第八章 体温
2011-06-08 18:26:05   来源：   作者：  评论：0 点击：

一、温度感受器
(Thermoreceptors)
温度感受器是感受所在部位温度变化的特殊结构。按其分布位置可分为外周温度感受器和中枢温度感受器；按其感受的刺激又可分为冷感受器(cold receptor)和热感受器(warm receptor)。
（一）外周温度感受器
这种感受器泛指分布于中枢神经系统以外的温度感受器，见于全身皮肤、黏膜、内脏和肌肉等处。当局部温度升高时，热感受器兴奋；反之，冷感受器兴奋。从记录温度感受器发放的冲动可见，大鼠阴囊的冷感受器在28℃时发放冲动频率最高，而热感受器则在43℃时发放冲动频率最高。当皮肤温度偏离这两个温度时，两种感受器发放冲动的频率均逐渐减少。研究表明，冷感受器多于热感受器，尤其是皮肤，冷感受器约为热感受器的10倍，提示皮肤和深部温度感受器的功能主要在于感受冷刺激，防止体温下降为主。
（二）中枢温度感受器
存在于中枢神经系统内的对温度变化敏感的神经元称为中枢温度感受器，具体见于脊髓、延髓、脑干网状结构以及下丘脑等处。用电生理学方法记录单纤维放电时，因局部升温而放电频率增加的神经元称为热敏神经元(warm-sensitive neuron)；因局部降温而放电频率增加的神经元称为冷敏神经元(cold-sensitive neuron)。在下丘脑的视前区-下丘脑前部(preoptic anterior hypothalamus，PO/AH)以热敏神经元居多，而在脑干网状结构和下丘脑弓状核则以冷敏神经元较多。实验证明，下丘脑的两种温度敏感神经元在局部温度变化仅0.1℃时就改变放电频率，而且不出现适应现象。PO/AH中某些温度敏感神经元除感受局部脑温变化外，尚对其它部位如脑干、脊髓、外周等处传入的温度变化信息发生反应。提示中枢和外周的温度信息均可会聚到这些神经元。此外，致热原、单胺类物质以及多种多肽类物质也可直接作用于这些神经元，导致体温的改变。
二、体温调节中枢与调定点学说
(Center of thermoregulation and set-point theory)
体温调节中枢存在于从脊髓到大脑皮层的整个中枢神经系统。在多种恒温动物中采用不同水平横断脑干的实验方法证明，只要保持下丘脑及其以下结构完整，体温就可以维持正常。说明下丘脑是调节体温的基本中枢。
切除下丘脑的动物，其表现很像变温动物。进一步的实验表明，PO/AH是体温调节中枢整合的重要部位。其证据如下：①广泛破坏PO/AH，体温调节反应显著减弱或消失；②PO/AH既是温度感受部位，又是体内各个部位传入的温度信息的会聚部位；③PO/AH对温度信息进行整合的型式相似于整体的体温调节反应的型式；④致热原(pyrogen)等化学物质能直接作用于PO/AH而引起体温调节反应。
关于体温稳态的维持，目前多用调定点学说来解释。该学说认为，体温的调节类似于恒温器的调节，PO/AH的温度敏感神经元可能是起调定点作用的结构基础。这些神经元为调节体温于恒定状态而设定了一个规定的温度值（如37℃），此值即为调定点(set-point)。当体温偏离调定点水平时，机体通过产热和散热活动的改变而促使体温恢复到调定点的水平。任何原因引起调定点改变时，热敏神经元和冷敏神经元的活动便发生相应改变，机体的产热和散热活动在新的调定点水平达到动态平衡，体温即被稳定于这一新水平（图 8-6）。
三、体温调节反应
(Responses of thermoregulation)
当机体处于过冷环境中，可通过增加产热量并减少散热量来维持体温的相对稳定（图8-7）；反之，在炎热环境中，机体减少产热量，增加散热量。外周温度感受器检测到的体温信息经脊神经、脑神经、交感神经及副交感神经等的传入纤维输送到脊髓、脑干，汇同沿路的中枢感受器信息，最后会聚到起调定点作用的神经元，下丘脑体温调节中枢和发汗中枢整合从调定点部位传来的偏差信息后发出指令性传出信号，通过下列多条途径调节效应器的活动：交感神经系统参与皮肤血管舒缩反应、发汗反应和褐色脂肪分解产热，躯体神经系统参与行为性体温调节和寒战，内分泌系统参与代谢水平改变，所有这些活动共同维持体温于恒定水平。

四、体温调节异常
(Abnormalities of thermoregulation)
（一）发热
发热泛指体温超过正常体温上限值的现象，是临床常见的症状之一。发热的原因有感染性发热和非感染性发热。感染性发热由传染病、感染等引起，占发热中的绝大多数。非感染性发热可由变态反应性疾病、组织坏死、恶性肿瘤、基础代谢率增高、环境过热或中枢本身功能异常等引起。
多种蛋白质、蛋白质分解产物和某些其他物质如脂多糖毒素等均能引起PO/AH的调定点上移，体温上升。具有这种作用的物质统称致热原。当体温调节中枢的调定点移到高于正常水平时，所有提升体温的机制包括增加产热和减少散热等开始发挥作用。几小时内体温即可升高到新的调定点水平。例如，感染时致热原可引起PO/AH热敏神经元对温度反应的阈值升高，而冷敏神经元的阈值降低，调定点因而上移（如图 8-6中的40.7℃），于是引起畏寒、代谢增强、皮肤血管收缩、寒战等反应，体温升高到新调定的发热水平并维持之，直至致热因素消除才会出现体温的自然回降。动物实验表明，有些致热原在注射入下丘脑时可直接并立刻作用于体温调节中枢而提升调定点。其它致热原如细菌源性致热原则为间接起作用并需要数小时的潜伏期。
