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生理学基础
1.8.2 第二节 体温

第二节 体温

机体的新陈代谢过程,是以酶促反应为基础的,而酶类必须在适宜温度条件下才具备较高的活性。温度过低或过高,酶的活性都会降低。因此,体温的相对恒定是机体内环境稳态的重要表现,是进行新陈代谢和正常生命活动的重要条件。

一、正常体温及其生理变动

(一)体温的正常值

机体各个部分温度差异较大,可以大致分为表层温度和深部温度。表层温度是指身体表层组织的温度,这部分温度较低,易受环境温度影响。深部温度是指深部组织的温度,这部分温度较高,相对稳定。由于体内各器官的代谢率不同,其温度也略有差异,如肝脏温度最高,直肠较低。但由于血液不停地循环流动,使得深部各个器官的温度经常趋于一致,故血液的温度可代表深部温度的平均值。生理学上所说的体温是指机体深部的平均温度。由于机体深部温度特别是血液温度不易测量,所以临床上通常测量直肠、口腔和腋窝的温度来代表体温。直肠、口腔和腋窝温度的正常值分别为36.9~37.9℃、36.7~37.7℃、36.0~37.4℃。

(二)体温的生理变动

在正常生理情况下,人体体温可随昼夜、性别、年龄、肌肉活动、精神紧张和环境温度等因素而变化,但变化的幅度一般不超过1℃。

1.昼夜节律

在一昼夜之中,人体体温有周期性波动,清晨2~6时最低,午后1~6时最高。体温的这种昼夜周期性波动称为昼夜节律,它是一种机体内在的生物节律,通常认为与下丘脑内的生物钟有关。

2.性别

成年女性体温平均比男性高0.3℃,原因可能是女性的皮下脂肪层较厚,使机体深部的温度不易传到体表散发所致。女性的基础体温(基础状态下的体温)还可随月经周期而变动,月经期至排卵前较低,到排卵日最低,排卵后升高0.2~0.3℃,直至下次月经期来潮(图7-2)。女性基础体温随着月经周期而变化,可能与孕激素在体内周期性变化有关。临床上可通过连续测定成年女性的基础体温来判断有无排卵及排卵的日期。

3.年龄

年龄对体温的影响与基础代谢率的变化相一致,即儿童的体温比成年人稍高,老年人的体温比成年人略低,年龄越大体温越低,而且对环境温度的剧烈变化耐受性差。新生儿特别是早产儿,由于其体温调节机构尚未发育完善,调节能力较差,体温也易受环境影响而变化。因此,对新生儿和老年人应特别注意保温。

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图7-2 女性月经周期中基础体温的变化

4.其他因素

肌肉活动可使体温升高。在剧烈肌肉活动,体温可升高1~2℃。因此测量体温应保持在安静状态。精神紧张、环境温度的变化、进食等情况均能对体温产生影响。此外,麻醉药物能降低机体的体温,所以,对麻醉手术的病人,术中及术后一段时间内都应当注意保温的护理。

二、机体的产热与散热

人体在新陈代谢过程中,不断地产生热量,同时又不断地向环境中散发热量,因此,只有产热和散热两个生理过程保持动态平衡,体温才能够维持相对稳定。

(一)机体的产热

1.主要产热器官

机体的热量来自于体内各组织器官所进行的氧化反应。安静状态下,机体主要的产热器官是内脏。其中,肝脏由于代谢最旺盛,产热量最多,其次是脑。但在劳动或运动状态下,骨骼肌是最主要的产热器官,产热量可达机体总产热量的90%。如寒冷环境中,骨骼肌出现寒战,是机体最有效的产热方式之一。

2.产热活动的调节

凡能提高能量代谢的因素。都可使产热量增加。①体液调节:甲状腺激素是调节机体产热活动最重要的体液因素,寒冷刺激甲状腺激素增多,基础代谢率增高,产热量增多。此外,肾上腺素、生长素等也能增加产热量。②神经调节:交感神经兴奋可使肾上腺髓质激素分泌增多,也可使甲状腺激素分泌增多,因此,代谢率增高,产热量增多。

(二)机体的散热

机体组织器官产生的热量主要通过血液循环带到体表而发散到体外,因此皮肤是机体的主要散热部位。此外,也有小部分热量随呼出气体、尿、粪等排泄物而散发。

1.皮肤的散热方式

有辐射、传导、对流和蒸发四种(表7-3)。

表7-3 皮肤散热方式及实际应用

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(1)辐射散热:是指机体的热量以热射线(红外线)的形式传给外界较冷物体的一种散热方式。是环境温度低于皮肤温度时,机体安静状态下的主要散热方式,占总散热量的60%左右。辐射散热量取决于皮肤与环境之间的温度差,以及皮肤有效的辐射面积等因素。当皮肤与环境间的温差加大,或机体有效辐射面积增加时,散热量增多。

