2022年《艾滋病小斗士》第二課時(shí)教案 (33)

1、學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載航空航天生理學(xué)教案首頁(yè)第14 次課授課時(shí)間2009-03-17 教案完成時(shí)間：2009-03-09 課程名稱航空航天 生理學(xué)年級(jí)2005 年級(jí)專業(yè)、層次空軍臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)、5 年制本科教員姓名馬進(jìn)專業(yè)技術(shù)教授授課方式（大、大班學(xué)時(shí)2 職務(wù)小班）授課題目（章、節(jié)）第七章溫度負(fù)荷及其防護(hù)基本教材或主要參考書(shū)第一節(jié)人體與環(huán)境的熱交換第二節(jié)生理性體溫調(diào)節(jié)航空航天生理學(xué)余志斌主編，第四軍醫(yī)大學(xué)出版社，2008 教學(xué)目的與要求：目的： 1了解溫度環(huán)境組成因素2了解人體與環(huán)境間熱交換途徑和熱平衡方程 3了解人體溫度空間分布特征4掌握人體溫度調(diào)節(jié)機(jī)制 重點(diǎn)：體溫調(diào)節(jié)效應(yīng)器大體內(nèi)容與時(shí)間安排，

2、教學(xué)方法：方法：課堂講解、教學(xué)幻燈、板書(shū) 時(shí)間安排第一節(jié)課：第一節(jié)人體與環(huán)境的熱交換總結(jié)復(fù)習(xí)： 5min 第二節(jié)課：第二節(jié)生理性體溫調(diào)節(jié)教研室審閱意見(jiàn)：（教學(xué)組長(zhǎng)簽名）年月日（教研室主任簽名）年月日學(xué)習(xí)好資料歡迎下載輔助手段和基 本 內(nèi) 容時(shí)間分配整體結(jié)構(gòu)采用板書(shū)顯示第七章溫度負(fù)荷及其防護(hù)內(nèi)容全部采用PowerPoint幻燈熱氣球飛行與早期航空活動(dòng)引出溫度負(fù)荷問(wèn)題部分需強(qiáng)調(diào)處板書(shū) 第一節(jié)課開(kāi)始第一節(jié)人體與環(huán)境的熱交換015min 一、溫度環(huán)境的組成因素溫度環(huán)境的主要組成因素，包括氣溫、濕度、風(fēng)速和熱輻射。但在航空航天條件下還應(yīng)將氣壓因素考慮在內(nèi)，在高空，氣體分子 的缺乏可減弱對(duì)流熱交換，同時(shí)低

3、氣壓有利于迅速蒸發(fā)。（一）氣溫 ( air temperature, T a) 空氣的溫度是評(píng)定熱環(huán)境的基本 要素，可用干球溫度 ( dry bulb temperature, T db) 來(lái)表示。表示大氣干濕程度的物理量。有濕球 ( 二）濕度 ( humidity ) 溫度、絕對(duì)濕度、飽和濕度、相對(duì)濕度和露點(diǎn)等多種表示方式，測(cè) 量濕度的儀器有多種干濕計(jì)。1濕球溫度 (wet bulb temperature, T wb) 兩支完全相同的 溫度計(jì)固定在木板或金屬架上。其中一支為干球溫度計(jì)，用以指示 氣溫，其示度主要受對(duì)流和輻射熱的影響；另一支溫度計(jì)的球部以 水浸濕的紗布包裹， 稱為濕球溫度計(jì)，

4、 其示度受蒸發(fā)散熱量的影響。因濕球溫度計(jì)球部紗布的蒸發(fā)而吸收熱量，故它的讀數(shù)總是低于干 球溫度計(jì)。其周圍空氣愈干燥，蒸發(fā)量愈大，帶走熱量愈多，濕球 溫度愈低，干濕球溫差就愈大。 2絕對(duì)濕度（ absolute humidity ）指單位體積空氣中所含（g/m 3）。水蒸氣的質(zhì)量。 一般用 1 立方米空氣中所含水蒸氣克數(shù)表示 也可用水汽分壓表示其絕對(duì)量，其單位為 mmHg。因人體皮膚表面蒸 發(fā)率與其周圍空氣中的水汽壓之差值成正比，故從生理學(xué)角度考 慮，用水汽壓表示絕對(duì)濕度更有特殊意義。 3飽和濕度 (saturation humidity) 空氣在任一溫度都有一學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載個(gè)水汽含量的上

