Терморегуляция воды. Понятие о терморегуляции. Химическая и физическая терморегуляция.

Температура тела человека, ее регуляция. Терморегуляция воды


Терморегуляция

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ

Температура тела

Температура тела – это показатель теплообмена в организме, являющийся биологической константой.

- Пойкилотермия– непостоянная температура тела, зависящая от температуры окружающей среды (холоднокровные животные).

- Гомойотермия– постоянная температура тела, не зависящая от окружающей среды (теплокровные животные).

- Изотермия – постоянная температура тела.

В течение суток наблюдается повышение и понижение температуры тела. Минимальная t тела в 2 – 4 часа ночи, максимальная t в 16 – 19 часов. Температура различна на разных участках тела и в различных органах. Самый горячий орган – печень, его t 38-40 °С. В прямой кишке t составляет 37,2 – 37,5°С, в подмышечной впадине 36,6 – 36,8°С,

Виды терморегуляции

Постоянство температуры тела возможно, только если, количество образующегося в теле тепла равно количеству тепла, отдаваемого им в окружающуюся среду, т.е. оно определяется равенством теплообразования и теплоотдачи.

Терморегуляция включает

Химическую терморегуляцию– процесс образования тепла в организме (теплопродукция).

Физическую терморегуляцию– удаление из организма тепла (теплоотдача).

Химическая терморегуляция (теплопродукция)

Источником тепла в организме являются ткани, в которых происходят химические реакции, в результате которых высвобождается энергия.

Теплопродукция является химической терморегуляцией, т.к. тепло (энергия) образуется в результате химических реакций, т.е. теплопродукция – это химический процесс.

Повышение t окружающей среды вызывает рефлекторное понижение обмена веществ, и в организме понижается теплообразование.

Повышение теплообразования идет за счет повышения мышечной активности и ускорения процессов обмена веществ.

Отдача тепла является физическим процессом, который идет по законам физики, поэтому теплоотдачу называют физической терморегуляцией.

Пути теплоотдачи

1) Теплопроведение (конвекция) - отдача тепла воздуху и прилегающим к коже предметам или частицам среды при соприкосновении. Чем холоднее воздух, тем сильнее отдача тепла данным путем и сильнее охлаждается кожа, и наоборот.

2) Теплоизлучение (радиация, кондукция)– это отдача тепла окружающим предметам путем излучения телом инфракрасных (тепловых лучей) лучей.

Теплоизлучение больше, когда больше t тела и ниже температура окружающих предметов. В состоянии покоя за счет теплоизлучения из организма выходит 60 % тела.

Рефлекторное изменение просвета кожных сосудов регулирует теплоотдачу.

При повышении t окружающей среды расширяются артериолы ( кожа краснеет), что приводит к усилению кондукции и конвекции. При сниженииt окружающей среды - наоборот – сосуды кожи суживаются, что приводит к снижению теплопроведения и теплоизлучения.

3) Испарение – это выделение тепла путем испарения воды с поверхности тела (2/3) и в процессе дыхания (1/3).

Испарение с потом в состоянии покоя составляет 500 мл за сутки, при повышении t окружающей среды и при физической нагрузке 10 – 15 л жидкости в сутки.

При дыхании выделяется около 200­-500 мл Н2О.

При понижении t окружающей среды 90 % суточной теплоотдачи идет за счет кондукции и конвекции, видимого испарения нет.

При t18 – 22°Степлоотдача снижается за счет теплопроведения и теплоизлучения, но повышается за счет испарения.

Если tокружающей среды равнаtтела или больше ее, то главный способ отдачи тепла - испарение.

Таким образом, постоянство температуры тела человека обеспечивается химической и физической терморегуляцией

1. Нервно-рефлекторный механизм терморегуляции

Терморегуляция осуществляется рефлекторно. Колебания t воспринимаются терморецепторами кожи, слизистой рта, верхних дыхательных путей.

Много их на коже лица, а мало на коже нижних конечностей. Одни терморецепторы возбуждаются под действием холода-колбочки Краузе.Их около 250 тыс. и они расположены более поверхностно. Другие терморецепторы возбуждаются под действиемтепла- тельца Руффини.Их около39 тыс. и они расположены глубже холодовых.

Проводящий путь температурной чувствительности (латеральный спиноталамический путь)

Терморецепторы кожи и слизистых оболочек - чувствительные нейроны спинномозговых ганглиев

(1 -е нейроны) – афферентные (чувствительные) волокна – чувствительные ядра задних рогов спинного мозга (2 - е нейроны)– афферентные волокна боковых канатиков спинного мозга – ядра таламуса (3 - е нейроны) – нейроны четвертого слоя коры постцентральной извилины

(4 -е нейроны). В коре головного мозга происходит высший анализ температурных ощущений

и возникают ощущения тепла и холода.

Гипоталамус– это главный рефлекторный центр терморегуляции:

А) Передние отделы гипоталамуса контролируют физическую терморегуляцию- центр теплоотдачи.

Б) Задние отделы гипоталамусаотвечают за теплообразование –центр теплопродукции.

2. Гормональный (эндокринный) механизм терморегуляции

Осуществляется гормонами щитовидной железы и надпочечников.

Гормоны щитовидной железы – тироксин, трийодтиронин повышают обмен веществ и теплообразование.

Гормон надпочечников – адреналин повышает окислительные процессы и теплообразование. Он сужает сосуды, что приводит к снижению теплоотдачи.

Нарушения терморегуляции – гипертермия, гипотермия, тепловой удар, лихорадка.

studfiles.net

Понятие о терморегуляции. Химическая и физическая терморегуляция.

Терморегуляция(от термо... и лат. regulo - регулирую), теплорегуляция, способность человека, млекопитающих животных и птиц поддерживать температуру мозга и внутренних органов в узких определённых границах, несмотря на значительные колебания температуры внешней среды и собственной теплопродукции.

Химическая терморегуляция имеет важное значение для поддержания постоянства температуры тела как в нормальных условиях, так и при изменении температуры окружающей среды. У человека усиление теплообразования вследствие увеличения интенсивности обмена веществ отмечается, в частности, тогда, когда температура окружающей среды становится ниже оптимальной температуры, или зоны комфорта. Для человека в обычной легкой одежде эта зона находится в пределах 18—20°С, а для обнаженного равна 28 °С.

Оптимальная температура во время пребывания в воде выше, чем на воздухе. Это обусловлено тем, что вода, обладающая высокой теплоемкостью и теплопроводностью.Наиболее интенсивное теплообразование в организме происходит в мышцах. Даже если человек лежит неподвижно, но с напряженной мускулатурой, интенсивность окислительных процессов, а вместе с тем и теплообразование повышаются на 10%. Небольшая двигательная активность ведет к увеличению теплообразования на 50—80 %, а тяжелая мышечная работа — на 400— 500%.

