A 级应用科学/能量传递系统/体温
身体在化学反应过程中产生热量。能量不断以热量的形式从身体表面通过皮肤流失。少量的热量也会随着呼出的空气、尿液和粪便流失。
身体流失热量（能量）的速率取决于周围环境的温度、暴露的皮肤面积以及身体活动量等因素。
通常，体温由稳态机制调节，并保持在或多或少恒定的值。体温偏离正常值可能意味着这些机制出现故障，并可能存在健康问题。但是，身体可以对发烧等情况产生生理反应，并提高体温以帮助恢复。
口腔测量的体温范围：正常 36.8 °C ; 范围 36.5.37.2 °C，低于 25 °C 为体温过低，32 °C 为发烧，高于 37.2 °C 为发烧，在没有感染的情况下，高于 38 °C 可能出现热衰竭或中暑，导致死亡的高温高于 43 °C
19. 神经系统、循环系统和皮肤如何控制和调节体温。你应该能够描述出汗、血管扩张、血管收缩和发抖的体温调节机制；20. 在哪些情况下，某些人可能面临体温过低、热衰竭或中暑的风险。
体温调节是指生物体保持体温在一定范围内，即使周围环境温度变化很大也是如此。这个过程是稳态的一部分：动物内部环境与其外部环境之间的一种动态稳定状态。
如果身体无法维持正常体温，并且体温显着高于正常值，就会出现一种称为体温过高的疾病。相反，体温低于正常水平的疾病称为体温过低。
身体不同部位的产热和散热量差异很大，但血液循环往往会带来内部器官的平均温度。因此，确定最接近内部器官温度的部位的温度至关重要。此外，为了使这些结果具有可比性，必须在相同的情况下进行测量。直肠最准确地反映内部器官的温度。偶尔，尿液离开尿道时的温度可能也很有用。通常，体温是在口腔、腋窝或腹股沟处测量的。
- 传导 - 热量从你的身体中流失或进入你的身体，例如当你躺在冰冷或灼热的表面上时。
- 对流 - 较冷的气流带走皮肤表面的热量，较热的气流会使皮肤更热。
- 蒸发 - 当水（来自汗液或游泳）从皮肤表面以蒸汽的形式离开时，就会发生蒸发冷却，从而带走身体的热量，降低体温。
- 辐射 - 例如，从太阳辐射中获取热量或从皮肤中流失热量。
动物使用两种类型的体温调节
- 生理调节：内温性 - 这是指生物体改变其生理机能以调节体温。例如，许多哺乳动物为了降低体温而流汗。另一个例子是当人类感到寒冷时，肌肉可能会发抖以产生热量。
- 行为调节：外温性 - 这是指生物体改变其行为以改变其体温。例如，当动物在阳光直射下变暖时，它们可能希望找到阴凉处以降温。
几乎所有鸟类和哺乳动物的体温都较高，并且几乎恒定，与周围空气的温度无关。这被称为恒温性。
为了调节体温，生物体可能需要在干旱环境中防止热量增加。水分的蒸发，无论是通过呼吸表面，还是通过拥有汗腺（哺乳动物）的动物的皮肤，都有助于将体温冷却到生物体所能忍受的范围内。
皮肤通常在真皮下方有一层连续的绝缘脂肪层——在鲸鱼等海洋哺乳动物中，这被称为鲸脂。生物体在调节体温时，不仅具有行为、生理和结构上的适应性，还具有一个反馈系统来触发这些适应性，以相应地调节体温。该系统的主要特征是：刺激、受体、调节器、效应器，然后是现在调整后的温度反馈给刺激。这个循环过程有助于稳态。
在寒冷的环境中，哺乳动物采用以下适应性和策略来最大限度地减少热量流失
- 使用附着在毛干上的小平滑肌（竖毛肌）；这种颤抖产热会随着毛干变得更加直立（称为鸡皮疙瘩或丘疹）而扭曲皮肤表面
在温暖的环境中，鸟类和哺乳动物采用以下适应性和策略来最大限度地减少热量流失
- 行为适应
- 通过出汗进行蒸发冷却
如上所述，温血动物的体温保持在微小的变化范围内。在健康且正常情况下，人类的体温在 36.5 °C 到 37.5 °C 之间，或者如果将体温计放在腋窝下，则在 36.25 °C 到 37.5 °C 之间。在口腔中，读数将比这高 0.25 °C 到 1.5 °C；在直肠中，读数将再高约 0.9 °C。婴儿和幼童的体温范围要大得多，并且容易受到微小原因的影响而发生较大波动。
平均体温从婴儿期到青春期略微下降，从青春期到中年再次下降，但过了中年后，体温开始再次上升，到大约 80 岁时，与婴儿期一样高。
在人类中，已观察到与休息和活动时间相关的昼夜变化，最大值范围为上午 10 点到下午 6 点，最小值范围为晚上 11 点到凌晨 3 点。这些观察表明体温部分受昼夜节律调节。
