，当肝被切除后，这一效应便不复存在。因此，有推测认为，食物的特殊动力效应可能与肝内部进行的氨基酸脱氨基作用或糖原合成等生物化学过程密切相关。
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</p>
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<p class="titleQuot-1">（四）环境温度</p>
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<p class="content">
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当人体处于静息状态时，如果所处环境的温度保持在20～30℃，机体的能量代谢率会趋于一个相对稳定的水平。当环境温度下降到较低水平时，人体会采取一系列生理调节措施，如引发寒战反应和增加肌肉紧张度，以提升能量代谢率。相反地，若环境温度高于体温，能量代谢率也会相应上升，这主要是由于体内酶活性增强、生物化学反应速率加快所致。同时，机体会通过增强发汗功能，以及调整呼吸和循环系统的活动程度，来应对这种环境变化。
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</p>
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</div>
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<div class="page-header-right">
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<span class="header-title">第七章 能量代谢与体温及其调节</span>
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<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<h3 class="thirdTitle">四、基础代谢</h3>
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<p class="content">基础代谢（basal
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metabolism，BM）描述的是人体在一种基础状态下的能量消耗情况。这种基础状态指的是在排除了那些能够显著影响能量代谢的关键因素后人体所处的状态，即室温维持在20～25℃，个体处于清晨时段、清醒且保持静卧，没有肌肉活动和精神压力，同时也不受食物摄入及环境温度等其他外界因素干扰的状态。在这种特定状态下，人体所消耗的能量主要用于保障基本的生命活动，此时的代谢水平处于相对稳定的状态。机体在基础状态下单位时间内的能量代谢称为基础代谢率（basal
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metabolic
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rate，BMR）。BMR比一般安静状态时的能量代谢率低，是人体在清醒时的最低能量代谢水平。而当人体进入熟睡且无梦境干扰的阶段时，其能量代谢率相较于BMR会进一步降低8%～10%，这一降低可能与熟睡期间机体的代谢活动减弱，以及肌肉的完全放松有关。
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</p>
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<p class="content">
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研究显示，能量代谢与体表面积基本成正比。为了对不同个体的能量代谢状况进行比较分析，通常采用单位时间内每平方米体表面积所产生的热量作为衡量标准，以此来消除身高、体重等因素对能量代谢率造成的干扰。人的体表面积则可以通过结合身高与体重这两个关键指标来推算得出。测量和计算体表面积时常采用下面的计算公式：
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</p>
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<p class="center">体表面积（m<span class="super">2</span>）=0.0061×身高（cm）+0.0128×体重（kg）-0.1529</p>
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<p class="content">
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另外，体表面积还可以直接通过体表面积测算图（图7-2）来求得。具体方法是：将受试者对应的身高和体重在两条列线上分别标记，并连接这两个点形成一条直线，这条直线与体表面积列线相交的位置，即代表了该受试者的体表面积。
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</p>
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<p class="content">
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在临床实践中，通常会采用一种简化方法计算基础代谢率，这种方法设定混合饮食的呼吸商为0.82，并据此确定对应的氧热价为20.20kJ/L。通过测量特定时间段内的耗氧量，以及个体的体表面积，即可计算BMR。
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</p>
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<div class="qrbodyPic">
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<img src="../../assets/images/0149-01.jpg" style="width:50%" alt="" active="true" />
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<p class="imgdescript">图7-2 体表面积测算图</p>
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</div>
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</div>
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</div>
