发热时机体代谢功能变化

学习目标

◆说出发热、过热的概念。

◆比较发热激活物、EP的来源及作用。

◆区分感染性发热与非感染性发热的来源。

◆叙述发热机制的基本环节。

◆列出发热的分期及代谢特点。

◆简述发热的处理原则。

体温的相对稳定是人体生命活动的重要条件，正常成人体温为37℃左右，一昼夜波动不超过1℃。发热（fever）是指机体在致热原作用下，体温调节中枢的调定点上移，把体温调节到高于正常值0．5℃以上的全身性病理过程。临床上发热患者体温升高极少超过41℃。

【想一想】

体温通常指机体深部温度，它维持相对稳定，热量从机体的深部由血液带至体表，而体表温度则随皮肤血流量和环境温度而变动。临床常用口腔、腋下或直肠温度是来表示深部体温，其中直肠温度是深部温度的最好指标。

体温升高是临床上许多疾病的常见症状和重要信号，但并非所有的体温升高都是发热。多数病理性体温升高，是机体在上移的调定点水平所进行的体温调节活动，属调节性体温升高；少数病理性体温升高是因体温调节障碍（如体温调节中枢损伤），散热障碍（如皮肤广泛鱼鳞癣、先天性汗腺缺陷、中暑等）或异常产热（如甲状腺功能亢进）而产生，没有调定点水平的上移，其本质不同于发热，称为过热。过热时体温升高可超过42℃。

此外，某些生理活动，如剧烈运动、妇女月经前期、妊娠期，体温也可上升，属于生理性体温升高（图15－1）。

图15－1　体温升高的分类

根据发热原因的不同，将发热分为感染性发热和非感染性发热两大类。

（一）感染性发热

感染性发热指由各种生物病原体引起的急、慢性全身或局部性感染性疾病所致的发热，包括细菌、病毒、支原体、真菌、立克次体、螺旋体与寄生虫等的感染。感染性发热占发热原因的50%～60%，其中由细菌感染引起的占43%；临床上输液或输血所引起的发热，大多是由于细菌内毒素污染所致，内毒素的活性成分是脂多糖，耐热性高，需160℃干热2小时才能灭活。

（二）非感染性发热

非感染性发热指由各种生物病原体以外的原因引起的发热。

1．无菌性炎症　见于大面积烧伤、严重创伤、大手术后、内脏梗死（如心肌梗死、肺梗死）等，由炎症性组织坏死产物引起。

2．超敏反应　超敏反应形成的抗原抗体复合物和淋巴因子可引起发热，常见于风湿热、药物热、血清病、红斑狼疮等。

3．恶性肿瘤　恶性肿瘤可通过释放坏死产物、引起免疫反应、产生含有致热作用多糖体成分的高分子物质等机制引起的发热，常见于急性白血病、恶性淋巴瘤等。

4．类固醇　某些类固醇代谢产物有致热作用，如睾酮的中间代谢产物本胆烷醇酮，在一些原因不明的周期性发热病人血浆中的浓度增高。

（一）致热原和发热激活物

通常把能引起人体或动物发热的物质，称为致热原（pyrogen）。研究表明，多数致热原并不含有或未经验证含有致热成分，不能直接作用于体温调节中枢，引起发热，称为发热激活物更为确切。根据致热物质的来源及作用的不同，可分为以下几类。

1．发热激活物　指能激活产内生致热原细胞产生和释放内源性致热原的物质，包括生物性发热激活物和非生物性发热激活物。它不直接作用于体温调节中枢。

（1）生物性发热激活物　指来自体外，引起感染性发热的各种生物病原体及其产物，以往多被称为外源性致热原（外致热原）。

（2）非生物性发热激活物　指体内产生的能激活产致热原细胞的非生物性致热物质，如抗原抗体复合物、组织坏死产物、本胆烷醇酮等。

2．内源性致热原或内生致热原（endogenous pyrogen，EP）　指由产内生致热原细胞所产生和释放的致热性细胞因子，可直接作用于视前区下丘脑前部（preoptic anterior hypothalamus，POAH）体温调节中枢。目前已被基本确认为EP的细胞因子有：白介素－1 （IL－1）、白介素－2（IL－2）、干扰素（IFN）、肿瘤坏死因子（TNF）等。

