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体温

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简要概述编辑本段

人体外周组织(皮肤、皮下组织和肌肉)的温度称为表层温度,其不稳定,各部位差异较大。在环境温度23°C时,足皮肤温约27°C,手约30°C,躯干约32°C,额部约33-34°C。四肢末梢温度最低,越近躯干和头部温度越高。当气温达32°C以上时,皮肤温部位差变小;寒冷环境中,手、足皮肤温下降显著,头部变化较小。

皮肤温与局部血流量密切相关。寒冷时皮肤血管收缩,血流量减少,皮肤温降低,减少体热散失;炎热时血管舒张,血流量增加,皮肤温升高,增强散热。情绪激动时,皮肤血管紧张度增加,手部皮肤温可骤降(如从30°C降至24°C)。发汗时蒸发散热可使皮肤温波动。

机体深部(心、肺、脑和腹腔内脏等)的温度称为深部温度,比表层温度高且稳定,各部位差异较小。在不同环境中,深部与表层温度分布会改变:寒冷时深部区域缩小,集中于头与胸腹内脏;炎热时深部扩展到四肢。

血液是体内传递热量的重要途径,血液温度可代表重要器官温度的平均值。

正常变动编辑本段

体温呈昼夜周期性波动,清晨2-6时最低,午后1-6时最高,幅值一般不超过1°C,称为昼夜节律或日周期。

女子基础体温月经周期变动,排卵后升高,持续至下次月经开始,与血中孕激素及其代谢产物变化吻合。

儿童体温较高,新生儿和老年人较低。新生儿(尤其是早产儿)体温调节机制发育不完善,易受环境温度影响。

肌肉活动时代谢增强,产热增加,体温升高,因此临床测体温前应让病人安静休息。情绪激动、精神紧张、进食及环境温度变化也会影响体温。

体热平衡编辑本段

机体内营养物质代谢释放的化学能中,50%以上以热能形式维持体温,其余不足50%载荷于ATP,经能量转化与利用最终也变为热能,由循环血液传导到机体表层散发。产热与散热过程在体温调节机制调控下维持平衡。若产热量大于散热量,体温升高;反之则下降,直到重新平衡。

产热过程编辑本段

总产热量包括基础代谢、食物特殊动力作用和肌肉活动产生的热量。基础代谢是产热的基础:正常成年男子基础代谢率约170 kJ/m²·h,女子约155 kJ/m²·h。安静时,机体产热量比基础代谢率高约25%(因维持姿势的肌肉收缩)。食物特殊动力作用使进食后额外产热。骨骼肌产热量变化大:轻度运动时比安静时增加3-5倍,剧烈运动时可增加10-20倍。

寒冷环境中主要依靠寒战增加产热量。寒战是骨骼肌不随意的节律性收缩(9-11次/分),屈肌和伸肌同时收缩,基本不做功但产热量高,可使代谢率增加4-5倍。在寒战之前,先出现温度刺激性肌紧张(寒战前肌紧张),代谢率已有增加。此外,肾上腺素和去甲肾上腺素使产热迅速增加但维持时间短,甲状腺激素则使产热缓慢增加但维持时间长(寒冷几周后,甲状腺激素分泌可增加约2倍,代谢率增加20-30%)。

散热过程编辑本段

人体主要散热部位是皮肤。当环境温度低于体温时,大部分体热通过辐射、传导和对流散热;一部分通过皮肤汗液蒸发;呼吸、排尿和排粪也可散失一小部分。

  • 辐射散热:以热射线形式将热量传给较冷物质,在安静时约占散热总量的60%。辐射散热量取决于皮肤与环境间的温度差及有效辐射面积。
  • 传导散热:热量直接传给接触的较冷物体。因空气、衣服及脂肪等是热的不良导体,传导散热量不大。肥胖者皮下脂肪多,由深部向表层传导的散热量较少。水导热度大,可用冰囊、冰帽降温。
  • 对流散热:通过空气流动交换热量,是传导的特殊形式。风速越大,对流散热量越多。
  • 蒸发散热:1 g水分蒸发可散失约2.4 kJ热量。当环境温度等于或高于皮肤温度时,蒸发成为唯一散热方式。

皮肤血流量由交感神经控制,在温度调节中起重要作用。皮肤血液分布特点:动脉穿透隔热组织在乳头下层形成动脉网,毛细血管弯曲并形成静脉丛,存在大量动-静脉吻合支,使血流量可在很大范围内变动。炎热时交感神经紧张度降低,皮肤小动脉扩张,动-静脉吻合支开放,皮肤血流量增加(最大可达心输出量的12%),提高皮肤温,增强散热。寒冷时交感神经紧张度增强,皮肤血管收缩,血流量剧减,散热量减少。四肢深部静脉与动脉伴行,形成热量逆流交换系统,减少热量散失;炎热时此机制不再起作用。