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生理学
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<p class="content">例如，在基础状态下，某受试者在1小时内消耗的氧气量为12L，其体表面积为1.5m<span class="super">2</span>，则其BMR为：</p>
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<p class="center">20.18 kJ/L ×12 L/h÷1.5m<span class="super">2</span>=161.4 kJ/（m<span
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class="super">2</span>·h）。</p>
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<p class="content">
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BMR受性别、年龄等生理因素的影响而产生变化。随着年龄的增长，代谢率会逐渐下降。在相同条件下，男性的BMR平均值普遍高于女性；幼儿的BMR也高于成人。我国正常男、女各年龄组BMR的平均值如表7-4所示。
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</p>
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<p class="imgtitle">表7-4 我国正常人BMR的平均值 单位：kJ/（m<span class="super">2</span>·h）</p>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0150-01.jpg" style="width:80%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="content">
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在临床上，为了判断测定结果的准确性，通常会将个体的基础代谢率与同性别、同年龄段的正常参考值范围进行对比。这种对比是通过计算实测值与正常平均值之间的百分比差异来进行的。通常情况下，如果基础代谢率的实测值与正常平均值相比，差异在±10%～±15%区间内，则被认为是正常的范围。而当差异超过20%时，表明可能存在某种病理状况。
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</p>
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<p class="content">
|
甲状腺功能障碍通常会伴随基础代谢率的波动。当甲状腺功能亢进时，BMR可能会比正常值高出25%～80%；相反，在甲状腺功能减退时，BMR可能会低于正常值20%～40%。因此，BMR的测定是临床辅助诊断甲状腺相关疾病的一种重要方法。此外，还有一些其他疾病也可能导致BMR的变化。例如，肾上腺皮质及腺垂体功能减退、肾病综合征，以及病理性饥饿等情况，可能会导致BMR降低。相反，糖尿病、红细胞增多症、白血病，以及伴有呼吸困难的心脏病等，则可能使BMR升高。另外，当人体发热时，BMR也会随之上升，一般而言，体温每升高1℃，BMR大约会增加13%。
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</p>
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<h2 class="secondTitle">第二节 体温及其调节</h2>
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<h3 class="thirdTitle">一、体温</h3>
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<p class="content">
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正常情况下，人体依赖于其体温调节机制来平衡产热与散热过程，确保体温维持在一个相对稳定的范围内，这是内环境稳态的重要表现，是机体进行新陈代谢和正常生命活动的必要条件。机体的温度分为体表温度（shell
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temperature）和体核温度（core temperature）。</p>
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<span class="header-title">第七章 能量代谢与体温及其调节</span>
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<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
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<p class="titleQuot-1">（一）体表温度和体核温度</p>
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<p class="content"><span
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class="bold">1．体表温度</span> 体表温度指皮肤和皮下组织的温度。体表温度不稳定，波动幅度大，易受环境温度或机体散热的影响。此外，皮肤温度也受皮下脂肪组织厚度和局部血流量的影响。
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</p>
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<p class="content"><span
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class="bold">2．体核温度</span> 体核温度即临床所说的体温，指机体深部组织的平均温度，比较稳定，变化幅度小。不同体内器官因其代谢活跃程度的不同，温度也会有所差异。在静息状态下，肝因其代谢活跃而拥有最高温度（接近38℃），随后是脑、心脏及消化腺；而在运动期间，骨骼肌的温度则上升至最高。由于血液循环持续传递热量，使得体内深部各器官的温度趋于一致，因此，血液的温度可以代表内脏器官温度的平均值。
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</p>