В условиях холода теплообразование в мышцах увеличивается, даже если человек находится в неподвижном состоянии. Это обусловлено тем, что охлаждение поверхности тела, действуя на рецепторы, воспринимающие холодовое раздражение, рефлекторно возбуждает беспорядочные непроизвольные сокращения мышц, проявляющиеся в виде дрожи (озноб). При этом обменные процессы организма значительно усиливаются, увеличивается потребление кислорода и углеводов мышечной тканью, что и влечет за собой повышение теплообразования. Даже произвольная имитация дрожи увеличивает теплообразование на 200 %. .

Увеличение теплообразования, связанное с произвольной и непроизвольной (дрожь) мышечной активностью, называют сократительным термогенезом. Наряду с этим возрастает уровень теплообразования и в других тканях. Особое место занимает так называемый бурый жир, количество которого значительно у новорожденных. Бурый оттенок жира придается более значительным числом окончаний симпатических нервных волокон и большим числом митохондрий. За счет высокой скорости окисления жирных кислот в бурой жировой ткани процесс теплообразования идет гораздо быстрее, чем в обычной, и почти без синтеза макроэргов. Этот механизм срочного теплообразования получил название «несократительный термогенез».

В химической терморегуляции значительную роль играют также печень и почки. Температура крови печеночной вены выше температуры крови печеночной артерии, что указывает на интенсивное теплообразование в этом органе. При охлаждении тела теплопродукция в печени возрастает.

Освобождение энергии в организме совершается за счет окислительного распада белков, жиров и углеводов, поэтому все механизмы, которые регулируют окислительные процессы, регулируют и теплообразование.

Физическая терморегуляция осуществляется путем изменений отдачи тепла организмом. Особо важное значение она приобретает в поддержании постоянства температуры тела во время пребывания организма в условиях повышенной температуры окружающей среды.

Теплоотдача осуществляется путем теплоизлучения (радиационная теплоотдача), или конвекции, т. е. движения и перемещения нагреваемого теплом воздуха, теплопроведения, т. е. отдачи тепла веществам, непосредственно соприкасающимся с поверхностью тела, и испарения воды с поверхности кожи и легких.

У человека в обычных условиях потеря тепла путем тепло проведения имеет небольшое значение, так как воздух и одежда являются плохими проводниками тепла. Радиация, испарение и конвекция протекают с различной интенсивностью в зависимости от температуры окружающей среды. У человека в состоянии покоя при температуре воздуха около 20 °С и суммарной теплоотдаче, равной 419 кДж (100 ккал) в час, с помощью радиации теряется 66 %, испарения воды — 19 %, конвекции — 15 % от общей потери тепла организмом. При повышении температуры окружающей среды до 35°С теплоотдача с помощью радиации и конвекции становится невозможной, и температура тела поддерживается на постоянном уровне исключительно с помощью испарения воды с поверхности кожи и альвеол легких.

Характер отдачи тепла телом изменяется в зависимости от интенсивности обмена веществ. При увеличении теплообразования в результате мышечной работы возрастает значение теплоотдачи, осуществляемой с помощью испарения воды. Одежда уменьшает теплоотдачу. Потере тепла препятствует тот слой неподвижного воздуха, который находится между одеждой и кожей, так как воздух — плохой проводник тепла. Теплоизолирующие свойства одежды тем выше, чем мельче ячеистость ее структуры, содержащая воздух. °С. Наоборот, обнаженное тело теряет тепло, так как воздух на его поверхности все время сменяется. Поэтому температура кожи обнаженных частей тела намного ниже, чем одетых.

Температура кожи, а следовательно, интенсивность теплоизлучения и теплопроведения могут изменяться в результате перераспределения крови в сосудах и при изменении объема циркулирующей крови.

На холоде кровеносные сосуды кожи, главным образом артериолы, сужаются. При повышении температуры окружающей среды сосуды кожи расширяются, количество циркулирующей в них крови увеличивается. Возрастает также объем циркулирующей крови во всем организме вследствие перехода воды из тканей в сосуды, а также потому, что селезенка и другие кровяные депо выбрасывают в общий кровоток дополнительное количество крови. Увеличение количества крови, циркулирующей через сосуды поверхности тела, способствует теплоотдаче с помощью радиации и конвекции.

Для сохранения постоянства температуры тела человека при высокой температуре окружающей среды основное значение имеет испарение пота с поверхности кожи.

интенсивно потоотделение происходит при высокой окружающей температуре во время мышечной работы, когда возрастает теплообразование в самом организме. При высокой окружающей температуре дыхательный центр рефлекторно возбуждается, при низкой — угнетается, дыхание становится менее глубоким.

К проявлениям физической терморегуляции следует отнести также изменение положения тела. Когда собаке или кошке холодно, они сворачиваются в клубок, уменьшая тем самым поверхность теплоотдачи; когда жарко, животные, наоборот, принимают положение, при котором поверхность теплоотдачи максимально возрастает.

Похожие статьи:

poznayka.org

Терморегуляция [Теплорегуляция] — развитие, нарушение, особенности, формирование, функции, виды, условия, механизм, стадии, этапы, фазы, вики — Wiki-Med

Основная статья: Обмен веществ

Содержание (план)

Терморегуляция — это процесс, который обеспечивает способность организма поддерживать температуру тела на определенном уровне вне зависимости от температуры окружающей среды.

В процессе обмена веществ непрерывно происходит образование тепла. Это тепло также непрерывно отдается в окружающую сре­ду.

Наличие постоянной и довольно высокой температуры тела служит отличительным признаком животных, стоящих более вы­соко в эволюционном ряду. Очевидно, такая температура более благоприятна для быстрого протекания химических процессов в организме; она является оптимальной для большинства фермен­тов, действующих в организме теплокровных животных.

Холоднокровные (пойкилотермные) животные

Холоднокровные (пойкилотермные) животные в очень малой степени способны к терморегуляции образования тепла и его отдачи, поэтому темпера­тура тела у них почти соответствует температуре среды или только немного выше ее. К холоднокровным животным относятся все беспозво­ночные, а из позвоночных — рептилии, амфибии, рыбы.

Теплокровные (гомойотермные) животные

Теплокровные (гомойотермные) животные способны к терморегуляции образования тепла в своем теле, так и его отдачи в окру­жающую среду. Благодаря этому температура их тела удержи­вается на определенной высоте — 36-12° (в зависимости от вида животного). К тепло­кровным животным относятся млекопитающие и птицы.

Температура тела

В разных местах тела температура бывает разная в зависимости от положения органа и его кровенаполнения.

Температура разных мест кожи у лошади колеблется от 11 до 35°. Из внутренних органов температура выше всего в печени. Кровь ле­гочной артерии теплее, чем кровь легочной вены, так как в легких происходит отдача тепла.

В течение суток температура тела закономерно колеблется, понижаясь ночью даже в тех случаях, если человек или животное лишается обычного ночного покоя.

