體內(nèi)糖、脂肪、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的分解與合成都伴有能量的轉(zhuǎn)移，通常把生物體內(nèi)物質(zhì)代謝過程中所伴隨的能量的儲存、釋放、轉(zhuǎn)移和利用，稱 能量代謝（energy metabolism）。

機(jī)體所需的能量主要來源于食物中的糖、脂肪和蛋白質(zhì)。這些能源物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中的碳?xì)滏I蘊(yùn)藏著化學(xué)能。在氧化過程中碳?xì)滏I斷裂，生成CO ₂和H ₂O，同時釋放出蘊(yùn)藏的能。這些能量的50%以上迅速轉(zhuǎn)化為熱能，用于維持體溫，并向體外散發(fā)，其余不足50%則以高能磷酸鍵的形式貯存于體內(nèi)，供機(jī)體利用。

體內(nèi)最主要的高能磷酸鍵化學(xué)物是三磷酸腺苷（ATP）。此外，還可有高能硫酯鍵等。機(jī)體利用ATP去合成各種細(xì)胞組成分子、各種生物活性物質(zhì)和其他一些物質(zhì)；細(xì)胞利用ATP去進(jìn)行各種離子和其他一些物質(zhì)的主動轉(zhuǎn)運，維持細(xì)胞兩側(cè)離子濃度差所形成的勢能；肌肉還可利用ATP所載荷的自由能進(jìn)行收縮和舒張，完成多種機(jī)械功。

體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)氧化分解時釋放的能量中，約50%以上以熱能的形式直接散發(fā)出來維持體溫；其余則以化學(xué)能的形式轉(zhuǎn)移和貯存到ATP中。當(dāng)機(jī)體組織細(xì)胞進(jìn)行各種功能活動需要消耗能量時，除了供骨骼肌收縮對外做功外，其余最終也都轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苄问蕉l(fā)。因此，在控制骨骼肌活動條件下，測定一定時間內(nèi)機(jī)體所發(fā)散的總熱量，即可估計機(jī)體在一定時間內(nèi)所消耗的能量，即 能量代謝率（energy metabolic rate）。能量的計量單位是 焦耳（joule，J）或 千焦耳（kilojoule，kJ）。測定機(jī)體的產(chǎn)熱量有直接測熱法和間接測熱法兩種。

將被試者置于一特殊的檢測環(huán)境中，直接收集被試者在一定時間內(nèi)發(fā)出的總熱量，然后換算成單位時間的代謝量，即能量代謝率。直接測熱的實驗設(shè)備復(fù)雜、操作繁瑣，主要用于研究工作。臨床上也很少采用直接測熱法測定能量代謝率，一般都采用間接測熱法。

在一般化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的量與產(chǎn)物之間呈一定比例關(guān)系，即所謂的定比定律。例如，1mol的葡萄糖氧化時，消耗6mol氧，產(chǎn)生6mol的CO ₂和6mol的水，同時釋放一定量（約2826kJ）的熱（ΔH），即：

可見，每一種營養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)生物氧化過程中，其耗氧量和產(chǎn)熱量之間均具有一定的比例關(guān)系。因此，利用耗氧量和產(chǎn)熱量兩者之間存在的定比關(guān)系，測定單位時間的耗氧量就可以來推算該時間內(nèi)的產(chǎn)熱量。為此，要了解或估計機(jī)體的能量代謝情況，先掌握以下幾個基本概念顯然是有幫助的。

1g營養(yǎng)物質(zhì)被氧化（或在體外燃燒）時所釋放的熱量稱該營養(yǎng)物質(zhì)的 食物的熱價（thermal equivalent of food）。營養(yǎng)物質(zhì)的熱價有物理熱價和生物熱價，分別指食物在體外燃燒和體內(nèi)氧化時釋放的熱量。糖、脂肪的物理熱價和生物熱價是相等的，但蛋白質(zhì)的生物熱價小于物理熱價（表4-14），這是因為蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化分解不徹底，部分生成的尿素從尿中排出體外而丟失的緣故。

某營養(yǎng)物質(zhì)被氧化時，消耗1L氧所產(chǎn)生的熱量稱該物質(zhì)的 氧熱價（thermal equivalent of oxygen）。三種營養(yǎng)物質(zhì)各自的氧熱價見表4-14。

