温度感受系统与调节系统在线视频

人能够感受到冷热

是因为人体存在着温度感受系统

首先是存在着冷和热的感受器

科学家们已经探明了

人体冷热感受器的位置

它们由两个主要的部分组成

一是外周温度感受器

包括皮肤 粘膜 腹腔的内脏

二是在人体的脊髓 延髓

和脑干网状结构中

也存在着能感受温度变化的神经元

称作人体的中枢性温度敏感神经元

前者使得人的体表触碰到冷或热的东西

或者吃了冷或热的东西而有冷热感觉

后者会使得大脑获得冷热的信号

上世纪初就有科学家

通过冷探针和热探针探测皮肤的反应

发现人的皮肤上存在着对冷敏感的“冷点”

和对热敏感的“热点”

而且还发现其位置和密度分布不一样

这些就是皮肤上的温度感受器

热感受器总是对热刺激

产生一个大的激越脉冲

在冷刺激下

其应激性会被短暂地抑制

而冷感受器只对冷刺激产生冲动

在热刺激下被抑制

这是一些学者在1925年和1931年发表的

人体各部位皮肤冷点和热点分布密度

他们发现人体各部位的冷点数目

明显多于热点

这里有些部位如前额 腹部 小腿 后背等

没有探测出热点的分布密度数据

当然不意味着这些部位感受不到热

只能说明这些部位的热点不够敏感

而由于当年实验技术水平的限制

未能准确地探测到这些不够敏感的热点

很奇怪的是

迄今为止在解剖学上

还无法在人体上识别出冷热感受器

但是通过冷热探针却证实了它的存在

1930年Bazett等人

发现冷感受器位于贴近皮肤表面下

0.15～0.17mm的生发层中

而热感受器则位于皮肤表面下

约0.3~0.6mm处

也就是在真皮层内

这张图是在上世纪的70年代

一位姓Kenshalo的学者给出的

冷感受器处的皮肤结构

蓝色的点就是他给出的冷感受器的位置

那我们很容易就能够补上

热感受器的位置了

前面我已经介绍过冷感受器与热感受器

在皮肤中的分布密度是不同的

冷感受器的数目要多于热感受器

那么冷热感受器的这种位置分布

就决定了人体对冷感觉的反应

比对热感觉的反应必然更敏感

为什么人对冷刺激更加敏感呢

我认为这是人类的进化造成的结果

人类毕竟是从低纬度温暖的热带雨林起源

然后向比较寒冷的高纬度地区迁徙的

因此人体对偏热的环境

自然具有较强的适应和体温调节能力

而对寒冷的抵御能力相对较差

这种对冷刺激更加敏感的功能

起到了非常重要的自保护预警作用

可以促使人们及时地去采取御寒的措施

一个暴露在空气中的恒定热源的铁块

它的温度变化和散热量

完全取决于空气温度和流速

代谢率一定的人

虽然也近似一个恒定热源的物体

但人体与非生物体的区别

就在于人的体温和散热量

并不完全由环境参数决定

因为人体

具有主动调节体温和散热量的能力

这就是人的体温调节系统

人体的温度感受系统

是与人体的体温调节系统联合工作的

它们想方设法把人的代谢产热量

在一个合适的体温条件下散出去

从而维持人体的核心温度

稳定在一个与人体活动强度

相对应的正常范围

也就是说

虽然环境参数我没法改变

但我能改变我自己来维持我的温度

这是非生物体的铁块没有办法做到的事情

人的体温到底怎么样

才算是在正常范围呢

前面我们讲人的体温的时候

讲过人在非病理状态下

体温的正常范围是在36-40℃之间

随肌肉活动强度的不同而不同

所以体温调节系统

会把不同肌肉活动强度

所对应的正常体温作为设定值

这里给出了四种典型不同强度的

人的活动状态的正常体温

分布在36.8℃到39.5℃之间

人的活动强度越高

正常体温也就越高

前面我们讲过

在体温调节系统正常工作的时候

增加环境温度

并不能提高人体的核心温度

从这里我们可以看到

只有改变肌肉活动强度

从而改变代谢率

才能改变人体的核心温度

调节体温的中枢主要在下丘脑

它具有调节代谢 体温和内分泌功能

下丘脑前部的主要任务

是促进散热来降温

而下丘脑后部的主要任务

是促进产热抵御寒冷

我们很多人其实都知道

人体的一些散热调节方式

出汗 立起汗毛 打冷颤

这些行为我们都不能自主调节

而是身体的自动反射活动

人体体温的调节方法

包括调节皮肤表层的血流量

调节排汗量和提高产热量

血管扩张 增加皮肤表层的血流量

可以提高表皮温度

从而有助于增加皮肤表面的显热散热

当显热散热不足时就会出汗

增加潜热散热

而在寒冷环境下

我们的血管就会收缩

减少表皮血流

从而降低表皮温度

减少皮肤的散热量

如果这样依然不能抑制体温的下降

人体就会通过冷颤来增加代谢率

以维持体温不再继续下降

这就是下丘脑的示意图

我们可以看到下丘脑在人的头部

以及在人的大脑中的位置

以及下丘脑前部和后部的相互关系

下丘脑前部起到促进散热和降温的作用

下丘脑后部起到的是

促进产热和御寒的作用

下丘脑前后部并不是各自孤军奋战的

它们是相互制约起作用的

需要同时利用核心温度和皮肤温度信号

来决定调节方式

这是体温调节系统的工作原理图

身体的温度感受器接受到的冷热信号

分别输入到下丘脑后部和前部

下丘脑前部和后部会把这些信号

与大脑的体温设定值进行对比

然后再根据对方的信号的情况

进行整合判断

再决定到底应该发出

血管收缩 冷颤 这样的御寒指令

还是发出 血管扩张 出汗

这样的散热降温指令

这张表就给出了下丘脑前后部的

相互作用关系

如果人体核心温度高

导致下丘脑前部温度较高

则会因此而出汗

而皮肤温度的降低

传导到下丘脑的后部

则会使出汗减少或停止

如果下丘脑前部的温度低于37.1℃

皮肤温度的降低就会引起冷颤而增加产热量

但如果下丘脑前部感受到的核心温度

如果高于37.1℃的话

下丘脑后部即便感受到

皮肤冷感受器的冷信号

也会阻止冷颤

皮肤温度的升高在核心温度高于37.1℃时

会起到增加排汗量的作用

如果核心温度低于37℃

皮肤温度的升高就不可能促进出汗