Температура тела у человека колеблется с 35,5 до 37°. Температура тела у взрослых животных (по измерениям в пря­мой кишке) следующая (в С°):

  • у лошади 38,0(37,5-38,5)
  • у свиньи 39,5 (38,0-40)
  • коровы 39,0 (37,5-39,5)
  • собаки 38,5 (37,5-39,0)
  • овцы 40,0(38,0-40,0)
  • кошки 39,0 (38,0— 39,5)
  • козы 40,0(37,6-41,0)
  • курицы 41,5 (40,8-41,9)
  • кролика 39,0(38,5-39,7)
  • утки 41,5 (40,9-41,9)
  • морской свинки 39,0(37,9-39,4)
  • голубя 11,1(10,3-11,7)

Существует оптимальная температура среды, при которой жи­вотное затрачивает наименьшее количество энергии на терморегуляцию и поддержание ею постоянной температуры тела. Эта температура разная для разных животных. Для крупного рогатого скота оптимальная температура 10-15° , для свиней — 20-23°, для овец— 12-20°. Со­держание животных при этих температурах наиболее выгодно с хо­зяйственной точки зрения.

Теплопродукция

Тепло образуется во всех органах тела в ре­зультате химических реакций, при которых потенциальная энер­гия органических веществ переходит в конечном итоге в энергию тепловую.

Главная масса тепла образуется в скелетных мышцах, составляющих до 50% веса тела, так как даже при покое мышцы находятся в состоянии небольшого напряжения. Много тепла вырабатывается в сердце, печени, железах. Чем интенсивнее работает орган, тем больше тепла в нем вырабатывается. Особенно велика продукция тепла при мышечной работе.

Постоянство температуры тела у теплокровных, несмотря на разную интенсивность теплопродукции и на колебания температуры окружающей среды, возможно благодаря наличию в организме приспособительных реакций, защищающих его от перегревания или охлаждения. Это достигается терморегуляцией, которая контролирует как продукцию тепла, так и отдачу тепла наружу.

Отдача тепла происходит теплопроводностью, тепловое излучение и испарением воды.

Теплопроводность

Под теплопроводностью понимается переход теплоты от одного физического тела, более нагретого, к другому, имеющему более низкую температуру при их соприкосновении (конвекция). Орга­низм отдает свое тепло воздуху или воде. При движении живот­ного или при движении воздуха отдача тепла усиливается. Путем конвекции отдается теплота н внутри организма при согревании вдыхаемого воздуха или при нагревании съеденной пищи и воды. Для такой отдачи тепла большое значение имеет теплопроводность соприкасающейся с телом среды. При сухом воздухе, теплопровод­ность которого низка, потеря тепла меньше, чем при влажном. Содержание малоподвижного и маловлажного слоя воздуха у по­верхности тела с помощью шерстного покрова (у людей с помощью одежды) способствует уменьшению потери тепла. Такую же роль играет и слой подкожного жира.

Тепловое излучение (радиация)

Тепловое излучение или радиация — это свойство физических тел излучать с по­верхности тела инфракрасные лучи. Интенсивность этого излуче­ния возрастает при повышении температуры тела. Чем выше тем­пература поверхности тела, тем больше оно излучает тепла. По­этому теплоотдача путем излучения усиливается при расширении кровеносных сосудов кожи, при сужении же кожных сосудов, наоборот, теплоотдача уменьшается.

Испарение воды

При испарении тепло отдается потому, что для перехода воды из жидкого состояния в парообразное требуется теплота, которая отнимается от поверхности тела. Испарение с поверхности тела зависит от степени влажности воздуха и от его температуры. Чем суше воздух, тем больше испарение. Отдача тепла при испарении имеет большое значение, так как благодаря этому теплота отдает­ся даже тогда, когда температура окружающей среды выше темпе­ратуры тела. Испарение происходит с поверхности тела, с дыха­тельных путей, ротовой полости и с языка.

Регуляция температуры тела

Регуляция температуры тела состоит в выравнивании тепло­продукции и теплоотдачи. Различают химическую и физическую терморегуляцию.

Химическая регуляция

Химическая терморегуляция осуществляется усилением или ослаблением теплопродукции.

Физическая регуляция

Физическая терморегуляция состоит в усилении или ограничении отдачи тепла через кожу и при дыхании. Следует иметь в виду, что большее значение имеет физическая теплорегуляция, так как возможность уменьшения теплопродукции у организ­ма невелика.

Механизмы регуляции

Переохлаждение

Если животному грозит переохлаждение тела, то у него ограничивается теплоотдача с кожи путем сужения кровеносных сосудов и с дыхательных путей — замедлением дыхания. Уменьшается секре­ция потовых желез и тем ограничивается испарение. Одновременно увеличивается продукция тепла путем повышения мышечного то­нуса и сокращениями мышц как путем непроизвольных движений (дрожание), так и усилением движений животным. Повышаются окислительные процессы, особенно в печени.

Перегревание

При перегревании увеличивается теплоотдача с кожи путем расширения ее сосудов и усиленного потоотделения. Испарение одного литра пота отнимает от поверхности тела около 600 кал тепла. Усиливается и учащается дыхание. Одновременно понижает­ся продукция тепла благодаря ограничению движений и расслаб­лению мышц. Уменьшаются и окислительные процессы.

Центр терморегуляции

Регуляция температуры тела осуществляется нервной системой. В субталамической области промежуточного мозга имеется центр терморегуляции, связанный с центрами кро­вообращения, дыхания, с двигательными зонами коры мозга, а также с вегетативной нервной системой. Нагревание терморегуляторного центра (в эксперименте) вызывает понижение температуры тела, я его охлаждение приводит к повышению теплопродукции. Материал с сайта http://wiki-med.com

Терморегуляторный центр может возбуждаться как гуморально (температурой протекающей через него крови), так и рефлекторно (при раздражении теплом или холодом рецепторов кожи). Возбуждение терморегуляторного центра приводит в действие все теплорегуляторные ме­ханизмы: интенсивность окислительных процессов, тонус скелет­ных мышц, сосудодвигательные реакции, секрецию потовых желез, дыхательные движения. Интенсивность окислительных процессов может измениться либо через вегетативную нервную систему, либо путем изменения секреции гормонов щитовидной железы и мозговой части надпочечников. Изменение работы мышц, расши­рение или сужение сосудов, секреция пота, изменение дыхатель­ных движений происходит рефлекторно через сосудодвигательный, дыхательный и потоотделительные центры.

Кора головного мозга

Центр терморегуляции находится, в свою очередь, под контролем коры головного мозга. Если животное подвергается перегреванию в опре­деленной обстановке и у него происходят соответствующие регу­ляторные реакции, то через некоторое время одна только обста­новка (без перегревания) вызовет у него те же реакции, что и перегревание. Таким образом, здесь имеет место условнорефлектор­ная реакция, происходящая при участии коры больших полу­шарий.