營養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)被氧化時，同一時間內(nèi)機(jī)體呼出的CO ₂的量與吸入的O ₂量的比值稱 呼吸商（respiratory quotient，RQ）。糖的呼吸商為1，脂肪的呼吸商為0.71，蛋白質(zhì)的呼吸商為0.80，攝取混合食物時，呼吸商常在0.85左右。測定機(jī)體總的呼吸商值，可以估計在單位時間內(nèi)，機(jī)體氧化營養(yǎng)物質(zhì)的種類和它們的大致比例。若能量主要來自葡萄糖的氧化，呼吸商則接近于1.00；若主要是脂肪，呼吸商則接近于0.71；在一般情況下，體內(nèi)能量主要來自糖和脂肪的氧化，蛋白質(zhì)的代謝可忽略不計。為了計算方便，可根據(jù)糖和脂肪按不同比例混合氧化時所產(chǎn)生的CO ₂量以及消耗O ₂的量計算出相應(yīng)的呼吸商稱 非蛋白呼吸商（non-protein respiratory quotient，NPRQ）（表4-15）。

在勞動衛(wèi)生和臨床工作實踐中，可以采用下列幾步來簡易測算能量代謝率：

并據(jù)此算出呼吸商。測定耗氧量和二氧化碳產(chǎn)生量的方法有兩種：①閉合測定法，令受試者呼吸密閉容器中的O ₂，呼出氣中的CO ₂的被其中的吸收劑所吸收。根據(jù)容器中的氧氣的減少量算出單位時間內(nèi)的耗氧量。根據(jù)實驗前后CO ₂吸收劑的重量差，也可算出單位時間內(nèi)CO ₂的產(chǎn)生量。通常應(yīng)用代謝測定儀測量（一般為6min）的耗氧量。②開放測定法（氣體分析法），指正常呼吸時，采集受試者一定時間內(nèi)的呼出氣，測定呼出氣量并分析呼出氣中O ₂和CO ₂的容積百分比，依據(jù)吸入氣（空氣）與呼出氣中的O ₂和CO ₂的容積百分比的差值，可算出該時間內(nèi)的O ₂耗量和CO ₂產(chǎn)生量。

從非蛋白呼吸商與氧熱價對應(yīng)關(guān)系表（表4-15）中查得相應(yīng)的氧熱價。

產(chǎn)熱量＝氧熱價（kJ/L）×O ₂耗量（L），求出單位時間內(nèi)的產(chǎn)熱量，即能量代謝率。這一簡便計算結(jié)果與實際精確計算結(jié)果頗為相近，誤差小于1%或2%。

另一種更簡便的方法是測出一定時間內(nèi)的耗O ₂量，把受試者的混合膳食NPRQ定為0.82，其氧熱價為20.19（kJ/L）代入上述公式即可求得。

肌肉活動對能量代謝的影響最為顯著。機(jī)體任何輕微的活動都可提高代謝率。運動強(qiáng)度愈大，耗氧量就愈多，能量消耗也愈多。機(jī)體耗氧量的增加與肌肉活動的強(qiáng)度呈正比關(guān)系。耗氧量最多可達(dá)安靜時的10～20倍。所以，能量代謝率可作為評價勞動強(qiáng)度的指標(biāo)。需要指出的是，即使沒有發(fā)生明顯的軀體活動，維持一定程度的肌緊張和保持一定的姿勢也要消耗一定的能量。表4-16為不同活動狀態(tài)時的能量代謝率。

人體處于激動、恐懼和焦慮等緊張情況下，能量代謝往往顯著升高。一方面是骨骼肌緊張性增加，使產(chǎn)熱增加。另一方面是交感神經(jīng)興奮引起腎上腺髓質(zhì)和甲狀腺分泌激素增多，這些激素可以廣泛地促進(jìn)細(xì)胞代謝，增加機(jī)體產(chǎn)熱。

在進(jìn)食后1～2小時，即使人體處于安靜狀態(tài)，也會出現(xiàn)一種“額外”的產(chǎn)熱效應(yīng)，使代謝率增加。這種由食物引起機(jī)體額外產(chǎn)生熱量的現(xiàn)象稱 食物的特殊動力效應(yīng)（specific dynamic action of food）。這種食物的特殊動力效應(yīng)以食物中蛋白質(zhì)作用最明顯，可“額外”多消耗體內(nèi)能量占攝入蛋白質(zhì)所含熱量的30%左右，并且持續(xù)3～12小時；而食物中含糖或脂肪較多時，額外產(chǎn)熱量達(dá)4%～6%，一般持續(xù)2～3小時；一般混合食物的產(chǎn)熱量約為10%。目前認(rèn)為，進(jìn)食后的“額外”熱量可能來源于肝臟處理蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物時“額外”消耗的能量，特別是與氨基酸的氧化脫氨基作用有關(guān)。由于這種特殊產(chǎn)生的熱能不能做功，而僅為維持體溫。在調(diào)配飲食時，應(yīng)考慮這部分能量的消耗，給予相應(yīng)的補(bǔ)充。

