こんばんわ 冬も近づき寒さが厳しくなってきましたね

私も外に長時間いると体が芯から冷えて辛くなってきます。

ところで体はどこで体温を作っているんでしょうかね

体の中心部で熱を作っているのは解かるのですが

もっと深く追求したく今回は体温の事について調べてみました。

体温はどこで作れているのだろうか?

体温調整
生きている人間は体温があり死人は冷たくなっています

心臓が動きている限り人は体温ももち暖かさを感じています

では体温を作るように指示をだしているのはどこでしょうか?

体温を作るもとの場所は脳の下の方にある脳橋上部であると解っています

脳橋上部では体温が作られる発熱現象を制御して37度に保つように体温を作っています。

37度という温度は人間の生命を維持するために必要な温度であり一番免疫力を強く発揮するのでこの温度設定にされているのです

また体温を調整維持するの脳の上のほうにある視床下部で、ここにある温度感受細胞が脳や皮膚の温度に敏感に反応して体温を37度に維持します。

体温を維持調整する箇所でもある視床下部を損傷が起きると体温の調整が難しくなります

人間でも視床下部を損傷してしまうと体温の調節ができなくなりドンドンと体温が上昇してしまいます

体温が作られている場所は脳橋で維持してコントロールされる場所は視床下部でそれぞれ異なります

体温を作る場所→脳橋  体温を維持する場所→視床下部

体の内部と外部の温度差

コア温度2
人間のように外の気温の変化でも体の内部は一定を保っている動物を恒温動物といいます。外気温が暑い砂漠の50度から南極の冷寒-50でも体の中心部は37度に保たれています。

これは外の気温が変化しても体の重要な臓器の温度は一定に保たれているからです。

身体の中でも生命に必要な臓器は体温は一定に保たれているのです

特に身体の中でも最重要箇所でもある脳は温度が低下しないように自律神経により制御されています。

冷えのぼせを発症した事がある人なら解ると思いますがたとえ手足が冷たくなっても頭だけは必ず温度の低下を防いでいます。

冷えのぼせの場合は手足と脳の温度差が極端すぎるだけともいえます

脳や内蔵の身体の中心部の温度をコア温度(深部体温)といいます。人間のコア温度は平均37度で常に一定に保たれています。

人間の重要な臓器は平均が37度で保たれている 37度を上回っても下回っても不具合が起きてしまう

お腹の中の直腸で37.5度です 小児の体温は成人よりも0.5度高い38度です

それらの体の中心部分と外側の温度をシェル温度(外郭温)といいます。

シェル温度とは外気温が直接に体の中心部の温度に影響を及ばさないように皮下脂肪を始めとした緩衝地帯です

シェル温度とは人体の温度分布は図のように体表面から2~2.5cmまでの深さの部分をさす

手足など身体の末端部分も外気の温度が身体の中心部まで到達しないようにします

この体の外側2.5cmの部分が皮膚の血液や発汗などにより外側の気温との差を埋めることにより体の中心部の温度(コア温度)を一定にすることができます

体温の調整バランス

常に体温を作り続けないと外気温との差によって熱を奪われてしまいます

生体が熱を作り出す事を熱産生といい熱を体外に放出することを熱放散といいます

体は常に熱を作り続けしかし同時に外の気温に熱を奪われています

このバランスを式に現すと

(外気温10度)+(体の外側の熱27度)=(体の中心部の熱37度)

