乙醇对体温调节功能的影响及其机制的研究＊

杨永录，胥建辉

成都医学院 体温与炎症四川省高校重点实验室（成都 610500）

乙醇是酒及酒精性饮料的主要成分，在全世界范围内有很大的消费人群。适量饮酒能促进血液循环，具有养生保健的功效。若过量饮酒，短期易引起头晕、恶心和呕吐等不适症状；长期易引起多系统多器官功能损害，尤其能增加消化系统癌症的风险［1－2］。女性孕期饮酒可导致胎儿酒精综合征，胎儿酒精综合征是由于乙醇进入子宫内引起的胎儿发育缺陷，表现为面部畸形、生长受限、智力障碍和神经发育异常［3］。动物实验和临床研究证明，乙醇的毒性作用能够影响体温调节功能，引起低温反应［4－10］。但我国对乙醇引起低温反应的研究较少，有关乙醇引起低温反应的机制的研究报道不多。本文就乙醇对体温调节功能的影响及其机制进行简要综述。

1 乙醇对正常体温恒定的影响

在热中性环境温度中，乙醇可引起啮齿类动物出现明显的低温反应［4－10］。用无线遥测技术连续测量大鼠的体温，腹腔注射乙醇后引起的快速低温反应大约持续6h，之后体温恢复到给药前水平［7］。临床研究也证明，在可控制的条件下给予乙醇后，也能引起人体明显的低温反应［4，10］。在寒冷环境中，适量饮酒后会使人感觉到舒服和暖和一些。但乙醇是一种亲神经物质，可迅速通过血脑屏障和神经细胞膜，引起中枢神经系统功能障碍，这样不仅明显影响人对冷环境的感知能力和判断能力，而且也会影响体温调节中枢的功能［6，8，11］。由此可见，乙醇的毒性作用可使人和啮齿类动物出现明显的低温反应［5－11］。乙醇引起的低温反应能降低机体的耗能量，有利于改善和促进机体对某些病理生理性伤害的恢复，提高生存率［12］。所以，目前认为乙醇引起的低温反应是机体的一种保护性适应反应［12］。由于乙醇的这一作用，一些学者将乙醇作为一种理想试剂，用以研究化学毒剂对体温调节功能的影响和其他毒性作用，以及探讨乙醇对人体功能的影响［8，11］。

2 乙醇引起低温反应的影响因素

实验证明，乙醇摄入量、摄入速率、环境温度、年龄、体型大小、机体营养状况、乙醇饮料的碳水化合物含量和机体对乙醇的耐受性均能影响乙醇的毒性作用。

2.1 乙醇摄入量与血液中乙醇浓度

乙醇引起的低温反应与摄入量和血液中的乙醇浓度有关。通常机体的温度能明显影响化学毒剂的毒性和反应时间［13］。化学毒剂的剂量接近半数致死量（LD50）可引起低温反应，低温又可减弱化学毒剂的毒性。另外，机体处于低温状态时对代谢产物和排泄毒剂的功能也降低［13］。受试者服用较低剂量乙醇（0.34g/kg体质量），血液中的乙醇含量大约 为 23mg/100mL，暴 露 在 14.5 ℃ 室 温 中30min后，直肠无明显变化；而受试者服用中等剂量乙醇（0.52g/kg体质量），让身体浸浴在15℃冷水中30min后，直肠温度可降低至35℃，未服用乙醇者直肠温度则无明显变化；服用较高剂量乙醇（0.79g/kg体质量）的受试者浸浴在13℃水中24min后，体温降低更明显［14］。将啮齿类动物置于中性环境温度中，随着乙醇剂量的增加，动物低温反应越明显。给小鼠不同剂量乙醇的研究证明，血液中乙醇浓度越高，体温降低越明显［14］。