安靜時的能量代謝，在20～30℃的環(huán)境中水平較低，也最為穩(wěn)定；環(huán)境溫度過低時，由于寒冷刺激反射性引起肌緊張增強(qiáng)和肌肉出現(xiàn)戰(zhàn)栗反應(yīng)，機(jī)體能量代謝就會增加；環(huán)境溫度過高時，體內(nèi)生化反應(yīng)速度加快以及出汗、呼吸和心臟活動加強(qiáng)等原因也使能量代謝增加。

基礎(chǔ)代謝（basal metabolism）是指人體基礎(chǔ)狀態(tài)下的能量代謝。 基礎(chǔ)代謝率（basal metabolism rate，BMR）是指單位時間內(nèi)的基礎(chǔ)代謝，即在基礎(chǔ)狀態(tài)下，單位時間內(nèi)的能量代謝。所謂基礎(chǔ)狀態(tài)是指人體處在清醒、安靜，排除肌肉活動、環(huán)境溫度、食物及精神緊張等影響因素的狀態(tài)。臨床上測定BMR的條件有：①清晨空腹（即食后12～14小時）；②平臥使全身肌肉放松；③受試者摒除緊張、焦慮和恐懼心理；④室溫保持在20～25℃等條件下進(jìn)行。在基礎(chǔ)狀態(tài)下，體內(nèi)能量消耗僅用于維持心跳和呼吸等一些基本的生命活動，這時的能量代謝較穩(wěn)定。

實驗證明，能量代謝率與體表面積基本上成正比。因此，為了比較不同個體之間的能量代謝情況，基礎(chǔ)代謝率通常以kJ/（m ²·h）表示。我國人的體表面積可應(yīng)用下列計算公式推算：

在實際應(yīng)用中，還可根據(jù)身高和體重在體表面積測算用圖（圖4-71）中直接連線查出。使用時將受試者的升高和體重兩點連成一直線，該直線與體表面積尺度交點的數(shù)值就是該人體的體表面積。

我國人正常的基礎(chǔ)代謝率平均值見表4-17。

測得的基礎(chǔ)代謝率數(shù)值同正常平均值相比較，若相差在±（10%～15%）之內(nèi)，都屬于正常。如果相差超過±20%時才有臨床參考意義。測定BMR是診斷甲狀腺疾病的重要輔助方法。甲狀腺功能亢進(jìn)時，BMR可比正常值高出25%～80%，相反，甲狀腺功能減退時，BMR將比正常值低20%～40%。其他疾病如糖尿病、腎上腺皮質(zhì)功能亢進(jìn)常伴有BMR的增高，腎上腺皮質(zhì)功能和垂體功能低下時，則伴有BMR的降低。發(fā)熱時BMR也會升高，體溫每升高1℃，BMR一般將升高13%左右。

體溫（body temperature）是指機(jī)體深部組織的平均溫度。人和高等動物的體溫是相對穩(wěn)定的，故稱恒溫動物。體溫和體表溫度是完全不同的兩個概念。體表溫度容易隨環(huán)境溫度變化而變化，各部位的皮膚溫度也不一樣，越向肢體遠(yuǎn)端溫度越低。正常人體的體溫維持在37℃左右，這是機(jī)體進(jìn)行新陳代謝和生命活動的必要條件。

由于機(jī)體深部各內(nèi)臟器官的代謝水平的差異，各部位的溫度略有差異，一般不超過1℃。在安靜時，肝代謝旺盛，其溫度可達(dá)38℃；腦的產(chǎn)熱量較多，溫度也接近38℃；腎、胰腺及十二指腸等溫度略低；直腸的溫度則更低。由于血液不斷循環(huán)，使各個器官的溫度經(jīng)常趨于一致。因此，血液的溫度能較好地反映機(jī)體深部的平均溫度。