Температурные границы жизни

Температурные границы жизни очень широки. Споры многих бакте­рий выдерживают нагревание до 150°, а некоторые из них не теряют жизнеспособности при температуре, близкой к абсолютному нулю. С другой сто­роны, в горячих ключах острова Искьи (Италия) при температуре около 85° живут некоторые инфузории. Здесь еще многое остается недостаточно изученным. Рыб, насекомых и даже млекопитающих можно замораживать и затем осторожно оттаивать. Например, карпов замораживали до 15° ниже нуля и снова, постепенно отгнивая, возвращали к жизни, но замораживание хотя бы на одни градус ниже 15 уже гибельно для животного. Однако из­вестно также, чти при замораживании спермиев в до температуры, близкой к минус 200°, и длительном хранении их при этой температуре значитель­ная их часть сохраняет нормальную жизнеспособность и оплодотворяющую силу.

На этой странице материал по темам:
  • основные механизмы теплорегуляции у человека это

  • готовая презентация терморегуляция организма и ее нарушение крс и свиней

  • физиологические процессы происходящие при обмене веществ

  • дерево целей система теплорегуляции

  • что случится, если холоднокровное животное лишить тепла

wiki-med.com

лекция по терморегуляции

3

Понятие о температуре тела

Температура тела человека поддерживается на относительно постоянном на относительно постоянном уровне, не смотря на колебания температуры внешней среды. Это постоянство температуры тела носит название изотермия.

Благодаря способности к изотермии в организме поддерживается постоянно высокая скорость протекания всех химических реакций, а, следовательно, возможно высокая интенсивность осуществления всех жизненных процессов не смотря на колебания температуры окружающей среды.

Образование тепла в организме происходит вследствие непрерывно совершающегося окисления органических веществ. Окисление протекает во всех органах и тканях, но неодинаково интенсивно.

В органах, производящих интенсивную работу (мышцы, печень, почки и т.д.), образуется большее количество тепла, чем в органах менее активных (хрящи, кости и т.д.).

Одновременно с образованием тепла идет и его отдача во внешнюю среду, в противном случае было бы перегревание организма. Степень потери тепла органами и тканями в значительной степени зависит от их местоположения. Поверхностно расположенные органы (кожа, мышцы) отдают больше тепла и сильнее охлаждаются, чем внутренние органы.

Отсюда следует, что температура различных частей тела неодинакова и зависит от:

1. интенсивности обмена веществ в органе,

2. положения органа.

Из этого следует, что понятие «Температура тела» является условным, так как в разных участках тела она различна.

Например, температура печени 37,8 – 380; температура кожи значительно ниже: а) шея – 340, б) головы 33,50, в) кожа пальцев рук – 28,50, г) нос – 24,4о.

Покрытые одеждой участки кожи имеют довольно постоянную температуру 33,2 – 33,50. Температура же открытых участков кожи меняется на несколько градусов в зависимости от температуры внешней среды.

О температуре тела человека обычно судят на основании ее измерения в подмышечной впадине. Здесь температура у здорового человека равна 36,5 – 36,90. В течение суток температура тела не остается постоянной, а колечлется в пределах 0,5 – 0,70. Максимальная температура тела наблюдается в 16-18 часов, минимальная - в 3-4 часа утра. Эти колебания температуры тела зависят от образа жизни: покой и сон понижают температуру, мышечная деятельность повышает ее.

Постоянство температуры тела у человека может сохраняться лишь приусловии равенства теплообразования и теплоотдачи всего организма. Это достигается с помощь. Механизмов терморегуляции, регулирующих интенсивность образования тепла в организме и степень его отдачи во внешнюю среду, что во многом зависит от температуры окружающей среды. Организм, в зависимости от температуры среды, работы и т.д., может изменять и интенсивность обмена веществ, и отдачу тепла организмом.

Механизмы терморегуляции

Химическая термогегуляция

Она сводится к регуляции образования тепла в организме и тесно связана с изменением интенсивности обмена веществ в организме.

При повышении температуры окружающей среды обмен веществ, а следовательно, и образование тепла уменьшается.

При снижении температуры окружающей среды обмен веществ, а, следовательно, и образование тепла увеличиваются. Наиболее интенсивно образование тепла идет при сокращении скелетных мышц (при выполнении тяжелой физиоческой работы образование тепла увеличивается в 20-30 раз). В увеличении образования тепла имеет значение холодовая дрожь, которая возникает рефлекторно при действии холода и представляет собой беспорядочные непроизвольные мелкие сокращения скелетных мышц. Благодаря ей образование тепла может увеличиваться в 2-4 раза.

Физическая терморегуляция

Заключается в регуляции отдачи тепла организмом во внешнюю среду, что также зависит от температуры внешней среды. При повышении температуры внешней среды отдача тепла организмом увеличивается, при снижении температуры внешней среды – уменьшается.

Пути отдачи тепла.

  1. Конвекция – это отдача тепла с кожи окружающему воздуху. При этом происходит перемещение нагреваемого кожей слоя воздуха вверх и замещение его более холодным воздухом.

  2. Теплопроведение – отдача тепла с кожи прилегающим к ней предметам (земле, воде, стулу и т.д.)

  3. Теплоизлучение – выделение тепла организмом излучением тепловых инфракрасных лучей.

Выраженность выше перечисленных путей отдачи тепла во многом зависит от температуры окружающей среды. При снижении температуры окружающей среды кровоснабжение кожи уменьшается, она при этом бледнеет, а отдача тепла уменьшается. При повышении температуры окружающей среды кровоснабжение кожи увеличивается, она при этом становится розовой, а отдача тепла увеличивается.

  1. Испарение воды с поверхности кожи. При высоких температурах окружающей среды выделение пота увеличивается и наоборот.

  2. Испарение воды с поверхности легких при дыхании. На холоде дыхание рефлекторно становится реже, а при высокой окружающей температуре дыхание учащается (тепловая одышка).

При испарении 1 грамма воды организм теряет 2,4 кдж.

На отдачу тепла организмом влияют:

  1. движение окружающего воздуха,

  2. площадь поверхности кожи, с которой идет отдача тепла.

  3. теплопроводность окружающей среды (воздух, вода),

  4. влажность воздуха,

  5. характер одежды.

Регуляция теплообмена

Поддержание стабильной температуры тела сводится к уравновешиванию двух противоположно направленных процессов: теплообразования и теплоотдачи. Это достигается благодаря наличию механизмов регуляции теплообмена.

Регуляция теплообмена осуществляется нервным и гуморальным путями.

Нервная регуляция.

В организме имеются терморецепторы (холодовые, тепловые). Они имеются в коже, слизистой языка, желудка, трахеи, бронхов, в стенках кровеносных сосудов и т.д. Терморецепторы воспринимают колебания температуры тканей, в которых они расположены, и передают информацию о величине изменений температуры в центры терморегуляции.

Высший центр терморегуляции находится в промежуточном мозге в гипоталамусе. В переднем гипоталамусе расположен центр, регулирующий теплоотдачу, а в заднем – центр, регулярующий теплообразование. Информация, поступающая от терморецепторов, изменяет их деятельность и рефлекторно происходит изменение деятельности органов, оказывающих влияние на теплообразование и теплоотдачу.

Раздражение центра, регулирующего теплоотдачу, вызывает расширение сосудов кожи, усиление потоотделения, учащение дыхания. Все это усиливает теплоотдачу и предотвращает повышение температуры тела.