产致热原细胞是体内产生和释放EP的细胞，体内许多细胞都有此功能，其中最主要的是单核－巨噬细胞。

（二）发热的机制

发热的机制包括三个基本环节（图15－2）。

图15－2　发热机制示意图

1．信息传递　在发热激活物刺激下，激活产内生致热原细胞，产生和释放EP，EP作为信使，经血流传递到POAH体温调节中枢。

2．中枢调节　EP作用POAH体温调节中枢，使体温调节中枢调定点上移。POAH有较集中的温度敏感神经元，即热敏神经元和冷敏神经元，两者的平衡点可能是“调定点”的基本位置，EP如何使体温调节中枢调定点上移的机制尚未完全清楚，EP的作用要经过一段潜伏期，很可能要经某些中枢发热介质的介导，再通过调温反应而引起发热。最受重视的中枢发热介质是环磷酸腺苷（cAMP）、前列腺素E（PGE）和Na＋／Ca2＋比值。

3．产生效应　体温调节中枢调定点上移后，正常血液温度变为冷刺激，使冷敏神经元兴奋，体温调节中枢发出冲动，一方面兴奋运动神经使骨骼肌紧张度增高、寒战，产热增加；另一方面兴奋交感神经使皮肤血管收缩，血流减少，散热减少。结果导致体温升高到与新的调定点相适应的水平。

多数发热尤其是急性炎症的发热，其临床经过大致可分三个时期（图15－3），每个时期有各自的临床和热代谢特点。

图15－3　发热三个时相体温与调定点的关系示意图

Ⅰ．体温上升期 Ⅱ．高热持续期 Ⅲ．体温下降期 －－－．调定点动态曲线 ～．体温曲线

【议一议】

寒战在诊断上有参考意义。反复寒战超过1d可能是疟疾或败血症。在传染病过程中，再次发生寒战，是病原体侵入血液的信号。

1．体温上升期　此期体温调节中枢调定点上移。但血液温度并未立即升高，血流对体温调节中枢是低温刺激，这一方面使冷敏神经元兴奋，产热增多，另一方面热敏神经元抑制，散热减少，产热大于散热，中心体温开始迅速或逐渐上升，机体表现如下。①寒战：因运动神经兴奋，骨骼肌的不随意周期性收缩所致。②皮肤苍白：因皮肤血管收缩使血流减少所致。③畏寒：由于皮肤血液减少，皮温下降刺激冷感受器，信息传入中枢时自感发冷。④“鸡皮”现象：因交感神经兴奋引起皮肤竖毛肌收缩所致。

【想一想】

出汗是一种速效的散热反应，但大量出汗可造成脱水，甚至循环衰竭（虚脱），应注意监护，补充水和电解质，尤其是在心肌劳损患者。

2．高热持续期（高峰期）　此期的热代谢特点是中心体温与已上升的调定点水平相适应，产热与散热在较高水平上保持相对平衡，波动也可较大。因中心体温已达到或略高于体温调定点的新水平，寒战及“鸡皮”现象消失，皮肤血管由收缩转为舒张；皮肤血流增多，使皮肤发红，散热也因而增加。由于温度较高的血液流经皮肤时刺激热感受器并将信息传入中枢，故产生酷热感。高热使皮肤水分蒸发较多，因而皮肤和口唇比较干燥。

3．体温下降期（退热期）　此期因发热激活物在体内的作用减弱或消失，EP及增多的发热介质也被清除，上升的体温调定点回降到正常水平。但血液温度并不能立即回降，血流对体温调节中枢是高温刺激，这一方面使冷敏神经元抑制，产热减少，另一方面热敏神经元兴奋，散热增多，散热大于产热，中心体温开始回降。机体表现为皮肤血管进一步扩张，汗腺分泌增多，皮肤湿润。热的消退可快可慢，快者几小时或24小时内降至正常，称为热的骤退，常伴有大量出汗；慢者需几天才降至正常，称热的渐退。

在一定时间内，体温曲线的形态称为热型。临床上常见的热型如下。

1．稽留热　体温在超过39℃，24小时内波动不超过1℃，常见于伤寒、斑疹伤寒、肺炎球菌性肺炎等。

2．弛张热　体温在38℃以上，24小时内波动幅度大，超过2℃。一般在体温最低点时仍超过正常水平，常见于败血症、化脓性感染、重症结核病、非典型肺炎、肿瘤及血液病等。

3．间歇热　体温骤升与骤降有规律地交替出现，高热期体温升高可超过39℃，数小时后降至正常，数小时或数日后再次出现，常见于疟疾。

4．不规则热　体温波动极不规则，持续时间也不一定，常见于风湿热、结核病、支气管肺炎等。

为什么许多发热疾病的热型不一样，至今尚无满意的解释，可能与致病微生物的特异性和机体反应性有关。临床上，通过观察热型及其变化，可对一些疾病的诊断与鉴别诊断及疗效观察提供参考。在疾病过程中，有时可有两种或两种以上热型交互存在，如肺炎球菌性肺炎出现脓胸及败血症时，热型可由典型的稽留热转变为弛张热。此外，药物及个体反应性的强弱也会影响热型。