5、限，達(dá)到上限，即為飽和狀態(tài)。在一定溫度下，空 氣中水汽含量達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的濕度即為飽和濕度。氣溫越高，飽和濕度就越大，見(jiàn)附表7。humidity, RH) 指空氣中實(shí)際水汽含4相對(duì)濕度 (relative 量和同溫度下飽和空氣中水汽含量的百分比值，由于在溫度相同 時(shí)，水汽含量與水汽分壓呈正比，所以相對(duì)濕度也等于實(shí)際水蒸氣 壓強(qiáng)和同溫度下飽和水蒸氣壓強(qiáng)的百分比值。相對(duì)濕度（ RH）=絕對(duì)濕度 / 同溫度下飽和濕度1005露點(diǎn) (dew point, DP) 空氣濕度的表示法之一。一般指氣 壓不變、水汽無(wú)增減的情況下，未飽和空氣因冷卻而達(dá)到飽和時(shí)的 溫度。氣溫與露點(diǎn)的差值愈小，表示空氣愈接近飽和。

6、（三）氣流 (air movement) 因各處氣溫不同所造成的大氣壓強(qiáng)和密度的差別，而引起的大氣流動(dòng)。常用風(fēng)速(air speed)和風(fēng)向表示氣流的狀態(tài)。氣流對(duì)熱交換具有顯著影響。測(cè)量風(fēng)速的儀器 是各類風(fēng)速儀。（四）熱輻射 (heat radiation, thermal radiation) 指物體因自身的溫度而向外發(fā)射能量的過(guò)程。所有物體在大于絕對(duì)零度的各種溫度下都可以發(fā)射輻射熱波，物體經(jīng)常以電磁輻射的形式向 周圍發(fā)出能量，不需要導(dǎo)熱介質(zhì)。溫度越高，輻射越強(qiáng)，而且輻射 的波長(zhǎng)分布情況也隨溫度而變。如物體溫度較低時(shí)主要是不可見(jiàn)的 紅外輻射；在 500以至更高時(shí)，則漸次發(fā)射較強(qiáng)的可見(jiàn)光以至紫

7、 外線輻射。熱輻射是傳熱的方式之一，通過(guò)輻射的方式傳遞的熱量 謂之輻射熱 (radiant heat)。常用黑球溫度計(jì)測(cè)得的黑球溫度 (globe temperature, T g) 衡量環(huán)境的平均輻射熱，使用單向輻射 熱計(jì)測(cè)定定向輻射熱強(qiáng)度。學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載二、人體與環(huán)境間的熱交換途徑（一）傳導(dǎo) (conduction) 兩個(gè)物體直接接觸或在物體內(nèi)部，熱流 1530min 從溫度較高向溫度較低的方向流動(dòng)（熱量傳遞）；在人體與環(huán)境間，指體內(nèi)熱量通過(guò)體表皮膚與接觸皮膚的物體間進(jìn)行的熱交換。傳導(dǎo) 是相互接觸的物質(zhì)分子層的傳熱現(xiàn)象，不伴有物質(zhì)分子的流動(dòng)。（二）對(duì)流 (convection) 液體

8、或氣體中較熱部分和較冷部分之 間，通過(guò)循環(huán)流動(dòng)相互攙和，使溫度趨于均勻的過(guò)程稱“ 對(duì)流”。人體表面包圍著一層空氣，體內(nèi)熱量通過(guò)皮膚不斷地與這些接觸皮 膚的空氣進(jìn)行熱交換即為對(duì)流 , 實(shí)際上熱量首先通過(guò)傳導(dǎo)與近身的 空氣進(jìn)行熱交換，然后通過(guò)氣流的對(duì)流進(jìn)行進(jìn)一步熱交換。（三）輻射 (radiation) 物體以電磁波形式散失熱量的傳熱方式 稱“ 輻射” 。（四）蒸發(fā) (evaporation) 在液體表面發(fā)生的氣化現(xiàn)象叫做蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)液體分子必須從其周圍吸收熱量。1g 汗液從皮膚蒸發(fā)時(shí)，皮膚就失去 0.58 千卡（約 2400 J ）的熱量。液體變?yōu)橥瑴囟鹊恼魵鈺r(shí)所吸收的熱量稱“ 蒸發(fā)潛熱(pot

