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人體為什麼能夠抵禦炎熱和寒冷的環境?

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2018

2018年10月25日02時 今日科學 新華網

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深秋至隆冬季節,大風降溫後,人們就開始穿上保暖厚重的衣服,並喜愛在溫暖的室內度過寒冷。反之到了炎熱的夏季,人們就會著裝清涼,吹空調吃冷飲。這些都是人們通過主動的行為調節適應不同溫度的環境,那人體是怎樣抵禦炎熱和寒冷的環境?

其實,人體內部還具有自動的生理性調節,比如寒風吹來時人們就會凍得發抖,而遇到炎熱的夏季,就會汗水直流。人是恆溫動物,雖然因為性別、年齡、活動強度、疾病等原因,體溫有一定程度的波動,但總體上體溫相對穩定,這是因為人體能夠調節產熱量和散熱量,使兩者保持相對平衡。比如,在寒冷環境下,人體需要及時增加產熱,減少散熱來維持體溫的相對穩定。相反,在炎熱環境下,人體則需要通過增加散熱、減少產熱維持體溫相對穩定。

溫度感受器用以感受體內外溫度的變化,分為冷覺感受器和溫覺感受器。若在寒冷環境下,體內的冷覺感受器感受到外部溫度變化後就會變得興奮,並將這種興奮通過傳入神經傳導至下丘腦,下丘腦內部的體溫調節中樞也會興奮起來,將應對寒冷的信息通過傳出神經傳導出去,到達控制體內產熱的相關部位,快速反應起來。比如「打哆嗦」就是產熱的重要結構「骨骼肌」不自主戰慄,增加產熱。另外,甲狀腺和腎上腺也會感受到「命令」,分泌甲狀腺激素和腎上腺素增多,這兩種激素作用於細胞,促進細胞新陳代謝,也使得產熱增加。除此之外,機體還需要減少散熱。皮膚是主要的散熱器官,而皮膚的散熱機制主要是血管運動和汗腺活動。於是,在寒冷時人體皮膚內的血管收縮,使血流量減小。同時皮膚出現「雞皮疙瘩」,這是皮膚內部的立毛肌收縮所導致的,皮膚上的汗腺分泌的汗液減少,防止蒸髮帶走熱量,從而散熱量減小。通過以上多個系統參與人體調節,使我們在寒冷時身體也能保持適宜的體溫。

圖片江建敏拍攝

圖片王曉宏繪製

當人體在高溫環境中、從事體力勞動或劇烈運動時會引起溫覺感受器興奮,由傳入神經將興奮傳至下丘腦,下丘腦感受到信息後會發出「增加散熱」的信息給皮膚,於是皮膚血管舒張、增加血流量,汗腺大量分泌汗液,隨著汗水不斷蒸發,帶走大量的熱。

如果人們長期在炎熱或寒冷的環境下生活或工作,只依靠生理性來調節溫度是不夠的。常年在熱帶地區生活或在高溫下工作的人易患熱射病,而長期在極寒條件下生活的人也容易出現昏迷現象。這些都說明了人體的體溫調節是有限度的,需要通過行為調節來輔助調節體溫。

除此之外,在流感病毒等病原體進入人體後,引起人體發熱、體溫升高,這時候需要快速地通過行為調節來降溫嗎?其實,人體發熱時白細胞會增多,抗體生成加快,肝的解毒能力也會增強,因而使機體的抵抗力也有所提高,可以說一定程度的發熱是機體對疾病的生理性防禦反應。所以,當人體發熱時可以先不急於吃藥降溫,可以通過溫水或酒精擦拭身體,減少衣物和被褥的厚度進行物理降溫。但是當一般兒童的體溫高於

38.5℃時,則需要服用降溫藥物,防止腦部等細胞造成不可逆的損傷,因為長期或高溫發熱會使人體體溫調節功能紊亂,甚至導致許多細胞代謝異常,大量死亡。當體溫升高到 43℃時,不採取有效措施降低體溫,將會危及生命,這時需要藥物和物理降溫結合使用。

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