第8章 体温.ppt

第二节机体的热平衡 第一节体温的基本概念 第八章机体的体温与调节 第三节体温调节 第一节体温的基本概念 一 机体的正常体温及其相对稳定的意义体温 bodytemperature 人和高等动物都有恒定的温度 体温是机体进行新陈代谢和正常生命活动的必要条件 高等动物 higheranimal 维持体温恒定的功能是在生物进化过程中形成的 变温动物 poikilothermicanimals 低等动物不具备维持体温相对稳定的能力 它的体温随环境温度变化而变化 这种动物只有在适宜温度范围内才能生长 繁殖 进行正常活动 恒温动物 homoiothermicanimals 随着动物的进化 机体的体温调节机构越来越完善 哺乳类等高等动物和人能够在环境温度变化的情况下 通过体内的体温调节机构来维持体温的相对稳定 从而适应环境温度的变化 意义 只有体温维持在相对稳定的水平 体内酶的活性才能保持在正常的水平 机体的新陈代谢和各器官系统的生理功能才能正常进行 二 体温的分类 人体可分为核心和外壳两个层次 前者的温度称为体核温度或深部温度 后者的温度称为表层温度或皮肤温度 1 深部温度 体核温度 coretemperature 指胸腹腔内脏的温度 包括脑在内 由于各个内脏器官代谢水平不同 故各脏器的温度不同 肝温度最高 38 脑次之 肾 胰腺较低 体温 指机体深部的血液温度 它代表了各个脏器温度的平均值 临床上常用直肠温度 口腔温度和腋窝温度来代表体温 一般直肠温度最高 比较接近机体深部温度 约为37 5 口腔温度比直肠温度低0 5 左右 约为37 0 腋窝温度约比口腔温度低0 4 其中直肠温度最接近体核温度 2 表层温度 皮肤温度 skintemperature 皮肤温度又称为皮肤温 皮肤温度的特点 1 明显低于深部温度2 各部位皮肤有明显的温度梯度3 皮肤血管丰富 凡能影响血管舒缩的因素都能改变皮温 随着环境温度的变化 体核和表层温度分布区域的相对比例可出现大幅度的变化 在较冷的环境中体核温度分布区域缩小 主要集中在头部与胸腹内脏 而且体表与体核之间存在着明显的温度梯度 在炎热的环境中 体核温度可扩展到四肢 见下图 三 体温的生理波动 机体深部的温度虽然比较恒定 但不是固定不变的 在正常情况下 体温可随昼夜 年龄 性别 环境温度 精神和体力活动等情况而发生变化 一 昼夜节律 circadianrhythm 人的体温在一昼夜呈现周期性波动 一般清晨2 6时最低 黎明后开始上升 下午2 4时最高 这种以昼夜为周期的节律性波动 称为昼夜节律 这种节律受昼夜节律起搏点 生物钟 的控制 下丘脑的视交叉上核 哺乳类动物昼夜节律的控制部位 二 性别 sex 成年女性体温平均比男子高0 3 并且女性体温随月经周期而变动 排卵日最低 排卵后体温升高约0 3 0 6 可将这种基础体温的改变作为判定排卵日期的标志 排卵后体温升高的原因可能与孕激素有关 三 年龄 age 新生儿及幼儿体温波动较大 原因 体温调节中枢尚未发育完善 老年人代谢率降低 体温比青壮年低 老年人由于体温调节能力差 易受环境温度的影响 四 体力活动与情绪肌肉活动使机体产热量增加 体温升高 精神紧张和情绪激动也可使体温升高 而手术麻醉时 体温降低 故要注意保温 第二节机体的热平衡 人体正常体温的维持 是在体温调节机构的调控下 使产热和散热过程达到动态平衡的结果 一 能量代谢与产热 一 基本概念1 能量代谢 energymetabolism 新陈代谢 metabolism 是机体生命活动的基本特征之一 新陈代谢包括物质代谢和能量代谢 能量代谢 指人体与外界环境之间的能量交换和人体内能量转移的过程 机体的热量来源 主要来自于食物中三大物质的生物氧化 在三大物质代谢过程中 会释放出能量 食物氧化释放的能量50 以上以热量形式变为体热 其余不足50 以化学能贮存于ATP等分子的高能磷酸键中 以供给机体各种生命活动的需要 如 肌细胞的收缩等 但这部分能量最终也要变为热能 用来维持体温 2 产热器官安静状态 主要产热器官是内脏 尤其肝脏 肝脏是代谢最旺盛的器官 其次是脑 心 肾 运动状态 主要产热器官是骨骼肌 故机体内产热最多的器官是骨骼肌和肝脏 在寒冷环境中 由于散热显著增加 机体通过寒战和非寒战产热 1 寒战 shivering 