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<p class="content">
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由于直接测量体核温度，特别是血液温度较为困难，医学上通常选择直肠温度、口腔温度和腋窝温度作为体温的参考指标。①直肠温度：正常为36.9～37.9℃，它较为接近体核温度且受外界环境温度干扰较小。然而，测量时需确保温度计深入直肠至少6cm，操作相对烦琐，因此在临床实践中并不常用。②口腔温度：正常为36.7～37.7℃，略低于直肠温度，测量时需在口唇紧闭状态下测定舌下温度。尽管测量较为便捷，但进食、饮水，以及口呼吸等因素都可能对其产生一定影响。③腋窝温度：正常为36.0～37.4℃，反映的是腋窝皮肤的温度。由于其测量操作简便，体温计可重复利用并有效避免交叉感染，因此成为测量体温的首选方法。在测量腋窝温度时，被测者需将上臂紧贴胸部，构成一个人工密闭腔体，持续测量5～10分钟，以确保体内深层热量能有效传递至腋窝，从而使腋窝温度尽可能接近体核温度。
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</p>
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<p class="titleQuot-1">（二）体温的生理变动</p>
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<p class="content">在正常生理条件下，体温会受到昼夜节律、性别、年龄，以及其他因素的影响而发生轻微波动，但这些波动的幅度通常较小，一般不会超过1℃。</p>
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<p class="content"><span
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class="bold">1．昼夜节律的影响</span> 除新生儿外，健康成年人的体温在一天之内会有显著的周期性变化，通常在凌晨2～6点达到最低，而在下午1～2点达到最高，这种体温的昼夜周期性波动称为昼夜节律。研究表明，下丘脑的视交叉上核可能是调控体内多种生物节律，包括体温昼夜节律的控制中心。
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</p>
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<p class="content"><span
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class="bold">2．性别的影响</span> 进入青春期后，女性的平均体温相较于男性高出约0.3℃，这一差异可能与女性皮下脂肪较多，导致散热相对较少有关。另外，处于育龄期的女性，其基础体温会随月经周期发生规律性的变动。通常情况下，在月经期和排卵前，体温相对较低，其中排卵日的体温达到最低点，而在排卵之后，体温可上升0.3～0.6℃。故持续监测育龄期女性每日晨起前的基础体温，能够辅助确定排卵的具体日期。现有观点认为，排卵后体温的上升是因为黄体分泌的孕激素具有一种产热效应，这一作用促使机体产生更多热量，进而导致体温升高。
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</p>
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<p class="content"><span
|
class="bold">3．年龄的影响</span> 不同年龄段的个体，其组织器官的能量代谢存在差异，进而导致体温有所不同。通常，儿童及青少年的体温偏高，相比之下，老年人由于组织器官基础代谢速度减慢，体温则相对较低。对于新生儿，特别是早产儿，由于体温调节中枢尚未完全发育成熟，其调节体温的能力有限，因此体温更容易受到外界环境因素的影响。
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</p>
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<p class="content"><span
|
class="bold">4．其他因素的影响</span> 除上述因素外，体温还可能受到肌肉活动、情绪、精神压力、环境温度，以及进食行为等多种因素的影响。因此，在测量体温时，应该充分考虑这些因素，以确保测量结果的准确性。特别是，当肌肉处于活动状态时，其代谢水平会显著提高，导致产热量增加，可能使体温暂时升高1～2℃。所以，在进行体温测量之前，应让受试者保持一段时间的安静状态。对于儿童，还需特别注意避免其情绪激动或哭闹。此外，麻醉药物的使用会导致体温降低，因此，对于接受麻醉手术的患者，需要采取相应的保温措施，以维持其体温稳定。
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</p>
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</div>
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生理学
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<h3 class="thirdTitle">二、机体的产热反应与散热反应</h3>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0152-01.jpg" style="width:30%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="content">恒温动物的体温之所以能保持相对稳定，是因为在体温调节系统的控制下，机体的产热（heat production）和散热（heat
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loss）两个生理过程取得了动态平衡。</p>
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<p class="titleQuot-1">（一）产热反应</p>
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<p class="content"><span
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class="bold">1．主要产热器官（组织）</span> 体内的热量是由三大营养物质在各组织器官中分解代谢产生的。肝和骨骼肌是人体主要的产热器官（组织）。在安静状态下，内脏是主要的热量来源，提供了大约56%的全身总热量，其中肝因其代谢活动最为旺盛而成为主要的产热器官。然而，在运动或劳动过程中，骨骼肌的代谢活动会显著增加，从而成为主要的产热组织。特别是在剧烈运动时，骨骼肌的产热量可以增加到安静状态的40倍，约占机体总产热量的90%。此外，新生儿体内还有棕色脂肪组织参与产热。
