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摘 要：高温环境下长时间暴露或长时间、大强度运动容易导致脑组织微观结构损伤、机体免疫机能下降。损伤机制与高温、自由基、磷脂酶A2、氨基酸及NO代谢有关。高温环境下脑损伤与机能免疫机能下降之间可能存在直接关系。
关键词： 热应激；脑损伤；机体免疫
中图分类号： G804.5 文章编号：1009-783X(2007)05-0061-03 文献标识码： A
Abstract：Long time exposure or long time exercise with large intensity in high temperature may lead the damage of the microstructure of the brain and the immunity fuction.The mechanism consists of the high temperature and the metabolism of free radical,PLA2,AA and NO.The inhibition of the immunity function may be directly related to the damage of the brain.
Key words：Heat press;the Damage of the Brain;Immunity System
脑是体温调节的中枢，其对环境温度及机体温度变化非常敏感，高温环境下长时间暴露或长时间、大强度运动容易导致脑组织微观结构损伤、机体免疫机能下降。本文在查阅国内外研究资料的基础上，对高温环境下脑组织损伤、损伤机制及脑组织损伤与机体免疫之间的关系进行综述如下。
1 脑的热应激生理
1.1 热应激对脑组织温度、供血、供氧情况的影响
热应激是机体对热环境(气温、气湿及气流的综合)全身性的、综合性的生理反应。机体在热环境中运动，对热和运动都会产生应激反应，被称为运动热应激。
颅腔的解剖特点是相对密闭，利于贮热，不利于散热。因此，颅内温度决定于脑循环血量和血流速度。运动热应激条件下，肌肉工作产生的热通过脑循环引起脑温的快速升高，升高速度和幅度比颅外器官(如中耳鼓室、鼓面、食道)更快更大[1]。在供血方面，资料显示[2]，气温达到32℃时，心跳明显加快，血液循环比平常增加5倍；气温达到35℃时，心脏收缩加剧，排血量比平常增加50%～70%。这无疑加重了心脏泵血的负担，也使得心肌的耗氧量成倍数上升。为了将代谢热由深部组织转移到体表，皮下组织血流增加；在运动热应激下,皮肤和肌肉都有优先占有血液的机制[3]，所以肌肉与皮肤获得充足血流量是以其他组织暂时减少血流量为代价的，因而高温环境下运动容易导致脑组织供血不足。有资料显示，耐力项目运动员在39.5℃环境中进行耐力性运动时脑血流供应比20℃下相同强度运动时低18%[4]。另外，高温环境容易导致脑水肿，脑颅内压升高，脑灌注压下降，从而使脑组织缺血[3]；高温还可致使脑微血管口径及微血管密度明显降低，这又使脑组织缺血进一步加重。
1.2 热应激对脑组织能量代谢的影响
华旭初[2]等对兔热暴露时脑能量代谢变化进行了研究，结果表明，当动物发生热射病时，脑组织能量物质严重不足，能量贮存重度匮乏。高温环境下，机体能量消耗随温度升高而增加。Consolazio等测定了人体在22.1℃，29.4℃和39.8℃3种高温环境下的能量消耗率，发现在29.4℃时能量消耗值开始增加，39.8℃时增加明显[5]。Hubbard[6]认为高热环境细胞膜与热的血液、淋巴和细胞外液直接接触，必须通过某种途径发挥功能以平衡细胞外变化对细胞内环境失调的影响，细胞外因素提高了细胞膜对钠离子的通透性，刺激了钠泵，额外的能量消耗加重了细胞负担，加速了组织能量消耗。能量消耗增加、血液供应不足，导致了脑组织能量物质供应不足。