2.2 环境温度

在22℃热中性温度中，乙醇能引起人和动物出现低温反应，而在10℃冷环境中乙醇引起大鼠的低温反应明显大于热中性环境，说明环境温度低于22℃热中性温度时能促进乙醇的降温作用，这是由于环境温度降低使体温与环境温度之间的温差增大，促进了热量的散失，导致体温下降更明显［8，11，13］。当环境温度高于中性温度时，乙醇的降温效应减弱或引起体温升高现象［8，11，13］，如在32 ℃环境中，乙醇引起大鼠出现明显的升温效应，说明乙醇对大鼠体温的影响与环境温度变化有关。在热环境中，乙醇引起大鼠升温反应，可能与大鼠在32℃环境中皮肤与环境之间的温差减小，使皮肤散热减少有关。有人将环境温度变化对乙醇引起大鼠的这种体温调节反应称为变温反应（poikilothermic response）［8，11］，意思是乙醇引起大鼠急性中毒后，当环境温度升高或降低时，其体温也随着环境温度的变化而出现升高或降低的反应，这种现象与大多数哺乳动物的实验结果相似［8，11］。

虽然人饮酒后暴露于冷环境或热环境中可引起明显的低温或体温过高反应，但普遍认为饮酒主要是引起低温反应，特别是酒后暴露在冷环境中，能加速体温过低反应，对身体带来一定的风险，严重时可以引起死亡［8，14］。所以，研究乙醇对正常体温调节功能的影响及其机制对于乙醇中毒的防护有重要意义。

2.3 年龄

年龄也是影响乙醇引起体温变化的因素之一。在22℃和10℃环境温度中，乙醇引起老年大鼠的低温反应均明显大于年轻大鼠［15］。在猴实验中也证明，乙醇引起老年猴的低温反应明显大于年轻猴［14］。相同剂量的乙醇对老年动物的降温作用明显大于年轻动物，一方面与老年动物体内参与非战栗产热的棕色脂肪（（brown adipose tissue，BAT）含量减少和乙醇能降低BAT产热作用有关［7，13］；另一方面，由于老年动物对温度变化的敏感性降低，不能及时将环境温度变化的信号传入到体温调节中枢，因而在寒冷环境温度中不能快速做出冷防御性体温调节反应［16］。在32℃环境中，乙醇则可引起老年大鼠体温升高反应，这可能与老年大鼠在热环境中散热功能降低有关，因为在热环境中，老龄动物皮肤血管反射性舒张功能减弱，从而导致散热减少［16］。

2.4 身体成分

身体成分（body composition）是身体素质的重要组成部分。通常检测的主要指标包括脂肪、体质量、身体脂肪比率、身体质量指数（体质指数）以及腰臀脂肪分布，其中体质指数不仅能反映人体外表肥胖情况，而且能较客观地反映身体成分的肥胖程度。在冷环境中，身体成分是影响乙醇降温作用的重要因素。由于体内脂肪导热性能差，所以身体成分会直接影响体壳的保热能力。当受试者暴露于冷环境中，乙醇引起体形较瘦者的低温反应明显大于体形较胖者［14］。所以，作者认为乙醇引起的低温反应主要是其抑制了机体的战栗产热和非战栗产热作用，并非是血管舒张的作用。如果乙醇引起的低温反应主要是血管舒张所致，这样受试者不论体形胖瘦，通过热传导或热对流散失的热量应该是相似的［14］。

3 乙醇引起低温的机制

3.1 行为性体温调节的变化

在正常情况下人和哺乳动物体温恒定，依赖自主性体温调节和行为性体温调节。但在极端环境温度条件下，行为性体温调节的功能大大超过了自主性体温调节的功能［17－18］。如果在给乙醇前后，监控动物的行为性体温调节反应，就能进一步解释其降温作用的机制。本实验室将大鼠置于环境温度设定在15～40℃的无线遥测温度梯度实验箱中，并允许动物自由选择环境温度。实验观察到，给大鼠腹腔注射乙醇后，动物出现降温反应与其选择温度梯度实验箱较低温度区几乎是同步的；而在体温恢复过程中，动物选择恢复到热中性温度区的速度较体温恢复的速度快（图1）。由此可见，乙醇与许多其他化学毒性物质一样，能够启动行为性体温调节活动，引起调节性低温反应，这种降温作用可能是由于乙醇引起大鼠体温调定点降低，从而导致动物喜欢选择低于热中性温度区的凉爽环境或者冷环境，以利于促进机体散热，这可能是乙醇引起低温反应的原因之一。