Раздражение центра, регулирующего теплообразование, усиливает обмен веществ, вызывает холодовую дрожь. Это все увеличивает образование тепла, что препятствует снижению температуры тела.

Кроме центров гипоталамуса, в регуляции теплообмена участвуют и другие нервные центры: сосудодвигательный (сужение и расширение сосудов), дыхательный (учащение или урежение дыхания), центры спинного мозга (дрожь, потоотделение).

На центр терморегуляции оказывает влияние не только информация от терморецепторов, но и изменение температуры крови, омывающей центр терморегуляции, что ведет к изменению его деятельности.

На центр терморегуляции оказывает влияние и кора больших полушшарий. Доказательством этого служит повышение температуры тела в состоянии сильного азарта, при бурных проявлениях радости, восторга, переживаниях.

Гуморальная регуляция

В регуляции температуры тела принимают участие и эндокринные железы, главным образом щитовидная железа и надпочечники.

При охлаждении организма в крови увеличивается количество гормонов щитовидной железы, которые стимулируют процессы обмена веществ, что ведет к увеличению образования тепла в организме.

Адреналин усиливает окислительные процессы в тканях, в частности, в мышцах, что увеличивает образование тепла. Он также суживает сосуды кожи, уменьшая тем самым теплоотдачу.

studfiles.net

Терморегуляция

На основе физиологических процессов многие орга­низмы могут в определенных пределах менять температуру своего тела. Эта способность называется терморегуляцией.

Обычно терморегуляция сводится к тому, что температура тела поддерживается на более постоянном уровне, чем температура окружающей среды. Более разнообразны по способностям к терморегуляции животные.

Все живот­ные делятся по этому признаку на пойкилотермных — с переменной температурой и гомойотермных — теплокров­ных животных.

Настоящие гомойотермные животные — большинство птиц и млекопитающих. Все остальные организмы пойкилотермные. Однако среди них некоторые способны к тер­морегуляции при определенных условиях. Шмели, браж­ники, крупные вараны, некоторые рыбы (например, тунцы) могут повышать температуру тела в периоды высо­кой мышечной активности.

Особенно совершенны механизмы терморегуляции у гомойотермных животных. Они способны к химической и физической терморегуляции.

Химическая терморегуля­ция — способность регулировать теплопродукцию за счет изменений обмена. У млекопитающих есть специальная ткань, «ответственная» за теплопродукцию, — бурый жир. В митохондриях клеток этой ткани при клеточном дыхании не синтезируется АТФ, а вся энергия рассеивается в виде тепла.

Физическая терморегуляция — способность регулиро­вать теплоотдачу. В ней участвуют изменения морфологии, поведение и физиологические реакции. Например, зимой у птиц увеличивается масса перьев. Многие животные к зиме накапливают жир, и подкожный жировой слой обес­печивает теплоизоляцию. В выступающих или поверхност­ных частях тела у ряда животных (например, в ластах китов, в лапах некоторых птиц) есть замечательное приспособле­ние — «чудесная сеть». Это сплетение сосудов, в котором вены тесно прижаты к артериям. Текущая по артериям кровь отдает тепло венам, оно возвращается к телу, а артериальная кровь поступает в конечности охлажденной. При этом конечности, по существу, пойкилотермны, зато температуру остального тела можно поддерживать с мень­шими затратами энергии.

Чтобы снизить температуру, животные используют ис­парение жидкости с поверхности тела. У человека для этого служит потоотделение, у собак и многих птиц — учащенное дыхание; некоторые сумчатые в жару обмазывают шкуру обильной слюной.

У животных есть разнообразные поведенческие адап­тации к температуре. Пожалуй, наибольшее значение они имеют для животных пустыни, где днем поверхность почвы может нагреваться до 60°-70°С. Днем насекомые, рептилии и млекопитающие проводят жаркое время, зарывшись в песок или спрятавшись в норы: в глубине почвы темпера­тура не так резко колеблется и не такая высокая.

Для наземных сообществ характерна широтная зональ­ность — закономерная смена одних сообществ другими при продвижении от экватора к полюсам. Экваториальную зону занимают вечнозеленые влажные леса. По мере удаления от экватора они сменяются саваннами, пустынями, затем следуют степи умеренного пояса, листопадные леса уме­ренного пояса, северные хвойные леса, зона тундр и, наконец, холодные пустыни.

Соответственно для каждой зоны характерна своя при­способленность к данным температурным показателям у растений. Меняются сроки опадения листвы и созревания плодов, качество древесины. Морозоустойчивость связана с биохимическими процессами, происходящими в клетках растений. Происходит замена воды сложными органичес­кими веществами, чтобы не полопались клетки от мороза.

У животных баланс между уровнем теплопродукции (образование энергии) и теплоотдачи контролирует центр терморегуляции, который является частью системы центров гипоталамуса. Центр терморегуляции воспринимает сигналы терморецепторов кожи и подкожных тканей и термочувствительных нейронов гипоталамуса и осущест­вляет коррекцию температуры тела. Раздражение перифе­рических холодовых терморецепторов сопровождается уве­личением теплопродукции, главным образом благодаря интенсивному обмену веществ, появлению холодовой дрожи и уменьшению теплоотдачи за счет сужения кожных и подкожных кровеносных сосудов. У млекопитающих в терморегуляции принимают участие железы внутренней секреции.

Рефлекторные механизмы терморегуляции. У человека существуют специальные нервные и гуморальные механиз­мы терморегуляции.

Химическая терморегуляция происходит благодаря не­посредственным влияниям нервных импульсов на уровень образования тепла в мышцах и внутренних органах. Парал­лельно с этим происходит и перераспределение крови - основного переносчика тепла в организме - путем расши­рения или сужения сосудов кожи, увеличения или умень­шения отделения пота.

Регуляция постоянства температуры тела и обмен ве­ществ осуществляется высшим отделом центральной нерв­ной системы — корой головного мозга. Наблюдения на людях показали, что изменения теплоотдачи могут возни­кать по сигналам из внешней среды, при некоторых пси­хических состояниях.

Регуляция постоянства температуры тела и обмен ве­ществ осуществляется высшим отделом центральной нерв­ной системы — корой головного мозга. Наблюдения на людях показали, что изменения теплоотдачи могут возни­кать по сигналам из внешней среды, при некоторых пси­хических состояниях.

www.bioaa.info

Процесс терморегуляции у человека

Температура тела человека и высших животных поддерживается на относительно постоянном уровне, несмотря на колебания температуры окружающей среды. Это постоянство температуры тела носит название изотермии.

Изотермия свойственна только так называемым гомойотермным, или теплокровным животным. Изотермия отсутствует у пойкилотермных, или холоднокровных животных, температура тела которых переменна и мало отличается от температуры окружающей среды.

Изотермия в процессе развития организма развивается постепенно. У новорожденного ребенка способность поддерживать постоянство температуры тела слабая. Вследствие этого может наступить охлаждение (гипотермия) или перегревание (гипертермия) организма при таких температурах окружающей среды, которые не оказывают влияния на взрослого человека. Кроме того, даже небольшая мышечная работа, например связанная с длительным криком ребенка, может повысить температуру тела.

