有一個很簡單的問題你是否想過:不論人的年齡、身高、體重差別多大,有一個數字是相同的,那就是體溫是37~C左右。不論是黃種人、白種人、黑種人還是棕種人,也不論你住在赤道還是北極,體溫都基本相同。哺乳類、鳥類以及其他的溫血動物都具有恒定的體溫,它們的體溫同樣是37℃上下。寒帶的南極企鵝和熱帶撒哈拉沙漠的駱駝,它們的體溫同樣是37℃上下。為何體溫偏偏選擇了37℃?
人體內有一個精密的空調
37℃只是體溫的一個大概數字,人體各個部位、每日早晚及男女之間的體溫均存在著差異。正常人口腔溫度為36.3℃~37.2℃,腋窩溫度較口腔溫度低0.3℃~0.6℃,直腸溫度較口腔溫度高0.3℃~0.5℃。一天之中,清晨2~5時體溫最低,下午5~7時最高。另外,女子體溫一般較男子高0.3℃左右,女子體溫在經期亦有些許變化。
人體對體溫的調節是非常精確的,體溫只要比正常值有0.5℃的變化,就會讓你感到不舒服。如果體溫比正常值上升或下降了1℃,你就可能需要趕快去掛急診。那么,人體是怎樣維持體溫恒定的呢?
這是因為人體內有一套產熱和散熱的自動調控裝置,它由下丘腦的體溫調節中樞和皮膚內臟的許多溫度感受器組成。當人感到冷或熱時,信號由神經系統傳入,下丘腦的體溫調控“司令部”很快下達指令,使有關系統如肌肉、內臟器官、皮膚、毛細血管、汗腺等全部啟動起來,各司其職,有序地進行體溫調控,盡量使體溫保持在恒定范圍。比如,當環境溫度下降和寒冷刺激時,肌肉就會收縮發抖(打冷戰),使產熱增加;天熱時,人體就會排汗,利用水分蒸發來散熱。
當然,人體的這種調控能力是有限度的。所以,當患感染性疾病或長時間暴露在高溫環境下時就會發熱,因為這時機體的體溫調控裝置已力不從心。
大家一定有這樣的體驗,當患有各種感染癥時,體溫就會上升。這是因為身體受到細菌的感染后,體內的免疫系統開始工作,進行抵抗的原因。此時,被稱為大噬菌細胞的免疫細胞刺激體內的免疫系統,分泌出一種特殊的物質。這種物質由血液向腦中輸送,再由腦室附近的終極部位進入腦內。這種物質進入大腦后在丘腦下部發揮作用,使體溫上升,所以在發生感染癥狀時體溫就上升。為什么我們的體溫通常都在小范圍內變化呢?這如同處于一個非常保溫的恒溫箱里一樣。也就是說體溫高于正常溫度時,全身皮膚的血管會擴張,皮膚變紅身體出汗。當低于正常溫度時,身體就會發抖,產生熱量,毛發立起來以防止散熱。
雖然我們對感冒很熟悉,但為什么患上感冒時即使發熱、體溫上升時我們也會感到寒冷、發抖,而當治療后恢復正常時,即使體溫下降我們也會出汗呢?為了說明這個道理,我來打個比方,把空調的設定溫度假定為我們體內的設定溫度,患感冒時設定溫度上升,但體溫未達到時就會感到寒冷。反之,感冒治好后設定溫度達到正常,而體溫要通過出汗才能降至正常。
同樣,一陣寒風吹過,你的皮膚會繃緊,你的牙齒會得得作響。這是為什么呢?你的身體在這種時候這種條件下為什么會顫抖呢?這是因為大腦的連結系統對皮膚的溫度進行監控,決定什么時候開始顫抖。顫抖是由身體自行調節的眾多無意識和下意識功能的一種。顫抖能在骨骼肌中產生熱量,這個過程需要相當多的能量,它通常是人體在寒冷的環境中保持體內溫度的最后一個方法。
恒溫:進化之謎
當我們由一個地方走到另一個地方時,可以感覺到四周溫度的變化,但是我們的體溫卻不會改變。這是因為人類屬于“恒溫動物”類,恒溫動物還包括所有溫血動物、哺乳動物、家禽、家畜和鳥類。恒溫動物的體溫均在37℃左右:大象的體溫最低,是35.5℃:小鳥的體溫最高,可達42.8℃。但是有些動物的體溫,會隨環境溫度的變化而改變,這類動物被稱為冷血動物。它們包括昆蟲、蛇類、青蛙、魚、蜥蜴和龜等。冷血動物的體溫,會比周圍環境低一點。
科學家研究發現,某些動物能夠保持體溫恒定的開始時間,幾乎恰好和他們從水生變成陸生的時間相吻合。生存于水底下的生物,在相當大的程度上,可以避開外界氣候變化的影響,特別是在深水中,周圍的溫度幾乎可以保持不變。反過來,生活于地表上的動物則必須承受一天24小時的溫度變動,它們會經歷夜晚和白天、雨天和晴天、刮風和暴風雨。因此,在地表生活的許多生物已經進化到可以快速隨機應變的地步。
大腦和行動需要同時運作,這是動物必備的生存之道。科學研究發現:大腦在恒溫下運作得最好。支配人類思想和行動的是腦,這是由幾百億交互聯結的神經細胞所組成的線路,奇妙又精巧。假若體溫發生變化,必然導致動物體內的各種復雜化學反應呈現出不同的狀況,各種激素信息也有所不同。所以,保持恒定的體溫是像我們一樣復雜的動物的最佳進化選擇。
為什么把體溫設在37℃?
人類把體溫設定在37℃,是進化的選擇。因為要保持一個恒定的體溫,必然要選擇一個產熱和散熱最容易平衡的點,在這一溫度時,機體活動所產生的熱量最容易與機體散失在環境中的熱量平衡,也就最容易保持體溫的恒定。科學家認為,人類的體溫之所以設定在37℃,和我們在20℃的房間中感到舒服的原因一樣。當200多萬年以前人類剛出現在非洲時,白天的平均溫度在25℃以下。在這種氣候條件下,當人類的體溫超過35℃時,打獵這類活動經由新陳代謝過程所產生的熱最容易發散出去。也就是說,是人體自身新陳代謝水平和地球環境溫度之間的平衡,決定了37℃這一恒定體溫。恒溫動物的體溫大多在35℃~40℃范圍,這是在生物進化過程中,生物鏈中的捕食者和被捕者耐力較量的結果,即為動物捕食活動等生存競爭過程的平衡點。(文章代碼:100207)
責任編輯 蒲暉