このように外気温との調和を体の外側で調整しているのです

体の外側の部分(シェル温度)が防壁となっているので

冬の寒い時期は体の四肢を始めとした外側の部分が冷えて冷たくなってしまうのです。

逆に夏の場合も同様に外側の部分が発汗することにより体の中心部から熱を外側に放出しています。

そのため体の外側である皮膚の部分が体温調整する物理的な防壁になっています。

体内のどこで最も熱が作られるかというと、骨格筋と肝臓である。体の構成成分は熱を伝導しにくいので血液の循環によって体中の温度が平均化されるようになっています。

肝臓と筋肉で作られた体温を血流に載せて循環させ身体の中心部の体温を平均37度に維持しているのです。

体温調整する場所

体温
寒いな~と感じる部分は皮膚表面と視床下部です 外気からの体温を感じることにより

視床下部の温度受容器が体温を平均値まで制御するように調整します。

体温が体温調整中枢に入力されると視床下部は0.5度の体温変化にも敏感に反応して血管を収縮したりして

体温の維持に努めます

視床下部より下の脳や脊髄にもある程度の体温調整中枢が分布しています

しかし体温の調整は常に一定ではなく昼間の活動時には交感神経が優位に働くので体温が高めに推移して

夕方が一番体温が高い状態になる また夕方以降は体を休めるために副交感神経が優位になり体温が下がり

睡眠をへて朝方が一番体温が低くなる。体温の1日の変動範囲は0.7~2.1度である

また女性はでは月経周期と共に変動する具体的には体温は排卵後に急に0.6度上昇する

月経が始まるまでは体温の上昇した高温期が続きます。

行動性体温調節と自律神経性体温調整

カエル
寒い時に身体を動かしたり身体を丸めたりしたりしませんか?「寒いな~」と感じると意識的に身体を動かして

何とかしようとするのを行動性体温調整といいます

また同様に寒い時に急に鳥肌がたったりガタガタと震えるのは無意識に反応するのは自律神経体温調整といいます。

爬虫類などの変温動物でも寒いなと感じると日光浴をしたりして暖をとろうとします

しかし寒いからといってカエルが毛穴を閉めて鳥肌を立たせることはありません

無意識のうちに寒さに対して体温の調整をする自律神経体温調整ができるか否かが変温動物と恒温動物の違いです

変温動物と恒温動物の一番の違いは身体の中心部が一定の温度であるか否かという点でもあります

恒温動物は自分の体内で熱を作り出せるので厳寒の厳しい環境でも一定の行動ができますが

変温動物は代謝が低く外部の熱を身体の取り入れなければ動けません

身体が作る熱と奪われる熱

身体の中で熱を作られるのを熱産生といい 身体の外へ熱が失われるのが熱放散という

身体の中で作る熱-身体の外に逃げる熱のバランスが同じなら体温は一定に保たれます。

自律性体温調節には熱産生と熱放散があり熱産生には非震え熱産生と震え熱産生がある

カロリーとして作られる体温(熱産生とは)
食事
人間が食事によって摂取したカロリーのうち80%は体内の熱として活用される

女性が一日のうちに摂取するカロリーが2000kcalなのでその内の1600kcalは

身体から作られる熱に変換されています 

仮に視床下部で体温を調整する機能がなければ1gの水を1度上げる熱量なので

体重50キロの女性の場合1kcalが1kgの温度を上昇させるので

1600÷50=32  32度も体温を上昇させることになります

体温が36度の女性なら 36+32=68度にもなってしまいます

身体から作り出す熱量(非震え熱産生とは)

カロリー
身体の内部で作られる熱産生です 骨格筋の収縮に頼らない熱産生のことです

交感神経の働きにより安静にしていても消費する基礎代謝のことです

熱量がは人間を動かすガソリンのようなものですべての臓器はこの熱量がないと生きてはいけません

臓器別に見ると 骨格・皮膚が33% 内蔵・消化器が33% 脳・脊髄が20% 心臓・呼吸器系が14%を占めます

身体を全く動かさなくても生命を維持するためだけに一日に摂取するカロリーの80%が消費されています

よく痩せの大食いといってよく食べるのに全然太らない人がいますがそのような人は基礎代謝が普通の人よりも強いのです

動くことにより生まれる体温(震え熱産生とは)

運動
身体に摂取した食事以外でも骨格筋の運動により熱量を産生することができます。

急激な気温の低下などにより非震え熱産生ではまだ足りないときに出現します。

寒い時に身体が震えたり身体を動かすと身体に熱量が生まれます

身体をブルブルと震えることにより皮膚表面の熱産生は通常の5倍も増えます。

しかし震えによる熱量の確保は身体に蓄えたエネルギーでもある糖やグリコーゲンを使用して動かしているので

震えによる熱量確保は数時間しかもちません

通常の使用の熱量確保が間に合わず。カンフル剤として運動機能に使用するエネルギーを使って

熱量を確保している状態ともいえるでしょう



体温を失われる現象(熱放散とは)

熱放散には乾性熱放散と湿性熱放散がある

身体の表面から熱放散が起こり全熱量の95%が放射(45%)・伝導(35%)・蒸発(20%)によって失われる

皮膚の温度と環境の温度によって熱放散される差は変わります

残りの5%は肺からも熱放散される

乾性熱放散

温度変化
人の身体は外部から常に影響を受けていて熱を外に奪われている

冷たい外気に裸で身を晒していると直ぐに冷える感じがするがそれは身体と外気の温度差により

体温が低下するからです。

温度は温かい所から冷たい所へ移動して両方の温度が等しくなるまで温度の移動は終わりません

裸でいるのと衣類を着用した時での温度の低下が違うのは外気に直接肌が触れるのと

衣類という緩衝材があることにより熱の移動に抵抗ができて温かい状態を保てる

また皮下脂肪なども身体の中心部に対して熱移動の抵抗になるので太った男性が寒さに強いのはこのためである

身体から熱を逃している(放射とは)

