(本篇為發燒專區之1)
作者:吳雪鳳 博士 關鍵字:人體調溫機制、發燒
在大太陽高溫下,跑完半程或全程馬拉松比賽的選手抵達終點站後,立刻到攝氏20度左右的超商冰櫃選購冰涼飲料;騎腳車運動兼欣賞城市風光的單車族中途休息,到有冷氣的冰店吃冰,這是我們現代人運動或在高溫環境活動後,解熱消暑的方式。
人從高溫狀態下立刻到冷氣空調的低溫環境,確實可以立即感覺身心涼爽,甚至暑意全消。然而,值得我們思考的是:這真的可以排除身體內的熱,達到完全散熱的效果嗎?人的調節溫度功能可以迅速應付如此大於20度上、下的溫差嗎?
在此之前,我們可以再思考下例問題:寒流來襲,中風的病人多;夏季熱引發軍人、建築工人、農夫或因爬山、騎單車者等因戶外工作或活動而導致熱昏厥或熱衰竭等中暑現象,與上述解熱消暑方式的關聯性為何?
一般人要正確地思索這些問題,必須先理解人體降溫與升溫的調溫機制後,才能有完整與全盤性的思考基礎,也才可以對這些現象進行正確的解釋。
一、體溫恆定調節機制
人體平均正常體溫約攝氏36.7-37度(華氏98-98.6度)。人體維持溫度恆定係由下視丘的溫度調節中樞運作,透過傳導(conduction)、對流(convention)、輻射(radiation)及蒸發(evaporation)等方式,利用皮膚分子振動、毛細孔與血管的舒張或收縮及熱能產生與否等來進行體溫恆定調節,[1]是一種動態機制,不是靜態的平衡。
因此,人體在高溫環境下,體溫調節機制會因高溫環境激發下視丘的溫度調節中樞運作,使血管舒張,藉血流速度變大讓身體內部的熱快速傳導至皮膚,同時亦透過流汗蒸發,使熱散失,而顫抖及化學熱作用等產熱機制則受到抑制,體溫因此得以降低。
在低溫環境下,體溫調節機制與在高溫環境下的運作方式正好相反。低溫環境激發下視丘的溫度調節中樞運作,使血管收縮,降低血流速度,減慢熱的傳導,同時亦透過毛豎起(piloerection)增加皮膚外的絕緣空氣,減少熱量散失,並藉由顫抖、產熱交感神經的興奮及甲狀腺素的分泌等產熱機制增加產熱(thermogenesis),使身體升溫。(參表一)
表一 人體體溫高、低之溫度調節機制 |
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血管 |
毛細孔 |
熱量產生 |
降溫機制 |
舒張 |
擴張─流汗 |
抑制產熱機制 |
升溫機制 |
收縮 |
收縮─毛豎起 |
增加產熱: 顫抖、產熱交感神經的興奮、甲狀腺素的分泌 |
資料來源:Arthur C. Guyton and John E. Hall著, 樓迎統等譯,醫用生理學(Textbook of Medical Physiology)(台北:台灣愛思唯爾有限公,2008),頁895。 |
然而體溫調節並非硬性的恆定,而是具有彈性地協助人類適應自然環境,此由長期居住在寒帶地區或熱帶地區人們的身體會自動啟動生理調節機制,藉由機制的調節來增加身體對環境溫度的耐力,即可得知。行政院勞工委員會曾對在低溫工作的勞工進行調查研究,該研究表示勞工初次在低溫環境工作時,可能會因工作環境溫度太低而有顫抖或起雞皮疙瘩的現象,但二星期內大部分勞工顫抖或起雞皮疙瘩的情形已經消失。[2]這一研究亦證明人體生理機制與體溫的調節是需要時間來因應環境溫度的變化,因此如果外部環境溫度變化過大,身體溫度調節機制反應不及或反應過度時,即可能對身體造成傷害或致命。
多數人將中風、熱昏厥或熱衰竭等中暑現象解讀為氣溫變化所帶給人們普遍的病症,並未能從人體生理的恆定調節來理解。因此,在冬、夏季溫度急遽變化的季節中,上述病症患者激增,最大原因在於一般人大多不能以人體溫度調節機能的角度確實地防護身體對溫度變化的生理機制反應所可能產生病症,及至症狀外顯,僅解決當下病症,未回復生理機制的正常運作,而因此埋下病根。
然而這與運動過後,身體處於散熱狀態即進入低溫環境或食用冰冷食物的關連性為何?為此,我們有必要再深入了解人體溫度調節機制與高溫環境、低溫環境及高、低溫環境轉換的關係。
[1] Arthur C. Guyton and John E. Hall著, 樓迎統等譯,醫用生理學(Textbook of Medical Physiology)(台北:台灣愛思唯爾有限公,2008),頁889-896。
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