第十二章 體溫的恒定性
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I
在内環境的恒定現象中最引人注目和易被觀察到的事實之一是&ldquo溫血&rdquo動物的體溫的恒定。
雖然正常人有每日的體溫波動,即由上午4時左右體溫表讀數上平均36.3℃(97.3)的低點到下午4時左右平均37.3℃(99.1)的高點,但在此範圍外不會有更大的變動。
這種恒定性是如此可靠,以緻體溫表制造者能有把握地在華氏刻度&ldquo98.6°&rdquo處作出标記,近似地表示全世界健康人的平均體溫。
我們體溫的恒定并不是永遠能保持的。
酒精和麻醉劑可以破除這一受控過程,因而,當暴露在寒冷情況下時,熱量就會迅速丢失。
所以一個人的體溫在酒精中毒時可以一度下降到24℃(75°F),之後,再恢複正常狀态。
另一方面,在感染性疾患的過程中,熱度可升至40℃(104°F)以上而不緻造成病廢。
但這些變化是能招緻種種危險或帶來種種限制的。
例如,在患有日射病時,可以看到,體溫如上升到大約42°&mdash43℃(107°&mdash109°F)并持續數小時之久,就會使腦神經細胞産生嚴重的障礙。
再說,24℃(75)對适應機體活動來說則是過低了。
如布利頓所指出,在此體溫下心率變得很慢,呼吸淺而少,并出現深度昏睡。
因此,避免出現這種兩極變化是完全有道理的。
保持體溫正常恒定也是十分必要的。
隻要我們比較一下寒冷對我們自身和對兩栖類、爬蟲類這些沒有熱量調節器官的低等動物的影響時,這個價值就變得更明顯了。
我提到過低溫對蛙的效應,當天氣變冷時蛙本身也變冷,其動作變得越來越遲鈍。
它的心搏變得極少,當它在寒冷的池水深處,處于惰性狀态時,全然停止了呼吸。
這種狀态一直維持到它的體溫再度回暖。
蛙的這種行為主要基于這樣一個事實:在有機體内進行的多數基本生命過程是化學性的,而化學過程的速度是随着溫度而變化的,事實上每升高10℃可使速度加倍。
因此,這些和周圍環境處于同溫的&ldquo冷血&rdquo動物,隻有當氣候溫暖時才能活潑地行動;溫血動物則不受外界寒冷影響而維持十分穩定的高體溫,在任何時候都可以敏捷地行動。
由于保持了内環境的恒定性,他們可免受外環境變遷的影響。
II 要了解我們體内溫度的調節作用,我們必須首先理解:我們的機體所從事的每一種活動都在不間斷地産生熱。
處在有力收縮中的心髒,其全部能量終将轉變為我們内部的熱量,因心髒所從事的形成動脈壓的高度的機械功要消耗于克服血管内的摩擦阻力上。
約有3/4的肌肉活動能量必然表現為熱,而且肝髒和其他腺體内的作用全都伴有熱量的産生。
我們已了解到,當某一個器官變得特别活躍時,血液就大量流過該部位。
該器官活動所産生的熱就從熱的細胞擴散到溫度較低的血液。
這樣細胞就能避免變得過熱,而且在某一個部分産生的熱也可供其他部分使用。
人在寒冷的早晨用力擺動他的雙臂并用力跺腳,是為了使肌肉中産熱并通過循環血液普遍地溫暖他身體的寒冷部分。
所以,液床的流動部分所執行的一個重要機能是,使溫度在整個機體内達到均等。
我們在後面将看到,它在管理通過皮膚的散熱方面也具有重要作用。
有證據說明,熱在體内的産生是受控制的,而且對處于标準條件下的正常人來說,此産熱過程顯然是恒定的。
所謂标準條件是指吃一頓混合食物後接着禁食約18小時(一般過夜到次晨),然後在試驗開始前以斜依姿勢休息約20分鐘。
