Week 4,  生命体征 － 体温调节

人的正常体温范围是什么？体温是如何调节的（体温调节系统的机能）？我们如何评估体温？当你的体温超出正常范围时会发生什么？低温和高温（热衰竭和中暑）怎么应对？

 

第一节， 体温调节简介(Thermoregulation)

身体的新陈代谢率如何随着你进行的身体活动水平而上升和下降。当我们考虑身体的新陈代谢时，我们知道的一个因素是，某些器官的持续新陈代谢率高于其他器官。具体来说，以相当恒定和相对较高的速率持续代谢的器官。这些器官存在于我们认为的身体核心中，肝脏、心脏、大脑、肺，肾脏。即使你在休息，或在做任何事情它们仍在工作并产生代谢热量。通常您的骨骼肌对您的新陈代谢率贡献不大。而你的骨骼肌skeletal muscles 实际上至少是您体重的一半。如果它们变得活跃，它们可以显著提高您的新陈代谢率。

-        新陈代谢率：衡量在给定时间在体内发生的所有化学反应

o   某些器官具有持续的新陈代谢率，这对建立我们的静息代谢率有很大帮助 例如，心脏、大脑、肝脏、肾脏 

o   body core 身体核心 - 我们通常保持相当恒定温度的身体内部区域 

o   热量随着新陈代谢率的增加而释放，因为细胞活动不是 100% 有效的 - 增加的新陈代谢，如在运动中发生的那样，会产生更多的热量

o   核心体温（是我们说的基础体温吗？）

♣ 正常范围: 35.8°C-38.2°C

♣   正常的核心温度因人而异，因一天里的时间不同而异，核心温度在 24 小时内定期且可预测地波动。

·       最低 during- in the early morning, shortly before waking 

·       最高 during- Late Afternoon or early evening

♣   保持正常温度以获得最佳酶活性optimal enzyme activity很重要

如果我们的体温低于正常体温，或者体温高于正常体温，并且维持它时间过长，那么这些酶就会失活。甚至它们的分子结构也可以改变很多，以至于它们根本无法发挥作用。 

o   体表Body Shell

♣ 身体外部温度波动较大

           • 基于大气温度atmospheric temperature和身体的新陈代谢率

♣   血液 － 体内传热的机制

• 吸收身体核心的热量 > 将热量带到身体代谢较不活跃的部位

血液流经器官和身体核心以相当高且恒定的速度代谢，血液会发热。然后当血液循环到远离身体核心的地方，靠近身体表面的地方，或者你的上肢和下肢。 

我有一个问题，怎么解释初冬时比较怕冷，冬末时感觉不那么怕冷。室内温度同样，感觉不一样，晚上的被子也可以减少一点。是因为身体由于天气的适应把基础体温降低了吗？

 

看下图解释热的传递类型

－       传热类型：

o   传导conduction – 直接接触的两个对象之间的热传递

     图中热水池的水温高于体温，水正在将热量传递给身体。浸没在水中的身体部分将通过传导吸收热量。

o   辐射radiation － 以红外线infrared waves的形式传递热量

          如果图中人体裸露的皮肤比周边的空气热，热量会从裸露的皮肤转移到空气中，这就是辐射。

o   对流convection － 由于温暖的液体（可能是空气或液体）从体表上升并被较冷的液体取代而发生的热量损失

♣  身体热量会转移到冷液体，然后从体表上升并被较冷的液体取代

♣ 较冷的液体会变热（由于身体的热传递）－然后它会从身体表面上升

♣ 身体与代替温热液体的冷液体之间的温度梯度越大，热量损失越大

♣  风冷却wind chill

天气预报员会报告温度计上记录的温度，但他们也会报告风冷，这意味着根据冷风吹得有多强，感觉有多冷，这就是通过对流获得的热量或热量损失。

 o  蒸发 evaporation

♣ 水汽化需要热量（称为“汽化热”）

• 让我们感觉凉爽的不是出汗本身——让我们凉爽的是汗水的蒸发

• 当汗水蒸发时，是体热使汗液中的水分蒸发

♣ 热指数heat index

出汗本身不会导致热量散失。是汗水蒸发导致热量流失。

如果外面空气中的湿度真的很高，我们不能蒸发汗水。我们可以出很多汗，但仍然感觉不到凉爽。这种现象引发了另一个概念，那就是热指数。

 

-     身体的热量损失可以是有意识的或无意识的：

o  显热损失-

♣ 例子：出汗。你能感觉到你身上的汗水，蒸发。

o 不显热损失-

♣ 例子：吸入过程中空气经过气道表面时发生的蒸发

 

