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了解：机体能量的来源与去路，能量代谢的测定，体温调节。

新陈代谢是指通过机体与环境之间的物质交换和能量交换，以实现自我更新的过程。它是生命的基本特征之一，新陈代谢一旦停止，生命就意味着结束。新陈代谢包括两个相辅相成的过程，即合成代谢和分解代谢。合成代谢是指机体将从环境中摄取的营养物质合成为自身结构并储存能量的过程；而分解代谢是指机体将自身物质分解、氧化并释放能量的过程。由此可见，物质代谢和能量代谢同时发生，通常我们将机体在物质代谢过程中所伴随的能量的储存、转移、利用和释放的过程称为能量代谢。

一、机体能量的来源与去路

（一）能量的来源

机体生命活动所需的能量主要源于体内糖类、脂肪、蛋白质的氧化分解，它们是机体生命活动的主要能源物质。

糖类是人体最主要的能量来源，它能提供给机体所需能量的70%。食物中的糖类经过消化和吸收之后，在体内主要以葡萄糖和糖原两种形式存在。当糖类摄入量大于消耗量时，葡萄糖以肝糖原和肌糖原的形式进行储存，当机体需要时糖原可以转化为葡萄糖维持血糖的相对稳定。葡萄糖可以通过有氧氧化和无氧酵解的途径为组织细胞提供能量。例如，耗氧量大的脑组织主要以葡萄糖的有氧氧化供能，因此，脑组织对缺氧非常敏感，当体内缺氧或血糖浓度过低时可以导致意识障碍、昏迷等。而人体在剧烈运动时骨骼肌相对缺氧，则必须通过无氧酵解获取急需的能量。此外，成熟的红细胞因没有线粒体也主要以无氧酵解的形式获得能量。通常人体内糖原的储存量较少，只有150g左右，当机体处于饥饿状态糖原消耗殆尽，脂肪便成为主要的供能物质。

脂肪是体内仅次于糖类的供能物质，一般情况下，通过脂肪氧化分解为机体提供的能量不超过机体总消耗量的30%。脂肪也是各种能源物质储存的主要形式，在体内储存量很大，可占体重的20%左右，大部分脂肪储存在脂肪组织和肝内。脂肪在体内氧化分解释放的能量是同等重量的糖类的两倍。当机体需要时脂肪首先在脂肪氧化酶的作用下将其分解为甘油和脂肪酸，甘油主要在肝被利用，经酶作用生成3-磷酸甘油后进入糖的有氧氧化代谢途径产生能量或转变为葡萄糖。脂肪酸进入线粒体后经β-氧化逐步分解为乙酰辅酶A，继而进入三羧酸循环，彻底氧化分解为CO2和水并释放大量的能量。由于在这个环节糖类可以转化为脂肪，因此摄入过多的糖类是导致肥胖的原因之一。

蛋白质是由多种氨基酸组成的具有一定空间结构的大分子物质，它的主要功能是构成组织细胞成分、实现组织更新、合成某些生物活性物质。通常情况下机体不把蛋白质作为供能物质，只有在某些特殊情况下，如长期饥饿、疾病或体内糖原和脂肪极度消耗时，机体才会依赖蛋白质提供能量，来维持机体的基本生理活动。

（二）机体能量的去路

机体只能利用食物中糖类、脂肪、蛋白质分子中蕴藏的化学能，当它们在体内被氧化后生成水、二氧化碳和尿素等，同时释放大量的化学能。代谢过程中产生的大部分能量并不能直接被细胞利用，约55%迅速转化为热能，用以维持体温，其余45%的能量用于合成含有高能磷酸键的高能磷酸化合物三磷腺苷（ATP）。ATP广泛存在于人体的一切细胞内，当ATP分解时，其高能磷酸键断裂，ATP水解为二磷酸腺苷（ADP）和磷酸，同时释放大量的能量（生理条件下，1mol的ATP分子水解为ADP可释放51.6kJ的热量），供机体完成各种生命活动所需，如生物活性物质合成、肌肉活动、物质的跨膜转运、腺体分泌和生物电活动等。所以说，ATP既是体内的能量储存库，又是直接供能物质，它的合成和分解是机体内能量储存、转移、利用的重要环节。ATP在机体生命活动中不断地被消耗，同时又由食物的氧化分解释放的能量不断地使ADP磷酸化而不断得到补充，因此人们形象地将ATP誉为“机体的能量货币”。

