机体的产热与散热

更新于 2026年11月02日 版权声明
二、机体的产热与散热

机体在代谢过程中不断地产生热量,同时又不断地将热量散发到体外。人体之所以能维持相对稳定的体温,就是因为在体温调节中枢的控制下,产热和散热两个生理过程取得动态平衡的结果。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。

(一)产热

1.主要的产热器官机体的热量来自体内各组织器官的分解代谢。不同的组织、器官因代谢水平的不同产热量也不同。安静状态时,主要的产热器官是内脏,产热量约占全身产热量的56%,其中肝脏是体内代谢最旺盛的器官,其产热量最大。劳动或运动时,主要的产热器官是骨骼肌,骨骼肌占全身体重的40%左右,因而具有巨大的产热潜力。骨骼肌的紧张度稍有增加,产热量即可明显增多。剧烈运动时,骨骼肌的产热量约占全身总产热量的90%。机体组织、器官的产热情况见表7-3。

图示

2.产热的形式

(1)寒战产热:人在寒冷环境中主要依靠寒战来增加产热量。寒战是骨骼肌发生的不随意节律性收缩,可使代谢率增加4~5倍,产热量增加,有利于机体在寒冷环境中维持体温平衡。

(2)非寒战产热:又称代谢产热,是机体在寒冷环境中代谢普遍增强的结果。体内所有的组织器官都具有代谢产热的功能,其中体内褐色脂肪的产热量最大,约占代谢产热总量的70%。产热多少决定于能量代谢的水平,因此,凡能提高能量代谢的因素都可使产热量增加。例如,交感神经兴奋或肾上腺素、甲状腺激素、肾上腺皮质激素分泌增多等,均可提高产热量。

(二)人体的散热

1.散热的部位人体散热的部位主要是皮肤。体内组织器官代谢产生的热量不断地由血液带至皮肤。当环境温度低于体表温度时,大部分的体热通过皮肤的辐射、传导和对流散发,小部分随呼出气体、尿和粪等排泄物排出体外。当环境温度接近或高于体表温度时,则通过皮肤汗液蒸发来散发热量。皮肤是机体散热的主要部位,当环境温度低于体表温度时,大部分体热可通过皮肤的辐射、传导、对流和蒸发等方式向外散发。

2.皮肤散热的方式

(1)辐射:是指机体以热射线(红外线)的形式将热量传给外界较冷物体的散热方式。人体处于21℃的环境中,在不着衣的情况下,约有60%的热量是通过这种方式进行散发的。辐射散热量受皮肤与环境间的温度差及机体有效辐射面积等因素的影响。温度差越大,辐射散热量越多;反之,则减少。(https://www.daowen.com)

(2)传导:是指机体将热量直接传给与之接触的较冷物体的散热方式。人体深部的热量通过血液循环传到皮肤,再由皮肤传给与它接触的物体,如床褥或衣服等。传导散热量的多少,除决定于皮肤与物体的接触面积、温度差外,还取决于所接触物体的导热性能。若接触比皮肤温度低的良导热体(如金属和水等),体热散发快,局部皮肤温度下降,故有寒冷的感觉;若接触不良导热体(如棉毛织物、泡沫、塑料等),则散热缓慢,局部皮肤温度增高,故有温暖的感觉。另外,人体脂肪的导热性能也差,肥胖者皮下脂肪较多,由深部向表层传导的热量少,所以肥胖者夏季较瘦者怕热。水的比热大,导热性能较好,因此临床上利用冰袋、冰帽给高热患者降温。

(3)对流:是指通过气体流动来交换热量的散热方式。人体周围总是围着一薄层同皮肤接触的空气,人体的热量可以传给这一层空气,并随空气不断流动而将体热散发到周围环境。对流散热是传导散热的一种特殊形式。对流散热的量除取决于皮肤和空气的温度差外,还决定于风速。风速越大,散热量越多;风速越小,则散热量越少。衣服覆盖的皮肤表层不易实现对流,棉毛纤维间的空气不易流动,因此增加衣着可以保暖御寒。