Температура — один из важнейших факторов, определяющих скорость и направление химических реакций. Суть обмена веществ —главного и неотъемлемого признака жизни — химические ферментативные реакции. Поэтому температура — одна из важнейших констант организма, которая поддерживается на строго постоянном уровне. Температура органов и тканей, как и всего организма в целом, зависит от интенсивности теплопродукции и от величины теплоотдачи.

Теплопродукция происходит вследствие непрерывно совершающихся экзотермических реакций. Эти реакции протекают во всех органах и тканях с разной степенью интенсивности. В тканях и органах, производящих активную работу — в мышечной ткани, печени, почках, выделяется большее количество тепла, чем в менее активных — соединительной ткани, костях, хрящах.

Теплоотдача — отдача тепла в окружающую среду, она идет постоянно и одновременно с процессом теплопродукции.

Потеря тепла осуществляется несколькими путями. Как любое нагретое тело, организм отдает тепло путем излучения. В условиях, когда температура окружающей среды ниже температуры тела, происходит отдача тепла путем конвекции — нагреванием воздуха или предметов, с которыми тело соприкасается. Наконец, теплоотдача осуществляется путем испарения воды — пота с поверхности тела. Часть тепла теряется с выдыхаемым воздухом, мочой и калом.

Температура разных органов различна. Так, печень, расположенная глубоко внутри тела и дающая большую теплопродукцию, имеет у человека более высокую и постоянную температуру (37,8—38°С) по сравнению с кожей, температура которой значительно ниже (на покрытых одеждой участках 29,5—33,9°С) и в большей мере зависит от окружающей среды. При этом различные участки кожной поверхности имеют разную температуру. Обычно температура кожи туловища и головы (33—34°С) выше температуры конечностей. Из изложенного следует, что понятие «постоянная температура тела» является условным. Лучше всего среднюю температуру организма как целого характеризует температура крови в наиболее крупных сосудах, так как циркулирующая в них кровь нагревается в активных тканях (тем самым охлаждая их) и охлаждается в коже (одновременно согревая ее).

О температуре тела человека судят обычно на основании ее измерения в подмышечной впадине. Здесь температура у здорового человека равна 36,5—З6,9°С. В клинике часто (особенно у грудных детей) измеряют температуру в прямой кишке, где она выше, чем в подмышечной впадине, и равна температуре у здорового человека в среднем 37,2—37,5°С.

Температура тела не остается постоянной, а колеблется в течение суток в пределах 0,5—0,7°С. Покой и сон понижают температуру, мышечная деятельность повышает ее. Максимальная температура тела наблюдается в 4—6 ч. вечера, минимальная — в 3—4 ч. утра.

Постоянство температуры тела у человека может сохраняться при условии равенства теплопродукции и теплоотдачи всего организма. Это достигается с помощью физиологических механизмов терморегуляции. Терморегуляция проявляется в форме взаимосочетания процессов теплопродукции и теплоотдачи, регулируемых нервно-эндокринным путем. Терморегуляцию принято разделять на химическую и физическую.

Химическая терморегуляция осуществляется путем изменения уровня теплообразования, т.е. усиления или ослабления интенсивности обмена веществ в клетках организма. Физическая терморегуляция осуществляется путем изменения интенсивности отдачи тепла.

Увеличение продукции тепла при сократительном термогонезе происходит за счет увеличения активности мышечной ткани. При сокращении скелетных произвольных мышц выработка тепла увеличивается. Существует особый вид мышечных сокращений — мышечная дрожь, при которой мышцы не совершают полезной работы и их сокращение направлено исключительно на выработку тепла.

При несократительном термогенезе меняется ход химических реакций. Не вся освобождающаяся в процессах диссимиляции энергия заключается в молекулы АТФ. Число синтезируемых молекул АТФ уменьшается, т.к. часть энергии сразу переходит в тепло. Организм согревается, но его рабочие возможности уменьшаются. Химическая терморегуляция, основанная на изменении обмена веществ, — слишком дорогая цена для поддержания температуры тела на постоянном уровне.

Химическая терморегуляция имеет важное значение для поддержания постоянства температуры тела, как в нормальных условиях, так и при изменении температуры окружающей среды. Механизмы химической терморегуляции включаются тогда, когда органам подвергается длительному и сильному охлаждению.

У человека отмечается усиление теплопродукции вследствие увеличения интенсивности обмена веществ, если температура окружающей среды становится ниже оптимальной температуры или зоны комфорта. При обычной легкой одежде эта зона находится в пределах 18—20°С, а для обнаженного человека — 28°С.

Наиболее интенсивная теплопродукция в организме происходит в мышцах. Даже если человек лежит неподвижно, но с напряженной мускулатурой, окислительные процессы, а вместе с тем и теплопродукция повышаются на 10%. Небольшая двигательная активность ведет к увеличению теплообразования на 50—80%, а тяжелая мышечная работа — на 400—500%.

В условиях холода теплообразование в мышцах увеличивается, даже если человек находится в неподвижном состоянии. Это обусловлено тем, что охлаждение поверхности тела, действуя на рецепторы, воспринимающие холодовое раздражение, рефлекторно обуславливает беспорядочные непроизвольные сокращения мышц, проявляющиеся в виде дрожи (озноб). При этом обменные процессы организма значительно усиливаются, увеличивается потребление кислорода и углеводов мышечной тканью, что и влечет за собой повышение теплопродукции.

В химической терморегуляции, кроме мышц, значительную роль играют печень и почки.

Освобождение энергии в организме совершается за счет окислительного распада белков, жиров и углеводов. Поэтому все механизмы, которые регулируют окислительные процессы, регулируют и теплопродукцию.

Физическая терморегуляция появилась на более поздних этапах эволюции. Ее механизмы не затрагивают процессов клеточного обмена. Механизмы физической терморегуляции включаются рефлекторно и имеют как любой рефлекторный механизм три основных компонента. Во-первых, это рецепторы, воспринимающие изменение температуры внутри организма или окружающей среды. Второе звено — это центр терморегуляции. Третье звено — эффекторы, которые изменяют процессы теплоотдачи, сохраняя температуру тела на постоянном уровне. В организме, кроме потовой железы, нет собственных эффекторов рефлекторного механизма физической терморегуляции.

Физическая терморегуляция — это регуляция теплоотдачи. Ее механизмы обеспечивают поддержание температуры тела на постоянном уровне как в условиях, когда организму грозит перегрев, так и при охлаждении.

Физическая терморегуляция осуществляется путем изменений отдачи тепла организмом. Особо важное значение она приобретает в поддержании постоянства температуры тела во время пребывания организма в условиях повышенной температуры окружающей среды.

Теплоотдача осуществляется путем теплоизлучения (радиационная теплоотдача), конвекции, т. е. движения и перемешивания нагреваемого телом воздуха, теплопроведения, т.е. отдачи тепла веществом, соприкасающимся с поверхностью тела. Характер отдачи тепла телом изменяется в зависимости от интенсивности обмена веществ.

