体温调节：生理，机制，类型和改变 - 生物学 - 2025

的温度调节是过程，其允许生物调节其体温，调节热损失和增益。在动物界，有不同的调节温度的机制，既有生理机制也有人类行为。

调节体温是任何生物的基本活动，因为该参数对于人体的体内平衡至关重要，并且会影响酶和其他蛋白质的功能，膜的流动性，离子的流动等。 。

哺乳动物是吸热的和吸热的。资料来源：艾伦·威尔逊（Alan Wilson）

在最简单的形式中，温度调节网络是通过一个电路激活的，该电路集成了位于皮肤，内脏，大脑等中的热感受器的输入。

这些热或冷刺激的主要机制包括皮肤血管收缩，血管舒张，产热（生热）和出汗。其他机制包括促进或减少热量损失的行为。

基础知识：热量和温度

要谈论动物的体温调节，有必要知道经常引起学生困惑的术语的确切定义。

了解热量和温度之间的差异对于了解动物的热调节至关重要。我们将使用无生命的物体来说明这种差异：让我们考虑一下金属的两个立方体，一个立方体比另一个立方体大10倍。

这些立方体中的每一个都处于25°C温度的房间中。如果我们测量每个块的温度，尽管一个大而另一个小，两者都将处于25°C。

现在，如果我们测量每个模块中的热量，则两者之间的结果将有所不同。要执行此任务，我们必须将模块移动到温度为绝对零的房间，并量化它们散发的热量。在这种情况下，最大的金属立方体中的热量将高出10倍。

温度

由于前面的示例，我们可以得出结论，温度是相同的，并且与每个块中的物质量无关。温度测量为分子运动的速度或强度。

在生物学文献中，当作者提及“体温”时，它们指的是人体中央和周围区域的温度。核心区域的温度反映了人体“深层”组织（大脑，心脏和肝脏）的温度。

就其本身而言，外围区域的温度受血液进入皮肤的影响，并在手和脚的皮肤上进行测量。

热

相反，回到块的例子，两个惰性物体的热量是不同的，并且与物质的含量成正比。它是一种能量，取决于所讨论物质的原子和分子数。

类型：动物之间的热关系

在动物生理学中，有许多术语和类别用于描述生物之间的热关系。这些动物类别中的每一个都有特殊的适应性-生理，解剖或解剖-帮助它们将体温保持在合适的范围内。

在日常生活中，我们将吸热和等温动物称为“温血”，而将点热和等温动物称为“冷血”。

吸热和放热

第一个术语是吸热，当动物通过介导新陈代谢产生的热量设法使自己变暖时使用。相反的概念是外感疗法，其中动物的体温由周围环境决定。

有些动物无法吸热，因为尽管它们会产生热量，但它们吸收热量的速度不够快。

Poikilothermic和同种疗法

对它们进行分类的另一种方法是根据动物的体温调节。poikilotherm术语是指体温不同的动物。在这些情况下，体温在高温环境中较高而在低温环境中较低。

体温过高的动物可以通过行为自行调节温度。也就是说，通过将其放置在太阳辐射较高的区域以提高温度，或者将其隐藏以降低温度。

术语poikilotherm和ectotherm指的是基本上相同的现象。但是，poikilotherm强调体温的可变性，而ectotherm则表示环境温度在确定体温中的重要性。

poikilotherm的相反术语是等温疗法：通过生理手段进行体温调节-不仅是由于行为的表现。大多数吸热动物能够调节其温度。

例子

鱼

鱼是极热和极热动物的完美典范。在这些游泳脊椎动物的情况下，它们的组织不会通过代谢途径产生热量，此外，鱼的温度取决于它们游泳的水体的温度。

爬虫类

爬行动物表现出非常明显的行为，使其能够（从伦理上）调节温度。这些动物寻找温暖的区域，例如栖息在热的石头上，以提高温度。否则，在他们想要减少辐射的地方，他们将寻求躲避辐射。

