如第一节所述,机体内营养物质代谢释放出来的化学能,其中50%以上以热能的形式用于维持体温,其余不足50%的化学能则载荷于ATP,经过能量转化与利用,最终也变成热能,并与维持体温的热量一起,由循环血液传导到机体表层并散发于体外。因此,机体在体温调节机制的调控下,使产热过程和散热过程处于平衡,即体热平衡,维持正常的体温。如果机体的产热量大于散热量,体温就会升高;散热量大于产热量则体温就会下降,直到产热量与散热量重新取得平衡时才会使体温稳定在新的水平。
(一)产热过程
机体的总产热量主要包括基础代谢,食物特殊动力作用和肌肉活动所产生的热量。基础代谢是机体产热的基础。基础代谢高产热量多;基础代谢低,产热量少。正常成年男子的基础代谢率约为170kJ/m2·h。成年女子约155kJ/m2·h在安静状态下,机体产热量一般比基础代谢率增高25%,这是由于维持姿势时肌肉收缩所造成的。食物特殊动力作用可使机体进食后额外产生热量。骨骼肌的产热量则变化很大,在安静时产热量很小。运动时则产热量很大;轻度运动如平行时,其产热量可比安静时增加3-5倍,剧烈运动时,可增加10-20倍。
人在寒冷环境中主要依靠寒战来增加产热量。寒战是骨骼肌发生不随意的节律性收缩的表现,其节律为9-11次/分。发生寒战的肌肉在肌电图上表现出一簇一簇的高波幅群放电,这是不同肌纤维的动作电位同步化的结果。寒战的特点是屈肌和伸肌同时收缩,所以基本上不做功,但产热量很高,发生寒战时,代谢率可增加4-5倍。机体受寒冷刺激时,通常在发生寒战之前,首先出现温度刺激性肌紧张(thermalmuscle tone)或称寒战前肌紧张(pre-shivering tone),此时代谢率就有所增加。以后由于寒冷刺激的持续作用,便在温度刺激性肌紧张的基础上出现肌肉寒战,产热量大大增加,这样就维持了在寒冷环境中的体热平衡。内分泌激素也可影响产热,肾上腺素和去甲肾上腺素可使产热量迅速增加,但维持时间短;甲状腺激素则使产热缓慢增加,但维持时间长。机体在寒冷环境中度过几周后,甲状腺激素分泌可增加2倍能上能下,代谢率可增加20-30%。
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