我们如何维持体温.pdf

“简单说科普”征文 单位：中国科学院动物研究所 姓名：薄亭贝 学号：201528010351048 简单说科普：我们如何维持体温 我们如何维持体温 前言： 提到体温，你或许会有一系列问题。夏天到了，你会觉得热， 所以穿裙子或者短裤；冬天你会冷的蜷缩起来或者瑟瑟发抖，这 是为什么？跑步后会出汗，吹空调会凉爽这是为什么？生病了会 发烧又是怎么回事？为什么人类不冬眠也可以度过冬天？要想 回答这些问题，我们就必须了解一下体温及其调节机制。 一、人类的正常体温及生理变动范围 每次生病了，医生都会问你体温正常吗，所以体温是我们健 康的一个指标。人体各处体温一样吗？所说的体温是指哪里的温 度呢？机体深部的体温较为恒定和均匀，称深部体温；而体表的 温度称表层温度，受多种因素影响，变化和差异较大，比如你在 蒸桑拿和游泳时，体表温度差距很大。所以我们通常所说的体温 不是指皮肤表面的温度而是指身体内部的温度。人类正常体温不 是一个具体的温度点，而是一个温度范围。人体不同的部位、不 同的时间温度各不相同。口腔舌下温度为 37℃（范围 36.3－ 37.2℃），直肠温度 37.5℃，腋下温度为 36.5℃（范围 36.0℃ -37.0℃）。一天之中，凌晨时体温最低，下午傍晚时最高，但一 天之内温差应小于 0.8℃。另外，女子体温一般较男子高 0.35℃ 左右。我们一般以口腔、直肠和腋窝的体温为代表，其中直肠体 温最接近深部体温，所以在医院，护士为你量体温一般都以直肠 温度为准。我们在健康状态时，如饮食正常，衣着适宜，人体的 1 简单说科普：我们如何维持体温 体温一般是比较恒定的，即保持在 37℃上下(大致介于 36.2℃～ 37.2℃)，而不因外界环境温度的改变而变化。 二、产热与散热 对于人类来说，体温并不是固定不变的，可随性别、年龄、 昼夜、运动和情绪的变化等因素而有所波动，比如我们考试紧张 可能会觉得热，跑步后会觉得热，但这种改变经常在正常范围内。 人体时刻进行着新陈代谢会产热，如果我们产热不散热的话，我 们体温每小时将会上升 1.2℃。这样的结果就是死亡，所以体温 的维持依赖于产热和散热过程的相对平衡。体温正常时产热量等 于散热量，环境变冷时，为了维持体温就需要产热量大于散热量。 冬天，我们经常会觉得饿的时候就会冷，吃饱了就暖和一些， 所谓的饥寒交迫的原理在哪？在于食物，我们一天当中所摄取的 食物不同，为我们提供的热量也不同，这就是食物的特殊动力作 用。食物在体内氧化产生的热量称为生物热价，比如脂肪的热价 为 38.91kJ，糖和蛋白质的热价均为 17.15kJ。在我国经济最困难 的时期，北方人的冬天是很难熬的，他们缺衣少食，且都是一些 热价低的食物比如玉米面、馒头野菜，御寒能力不足，需要穿很 厚重的大衣保暖。对于物质极度丰富的现在，我们饮食条件好， 摄取肉类蛋白质类等热价高的食物，使得我们的御寒能力升高， 好多女孩子冬天还能穿裙子。对于想要穿的漂亮，但也害怕寒冷 的女性来说，多吃一点肉吧。 我们人类产热的来源是什么呢？机体的物质与能量代谢是 2 简单说科普：我们如何维持体温 在各个组织器官中进行的，因此，体热主要来自这些器官。机体 内产热最多的器官为骨骼肌和肝脏，其次是脑、心和肾。在安静 状态下热量主要来源于肝脏，在运动状态下热量来源于骨骼肌。 产热的方式分为两种，颤抖性产热和非颤抖性产热。前者是指肌 肉收缩，屈肌和伸肌同时收缩，不作功，根据能量守恒，颤抖全 部转化为热量。这个就是冬天你瑟瑟发抖的原因了。后者是非颤 抖性产热，也指代谢产热，最重要的是褐色脂肪产热。褐色脂肪 是一种十分特殊的脂肪，婴幼儿期所占比例较高，随着年龄的增 长，体内褐色脂肪量逐渐减少。普通的脂肪为白色或淡黄色，广 泛分布在体内皮下组织和内脏周围；褐色脂肪为褐色，它主要分 布在人体的肩胛骨间、颈背部、腋窝、纵隔及肾脏周围。当人体 受到寒冷刺激是它会大量产热。此外，代谢产热受到激素的调节， 激素包括甲状腺激素和肾上腺素。 散热主要分为四种：辐射散热，传导散热，对流散热，蒸发 散热。那么机体内部的产热怎么到达体表呢？答案是血液循环。 当血液流经皮肤血管时，全部热量的 90%由皮肤散出，因此皮肤 是人体散热的主要部位。还有一小部分热量，通过肺、肾和消化 道等途径，随着呼吸、尿和粪便散出体外。传导散热是指机体的 热量直接传给与之接触的温度较低物体的一种散热方式，夏天去 游泳，把自己泡在温度较低的水中，让水带走自己的热量就是这 个道理。