由于血液溫度不便于臨床測定。通常采用測定直腸溫度、口腔溫度或腋窩溫度來反映體溫。其中直腸封閉良好，熱容量大，當(dāng)體溫計插入直腸6cm以上部位時，所測溫度比較接近機(jī)體的深部溫度，其正常值為36.9～37.9℃。口腔溫度測量方便，溫度計應(yīng)置于舌下，將口閉緊，以免受吸入空氣的影響，其正常平均值較直腸溫度低0.2～0.3℃，為36.7～37.7℃；腋窩溫度又較口腔溫度低0.3～0.4℃，正常值為36.0～37.4℃，測定腋窩溫度時，要保持腋窩干燥，讓被測者將上臂緊貼胸廓，測定時間至少需要10分鐘左右，以使機(jī)體深部的熱量逐漸傳過來，避免測得的只是腋窩處的皮膚表層溫度。

一般情況下，人體體溫低于34℃可引起意識的喪失，低于25℃可能使心跳停止或發(fā)生室顫；而體溫高于42℃時，可引起細(xì)胞實質(zhì)損害，當(dāng)超過45℃時將有生命危險。

在一晝夜中，正常人體溫呈周期性波動。清晨2～6時最低，午后2～6時最高，但波動幅度一般不超過1℃。這種晝夜周期性波動稱 晝夜節(jié)律（circadian rhythm）。體溫的晝夜節(jié)律是受下丘腦控制的，通常認(rèn)為下丘腦的視交叉上核可能存在控制機(jī)體各種晝夜節(jié)律包括體溫晝夜節(jié)律的 生物鐘（biological clock）。

成年女性的平均體溫比男性高0.3℃左右。生育年齡女性的基礎(chǔ)體溫在月經(jīng)周期中也有規(guī)律性的波動。月經(jīng)期和排卵前期體溫較低，排卵日最低，排卵后期體溫升高0.2～0.5℃，直到下次月經(jīng)來潮（圖4-72）。因此，測定成年女子的基礎(chǔ)體溫有助于確定受試者有無排卵和排卵日期。排卵后體溫升高可能是孕激素作用的結(jié)果。

體溫與年齡有關(guān)。嬰幼兒的體溫調(diào)節(jié)能力差，其體溫易受環(huán)境溫度的影響而變動。老年人代謝率降低，體溫較低，環(huán)境溫度下降時調(diào)節(jié)能力較差，應(yīng)注意保暖。

肌肉活動時代謝增強(qiáng)，產(chǎn)熱量明顯增多，結(jié)果導(dǎo)致體溫升高。因此，測定體溫前應(yīng)先讓受試者安靜一段時間；測定小兒體溫時，應(yīng)避免其哭鬧。

環(huán)境溫度過高或過低時，體溫可有一定的升降變化；情緒激動、精神緊張和進(jìn)食均可使體溫升高；麻醉藥可抑制體溫調(diào)節(jié)中樞或影響其傳入路徑的活動，尤其此類藥物能擴(kuò)張皮膚血管，從而增加體熱發(fā)散，故在手術(shù)中和手術(shù)后應(yīng)注意保溫。

恒溫動物之所以能夠維持體溫的相對恒定，是由于機(jī)體在體溫調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的控制下，產(chǎn)熱和散熱活動取得動態(tài)平衡的結(jié)果。

機(jī)體的熱量來自體內(nèi)各組織器官進(jìn)行的氧化分解反應(yīng)，但機(jī)體各組織器官在新陳代謝中產(chǎn)生的熱量不等。安靜時主要由內(nèi)臟器官代謝產(chǎn)熱。其中肝臟產(chǎn)熱量最大。運動或勞動時，骨骼肌產(chǎn)熱量明顯提高，成為主要的產(chǎn)熱器官，其產(chǎn)熱量占機(jī)體產(chǎn)熱量的90%（表4-18）。

機(jī)體除了通過骨骼肌隨意運動增加產(chǎn)熱外，寒冷刺激還可反射性引起戰(zhàn)栗性產(chǎn)熱和非戰(zhàn)栗性產(chǎn)熱，這是自主性體溫調(diào)節(jié)中兩種主要產(chǎn)熱形式。

戰(zhàn)栗（shivering）是指在寒冷環(huán)境中，骨骼肌發(fā)生不隨意的節(jié)律性收縮（9～11次/分鐘），也稱寒戰(zhàn)。戰(zhàn)栗的特點是伸肌和屈肌同時收縮，所以不做外功，但產(chǎn)熱量很高，可使機(jī)體代謝率增加4～5倍，并且在戰(zhàn)栗之前往往先出現(xiàn)肌緊張，稱 戰(zhàn)栗前肌緊張（pre-shivering tone），這些活動都有利于寒冷時機(jī)體的體熱平衡。

