Vì sao nhiệt độ cơ thể con người luôn là 37 độ C?

Thân nhiệt của con người lại luôn giữ ở mức cố định khoảng 37^oC mà không phải ở bất cứ một mức nhiệt độ nào khác? Vấn đề này còn chứa nhiều bí ẩn và gây nhiều tranh cãi trong giới khoa học.

Tuy nhiên, ngày nay khoa học đã phần nào làm sáng tỏ về vấn đề này: Về cơ bản, trong tổng số năng lượng của cơ thể loài người và các loài động vật có vú khác, có tới trên 70% số năng lượng được chuyển hóa thành nhiệt. Nhiệt này sau đó lại phát tán ra môi trường xung quanh, nếu không cơ thể tích quá nhiều nhiệt độ sẽ gây ra hiện tượng quá nóng, làm đình trệ các hoạt động bình thường của cơ thể. Cơ chế sản sinh ra nhiệt vô cùng phức tạp, được đặt dưới sự giám sát chặt chẽ của não bộ.

Trong trạng thái tĩnh, nhiệt mà não bộ cùng các cơ quan trong cơ thể như tim, gan, thận... sản sinh ra vượt quá 2/3 lượng nhiệt toàn cơ thể sản sinh ra, trong khi chất lượng của chúng lại chỉ chiếm chưa quá 10% toàn bộ cơ thể. Khi vận động, nhiệt mà các cơ bắp sản sinh ra có thể tăng cao gấp 10 lần. Vậy nên cho dù nhiệt được sản sinh ra ở trạng thái đỉnh điểm thì nhiệt độ cơ thể vẫn luôn được giữ ở mức ổn định, bởi vì khi cơ thể đồng thời sản sinh ra nhiệt lượng thì cũng là lúc não chỉ huy các cơ quan liên quan thực hiện việc bài tiết nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh.

Các bước của cơ chế truyền nhiệt rất phức tạp, nhưng có thể hiểu một cách tổng quát về nguyên lý như sau: chỗ có nhiệt lượng cao hơn sẽ truyền nhiệt xuống nơi thấp hơn, mọi bộ phận đều có chức năng bức xạ nhiệt và hấp thu nhiệt.

Căn cứ vào nguyên lý này, các nhà khoa học đã giải thích rằng với các dạng khí hậu, môi trường sống như hiện nay của trái đất thì nhiệt độ bình quân của cơ thể con người ở mức khoảng 37^oC là phù hợp với tỷ suất sản sinh và phát tán nhiệt của cơ thể sao cho thích ứng được với mọi loại thời tiết và thích ứng cho não cũng như các cơ quan đạt được hiệu suất hoạt động cao nhất.

Tuy nhiên, về cơ chế hoạt động cũng như sự phức tạp củacác phản ứng hóa học để con người có thể tương thích với một thân nhiệt không đổi bằng 37^oC cũng còn ẩn chứa nhiều bí mật chưa được khám phá. Những giải thích bước đầu này cũng chỉ là cơ sở để phát triển các nghiên cứu tiếp theo của khoa học.

Sự kỳ diệu của “máy điều hòa” trong cơ thể

Cũng như các loài động vật có vú khác, trong cơ thể con người có một hệ thống tự điều hoà nhiệt độ. Hệ thống này có khả năng nhạy cảm và thích ứng với sự biến đổi của môi trường tự nhiên.

Trong trường hợp thông thường, nhiệt độ cơ thể không thay đổi theo sự thay đổi của môi trường, bởi vì “máy điều hòa” trong cơ thể con người có thể thông qua trung khu điều tiết nhiệt độ cơ thể nằm ở não bộ có thể tự chủ và thi hành nhanh chóng hai chức năng là sản nhiệt và tỏa nhiệt, giúp cho cơ thể luôn giữ nhiệt độ không đổi.

Khi cơ thể người phải đối chọi với những ngày hè nắng như thiêu, sự thay đổi rất nhẹ về nhiệt độ huyết dịch sẽ gây thư giãn cho mạch máu dưới da, xúc tiến cho da tỏa nhiệt trực tiếp ra bên ngoài.

Ngược lại, vào những ngày mùa đông với những đợt gió mùa rét căm căm, kích thích lạnh sẽ tác động vào trung khu điều tiết nhiệt độ cơ thể, khiến cho mạch máu dưới da co lại, làm giảm nhiệt độ cơ thể, giảm thiểu sự tỏa nhiệt của da, đồng thời làm tăng độ căng cơ sườn, nâng cao độ trao đổi chất, xuất hiện “run cầm cập”, cơ thể tăng cường sản sinh nhiệt lượng.