除ATP外，体内另外一种主要的高能磷酸化合物是存在于肌肉和脑组织中的磷酸肌酸（CP），其所含量为ATP的3～8倍，当机体氧化释放的能量过剩时，ATP将能量转移给肌酸形成CP，CP作为能量的暂时储存形式，而当组织消耗的ATP过多过快时，CP再将储存的能量转移给ADP，快速生成ATP以补充ATP的不足。与ATP不同，CP不是机体的能量直接提供者而是ATP的储存库。

机体内能量的来源、释放、转移、储存和利用之间的关系如图7-1所示。

二、能量代谢的测定

机体的能量代谢也遵循能量守恒定律，当能量由一种形式转化为其他形式的过程中，能量既不增加也不减少。即人体所能利用的营养物质中蕴藏的化学能，与其在体内氧化分解所释放各种形式的热能加上所做的功，按能量来折算完全是相等的。因此，测定能量代谢率可以通过测定机体在单位时间内所消耗的食物，依据食物的热价计算出消耗的能量，也可以测定其单位时间内向外界发散的热量与所做的功，来计算机体在单位时间内所消耗的能量，即能量代谢率。实际上机体在一定时间内所消耗的食物量是很难测出的，忽略所做的功，测量单位时间内机体的产热量就可得到机体的能量代谢率。现在通用能量计量单位是焦耳（J）或千焦耳（kJ）。而能量代谢率的单位通常以单位时间内每平方米体表面积的产热量来表示，即kJ/（m2·h）。测定整个机体能量代谢率通常有两种方法：直接测热法（directcalorimetry）和间接测热法（indirectcalorimetry）。

图7-1　机体内能量的来源、释放、转移、储存和利用之间的关系示意图

（一）直接测热法

直接测热法是让受试者居于一个特殊的隔热小房间内，收集其安静状态下、在一定时间内发散的总热量来计算能量代谢率的方法。直接测热法所使用的设备较为复杂，操作烦琐、困难，故其应用受到很大限制，一般主要用于肥胖和内分泌障碍等方面的科学研究。研究能量代谢常用间接测热法。

（二）间接测热法

依据化学反应的定比定律（即反应物的量与生成物的量呈一定的比例关系），机体内的糖类、脂肪、蛋白质在体内氧化分解时所消耗的O2量与产生的CO2量及释放的热量之间存在一定的比例关系。利用这种定比关系测定受试者在一定时间内产热量的一种方法就是间接测热法。即先算出单位时间内的耗O2量和CO2的生成量再推算食物的消耗量、产热量及能量代谢率。由于食物的化学成分不同，氧化分解时的产热量和耗O2量也会大不相同，因此要利用间接测热法计算能量代谢率还必须了解一些相关概念及计算方法。

1g某种食物在体内氧化（或体外燃烧）时所释放的热量称为该食物的热价，它反映食物与产热量之间的关系。食物的热价分生物热价和物理热价，前者是指食物在体内生物氧化后释放的热量，后者是指食物在体外燃烧释放的热量。糖类、脂肪和蛋白质三种主要营养物质的热价、呼吸商、氧热价见表7-1，其中，糖类、脂肪的生物热价和物理热价相等，而蛋白质的物理热价高于生物热价，这是由于蛋白质在体内不能被彻底氧化，有一部分能量以尿酸、尿素、肌酸等形式排出体外。食物的热价是能量代谢的基础，是临床工作中合理营养配餐的依据。

2.食物的氧热价

食物在氧化时，需要消耗氧，所消耗的氧量与产热量之间存在一定的关系。通常将某种食物在氧化时消耗1L氧所产生的热量，称之为食物的氧热价（thermalequivalentof oxygen）。这个概念应用于整体就可以用耗氧量推算其产热量。某种食物的产热量计算公式为

由于各种物质碳、氢、氧含量不同氧热价也不相同，要推算产热量还需要弄清楚一定时间内氧化分解的食物中糖类、脂肪、蛋白质的百分比，这就需要提出呼吸商的概念来解决。

表7-1　糖类、脂肪和蛋白质三种主要营养物质的热价相关指标

机体从外界环境摄取O2供营养物质氧化分解，同时将产生的CO2排出体外。生理学上将营养物质氧化时一定时间内机体产生的CO2量与消耗的O2量的比值，称为呼吸商（respiratoryquotient，RQ）。即