发热机体代谢变化的主要特点是基础代谢率增高。一般认为，体温每增高1℃，基础代谢率增高13%，持久发热使物质消耗明显增多，如果营养物质摄入不足，就会大量消耗自身物质，导致消瘦和体重下降。

1．糖代谢　发热时糖代谢加强，肝糖原和肌糖原分解增多，糖原储备减少，同时糖异生作用增强，血糖增高。发热时代谢增强使氧相对不足，糖酵解增强，血液及肌肉中乳酸增加，这可能与发热时肌肉酸痛有关。

2．脂肪代谢　发热时糖代谢加强使糖原储备不足，加上食欲下降，摄入相对不足，机体动员储备脂肪，使脂肪分解显著加强伴氧化不全，病人出现消瘦、酮血症、酮尿等表现。

3．蛋白质代谢　发热病人的蛋白分解加强，血浆总蛋白、白蛋白减少，尿氮增加，可出现负氮平衡，机体抵抗力降低，组织修复能力下降。

4．维生素代谢　发热患者维生素摄取和吸收减少，消耗增多，易出现维生素缺乏，特别是维生素C和维生素B的缺乏，故必须补充适量的维生素。

5．水、电解质代谢　在体温上升期及高热持续期，尿量常明显减少，尿色加深，水、钠和氯滞留于体内；而在体温下降期，皮肤和呼吸道水分大量蒸发，尿量增多和大量排汗，可引起脱水，脱水又可加重发热。因此必须注意补足水和电解质。此外，因发热时分解代谢增强，K＋从细胞内释出，使血K＋和尿K＋增高。代谢紊乱使酸性代谢产物堆积，可引起代谢性酸中毒。

（一）心血管系统

【议一议】

为什么发热患者应安静休息，体温升高时心率、呼吸、消化有什么变化？

体温上升期，血温升高，刺激窦房结，交感－肾上腺髓质系统活动增强，使心率增加，外周血管收缩，血压轻度上升。体温每上升1℃，心率增加10～20次／分，心率加快一般使心输出量增多，但对有心肌疾患者可加重心肌负担，诱发心力衰竭。在高热持续期和体温下降期由于外周血管舒张，动脉血压轻度下降。高热骤退，特别是用解热药引起高热骤退时，可因大量出汗而导致虚脱，应当引起注意。

（二）呼吸系统

发热时血温上升可刺激呼吸中枢并提高呼吸中枢对CO2的敏感性。使呼吸加深加快，有助于散热。但通气过度，CO2排出过多，可导致呼吸性碱中毒。持续高热可抑制大脑皮质和呼吸中枢，使呼吸变浅变慢或不规则甚至呼吸停止。

（三）消化系统

发热时交感神经兴奋，唾液、胆汁、胰液等消化液分泌减少，使蛋白质、脂肪等消化不良、食糜发酵、产气，患者出现食欲不振、口腔黏膜干燥（这也与水分蒸发过多有关）、厌食、恶心、呕吐、便秘、腹胀等表现。

（四）中枢神经系统

高热使中枢神经系统兴奋性增高，病人常有头痛、头晕，烦躁不安、谵语和幻觉。持续高热则引起昏迷。小儿在高热中可出现全身或局部肌肉抽搐，称高热惊厥。其机制可能与小儿中枢神经系统发育不健全，持续高热使大脑皮质抑制，皮层下中枢兴奋性增高有关。

（五）泌尿系统

在体温上升期，尿量减少、尿比重增高，但肾血流并未减少，反而增加，这可能与抗利尿激素增加，肾对水重吸收增多有关。持续发热时，肾小管上皮细胞变性，发生细胞水肿，出现蛋白尿、管型尿等。在体温下降期，尿量逐渐增加，尿比重回降。

一般认为，一定程度的发热是机体的防御反应，增强机体抗感染能力。对发热患者在处理原则上首先必须治疗原发病。其次，对一般发热不急于退热，急于退热可抑制机体的防御反应，使热型不典型，掩盖病情，延误诊断。此外，退热药是临床上引起药物热的一类常见药物，用药不当可能使病情复杂化。第三，不要滥用抗菌药物，虽然发热多由细菌感染引起，但还有不少发热是由病毒或其他因素引起，抗菌药物都有自己的敏感菌群，无论何种抗菌药对病毒感染都是无效的；滥用抗菌药还可造成人体的菌群紊乱，导致真菌等继发感染而加重病情，甚至产生药物热。第四，对过高（如体温＞40℃）或时间持续过久的发热，或恶性肿瘤、心肌疾患等，发热可降低机体的防御反应，使物质消耗过多，出现代谢障碍，损害组织器官的功能和结构，对机体不利，应及时退热。第五，加强对高热或持久发热病人的护理措施，如注意补充水、电解质和维生素，进食易消化的营养食物，监护心血管功能等也十分重要。