(2)传导散热:是机体将热量直接传给同它所接触的较冷物体的一种散热方式。机体深部的热量可以传导的方式传到机体表层的皮肤,皮肤又可直接传给同它相接触的物体,如衣服、床等。传导散热的多少除与接触面积有关外,还与接触物质的导热性能密切相关。导热性能越好,传导散热的量越多;反之就少。临床上利用冰袋、冰帽等给高热病人降温,其原理就是利用水的良好导热性来加强传导散热。

(3)对流散热:是通过体表周围空气的流动带走热量的一种散热方式,是传导散热的特殊形式。皮肤周围的空气可接受体表的热量而被加热,由于空气不断对流,已被加热的空气流动移走,冷空气流过来补充,因此便可将体热不断散发到外界空间。对流散热的多少受风速影响极大,风速越大,对流散热量也越大。

以上三种散热方式只有在皮肤温度高于环境温度时才能发挥作用。当外界温度升高到等于或高于皮肤温度时,机体不但不能以这些方式散热,相反将以同样的方式从外界环境吸收热量,此时蒸发便成为机体唯一有效的散热方式。

(4)蒸发散热:是指通过蒸发水分而散失体内热量的一种散热方式。每lg水蒸发可带走2.43 kJ的热量,因此,水分蒸发的同时起到散热的作用。临床上用酒精给高热病人擦浴降温就是加强蒸发散热。蒸发散热有不感蒸发和发汗两种。①不感蒸发:是指体内水分透过皮肤或呼吸道黏膜表面,在形成明显水滴之前就被蒸发,人体不易察觉的一种散热方式。不感蒸发与汗液分泌无关,即使处于低温条件也依然存在,且持续进行。室温在30℃以下时,24小时的蒸发量约为1L,其中通过皮肤的约为0.6L,通过呼吸道的约为0.4L。环境温度升高、人体活动增加或发热时,不感蒸发加快。临床给病人补液时,应当注意每日由不感蒸发丧失的液体量。②发汗:是指汗腺主动分泌汗液的一种反射性过程。汗液在皮肤表面有明显的汗滴形成而蒸发,称为可感蒸发。人体安静时,当环境温度升高到30℃左右时即开始发汗;劳动或运动时,环境温度虽在20℃以下,汗腺也可分泌。通过汗液的蒸发而散发大量体热,以防止体热淤积,这种发汗称为温热性发汗。在高温、高湿度和通风条件差的环境中工作时间过久,蒸发散热会减少,可致体温升高,闷热难受,甚至中暑。此外,还有一种由于精神紧张或情绪激动时,导致手掌、足底、前额前处的汗液分泌,称为精神性发汗,但与体温调节关系不大。

汗液的主要成是水,占99%以上,固体成分不到1%。后者主要为NaCl,还有少量KCl、尿素和乳酸等,属于低渗溶液。人体大量出汗时,失水要比失盐严重得多,可导致高渗性脱水。

2.散热的调节

人体主要通过调节皮肤血流量和发汗来调控散热。人在安静状态下,当环境温度升高未超过30℃时,机体只要通过交感缩血管神经兴奋性降低,皮肤血管舒张,增加皮肤血流量,使皮肤温度升高,就可以保持一定的辐射、传导、对流散热效应,使体温不升高。当肌肉活动增强或炎热环境温度升高超过30℃时,在皮肤血管舒张、皮肤血流量增加的同时,还可反射性的引起汗腺的交感神经胆碱能纤维兴奋,汗腺开始分泌,以通过汗液的蒸发来加强蒸发散热,使体温不升高。反之,在严寒环境下,交感缩血管神经兴奋性增高,通过皮肤血管收缩,皮肤血流量减少,以降低皮肤与环境之间的温差,使辐射、传导、对流散热效应减弱,以减少热量的散失,从而保持体温不降低。

三、体温的调节

人体的体温调节,包括自主性体温调节和行为性体温调节两种调节方式。自主性体温调节是指当环境温度变化时,机体在中枢神经系统的调控下,通过改变皮肤血流量、发汗、寒战等生理调节反应,使机体的产热量与散热量达到平衡,从而维持体温相对稳定的生理调节过程,是体温调节的基础。行为性体温调节是指机体在不同的环境温度下,有意识或下意识地通过改变一定的姿势和行为来保温或增强散热的过程,是自主性体温调节的补充。如生火取暖、踏步跺脚、拱肩缩背或使用空调等。自主性体温调节是以神经反射活动为基础的,通过体温调节中枢、温度感受器、产热器官、散热机构等几部分完成的调节。

(一)温度感受器

体内对温度敏感的感受器称为温度感受器。依据其存在的部位,分为外周温度感受器和中枢温度感受器两种。①外周温度感受器是分布在皮肤、黏膜和内脏等处的一些游离神经末梢,对皮肤温度变化速率更敏感。分为冷感受器和热感受器。当局部温度下降或升高时,冷、热感受器分别受到刺激产生兴奋并将信息传入体温调节中枢。②中枢温度感受器是存在于中枢神经系统内对温度变化敏感的神经元,包括热敏神经元和冷敏神经元两种,分别对局部组织温度升高或降低敏感,并将信息传入体温调节中枢。在视前区-下丘脑前部(PO/AH)热敏神经元数量较多,而在脑干网状结构和下丘脑弓状核冷敏神经元较多。