鸟类和哺乳动物

哺乳动物和鸟类是吸热和同温动物的例子。它们通过新陈代谢产生您的体温并在生理上进行调节。一些昆虫也表现出这种生理模式。

调节温度的能力使这两个动物谱系比它们的对等体温热动物更具优势，因为它们可以在其细胞和器官中建立热平衡。这导致营养，新陈代谢和排泄过程更加健壮和高效。

例如，人类将自己的温度维持在37°C的较窄范围内-33.2和38.2°C之间。维持该参数对于物种的生存至关重要，并介导了体内的一系列生理过程。

吸热和外热的时空交替

当我们检查能够在空间或时间上在类别之间交替的动物案例时，这四个类别之间的区分通常会造成混淆。

热调节的时间变化可以以经历休眠期的哺乳动物为例。这些动物通常在一年中不进行冬眠时处于同温状态，并且在冬眠期间它们无法调节体温。

当动物差异调节身体部位的温度时，就会发生空间变化。大黄蜂和其他昆虫可以调节其胸节的温度，而无法调节其余区域的温度。这种差异调节条件称为异热。

体温调节生理

像任何系统一样，人体温度的生理调节也需要有一个传入系统，一个控制中心和一个传出系统。

第一个系统，传入系统，负责通过皮肤受体捕获信息。随后，信息通过血液的神经通路传递到温度调节中心。

在正常情况下，产生热量的人体器官是心脏和肝脏。当身体进行身体锻炼（运动）时，骨骼肌也是发热的结构。

下丘脑是体温调节中心，其任务分为热量损失和热量吸收。介导热量维持的功能区位于下丘脑的后区，而损失则由前区介导。这个器官就像一个恒温器。

对系统的控制以两种方式发生：由大脑皮层介导的正负。效应子反应是行为类型的或由自主神经系统介导的。稍后将研究这两种机制。

体温调节机制

生理机制

调节温度的机制在收到的刺激类型之间变化，即温度是升高还是降低。因此，我们将使用此参数来建立机制的分类：

高温调节

为了在面对热刺激时达到调节体温的作用，身体必须促进其流失。有几种机制：

血管舒张

在人类中，皮肤循环最显着的特征之一就是其拥有的广泛的血管。通过皮肤的血液循环具有根据环境条件而变化很大的特性，并且可以从高到低的血液流量变化。

血管舒张能力对于个体的体温调节至关重要。在升高的温度期间，血流量的增加使身体增加了从身体核心到皮肤表面的热传递，从而最终消散了。

当血流量增加时，皮肤的血液量又增加。因此，大量的血液从身体的核心传递到发生热传递的皮肤表面。现在较冷的血液被转移回身体的核心或中央。

汗

除血管扩张外，汗液的产生对于体温调节至关重要，因为它有助于消散多余的热量。实际上，汗液的产生和随后的蒸发是人体散发热量的主要机制。他们还在体育锻炼中工作。

汗液是由汗腺产生的一种流体，称为内分泌，以很高的密度分布在人体中，汗液的蒸发设法将热量作为水蒸气从人体传递到环境中。

低温调节

与上一节中提到的机制相反，在温度下降的情况下，人体必须通过以下方式促进热量的保存和产生：

血管收缩

该系统遵循血管舒张中描述的相反逻辑，因此我们将不对其进行详细说明。寒冷刺激皮肤血管收缩，从而避免了热量散发。

立毛

您是否曾经想过为什么当我们面对低温时会出现“鸡皮go”？这是一种防止热量流失的机制，称为立毛。但是，由于人类的头发相对较少，因此被认为是无效且基本的系统。

当每根头发抬高时，与皮肤接触的空气层就会增加，这会减少空气的对流。这减少了热损失。

发热量

抵制低温的最直观方法是产生热量。这可以通过两种方式发生：发抖和不发抖的生热作用。

在第一种情况下，身体会产生快速而非自愿的肌肉收缩（这就是为什么在寒冷时会发抖的原因），从而导致热量的产生。颤抖的生产是昂贵的-从精力上讲-如果上述系统出现故障，车身将重新依靠它。

第二种机制是由一种称为棕色脂肪的组织（或棕色脂肪组织，在英国文献中通常以BAT的缩写概括为棕色脂肪组织）主导的。

该系统负责使新陈代谢中的能量产生脱钩：它不是形成ATP，而是导致热量的产生。这是对儿童和小型哺乳动物特别重要的机制，尽管最近的证据表明它在成年人中也很重要。

伦理学机制

伦理学机制包括动物表现出的调节其温度的所有行为。正如我们在爬行动物示例中提到的那样，可以将有机体放置在正确的环境中以促进或防止热量散失。

大脑的不同部分参与处理此反应。在人类中，这些行为是有效的，尽管它们没有像生理行为那样受到严格的调节。

体温调节障碍

根据某些变量，例如昼夜节律，荷尔蒙周期以及其他生理因素，人体在一天内会经历细微而细腻的温度变化。

正如我们所提到的，体温会协调各种生理过程，失去调节可能会导致受影响生物体内的破坏性状况。

极端温度和极端温度都对生物产生负面影响。在人类中高于42°C的极高温度对蛋白质具有非常显着的作用，从而促进了蛋白质的变性。而且，DNA合成受到影响。器官和神经元也受到损害。

同样，低于27°C的温度也会导致严重的体温过低。神经肌肉，心血管和呼吸活动的改变具有致命的后果。

如果体温调节无法正常工作，则会影响多个器官。这些包括心脏，大脑，胃肠道，肺，肾脏和肝脏。

参考文献

1. Arellano，JLP，和del Pozo，SDC（2013）。一般病理学手册。爱思唯尔。
2. Argyropoulos，G。，&Harper，ME（2002）。特邀评论：解偶联蛋白和温度调节。应用生理学杂志，92（5），2187-2198。
3. Charkoudian N.（2010年）。反射引起的人体皮肤血管舒张和血管收缩的机制和调节剂。应用生理学杂志（Bethesda，Md.: 1985），109（4），1221-8。
4. 希尔，RW（1979）。比较动物生理学：一种环境方法。我扭转了。
5. Hill，RW，Wyse，GA，Anderson，M.&Anderson，M.（2004）。动物生理学。Sinauer Associates。
6. Liedtke WB（2017）。解构哺乳动物的体温调节。美利坚合众国国家科学院院刊，114（8），1765-1767。
7. 莫里森·SF（2016）。中央控制体温。F1000Research，5，F1000学院Rev-880。