在卵泡期（从月经第一天到排卵日），女性的平均基础体温在 36.45-36.7 °C 之间。在排卵后 24 小时内，女性的体温会升高 0.15-0.45 °C，这是由于孕激素水平急剧升高导致的代谢率升高。基础体温在黄体期维持在 36.7-37.3 °C 之间，并在月经前几天下降到排卵前的水平。女性可以记录这种现象来确定自己是否以及何时排卵，或者帮助受孕或避孕。
发烧是由免疫系统产生的循环热原引起的，是下丘脑核心体温设定点被调节升高。对于患者来说，由于发烧引起的体温升高，可能会导致他们在不发烧的人感到舒适的环境中感觉寒冷。实际上，体温设定点比平时更高。
温血动物能够承受的热和冷都有极限。
极度寒冷的影响是降低新陈代谢，从而减少热量的产生。分解代谢和合成代谢变化都参与了抑制，尽管能量消耗减少了，但能量产生也减少了。这种代谢下降首先会影响中枢神经系统，尤其是大脑和与意识有关的部分。心率和呼吸频率都降低，嗜睡出现，逐渐加深，直到进入死亡睡眠。然而，偶尔在临终前可能会出现抽搐，死亡方式有点类似于窒息。
另一方面，过高的温度会加速各种组织的新陈代谢，以至于它们的储备很快就耗尽了。过热的血液会引起呼吸困难，并很快耗尽呼吸中枢的代谢储备。心率加快，然后心跳变得不规则，最后停止。中枢神经系统也受到严重影响，意识可能会丧失，患者陷入昏迷状态，或者出现谵妄和抽搐。所有这些变化都可以在任何患有急性发烧的患者身上观察到。人类能够承受的最低温度取决于许多因素，但没有人能长时间忍受 45 °C 或更高的温度。哺乳动物肌肉在约 50 °C 时会因热僵直而变硬，显然，如果达到这个温度，全身突然变硬会导致生命无法维持。
发烧不要与中暑混淆。在发烧时，即使体温很高，人也会感觉寒冷，因为感染微生物会影响体温调节中枢，使身体误以为自己很冷。实际上，体温设定点比平时更高。
- 37 °C (98.6 °F) - 正常体温（在约 36.12-37.5 °C (96.8-99.5 °F) 之间变化）
- 38 °C (100.4 °F) - 出汗，感觉很不舒服，轻微饥饿。
- 39 °C (102.2 °F) (发热) - 出汗严重，脸红且非常红。心率快，呼吸急促。还可能伴有疲劳。儿童和癫痫患者在这个时候很可能出现抽搐。
- 40 °C (104 °F) - 可能会出现晕倒、脱水、虚弱、呕吐、头痛和头晕，以及大量出汗。
- 41 °C (105.8 °F) - (医疗紧急情况) - 可能会出现晕倒、呕吐、严重头痛、头晕、意识模糊、幻觉、谵妄和嗜睡。还可能出现心悸和呼吸急促。
- 42 °C (107.6 °F) - 患者可能脸色苍白或仍然脸红。他们可能会出现昏迷、严重谵妄、呕吐，并可能出现抽搐。血压可能高或低，心率会非常快。
- 43 °C (109.4 °F) - 通常会导致死亡，或者可能造成严重脑损伤、持续抽搐和休克。会发生心肺功能衰竭。
- 44 °C (111.2 °F) 或更高 - 几乎肯定会死亡；但是，据报道，患者在体温高达 46.5 °C (115.7 °F) 时幸存下来。[1]
- 36 °C (97.0 °F) - 正常体温（在约 36-37.5 °C (96.8-99.5 °F) 之间变化）
- 36 °C (96.8 °F) - 轻度到中度颤抖（睡眠时会降到这个温度）。可能是正常的体温。
- 35 °C (95.0 °F) - (体温过低) 低于 35 °C (95.0 °F) - 剧烈颤抖，皮肤麻木和发蓝/发灰。心脏可能会出现不规则跳动。
- 34 °C (93.2 °F) - 剧烈颤抖，手指失去活动能力，发蓝和意识模糊。可能会出现一些行为变化。
- 33 °C (91.4 °F) - 中度到重度意识模糊，嗜睡，反射减弱，颤抖逐渐消失，心跳缓慢，呼吸浅表。颤抖可能会停止。患者可能对某些刺激没有反应。
- 32 °C (89.6 °F) - (医疗紧急情况) 幻觉，谵妄，完全意识模糊，逐渐陷入昏迷的极度嗜睡。没有颤抖（患者甚至可能认为自己很热）。反射可能消失或非常微弱。
- 31 °C (87.8 °F) - 昏迷，很少有意识。没有或只有微弱的反射。呼吸非常浅表，心率缓慢。可能出现严重的心律问题。
- 28 °C (82.4 °F) - 严重的心律失常很可能发生，呼吸随时可能停止。患者可能看起来已经死亡。
- 24-26 °C (75.2-78.8 °F) 或更低 - 通常会导致心律不齐或呼吸停止而死亡；但是，据报道，一些患者在体温低至 14.2 °C (57.5 °F) 时幸存下来。[1]