各种营养物质的化学组成不同，在体内氧化分解时，产生的CO2量与消耗的O2量也不相同，因此呼吸商就各异。

糖类的一般分子式为（CH2O）n，氧化时产生的CO2量与消耗的O2量的分子数相等，因此糖类的呼吸商是1.00；脂肪的种类不同，呼吸商稍有差异，约为0.71。

蛋白质在体内不能完全氧化，其RQ只能间接通过蛋白质分子中的碳和氢被氧化时的需氧量和CO2产量而计算，其值约为0.80。

在日常生活中，人的膳食一般为糖类、脂肪、蛋白质的混合食物，故呼吸商变动在0.71 ～1.00，平均为0.85。根据呼吸商的大小可以推测能量的主要来源及其大致的比例，如果某人呼吸商接近于1.00，说明其能量来源主要是糖类，若其呼吸商偏低接近0.71，则说明机体氧化的物质主要是脂肪。例如严重的糖尿病患者，葡萄糖的利用发生障碍，主要依靠脂肪为主供能，其呼吸商接近0.71。在长期饥饿或身体极度消耗情况下，机体能源主要来自蛋白质的分解，其呼吸商接近于0.8。一般正常混合膳食的人，其呼吸商常为0.85左右。

4.间接测热法的简易测算方法

通常情况下，体内能量主要来自糖类和脂肪的氧化，蛋白质并不参与供能。按不同比例混合的糖类和脂肪所产生的CO2量与耗O2量计算出的呼吸商称为非蛋白呼吸商（nonproteinrespiratoryquotient，NPRQ）（表7-2）。利用这些数据，在临床工作实践和劳动卫生工作实践中，采用简便的测算方法测定能量代谢率。其方法简单易行而且所得结果与理论数值非常接近。只需测出受试者一定时间内的耗O2量和CO2的生成量，求出的呼吸商为非蛋白呼吸商，再从表7-2中查出对应的食物的氧热价，然后利用公式计算产热量，公式为

根据产热量计算出能量代谢率。根据统计资料，基础状态下混合食物的非蛋白呼吸商约为0.82，对应的氧热价则为20.19kJ/L与耗O2量直接相乘，可得出该时间内的产热量。

三、影响能量代谢的因素

影响能量代谢的因素有很多方面，主要有肌肉活动、精神活动、环境温度及食物的特殊动力效应等。

（一）肌肉活动

机体的任何轻微活动，都会提高能量代谢率。特别是肌肉活动，它是影响能量代谢最显著、最重要的因素。人在体育运动或劳动时，由于肌肉活动而引起机体的耗O2量增加，耗O2量与肌肉活动的强度呈正比关系，最多可达安静时的10～20倍。通常把能量代谢率作为评估肌肉活动强度的指标。机体在不同状态下的能量代谢率如表7-3所示。

（二）精神活动

精神和情绪活动对能量代谢影响也较大。安静时脑组织的能量代谢水平很高，据测定，相等重量的脑组织的耗O2量为肌肉组织耗O2量的20倍。人在平静思考问题时能量代谢率变化不大，产热量增加一般不超过4%，但在精神处于紧张状态如恐惧、烦恼或强烈的情绪激动时，由于中枢神经系统的紧张性活动、加强骨骼肌的紧张性以及促进代谢激素的释放增多等原因，使产热量显著增加。因此，测定基础代谢率时，应避免受试者精神紧张。

（三）环境温度

人体安静时的能量代谢率在20～30℃的环境中最为稳定。当环境温度超过30℃时，能量代谢率会显著增加，温度每升高1℃，机体的能量代谢率增加14%。这可能与体内化学反应速度加快、呼吸、循环、发汗功能增强等因素有关。当环境温度低于20℃时，能量代谢率便开始增加，当环境温度低于10℃时，能量代谢率增加更为显著，主要是由反射性地引起寒战以及肌肉紧张性的增加所致。

（四）食物的特殊动力效应

人在进食后的一段时间内，即使在安静状态下，机体的产热量也会比进食前有所增加。这种由食物引起机体产生额外热量的效应，称为食物的特殊动力效应。这种效应从进食后1h左右开始，延续到7～8h。在三大营养物质中，食入蛋白质的食物特殊动力效应约为30%，食入糖类和脂肪的特殊动力效应分别为6%和4%，而食入混合性食物约为10%，可见食入蛋白质的食物特殊动力效应最为显著。食物特殊动力效应产生机制，尚不十分清楚，可能与肝的脱氨基反应有关。

（一）基础代谢的概念

基础代谢是指机体在基础状态下的能量代谢。基础状态是指满足以下条件的一种状态：①清晨、清醒、静卧，未做任何肌肉活动；②空腹（禁食12h以上，前次进餐为清淡食物）；③室温保持在20～25℃；④前夜睡眠良好，测定基础代谢时无精神紧张、焦虑和恐惧。这种状态下能量代谢比较稳定，体内能量消耗只用于维持呼吸、血液循环等基本生命活动的需要。

