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人體是恒溫的,體內(nèi)源源不斷的熱量由哪個(gè)器官產(chǎn)生,什么原理?

來(lái)源:hao123百家號(hào)     時(shí)間:2022-03-16 21:55:43

一場(chǎng)席卷全球的疫情,讓測(cè)量體溫變成我們每個(gè)人每天都會(huì)做的一個(gè)“功課”。是想剛剛買(mǎi)完菜,想從大門(mén)進(jìn)入小區(qū),還沒(méi)到門(mén)口,就聽(tīng)到保安大叔的吆喝,“請(qǐng)出示一下健康碼啊~!”于是你拿出手機(jī)在他面前比劃一下“綠碼”,隨即大叔再一臉嚴(yán)肅地摸出一把“槍”,對(duì)著你腦門(mén)兒打一打。

“36度8!沒(méi)問(wèn)題!歡迎回家~”可是如果測(cè)出來(lái)體溫是38度6,后果可能就是不堪設(shè)想。那么,為什么在一般情況下,我們的體溫總是有一個(gè)“正常范圍”呢?這可能就要從“什么是恒溫動(dòng)物”講起了。

恒溫動(dòng)物和變溫動(dòng)物

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),恒溫動(dòng)物是指可以通過(guò)自身的一系列運(yùn)作和調(diào)節(jié),達(dá)到體溫恒定的生物。在地球的生態(tài)體系當(dāng)中,這類(lèi)生物往往不會(huì)受環(huán)境因素的影響,它們可以通過(guò)自身的體溫調(diào)節(jié),達(dá)到正常生活的目的。

一般恒溫動(dòng)物包括,鳥(niǎo)類(lèi)、陸生哺乳動(dòng)物和水生哺乳動(dòng)物。由于身體的構(gòu)造不同,以上三種類(lèi)型的動(dòng)物完成對(duì)體溫恒定的方式也是不同的。雖然產(chǎn)生熱量的原動(dòng)力都來(lái)自于它們攝入的食物,但是關(guān)于保持溫度或者散失問(wèn)題還是存在一定的差別。

在“保暖”方面,鳥(niǎo)類(lèi)一般會(huì)通過(guò)羽毛和絨毛的更迭達(dá)成,人類(lèi)則是通過(guò)加減衣物進(jìn)行保暖,狗狗等生物可以通過(guò)舌頭散發(fā)熱量和褪毛等方式,來(lái)達(dá)到控制溫度的目的。還有一種名為翻車(chē)魚(yú)的水生動(dòng)物,“取暖”的方式也非常特別,它會(huì)通過(guò)不斷拍打胸鰭將產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至全身。

變溫動(dòng)物則有所不同,它們無(wú)法通過(guò)自身的調(diào)節(jié)達(dá)到一個(gè)適宜生存的問(wèn)題,因此這類(lèi)動(dòng)物,對(duì)環(huán)境的依賴(lài)性,一般都非常大。由于缺乏對(duì)體溫的自行調(diào)節(jié)機(jī)制,變溫動(dòng)物需要根據(jù)環(huán)境改變自己的行為。

例如,蛇類(lèi)會(huì)為了得到更多的熱量,而移向日光照耀的地方,有時(shí)候它們?yōu)榱朔乐贵w能溫度過(guò)高,會(huì)尋找一處濕冷的“水塘”進(jìn)行夏眠。盡管變溫動(dòng)物具有極強(qiáng)的生命力,但是如果遇到極端天氣,那就是他們的滅頂之災(zāi)了。因此,在地球的南極和北極,就看不到它們的身影了。

盡管活動(dòng)范圍受限,但是變溫動(dòng)物也有它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。例如,一般的變溫動(dòng)物攝取食物中的熱量轉(zhuǎn)化為日常生活“動(dòng)能”的,大概只占恒溫動(dòng)物的1/3到1/10之間,這就意味著,變溫動(dòng)物會(huì)將更多的儲(chǔ)能用于自身的成長(zhǎng)。