也稱代謝性產(chǎn)熱，是機(jī)體在寒冷環(huán)境中代謝普遍增強(qiáng)的結(jié)果。其中，體內(nèi) 褐色脂肪組織（brown fat tissue）的產(chǎn)熱量最大，約占代謝性產(chǎn)熱總量的70%。褐色脂肪是一種特殊類型的脂質(zhì)，主要分布在人類的腹股溝、腋窩、頸后部和兩肩胛之間。褐色脂肪細(xì)胞內(nèi)富含線粒體，表明它具有很高的代謝潛力，但其線粒體中的氧化磷酸化過程主要以“脫耦聯(lián)”形式進(jìn)行。所以，當(dāng)機(jī)體代謝增強(qiáng)后，褐色脂肪經(jīng)氧化分解所釋放的能量幾乎不產(chǎn)生ATP，而全部轉(zhuǎn)化為熱能，如新生兒在寒冷環(huán)境中通常不發(fā)生戰(zhàn)栗，故這種非戰(zhàn)栗性產(chǎn)熱對新生兒體溫調(diào)節(jié)顯得格外重要。

褐色脂肪組織具有密集的交感神經(jīng)支配。寒冷刺激可以興奮交感神經(jīng)系統(tǒng)，增強(qiáng)腎上腺髓質(zhì)活動，使腎上腺素和去甲腎上腺素釋放增多，并可加強(qiáng)細(xì)胞尤其是褐色脂肪組織細(xì)胞的氧化分解，使產(chǎn)熱量迅速增加。另外，寒冷刺激引起的甲狀腺激素合成和釋放增加也是促進(jìn)代謝性產(chǎn)熱的機(jī)制之一。甲狀腺激素水平的增高可引起全身細(xì)胞代謝率增加，產(chǎn)熱量增多，但與戰(zhàn)栗和交感神經(jīng)興奮引起的快速產(chǎn)熱效應(yīng)相比，這種產(chǎn)熱方式需要較長時間的寒冷刺激才能表現(xiàn)出來，屬于機(jī)體對寒冷刺激的長時間適應(yīng)機(jī)制。

人體的主要散熱部位是皮膚。當(dāng)環(huán)境溫度低于體表溫度時，大部分的體熱通過皮膚的輻射，傳導(dǎo)和對流等方式進(jìn)行散熱；當(dāng)環(huán)境溫度高于或接近于體表溫度時，機(jī)體不能通過前三種方式散熱，蒸發(fā)就成為機(jī)體唯一的散熱途徑。此外，平時體熱丟失還包括一小部分隨呼出氣、尿、糞等排泄物散發(fā)量。

是指機(jī)體以紅外線形式將熱能散發(fā)于外界的一種主要散熱形式。輻射散熱量的多少取決于皮膚溫度和周圍環(huán)境之間的溫度差以及有效輻射面積。溫度差值越大或有效輻射面積越大，輻射散熱量就越多。相反，當(dāng)環(huán)境溫度高于體表溫度時，機(jī)體也將從周圍環(huán)境中吸收熱量。

是指機(jī)體的熱量直接傳給同它接觸的較冷物體的一種散熱方式。傳導(dǎo)散熱的效率取決于皮膚表面與接觸物表面的溫度差、接觸面積以及接觸物體的導(dǎo)熱性能。衣物是熱的不良導(dǎo)體，故穿衣可以保暖；水和冰的導(dǎo)熱性大，臨床上利用冰囊、冰帽可以給高熱患者退熱。肥胖者，脂肪導(dǎo)熱度低，故體內(nèi)熱量不易散發(fā)。

是指通過氣體進(jìn)行熱量交換的一種散熱方式。當(dāng)人體的熱量傳給同皮膚接觸的一薄層空氣后，該空氣因溫度升高、密度變小、變輕而離開皮膚，新的未加熱的空氣又與皮膚接觸。由于空氣不斷流動，便將體熱散發(fā)到空間。可見，對流散熱是傳導(dǎo)散熱的一種特殊形式。對流散熱受風(fēng)速影響極大。一般來說，風(fēng)速大，對流散熱多；風(fēng)速小，對流散熱少。穿衣尤其是緊身內(nèi)衣可減少空氣對流，使散熱減少；棉、毛纖維間的空氣不易流動，因此，增加衣著可以具有保暖作用。