第二节，保持体温

 

调节体温的反射弧Reflex arc:

－    所有反射弧都从感觉感受器sensory receptor开始—身体的温度传感器称为温度感受器thermoreceptors

    o   外周温度感受器peripheral thermoreceptors， 位于皮肤中

♣ 对冷热敏感

♣ 外围温度感受器帮助我们应对环境温度变化的信息

♣ 身体含水量高，产生热惯性thermal inertia －外周温度感受器使大脑意识到环境温度的变化，从而可以进行调整以保持核心温度。

o   中枢温度感受器central thermoreceptors， 它们总是对核心进行采样温度，让我们对核心温度的变化做出反应。

 

          －   神经元neurons将温度感受传送到下丘脑hypothalamus，下丘脑是体温调节的控制中心 － 反射弧的第二部分。

o 温度控制中心位于下丘脑视前核preoptic nucleus of the hypothalamus。下丘脑嵌入大脑深处，所有这些来自温度感受器的感觉输入都被传递到下丘脑，具体来说，传递到下丘脑中一个称为视前核的微小区域，该区域作为温度调节的控制中心。所有关于我们在温度调节方面应该做什么的整合和决策都发生在这里。

 

－ 运动效应motor effects使我们能够保持体温 － 反射弧的最后一部分 

 o 温度稳态temperature homeostasis—动态平衡dynamic equilibrium状态，我们将身体核心温度保持在正常范围内（35.8°C-38.2°C）

o 体温下降—当人体处于冷环境下，体温低于下丘脑设定点时，会导致：

♣ 皮下血管收缩Constriction of cutaneous blood vessels。收缩皮肤中的这些血管，来减少身体表层的血流量和皮肤表面细胞的大小。通过这种方式可以降低皮肤温度以减少人体辐射和对流热损失。

♣ 颤抖 shivering- 如果人体内部温度仍不能维持恒定

     • 我们称之为“颤抖”的轻微颤抖或颤抖是由于肌肉不自主快速收缩所致，是由皮肤冷感受器引起的反射活动。骨骼肌收缩时产生大量的热，气温越低，冷颤越强，产热越多，因而可以保持体温不变。

• 请记住：储存在燃料分子的分子键中的大约 60% 的能量以热量的形式释放出来

• 因此，当骨骼肌skeletal muscles产生 ATP 以促进颤抖时，它们也会产生大量热量  

♣ 荷尔蒙分泌hormonal secretion

• 在长时间的寒冷中，荷尔蒙可以刺激新陈代谢metabolism并帮助维持正常的体温  

o 体温升高——身体/血液温度高于下丘脑设定点

如果周围环境温度提高，或进行大运动量的活动，就引发人体的相点关扩张和排汗机能。皮肤表层的血管就会扩张以便增加血液流量，这样血液就能够把更多的热量带到皮肤表面，提高皮肤温度，从而增加皮肤向环境的散热量。如果这样仍然不能抑制身体内部的温度上升，体温调节系统就会命令皮肤出汗，通过蒸发来带走身体的热量。

♣ 扩张皮下血管vasodilation of subcutaneous blood vessels

• 通过辐射（可能还有对流）增加散热

♣ 出汗  

o 负反馈negative feedback内置于温度调节系统中  

我们已经建立了反射弧，即反馈。如果我们正在考虑身体降温，而下丘脑说，我们最好收缩皮肤中的血管并减慢通过身体外表的血液流动，而下丘脑认为这还不够，我们最好开始发抖。如果这些机制导致身体核心再次升温，那么这种温暖会向下丘脑发送反馈以减缓我们的颤抖。所以想想跷跷板的另一只手臂。我们急剧升温。下丘脑开始血管舒张。出汗或降温，反馈会导致开始少出汗，血管可能会再次收缩。最终，您可能会完全停止出汗。你会回到一个你可以在不出汗的情况下生存的体温。即上图温度调节的运作方式。

 

第三节， 低温和高温Hypothermia & Hyperthermia

 我们已经讨论了身体的基本温度调节，并且我们考虑了帮助我们保持正常体温的反射弧。现在，我们要考虑当我们不能保持正常体温，当身体核心变得太热或太冷时会发生什么。当身体核心温度低于正常温度范围时，我们将这些情况称为低温，当体温高于正常温度范围时，我们称之为高温。现在，我们要从生理学的角度讨论这些条件实际上是由什么产生的。