9、ential heat)” 。此外，還應(yīng)重視氣壓因素對(duì)于蒸發(fā)散熱以及對(duì)流熱交換的影響。在 高空、航天飛機(jī)內(nèi)和艙外用航天服等低氣壓條件下身體蒸發(fā)量增 加，傳導(dǎo) 對(duì)流作用減弱，使人體對(duì)高溫的耐受能力發(fā)生變化。從 地面開(kāi)始，隨著高度的升高，人體對(duì)高溫的耐受時(shí)間漸趨延長(zhǎng)由于航天活動(dòng)時(shí)微重力的影響，艙內(nèi)氣體分子難以產(chǎn)生自然對(duì) 流，未蒸發(fā)的汗液亦不會(huì)自然形成汗滴下落，而是在皮膚表面形成 水膜。據(jù)資料介紹，微重力條件下艙內(nèi)如無(wú)人工對(duì)流，人們對(duì)舒適感的溫度為07。為了維持正常身體熱平衡，創(chuàng)造氣體的人工對(duì)學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載流條件是十分必要的。由于航天員在不同狀態(tài)代謝產(chǎn)熱量不同，因 此載人艙的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該

10、選擇分配式通風(fēng)方案，以便根據(jù)各 人的不同需要，調(diào)節(jié)局部通風(fēng)流量和通風(fēng)溫度。而艙外航天服由于 通氣量的限制，無(wú)法滿足通風(fēng)流量，一般使用液體降溫。三、熱平衡方程人體不能直接利用太陽(yáng)能、電能等形式的能量，只能利用生物中儲(chǔ)存的化學(xué)能。身體內(nèi)部產(chǎn)生的熱量是糖、脂肪和蛋白質(zhì)這些產(chǎn)3040min 熱營(yíng)養(yǎng)素在體內(nèi)氧化反應(yīng)的結(jié)果，這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分解代謝產(chǎn)生的能量，約有 50以上迅速轉(zhuǎn)化為熱能。產(chǎn)熱的部位主要在工作的肌肉、肝臟、消化器官、中樞神經(jīng)系統(tǒng)等。骨骼肌占全身總重量的 40，所以在基礎(chǔ)條件下由骨骼肌產(chǎn)生的熱量占體熱總量的 25左右，但當(dāng)劇烈活動(dòng)時(shí)，其產(chǎn)熱量可增為正常值的十多倍。航空活動(dòng)中，由于機(jī)種和擔(dān)任的任務(wù)

11、（駕駛、領(lǐng)航、通訊）不同，代謝水平也有所不同。身體代謝所產(chǎn)生的熱量，除身體活動(dòng)時(shí)做機(jī)械功而消耗的能量外，其余的熱量都必須散失到環(huán)境中去，維持熱平衡（ thermal balance）。這樣才能保持體溫恒定，機(jī)體與環(huán)境間的熱交換過(guò)程，由下式表示： H=M W= K C R+E H K C R ES 式中， M身體總代謝率 (metabolic rate) （單位為 W），W身體機(jī)械活動(dòng)所耗的功率（W），體力活動(dòng)的作功效率僅為總能量的 1030，視作業(yè)種類和熟練程度而異，其余 7090的能量以熱的形式釋放； H必須耗散到環(huán)境中去的熱功率（W）； S 身體熱含量的變化值（ Wm 2）；K傳導(dǎo)熱（ W

12、m 2）；C對(duì)流傳遞的熱量（Wm 2）；R輻射熱交換量（Wm 2）；E蒸發(fā)散熱量（Wm 2）。從上式不難看出，當(dāng)人體產(chǎn)熱量與散熱量相等時(shí)，S0；當(dāng)產(chǎn)熱多于散熱量時(shí)， S0，人體熱含量增加，可導(dǎo)致體溫升高；當(dāng)散熱量多于產(chǎn)熱量時(shí)，S0，人體熱含量減少，可導(dǎo)致體溫下降。在常溫下，人體處于安靜或從事輕度勞動(dòng)時(shí)，H=KCRE。學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載其中輻射散熱量可達(dá)總散熱量的 67，蒸發(fā)散熱量約占總散熱量的20。當(dāng)環(huán)境溫度接近于體表溫度時(shí)，K、R和 C項(xiàng)的散熱作用下降，但 E 項(xiàng)的散熱作用增加，故仍能維持人體熱平衡。若氣溫與皮膚溫 度相等， K、R和 C都等于 0，則 E 必須等于 H，即人體幾乎完全依