3.2 糖代谢的变化

乙醇引起的低温反应也与乙醇对血浆中葡萄糖浓度的影响有关［12］。乙醇对糖代谢的影响已引起人们的关注，并发现急性乙醇中毒会引起严重的低血糖。乙醇的热值为29.7kJ/g，它可明显影响糖、脂肪和蛋白质等物质在体内的代谢。乙醇引起的血糖降低是由于其抑制了肝脏的糖异生作用和提高了外周组织对葡萄糖的利用［19］。低血糖引起低温反应主要是由于出汗增加、外周血管扩张和降低战栗反应所致［12］。人在冷环境中饮酒或饮酒后进行长时间剧烈运动，不仅低血糖发病率高，而且也会出现体温降低反应［12］。在相同的运动量下，如果饮酒后再摄入葡萄糖，可以预防低血糖发生，暴露冷环境中也未出现明显的低温反应。实验也证明，饮酒后再摄入葡萄糖可以预防低血糖以及体温调节功能障碍［12］。

图1 乙醇引起大鼠低温反应与动物选择环境温度变化的关系

3.3 机体代谢的变化

暴露在冷环境和摄入乙醇引起的低温反应，主要是由于机体产热减少，而并非血管舒张散热增加所致。Gordon［12］将服用乙醇（1.0g/kg体质量）的猴置于18.5℃环境中，随着动物耗氧量的降低，体温出现明显的下降反应；同时猴尾部的温度也出现降低现象，表明猴尾部血管处于收缩状态。本实验室用无线遥测技术连续观察大鼠体温和尾部皮温也证明，腹腔注射乙醇引起大鼠体温降低时，尾部皮温也出现明显降低反应（图2）［7］。通常机体通过调节皮肤血流量控制体内热量的散热，大鼠尾部皮肤温度降低反应表明，乙醇能引起大鼠尾部血管收缩，导致尾部的血流量减少，从而降低了血液运输到皮肤的热量。表明乙醇引起的低温反应主要是通过抑制产热，而不是通过血管舒张引起散热增加所致。以往报道乙醇引起降温反应过程中伴有皮温升高现象，可能与使用人工测温技术测量尾部皮温引起大鼠出现应激反应，从而影响了实验结果的准确性有关。所以，暴露在冷环境中，饮酒后引起的快速降温作用，主要与机体战栗产热延迟和持续时间短有关，这种结果与体表肌电图的变化一致。

图2 乙醇引起大鼠体核温度和尾部皮肤温度变化的时间曲线

3.4 BAT产热的变化

BAT是人和动物在冷环境中，非战栗产热的主要来源，参与维持体温相对恒定和机体能量的平衡［11，20］。虽然BAT约只占体质量的1%，但其代谢产热量却比其他组织产热量约高两个数量级［21］。另外，BAT昼夜节律性产热在维持体温昼夜节律变化中有重要作用，因为体温昼夜节律的变化与机体节律性产热和散热有关［22］。本实验室用无线遥测技术同步测量体核温度和BAT温度，观察腹腔注射乙醇引起的降温反应与BAT温度变化的关系。实验发现，乙醇引起大鼠体核温度降低时，也伴有BAT温度明显降低反应，BAT降温反应变化的时间曲线与体温变化的时间曲线相似。实验证明，乙醇引起的低温反应与其能抑制BAT产热作用有关［7］。

4 结语

乙醇引起的低温反应，有利于乙醇中毒后机体的恢复和提高生存率。关于乙醇引起的低温机制，目前认为是在自主性体温调节与行为性体温调节的共同作用下，使动物优选环境温度、降低机体代谢、抑制战栗和非战栗产热，从而导致体温维持在正常水平以下。这可能是由于乙醇引起体温调定点降低而引起的一种调节性低温反应。

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