（二）基础代谢率的测定及其临床意义

基础代谢率（basalmetabolismrate，BMR）是指在基础状态下单位时间内的基础代谢。因基础代谢相对比较稳定，常用基础代谢率作为机体能量代谢水平的评价指标。基础代谢率比一般安静时的基础代谢率低，但不是最低，在熟睡或长期饥饿时机体的各种生理功能减弱至更低水平，能量代谢率更低，但在做梦时可增高。

研究表明，与机体的心输出量、肺通气量等生理活动指标一样，不同大小的个体，其能量代谢量有较大的差异。能量代谢率的高低与体重不成比例关系，而是与体表面积成正比。基础代谢率一般用单位时间内每平方米体表面积的量来衡量，通常以kJ/（m2·h）来表示。基础代谢率一般采用能量代谢测定的简化方法测算，即将基础状态下的非蛋白呼吸商定为0.82，与之相对应的氧热价为20.20kJ/L。因此，只需测定一定时间内的耗氧量和体表面积，即可计算出基础代谢率，即

基础代谢率（kJ/（m2·h））=20.20（kJ/L）×耗氧量（L/h）÷体表面积（m2）

测量和计算体表面积时常采用Stevenson公式，即

此外，还可以在体表面积测算图（图7-2）上直接查出体表面积。在图中分别找出受试者的身高值和体重值，将这两点连成一线，该线与体表面积标尺交点的读数，就是该受试者的体表面积。

我国正常人基础代谢率的平均值见表7-4，基础代谢率随性别、年龄的不同而有所差异。在其他情况相同时，男性的基础代谢率平均值比女性的高，儿童的高于成人的，成人年龄越大，基础代谢率越低。

临床工作中常用基础代谢率的相对值（实测值高于或低于正常值的百分数）进行表示测定的结果。其计算公式为

基础代谢率的相对值=（实测值-正常平均值）/正常平均值×100%

基础代谢率的实测值与正常平均值相差在±15%之内，都属正常范围，相差如果超过±20%时，提示机体能量代谢异常，才可能是病理性变化。很多疾病都伴有基础代谢率的异常，尤其是甲状腺疾病。其他，如脑垂体和肾上腺功能低下患者常伴有基础代谢率降低，而糖尿病、白血病、红细胞增多症患者常会使基础代谢率增高。

临床上甲状腺疾病的辅助诊断方法之一就是测定基础代谢率。甲状腺功能亢进症（甲亢）时机体的耗氧量和产热量均显著增加，基础代谢率可比正常值高出25%～80%，患者表现为体温偏高、喜冷怕热、极易出汗等；甲状腺功能减退症时，基础代谢率可比正常值低20%～40%，患者表现为体温会低于正常、喜热怕冷。

人的体温分为体表温度和体核温度。体表温度是指机体皮肤表面的温度，易受外界环境变化的影响，很不稳定，由表及里产生明显的温度梯度。体表各部的温度因散热和血液循环不同也存在差异，肢体越远端其温度越低。医学上所说的体温是指机体深部组织的平均温度，即体核温度。鸟类、哺乳类，尤其是人类的体温调节机制进化完善，体温相对恒定，为恒温动物。体温恒定是机体进行新陈代谢和一切生命活动的必要条件。人体内进行的各种生化反应都是由酶催化的，酶的活性必须在适宜的温度条件下才能正常发挥作用，体温过高或过低都将影响酶的活性，引起新陈代谢障碍，严重的会危及生命。

一、正常体温及生理变动

（一）体温的正常值

机体深部的温度因各部器官代谢水平的差异略有不同，其中代谢旺盛的肝温度最高约为38℃，胰腺、肾、十二指肠略低，直肠更低。由于血液的不断循环流动，热量不停地交换，机体深部各器官的温度趋于一致，因此，血液的温度可以代表人体深部的平均温度。由于机体深部温度特别是血液温度不易测量，在实际工作中，一般通过测量腋窝、口腔或直肠的温度来代表体温。体温的正常值：腋窝温度的正常值为36.0～37.4℃，由于腋窝不是密闭体腔，测量时被测者要保持腋窝干燥，上臂紧贴胸廓，测量时间一般需要持续10min以上，因其操作简便易行，是生活中常用的体温测量部位；口腔温度的正常值为36.7～37.7℃，一般选择测量舌下温度；直肠温度的正常值为36.9～37.9℃，比较接近机体深部温度。报告体温时，要注明测量的部位。

