人类体温为何选择37℃,而不是27℃或者47℃?

最近,因为疫情的关系
每天都要测三次体温
却发现每次测量结果都在36.5℃左右
夜晚略高
体温也很少会高于36.7℃
而且普遍都是这样的
有一个很简单的问题你是否想过:
不论是黄种人、白种人、黑种人还是棕种人
也不论你住在赤道还是北极
不论人的年龄、身高、体重差别多大
有一个数字是相同的
那就是体温是37℃左右
并且维持着基本恒定
为何体温偏偏选择了37℃?
在生物学里面
科学家把动物分成“恒温动物”和“变温动物”两种
不管是寒带的企鹅还是热带的骆驼
它们的体温同样是37℃左右
为什么这些迥然不同的动物
却不约而同地选择了体温恒定的生活方式?
关于体温恒定的现象,在某些书籍当中,介绍人类体温保持在37℃,说是因为这个温度下体内的酶活性最高,使得人体对能量的利用率也最高。科学家还没有一个确切的答案,但有一种假说认为,大脑的最佳运作状态就是在恒温下,所以在长期的自然选择中,恒温的动物被选择下来。当然,脑部简单的低等动物所选择的生存方法虽然不同,但对它们来说却是最有利的环境。对于我们人类而言,恒温是最佳的选择。
其实脑部保持恒温,并不是恒温动物维持恒温的唯一理由。当温度升高时,化学反应一般会加快,所以让身体变成温度较高的恒温器,在某种程度上可以促进身体的活性。但是这种反应是有限度的,当过量的热排不出去,而信息又来得太快时,这个系统会瓦解。过去的几百万年中,人类以及其他哺乳类动物和鸟类,似乎都发现了最适宜的温度是在37℃左右。
人们又要进一步发问:
就算保持体温的恒定可以使人体的运作最稳定
那么为什么温度是在37℃呢?
当然,37℃只是体温的一个大概数字,人体各个部位、每日早晚及男女之间的体温均存在着差异。正常人口腔温度为36.3℃~37.2℃,腋窝温度较口腔温度低0 . 3℃~0.6℃,直肠温度较口腔温度高0.3℃~0.5℃。一天之中,清晨2~5时体温最低,下午5~7时最高。另外,女子体温一般较男子高0.3℃左右,女子体温在经期亦有些许变化。
若要保持一个恒定的体温,必然要选择一个产热和散热最容易平衡的点。在这一温度时,机体活动所产生的热量最容易与机体散失在环境中的热量平衡,也就最容易保持体温的恒定。
人体对体温的调节是非常精确的,体温只要比正常值有0.5℃的变化,就会让你感到不舒服。如果体温比正常值上升或下降了1℃,你就可能需要赶快去挂急诊。
那么,人体是怎样维持体温恒定的呢?
这是因为人体内有一套产热和散热的自动调控装置,它由下丘脑的体温调节中枢和皮肤内脏的许多温度感受器组成。当人感到冷或热时,信号由神经系统传入,下丘脑的体温调控“司令部”很快下达指令,使有关系统如肌肉、内脏器官、皮肤、毛细血管、汗腺等全部启动起来,各司其职,有序地进行体温调控,尽量使体温保持在恒定范围。比如,当环境温度下降和寒冷刺激时,肌肉就会收缩发抖(打冷战),使产热增加;天热时,人体就会排汗,利用水分蒸发来散热。
当然,人体的这种调控能力是有限度的。所以,当患感染性疾病或长时间暴露在高温环境下时就会发热,因为这时机体的体温调控装置已力不从心。
大家一定有这样的体验,当患有各种感染症时,体温就会上升。这是因为身体受到细菌的感染后,体内的免疫系统开始工作,进行抵抗的原因。此时,被称为大噬菌细胞的免疫细胞刺激体内的免疫系统,分泌出一种特殊的物质。这种物质由血液向脑中输送,再由脑室附近的终极部位进入脑内。这种物质进入大脑后在丘脑下部发挥作用,使体温上升,所以在发生感染症状时体温就上升。为什么我们的体温通常都在小范围内变化呢?这如同处于一个非常保温的恒温箱里一样。也就是说体温高于正常温度时,全身皮肤的血管会扩张,皮肤变红身体出汗。当低于正常温度时,身体就会发抖,产生热量,毛发立起来以防止散热。
虽然我们对感冒很熟悉,但为什么患上感冒时即使发热、体温上升时我们也会感到寒冷、发抖,而当治疗后恢复正常时,即使体温下降我们也会出汗呢?为了说明这个道理,我来打个比方,把空调的设定温度假定为我们体内的设定温度,患感冒时设定温度上升,但体温未达到时就会感到寒冷。反之,感冒治好后设定温度达到正常,而体温要通过出汗才能降至正常。
同样,一阵寒风吹过,你的皮肤会绷紧,你的牙齿会嘚嘚作响。这是为什么呢?你的身体在这种时候这种条件下为什么会颤抖呢?这是因为大脑的连结系统对皮肤的温度进行监控,决定什么时候开始颤抖。颤抖是由身体自行调节的众多无意识和下意识功能的一种。颤抖能在骨骼肌中产生热量,这个过程需要相当多的能量,它通常是人体在寒冷的环境中保持体内温度的最后一个方法。
科学家认为,人类的体温之所以设定在37℃,和我们在27℃的房间中感到舒服的原因一样。当200多万年以前人类出现在非洲时,白天的平均温度在25℃以下。这种气候条件下,当人类的体温超过35℃时,打猎这类活动经由新陈代谢过程所产生的热量最容易发散出去。
人们可以计算出正常活动时身体的产热率,也可以计算出在四周温度稍微高于27℃时,身体把热传递到环境中的散热率。两种速率全都随体温而改变;这两个速率在温度为37℃时大约相等,也就是身体得到热的速率与散发热的速率大约相等。
正因为体温恒定的特点,才能够让复杂的化学反应固定在最佳的状态,使得我们和其它恒温动物可以适应日常生活中的各种复杂活动。也是在生物进化过程中,生物链中的捕食者和被捕者耐力较量的结果。
也有生物学家提出,人类平均体温的进化,或许与真菌有关,自然界中很多真菌是人类的致命杀手,然而真菌喜欢低温,超过三分之二的真菌在37℃以上无法生存,人类能接触到的真菌高达4000种,但是只有400多种能引起感染,其中一个原因就是体温。相比之下,鸟类拥有更高的平均体温,于是鸟类感染真菌的可能性更低。
但是人类不能随便提高体温,因为那样会消耗更多的能量,生物学家经过计算,避免真菌感染和降低体能消耗的最优解,是体温保持在36.7℃左右,与人类体温基本吻合。