除此之外，机体在运动热应激时，交感-肾上腺系统激活，甲状腺素释放增加。甲状腺素可提高Ca2+-ATPase的活性，增加细胞的代谢率，线粒体膜上的Ca2+-ATPase可分解ATP产能，转运Ca2+储存于线粒体内，所以线粒体内Ca2+的浓度升高。同时，高温环境下运动时，机体大量出汗，丢失水分及电解质，致使血液浓缩，微循环障碍，进而导致脑细胞缺氧、酸中毒，此时H+释放增加，H+,Ca2+竞争于同一结合位点，致使结合Ca2+释放增多。生理情况下，线粒体Ca2+可激活氧化脱氢酶，从而提供呼吸链NADH，以生成更多的ATP，为脑细胞供能。但在线粒体Ca2+超载时，可造成氧化磷酸化受损，ATP形成障碍[7]。多种因素共同作用，造成了运动热应激条件下脑组织能量匮乏。
2 脑损伤的形成机制
2.1 高温对脑组织损伤的影响
血脑屏障内皮细胞间紧密连接的完整是中枢神经系统正常进行各项活动的必要条件。运动热应激条件下，血脑屏障模型内皮细胞紧密连接完整性明显受到破坏。陈一招[8]等通过对高温条件下，体外血脑屏障模型的研究发现，42℃高温作用2小时后，体外血脑屏障模型内皮细胞紧密连接完整性明显受到破坏，内皮细胞紧密连接蛋白及血脑屏障内皮细胞的表达明显降低。赵亚丽[9]等通过研究也发现，41℃热环境下大鼠暴露至死后，与对照组相比，脑组织出现明显的水肿。余俐[10]等对高温高湿环境下热暴露至死后的犬脑组织进行观察，发现热暴露组犬脑组织细胞结构疏松、神经元明显减少，伴有脑组织内斑片状出血。高温环境下，中枢神经系统组织结构受到破坏，可能是由高热对神经细胞、胶质细胞及内皮细胞等产生的原发性热损伤直接造成的。
2.2 自由基、磷脂酶A2、氨基酸代谢对高温环境下脑组织损伤的影响
运动热应激可促进皮质醇与儿茶酚胺的释放，并可诱导O-2与OH-等自由基的产生，导致细胞膜内脂质过氧化物（LPO）的生成，LPO又可氧化细胞膜中的不饱和脂肪酸，破坏细胞膜的完整性，导致细胞膜的严重损伤[11]。
随着运动时间的延长，脑细胞缺血、缺氧及酸中毒进一步加重，此时H+-Ca2+交换增加，致使胞浆内Ca2+浓度升高，但由于ATP减少，Ca2+泵失活，线粒体及内质网滞留Ca2+的作用降低，最后导致细胞内Ca2+超载[12]。细胞内Ca2+超载可激活磷脂酶A2，磷脂酶A2(PLA2)是膜磷脂(MPL)重要的水解酶之一，它活性的增强将使膜磷脂降解增强。膜磷脂降解，游离脂肪酸特别是花生四烯酸增多，花生四烯酸进一步代谢为前列腺素、血栓烷、白三烯，并有氧自由基形成，启动膜脂质过氧化，氧自由基不仅导致神经元的非特异性损伤，还促进兴奋性氨基酸如谷氨酸释放，产生神经元毒性作用[13]。研究表明，热应激时肝、肺组织MPL在PLA2的作用下，可以生成大量的花生四烯酸(AA)，对肝、肺可以产生损害作用，热应激时丘脑、纹状体PLA2活性的改变引起代谢异常，也可能产生类似的作用[9]。李权超[14]等的研究结果也表明，随着温度升高时间的延长，机体超氧化物歧化酶（SOD）活性呈降低趋势，丙二醛（MDA）含量呈升高趋势；脂质过氧化反应在不同组织和红细胞中均可发现；当动物脱离应激环境后，SOD活性和MDA含量可逐渐得到恢复。
另一方面，随着高温对血脑屏障紧密连接等结构的破坏，可以导致脑内水平衡的紊乱及血浆中高于脑间质浓度50～100倍的谷氨酸等兴奋性氨基酸大量内流，进而使中枢神经系统产生水肿等多种继发性的损伤[10]。
2.3 NO代谢对高温环境下脑组织结构的影响
缺氧缺血可造成不同程度神经系统损害。研究显示:当脑血流灌注量降低至正常的50%～55%时，即可引起神经元兴奋性降低、离子通道功能障碍、细胞膜通透性增高及细胞死亡，而这些改变的轻重与脑组织结构及其血运供应相关[15]。
NO是内皮细胞衍生的重要舒张血管物质，是一种血管扩张剂。适量表达时，NO能抑制血小板和白细胞聚集和粘附，维持血流通畅，改善缺血组织微循环。高温下适量的NO还可以诱导血红素氧化酶-1、环氧酶-2 、HSP等保护性蛋白的基因表达，从而减轻细胞损伤[16]。而NO过量表达时，NO与O2结合产生硝基过氧化物、OH·、NO2自由基，促进ADP核糖化，与Fe-S蛋白酶类结合均可引起强大神经毒性，加之高温环境下机体处于低血容量状态因而容易使机体迅速发生循环衰竭[17]。研究表明，在应激和一些疾病条件下,NO的合成明显升高[18]。王影[17]等研究证实，应激前给予复合营养素干预可以降低湿热创伤大鼠血浆NO浓度从而对机体有一定的保护作用。也从侧面证实了NO对高温环境下脑损伤起到了一定的促进作用。