（二）体温的生理变动

人体的体温是相对恒定的，但在生理情况下，体温会受昼夜变化、性别差异、年龄因素、肌肉活动与精神活动等因素的影响而波动，体温变动幅度较小，一般不超过1℃。

正常成年人在一昼夜之间，体温呈现周期性波动，在清晨2—6时最低，午后1—6时最高，昼夜体温波动幅度正常不超过1℃，把这种因昼夜变化而出现的体温周期性波动称为昼夜节律。目前认为，生物昼夜节律现象主要受下丘脑视交叉上核的控制。

男性体温和女性体温略有差别，青春期后的女性基础体温比男性高0.3℃左右。除性别差异外，女性体温可随着月经周期而发生规律性变化，月经期前体温较高，月经期体温下降0.2～0.3℃，月经期后体温继续小幅度下降，直到排卵时体温又降低0.2℃，排卵日体温最低，此后体温突然升高0.3～0.5℃，并保持体温在此水平到下次月经来潮。体温这种规律性的变化与体内孕激素分泌水平有关。临床上，可通过测定女性的基础体温，来确定受试者有无排卵及排卵日期，为计划生育提供科学依据。图7-3所示为女性月经周期中的基础体温变化。

年龄因素对体温的影响也不容忽视，随着年龄的增长，基础代谢逐渐降低，体温也会逐渐下降，一般来说，大约每增长10岁，体温下降0.05℃。因此，儿童基础体温高于成人的，成人基础体温高于老年人的。老年人因基础代谢率降低，体温偏低，对外界环境适应能力差。新生儿特别是早产儿体温调节中枢发育尚未完善，体温的调节能力弱，易受环境因素变化的影响。在临床工作中要考虑到新生儿和老年人的体温特点注意加强护理，保持适宜的室温。

4.肌肉活动与精神活动

机体在进行劳动和运动时，肌肉活动均会增强，导致能量代谢率增高，热量增加，进而体温升高。此外精神活动紧张性增强也会使机体能量代谢率增加而引起体温升高。因此，临床上测量体温要让受试者先安静一段时间，而给小儿测量体温时应防止小儿哭闹。

二、机体的产热和散热

人体在新陈代谢过程中不断地产生热量，同时又将热量不断地散发出去，机体的产热与散热两个生理过程在体温调节机制控制下保持动态平衡，这样才能维持体温相对恒定。

机体的热量主要源自于机体内三大营养物质进行氧化分解释放出的能量。就机体的整体体温而言，主要的产热器官是内脏器官和骨骼肌。安静状态下，主要的产热器官是内脏器官，其产热量约占机体总产热量的56%，其中肝是代谢最为旺盛、产热量最多的内脏器官。而在劳动或运动时，机体主要的产热器官是全身的骨骼肌，骨骼肌产热量约占机体总产热量的90%，骨骼肌的产热潜力巨大，剧烈运动时，其产热量可增加40倍。

机体有基础代谢产热、骨骼肌运动产热、食物的特殊动力效应产热、寒战产热和非寒战产热多种产热形式。机体安静、处在寒冷环境中时主要以寒战产热和非寒战产热两种形式增加产热量以维持体温。

（1）寒战产热：寒战是指骨骼肌在寒冷环境中发生不随意的节律性收缩，其特点是屈肌和伸肌同时收缩，不做功，能量全部转化为热量。此时机体能量代谢率可增加4～5倍，能量用来补充人体热量散失，以维持机体在寒冷环境中的体温恒定。

（2）非寒战产热：非寒战产热又称代谢产热，是通过提高组织能量代谢率来增加产热的方式。机体热量的另一重要来源是棕色脂肪组织，其代谢产热量约占非寒战总产热量的70%，棕色脂肪组织分布在肩胛下区、颈背部、腹股沟等处，棕色脂肪组织在婴幼儿体内含量稍多。因此，非寒战产热对新生儿的意义尤为重要。寒冷时机体甲状腺激素和肾上腺素等分泌增多，也能直接促进细胞代谢使产热量增加，这部分也属于非寒战产热。

参与机体产热活动的调节因素包括体液调节和神经调节两大类。

（1）体液调节：甲状腺激素是调节机体产热活动最重要的因素。在寒冷环境中，中枢神经系统使甲状腺的活动明显增强，甲状腺分泌大量甲状腺激素，使机体能量代谢率增加20%～30%，甲状腺激素作用特点是产热缓慢，但热量持续时间长。肾上腺素、去甲肾上腺素及生长激素等也可以刺激机体产热，其作用特点是产热迅速，但热量持续时间较短。