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</p>
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<p class="content"><span
|
class="bold">2．机体的产热形式</span> 在安静状态下，机体的产热量大部分来自于全身各组织、器官的基础代谢活动。在寒冷环境中，由于散热量增加，机体主要依靠寒战产热和非寒战产热两种形式增加产热量，使体温保持相对稳定。
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</p>
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<p class="content">
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（1）寒战产热：寒战指在寒冷环境中骨骼肌发生不随意的节律性收缩。在此过程中，屈肌与伸肌会同时收缩，但并不做外功，而是将收缩产生的全部能量转化为热能。在这种状态下，机体的代谢率可能会提升至正常水平的4～5倍。
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</p>
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<p class="content">
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（2）非寒战产热：也称为代谢产热，指通过提升组织代谢率来增加热量的产生。在非寒战产热机制中，棕色脂肪组织发挥着最为关键的作用，其通过代谢产生的热量占据了非寒战产热总量的70%以上。棕色脂肪组织是一种特殊类型的脂质，主要集中于腹股沟区、腋窝，以及颈背部等区域，并且这些部位布满了密集的交感神经末梢。当遭遇寒冷刺激时，交感神经兴奋，同时血液中的儿茶酚胺类激素含量上升，这会促使棕色脂肪组织加强氧化分解过程，从而迅速提升产热量。成年人体内的棕色脂肪组织相对较少，而新生儿体内则较为丰富。由于新生儿体温调节机制尚不完善，不能发生寒战，因而非寒战产热对新生儿的意义尤为重要。
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</p>
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<p class="content"><span class="bold">3．机体产热活动的调节</span></p>
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<p class="content">
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（1）神经调节：寒冷刺激可使位于下丘脑后部的寒战中枢兴奋，经传出神经纤维到达脊髓前角运动神经元而引起寒战；同时，也会引起交感神经系统兴奋，促使肾上腺髓质的活动增强，导致儿茶酚胺等激素的分泌量增加。此外，寒冷刺激还会通过神经系统的调节，促使甲状腺激素的释放量增多，进一步提升机体的产热量。
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</p>
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<p class="content">
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（2）体液调节：甲状腺激素是调节产热活动最重要的体液因素。其作用特点是缓慢而持久。当机体长时间暴露于寒冷环境时，甲状腺的活动会显著增强，导致甲状腺激素大量释放，进而使代谢率提升20%～30%。此外，肾上腺素、去甲肾上腺素，以及生长激素同样具有促进产热的作用，它们的特点是作用迅速，但持续时间相对较短。
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</p>
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</div>
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<span class="header-title">第七章 能量代谢与体温及其调节</span>
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<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
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<div class="bodystyle">
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<p class="titleQuot-1">（二）散热反应</p>
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<p class="content"><span
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class="bold">1．主要散热器官（组织）</span> 人体散热的主要器官是皮肤，大约90%的热量通过皮肤被释放到外界环境中，而剩余的一小部分热量则伴随呼气、尿液及粪便的排放而散发。
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</p>
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<p class="content"><span
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class="bold">2．机体的散热形式</span> 皮肤主要依靠辐射、传导、对流和蒸发四种散热方式散热。若环境温度低于体表温度，大部分体热会通过皮肤以辐射、传导及对流等形式向周围环境释放。而在进行体力活动或运动时，除了这些散热方式会加强外，人体还会通过汗液蒸发的方式进一步散热。相反，当环境温度高于人体表面温度时，蒸发散热便成为唯一的散热方式。
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</p>
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<p class="content">