3 热应激与机体免疫
3.1 高温环境对机体免疫机能的影响
研究资料表明：一定范围内的温度升高(41℃～42℃)对T细胞介导的细胞免疫和B细胞介导的体液免疫有着普遍增强的影响。T细胞各亚群对温度变化的反应不尽一致：温度的上升使辅助性T淋巴细胞(Thelper cell，TH cell)的产生大大增加并促进其功能活化，这种TH细胞的反应对其它许多免疫反应有明显的促进作用，而温度的变化对抑制性T细胞(T suppressor cell，Ts cell)的免疫抑制功能和T细胞抑制因子(TSF)的功效基本没有影响[19]。对于效应T细胞(细胞毒性T淋巴细胞，cytotoxic lymphocyte,CTL)学者们[20]认为：其增殖和细胞毒活性在40℃以下是随着温度升高而逐渐增强的，在42℃时明显下降。
温度升高对NK细胞功能有明显的抑制作用[21]。徐荷[22]等研究结果显示，热应激5分钟时，NK活性有所升高，之后下降，直至60分钟已降低至一个很低的水平。推测5分钟时的升高，是机体对外界刺激的一种非特异性的、代偿性的应答，而随着特异性免疫反应的加强，NK细胞功能似乎不再需要，对NK活性的广泛抑制可能有助于阻止那些不利于特异性免疫反应的病理改变。此外，持续高热还可能对NK细胞本身造成损伤而抑制其活性。
红细胞免疫功能在机体受到热应激时，有一过性的增强，这可视为机体对局温应激反应的一种代偿现象，对于维持机体正常免疫状态、及时清除体内的可溶性兔疫复合物是有好处的。但随之红细胞免疫功能下降，推测与机体应激时，内啡肽上升过高对红细胞免疫粘附功能的抑制作用有关[23]。
对于高温环境下免疫机能改变的原因，资料表明[24]，植物神经系统参与免疫功能的调节，交感神经系统可能通过释放NE抑制免疫功能，副交感神经则有加强作用。热应激后机体免疫机能下降，可能是由于高温环境兴奋了机体交感神经系统所致[25]。另外，高温环境下内分泌代谢紊乱、内环境改变也是引发免疫机能下降的重要因素之一。
3.2 高温环境下机体免疫机能改变与脑损伤的关系
20世纪70年代末期Basedowsky提出了神经内分泌免疫调节(neuroendocrine-immune modulation,NIM)网络学说，证明在神经内分泌和免疫之间存在着一个由多种递质、激素和免疫活性物质构成的完整调节环路，三者相互影响共同维持机体内环境的恒定[26]。
下丘脑是机体应激反应的重要整合调节中枢。国内外学者对脑外伤后机体免疫机能变化进行了大量研究。很多研究描述脑损伤者的免疫状态，认为脑损伤后早期淋巴细胞循环减少，T细胞数量降低，同时T细胞的活性降低和增殖功能受到损害[27]。孙志扬等认为下丘脑损伤影响神经内分泌功能和免疫调控，重型伤后红细胞免疫功能受到抑制，推测可能与下丘脑损伤有重要关系[28]。
国内外关于高温环境下脑损伤与机体免疫之间关系的报道尚不多见，急性重型脑损伤所致的各种免疫异常取决于脑损伤的部位、严重程度和范围[27]，高温环境下脑损伤是微观结构上的，其与机体免疫机能改变可能存在直接关系。
4 结语
颅腔相对密闭，利于贮热不利于散热的解剖特点使机体在高温环境下长时间暴露或进行长时间、大强度运动时脑温迅速升高，并在自由基、氨基酸、NO等相互作用下造成脑组织微观结构损伤。一定范围内升高温度，机体免疫能力有所提高，可能是机体对局温应激反应的一种代偿现象，体温超过42℃时，免疫机能下降，可能与高温环境下内分泌代谢紊乱、内环境改变及造成的，脑组织损伤与机体免疫之间可能存在着直接关系，此有待于进一步的研究证实。
参考文献：
［1］Nielsen,Bodil,Nybo,Lars.Cerebral changes during exercise in the heat.Sport Med，2003，33(1),1-11.
［2］华旭初,张枫桐,邱仞之,等.免热暴露时脑能量代谢的变化［J］.工业卫生与职业病,1999,25(2):95.