－       低温 －身体核心温度低于正常范围的情况 

o 体温正常的生理机制（皮下血管收缩、颤抖）不足以将体温升高到正常范围

o 表现manifestations—当血液冷却到足以将身体核心温度显著降低到低温范围时

♣ 心率降低

♣ 呼吸频率降低

♣ 血压下降

♣ 如果体温过低变得足够严重和/或持续时间延长，大脑功能也会开始失效，身体可能失去知觉。

o 干预措施— 逐渐加温，从我们可以生存的内部体温条件低至摄氏 22 至 24 度，然后逐渐复温到正常体温范围，对器官没有任何永久性损伤。因此，体温过低是一种可治疗的疾病，只要它不是太严重并且患者没有进展到温度调节失衡的程度。

 

－       高温hyperthermia:

o   严重程度不同

♣ 热衰竭heat exhaustion

• 由于出汗过多体液流失，从而导致血容量减少，这将难以维持正常的血压。血液无法有效循环。血压降低触发的补偿将是收缩外周血管

• 通常身体核心温度升高的一部分是外周血管舒张，这是我们降低体温的方式。相互冲突的信号。正常机制不起作用，所以发生的事情是血管舒张会延长，它只会使无法维持循环压力的情况恶化。

• 可在高温下长时间运动后发生

• 表现形式，头晕， 头疼，有些恶心或不适。

• 干预：给他们喝点凉水，坐在阴凉处，让他们休息

 

♣ 中暑heat stroke－情况比热衰竭更严重 

• 创建的正反馈循环会产生使情况恶化的热损失机制。当温度升高时，它只会干扰酶的功能，而酶对几乎所有事物都是必需的。

• 表现形式：

o 干热的皮肤

o 器官关闭（即器官衰竭， 肾， 肝， 大脑。。。）

• 诱发因素会使一些人面临更高的风险：

o 老年人

o 幼儿和新生儿

o   患有心血管疾病的人

o   孕妇

o   液体调节能力受损的人（如慢性肾功能衰竭）

• 干预  强调预防器官衰竭。我们确实想给病人降温，但重点是照顾那些核心器官，使用冷却静脉输液，更换液体量，还有冰袋和冷却毯之类的东西，以及在紧急情况下用于热疗的冷却方案。所以目标是冷却身体并补充水分，因为中暑，如果它足够严重，真的可能是致命的，因为多器官关闭是可能的。      

 

第四节  发烧

 当某人发烧时，他们的身体核心温度确实会升高。但核心温度的升高是在下丘脑的控制之下。有一些主要由免疫系统细胞释放的小分子，热原，它们能够在血液中循环，到达大脑，并且在大脑中将下丘脑设定点设置得更高。所以，通常你的下丘脑想要将你的核心温度保持在 37 摄氏度左右。热原会导致下丘脑说也许今天 39 摄氏度是一个很好的设定点，或者 40 摄氏度。所以，整个设定点移动得更高。主观上，当设定点变高时会发生什么？我们的核心温度可能会升高，我们可能不会觉得热，就像我们的核心温度所表明的那样热。或者我们可能会感觉比我们的核心温度更冷。这种差异的部分原因在于当温度感受器感知温度时，他们正在向下丘脑发送信号，表明下丘脑可以控制涉及热调节的反射弧。但其中一些信号也会被发送到大脑，大脑皮层。当发烧开始时因为身体核心仍然没有达到下丘脑设定温度范围，你想增加更多的衣服，想爬到床上，拉上毯子。你可能会发抖。我们要做那些会导致体内热量积聚的事情。
 

o   热原pyrogens –免疫系统细胞释放的分子，具有提高下丘脑设定点raise the hypothalamic set point的能力

♣ 主要由免疫系统细胞释放，可在血液中循环

♣ 当它们到达大脑时，它们会影响下丘脑功能

♣ 当下丘脑设定温度增加时，发烧的较高体温被下丘脑解释为“正常” 

o 尽管温度很高，但仍会感到凉

o 当热原从身体中去除并且下丘脑恢复到正常设定点时，发烧“停止”

你的下丘脑恢复到正常的较低范围，但你的身体核心已经加热到那个发烧水平。因此，当您的发烧停止时，您必须实施散热机制，这将有助于将您的身体核心温度降至正常水平。

o 发烧并不总是坏事   发烧并不总是危险的。它是由您的免疫系统触发的正常生理反应，以帮助您的身体抵抗感染。

 

测量体温

基本的数字温度计，用于测量口腔温度和腋窝温度。将温度计的探头放置在一个称为舌下口袋sublingual pocket的空间中， 那个位置靠近舌下动脉。舌下动脉是深动脉。

temporal thermometer温度计，用于测量前额的温度。

鼓膜温度计tympanic thermometer.，通过外耳道或耳道测量温度。