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（1）辐射：是机体通过发射热射线，将体内热量传递给外界较冷物体的散热过程。在人体处于安静状态且周围环境温度低于皮肤温度的条件下，大约60%的热量会采取这种方式散失到外界。辐射散热量的多少主要受以下因素的影响：①皮肤与外界环境的温差。当皮肤温度高于环境温度时，温差愈大，散热量则愈显著；若环境温度高于皮肤温度，机体不仅无法散发热量，反而可能从环境中吸收热量。②机体的有效散热面积。皮肤的有效散热面积越大，散热效果越明显，如四肢占据较大面积，在辐射散热中起重要作用。
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</p>
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<p class="content">
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（2）传导：是机体通过直接接触的方式，将热量传递给温度较低的物体的一种散热方式。传导散热的效能主要受以下三个要素影响：首先是皮肤与接触物体之间的温差，其次是两者间的接触面积大小，最后是接触物体的热传导性能。传导散热的效果与温度差、接触面积和物体的导热性能均成正比。衣物是热的不良导体，故能有效隔绝传导散热，从而起到保暖作用。另外，人体脂肪的导热性能较低，使得肥胖者体内深处的热量难以传递至体表，因此在高温环境中更易出汗。相反，水和冰因其出色的导热性，在临床上常被用作降温工具，如冰帽和冰袋，以帮助高热患者降低体温。
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</p>
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<p class="content">
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（3）对流：是依赖体表周边空气流动来散失体热的一种散热方式。人体周围通常会环绕着一层薄薄的空气，当体热传递给这层空气后，其温度会上升，密度降低，从而加速流动，并逐渐远离皮肤，带走热量。随后，温度较低的空气会填补进来。这一过程不断循环，促使体热向外界空间散发。对流散热量受风速影响很大，两者呈正相关关系，例如，使用电扇可加速空气流动，进而增强对流散热效果。相反，增加衣物可以降低空气流动，从而减弱对流散热，达到保温的目的。
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</p>
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<p class="content">
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（4）蒸发：是机体借助体表水分的汽化过程来释放热量的方法。在正常体温条件下，皮肤每蒸发1g水大约能够带走2.43kJ的热量。由此可见，体表水分的蒸发是一种极为高效的散热途径。临床上，常常利用这一原理，采用酒精擦拭或温水擦浴等方法，以促进蒸发散热，达到降低体温的效果。蒸发散热的效果受环境温度、气流速度，以及空气湿度的影响。较高的环境温度和较快的风速有利于增强蒸发散热。相反，当空气湿度较大时，蒸发散热会受到抑制，散热量相应减少。因此，人在高温、通风不畅且湿度高的环境中，不仅辐射、传导和对流散热方式受到阻碍，蒸发散热也变得极为困难，这容易导致体内热量积聚，进而可能引发中暑。
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</p>
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<p class="content">
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蒸发散热包括不感蒸发与发汗两种类型。①不感蒸发：指水分直接从皮肤和黏膜（特别是呼吸道黏膜）表面逸出，并在形成明显汗珠之前就已经蒸发掉的一种散热方式，也称不显汗。这种蒸发过程不易被个体察觉，且与汗腺的活动无关，因此不受体温调节机制的直接调控。当环境温度保持在30℃以下时，人体24小时的不感蒸发量大约为1000ml，其中，皮肤蒸发600～800ml，而呼吸道黏膜则蒸发200～400ml的水分。在身体活动增加或体温升高的情况下，不感蒸发的量会相应上升。婴幼儿的不感蒸发速率相较于成人更快，因此，在水分不足的情况下，他们更容易遭受脱水的风险。在进行临床补液治疗时，医生需要充分考虑到不感蒸发所造成的体液损失。有些动物（如狗）不具备分泌汗液的能力，在炎热的天气里，它们主要依靠热喘呼吸，即通过口腔和呼吸道加速水分的蒸发来实现散热。②发汗：是汗腺主动排出汗液的一个生理过程，因为它能被个体所感知，所以也称为可感蒸发。在极度炎热的气候条件下，人体的发汗量在短时间内可迅速达到每小时1.5L。汗液本质上是一种低渗液，因此在大量排汗的情况下，容易导致体内水分过度流失，进而引发高渗性脱水。为避免这种情况导致的电解质紊乱，及时为身体补充水分及氯化钠显得尤为关键。汗液只有在体表蒸发后才能有效促进散热，如果汗液被擦掉或流失，则起不到散热作用。对于那些先天性汗腺发育不良或遭受大面积烧伤的患者而言，他们的发汗功能受损，散热途径受限，因此在高温环境中更容易遭受中暑的威胁。
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</p>
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</div>
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生理学
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<p class="content"><span class="bold">3．机体散热活动的调节</span></p>
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<p class="content">
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（1）皮肤血流量的调节：皮肤血液循环的特点是拥有丰富的皮下静脉丛及众多的动-静脉吻合支，这些特征使得皮肤血流量具有高度的可调节性。通过调整皮肤血流量，能够直接调控皮肤温度，进而影响通过皮肤进行的辐射、传导和对流散热过程。散热量的多少主要取决于皮肤与环境之间的温差，而皮肤温度的高低与皮肤的血流量有关。机体可以通过交感神经系统调节皮肤血管口径，改变皮肤血流量而控制皮肤温度，从而调节机体的散热量。
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</p>
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<p class="content">