对流散热是指通过气体流动进行热量交换的一 种散热 方式，吹电风扇的时候，风速越大，散热量就越多。辐射散热取 3 简单说科普：我们如何维持体温 决于皮肤温度与接触物体之间的温度差，当皮肤温度髙于环境温 度时，温度差越大，散热量就越多。反之，若环境温度高于皮肤 温度，则机体不仅不能散热，反将吸收周围环境中的热量。前面 三种都环境温度低于体温，当环境温度高于体温时只能采用蒸发 散热，蒸发是一种十分有效的散热形式，蒸发分为两种，一种是 不感蒸发，体内的水分渗到体表，并没有水珠，我们没有察觉， 但是却在无时无刻不进行着。另一种是可感蒸发即人体出汗，汗 液蒸发带走热量。数据表明，蒸发 100g 的水，可以使一个 70kg 的人体体温下降 1℃。 三、什么在调控我们的体温 无论是人类还是其他动物，我们都会有本能的避开不利环境 的行为。体温也可以行为调控，天气炎热，你会去树荫下面乘凉， 或者去游泳，小动物也会在热的时候去河里冲个凉。冬天，动物 们都会去阳光下晒太阳或者躲进自己温暖的小窝。这些是行为调 控，但是比行为调控更重要的是生理性体温调节。 生理性体温调节，是神经和体液共同控制的一种负反馈调节 系统。什么是负反馈？通俗来说就是上级领导下达命令，下属执 4 简单说科普：我们如何维持体温 行命令；下属执行的情况又反馈给上级，上级领导会重新作出部 署和安排。如血糖降低会促进使胰岛 A 细胞分泌胰高血糖素，在 该激素作用下血糖恢复正常值以后又会抑制胰岛 A 细胞继续分 泌胰高血糖素，避免胰高 血糖素持续分泌引起高血 糖，这就是负反馈调节。 在体温调控系统中，有三 部分组成感受器、效应器、中枢。下丘脑是体温调节中枢负责指 挥，中枢的调节的作用如右图所示： 温度感受器包括皮肤、黏膜等外部感受器和脊髓、延髓内的 热敏神经元和冷敏神经元。效应器是下属执行者，包括产热效应 器和散热效应器：前者有肝脏、骨骼肌、褐色脂肪；后者包括汗 腺、皮肤血管。 具体的调节过程是这样的：皮肤感受到环境的寒冷刺激，信号通 过神经传给下丘脑，下丘脑做出指挥使得甲状腺激素和肾上腺激 素分泌增加，代谢水平提高，增加产热。热刺激也是一样的道理。 虽然人的体温 可以调节，但是也 有极限。常常听新 闻报道有人在雪地 被冻死，或者在全 球变暖的大趋势下，夏季酷暑高温天把人热死的情况。当体温低 5 简单说科普：我们如何维持体温 于 28℃时人会丧失意识，高于 41℃时会神志不清，说胡话等。 低于 22℃或高于 43℃人就会有生命危险甚至死亡。可见，维持 稳定的体温，是机体新陈代谢等生命活动正常的保证。 四、经典学说—体温调定点学说 或许你会有疑问为什么人体温总是在 36.5 摄氏度左右徘徊， 高于这个指就会被认为是发烧。我们可以把自身设想成为一个恒 温箱，这个调定点温度就是一个预设温度。比如我们设为 37℃， 则当该恒温箱温度不到 37℃时，就会开启加热模式，当超过 37℃ 时就开启散热模式。这个类比，可以让我们很好的理解体温的调 节。对于人们来说，调定点说 37℃正常那么 37℃就是正常温度， 只要体温低于这个值，温度效应器就会告诉下丘脑你的体温低于 调定点了，下丘脑就发出指令使产热大于散热，以此来增加体温； 相反当体温高于调定点温度时，体内的散热就大于产热，以此来 降低体温。 既然调节这么高级那 人为什么会发烧呢？这是 由于人们感染了病毒活着 细菌，这些坏家伙对下丘 脑造成了困扰，为了对付他们下丘脑把预设调定点提高了，或许 38 或更高。这时你的体温就低于了调定点温度，温度感受器就 告诉你的中枢你体温低于调定点了，你就感到冷，就必须大量产 热，像颤抖性产热。这也就解释了为什么发热初期病人会出现恶 6 简单说科普：我们如何维持体温 寒、发冷和发抖的现象。但是发烧其实是你的身体在跟病菌做斗 争呢，可别小瞧了它的作用。在临床上，服用退烧药后，使得体 温调定点由 39℃又恢复到 37℃，你的体温高于调定点就开始散 热出汗，逐渐退烧。 结语： 体温是人体健康的一项重要指标，体温过高会导致蛋白质变 性、细胞死亡，体温过低使得新陈代谢水平下降，脏器功能下降。 人体每时每刻的新陈代谢会影响体温，而新陈代谢的正常进行又 依赖于体温。体温调节中枢调节产热和散热过程使体温稳定，而 稳定在什么水平则是调定点说了算。总之，体温调节是动物在长 期进化过程中获得的较高级的调节功能。 7