人体是恒温的,体内源源不断的热量由哪个器官产生,什么原理?

来源:hao123百家号     时间:2022-03-16 21:55:43

一场席卷全球的疫情,让测量体温变成我们每个人每天都会做的一个“功课”。是想刚刚买完菜,想从大门进入小区,还没到门口,就听到保安大叔的吆喝,“请出示一下健康码啊~!”于是你拿出手机在他面前比划一下“绿码”,随即大叔再一脸严肃地摸出一把“枪”,对着你脑门儿打一打。

“36度8!没问题!欢迎回家~”可是如果测出来体温是38度6,后果可能就是不堪设想。那么,为什么在一般情况下,我们的体温总是有一个“正常范围”呢?这可能就要从“什么是恒温动物”讲起了。

恒温动物和变温动物

简单来说,恒温动物是指可以通过自身的一系列运作和调节,达到体温恒定的生物。在地球的生态体系当中,这类生物往往不会受环境因素的影响,它们可以通过自身的体温调节,达到正常生活的目的。

一般恒温动物包括,鸟类、陆生哺乳动物和水生哺乳动物。由于身体的构造不同,以上三种类型的动物完成对体温恒定的方式也是不同的。虽然产生热量的原动力都来自于它们摄入的食物,但是关于保持温度或者散失问题还是存在一定的差别。

在“保暖”方面,鸟类一般会通过羽毛和绒毛的更迭达成,人类则是通过加减衣物进行保暖,狗狗等生物可以通过舌头散发热量和褪毛等方式,来达到控制温度的目的。还有一种名为翻车鱼的水生动物,“取暖”的方式也非常特别,它会通过不断拍打胸鳍将产生的热量传导至全身。

变温动物则有所不同,它们无法通过自身的调节达到一个适宜生存的问题,因此这类动物,对环境的依赖性,一般都非常大。由于缺乏对体温的自行调节机制,变温动物需要根据环境改变自己的行为。

例如,蛇类会为了得到更多的热量,而移向日光照耀的地方,有时候它们为了防止体能温度过高,会寻找一处湿冷的“水塘”进行夏眠。尽管变温动物具有极强的生命力,但是如果遇到极端天气,那就是他们的灭顶之灾了。因此,在地球的南极和北极,就看不到它们的身影了。

尽管活动范围受限,但是变温动物也有它独特的优势。例如,一般的变温动物摄取食物中的热量转化为日常生活“动能”的,大概只占恒温动物的1/3到1/10之间,这就意味着,变温动物会将更多的储能用于自身的成长。

什么是“恒定”的体温

人类号称“万物之灵长”,众所周知,我们也是属于恒温动物的一种。为什么我们的体温总是能控制在37℃左右呢?这还要从生物的基本结构讲起。蛋白质、脂肪、核酸等是构成生命体的基本成分,蛋白质分子中的共价键和细胞膜中的某些部分,其活性均会受温度影响。

除此之外,生物要保持其日常活动的正常运行,酶的催化作用是必不可少的,而温度的变化会影响酶的活性,因此,一个机体能够正常运作,其温度就需要保持在一个特定的阈值。根据一位来自德国的医生卡尔,于1851年对部分人群的抽样调查表明,人类的最健康体温应该维持在37℃左右,尽管这项调查在今天看来,并不算严谨,但是仍然被我们沿用多年。

那么为什么我们的身体总能将温度,控制在36-37摄氏度之间呢?其实,温度控制系统具有极高的复杂性。可以将我们的体温调节系统,比作一个恒温器。在这个恒温器中,控制它的中枢系统就是我们的视前区-下丘脑前部。

下丘脑前部通过亿万年的进化,形成了一个关于体温的调定数值,例如我们所熟知的37℃,如果调定点接受的温度偏离了37℃,那么下丘脑前部就会通过神经元发送指令,抵达整个机体,通过一系列的“修正”将体温回拨到37℃。

值得一提的是,总有一些外部因素的影响,会导致我们的体温升高或者降低。以病毒性感染引发的发烧为例,病毒会通过影响感知温度的神经元,让下丘脑将预设的温度设置为,比如说39℃,因此在体温到达39℃之前,这也是我们在发烧前期会感觉寒冷、战栗的原因。

人体的热量是如何产生的?

