下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞能控制產(chǎn)熱和散熱,以維持正常體溫的相對穩(wěn)定。正常人腋窩溫度波動在36~37.4℃,直腸溫度在36.9~37.9℃。
正常人體內(nèi)產(chǎn)熱和散熱過程保持相對平衡,以維持體溫相對穩(wěn)定。
1.體溫調(diào)節(jié)方式(1)產(chǎn)熱:人體產(chǎn)熱主要來自體內(nèi)氧化代謝過程,運(yùn)動和寒戰(zhàn)也能產(chǎn)生熱量。氣溫在28℃左右時,靜息狀態(tài)下,人體產(chǎn)熱主要來自基礎(chǔ)代謝,產(chǎn)熱量為210~252kj/(h·m)。劇烈運(yùn)動時產(chǎn)熱增加2520~3780kJ/(h·m)或600~900kcal/(h·m)。運(yùn)動時肌肉產(chǎn)熱占90%。
(2)散熱:體溫升高時,通過自主神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)皮膚血管擴(kuò)張,血流量增加約為正常的20倍,大量出汗促進(jìn)散熱。大量出汗又會引起水鹽丟失。人體與環(huán)境之間通過以下方式進(jìn)行熱交換:
① 輻射(radiation):約占散熱量的60%。室溫在15~25℃時,輻射是人體主要散熱方式。
② 蒸發(fā):約占散熱量的25%。在高溫環(huán)境下,蒸發(fā)是人體主要散熱方式。蒸發(fā)1L汗液,散熱2436kJ(580kcal)。濕度大于75%時,蒸發(fā)減少。相對濕度達(dá)90%~95%時,蒸發(fā)完全停止。
③ 對流:約占散熱量的12%。散熱速度取決于皮膚與環(huán)境的溫度差和空氣流速。
④ 傳導(dǎo)(conduction):約占散熱量的3%。如果人體皮膚直接與水接觸,因水較空氣熱傳導(dǎo)性強(qiáng),散熱速度是正常的20~30倍。
2.高溫環(huán)境適應(yīng)在高溫環(huán)境中工作7~14天后,人體對熱應(yīng)激的適應(yīng)能力增強(qiáng),具有對抗高溫的代償能力,表現(xiàn)心排血量和出汗量增加,汗液鈉含量較正常人少等。完全適應(yīng)后,出汗散熱量為正常的2倍。無此種適應(yīng)代償能力者,易發(fā)生中暑。
中暑損傷主要是由于體溫過高(>42℃)對細(xì)胞直接損傷作用,引起酶變性、線粒體功能障礙、細(xì)胞膜穩(wěn)定性喪失和有氧代謝途徑中斷,導(dǎo)致多器官功能障礙或衰竭。
1.中樞神經(jīng)系統(tǒng)高熱能引起大腦和脊髓細(xì)胞的快速死亡,繼發(fā)腦局灶性出血、水腫、顱內(nèi)壓增高和昏迷。小腦Purkinje細(xì)胞對高熱反應(yīng)極為敏感,常發(fā)生構(gòu)音障礙、共濟(jì)失調(diào)和辨距不良。
2.心血管系統(tǒng)中暑早期,皮膚血管擴(kuò)張引起血液重新分配,同時心排血量增加,心臟負(fù)荷加重。此外,持續(xù)高溫引起心肌缺血、壞死,促發(fā)心律失常、心功能障礙或心力衰竭,繼而引起心排血量下降和皮膚血流減少,進(jìn)一步影響散熱,形成惡性循環(huán)。
3.呼吸系統(tǒng)高熱時,呼吸頻率增快和通氣量增加,持續(xù)不緩解會引起呼吸性堿中毒。熱射病時可致肺血管內(nèi)皮損傷發(fā)生ARDS 。
4.水和電解質(zhì)代謝正常人出汗最大速率為1.5L/h。熱適應(yīng)后的個體出汗速率是正常人的2倍。大量出汗常導(dǎo)致水和鈉丟失,引起脫水和電解質(zhì)平衡失常。
5.腎臟由于嚴(yán)重脫水、心血管功能障礙和橫紋肌溶解等,可發(fā)生急性腎衰竭。
6.消化系統(tǒng)中暑時的直接熱損傷和胃腸道血液灌注減少可引起缺血性潰瘍,容易發(fā)生消化道大出血。熱射病患者,發(fā)病2~3天后幾乎都有不同程度的肝壞死和膽汁淤積。
7.血液系統(tǒng)嚴(yán)重中暑患者,發(fā)病后2~3天可出現(xiàn)不同程度的DIC。DIC又可進(jìn)一步促使重要器官(心、肝、腎)功能障礙或衰竭。
8.肌肉勞力性熱射病患者,由于肌肉局部溫度增加、缺氧和代謝性酸中毒,常發(fā)生嚴(yán)重肌損傷,引起橫紋肌溶解和血清肌酸激酶升高。