蒸发散热分为不感蒸发和发汗。不感蒸发在室温30°C以下时相当恒定(12-15 g/h·m²),24小时约400-600 ml,其中一半由呼吸道蒸发。婴幼儿不感蒸发速率比成人大,缺水时更易严重脱水。发汗(可感蒸发)由汗腺分泌,汗液水分占99%,固体成分<1%,主要为氯化钠,也含少量氯化钾、尿素等。汗液是低渗的,大量出汗可致高渗性脱水。发汗是反射活动,由交感胆碱能纤维支配。下丘脑发汗中枢在体温调节中枢附近。温热性发汗在环境温度30°C左右(安静时)开始,主要意义是散热。精神性发汗见于掌心、脚底和腋窝,由精神紧张引起,作用不大。

调节方式编辑本段

恒温动物有完善的体温调节机制,通过调节产热和散热过程维持体温稳定。寒冷时增加产热、减少散热;炎热时减少产热、增加散热。这一过程涉及温度感受器(外周和中枢)、传导通路、体温调节中枢整合,以及效应器反应(如皮肤血管舒缩、汗腺活动、骨骼肌寒战、内分泌激素调节代谢率)。

体温调节是一个生物自动控制系统:下丘脑体温调节中枢(包括调定点神经元)为控制系统,传出信息控制产热器官(肝、骨骼肌)和散热器官(皮肤血管、汗腺)等受控系统,输出变量体温受到内外环境干扰,通过温度检测器(皮肤及深部温度感受器,包括中枢温度感受器)将干扰信息反馈回调定点,整合后调整受控系统活动,维持体热平衡。

温度感受器

  • 外周温度感受器:位于皮肤、粘膜和内脏,包括冷感受器和温觉感受器,均为游离神经末梢。皮肤温下降时冷感受器兴奋,上升时温觉感受器兴奋。冷觉感受器在28°C时发放冲动频率最高,温觉感受器在43°C时最高。
  • 内脏温度感受器:加温腹腔(如43-44°C)可引起呼吸频率和蒸发散热增加。
  • 中枢温度感受器:分布在脊髓延髓脑干网状结构及下丘脑。视前区-下丘脑前部(PO/AH)加温引起散热反应(喘息、出汗),冷却引起产热增加。PO/AH中有热敏神经元(放电频率随局部温度升高而增加)和冷敏神经元(随降温而增加),温度变动0.1°C即可引起放电频率变化,无适应现象。

调节中枢

基本体温调节中枢在下丘脑。PO/AH破坏导致散热反应消失、体温升高;刺激则引起散热反应并抑制寒战。下丘脑后部破坏导致体温下降、产热反应受抑制;刺激引起寒战。但现认为没有明确定位的产热中枢和散热中枢,体温调节是涉及多输入温度信息和多系统传出的高级中枢整合作用。PO/AH是基本部位,可整合温度信息,通过以下途径发出指令:①交感神经调节皮肤血管舒缩和汗腺分泌;②躯体神经改变骨骼肌活动(如寒战);③甲状腺和肾上腺髓质激素分泌改变代谢率。皮肤温度感受器兴奋主要调节皮肤血管舒缩和血流量,深部温度改变主要调节发汗和骨骼肌活动。

调定点学说

该学说认为,PO/AH中有一个调定点(如37°C),偏离时通过反馈系统调整受控系统维持体温恒定。细菌所致发热是由于热原使热敏神经元阈值升高,调定点上移(如39°C),因此发热初期出现恶寒战栗等产热反应,待体温升至新调定点后才出现散热反应。

单胺物质对体温调节的作用

哺乳动物下丘脑体温调节相关神经末梢中含丰富单胺物质。实验表明,5-羟色胺使体温上升并伴有血管收缩和寒战,去甲肾上腺素使体温降低伴外周血管舒张。单胺学说认为,这两种物质在量上的动态平衡可保持体温恒定,但对体温的恒定水平决定作用。

参考资料编辑本段

  • 姚泰, 乔健天. 生理学. 6版. 北京: 人民卫生出版社, 2004.
  • 朱文玉, 王珉. 人体生理学. 2版. 北京: 北京大学医学出版社, 2008.
  • Ganong WF. Review of Medical Physiology. 24th ed. New York: McGraw-Hill, 2012.
  • Guyton AC, Hall JE. Textbook of Medical Physiology. 12th ed. Philadelphia: Saunders, 2011.

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