产热 指骨骼肌发生不随意的节律性收缩 其特点是伸肌和屈肌同时收缩 基本上不做外功 此时机体产热量可提高4 5倍 2 非寒战 non shivering 产热 又称为代谢性产热 在代谢组织中 褐色脂肪组织 brownfattissue BFT 产热最多 BFT的细胞内含有丰富的线粒体 表明它具有很高的代谢潜力 此外 还有T3 T4 E和NE分泌增加 产热增加 3 基础状态 清晨空腹 即禁食12 14h 平卧 全身肌肉放松 尽量排除肌肉活动的影响 清醒且情绪安闲 以排除精神紧张的影响 室温20 25 排除环境温度的影响 4 基础代谢 basalmetabolism BM 指机体在基础状态下 维持心跳 呼吸等基本生命活动所必需的最低能量代谢 5 基础代谢率 basalmetabolicrate BMR 指机体在基础状态下每小时 每平方米体表面积散发的热量 kJ h m2 男性略高于女性 儿童 青年高于成年 机体在异常情况下 基础代谢率会发生变化 如 甲亢BMR升高 甲低则相反 二 影响能量代谢的因素 1 肌肉活动肌肉活动 骨骼肌产热量增加 其产热量增加的程度与肌肉活动强度有关 剧烈运动时可使产热量增加10 20倍 另外 脑力劳动时 通过神经调节 使骨骼肌肌紧张加强 肾上腺髓质分泌激素 产热增加 机体不同状态时的能量代谢率 状态产热量 kJ m2 min 躺卧2 73开会3 40擦窗子8 30洗衣9 89扫地11 37打排球17 05打篮球24 22踢足球24 98持重机枪跃进42 39 2 食物的特殊动力效应指进食后的一段时间内 从进食后1h开始 持续7 8h 机体的产热量较进食前额外的增加 各种营养物质食物的特殊动力效应 spesificdynamiceffect 不同 进食蛋白质时产热量增加30 混合性食物增加10 糖和脂肪增加4 6 以蛋白质食物产热最多 机制 可能是由于肝脏在处理蛋白分解产物时 发生脱氨基反应耗能增加所致 3 环境温度 人体在20 30 环境中能量代谢最为稳定 气温高于或低于这个范围 产热量均有所增加 当人体遭受寒冷刺激时 反射性地首先引起肌紧张增加 继而出现寒战反应 产热增加 同时内分泌激素分泌增加 产热增加 气温为30 45 时 机体产热也有所增加 这可能是由于此时体内化学反应速度增加的缘故 4 内分泌腺的活动甲状腺激素和肾上腺素 epinephrine E 去甲肾上腺素 norepinephrine NE 分泌增加 细胞内氧化代谢增强 产热增加 E和NE还可使糖原分解增加 血糖升高 血糖利用增强 使产热增加 5 精神活动精神紧张 情绪激动或脑力劳动时 通过神经调节 使骨骼肌肌紧张加强 产热增加 同时还可通过刺激激素 E NE T3 T4及糖皮质激素 的分泌 进而使能量代谢率提高 二 散热过程 皮肤是人体散热的主要部位 皮肤的散热量占总散热量的90 另外10 的热量是通过肺 肾和消化道等途径 随着呼出气体和排除尿和粪便散发的 皮肤散热的方式 物理方式 辐射 传导与对流 蒸发 当外界气温 人体表层温度时 30 以下 人体主要通过辐射 传导和对流方式散热 其散热量约占总散热量的70 当外界温度 皮肤温度时 30 以上 机体的散热是依靠蒸发方式来散发的 1 辐射 thermalradiation 散热 以热射线的形式传给周围环境中温度较低的物体 有效辐射面积 辐射面积大 散热多 皮肤与气温的温差 温差越大 散热越多 两个物体温度相等时 停止辐射散热 外界温度在15 23 时 40 热量以辐射方式散发 在高温环境中工作的炼钢工人 因环境温度高于皮肤温度 机体不但不能辐射散热 反而会吸收周围的热量 故易发生中暑 2 传导 thermalconduction 散热定义 体热直接传给与机体相接触的低温物体的散热方式 传导散热量取决于水的导热性好 脂肪的导热性差 与皮肤接触物体的温差 与皮肤接触面积的大小 与皮肤接触物体的导热性 3 对流 thermalconvection 散热指体热凭借空气流动交换热量的散热方式 对流散热是传导散热的一种特殊形式 对流散热量主要取决于 温差 风速 衣服覆盖于体表 不易实现对流 棉 毛纤维间空气不易流动 因此 增加衣服可以保温御寒 若在较密闭的高温环境中 如船舱内 或闷热气候 因空气对流差 易发生中暑 4 蒸发 