发热的机制及热型
一、发热时的体温调节机制
发热的发生机制是一个极为复杂的过程,至今亦无完全定论。根据调定点理论,目前认为其发生机制包括三个环节。
(一) 中枢调节
目前一般认为体温调节中枢位于视前区下丘脑前部(preoptic anterior hypothalamus,POAH),该区含有温敏神经元,对来自外周和深部温度信息起整合作用,而另外一些部位,如杏仁核、腹中隔、弓状核则对发热时的体温产生负影响。刺激这些部位可对抗体温的升高,使体温的上升难以逾越正常的热限。因此,发热体温调节中枢可能由两部分组成,一个是正调节中枢,主要包括POAH等,另一个是负调节中枢,主要包括杏仁核、腹中隔等。当内生致热原到达下丘脑体温调节中枢后,可引起中枢发热介质(如前列腺素E、环磷酸腺苷)的释放,这些中枢发热介质可以作用于相应的神经元,使下丘脑的体温调节中枢的调定点上移(如上移至39 ℃)。这样,原来机体正常的血液温度(如37 ℃)则低于调定点的温度值,而变为了冷刺激。这种冷刺激传入体温调节中枢,使体温调节中枢发出一系列神经冲动,引起调温效应器的反应,对现在的体温(39 ℃)进行重新调节。
(二) 发热中枢调节介质
大量的研究证明:EP无论以何种方式入脑,它们仍然不是引起调定点上升的最终的物质,EP可能是首先作用于体温调节中枢,引起发热中枢介质的释放,继而引起调定点的改变。发热中枢介质分为两类:正调节介质和负调节介质。
1. 正调节介质
(1) 前列腺素E(prostaglandin E,PGE)动物实验中PGE可引起明显的发热反应。EP诱导的发热期间,动物脑脊液(CSF)中PGE水平也明显升高。PGE合成抑制剂如阿司匹林、布洛芬等都具有解热作用,并且在降低体温的同时,也降低了CSF中PGE浓度。
(2) Na+/Ca2+的值实验显示,给多种动物脑室内灌注Na+使体温很快升高,灌注Ca2+则使体温很快下降;在用标记的Na+和Ca2+灌注猫脑室的研究中还发现,在致热原性发热期间,Ca2+流向CSF,而Na+则被保持在脑组织中。这些研究资料表明:Na+/Ca2+的值改变在发热机制中可能担负着重要中介作用,EP可能先引起体温中枢内Na+/Ca2+的值的升高,再通过其他环节促使调定点上移。
(3)环磷酸腺苷(cAMP)目前已有越来越多的事实支持cAMP是重要的发热介质:①外源性cAMP(二丁酰cAMP,Db-cAMP)注入猫、兔、鼠等动物脑室内迅速引起发热,潜伏期明显短于致热原性发热。②加热cAMP的分解,可减轻发热。③在ET、葡萄球菌、病毒、EP以及PGE诱导的发热期间,动物CSF中cAMP均明显增高,后者与发热效应呈明显正相关。但高温引起的过热期间(无调定点的改变),CSF中cAMP不发生明显的改变。
(4) 促肾上腺皮质激素释放激素促肾上腺皮质激素释放激素(corticotrophinreleasinghormone,CRH)主要分布于室旁核和杏仁核。研究表明:CRH是一种发热体温中枢正调节介质。IL-1、IL-6等均能刺激离体和在体下丘脑释放CRH,中枢注入CRH可引起动物脑温和结肠温度明显升高。
(5)一氧化氮一氧化氮(nitric oxide,NO)作为一种新型的神经递质,广泛分布于中枢神经系统。在大脑皮层、小脑、海马、下丘脑视上核、室旁核、OVLT和POAH等部位均含有一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)。目前的一些研究提示,NO与发热有关。
2. 负调节介质
临床和实验研究均表明,发热时体温升高极少超过41℃,即使大大增加致热原的剂量也难越此热限。这就意味着体内必然存在自我限制发热的因素。现已证实,体内确实存在一些对抗体温升高或降低体温的物质,主要包括精氨酸加压素、黑素细胞刺激素及其他一些发现于尿中的发热抑制物。
(三) 体温调节的方式及发热的时相
调定点的正常设定值在37 ℃左右。发热时,来自体内外的发热激活物作用于产内生致热原细胞,引起EP的产生和释放,EP再经血液循环到达颅内,在POAH或OVLT附近,引起中枢发热介质的释放,后者相继作用于相应的神经元,使调定点上移。由于调定点高于中心温度,体温调节中枢对产热和散热进行调整,从而把体温升高到与调定点相适应的水平。在体温上升的同时,负调节中枢也被激活,产生负调节介质,进而限制调定点的上移和体温的上升。正负调节相互作用的结果决定体温上升的水平。也正因为如此,发热时体温很少超过41℃,从而避免了高热引起脑细胞损伤。这是机体的自我保护功能和自稳调节机制作用的结果,具有极其重要的生物学意义。发热持续一定时间后,随着激活物被控制或消失,EP及增多的介质被清除或降解,调定点迅速或逐渐恢复到正常水平,体温也相应被调控下降至正常水平。这个过程大致分为三个时相(图8-2-1)。