（2）神经调节：寒冷刺激促使下丘脑后部的寒战中枢兴奋，引起寒战以增加产热量。寒冷刺激也可使交感神经兴奋，一方面促进肾上腺髓质的活动增强，使肾上腺素和去甲肾上腺素释放增多，使代谢产热量增加。另一方面促进棕色脂肪组织的氧化分解，产热量增加。还可以通过神经-体液调节加强甲状腺功能活动，提高产热量。

机体深部各组织、器官产生的热量，随血液循环均匀地分布于全身各部分。当血液流经皮肤时，全部热量的90%由皮肤散发到空气及周围环境中。因此，皮肤是人体散热的主要部位。当体温高于环境温度时，大部分热量可通过皮肤以辐射散热、传导散热和对流散热等方式向外界散发，而小部分热量则通过呼吸、排尿、排便等途径散发到外界。当环境温度高于体温时，则通过蒸发散热的方式来散发热量。

（1）辐射散热：机体以热射线（一种电磁波）的形式将热量传给邻近较冷物体的一种散热方式。在温和气候情况下，安静时辐射散热量占总散热量的60%，是机体的主要散热方式。辐射散热量的多少取决于皮肤与周围环境之间的温度差及机体的有效散热面积。当皮肤温度高于环境温度时，温度差越大，皮肤的有效散热面积越大，辐射散热量就越多；温度差越小，皮肤的有效散热面积越小，辐射散热量就越少。相反，当环境温度高于皮肤温度时，机体不但不能散热，反而会吸收环境中的热量。

（2）传导散热：机体将热量直接传递给与之接触的温度较低物体的一种散热方式。经传导方式散发的热量多少与皮肤和接触物体之间的温度差、接触面积、接触物的导热性能有关。通常皮肤与接触物体的接触面积越大，温度差越大；接触物体的导热性能越强，传导散热就越快。棉织物、毛织物、泡沫、塑料、木材、脂肪等是热的不良导体，它们传导散热慢。而金属和水是热的良导体，它们传导散热快。临床上利用此原理给高热患者使用冰帽和冰袋进行降温。

（3）对流散热：机体传导散热的一种特殊方式，它是通过与皮肤接触的空气流动而将机体热量散发出去的一种方式。机体将热量传递给与之接触的空气，使空气升温、上升，周围较冷的空气随之流入，这样热量就随着空气的流动散发出去。对流散热量的大小与机体的有效散热面积、皮肤与环境之间的温度差及风速有关。前两者不变的情况下，风速越快，对流散热越快；而风速越小，对流散热越慢。因此，穿棉织物、毛织物有利于保暖，使用电风扇可以降温。

（4）蒸发散热：水分从体表汽化时吸收热量而散发体热的一种方式。当皮肤温度低于或接近环境温度时，皮肤不但不能散热，反而会以辐射散热和传导散热的方式从周围环境中吸收热量，这时蒸发散热便成了唯一有效的散热方式。体表每蒸发1g水可吸收并散发2.43kJ的热量。蒸发散热有两种形式：不感蒸发（不显汗）和感知蒸发（发汗）。

①不感蒸发：水直接透过皮肤或口腔、黏膜表面在未聚成明显的水滴前，就被蒸发的一种散热方式。它不易被察觉，持续弥散地在身体表面进行。一般而言，每天不感蒸发水量大约是1000mL，其中，通过皮肤蒸发的水量是600～800mL，通过呼吸道黏膜蒸发的水量是200～400mL。不感蒸发与汗腺活动无关，受体温和环境温度变化的影响较大，如环境温度不变，体温每升高1℃，不感蒸发的水量就会增加大约15%。临床补液时，应考虑不感蒸发丢失的水量。

②感知蒸发：通过汗腺分泌汗液（即出汗），在皮肤表面形成明显的汗滴，随着汗滴的蒸发把热量带走的一种散热方式。汗液分泌量有很大差异，一般在冬季或低温环境中，汗腺不分泌或汗液分泌量很少。而在夏天或高温环境中，或在劳动以及运动时汗液分泌量可高达1600mL/h。机体通过汗液的分泌与蒸发，可以散发大量的热量，进而防止体内热量积聚而导致体温骤升，这对维持体温相对恒定具有重要意义。无汗症的患者，虽然他们可以和正常人一样耐受寒冷，但在热环境中，由于不能产生汗液，无法蒸发散热，因而容易发生中暑，甚至死亡。

