体温调节

发生的部位

体温调节由下丘脑协调，它充当身体的恒温器，监测血液温度并向皮肤发送神经冲动以触发适当的反应。

输入与输出

• 输入：血液温度的变化，由下丘脑中的温度感受器侦测。
• 输入：皮肤表面的温度变化，由皮肤中的温度感受器侦测并传递到下丘脑。
• 过热时的输出：汗液分泌增加、供应皮肤毛细血管的小动脉舒张、竖毛肌松弛。
• 过冷时的输出：汗液分泌减少、血管收缩、竖毛肌收缩、颤抖以及代谢率升高。
• 最终结果：血液温度回到约37°C的设定点，纠正反应随之停止。

控制回路

1. 下丘脑侦测血液温度偏离约37°C正常设定点的变化。
2. 若身体过热，下丘脑发出冲动，增加汗液分泌，并使皮肤表面附近的血管扩张（血管舒张）。
3. 若身体过冷，下丘脑发出冲动，使皮肤表面附近的血管收缩（血管收缩），并触发颤抖，即肌肉的快速收缩。
4. 竖毛肌也会作出反应：身体过热时松弛，身体过冷时收缩使毛发竖起，困住一层隔热空气。
5. 当体温恢复正常，下丘脑侦测到这一点并减弱反应，这是负反馈的另一个例子。
6. 寒冷刺激也会提高代谢率：下丘脑发出信号，使肝脏与肌肉的呼吸作用释放更多热量，加上颤抖所产生的热量。
7. 行为配合生理反应：人在过热时走到阴凉处或脱去衣物，过冷时添衣或蜷缩身体，从而减轻皮肤反应的负担。

为何重要以及如何受控制

体温必须维持在接近37°C，因为酶在这个最适温度附近作用最快。体温高于正常几度就会开始改变酶活性部位的形状，代谢反应减慢并最终停止。

体温低于正常时，分子的动能减少，反应也随之减慢，严重的寒冷还会影响心脏的正常跳动。

这种控制遵循贯穿整个稳态课题的负反馈模式。下丘脑既是侦测器也是控制中心；皮肤、血管与骨骼肌是效应器。

反应总是朝着逆转原始变化的方向进行，一旦达到设定点，下丘脑就会减弱信号。因此体温是在37°C附近轻微波动，而不是一直停在同一个数值上。

体温调节由神经而非激素协调，所以反应迅速。在SPM程度需要提到的唯一激素作用，是长时间寒冷时代谢率的提高，它通过呼吸作用产生额外热量作为副产物。

皮肤反应比较

皮肤会因身体过热或过冷而产生几乎相反的反应。

如何考查

你可能被要求解释为何出汗能使身体降温、描述血管舒张与血管收缩对散热的影响，或解释为何颤抖能产生热量。

结构题常给出皮肤的切面图，要求你标出汗腺、毛细血管与竖毛肌，然后解释每个结构对热或冷的反应。另一种题型给出运动期间体温随时间变化的曲线图，要求你用侦测器、控制中心、效应器与负反馈等术语解释曲线的形状。

论述题倾向要求你比较身体过热与过冷时皮肤的反应。完整的答案要说明刺激、指出下丘脑、描述每个效应器的反应，并把每个反应与热量的获得或散失联系起来。

遗漏散热机制（蒸发、辐射）会被扣分。

常见误解

考试风格例题

题目。一名学生在炎热的下午跑步20分钟。

她的皮肤变得潮红并被汗水浸湿。(a) 说出侦测她血液温度上升的脑部部位。

(b) 解释为何她的皮肤看起来潮红。(c) 解释出汗如何降低她的体温。

(d) 她在阴凉处休息后，皮肤颜色恢复正常。用负反馈这个术语解释为何会这样。

参考答案。(a) 下丘脑。

(b) 下丘脑向供应皮肤的小动脉发送神经冲动，使其扩张（血管舒张）。更多血液流经皮肤表面附近的毛细血管，所以皮肤显得发红，并且经辐射散失更多热量。

(c) 汗腺向皮肤表面分泌更多汗液。汗液蒸发时从皮肤吸收潜热，使皮肤及流经皮肤的血液降温。

(d) 当血液温度回落到约37°C的设定点，下丘脑侦测到这一点并停止发送冲动；小动脉收缩回正常状态。这个反应逆转了原始的变化，这正是负反馈的定义。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题