13、靠蒸發(fā)散熱來(lái)維持熱平衡。當(dāng)氣溫超過(guò)皮膚溫度時(shí)，通過(guò)R 和 C、K 的作用而使身體得到熱量，這時(shí)必須滿足 H+R+K+CE 關(guān)系，才能保持熱平衡。第二節(jié) 生理性體溫調(diào)節(jié)一、人體溫度的空間分布特征體 核 心 溫 度 （ core temperature ） 和 體 外 殼 溫 度 （ shell 第二節(jié)課開(kāi)始temperature）。010min 核心與外殼之間的邊界并非生理或解剖存在。體核心溫度系指身體深部組織，如腦室和腹膜腔等部位的溫度，通常由直腸溫度、口腔溫度與腋窩溫度代表。接近體表部分的溫度為體外殼溫度，最外層皮膚表面的溫度為皮膚溫度 (skin temperature)。從軀干至末梢，皮

14、膚溫度呈縱向溫度梯度（ thermal gradient）分布，環(huán)境溫度越高，各部位皮膚溫度越趨于一致（接近于平均皮膚溫度）。體外殼溫度可由平均皮膚溫度 (mean skin temperature) 代表，即由體表各部位測(cè)得的皮膚溫度數(shù)值，數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均。其正常值在常溫下為按各部位所占體表面積的百分 33 1。實(shí)際測(cè)定應(yīng)根據(jù)不同要求，確定測(cè)定點(diǎn)數(shù)，但通常認(rèn)為，測(cè)量部位數(shù)最低為 4 個(gè)，應(yīng)選擇盡可能多的部位測(cè)定皮膚溫度。隨著測(cè)定點(diǎn)數(shù)和部位的不同，加權(quán)系數(shù)亦各異，以“ 五點(diǎn)法”為例，其平均皮膚溫度計(jì)算公式如下：TSK0.07T 額0.50T 胸0.05T手0.18T大腿0.20T 小腿學(xué)習(xí)好資料

15、 歡迎下載平均體溫 (mean body temperature)不能直接用溫度計(jì)測(cè)得，它是運(yùn)用平均皮膚溫度和直腸溫度的加權(quán)計(jì)算得到的數(shù)值來(lái)表示。平均皮膚溫度和直腸溫度的加權(quán)系數(shù)，在常溫下分別為 0.33 和 0.67；高溫下 0.20 和 0.80；低溫下 0.50 和 0.50。常溫下平均體溫計(jì)算式為：Tb=0.33T SK0.67Tre二、體溫調(diào)節(jié)機(jī)理人體生理性體溫調(diào)節(jié)是通過(guò)由溫度感受器、體溫調(diào)節(jié)中樞和效應(yīng)器組成的體溫調(diào)節(jié)反饋控制系統(tǒng)完成的，系統(tǒng)可分為受控系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分。1035min （一）溫度感受器 (temperature receptors) 全身皮膚和某些部位的粘膜均分布

16、有溫度感受器。根據(jù)功能又可將其劃分為溫覺(jué)感受器和冷覺(jué)感受器兩類。當(dāng)它們受到低于 15或高于 45的刺激作用時(shí)，還可引起疼痛感覺(jué)。此外，在下丘腦、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和脊髓等部位還存在著一些對(duì)溫度變化敏感的神經(jīng)元，稱“ 中樞性溫度感受器”（二）調(diào)節(jié)中樞 (regulatory center) 調(diào)節(jié)體溫的中樞結(jié)構(gòu)存在于從脊髓到大腦皮層的整個(gè)中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)，體溫調(diào)節(jié)的基本中樞在下丘腦，其前部是散熱中樞，后部是產(chǎn)熱中樞，兩者有交互抑制作用。（三）效應(yīng)器 (effectors) 1血管運(yùn)動(dòng) 經(jīng)輻射、對(duì)流、傳導(dǎo)等途徑所散失的熱量，取決于皮膚與環(huán)境之間的溫差。而皮膚溫度則可以由血流量來(lái)調(diào)節(jié)，隨著皮膚血流量的變化，自