Потере тепла препятствует тот слой неподвижного воздуха, который находится между одеждой и кожей, так как воздух плохой проводник тепла. В значительной степени препятствует теплоотдаче слой подкожной жировой клетчатки в связи с малой теплопроводностью жира.

Температура кожи, а следовательно интенсивность теплоизлучения и теплопроведения могут изменяться в холодных или жарких условиях внешней среды в результате перераспределения крови в сосудах и при изменении объема циркулирующей крови.

На холоде кровеносные сосуды кожи, главным образом артериолы, сужаются; большее количество крови поступает в сосуды брюшной полости и тем самым ограничивается теплоотдача. Поверхностные слои кожи, получая меньше теплой крови, излучают меньше тепла, поэтому теплоотдача уменьшается. Кроме того, при сильном охлаждении кожи происходит открытие артериовенозных анастомозов, что уменьшает количество крови, поступающей в капилляры, и тем самым препятствует теплоотдаче.

Перераспределение крови, происходящее на холоде, — уменьшение количества крови, циркулирующей через поверхностные сосуды, и увеличение количества крови, проходящей через сосуды внутренних органов, — способствует сохранению тепла во внутренних органах, температура которых поддерживается на постоянном уровне.

При повышении температуры окружающей среды сосуды кожи расширяются, количество циркулирующей в них крови увеличивается. Возрастает также объем циркулирующей крови во всем организме вследствие перехода воды из тканей в сосуды, а также потому, что селезенка и другие кровяные депо выбрасывают в общий кровоток дополнительное количество крови. Увеличение количества крови, циркулирующей через сосуды поверхности тела, способствует теплоотдаче посредством радиации и конвекции. Для сохранения постоянства температуры тела при высоких температурах окружающей среды имеет значение и потоотделение, происходящее за счет теплоотдачи в процессе испарения воды.

Регуляторные реакции, обеспечивающие сохранение постоянства температуры тела, представляют собой сложные рефлекторные акты, которые возникают в ответ на температурное раздражение рецепторов.

Рецепторы, с которых запускаютсярефлекторные механизмы химической и физической терморегуляции, подразделяются на рецепторы, реагирующие на тепло и холод, или тепловые и холодовые терморецепторы. Они располагаются как на поверхности, так и внутри тела. Из поверхностных особенно важны терморецепторы кожи, из внутренних — терморецепторы гипоталамуса.

Центральный механизм системы терморегуляции состоит из ряда отделов центральной нервной системы, начиная от спинного мозга и до коры больших полушарий головного мозга включительно. Ее главный отдел расположен в гипоталамусе и подразделяется на центр теплопродукции и центр теплоотдачи. Импульсы из гипоталамуса поступают по нисходящим путям к центрам вегетативной нервной системы, расположенным в продолговатом и спинном мозге, или к нейронам, иннервирующим поперечно-полосатые мышцы. Затем по вегетативным и соматическим нервам информация идет к эффекторам терморегуляции: мышцам, потовым железам, центрам дыхательной и сердечно-сосудистой систем, изменяя их функции в интересах сохранения или отдачи тела. Благодаря связям структур гипоталамуса и гипофиза, центральные структуры терморегуляции через железы внутренней секреции нейрогуморальным путем могут влиять на интенсивность обмена веществ в клетках, увеличивая теплопродукцию. Это, безусловно, рефлекторные механизмы регуляции температуры тела. Тесные связи гипоталамических центров с корой головного мозга обеспечивают условно-рефлекторную регуляцию процессов терморегуляции, тонкое приспособительное изменение деятельности всех органов, принимающих участие в терморегуляции в ответ на многообразные изменения внешней среды.

Единственным собственным эффектором — исполнителем физической терморегуляции — является потовая железа. Потоотделение — наиболее мощный физиологический механизм отдачи тепла, т.е. охлаждения. Человек в спокойном состоянии теряет путем испарения влаги, выделившейся при потоотделении, около 20% тепла, а при мышечной работе — до 80%. Интенсивность процесса испарения зависит от многих факторов: состояния организма, окружающей температуры, движения воздуха и его влажности. Испарение воды — важный фактор физической терморегуляции. Помимо собственного эффектора потовой железы, оно осуществляется и выделением воды при дыхании и испарением ее с поверхности дыхательных путей. Таким образом, дыхательная система — один из важнейших эффекторов физической терморегуляции. Изменение частоты и глубины дыхательных движений — тепловая одышка, возникающая в условиях воздействия на организм высокой температуры, — важный механизм терморегуляции у человека. Один из самых важных эффекторов физической терморегуляции — сердечно-сосудистая система, которая решает задачи как теплоотдачи, так и теплосохранения, и поэтому вовлекается в процессы терморегуляции и в условиях, грозящих организму перегревом и охлаждением. Тепло отдается в окружающую среду с поверхности тела — кожи, подкожной жировой клетчатки и частично прилегающих мышц. Изменение диаметра сосудов этих органов приводит к перераспределению количества «нагретой» циркулирующей крови. В условиях, когда теплоотдачу необходимо уменьшить, происходит сужение сосудов, количество, крови поступающей к поверхности тела, уменьшается, и нагретая кровь, проходя через артериовенозные анастомозы, стекает в сосуды внутренних органов. Температура поверхности тела понижается, и уменьшается отдача тепла путем теплоизлучения и конвекции. В условиях, требующих повышения теплоотдачи, расширение сосудов приводит к увеличению притока «горячей» крови к поверхности тела, и теплоотдача увеличивается. Одновременно в этих условиях возрастает и потоотделение.



biofile.ru

Температура тела человека, ее регуляция. Терморегуляция тела

Теплообразования в организме

text_fields

text_fields

arrow_upward

Величина теплообразования в организме зависит от интенсивности обмена в органах и тканях, то в тех из них, где обменные процессы протекают с большой скоростью, образуется большее количество тепла.

Но ткани тела человека обладают невысокой теплопроводностью и при помощи теплопроведения передача тепла от ткани к ткани происходит в небольших количествах и с малой скоростью. Решающую роль в изъятии тепла от тканей, продуцирующих его в больших количествах, и предупреждения их перегревания играет кровь. Обладая высокой теплоемкостью, кровь переносит к тканям с низким уровнем теплообразования отнятое тепло и, таким образом, содействует выравниванию уровня температуры в различных частях тела. Подобным способом, за счет усиления или ослабления кровотока, направленного к поверхностным тканям, осуществляется со­гревание   или   охлаждение   поверхности  тела.

Поскольку тепло отдается в окружающую среду главным образом через кожу, температура поверхностных тканей («оболочки»), как правило, ниже температуры более глубоких тканей («ядра»).