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（2）发汗的调节：是一种反射性活动，最重要的发汗中枢位于下丘脑。人体汗腺主要受交感胆碱能神经纤维的调控，因此乙酰胆碱具备刺激汗腺分泌的功能。发汗机制分为温热性发汗与精神性发汗。①温热性发汗：由温热刺激引起，接受交感神经的胆碱能节后纤维支配，主要参与体温调节。②精神性发汗：由精神紧张或情绪激动引起，汗液常见于掌心、足底和前额等处，在体温调节中意义不大。发汗的量与速度还会受到周围环境温度、湿度，以及个体活动水平的影响。正常人在安静状态下，当环境温度达到30℃左右时便开始发汗。如果环境湿度较大，汗液不易被蒸发，体热就不易散失，将会反射性地引起大量出汗；劳动或运动时，即使气温低于20℃也可出现发汗。
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</p>
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<h3 class="thirdTitle">三、体温调节</h3>
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<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0154-01.jpg" style="width:30%" alt=""
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active="true" /></div>
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<p class="content">人类及高等动物能够维持体温的相对稳定，是体温调节机制作用的结果。体温调节机制包括自主性体温调节（automatic
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thermoregulation）和行为性体温调节（behavioral
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thermoregulation）。①自主性体温调节：指在环境温度波动的情况下体温调节中枢会指导身体做出适应性反应，如调整皮肤血流量、触发发汗或引发寒战等，以确保体温维持在一个相对稳定的范围内。②行为性体温调节：指个体在大脑皮质的控制下，采取主动行动来调整体温，如增减衣物或使用空调等设备。这种行为性体温调节是建立在自主性体温调节的基础上，并且是有意识的，旨在补充和加强自主性体温调节的效果。以下主要讨论自主性体温调节。
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</p>
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<p class="content">
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自主性体温调节是指在体温调节中枢的作用下，机体通过调节产热和散热两个生理反应来维持体温相对稳定的过程。自主性体温调节主要是通过负反馈实现对体温的调节，使体温维持在相对稳定的水平，其调节过程见图7-3。在这个控制系统中，控制部分是位于下丘脑的体温调节中枢，受控部分是机体的产热器官（肝脏、骨骼肌和褐色脂肪组织等）和散热器官（皮肤血管和汗腺等）的活动，输出变量为体温。在皮肤及机体深部（包括神经中枢）均有温度感受器，可检测由内、外环境因素变化引起的体温波动，并将信息反馈至体温调节中枢；中枢经过整合作用，发出适当的信息调整受控系统的活动以维持的体热平衡，使体温保持相对稳定。同时机体还能通过前馈控制系统及时启动体温调节机制，避免体温出现大幅波动。
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</p>
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</div>
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<span class="header-title">第七章 能量代谢与体温及其调节</span>
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<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
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<div class="bodystyle">
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<div class="qrbodyPic">
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<img src="../../assets/images/0155-01.jpg" style="width:80%" alt="" active="true" />
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<p class="imgdescript">图7-3 自主性体温调节示意图</p>
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</div>
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<p class="titleQuot-1">（一）温度感受器</p>
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<p class="content">依据所在位置的不同，温度感受器分为外周温度感受器和中枢温度感受器。</p>
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<p class="content"><span
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class="bold">1．外周温度感受器</span> 广泛分布于皮肤、黏膜及内脏对温度变化敏感的游离神经末梢，分为冷感受器和热感受器两种。局部温度上升时，热感受器会兴奋；温度下降时，冷感受器会兴奋。皮肤上的冷感受器数量显著多于热感受器，是后者的4～10倍。这表明，皮肤的温度感受器在体温调节中主要感受外界环境的冷刺激，以防止体温下降。
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</p>
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<p class="content"><span