汗液中水分占99%，固体成分不足1%，固体成分中主要是NaCl，还有少量KCl、乳酸及尿素等，人体排出的汗液是低渗液体。当人体大量出汗时除丧失大量的水同时也会损失较多的NaCl，应注意及时补充，在临床造成脱水时，常表现为高渗性脱水。因此，对于一些在通风条件非常差、高温、高湿的环境中工作的人员更要特别注意防暑降温，应注意在补充水的同时补充NaCl，以免引起水和电解质平衡紊乱。

（1）皮肤血流量的变化：皮肤与环境之间的温度差取决于辐射散热、传导散热和对流散热散发热量的多少，皮肤温度的高低又取决于皮肤的血流量。人体皮肤血管主要受交感神经控制，交感神经控制皮肤血管的口径，从而通过调节皮肤的血流量来调节机体热量的散失。当在寒冷的环境中，交感神经紧张性加强，皮肤血管收缩，皮肤血流量骤降，使机体表面仿佛形成了一个隔热器，防止热量散失。在炎热环境中，交感神经紧张性活动则减弱，皮肤小动脉舒张，动-静脉吻合支开放，皮肤血流量大大增加，散热作用增强。环境温度适宜时，机体仅靠调节皮肤血流量来调节体温。

（2）出汗的调节：出汗是一种反射性活动，最主要的出汗中枢位于下丘脑，汗腺受交感神经支配。由温热刺激或剧烈运动时体温升高引起的出汗，称为温热性出汗。温热性出汗见于全身各处皮肤的小汗腺，它的生理意义在于调节体温。由情绪紧张和恐惧等精神因素引起的出汗称为精神性出汗。精神性出汗见于额头、手掌和足底的一些受交感肾上腺素能纤维所支配的大汗腺的分泌活动，它的散热作用小，对体温调节意义不大。在劳动或运动时，这两种类型出汗经常混合出现。

人体通过体温调节调整机体的产热和散热平衡，来使体温维持在一个相对稳定的水平。体温调节包括自主性体温调节和行为性体温调节两种方式。其中，自主性体温调节是不受意识控制的，在体温调节中枢下丘脑的控制下，体温调节通过神经反馈机制实现，例如，改变皮肤的血流量、出汗、寒战及分泌激素等形式来调节体温。自主性体温调节是体温调节的主要方式。行为性体温调节是指机体有意识地通过改变自己的姿势及活动方式来适应环境变化，以维持体温相对恒定。例如，人可通过增减衣物、伸展与蜷缩身体、跺脚、跑步、使用空调来调节体温，行为性体温调节是体温调节的辅助手段。生理学中主要讨论的是自主性体温调节。

体温调节是指皮肤及机体深部的温度感受器接受内、外环境不断变化的干扰信息，将

其传到体温调节中枢下丘脑，经过它的整合作用，再调整受控系统内分泌腺、肝、骨骼肌、汗腺和皮肤血管等组织、器官活动，从而改变机体的产热过程和散热过程，在新的条件基础上达到机体产热和散热平衡，维持体温相对恒定（图7-4）。

（一）温度感受器

温度感受器是对温度变化敏感的感受器。温度感受器按存在的部位分为外周温度感受器和中枢温度感受器。

1.外周温度感受器

存在于人体皮肤、黏膜和内脏器官中，专门对温度变化敏感的游离神经末梢被称为外周温度感受器。外周温度感受器包括冷感受器和热感受器。它们分别对机体局部温度的降低和升高敏感，皮肤上冷感受器较多，是热感受器的5～11倍。因此，皮肤主要是对冷感觉敏感。外周温度感受器除产生温度觉外，还可引起体温调节反应。

2.中枢温度感受器

将分布于中枢神经系统的脊髓、延髓、脑干网状结构以及下丘脑内对温度变化敏感的神经元称为中枢温度感受器。中枢温度感受器包括冷敏神经元和热敏神经元。动物实验研究表明，在下丘脑弓状核和脑干网状结构中以冷敏神经元居多，而在视前区-下丘脑前部（PO/AH），热敏神经元的数目约为冷敏神经元的2倍。中枢温度感受器能够直接感受流经脑和脊髓的血液温度变化，并将温度变化转变为神经冲动传到下丘脑体温调节中枢。

（二）体温调节中枢

体温调节中枢是指中枢神经系统内与调节体温相关的神经元群。根据对多种恒温动物脑的分段切除实验证明：大脑皮层及部分皮层下结构被切除后，只要保持下丘脑及其以下的神经结构完整，动物就具有维持其体温相对恒定的能力。但进一步破坏下丘脑，则动物将不能维持体温的相对恒定。以上实验说明，体温调节中枢位于下丘脑。尤其是视前区-下丘脑前部，它既能感受机体深部温度变化，又能对其他途径传入的温度信号进行整合，同时产生多系统的输出反应，调节产热和散热的过程，使体温保持相对稳定。因此说视前区-下丘脑前部是体温调节的基本中枢。