［3］Johnson,J.M.Physical training and the control of skin blood flow.Med Sci Sports Eerc，1998,30(3):382-386.
［4］Peter Tikuisis,Tom M.Mclellan,and Clen Selkirk.Perceptual versus physiologioal heat strin during excrcise-heat stress.Med sci sports exerc，2002，34(9)：1454-1461.
［5］张国高.高温生理与卫生［M］.上海:上海科学技术出版社,1989：54-55.
［6］Hubbard R W.Heatstroke pathophysiology:the energy depletion model.Medicine and Science in Sport and Exercise,1990,22(1):19.
［7］秦世贞,向求鲁,俞启福,等.高温噪声及复合因素对大鼠脑线粒体Ca2+、Mg2+含量的影响［J］.航天医学与医学工程,1995,8(2):106-108.
［8］陈一招,徐如祥,杨志林,等.高温对血脑屏障内皮细胞紧密连接的作用及其机制［J］.中华创伤杂志,2003,19(9):540.
［9］赵亚丽,邢成,吕志忠,等.热应激对大鼠丘脑、纹状体PLA_2活性的影响［J］.中国应用生理学杂志,2000,16(4):301.
［10］余俐,徐如祥,姜晓丹,等.高温高湿环境对犬脑组织的损害作用［J］.中国临床康复,2004,8(25):5290.
［11］马得莹,单安山,陈志辉.女贞子、五味子、四君子汤和大豆黄酮对蛋鸡在热应激状态下抗氧化功能的影响［J］.动物营养学报,2005,17(2):23-28.
［12］Baker PF,Umbach Joy A.Calcium fuffering in axons and axoplasm of loligo.J Physiol(Lond),1987,383:369-394.
［13］Pellegrini-Giampietro DE,Cherici G,et al.Excitatory amino acid release from rat hippocampal slices as a consequence of free-radical formation［J］.J Neurochem,1988,51(6):1960-1963.
［14］李权超,何英强,谭终意,等.湿热应激对小鼠脂质过氧化反应的影响［J］.解放军预防医学杂志,1997,15(5):353.
［15］Sekhon L H,Morgan M K,Spencc I,et al.Chronic cerebral hypoperfusion:pathological and behavioral consequences［J］.Neurosurg,1997,40(3):548-556.
［16］王斌,刘瑶,罗炳德.大鼠保护性热应激模型中肿瘤坏死因子及一氧化氮的研究［J］.中华劳动卫生职业病杂志,2002,20(1):13.
［17］王影,李亚洁,徐彩霞,等.复合营养素对热应激-创伤大鼠血浆NO的影响［J］.中国公共卫生,2004,20(4):462.
［18］Faleti AG,Mastronardi CA,Lomniczi A.Beta-Endorphin blocks lnteinzig hormoner leasinghormoner release by inhibiting the nitricoxide pathway controlling its release［J］.Proc Natl Sci USA,1999,96(4):1722-1726.
［19］Jampel,Duff CW，Gerson RK,et al.Fever and immunoregulation.J Exp Med,1983,157:1229.
［20］Sen RN，Lu L,Young P,et al.Influence of elevated temperature on NK activity,lymphokine-activated killer cell acatviy and lectin-dependent cytotoxity of human umbilical cord blood and adult blood cells.Int J Radiat Oncol-Biol Phys,1994,29:821.
［21］Kalland T,Dahlquist I.Effect of in vitro hyperthermia by human NK cells.Cancer Res,1983,43:1842.
［22］徐荷,赵法亻及,郭俊生,等.锌对热应激大鼠细胞免疫功能和NK活性的影响［J］.卫生研究,1998,27(5):289.
［23］徐荷,赵法亻及,郭俊生.锌对热应激大鼠红细胞免疫功能的影响［J］.中国公共卫生,1999,15(1):18.
［24］范少光,丁桂凤.神经、内分泌和免疫系统间的关系［J］.生理科学进展.1987,18(3):272-280.
［25］吴英良,程秀娟,袁文学,等.人参根总皂甙对热应激小鼠免疫功能保护作用的机制初探［J］.中国药理学通报,1993,9(5):379.
［26］徐静华,于庆海,张丽华.北豆根总碱对热应激小鼠的免疫调节作用［J］.中药药理与临床,1999,15(4)：19.
［27］吴涛.重型脑损伤后昏迷患者的早期免疫缺陷［J］.华中医学杂志,2001,25(5):279.