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class="bold">2．中枢温度感受器</span> 指分布于脊髓、延髓、脑干网状结构及下丘脑等处的神经元，它们对温度变化敏感，可分为热敏神经元和冷敏神经元。局部温度升高时，热敏神经元的放电频率会增加；局部温度降低时，冷敏神经元的放电频率会上升。动物实验显示，在脑干网状结构和下丘脑弓状核区域，冷敏神经元占据主导地位，而在视前区-下丘脑前部（preoptic-anterior
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hypothalamus area，PO/AH）区域，热敏神经元则更为丰富。这些神经元的放电频率对局部脑组织温度仅0.1℃的变化就能产生响应，并且这种响应不会出现适应现象。</p>
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<p class="titleQuot-1">（二）体温调节中枢和效应器</p>
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<p class="content">
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动物脑的分段切割实验表明：下丘脑是体温调节的基本中枢。研究显示：①下丘脑PO/AH区的某些温度敏感神经元，不仅能感受局部脑温的变化，还能整合来自如脊髓、延髓、皮肤及内脏的温度变化信息。由此认为，PO/AH在体温调节中枢中起到了整合温度变化信息的作用。此外，这些神经元能直接感知致热物质、5-羟色胺及某些肽类物质的刺激，进而导致体温调节活动的改变。②下丘脑后部存在战栗中枢，它会对来自皮肤和脊髓的冷刺激信号产生兴奋反应，引起战栗以产生热量。③下丘脑后部还有控制发汗的中枢及调节皮肤血管活动的交感中枢。
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</p>
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<p class="content">
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下丘脑PO/AH区域发出的调控指令，通过广泛的传出路径对产热和散热机制进行调节，具体包括：①借助神经系统，引发骨骼肌紧张度的变化或产生寒战，以增加热量产生。②通过自主神经系统的作用，调节皮肤血管舒张与收缩、汗腺的分泌活动，以及褐色脂肪的分解过程，从而影响散热效率。③利用内分泌系统的活动，调整机体的代谢速率，确保体温维持在稳定状态。
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</p>
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</div>
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生理学
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</div>
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<div class="bodystyle">
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<p class="titleQuot-1">（三）体温调定点学说</p>
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<p class="content">
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人体能够维持体温在37.0℃左右的一个理论解释是调定点学说。这一学说将下丘脑PO/AH中的温度敏感神经元比作体温的“控制器”。当体温与调定点预设的温度相匹配时，表示热敏神经元活动引起的散热速率和冷敏神经元活动引起的产热速率正好相等，即机体的热量产生与散失处于动态平衡中。假设正常的体温调定点被设定在37.0℃附近，若体温上升并超过了这一水平，热敏神经元活动增加，冷敏神经元活动则减少。这时，一个反馈机制会将这种偏差信息传递至控制系统，促使机体增加散热活动而减少产热活动，从而将上升的体温调整回调定点水平。相反的情况发生时，也是通过这一机制进行反向调节（图7-4）。
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</p>
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<div class="qrbodyPic">
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<img src="../../assets/images/0156-01.jpg" style="width:50%" alt="" active="true" />
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<p class="imgdescript">图7-4 体温调定点示意图</p>
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</div>
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临床上由致热源引起的发热可以通过调定点上移理论来解释。以细菌感染所致的发热为例，内生致热原的释放会导致下丘脑PO/AH区域热敏神经元的敏感性下降（温度阈值提升），同时冷敏神经元的敏感性增强（温度阈值降低），这相当于体温调定点发生了上移。假设调定点上移至39.0℃，而实际体温仍为37.0℃，此时体温便低于新的调定点水平。这一差异会促使冷敏神经元更加兴奋，进而增强机体的产热活动并减弱散热活动，直至体温上升至与调定点相匹配的39.0℃。因此，患者在体温升高之前常有畏寒、寒战等症状。当体温达到新的调定点水平（39.0℃）后，人体便在这一较高水平上维持产热与散热的平衡，此时畏寒、寒战症状会消失。在应用解热镇痛药后，如果致热源被有效清除，调定点会恢复到正常水平（37.0℃）。此时，原本39.0℃的体温便成为热刺激，导致热敏神经元兴奋，进而增强散热过程，表现为皮肤血管扩张、出汗等退热症状，体温随之降至37.0℃，并在此水平上重新建立产热与散热的动态平衡。发热时的体温调节功能并未受损，而是由于调定点的上移导致了调节性的体温升高。相比之下，因环境温度过高导致的中暑引起的体温升高，并非源于调定点的上移，而是体温调节功能出现了紊乱。
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<span class="header-title">第七章 能量代谢与体温及其调节</span>
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<p class="right-info">（石树霞）</p>
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