什么是“恒定”的體溫

人類(lèi)號(hào)稱(chēng)“萬(wàn)物之靈長(zhǎng)”,眾所周知,我們也是屬于恒溫動(dòng)物的一種。為什么我們的體溫總是能控制在37℃左右呢?這還要從生物的基本結(jié)構(gòu)講起。蛋白質(zhì)、脂肪、核酸等是構(gòu)成生命體的基本成分,蛋白質(zhì)分子中的共價(jià)鍵和細(xì)胞膜中的某些部分,其活性均會(huì)受溫度影響。

除此之外,生物要保持其日常活動(dòng)的正常運(yùn)行,酶的催化作用是必不可少的,而溫度的變化會(huì)影響酶的活性,因此,一個(gè)機(jī)體能夠正常運(yùn)作,其溫度就需要保持在一個(gè)特定的閾值。根據(jù)一位來(lái)自德國(guó)的醫(yī)生卡爾,于1851年對(duì)部分人群的抽樣調(diào)查表明,人類(lèi)的最健康體溫應(yīng)該維持在37℃左右,盡管這項(xiàng)調(diào)查在今天看來(lái),并不算嚴(yán)謹(jǐn),但是仍然被我們沿用多年。

那么為什么我們的身體總能將溫度,控制在36-37攝氏度之間呢?其實(shí),溫度控制系統(tǒng)具有極高的復(fù)雜性??梢詫⑽覀兊捏w溫調(diào)節(jié)系統(tǒng),比作一個(gè)恒溫器。在這個(gè)恒溫器中,控制它的中樞系統(tǒng)就是我們的視前區(qū)-下丘腦前部。

下丘腦前部通過(guò)億萬(wàn)年的進(jìn)化,形成了一個(gè)關(guān)于體溫的調(diào)定數(shù)值,例如我們所熟知的37℃,如果調(diào)定點(diǎn)接受的溫度偏離了37℃,那么下丘腦前部就會(huì)通過(guò)神經(jīng)元發(fā)送指令,抵達(dá)整個(gè)機(jī)體,通過(guò)一系列的“修正”將體溫回?fù)艿?7℃。

值得一提的是,總有一些外部因素的影響,會(huì)導(dǎo)致我們的體溫升高或者降低。以病毒性感染引發(fā)的發(fā)燒為例,病毒會(huì)通過(guò)影響感知溫度的神經(jīng)元,讓下丘腦將預(yù)設(shè)的溫度設(shè)置為,比如說(shuō)39℃,因此在體溫到達(dá)39℃之前,這也是我們?cè)诎l(fā)燒前期會(huì)感覺(jué)寒冷、戰(zhàn)栗的原因。

人體的熱量是如何產(chǎn)生的?

說(shuō)了許多關(guān)于體溫控制的原理,相信很多小伙伴此時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)疑問(wèn),既然我們的人體具有如此強(qiáng)大的調(diào)溫功能,那么需要調(diào)節(jié)的這些溫度又是從何而來(lái)呢?為了維持機(jī)體的正常新陳代謝,食物是維系我們身體熱量的重要來(lái)源。

我們的身體是一部精密的儀器,通過(guò)進(jìn)食我們的身體獲取蛋白質(zhì)、脂肪和糖分,我們的機(jī)體通過(guò)將這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行氧化作用,從而使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)中分子的碳?xì)滏I斷裂,產(chǎn)生熱能。以此作為我們機(jī)體進(jìn)行新陳代謝的由來(lái)。而我們每天所消耗的熱量中,有大約70%是來(lái)源于糖分的氧化反應(yīng)。

這些產(chǎn)生的能量,會(huì)直接轉(zhuǎn)換成熱能,或者以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在以ATP為代表的高能磷酸鍵中,用以維持體溫的恒定。我們?nèi)梭w的各個(gè)組織,都會(huì)承擔(dān)各自的生理機(jī)能,一個(gè)組織器官的代謝水平越高,那么它所產(chǎn)生的熱量就越大。

這一點(diǎn),肝臟應(yīng)該是所有器官中的勞模,它的工作包括但不限于調(diào)節(jié)電解質(zhì)的平衡、代謝身體內(nèi)的廢物、分泌膽汁、消化脂肪等等,因此它產(chǎn)生的熱量高達(dá)總體產(chǎn)生熱量的50%以上,位居第二位的“產(chǎn)熱能手”則是重量?jī)H為總體體重2.5%的腦子。所以,頭腦發(fā)熱大抵也不是一句戲言吧?