下丘脑内的神经元主要是通过神经调节途径和体液调节途径对机体的产热机制和散热机制进行调节，从而保证体温的相对恒定。体温调节中枢的调节途径如下：①改变人体的散热量通过交感神经系统调节皮肤血管舒缩反应和汗腺分泌来实现；②改变人体的产热量由躯体神经改变骨骼肌的活动如战栗、肌紧张等来完成；③调节人体的代谢率通过内分泌腺分泌激素（如甲状腺激素、去甲肾上腺素、肾上腺素等）来实现。通过上述复杂的调节途径，使机体温度在内、外环境变化时仍能维持相对稳定。

（三）体温调节原理

当机体的产热和散热发生较大幅度的变动时，体温仍能维持在37℃左右。针对这种现象，体温调定点学说认为，视前区-下丘脑前部的热敏神经元与冷敏神经元起着调定点的作用，相当于恒温装置中的控制器，是调节温度的基准，视前区-下丘脑前部可通过某种机制决定体温调定点（37℃）水平，体温调节中枢就按照这个设定温度进行体温调节，它反映了温度敏感神经元的阈值。即当体温与调定点（37℃）的水平一致时，机体的产热与散热保持平衡；当体温高于37℃时，机体热敏神经元兴奋，散热活动增强，同时抑制产热活动，进而使升高了的体温回落到37℃，恢复产热与散热平衡；当体温低于37℃时，机体冷敏神经元兴奋，产热活动加强，散热活动降低，产热大于散热，体温回升到37℃，又达到了产热和散热平衡。

下丘脑体温调节中枢将体温的调定点一经确定后，就发出信号，使产热和散热在此水平上达到动态平衡。在正常情况下，体温调定点的变动范围很窄，但病理反应时，体温的调定点会发生一定的改变。例如，细菌感染导致的发热，就是因致热原的作用引起机体内一系列的反应，使体温的调定点被重新设置，上移到39℃，这称为重调定。在发热初期体温低于调定点水平，通过寒战、皮肤血管收缩等反应使产热增加、散热减少，直到体温上升到39℃。如果致热因素不消除，产热和散热会在新的体温的调定点水平达到平衡。当致热因素解除后，体温的调定点下移回正常水平（37℃），机体实际体温高于体温的调定点，通过发汗、血管舒张等方式使散热大于产热，体温随之回落到37℃。在此水平上维持产热和散热平衡，体温又恢复正常。解热镇痛药的作用机制，就是使体温的调定点下降，从而使体温恢复到正常水平。图7-5所示为体温调定点的变化对机体的影响。

机体在物质代谢过程中所伴随的能量的储存、转移、利用和释放的过程称为能量代谢。机体生命活动所需的能量主要源于糖类、脂肪、蛋白质，当它们氧化分解时可以释放其中蕴藏的化学能，其中，绝大部分能量以热能的形式释放，相对较少的一部分能量用来完成各种生命活动。无论是哪种形式的能量最终均转化为热能，因此，测量机体单位时间内的产热量就可以得到能量代谢率，通常采用间接测垫法来计算能量代谢率。因为影响能量代谢的因素有很多，如肌肉活动、精神活动、环境温度及食物的特殊动力效应等，所以权衡能量代谢常选择基础状态下，即选用基础代谢率，常采用其相对值。

医学上所说的体温是指机体深组织部的平均温度，即体检温度。按照测量的部位不同，其正常值也不一样。腋窝温度的正常值为36.0～37.4℃，口腔温度的正常值是36.7～37.7℃，直肠温度的正常值是36.9～37.9℃。体温在一定的范围随昼夜变化、性别差异、年龄因素、肌肉活动与精神活动发生生理变化，但是体温始终在体温调节中枢的控制之下通过调节机体的产热和散热平衡而维持相对稳定。安静状态下以内脏产热为主，运动时以骨骼肌产热为主。当环境温度低于体温时，以辐射散热、传导散热、对流散热的方式散发热量，而环境温度高于体温时，则通过蒸发散热的方式来散发热量。

能量代谢　食物的热价　食物的氧热价　呼吸商　食物的特殊动力效应　基础代谢基础代谢率　体温

二、单项选择题

1.下列哪种物质既是重要的储能物质，又是直接供能的物质？（　）