是指水分在體表發(fā)生汽化時，吸收體熱而將其散發(fā)的一種形式。體表每蒸發(fā)1g水可散發(fā)2.43kJ體熱量。這是一種十分有效的散熱方式。臨床上對高熱患者采用乙醇擦浴，通過乙醇的蒸發(fā)，可起到降溫的作用。

蒸發(fā)散熱受空氣的濕度影響很大。空氣濕度大，阻礙水分蒸發(fā)。因此，在高溫且濕度較大的環(huán)境中，不但輻射、傳導(dǎo)、對流的散熱停止，蒸發(fā)散熱也很困難，這時便會感到悶熱，也容易造成體熱淤積，發(fā)生 中暑（heat stroke）。

蒸發(fā)散熱有兩種形式：① 不感蒸發(fā)（insensible evaporation）：是指水分直接透出皮膚和黏膜表面，在尚未聚成明顯水滴時便蒸發(fā)掉的一種散熱方式；也稱不顯汗，因為這種蒸發(fā)可彌漫而持續(xù)不斷地進(jìn)行，不易被察覺，即使在寒冷的冬季也存在，并且與汗腺活動無關(guān)，也不受生理性體溫調(diào)節(jié)機(jī)制的控制。人體每日不感蒸發(fā)的量約為1000ml，其中經(jīng)皮膚蒸發(fā)約600～800ml，經(jīng)呼吸道黏膜蒸發(fā)約200～400ml。② 可感蒸發(fā)（sensible evaporation）：即 發(fā)汗（sweating），是指汗腺分泌的汗液形成可見的汗滴后，從體表蒸發(fā)而帶走熱量的一種散熱形式。汗腺的分泌量差異很大。在冬季或低溫環(huán)境中，無汗液分泌或分泌量少形不成汗滴，一般計入不感蒸發(fā)；在高溫環(huán)境中或劇烈運動及勞動時，汗腺分泌量可達(dá)每小時1.5L以上。人體通過汗液蒸發(fā)可散發(fā)大量體熱，防止體溫驟升，與體溫調(diào)節(jié)密切相關(guān)。先天性汗腺缺乏者，雖然能夠像正常人一樣抵抗寒冷，但在外界溫度高于體溫時，由于缺乏汗腺，散熱受阻，容易中暑而發(fā)生生命危險。發(fā)汗速度還受環(huán)境溫度、濕度、勞動強(qiáng)度、風(fēng)速等因素的影響。

前面已述及，體熱通過輻射、傳導(dǎo)和對流散熱量的多少，主要取決于皮膚溫度與環(huán)境溫度之差，因此，如何調(diào)節(jié)或控制皮膚表面的溫度就顯得十分重要；同時，當(dāng)體熱明顯增加時，調(diào)節(jié)汗液的發(fā)散量也是散熱的重要內(nèi)容。

調(diào)節(jié)皮膚血流量可以直接影響皮膚溫度。皮膚血流量增加，皮膚溫度升高，與環(huán)境之間溫度差加大，則散熱量增加，反之則相反。

皮膚血液循環(huán)的組織學(xué)特點是皮膚的動脈穿透隔熱組織，在乳頭下層形成動脈網(wǎng)，皮下的毛細(xì)血管異常彎曲，形成豐富的靜脈叢以及大量動-靜脈吻合支。它們的功能改變決定了皮膚血流量可在很大范圍內(nèi)變動。因此，機(jī)體的溫度調(diào)節(jié)可以通過交感縮血管神經(jīng)傳出纖維來控制皮膚血管平滑肌的口徑，增減皮膚血流量以改變皮膚溫度，從而使散熱量適合當(dāng)時情況下的體熱平衡的要求。在寒冷環(huán)境中，交感神經(jīng)緊張性增強(qiáng)，皮膚血管收縮，可使皮膚血流量減少。這使得皮膚表層溫度降低，散熱量大幅度下降，防止了體熱散失；在炎熱環(huán)境中，交感神經(jīng)緊張性降低，皮膚小動脈舒張，動靜脈吻合支大量開放，皮膚血流量大大增加。這使大量熱量從機(jī)體深部被血流帶到體表，皮膚溫度增高，散熱作用顯著增強(qiáng)，防止了體溫的升高。當(dāng)環(huán)境溫度為20～30℃且產(chǎn)熱量沒有大幅度變化，機(jī)體既不出汗也無戰(zhàn)栗反應(yīng)，僅僅通過調(diào)節(jié)皮膚血流量即可保持體溫相對恒定。因此，在各種體溫調(diào)節(jié)反應(yīng)中，僅僅動用皮膚血流量的調(diào)節(jié)是一種最節(jié)能的方式。