人は周囲に対して熱を放出しています。体温の37度より周囲が低い気温の場合は放射による熱量の拡散が起こります

熱量は皮膚→衣服→外気という具合に常に低い方へ移動していきます。

着用している衣服の材質・種類によって熱の伝導率が変わり熱が外に伝わりにくく抵抗がある物と

外気に伝導しやすい通気性の良いものがあります

冬の寒い時期にダウンジャケットなどを着用することによりダウンジャケット内部にある

鳥羽が適度な空気を含み熱が外に逃げない抵抗力を生みます

また夏に通気性のよい麻生地の衣類は麻の繊維による通気性のよさで外気が適度に皮膚に伝わり

快適に過ごす事ができます

体温を物質に奪われる(伝導とは)

水温
人の身体は生命を維持するために常に体温を生み出していますが皮膚の表面が何かしらの物質と接触することにより

温度の移動がおこりますこれを伝導といいます

熱を伝導しやすい物質は空気よりも水 水よりも金属です

水は空気よりも密度が高く25倍も早く身体から熱を奪います

地上では外気温25度の場合は快適に過ごせますがプールの水が25度の場合は冷たく感じます

これも空気と水の伝導率の違いからともいえます

外で雨が降った時に濡れたままの衣類でいると急激に体温が奪われ風邪を引く原因にもなります

湿性熱拡散(蒸発とは)

汗2
乾性熱拡散で熱の拡散ができない場合は皮膚の毛穴から発汗される汗の気化熱により皮膚の体温を下げます

汗は身体からの熱を逃がすための反応であり

外気温が身体よりも高くそのままにしておくとドンドンと身体の熱が上昇する時に起こります

ひらたく言えば夏に気温が高くなると皮膚の毛穴が開き汗を掻くことにより身体の表面の温度を下げる状態です

気化熱といい水分が蒸発する時に周囲の温度を下げることを利用した冷却方法です

蒸発は夏の暑いときだけではなく冬の寒い時期にも身体から水分が蒸発して皮膚表面の温度を微妙に調整していることもあります

これを目に見える汗とは別に発汗以外に体から蒸発している不感蒸泄といいます

一日に肺から400ミリリットル皮膚から600ミリリットル出ているこれにより皮膚は湿気を帯びています

呼吸によっても熱は奪われます。吸入した空気は体内で体温と同じ温度まで温められ、水蒸気をたくさん含み

体の外へ呼出される。冷えた空気は肺に達する過程で加湿されるが、このときに大量の熱が失われる。

寒い時にマスクをすることにより身体の体温を外に逃がすのを防げるのはこのためです

風による熱量の減少(対流とは)

対流
熱せられた空気や水は上昇します。部屋でエアコンを使うと扇風機などで空気を循環させないと温かい空気は

部屋の上空に留まってしまいます。

これは人体でも同様で皮膚によって外気温が暖められた場合空気は上昇して気温は均一化されます。

その後、冷たい空気は下の方から上昇して身体を再度冷やしてしまいます。

この冷たい空気と皮膚から熱を奪うサイクルが対流による体温の低下を招きます

外の風が強い時に寒く感じるのは風により皮膚から熱を強制的に奪うサイクルが続くためです

外気温による血流の変化

血管
寒冷に晒されると人の身体は交換神経が活発になり身体の末端の毛細血管を収縮して身体の中心部に血流を集めようとします

冷気に晒されて目が覚める状態とは交感神経が優位に働いているからとも言えます

外気温から身体の中心部を守るために血流を収縮・拡張して

身体の中心部(コア温度)と外郭部(シェル温度)を調整しているのですが

どのくらいの血流の変化があるのだろうか?

通常は身体の末端に1分間に平均して300~500mlの血流が流れるが厳寒時には交感神経の働きにより

1分間に30mlまで血流が低下する。またリ睡眠前の副交感神経が優位な時は1分間に3000mlまで血流が増加する

寒い時と暑いときでは100倍近い血液量の違いが伺える

身体の中心部に血液を集めるために四肢(手足)の血管も収縮しやすい

厳寒時に一番最初に冷たくなる身体の部位は手足なのも頷けますね

しかし身体の末端の血管を収縮して血液を身体の中心部に集めてはみても限界はあり

血管の収縮・拡張でバランスが取れるのは裸の人の場合29~31度までの範囲である

この場合は身体の熱産生を増やさないといけなくなる

まとめ

身体の体温は中心部(コア温度)と外郭部(シェル温度)の二重構造になっている

外気温から中心部の温度と守るために外郭部である皮膚・手足が防壁となり外気温からの気温が中心部に

直接に行かないように体温を調整している

そのため中心部の体温が平均37度で推移しているのに対して手足を含む外郭部は20度~37度くらいまで自ら体温を変化している

また体温の調整方法は視床下部からの命令により血管の収縮・拡張により体温を調整している

冷えのぼせの場合もこの視床下部からの司令の不具合から発生しているとも考えられる