17、身體深部傳遞至體表的熱量也發(fā)生相應(yīng)變化。以手指為例， 皮膚血流量的變化范圍是每100g 組織每分鐘1100 m1?？梢?jiàn)外周血管的舒、縮變化對(duì)機(jī)體外殼組織的隔熱性能有很大的影響。在較舒適溫度條件下（著輕便服裝的人在 21左右的溫度環(huán)學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載境），身體主要依靠外周血管舒、縮反應(yīng)以保持體溫恒定。冷暴露時(shí)，血液循環(huán)以兩種方式影響熱量從體表向環(huán)境傳遞：第一，通過(guò)控制身體的有效絕熱性。導(dǎo)熱率明顯降低。當(dāng)外周血管收縮時(shí)體外殼第二，通過(guò)身體深部伴行動(dòng)、靜脈之間的熱交換。這種大血管 之間的逆流熱交換 (counter-current heat exchange)在冷暴露時(shí)有較好 的儲(chǔ)熱作用， 因?yàn)榱?/p>

18、向身體表層的動(dòng)脈血把熱量傳給伴行靜脈的回 流血液而預(yù)冷，回流的靜脈血?jiǎng)t提高了溫度。逆流熱交換的有效性 取決于深部和表層血管的相對(duì)分布和開(kāi)放程度。熱暴露時(shí)，外周血管的緊張性解除，最初出現(xiàn)的反應(yīng)是肢體血 管舒張，使皮膚血流量增加，皮膚溫度升高，可使受熱減少或散熱 增加。同時(shí)，深層靜脈的血流量顯著減少，故逆流熱交換的實(shí)際效 果很小，減小儲(chǔ)熱作用，有助于散熱。皮膚血流量的增加同時(shí)也給 汗腺分泌提供了必要的水分。2汗腺活動(dòng)（蒸發(fā)性調(diào)節(jié)）氣溫在30以下且人體處于安靜狀態(tài)時(shí)，汗腺(sweat glands)沒(méi)有分泌活動(dòng)，人體無(wú)明顯發(fā)汗情況，但體內(nèi)仍有水分通過(guò)皮膚角 質(zhì)層透出，稱“ 不顯性發(fā)汗”，這是一種被動(dòng)

19、的彌散現(xiàn)象，不受人 體生理性體溫調(diào)節(jié)機(jī)制的控制，而隨人體的活動(dòng)情況及外界環(huán)境條 件而變動(dòng)，通過(guò)此途徑，人體每小時(shí)約散失熱量 12 到 16 千卡，一 晝夜約喪失水分 7001000 ml 。當(dāng)平均皮膚溫度達(dá)到 34.5（發(fā)汗 的溫度閾值）時(shí)，多數(shù)人開(kāi)始發(fā)汗，稱“ 顯性發(fā)汗”。除皮膚外，還可通過(guò)呼吸系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)散熱。肺部蒸發(fā)量受吸入氣的含濕量及 肺通氣量的影響。在常溫下處于安靜狀態(tài)時(shí)，從呼吸道蒸發(fā)散失的 熱量約占人體總熱量的 8。飛行中吸入干燥的純氧，會(huì)使呼吸道 及肺泡表面喪失更多的水分。氣溫在30以下且人體處于安靜狀態(tài)時(shí)，汗腺(sweat glands)沒(méi)有分泌活動(dòng)，人體無(wú)明顯發(fā)汗情況，但體內(nèi)仍有水分通過(guò)皮膚角 質(zhì)層透出，稱“ 不顯性發(fā)汗”，這是一種被動(dòng)的彌散現(xiàn)象，不受人學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載體生理性體溫調(diào)節(jié)機(jī)制的控制，而隨人體的活動(dòng)情況及外界環(huán)境條件而變動(dòng)，通過(guò)此途徑，人體每小時(shí)約散失熱量 12 到 16 千卡，一晝夜約喪失水分 7001000 ml 。當(dāng)平均皮膚溫度達(dá)到 34.5（發(fā)汗的溫度閾值）時(shí)，多數(shù)人開(kāi)始發(fā)汗，稱“ 顯性發(fā)汗”。除皮膚外，還可通過(guò)呼吸系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)散熱。肺部蒸發(fā)量受吸入氣的含濕量及肺通氣量的影響。在常