［28］孙志扬,赵孟尧,郊峰,等.脑损伤红细胞免疫功能变化及临床意义［J］.中华神经外科杂志,1995,11(3):138.
关键词： 热应激；脑损伤；机体免疫
中图分类号： G804.5 文章编号：1009-783X(2007)05-0061-03 文献标识码： A
Abstract：Long time exposure or long time exercise with large intensity in high temperature may lead the damage of the microstructure of the brain and the immunity fuction.The mechanism consists of the high temperature and the metabolism of free radical,PLA2,AA and NO.The inhibition of the immunity function may be directly related to the damage of the brain.
Key words：Heat press;the Damage of the Brain;Immunity System
脑是体温调节的中枢，其对环境温度及机体温度变化非常敏感，高温环境下长时间暴露或长时间、大强度运动容易导致脑组织微观结构损伤、机体免疫机能下降。本文在查阅国内外研究资料的基础上，对高温环境下脑组织损伤、损伤机制及脑组织损伤与机体免疫之间的关系进行综述如下。
1 脑的热应激生理
1.1 热应激对脑组织温度、供血、供氧情况的影响
热应激是机体对热环境(气温、气湿及气流的综合)全身性的、综合性的生理反应。机体在热环境中运动，对热和运动都会产生应激反应，被称为运动热应激。
颅腔的解剖特点是相对密闭，利于贮热，不利于散热。因此，颅内温度决定于脑循环血量和血流速度。运动热应激条件下，肌肉工作产生的热通过脑循环引起脑温的快速升高，升高速度和幅度比颅外器官(如中耳鼓室、鼓面、食道)更快更大[1]。在供血方面，资料显示[2]，气温达到32℃时，心跳明显加快，血液循环比平常增加5倍；气温达到35℃时，心脏收缩加剧，排血量比平常增加50%～70%。这无疑加重了心脏泵血的负担，也使得心肌的耗氧量成倍数上升。为了将代谢热由深部组织转移到体表，皮下组织血流增加；在运动热应激下,皮肤和肌肉都有优先占有血液的机制[3]，所以肌肉与皮肤获得充足血流量是以其他组织暂时减少血流量为代价的，因而高温环境下运动容易导致脑组织供血不足。有资料显示，耐力项目运动员在39.5℃环境中进行耐力性运动时脑血流供应比20℃下相同强度运动时低18%[4]。另外，高温环境容易导致脑水肿，脑颅内压升高，脑灌注压下降，从而使脑组织缺血[3]；高温还可致使脑微血管口径及微血管密度明显降低，这又使脑组织缺血进一步加重。
1.2 热应激对脑组织能量代谢的影响
华旭初[2]等对兔热暴露时脑能量代谢变化进行了研究，结果表明，当动物发生热射病时，脑组织能量物质严重不足，能量贮存重度匮乏。高温环境下，机体能量消耗随温度升高而增加。Consolazio等测定了人体在22.1℃，29.4℃和39.8℃3种高温环境下的能量消耗率，发现在29.4℃时能量消耗值开始增加，39.8℃时增加明显[5]。Hubbard[6]认为高热环境细胞膜与热的血液、淋巴和细胞外液直接接触，必须通过某种途径发挥功能以平衡细胞外变化对细胞内环境失调的影响，细胞外因素提高了细胞膜对钠离子的通透性，刺激了钠泵，额外的能量消耗加重了细胞负担，加速了组织能量消耗。能量消耗增加、血液供应不足，导致了脑组织能量物质供应不足。
除此之外，机体在运动热应激时，交感-肾上腺系统激活，甲状腺素释放增加。甲状腺素可提高Ca2+-ATPase的活性，增加细胞的代谢率，线粒体膜上的Ca2+-ATPase可分解ATP产能，转运Ca2+储存于线粒体内，所以线粒体内Ca2+的浓度升高。同时，高温环境下运动时，机体大量出汗，丢失水分及电解质，致使血液浓缩，微循环障碍，进而导致脑细胞缺氧、酸中毒，此时H+释放增加，H+,Ca2+竞争于同一结合位点，致使结合Ca2+释放增多。生理情况下，线粒体Ca2+可激活氧化脱氢酶，从而提供呼吸链NADH，以生成更多的ATP，为脑细胞供能。但在线粒体Ca2+超载时，可造成氧化磷酸化受损，ATP形成障碍[7]。多种因素共同作用，造成了运动热应激条件下脑组织能量匮乏。
