人的正常體溫為什麼是37℃

2021-02-12 廣州美維圖書室好文推薦

每當我們感冒發燒的時候,都要用溫度計測量體溫。通常來說,我們的體溫都在37℃左右。如果體溫超過37.3℃,就可以基本認定為發燒,不過只是低燒,並不嚴重。嚴格來說,37℃只是人體溫度的一個近似平均值,這個概念由德國醫學家卡爾·文德力西於1868年提出後沿襲至今。而根據現代醫學家測量的數據,人的正常體溫可在35℃至37.7℃之間波動,平均約為36.8℃。至於人的正常體溫為什麼是37℃,其實包含了兩個問題:人為什麼要保持恆定的體溫?這個恆定溫度值為什麼選在37℃左右?

與絕大多數哺乳動物和鳥類相似,人是恆溫的內溫動物,這類動物在所有動物中維持體溫的能力最強,維持體溫的系統也進化得最為複雜。其中,內溫是指動物通過新陳代謝來維持體溫的能力,這一能力先於恆溫動物出現。例如,蟒在孵卵時通過間歇性的強有力的軸肌收縮產熱,能讓體溫高出周圍環境溫度7℃之多,以維持孵化需要的溫度,但它並不是恆溫動物。

動物要維持恆定體溫,一是利用毛皮、羽毛乃至大量貯存的皮下脂肪來降低熱傳導率;二是保持代謝產熱與向環境中散熱的平衡。至於為何要進化出恆溫能力,科學界有兩種主流解釋;一種是認為腦在恆溫下運作得更好;另一種則認為這是某些動物從依賴水生環境轉向徹底的陸生環境的演變結果。而維持較高的體溫,在生存競爭中也意味著許多優勢。比如它可以提高動物的運動能力,使其更易捕捉獵物,保衛領地。它還有利於增強動物體內糖酵解的能力,並促進酶的活性。

但這個恆定溫度為何恰好是37℃呢?美國生物學家卡薩德瓦利提出了一個很奇怪卻被學界較為認可的答案:保持恆溫很可能是為了抵禦致命的真菌病。

在近十億年的時間裡,真菌一直是地球生命故事的主角之一。它們幾乎侵蝕了所有物種:植物葉子上有真菌,根部有真菌;兩棲類和爬行類動物攜帶著數以千計可感染疾病的真菌病原體;甲蟲、螞蟻和白蟻等昆蟲都培植真菌……

然而在近30年的研究中,卡薩德瓦利發現,入侵人類的真菌數量少得驚人。其中最常見的包括幾種毛癬菌,可以引發腳氣癬;還有肺囊蟲,可能使人的免疫系統受損而引發肺炎。甚至在大多數情況下,肺囊蟲都只能溫馴地生活在我們的肺裡。無獨有偶,人類並非唯一不受真菌困擾的物種,絕大多數哺乳類和鳥類動物都很少受到真菌的騷擾。

考慮到這些動物的共同特徵,卡薩德瓦利的研究團隊測量了4082種真菌存活的溫度,並把結果與哺乳動物和鳥類的體溫進行了比較,結果驗證了他的猜想:-4℃~30℃是大多數真菌頻繁活動的溫度。一旦超出這個範圍,它們就難以生存,只有不到三分之一的真菌能夠在37℃以上的環境中存活,僅有5%的真菌能夠在41℃下存活。接下來,卡薩德瓦利仿照哺乳動物的身體尺寸及其維持溫度需要的能量損耗模擬了最適宜它們身體的溫度,然後將此與溫度變化對防禦真菌影響的模型相結合。結果發現,耗能成本最少、防禦能力最佳的「黃金溫度」是36.7℃——與人類和多數哺乳動物的體溫驚人一致。

而那些體溫比「黃金體溫」略低的少數哺乳動物,似乎都更易感染真菌。鴨嘴獸就是一例,它們體溫略低,僅有32℃。同樣在北美,凍僵的冬眠的蝙蝠也容易被真菌入侵,引發白鼻子症候群,並易發病死亡。

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