人體的汗腺分為大汗腺和小汗腺兩種，大汗腺數(shù)量少，局限于腋窩和外陰部等處，與體溫調(diào)節(jié)無關(guān)。小汗腺分布于全身皮膚，但其分布密度因部位而異。通常所指的汗腺是指小汗腺而言。發(fā)汗是一種反射性活動，其發(fā)汗中樞分布較廣，但主要受下丘腦控制。

在安靜狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)30℃左右時開始發(fā)汗。勞動或運動時，氣溫雖在20℃以下，亦可發(fā)汗。人體的汗腺主要接受交感膽堿能纖維支配，乙酰膽堿具有促進(jìn)汗腺分泌的作用作用；但在手掌、足跖和前額等處的汗腺也有一些是受腎上腺素能纖維支配（其遞質(zhì)為去甲腎上腺素）。所以溫?zé)岽碳ず途窬o張都能引起發(fā)汗，但兩者意義不同，前者稱 溫?zé)嵝园l(fā)汗（thermal sweating），見于全身各部位的汗腺，與體溫調(diào)節(jié)有關(guān)；而后者稱 精神性發(fā)汗（mental sweating），主要見于掌心、足跖和前額等部位，是由于精神緊張或情緒激動引起暫時性發(fā)汗，與體溫調(diào)節(jié)關(guān)系不大。然而這兩種發(fā)汗并不是截然分開的，常以混合形式出現(xiàn)。

人的汗液中，水分占99%以上，固體成分則不足1%。固體成分主要是氯化鈉，也有少量尿素、乳酸和氯化鉀等。剛從汗腺細(xì)胞分泌出來的汗液與血漿是等滲的，但流經(jīng)汗腺管腔時，在醛固酮作用下，部分氯化鈉被重吸收，因此最后排出的汗液中的氯化鈉濃度常低于血漿，使汗液呈現(xiàn)低滲性。因此，當(dāng)機(jī)體大量發(fā)汗造成脫水時，常表現(xiàn)為高滲性脫水。但是如果發(fā)汗速度過快，汗腺導(dǎo)管來不及重吸收氯化鈉，將使大量的氯化鈉隨汗液排出，這時機(jī)體除丟失大量水分外，還丟失了大量氯化鈉。因此，應(yīng)該注意及時補(bǔ)充水分和氯化鈉，防止電解質(zhì)紊亂。

體溫調(diào)節(jié)包括 行為性體溫調(diào)節(jié)（behavioral thermoregulation）和 自主性體溫調(diào)節(jié)（autonomic thermoregulation）。行為性體溫調(diào)節(jié)是指機(jī)體在大腦皮層控制下，在不同的環(huán)境中采取某一行為來保持體溫相對恒定，如寒冷時，有意識地采取蜷縮身體保暖、踏步跺腳等行為來御寒等。自主性體溫調(diào)節(jié)屬于典型的生物自動控制系統(tǒng)（圖4-73）。自主性體溫調(diào)節(jié)是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，特別是下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞的控制下，通過產(chǎn)熱和散熱有關(guān)的生理反應(yīng)如戰(zhàn)栗、發(fā)汗、改變皮膚血流量等進(jìn)行的體溫調(diào)節(jié)。行為性體溫調(diào)節(jié)是以自主性體溫調(diào)節(jié)為基礎(chǔ)的，是對自主性體溫調(diào)節(jié)的補(bǔ)充。下面著重討論自主性體溫調(diào)節(jié)。

溫度感受器是感受機(jī)體各個部位溫度變化的特殊結(jié)構(gòu)。按照感受器分布位置的不同，可分為外周溫度感受器和中樞溫度感受器。

是指位于皮膚、黏膜、腹腔內(nèi)臟和肌肉等處的溫度感受器（游離神經(jīng)末梢），包括熱感受器和冷感受器。它們分別對局部溫度的增高和降低敏感，其傳入沖動頻率在一定范圍內(nèi)能靈敏地反映溫度的改變。例如，大鼠陰囊的冷感受器在28℃時發(fā)放沖動的頻率最高，而熱感受器則在43℃時發(fā)放沖動頻率最高。當(dāng)溫度偏離這兩個數(shù)值時，兩種感受器發(fā)放沖動的頻率都將減少。在人體一般在皮膚溫度約30℃時引起冷覺，而皮膚溫度約35℃時開始引起溫覺。此外，皮膚溫度感受器對溫度的變化速率也更為敏感。