（二）中暑
人体忍耐高温的限度几乎完全取决于空气湿度和最大发汗率。如空气干燥且有足够气流促进快速蒸发散热，人体可在54.4℃的气温中坚持数小时或在130℃的高温下忍耐20min 以上。但如湿度为100%或浸于水中，环境温度升高在34.4℃以上时体温则随之上升。
当体温超过临界温度达到40.6～42.2℃范围时，人体可能发生中暑。如进行重体力劳动，即使环境温度低至29.4～32.2 ℃也会引发中暑。中暑表现为发热、头晕、头痛、胸闷、口渴、腹部不适，有时伴有呕吐、谵妄，如体温未能尽快降低则可有意识丧失。这些症状常常为大汗时水电解质丢失过多引起的循环性休克所加重。高热本身可损伤组织尤其是脑。很高的体温即使只有几分钟有时也是致命的。所以，立即快速降温是当务之急。如酒精擦浴、吹风，甚至于将人体置于冷水中。但要考虑此时可引发寒战而有增加产热的作用。
病理研究发现，死于高热的病人可见局部出血和全身细胞尤其是脑细胞的实质变性。神经细胞一旦损害将是不可逆的。肝、肾和其它器官的损害也是常见的死亡原因。
经常接触高温的人如热带作业人群、矿工、炉前工常会产生热习服，表现为对高温的忍耐能力大大增强。主要生理变化有发汗率增加，血浆量增加，醛固酮分泌增多因而汗及尿中丢失的盐减少等。
（三）低体温
在较低温度下，细胞的新陈代谢减慢，氧气及能量消耗减少，而机体的生理机能并未受损。一旦复温，机体可恢复正常活动。这是自然界许多动物选择过冬的方法。目前医学上已经模拟动物冬眠的原理，创造了低温麻醉法等人工冬眠技术。一般先把病人全身麻醉，再用冰块或水使其体温降至30℃，此时进入了明显的"人工冬眠"状态。这样既有利于医生进行手术，又能减少手术对机体的不良影响。近10年来我国各地已作为常规采用高流量全身灌注，体温控制在30～33℃的浅低温水平。随着技术的进步，浅低温状态下阻断循环2～3 h是十分安全的。对于一些特殊情况，如婴儿复杂心脏畸形矫治术或成人主动脉弓部瘤等，为了手术方便仍然应用深低温停循环技术。冬眠动物对病菌有免疫力，能抵抗辐射，特别是患有癌症的动物在冬眠时，癌症生长极慢。因此利用冬眠激素来配合治疗癌症，将是癌症患者的一大福音。科学家们正在研究控制冬眠的物质。一旦研制成功，科学家就可结合冷冻技术，掌握生命的"发条"，使人能够真正进入"冬眠"。
（四）机体处于极冷环境
若机体浸于冰水20～30min，除非立即救治，否则人体将常常死于心脏骤停；其时体内温度将降至约25℃。如能进行快速体外加温，人体生命常可无恙。
下丘脑调节温度的能力与体温有关。体温如低于34.4℃，调节能力将大为减弱；低于29.4℃，则调节能力将丧失。部分原因是体温每降低5.6℃则细胞代谢产热率降低约２倍。机体反应先是嗜睡、反应迟钝，接着昏迷，这些都抑制中枢神经系统的有意识产热活动并阻止寒战。
当机体暴露于极低气温下，表层组织可被冻伤。这种情形特别容易发生于血液循环不良的耳垂、手指和脚趾。严重时可进一步演变为坏疽，此时需手术切除治疗。
第四节 低温医学
(Low temperature medicine)
低温医学在国内外迅速发展，冷医学技术已在医学领域中广泛应用。目前，低温治疗学正从体表浅在疾患向腔内深部病变的治疗发展。低温生物保存技术日趋系统化、自动化和精确化，应用范围已覆盖细胞、组织、器官、胚胎甚至人体等的贮存。冷冻医疗器械正朝着安全、有效、准确、简便和系列化方向发展。冷冻医疗机理的研究正随着低温生物控制仪和低温生物显微镜的不断完善而深化，所涉及的温度范围已由液氮温区(－196℃)进展到超低温即液氦温区(－269℃)，氩氦超导手术系统的应用更是引起超低温手术和肿瘤治疗的革命。
（广西医科大学 莫书荣）

Summary
The temperature of human body includes core temperature and shell temperature. In physiology, the body temperature means core temperature, i.e., the mean temperature of deep body. In fact, the body temperature is usually indicated by the temperature in the armpit, the mouth (under the tongue) and the rectum. They normally vary from 36.0℃ to 37.4℃, or 36.4℃ to 37.4℃, or 36.9℃ to 37.9℃ respectively. Under normal conditions, the body temperature is easy to be affected by day and night, sex, age, muscle activity and other factors. But its differentiation doesn't often outrun 1℃.