辐射、传导、对流这三种散热方式,只有在体表温度高于环境温度的前提下才能进行。当环境温度接近或高于体表温度时,皮肤不仅不能散热,反而以辐射和传导的方式从周围环境中获得热量,此时蒸发散热便成了唯一有效的散热方式。

(4)蒸发:是指机体通过体表水分的汽化来散发体热的方式。在体温条件下,体表每蒸发1g水,可吸收并散发体热243kJ。因此,体表水分的蒸发是一种极为有效的散热方式。

1)不显汗:是指机体中的水分直接渗透出皮肤和呼吸道黏膜表面,在没有形成明显水滴之前被就蒸发的散热形式,与汗腺活动无关。成人每日不感蒸发水分的量约为1000mL,其中经皮肤蒸发600~800mL,经呼吸道黏膜蒸发200~400mL。在机体活动增强或发热时,不显汗可增加;当环境温度降低或休克时,不显汗可减少。婴幼儿不显汗的速率比成人快,因此在缺水状态下,婴幼儿更容易发生脱水,在炎热的夏季,应注意多给婴幼儿补充水分。

2)显汗:是指通过汗腺分泌汗液,在皮肤表面聚成汗滴而被蒸发来散热的方式。显汗是外界气温等于或高于皮肤温度时机体主要而有效的散热方式。人在安静状态、环境温度在30℃左右时开始出汗;劳动或运动时,气温即使在20℃以下,亦可出汗。劳动强度大、气温高及湿度大时,出汗多而快;反之,则出汗减少。风速大时,汗液易于蒸发,体热易于发散,可使出汗减少;反之,则出汗增多。人在高温、高湿、无风或风速小的环境中,汗液蒸发困难,体热不能有效发散,造成体热蓄积于体内,体温升高,引起中暑。另外,大面积烧伤时,汗腺分泌障碍,也不能进行蒸发散热,所以在热环境中要特别注意对这些患者进行防暑护理。

3.散热的调控

(1)皮肤循环的调节:皮肤通过辐射、传导、对流方式散热的多少取决于皮肤与环境之间的温度差,而皮肤温度的高低是由皮肤的血流量来控制的。在炎热环境中,支配皮肤的交感缩血管神经纤维紧张性降低,皮肤小动脉舒张,动静脉吻合支开放,皮肤血流量因而大大增加,较多的体热从机体深部被带到体表层,提高了皮肤温度,上述三种散热方式散热增多;在寒冷环境中,支配皮肤的交感缩血管神经纤维紧张性增强,皮肤血管收缩,血流量减少,皮肤表层温度降低,使散热量减少。当环境温度适中,机体处于安静状态时,仅靠调节皮肤血管口径改变皮肤血流量,就可保持产热与散热的平衡。

(2)汗腺活动的调节:人体汗腺有大汗腺和小汗腺两种。与蒸发散热有关的是小汗腺,它分布于全身的皮肤,主要接受胆碱能神经支配,其节后纤维末梢释放乙酰胆碱,在体温调节中起重要作用。发汗是一种反射活动。发汗中枢分布在从脊髓到大脑皮质的中枢神经系统中,通常认为起主要作用的是下丘脑的发汗中枢。机体受到温热性刺激时,反射性地通过交感神经促进全身绝大部分汗腺分泌,以散发体热,称为温热性出汗,主要参与体温调节。精神紧张和情绪激动时,常见手掌、足跖、前额及腋窝等处出汗,称为精神性发汗,与体温调节关系不大。

图示

不能忽视大量出汗

汗液中水分占99%以上,固体成分不到1%,其中主要含氯化钠,也有少量氯化钾、尿素、乳酸等。汗液在流经汗腺管时,有部分氯化钠被重吸收,使汗液变为低渗。因此,大量出汗可造成高渗性脱水。但在出汗速度过快时,汗腺管来不及重吸收氯化钠,使氯化钠丢失过多,会引起电解质紊乱,甚至发生“热痉挛”。因此,对大量出汗的人,应注意及时补充水分和氯化钠。

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