图8-2-1 典型发热过程的三个时相
1. 体温上升期
发热的第一时相是中心体温开始迅速或逐渐上升,快者几小时或一昼夜就达高峰,有的需要几天才达高峰,称为体温上升期,主要临床表现是畏寒、皮肤苍白,严重者出现寒战和鸡皮疙瘩。
本期热代谢特点是,产热增多,散热减少,热量在体内蓄积,体温不断上升。产热增加的原因,一方面是由于全身的骨骼肌不随意地节律性收缩,引起寒战,是由下丘脑发出的,经脊髓侧索的网状脊髓束和红核脊髓束,通过运动神经到达运动终板。此时产热可以比正常时增加4~5倍;另一方面是由于机体物质代谢增强。因为交感神经的兴奋,使肾上腺素分泌增加,肝糖原和肌糖原被大量分解,产热会进一步增加。散热减少的原因:由于体温调定点的上移,使本来正常的体温变成了“冷刺激”,调节中枢会对“冷刺激”这一信号发生反应,发出的指令经交感神经到达了散热中枢,使皮肤血管收缩,血流量下降,导致皮肤温度降低、散热随之减少。
2. 高温持续期
当体温上升到调定点的新水平时,便不再继续升高,此时机体的产热与散热会在新调定点水平上保持相对平衡,波动于较高的水平上。此期病人自觉酷热,皮肤发红、干燥。病人的中心体温已达到或略高于体温调定点新水平。
本期热代谢特点是产热与散热在新调定点(较高水平)上保持动态平衡,但产热与散热的调节过程与正常情况下的调节方式相同。(https://www.daowen.com)
病人主要的临床表现,寒战停止(体温已与调定点相适应,并开始出现散热反应)、皮肤潮红(因散热反应,皮肤血管由收缩转为舒张,皮肤血流量增加)、自感酷热(在新调定点下皮肤温度高于正常)、“鸡皮疙瘩”消失。此外,皮肤和口唇比较干燥(温度升高加重了水分的蒸发)。
3. 体温下降期
体温下降期又称退热期、出汗期,是指由于发热激活物、内生致热原,以及发热介质得到控制或消除,故体温调节中枢的调定点重新返回到正常水平。退热期持续的时间长短也不一,快者几个小时或24 h内体温就可以降至正常,称为骤退。慢者可在数天内体温恢复正常,称为渐退。本期热代谢特点是,散热增加、产热减少,散热大于产热,体温开始下降,至逐渐恢复到正常调定点水平。此时,由于血液温度高于调定点,视前区下丘脑前部(POAH)的温敏神经元兴奋,使交感神经的紧张性活动降低,皮肤血管得到进一步扩张,故散热增强、产热减少,体温开始逐渐下降至正常水平。
病人主要的临床表现是大量出汗(皮肤血管进一步扩张,汗腺分泌增多),严重者可导致脱水。
二、热型(fever type)
在许多疾病的发病过程中,发热持续的时间与其体温升高水平不是完全相同。可将这些病人的体温按一定时间顺序记录下来,再绘制成曲线就构成了所谓热型,即体温曲线。了解疾病热型,将有助于临床疾病鉴别、疗效评估及预后。常见的热型有如下几种:
1. 稽留热
稽留热是指体温持续在39~40 ℃以上,可达数天或数周,但24 h内体温波动范围不超过1 ℃。临床上常见于大叶性肺炎、伤寒等。
2. 弛张热
弛张热又称败血症热型,是指持续高热在39 ℃及以上,24 h内体温波动超过1 ℃,有些可达2~3 ℃,但最低温度仍在正常体温以上。临床上常见于败血症、风湿热、化脓性炎症等。
3. 间歇热
间歇热是指体温骤升达39 ℃以上,持续数小时后又迅速降至正常水平,无热期(即间歇期)可持续1天至数天,如此高热期与无热期反复交替出现。临床上常见于疟疾、急性肾盂肾炎等。
4. 不规则热
不规则热是指发热持续的时间不固定,热型变化亦不规则,临床上常见于结核病、系统性红斑狼疮。
5. 周期热
周期热是指体温在数天内逐渐上升至高峰(39 ℃及以上),然后又逐渐降至正常水平,高热期与无热期各持续若干天后再规律性交替一次,因其热型呈波浪状起伏,又称为波浪热。临床上常见于回归热、布鲁菌病、霍奇金(Hodgkin)病。
案例引导
病人,男,26岁,打篮球后淋雨,晚上突然畏寒、寒战、高热,自觉全身肌肉酸痛,伴有咽痛,吞咽时加重。当晚急诊入院。体格检查:急性面容,T 39.3 ℃,P 105次/分,R 26次/分。双侧扁桃体充血、肿胀、表面有脓点。实验室检查:血常规提示WBC升高,诊断为急性化脓性扁桃体炎,经大剂量青霉素治疗,第二天上午,体温降至37 ℃。
问题:
(1) 该病人为什么出现体温升高?
(2) 该病人为什么有畏寒、寒战、全身肌肉酸痛等表现?