是指分布于脊髓、延髓、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和下丘腦等處對溫度變化敏感的神經(jīng)元，包括熱敏神經(jīng)元（溫度增高時放電頻率增加）和冷敏神經(jīng)元（溫度降低時放電頻率增加）；當(dāng)局部腦組織溫度變動0.1℃時，這兩種溫度敏感神經(jīng)元的放電就會反映出來。

在下丘腦的 視前區(qū)-下丘腦前部（preoptic-anterior hypothalamus，PO/AH）中，熱敏神經(jīng)元的數(shù)量較冷敏神經(jīng)元數(shù)量明顯多，而在腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和下丘腦的弓狀核中，以冷敏神經(jīng)元明顯多見。

早在20世紀(jì)30年代，從動物腦的分段切割實驗中證明：下丘腦是體溫調(diào)節(jié)的基本中樞。①下丘腦PO/AH中的某些溫度敏感神經(jīng)元除能感受局部腦溫的變化外，還能對下丘腦以外的部位，如脊髓、延髓以及皮膚和內(nèi)臟等處傳入的溫度變化信息發(fā)生反應(yīng)。說明來自中樞和外周的溫度信息可以廣泛會聚于這兩類神經(jīng)元。由此認(rèn)為，PO/AH是體溫調(diào)節(jié)中樞中實現(xiàn)整合作用的中心部位。此外，這類神經(jīng)元能直接對致熱物質(zhì)、5-羥色胺和某些肽類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致體溫調(diào)節(jié)活動的改變。②下丘腦后部存在有戰(zhàn)栗中樞，來自皮膚和脊髓的冷信號可使之興奮，引起戰(zhàn)栗反應(yīng)。③下丘腦后部還有發(fā)汗中樞和引起皮膚血管活動改變的交感中樞。

由下丘腦PO/AH輸出的控制信號，可經(jīng)廣泛的傳出途徑調(diào)節(jié)產(chǎn)熱和散熱裝置的活動，包括：①通過軀體神經(jīng)引起骨骼肌緊張性改變或戰(zhàn)栗反應(yīng)；②通過自主神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)皮膚血流量、汗腺分泌和褐色脂肪分解；③通過內(nèi)分泌系統(tǒng)活動調(diào)節(jié)機(jī)體代謝水平。具體內(nèi)容已在產(chǎn)熱和散熱的調(diào)節(jié)中介紹。

正常人體溫為何能維持于37℃左右？有人提出 調(diào)定點（set point）學(xué)說。認(rèn)為下丘腦PO/AH中的溫度敏感神經(jīng)元類似于控溫器的作用。也就是說，當(dāng)體溫與調(diào)定點設(shè)置的數(shù)值一致時表示：熱敏神經(jīng)元活動引起的散熱速率和冷敏神經(jīng)元活動引起的產(chǎn)熱速率正好相等，即機(jī)體的產(chǎn)熱與散熱取得平衡。如正常調(diào)定點設(shè)置在37℃左右時，一旦體溫升高而超過37℃時，熱敏神經(jīng)元活動則增加，冷敏神經(jīng)元活動則減少，結(jié)果反饋系統(tǒng)將偏差信息輸送到控制系統(tǒng)，使機(jī)體的散熱活動大于產(chǎn)熱活動，使升高的體溫回復(fù)到調(diào)定點水平；反之則相反進(jìn)行調(diào)整，使體溫穩(wěn)定于調(diào)定點水平（圖4-74）。

臨床上由 致熱原（pyrogen）引起的發(fā)熱可以解釋為調(diào)定點的上移。患病時，致病菌或損傷組織釋放出的某些致熱原作用于下丘腦，使PO/AH熱敏神經(jīng)元的溫度閾值升高，而冷敏神經(jīng)元的溫度閾值降低，致使調(diào)定點因而上移，因此，發(fā)熱開始常出現(xiàn)畏寒，甚至戰(zhàn)栗等產(chǎn)熱反應(yīng)，直到體溫升高到上移的調(diào)定點39℃以上時才出現(xiàn)散熱反應(yīng)。只要致熱因素不消除，產(chǎn)熱與散熱兩個過程就繼續(xù)在此新的體溫水平保持平衡。應(yīng)該指出，發(fā)熱時體溫調(diào)節(jié)功能并無障礙，而只是由于調(diào)定點上移，體溫才被調(diào)節(jié)到發(fā)熱時的水平。