(二)体温调节中枢

体温调节中枢是指中枢神经系统中与体温调节有关的神经元群。实验证明,体温调节中枢最基本和最重要的部位是下丘脑。视前区-下丘脑前部温度敏感神经元既可感受局部温度信息,还可对下丘脑以外部位传入的温度变化信息进行不同程度整合处理,因此,这一区域被认为是体温调节整合机构的中心部位。体温的恒定是通过体内自动控制系统来完成的。下丘脑体温调节中枢传出信息通过控制产热和散热器官的活动,使机体深部的温度维持在一个稳定的水平。

(三)调定点学说

体温调节的调定点学说认为,视前区-下丘脑前部的温度敏感神经元对局部温度的感受有一定的阈值(正常约37℃),此阈值称为体温调节的调定点。体温的调定点也就是控制体温恒定的平衡点,以此为标准调节机体的产热和散热过程并维持体温的恒定。当体温超过37℃时,热敏神经元活动加强,冷敏神经元活动减弱,使机体散热过程加强,产热过程减弱,升高的体温恢复正常;当体温低于37℃时,温度敏感神经元的活动相反,使机体的产热过程加强,散热过程减弱,降低的体温回升至正常。

发热开始时,病人为何出现寒战

根据调定点学说,机体发热可能是由于细菌毒素等致热原使热敏神经元的兴奋性降低,对温度的感受阈值升高,即调定点上移所致。如果调定点由37℃升至39℃,则体温在39℃以下时,血液温度低于调定点而使冷敏神经元兴奋,热敏神经元抑制,致使产热增强,散热减少,病人表现恶寒、战栗、无汗等。当体温升高至39℃(新的调定点)时,才能兴奋热敏神经元,在此水平上保持产热与散热平衡,使体温维持在39℃左右。阿司匹林等退热药的作用就在于阻断致热原,使调定点恢复正常水平。

小结

1.机体新陈代谢包括:物质代谢和能量代谢两个方面。

2.机体供能物质有三类:糖、脂肪及蛋白质,最主要的是糖。

3.影响能量代谢因素主要有肌肉活动、环境温度、食物的特殊动力效应和精神活动四种,最显著的是骨骼肌。测定基础代谢率有清晨、清醒、静卧,空腹(禁食12小时以上),室温20~25℃和精神安宁四个基本条件。

4.机体安静状态下产热器官主要有两个(肝和脑),活动时主要有一个(骨骼肌)。

5.机体主要散热器官为皮肤,有辐射、传导、对流和蒸发四种散热方式。

6.体温的测量部位通常有三个(直肠、口腔和腋窝)。体温生理变动有昼夜节律、性别、年龄、肌肉活动等四种情况。

7.人体体温调节有两种方式,主要为自主性调节,用调定点学说解释。

习题

一、名词解释

能量代谢、基础代谢率、体温、蒸发散热、调定点

二、填空题

1.基础代谢率的实际数值同正常平均值比较,相差在______的,都为正常。其测定是临床诊断______的重要辅助方法。

2.机体主要散热部位是______,散热方式有______、______、______、______。环境温度高于皮肤温度时的散热方式是______。

3.机体的产热器官主要指______、______。安静状态下的主要产热器官是______,运动时产热的主要来源是______,而冷的环境中又主要依靠______来增加产热。

4.环境温度在时______,能量代谢最稳定,环境过高或过低都可使能量代谢______。

5.体温恒定是体内______过程和______过程保持动态平衡的结果。

三、选择题

1.既是贮能物质又是直接供能物质的是( )

A.葡萄糖     B.ATP

C.氨基酸     D.磷酸肌酸

E.ADP

2.衡量能量代谢率的标准为( )

A.kJ/h       B.kJ/身高

C.kJ/体重      D.kJ/(m2·h)

E.kJ/m2

3.用冰袋、冰帽给高热病人降温的原因是( )

A.增加辐射散热     B.增加传导散热

C.增加对流散热     D.增加出汗

E.增加不感蒸发

4.给高热病人使用乙醇擦浴是( )

A.增加辐射散热     B.增加传导散热

C.增加对流散热     D.增加蒸发散热

E.以上都不是

5.对于体温的叙述,错误的是

A.是机体深部的平均温度B.腋窝温>直肠温>口腔温

C.女性排卵期后基础体温略高D.一昼夜中下午1~6时最高

E.剧烈运动或精神紧张时有所升高

6.下列可使体温降低的因素或方法不包括( )

A.出汗       B.皮肤血管扩张

C.放置冰帽     D.酒精擦浴

E.适当运动

四、问答题

1.简述影响能量代谢的因素?测定基础代谢率时应注意什么?

2.简述体温的正常值和生理变异。

3.调定点学说是如何解释体温相对稳定的?