体温过低是指身体温度降至低于正常代谢和/或身体功能所需的水平的任何情况。在温血动物中，核心体温通过生物稳态维持在或接近一个恒定水平。然而，当身体暴露于更冷的温度时，其内部机制可能无法补充因身体周围环境而散失的热量。
体温过低与体温过高相反。由于这两个词听起来很像，因此很容易混淆。
人体体温过低的阶段
[edit | edit source]- 第一阶段
- 体温下降 1 °C - 2 °C 低于正常温度。出现轻微至强烈的寒战。无法用双手执行复杂的任务；双手变得麻木。外周肢体血管收缩，减少热量向外界空气散失。呼吸变得急促而浅。出现鸡皮疙瘩，使身体上的毛发竖立，试图在身体周围形成一层绝缘的空气层（一种退化的反应，但在其他物种中有用）。
- 第二阶段
- 体温下降 2 °C - 4 °C。寒战变得更加剧烈。肌肉协调失衡变得明显。动作缓慢而吃力，伴有步履蹒跚和轻度意识模糊，尽管受害者可能看起来很清醒。由于身体将剩余的资源集中用于保持重要器官温暖，所以表面血管进一步收缩。受害者脸色苍白。嘴唇、耳朵、手指和脚趾可能变蓝。
- 第三阶段
- 体温降至约 32 °C 以下（正常值为 37 °C）。寒战通常在 32 °C 以下停止；开始出现说话困难、思维迟缓和记忆丧失；双手无法使用和步履蹒跚通常也存在。细胞代谢过程停止。在 30 °C 以下，暴露的皮肤会变蓝且肿胀，肌肉协调性极差，行走几乎不可能，受害者表现出语无伦次/不理智的行为，包括末期挖掘行为甚至昏迷。脉搏和呼吸频率明显下降，但可能会出现快速心率（室性心动过速、心房颤动）。主要器官衰竭。临床死亡发生。由于第三阶段体温过低导致细胞活动下降，身体实际上需要更长时间才能发生脑死亡。
体温过高
[edit | edit source]体温过高（高热），在严重的情况下被称为热射病或中暑，是一种急性病症，当身体产生的热量或吸收的热量超过其散热能力时就会发生。它通常是由于过度暴露于热量引起的。身体的体温调节机制最终会不堪重负，无法有效地应对热量，体温会失控地攀升。这是一种严重的医疗紧急情况，需要立即关注。
体温过高与体温过低相反。由于这两个词听起来很像，因此很容易混淆。
进展
[edit | edit source]体温超过 40 °C 会危及生命。在 41 °C 时，脑死亡开始，在 45 °C 时，死亡几乎是确定性的。内部温度超过 50 °C 会导致肌肉僵硬，并立即导致死亡。
热射病可能突然发作，但通常在一种不太严重的疾病之后发生，这种疾病通常被称为热衰竭或中暑。
症状和体征
[edit | edit source]中暑或热衰竭的特点是意识模糊、肌肉痉挛，而且经常伴有恶心或呕吐。在这个阶段，受害者可能不会出汗。如果持续暴露在环境热量中，有时还会伴有意识模糊，体温可能会升至 39 到 40 °C 范围内，并导致完全的热射病。
身体最重要的体温调节方法之一是出汗。这个过程将内部的热量带出，使其能够通过辐射和/或对流带走。汗液的蒸发进一步促进了降温过程，因为这是一个吸热过程，从身体中带走了更多的热量。当身体脱水到足以阻止出汗时，这种降温方法就会停止。当身体不再能够出汗时，核心体温开始迅速上升。
受害者可能会感到困惑、敌意，经常会头痛，并且可能看起来像喝醉了。由于脱水，血压可能会显著下降，导致可能昏倒或头晕，特别是如果受害者突然站起来。随着血压下降，心率和呼吸频率会加快（心动过速和呼吸急促），因为心脏试图为身体提供足够的氧气。由于血管扩张试图增加散热，皮肤会变红。随着热射病的进展，血压下降会导致血管收缩，导致皮肤颜色苍白或发蓝。感到热的抱怨可能随后出现寒战和发抖，就像发烧时一样。有些受害者，尤其是幼童，可能会出现抽搐。与热射病相关的急性脱水会导致恶心和呕吐；也可能观察到暂时性失明。最终，随着身体器官开始衰竭，就会导致昏迷和昏迷。
参考文献
[edit | edit source]- ↑ a b 摘录：人类，身体极限. 吉尼斯世界纪录，2004. 最后访问时间：2006 年 11 月 27 日。
- 生理学手册，Kirkes，（费城，1907）
- Simpson, S. & Galbraith, J.J. (1905) 关于猴子正常体温及其昼夜变化，以及日常作息变化对此变化影响的观察。爱丁堡皇家学会学报 45: 65-104.