2 脑损伤的形成机制
2.1 高温对脑组织损伤的影响
血脑屏障内皮细胞间紧密连接的完整是中枢神经系统正常进行各项活动的必要条件。运动热应激条件下，血脑屏障模型内皮细胞紧密连接完整性明显受到破坏。陈一招[8]等通过对高温条件下，体外血脑屏障模型的研究发现，42℃高温作用2小时后，体外血脑屏障模型内皮细胞紧密连接完整性明显受到破坏，内皮细胞紧密连接蛋白及血脑屏障内皮细胞的表达明显降低。赵亚丽[9]等通过研究也发现，41℃热环境下大鼠暴露至死后，与对照组相比，脑组织出现明显的水肿。余俐[10]等对高温高湿环境下热暴露至死后的犬脑组织进行观察，发现热暴露组犬脑组织细胞结构疏松、神经元明显减少，伴有脑组织内斑片状出血。高温环境下，中枢神经系统组织结构受到破坏，可能是由高热对神经细胞、胶质细胞及内皮细胞等产生的原发性热损伤直接造成的。
2.2 自由基、磷脂酶A2、氨基酸代谢对高温环境下脑组织损伤的影响
运动热应激可促进皮质醇与儿茶酚胺的释放，并可诱导O-2与OH-等自由基的产生，导致细胞膜内脂质过氧化物（LPO）的生成，LPO又可氧化细胞膜中的不饱和脂肪酸，破坏细胞膜的完整性，导致细胞膜的严重损伤[11]。
随着运动时间的延长，脑细胞缺血、缺氧及酸中毒进一步加重，此时H+-Ca2+交换增加，致使胞浆内Ca2+浓度升高，但由于ATP减少，Ca2+泵失活，线粒体及内质网滞留Ca2+的作用降低，最后导致细胞内Ca2+超载[12]。细胞内Ca2+超载可激活磷脂酶A2，磷脂酶A2(PLA2)是膜磷脂(MPL)重要的水解酶之一，它活性的增强将使膜磷脂降解增强。膜磷脂降解，游离脂肪酸特别是花生四烯酸增多，花生四烯酸进一步代谢为前列腺素、血栓烷、白三烯，并有氧自由基形成，启动膜脂质过氧化，氧自由基不仅导致神经元的非特异性损伤，还促进兴奋性氨基酸如谷氨酸释放，产生神经元毒性作用[13]。研究表明，热应激时肝、肺组织MPL在PLA2的作用下，可以生成大量的花生四烯酸(AA)，对肝、肺可以产生损害作用，热应激时丘脑、纹状体PLA2活性的改变引起代谢异常，也可能产生类似的作用[9]。李权超[14]等的研究结果也表明，随着温度升高时间的延长，机体超氧化物歧化酶（SOD）活性呈降低趋势，丙二醛（MDA）含量呈升高趋势；脂质过氧化反应在不同组织和红细胞中均可发现；当动物脱离应激环境后，SOD活性和MDA含量可逐渐得到恢复。
另一方面，随着高温对血脑屏障紧密连接等结构的破坏，可以导致脑内水平衡的紊乱及血浆中高于脑间质浓度50～100倍的谷氨酸等兴奋性氨基酸大量内流，进而使中枢神经系统产生水肿等多种继发性的损伤[10]。
2.3 NO代谢对高温环境下脑组织结构的影响
缺氧缺血可造成不同程度神经系统损害。研究显示:当脑血流灌注量降低至正常的50%～55%时，即可引起神经元兴奋性降低、离子通道功能障碍、细胞膜通透性增高及细胞死亡，而这些改变的轻重与脑组织结构及其血运供应相关[15]。
NO是内皮细胞衍生的重要舒张血管物质，是一种血管扩张剂。适量表达时，NO能抑制血小板和白细胞聚集和粘附，维持血流通畅，改善缺血组织微循环。高温下适量的NO还可以诱导血红素氧化酶-1、环氧酶-2 、HSP等保护性蛋白的基因表达，从而减轻细胞损伤[16]。而NO过量表达时，NO与O2结合产生硝基过氧化物、OH·、NO2自由基，促进ADP核糖化，与Fe-S蛋白酶类结合均可引起强大神经毒性，加之高温环境下机体处于低血容量状态因而容易使机体迅速发生循环衰竭[17]。研究表明，在应激和一些疾病条件下,NO的合成明显升高[18]。王影[17]等研究证实，应激前给予复合营养素干预可以降低湿热创伤大鼠血浆NO浓度从而对机体有一定的保护作用。也从侧面证实了NO对高温环境下脑损伤起到了一定的促进作用。
3 热应激与机体免疫