被試驗者在清醒狀态下取仰卧位,約在20℃(68°F)的室溫下在一系列短時間内測定氧的攝入和二氧化碳的排出量。
從O2的消耗和CO2排出的數值可以很快地算出體内氧化所産生熱量,通常以&ldquo卡/體表平方米/小時(或日)&rdquo來表示熱量單位,算出所謂&ldquo基礎代謝&rdquo。
德國生理學家沖茲(Zuntz),在63歲時測定了他的基礎代謝,并和他在43歲時所測數值相比較。
此數值由804卡/平方米/日下降到792&mdash&mdash隻減少了1.5%。
貝納第和卡本特(Carpenter)在波士頓的卡内基(Carnegie)研究所曾對一個人進行過為時6年的研究,與所有年份測得數值的平均值相比每一年的變異隻有3.7%。
拉斯克用一隻狗所做的實驗中,兩年内分别測定17次基礎代謝率,相差隻有2.9%。
這種恒定性是令人驚訝的。
我們知道,代謝率是受幾種内分泌腺幹擾影響的,例如位于腦底部的垂體和腎上腺的皮質。
但作用最明顯、最直接的是頸部的甲狀腺。
在甲狀腺過度活躍時,例如在突眼性甲狀腺腫時,代謝率一般超出正常水平50%或70%,而在甲狀腺機能亢進症的病例中,已知其代謝率是加倍的,也就是說在标準狀态下産熱的速度實際上比健康人快兩倍。
外科醫生在處理這種情況時,切除腺體的一大部分後,代謝率即可恢複。
反之,在甲狀腺缺損或機能不足時,例如在克汀病和黏液水腫時,氧化速度可比正常水平低30%到40%。
對這種病人吃甲狀腺或其浸出物以代替本身甲狀腺分泌的缺乏,則其代謝率不難提高至正常水平。
還不知道什麼因素在保持甲狀腺的持久活性。
哈佛生理學研究所的一個小組曾用貓進行研究,在切除交感神經系統的不同階段中,摘除頸部神經鍊後可見到代謝率稍有下降,但這個效應極為微弱,可能沒有什麼意義。
這種情況下的甲狀腺活性不可能靠腎上腺所分泌的腎上腺素來維持,因為在某些實驗中,同時切除腎上腺的神經,看不到在這方
雖然正常人有每日的體溫波動,即由上午4時左右體溫表讀數上平均36.3℃(97.3)的低點到下午4時左右平均37.3℃(99.1)的高點,但在此範圍外不會有更大的變動。
這種恒定性是如此可靠,以緻體溫表制造者能有把握地在華氏刻度&ldquo98.6°&rdquo處作出标記,近似地表示全世界健康人的平均體溫。
我們體溫的恒定并不是永遠能保持的。
酒精和麻醉劑可以破除這一受控過程,因而,當暴露在寒冷情況下時,熱量就會迅速丢失。
所以一個人的體溫在酒精中毒時可以一度下降到24℃(75°F),之後,再恢複正常狀态。
另一方面,在感染性疾患的過程中,熱度可升至40℃(104°F)以上而不緻造成病廢。
但這些變化是能招緻種種危險或帶來種種限制的。
例如,在患有日射病時,可以看到,體溫如上升到大約42°&mdash43℃(107°&mdash109°F)并持續數小時之久,就會使腦神經細胞産生嚴重的障礙。
再說,24℃(75)對适應機體活動來說則是過低了。
如布利頓所指出,在此體溫下心率變得很慢,呼吸淺而少,并出現深度昏睡。
因此,避免出現這種兩極變化是完全有道理的。
保持體溫正常恒定也是十分必要的。
隻要我們比較一下寒冷對我們自身和對兩栖類、爬蟲類這些沒有熱量調節器官的低等動物的影響時,這個價值就變得更明顯了。
我提到過低溫對蛙的效應,當天氣變冷時蛙本身也變冷,其動作變得越來越遲鈍。
它的心搏變得極少,當它在寒冷的池水深處,處于惰性狀态時,全然停止了呼吸。
這種狀态一直維持到它的體溫再度回暖。