evaporation 指体液的水分在皮肤和粘膜表面由液态转化为气态 液体汽化需要热量 同时带走大量热量的散热方式 蒸发1g水可带走热量2 43kJ 当气温 体温时 蒸发是唯一的散热途径 不感蒸发 insensibleperspiration 指体液的水分直接透出皮肤和粘膜表面 在未聚成明显水滴前蒸发掉的散热形式 不形成汗液 不被人察觉 与汗腺无关 发汗 sensibleperspiration 可感蒸发 当环境温度超过30 时 便开始发汗 sweating 如果空气湿度大 衣着又多时 气温达25 便可发汗 机体活动时 由于产热量 虽然环境温度低于20 亦可发汗 炎热的气候 发汗量可达1 6L h 如全部蒸发可带走3600kJ热量 所以应供给充分的水和盐 盐汽水 发汗散热是通过汗液蒸发吸收体表热量实现的 若将汗液擦掉则不能起到蒸发散热的效果 影响蒸发的因素 a 空气湿度 b 风速 第三节 体温调节行为性体温调节 behavioralthermoregulation 机体为了保温和降温所采取的一些措施 是一种有意识的行为 使体温调节更加完善 自主性体温调节 autonomicthermoregulation 受体温调节中枢的控制 在体温调节中枢的控制下 通过对产热过程和散热过程进行调节 使二者达到动态平衡 从而使体温维持在稳定水平 一 温度感受器 一 外周温度感受器 peripheralthermoreceptor 分布 全身皮肤 某些粘膜和腹腔内脏等处 类型 温觉感受器和冷觉感受器作用 接受温度变化的刺激 并将冲动传到体温调节中枢 二 中枢温度感受器 centralthermoreceptor 分类 温敏神经元和冷敏神经元血温 温敏神经元冲动发放频率 血温 冷敏神经元冲动发放频率 分布 下丘脑 脑干网状结构和脊髓等处 在视前区 下丘脑前部 preoptic anteriorhypothalamus PO AH 分布较多的温敏神经元和少量冷敏神经元 脑干网状结构分布较多的少量冷敏神经元 局部血液温度 温敏N元 散热反应 产热反应 局部血液温度 冷敏N元 散热反应 产热反应 二 体温调节中枢 一 体温调节中枢恒温动物脑的分段切除实验证明 只要保留下丘脑及其以下神经结构的完整 动物仍具有维持体温相对恒定的能力 说明 调节体温的基本中枢位于下丘脑 另外 视前区 下丘脑前部 PO AH 可对传入的温度信息发生反应 并能直接对致热物质 5 HT NE等物质发生反应 说明 PO AH内有体温调节整合中枢 二 体温调节过程调定点 setpoint 学说 视前区 下丘脑前部 PO AH 中温敏神经元和冷敏神经元除具有感温以外 可能起着 调定点 的作用 调定点 所规定的温度值决定体温的高低 当体温高于37 时 血液温度 下丘脑局部温度 调定点中温敏神经元活动 散热 冷敏神经元活动 产热 否则 相反 细菌性致热原 PO AH的前列腺素E protaglandin PGE 合成与释放 温敏神经元 冷敏神经元敏感性 对温度的感受阈值 如 38 产热 散热在较高水平上达平衡 发热 解热药阿司匹林可抑制下丘脑前列腺素E的合成与释放 温敏神经元和冷敏神经元的敏感性恢复 体温恢复正常 体温调节过程 体温 超过调定点温度 视前区 下丘脑前部调定点血液温度升高 骨骼肌肌紧张 甲状腺分泌甲状腺素 肾上腺髓质分泌E NE 皮肤血管扩张 皮肤血流量 汗腺分泌汗液 体温 体温 时则发生相反的变化 三 皮肤血管和汗腺的神经体液调节作用 一 皮肤血管运动 皮肤血流量的调节 对散热的调节起主导作用 皮肤散热的多少取决于皮肤与气温的温差 皮肤的温度取决于皮肤的血流量的多少 皮肤微循环的特点 丰富的毛细血管网大量的静脉丛和动 静脉吻合支体温调节中枢通过交感神经调节皮肤血管的口径 寒冷 刺激皮肤温度感受器 体温调节中枢 交感神经紧张性增加 皮肤小动脉收缩 动 静脉吻合支关闭 皮肤血流量下降 皮肤温下降 散热减少 高温 刺激皮肤温度感受器 体温调节中枢 交感神经紧张性下降 皮肤小动脉舒张 动 静脉吻合支开放 皮肤血流量升高 皮肤温升高 散热增加 二 汗腺分泌 出汗分类 a 温热性出汗 由温热刺激出汗 全身出汗 b 精神性出汗 由情绪紧张 恐惧等精神因素引起发汗 汗液见额头 手掌 足底 散热作用小 运动 劳动时这两种发汗形式混合出现