3.1 高温环境对机体免疫机能的影响
研究资料表明：一定范围内的温度升高(41℃～42℃)对T细胞介导的细胞免疫和B细胞介导的体液免疫有着普遍增强的影响。T细胞各亚群对温度变化的反应不尽一致：温度的上升使辅助性T淋巴细胞(Thelper cell，TH cell)的产生大大增加并促进其功能活化，这种TH细胞的反应对其它许多免疫反应有明显的促进作用，而温度的变化对抑制性T细胞(T suppressor cell，Ts cell)的免疫抑制功能和T细胞抑制因子(TSF)的功效基本没有影响[19]。对于效应T细胞(细胞毒性T淋巴细胞，cytotoxic lymphocyte,CTL)学者们[20]认为：其增殖和细胞毒活性在40℃以下是随着温度升高而逐渐增强的，在42℃时明显下降。
温度升高对NK细胞功能有明显的抑制作用[21]。徐荷[22]等研究结果显示，热应激5分钟时，NK活性有所升高，之后下降，直至60分钟已降低至一个很低的水平。推测5分钟时的升高，是机体对外界刺激的一种非特异性的、代偿性的应答，而随着特异性免疫反应的加强，NK细胞功能似乎不再需要，对NK活性的广泛抑制可能有助于阻止那些不利于特异性免疫反应的病理改变。此外，持续高热还可能对NK细胞本身造成损伤而抑制其活性。
红细胞免疫功能在机体受到热应激时，有一过性的增强，这可视为机体对局温应激反应的一种代偿现象，对于维持机体正常免疫状态、及时清除体内的可溶性兔疫复合物是有好处的。但随之红细胞免疫功能下降，推测与机体应激时，内啡肽上升过高对红细胞免疫粘附功能的抑制作用有关[23]。
对于高温环境下免疫机能改变的原因，资料表明[24]，植物神经系统参与免疫功能的调节，交感神经系统可能通过释放NE抑制免疫功能，副交感神经则有加强作用。热应激后机体免疫机能下降，可能是由于高温环境兴奋了机体交感神经系统所致[25]。另外，高温环境下内分泌代谢紊乱、内环境改变也是引发免疫机能下降的重要因素之一。
3.2 高温环境下机体免疫机能改变与脑损伤的关系
20世纪70年代末期Basedowsky提出了神经内分泌免疫调节(neuroendocrine-immune modulation,NIM)网络学说，证明在神经内分泌和免疫之间存在着一个由多种递质、激素和免疫活性物质构成的完整调节环路，三者相互影响共同维持机体内环境的恒定[26]。
下丘脑是机体应激反应的重要整合调节中枢。国内外学者对脑外伤后机体免疫机能变化进行了大量研究。很多研究描述脑损伤者的免疫状态，认为脑损伤后早期淋巴细胞循环减少，T细胞数量降低，同时T细胞的活性降低和增殖功能受到损害[27]。孙志扬等认为下丘脑损伤影响神经内分泌功能和免疫调控，重型伤后红细胞免疫功能受到抑制，推测可能与下丘脑损伤有重要关系[28]。
国内外关于高温环境下脑损伤与机体免疫之间关系的报道尚不多见，急性重型脑损伤所致的各种免疫异常取决于脑损伤的部位、严重程度和范围[27]，高温环境下脑损伤是微观结构上的，其与机体免疫机能改变可能存在直接关系。
4 结语
颅腔相对密闭，利于贮热不利于散热的解剖特点使机体在高温环境下长时间暴露或进行长时间、大强度运动时脑温迅速升高，并在自由基、氨基酸、NO等相互作用下造成脑组织微观结构损伤。一定范围内升高温度，机体免疫能力有所提高，可能是机体对局温应激反应的一种代偿现象，体温超过42℃时，免疫机能下降，可能与高温环境下内分泌代谢紊乱、内环境改变及造成的，脑组织损伤与机体免疫之间可能存在着直接关系，此有待于进一步的研究证实。
参考文献：
［1］Nielsen,Bodil,Nybo,Lars.Cerebral changes during exercise in the heat.Sport Med，2003，33(1),1-11.
［2］华旭初,张枫桐,邱仞之,等.免热暴露时脑能量代谢的变化［J］.工业卫生与职业病,1999,25(2):95.
［3］Johnson,J.M.Physical training and the control of skin blood flow.Med Sci Sports Eerc，1998,30(3):382-386.