蛙的這種行為主要基于這樣一個事實:在有機體内進行的多數基本生命過程是化學性的,而化學過程的速度是随着溫度而變化的,事實上每升高10℃可使速度加倍。
因此,這些和周圍環境處于同溫的&ldquo冷血&rdquo動物,隻有當氣候溫暖時才能活潑地行動;溫血動物則不受外界寒冷影響而維持十分穩定的高體溫,在任何時候都可以敏捷地行動。
由于保持了内環境的恒定性,他們可免受外環境變遷的影響。
II 要了解我們體内溫度的調節作用,我們必須首先理解:我們的機體所從事的每一種活動都在不間斷地産生熱。
處在有力收縮中的心髒,其全部能量終将轉變為我們内部的熱量,因心髒所從事的形成動脈壓的高度的機械功要消耗于克服血管内的摩擦阻力上。
約有3/4的肌肉活動能量必然表現為熱,而且肝髒和其他腺體内的作用全都伴有熱量的産生。
我們已了解到,當某一個器官變得特别活躍時,血液就大量流過該部位。
該器官活動所産生的熱就從熱的細胞擴散到溫度較低的血液。
這樣細胞就能避免變得過熱,而且在某一個部分産生的熱也可供其他部分使用。
人在寒冷的早晨用力擺動他的雙臂并用力跺腳,是為了使肌肉中産熱并通過循環血液普遍地溫暖他身體的寒冷部分。
所以,液床的流動部分所執行的一個重要機能是,使溫度在整個機體内達到均等。
我們在後面将看到,它在管理通過皮膚的散熱方面也具有重要作用。
有證據說明,熱在體内的産生是受控制的,而且對處于标準條件下的正常人來說,此産熱過程顯然是恒定的。
所謂标準條件是指吃一頓混合食物後接着禁食約18小時(一般過夜到次晨),然後在試驗開始前以斜依姿勢休息約20分鐘。
被試驗者在清醒狀态下取仰卧位,約在20℃(68°F)的室溫下在一系列短時間内測定氧的攝入和二氧化碳的排出量。
從O2的消耗和CO2排出的數值可以很快地算出體内氧化所産生熱量,通常以&ldquo卡/體表平方米/小時(或日)&rdquo來表示熱量單位,算出所謂&ldquo基礎代謝&rdquo。
德國生理學家沖茲(Zuntz),在63歲時測定了他的基礎代謝,并和他在43歲時所測數值相比較。
此數值由804卡/平方米/日下降到792&mdash&mdash隻減少了1.5%。
貝納第和卡本特(Carpenter)在波士頓的卡内基(Carnegie)研究所曾對一個人進行過為時6年的研究,與所有年份測得數值的平均值相比每一年的變異隻有3.7%。
拉斯克用一隻狗所做的實驗中,兩年内分别測定17次基礎代謝率,相差隻有2.9%。
這種恒定性是令人驚訝的。
我們知道,代謝率是受幾種内分泌腺幹擾影響的,例如位于腦底部的垂體和腎上腺的皮質。
但作用最明顯、最直接的是頸部的甲狀腺。
在甲狀腺過度活躍時,例如在突眼性甲狀腺腫時,代謝率一般超出正常水平50%或70%,而在甲狀腺機能亢進症的病例中,已知其代謝率是加倍的,也就是說在标準狀态下産熱的速度實際上比健康人快兩倍。
外科醫生在處理這種情況時,切除腺體的一大部分後,代謝率即可恢複。
反之,在甲狀腺缺損或機能不足時,例如在克汀病和黏液水腫時,氧化速度可比正常水平低30%到40%。
對這種病人吃甲狀腺或其浸出物以代替本身甲狀腺分泌的缺乏,則其代謝率不難提高至正常水平。
還不知道什麼因素在保持甲狀腺的持久活性。
哈佛生理學研究所的一個小組曾用貓進行研究,在切除交感神經系統的不同階段中,摘除頸部神經鍊後可見到代謝率稍有下降,但這個效應極為微弱,可能沒有什麼意義。
這種情況下的甲狀腺活性不可能靠腎上腺所分泌的腎上腺素來維持,因為在某些實驗中,同時切除腎上腺的神經,看不到在這方