Với cơ chế điều tiết như vậy, nhiệt độ cơ thể của con người luôn được giữ ở mức cố định khoảng 37^oC. Tuy nhiên khi “máy điều hòa” gặp trục trặc hay hỏng hóc, thân nhiệt có thể bị lên cao hoặc xuống thấp hơn mức 37^oC lập tức có những dấu hiệu bất thường như con người có cảm giác hoa mắt, chóng mặt, sốt... Trong trường hợp, nhiệt độ cơ thể tụt xuống dưới 31^oC hoặc lên cao quá 42^oC thì nguy cơ tử vong là rất cao.

Tuy nói rằng nhiệt độ cơ thể của một người bình thường là 37^oC nhưng đó chỉ là con số chung cho thân nhiệt, thực chất nhiệt độ của các bộ phận khác nhau trong cơ thể cũng không giống nhau. Nhiệt độ ở khoang miệng thấp hơn từ 0,3 - 0,5^oC so với thân nhiệt. Nhiệt độ trong khoang bụng cao hơn khoang ngực, mà nhiệt độ ở gan lại cao hơn các cơ quan khác trong bụng. Nhiệt độ tại gan có thể đạt tới 38 - 39^oC. Nhiệt độ da ở đầu ngón tay rất thấp, chỉ ở mức khoảng 30^oC, nhiệt độ da đầu ngón chân có lúc chỉ 25^oC...

Thân nhiệt với những thay đổi của sinh lý

Sự thực nhiệt độ cơ thể không phải là cố định tuyệt đối, mà theo các nhà khoa học, thân nhiệt thường có sự dao động thay đổi theo hiện tượng sinh lý của mỗi cá thể.

Trong một ngày một đêm, thân nhiệt cũng có sự dao động. Vào sáng sớm, nhiệt độ cơ thể ở mức thấp nhất, sau đó mới tăng dần, tới sẩm tối đạt trị số lớn nhất. Nhiệt độ cơ thể vào buổi tối lại giảm dần cho tới sáng hôm sau xuống tới trị số nhỏ nhất. Dao động chênh lệch giữa trị số lớn nhất và trị số nhỏ nhất khoảng 1^oC.

Các nhà khoa học còn chứng minh được có sự liên quan giữa thân nhiệt với giới tính, tuổi tác, trạng thái, tư tưởng, tình cảm. Theo đó, nhiệt độ cơ thể nữ thường hơi cao hơn nhiệt độ cơ thể nam cùng độ tuổi. Mà nhiệt độ cơ thể nữ còn biến đổi theo chu kỳ kinh nguyệt. Nhiệt độ cơ thể nữ trong kỳ kinh nguyệt thường thấp hơn lúc bình thường 0,2 – 0,5^oC. Còn trước kỳ kinh nguyệt và trước lúc có thai, nhiệt độ cơ thể phụ nữ lại cao hơn. Cũng theo các nhà khoa học thì sự thay đổi nhiệt độ cơ thể ở phụ nữ chủ yếu là do sự thay đổi về hormon nữ gây nên.

Đối với trẻ em, hệ thống thần kinh trung khu và các tuyến mồ hôi trên da chưa phát triển đầy đủ nên chức năng điều tiết thân nhiệt cũng kém hơn, nhất là đối với các bé đẻ non, nhiệt độ càng dao động lớn. Tuy vậy, khả năng trao đổi chất ở trẻ em khá mạnh nên nhiệt độ cơ thể thường cao hơn người trưởng thành. Ngược lại ở người già, khả năng trao đổi chất diễn ra thấp nên nhiệt độ thường thấp hơn so với người trưởng thành.

Sự biến đổi thân nhiệt và trạng thái hoạt động của cơ thể cũng có mối quan hệ rất rõ rệt. Khi cơ thể hoạt động và lao động với cường độ cao, thì nhiệt độ cơ thể sẽ tăng lên 1 - 2^oC, như vận động viên chạy marathon, hoạt động cơ bắp khá mạnh, trong quá trình chạy nhiệt độ cơ thể tăng lên khá nhiều. Khi bị xúc động hoặc có những căng thẳng về thần kinh, do độ căng mạch máu tăng lên, cũng làm nhiệt độ cơ thể cao hơn