［4］Peter Tikuisis,Tom M.Mclellan,and Clen Selkirk.Perceptual versus physiologioal heat strin during excrcise-heat stress.Med sci sports exerc，2002，34(9)：1454-1461.
［5］张国高.高温生理与卫生［M］.上海:上海科学技术出版社,1989：54-55.
［6］Hubbard R W.Heatstroke pathophysiology:the energy depletion model.Medicine and Science in Sport and Exercise,1990,22(1):19.
［7］秦世贞,向求鲁,俞启福,等.高温噪声及复合因素对大鼠脑线粒体Ca2+、Mg2+含量的影响［J］.航天医学与医学工程,1995,8(2):106-108.
［8］陈一招,徐如祥,杨志林,等.高温对血脑屏障内皮细胞紧密连接的作用及其机制［J］.中华创伤杂志,2003,19(9):540.
［9］赵亚丽,邢成,吕志忠,等.热应激对大鼠丘脑、纹状体PLA_2活性的影响［J］.中国应用生理学杂志,2000,16(4):301.
［10］余俐,徐如祥,姜晓丹,等.高温高湿环境对犬脑组织的损害作用［J］.中国临床康复,2004,8(25):5290.
［11］马得莹,单安山,陈志辉.女贞子、五味子、四君子汤和大豆黄酮对蛋鸡在热应激状态下抗氧化功能的影响［J］.动物营养学报,2005,17(2):23-28.
［12］Baker PF,Umbach Joy A.Calcium fuffering in axons and axoplasm of loligo.J Physiol(Lond),1987,383:369-394.
［13］Pellegrini-Giampietro DE,Cherici G,et al.Excitatory amino acid release from rat hippocampal slices as a consequence of free-radical formation［J］.J Neurochem,1988,51(6):1960-1963.
［14］李权超,何英强,谭终意,等.湿热应激对小鼠脂质过氧化反应的影响［J］.解放军预防医学杂志,1997,15(5):353.
［15］Sekhon L H,Morgan M K,Spencc I,et al.Chronic cerebral hypoperfusion:pathological and behavioral consequences［J］.Neurosurg,1997,40(3):548-556.
［16］王斌,刘瑶,罗炳德.大鼠保护性热应激模型中肿瘤坏死因子及一氧化氮的研究［J］.中华劳动卫生职业病杂志,2002,20(1):13.
［17］王影,李亚洁,徐彩霞,等.复合营养素对热应激-创伤大鼠血浆NO的影响［J］.中国公共卫生,2004,20(4):462.
［18］Faleti AG,Mastronardi CA,Lomniczi A.Beta-Endorphin blocks lnteinzig hormoner leasinghormoner release by inhibiting the nitricoxide pathway controlling its release［J］.Proc Natl Sci USA,1999,96(4):1722-1726.
［19］Jampel,Duff CW，Gerson RK,et al.Fever and immunoregulation.J Exp Med,1983,157:1229.
［20］Sen RN，Lu L,Young P,et al.Influence of elevated temperature on NK activity,lymphokine-activated killer cell acatviy and lectin-dependent cytotoxity of human umbilical cord blood and adult blood cells.Int J Radiat Oncol-Biol Phys,1994,29:821.
［21］Kalland T,Dahlquist I.Effect of in vitro hyperthermia by human NK cells.Cancer Res,1983,43:1842.
［22］徐荷,赵法亻及,郭俊生,等.锌对热应激大鼠细胞免疫功能和NK活性的影响［J］.卫生研究,1998,27(5):289.
［23］徐荷,赵法亻及,郭俊生.锌对热应激大鼠红细胞免疫功能的影响［J］.中国公共卫生,1999,15(1):18.
［24］范少光,丁桂凤.神经、内分泌和免疫系统间的关系［J］.生理科学进展.1987,18(3):272-280.
［25］吴英良,程秀娟,袁文学,等.人参根总皂甙对热应激小鼠免疫功能保护作用的机制初探［J］.中国药理学通报,1993,9(5):379.
［26］徐静华,于庆海,张丽华.北豆根总碱对热应激小鼠的免疫调节作用［J］.中药药理与临床,1999,15(4)：19.
［27］吴涛.重型脑损伤后昏迷患者的早期免疫缺陷［J］.华中医学杂志,2001,25(5):279.
［28］孙志扬,赵孟尧,郊峰,等.脑损伤红细胞免疫功能变化及临床意义［J］.中华神经外科杂志,1995,11(3):138.