Body heat balance depends on the production and loss of the body heat. The main organs of heat production in human body are the liver, the brain, the heart and the skeletal muscles. The production of heat occurred through basic metabolism, muscle activity, non-shivering, specific dynamic action，and is controlled by neural and humoral factors. The heat is lost largely through the skin. The volume of heat loss from body depends mainly upon the differences in temperature between the skin and the surrounding. The activity of the vessels in the skin controlled by sympathetic nerve can regulate the skin temperature. Skin emits heat to surrounding by means of radiation, conduction, convection and evaporation. In addition, heat loss is also affected by the effective radiative area, thermal conductivity of the object, velocity of wind, sweating, and so on.
Sweating is an active process of sweat gland activity. It is divided into thermal sweating and mental sweating. Sweat gland includes apocrine gland and eccrine gland, especially the latter. The main sweating center is located in hypothalamus.
Thermoregulation includes autonomic thermoregulation and behavioral thermoregulation. Thermoreceptors are divided into peripheral thermoreceptor and central thermoreceptor. They can receive cold and hot stimuli. The information converges to the nervous center, especially PO/AH in hypothalamus. The efferent impulse changes the heat production and the heat loss so as to regulate the body temperature.
Fever, which means a body temperature above the usual range of normal, can be caused by infectious and non-infectious factors. Pyrogens, which are some proteins and their breakdown products or lipopolysaccharide toxins, can cause the set point of the hypothalamic thermostat to rise. Then, more heat production and less heat loss drive the body temperature to a new level. When the body temperature rises to 40.6～42.2℃, the person is likely to develop heatstroke. Its main symptoms are overheating, dizziness, sometimes vomiting and delirium, and eventually loss of consciousness. At this time, the body temperature needs to be decreased immediately. However, in hypothermia, the metabolic rate of cells will slow down and the energy consumption will decrease, which is beneficial to surgery. But if the body temperature is too low, it can be harmful to the body. At present, low temperature medicine is developing rapidly in the world.