小　结

发热是指机体在致热原作用下，体温调节中枢的调定点上移，把体温调节到高于正常值0．5℃以上的全身性病理过程。

根据发热原因的不同，将发热分为感染性发热和非感染性发热两大类。临床上多数是感染性发热，其中由以细菌感染引起者居多。

发热激活物是指能激活体内产内生致热原细胞（主要是单核／巨噬细胞），使其产生和释放EP的物质，包括生物性发热激活物（外源性致热原）和非生物性发热激活物。它不直接作用于体温调节中枢。

EP是指由体内产致热原细胞所产生和释放的致热性细胞因子，主要有IL－1、IL－2、IFN、TNF等，可直接作用于POAH体温调节中枢。

发热机制的第一个环节是发热激活物作用于体内产内生致热原细胞（主要是单核／巨噬细胞），使其产生和释放EP的物质，第二个环节是EP作用于POAH体温调节中枢，通过中枢发热介质（cAMP、PGE、Na＋／Ca2＋比值升高等）的介导作用，使体温调定点上移；第三个环节是体温调定点上移后，通过效应器的作用，使机体产热大于散热，体温上升到新的调定点水平。发热的临床经过大致可分三个时期，每个时期有各自的临床和热代谢特点（表15－1）。

表15－1　发热的分期和热型

热型及其变化可对一些疾病的诊断与鉴别诊断及疗效观察提供参考。临床上常见的热型有稽留热、弛张热、间歇热、不规则热等。

发热机体代谢变化的主要特点是基础代谢率增高，三大营养物质分解代谢增强伴氧化不全。患者出现血中糖、乳酸、脂肪酸、酮体增加，水分和电解质丢失，维生素缺乏，负氮平衡，消瘦，代谢性酸中毒，机体抵抗力降低，组织修复能力下降等表现。

发热机体各系统的机能变化主要表现为头晕、头痛、心率加快、呼吸增强、消化液分泌减少，胃肠蠕动减弱及尿的变化。严重时出现昏迷、呼吸抑制、心力衰竭及肾功能障碍等。

发热的防治原则：①首先必须治疗原发病；②对一般发热不急于解热；③不要滥用抗菌药物；④对体温过高、持续过久，恶性肿瘤或心肌疾患患者应及时解热；⑤加强对高热或持久发热病人的护理。

病案讨论

病例摘要　病人，男，21岁，学生。发热3d。4d前患者受凉后出现鼻塞、流涕、咽痛，伴有轻咳，在社区医院按“感冒”给与“银翘片”等治疗，效果不佳。3d前出现发冷、发热，体温波动于39．3～40℃。咳嗽较前明显加重，痰量增多，呈铁锈色痰，有时感右胸疼痛不适，以深吸气时明显，并出现口周疱疹。发病以来自觉乏力、精神差，食欲减退，无腹疼腹泻、恶心呕吐及尿频尿急，小便色黄，大便正常。既往体健，无急、慢性传染病史及手术、外伤史，无药物过敏史，预防接种史记不清楚。

讨论：

1．该患者疾病如何演变？

2．患者发热的发生机制有哪些？属于哪种热型？

同步练习

一、选择题

1．有关发热的概念中哪项是正确的（ ）

A．体温超过正常值0．5℃

B．产热过程超过散热过程

C．是临床上常见的疾病

D．是体温调节中枢调定点上移所致

2．下列哪项不属于过热（ ）

A．先天性汗腺缺陷

B．脱水热

C．中暑

D．严重创伤

3．外源性致热原的作用主要是（ ）

A．激活局部的血管内皮细胞，释放致炎物质

B．刺激局部的神经末梢，释放神经介质

C．直接作用于下丘脑的体温调节中枢

D．促进内源性致热原的产生和释放

4．下列哪项是产白细胞致热原细胞（ ）

A．T淋巴细胞

B．浆细胞

C．肥大细胞

D．单核细胞

5．恶性肿瘤导致发热，可能主要是（ ）

A．合并感染

B．细胞免疫反应

C．瘤组织坏死产物

D．癌瘤组织的低分子物质

6．发热机制的中心环节是（ ）

A．产热增多

B．散热减少

C．体温调定点上移

D．体温调节机构失控

7．一般公认，体温升高1℃，基础代谢率提高（ ）

A．5%

B．13%

C．27%

D．50%

8．一般认为腋温超过多少为罕见（ ）

A．39℃

B．39．5℃

C．40℃

D．40．5℃

二、名词解释

1．发热　2．内生致热原

三、简答题

简述发热发病学的基础环节。