體溫異常意味著什么?

網(wǎng)絡(luò)上有流傳一個(gè)段子——一個(gè)人的身體被病毒入侵了,腦子說(shuō),“發(fā)燒吧,40度病毒就死了!”這個(gè)人卻說(shuō),“別別別!40度我也死了?!蹦X子冷笑道,“那沒(méi)辦法,今天你和病毒必須死一個(gè)!”

其實(shí)超過(guò)正常的體溫可以分為兩種情況,第一種是我們的生理原因造成的,人體在運(yùn)動(dòng)、吃飯以及氣溫變化時(shí),體溫都會(huì)有所改變。第二種則是病理原因,人體內(nèi)的免疫系統(tǒng)會(huì)通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)溫點(diǎn)閾值,升高體溫從而達(dá)到消滅病毒或者細(xì)菌的目的。

當(dāng)然在極端寒冷的情況下,下丘腦前側(cè)的溫度調(diào)定器也會(huì)通過(guò)神經(jīng)元發(fā)號(hào)施令,讓肌肉通過(guò)收縮產(chǎn)生熱能,值得一提的是,肌肉在體重中的占比大略是40%,在調(diào)動(dòng)肌肉高頻次收縮或者是從事密集的勞作和運(yùn)動(dòng)時(shí),肌肉產(chǎn)生的熱量會(huì)躍升至“產(chǎn)能冠軍”的位置。

相比于過(guò)高的體溫,也許體溫低于正常水平,更加應(yīng)該引起我們的重視。因?yàn)轶w溫低于正常水平一般是因?yàn)榛A(chǔ)體溫的降低,從而會(huì)引發(fā)代謝綜合癥、免疫力低下、肥胖等等危及身體健康的情況。

人類(lèi)的平均體溫在200年間下降了2℃?

那么為什么我國(guó)的疫情防控,將37℃,設(shè)置為一個(gè)“未限制”的標(biāo)準(zhǔn)呢?前面提到“人類(lèi)的健康體溫是37℃”的結(jié)論,來(lái)自于170年前德國(guó)科學(xué)家的統(tǒng)計(jì)所得,首先抽樣調(diào)查并不具備普世意義,人類(lèi)所處環(huán)境不同、穿著不同等客觀因素,均可造成體溫的變化。

僅僅一個(gè)個(gè)體,身體各部位接受測(cè)試,其溫度都會(huì)有近2℃的差別。在臨床上,我們通常會(huì)用到口腔溫度、直腸溫度、腋下溫度來(lái)作為體核溫度的一個(gè)體現(xiàn)。通常我們的口腔溫度范圍在36.7℃至37.7℃之間,直腸溫度在36.9℃至36.9℃之間,而普遍用到的腋下溫度標(biāo)準(zhǔn)則在36℃至37.4℃之間。

值得注意的是,在測(cè)量腋下溫度時(shí),一般需要我們靜置至少5分鐘的時(shí)間,這是因?yàn)闄C(jī)體內(nèi)部的溫度,至少需要通過(guò)這樣一段時(shí)間才能抵達(dá)腋下,為了確保測(cè)量的準(zhǔn)確性,因此存在一定的等待時(shí)間。在測(cè)量肛溫時(shí),也需要溫度計(jì)至少?zèng)]入直腸6公分深度。因此選取“危險(xiǎn)溫度”時(shí),選擇了便于測(cè)量并且具有普遍意義的額溫37℃。

在了解到人體恒溫機(jī)制的工作原理之后,不得不再次感嘆一句造物主的神奇!而我們能做的,也許應(yīng)該是好好吃飯、好好鍛煉、好好睡覺(jué),讓這幅寶貴的身體運(yùn)作得久一點(diǎn)、再久一點(diǎn)。

標(biāo)簽: 源源不斷

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