说了许多关于体温控制的原理,相信很多小伙伴此时会产生一个疑问,既然我们的人体具有如此强大的调温功能,那么需要调节的这些温度又是从何而来呢?为了维持机体的正常新陈代谢,食物是维系我们身体热量的重要来源。

我们的身体是一部精密的仪器,通过进食我们的身体获取蛋白质、脂肪和糖分,我们的机体通过将这些营养物质进行氧化作用,从而使营养物质中分子的碳氢键断裂,产生热能。以此作为我们机体进行新陈代谢的由来。而我们每天所消耗的热量中,有大约70%是来源于糖分的氧化反应。

这些产生的能量,会直接转换成热能,或者以化学能的形式储存在以ATP为代表的高能磷酸键中,用以维持体温的恒定。我们人体的各个组织,都会承担各自的生理机能,一个组织器官的代谢水平越高,那么它所产生的热量就越大。

这一点,肝脏应该是所有器官中的劳模,它的工作包括但不限于调节电解质的平衡、代谢身体内的废物、分泌胆汁、消化脂肪等等,因此它产生的热量高达总体产生热量的50%以上,位居第二位的“产热能手”则是重量仅为总体体重2.5%的脑子。所以,头脑发热大抵也不是一句戏言吧?

体温异常意味着什么?

网络上有流传一个段子——一个人的身体被病毒入侵了,脑子说,“发烧吧,40度病毒就死了!”这个人却说,“别别别!40度我也死了。”脑子冷笑道,“那没办法,今天你和病毒必须死一个!”

其实超过正常的体温可以分为两种情况,第一种是我们的生理原因造成的,人体在运动、吃饭以及气温变化时,体温都会有所改变。第二种则是病理原因,人体内的免疫系统会通过调节调温点阈值,升高体温从而达到消灭病毒或者细菌的目的。

当然在极端寒冷的情况下,下丘脑前侧的温度调定器也会通过神经元发号施令,让肌肉通过收缩产生热能,值得一提的是,肌肉在体重中的占比大略是40%,在调动肌肉高频次收缩或者是从事密集的劳作和运动时,肌肉产生的热量会跃升至“产能冠军”的位置。

相比于过高的体温,也许体温低于正常水平,更加应该引起我们的重视。因为体温低于正常水平一般是因为基础体温的降低,从而会引发代谢综合症、免疫力低下、肥胖等等危及身体健康的情况。

人类的平均体温在200年间下降了2℃?

那么为什么我国的疫情防控,将37℃,设置为一个“未限制”的标准呢?前面提到“人类的健康体温是37℃”的结论,来自于170年前德国科学家的统计所得,首先抽样调查并不具备普世意义,人类所处环境不同、穿着不同等客观因素,均可造成体温的变化。

仅仅一个个体,身体各部位接受测试,其温度都会有近2℃的差别。在临床上,我们通常会用到口腔温度、直肠温度、腋下温度来作为体核温度的一个体现。通常我们的口腔温度范围在36.7℃至37.7℃之间,直肠温度在36.9℃至36.9℃之间,而普遍用到的腋下温度标准则在36℃至37.4℃之间。

值得注意的是,在测量腋下温度时,一般需要我们静置至少5分钟的时间,这是因为机体内部的温度,至少需要通过这样一段时间才能抵达腋下,为了确保测量的准确性,因此存在一定的等待时间。在测量肛温时,也需要温度计至少没入直肠6公分深度。因此选取“危险温度”时,选择了便于测量并且具有普遍意义的额温37℃。

在了解到人体恒温机制的工作原理之后,不得不再次感叹一句造物主的神奇!而我们能做的,也许应该是好好吃饭、好好锻炼、好好睡觉,让这幅宝贵的身体运作得久一点、再久一点。

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