Темпе­ратура поверхностных тканей тоже неравномерна — она выше на участках тела, прикрытых одеждой и хорошо васкуляризованных. Температура поверхности тела зависит, с одной стороны, от интен­сивности переноса к ней тепла кровью из глубоких частей тела, а с другой — от охлаждающего или согревающего действия темпера­туры внешней среды. Таким образом, можно говорить о «пойкилотермной» оболочке тела человека.

Температура глубоких тканей тела за счет теплопереноса кровью распределена более равномерно и составляет около 36,7-37,0°С.

Распределение температуры в различных областях телаРис. 11.1. Распределение температуры в различных областях тела в условиях холода (А) и тепла (Б).

Ее суточные колебания в условиях относительного покоя организма находятся в пределах ГС. Поэтому говорят о гомойотермном «ядре» тела человека. В это понятие включают ткани человеческого тела, расположенные на глубине 1 см от поверхности и глубже. В тканях печени, мозга, почек температура несколько выше, чем в других тканях внутренних органов.

Температура дистальных отделов верх­них и нижних конечностей ниже, чем температура их проксималь­ных отделов и глубоких тканей тела. Относительное постоянство температуры сохраняется в большей массе глубоких тканей человека, если организм находится в среде с температурой 25-26°С.

Это зна­чение температуры для легко одетого человека называют термо­нейтральной зоной или температурой комфорта. При охлаждающем действии температуры внешней среды масса глубоких тканей, в которых поддерживается относительно постоянная температура, уменьшается, а при согревании — возрастает (рис.11.1).

При изменении температуры глубоких тканей в течение суток обнаруживается определенная закономерность ее колебания (рис.11.2).

Суточные колебания температуры телаРис. 11.2. Суточные колебания температуры тела (ректальной)

Максимального значения температура тела достигает в 18-20 часов и снижается до своего минимума во время ночного сна, к 4-6 часам утра.

Наиболее близко среднее значение температуры «ядра» тела отра­жает температура крови в полостях сердца, аорте и других крупных сосудах. В наименьшей степени, по сравнению с другими органами и тканями, колеблется значение температуры головного мозга. Однако, изменение температуры в этих частях тела человека по по­нятным причинам приводиться не может. Поэтому для практических целей в качестве показателя температуры глубоких тканей тела ис­пользуют такие  достаточно доступные для  ее  измерения  значения, как ректальная температура, подъязычная и подмышечная темпера­тура, температура в наружном слуховом проходе у барабанной пере­понки. Очевидно, что подобные измерения в каждом из перечисленных участков тела имеют свои особенности и ограничения, а полученные величины температур лишь в большей или меньшей степени  отражают температуру глубоких тканей.

Регуляция температуры тела

text_fields

text_fields

arrow_upward

Под терморегу­ляцией понимают совокупность физиологических и психофизиологи­ческих механизмов и процессов, деятельность которых направлена на поддержание относительного постоянства температуры тела. Как у человека, так и у других теплокровных животных на относительно постоянном уровне поддерживается температура «ядра» тела. Это достигается с помощью баланса между количеством продуцируемого в единицу времени тепла и количеством тепла, рассеиваемого ор­ганизмом  за то  же  время  в  окружающую среду (рис.11.3).

Терморегуляция тела

Схема механизмов регуляции теплообмена организмаРис. 11.3. Схема механизмов регуляции теплообмена организма

Восприятие и анализ температуры

text_fields

text_fields

arrow_upward

Осуществление метаболических превращений и функций клеток на зависит от тем­пературы, поэтому любая клетка в определенной степени обладает температурной чувствительностью. Обнаружены сенсорные нервные клетки и их нервные отростки, характеризующиеся особо высокой чувствительностью к температурным воздействия. Такие клетки, хотя морфологически они как особый вид не описаны, выполняют функ­ции терморецепторов. Температурная рецепция осуществляется и окончаниями   тонких   чувствительных   нервных   волокон   типа   С   и  А (дельта), которые существуют в различных частях тела. Терморецепто­ры имеются в коже, мышцах, сосудах, во внутренних органах, ды­хательных путях, в спинном мозге и других отделах нервной сис­темы. Холодо- и теплочувствительные нейроны располагаются в ме­диальной преоптической области переднего гипоталамуса. Воспри­ятие температурных раздражений и формирование температурных ощущений осуществляется с помощью кожных Холодовых рецепторов (повышают частоту импульсации на охлаждение и снижает ее на нагревание) и тепловых рецепторов (реагируют на изменение тем­пературы противоположным образом, нежели холодовые рецепторы). На поверхности тела количественно преобладают холодочувствитель-ные,  а в гипоталамусе  — теплочувствительные терморецепторы.

Афферентный поток нервных импульсов от периферических тер­морецепторов поступает через задние корешки спинного мозга к вставочным нейронам задних рогов. Затем, главным образом, по спиноталамическому тракту этот поток импульсов достигает перед­них ядер таламуса и после переключения проводится в соматосен-сорную кору больших полушарий. Эта часть температурного анали­затора обеспечивает в основном возникновение и топическую лока­лизацию субъективных температурных ощущений типа: «холодно», «прохладно», «тепло», «температурный комфорт» или «дискомфорт», Жарко».  На их основе формируются терморегуляторные реакции.

Часть афферентного потока нервных импульсов от периферичес­ких терморецепторов кожи и внутренних органов поступает из спин­ного мозга по более древним восходящим (спиноталамическому и спиноретикулярному) трактам в ретикулярную формацию, неспеци­фические ядра таламуса, в ассоциативные зоны коры головного мозга и медиальную преоптическую область гипоталамуса.

Центральные механизмы регуляции теплооб­мена

text_fields

text_fields

arrow_upward

Регуляция теплообмена, а следовательно, и температуры тела, осуществляется, главным образом, центром терморегуляции, ло­кализующимся в медиальной преоптической области переднего ги­поталамуса и заднем гипоталамусе. Разрушение этого участка гипо­таламуса или нарушение его нервных связей посредством перерезки на уровне среднего мозга в экспериментах на животных ведет к тому, что у гомойотермных организмов нарушается контроль за температурой тела. В терморегуляторном центре обнаружены раз­личные по функциям группы нервных клеток — термочувствитель­ные нейроны; клетки, «задающие» уровень поддерживаемой в организме температуры тела («установочную точку» терморегуляции), в переднем гипоталамусе; эффекторные нейроны, управляющие про­цессами теплопродукции и теплоотдачи,  в заднем гипоталамусе.

Термочувствительные нервные клетки непосредственно «измеряют» температуру артериальной крови, протекающей через мозг. Эти клет­ки способны различать разницу температуры в 0,011°С. Афферент­ный поток нервных импульсов от терморецепторов кожи, термочув­ствительных нервных клеток внутренних органов, спинного мозга и других частей тела поступает также в преоптическую область гипоталамуса. На основе анализа и интеграции информации о значении температуры крови и периферических тканей здесь непрерывно определяется  среднее значение температуры тела.

Данные от температуре тела передаются в группу нервных клеток гипоталамуса, задающих в данном организме уровень регулируемой температуры тела,  —  «установочную точку» терморегуляции.

На основе анализа и сравнения значений средней температуры тела и заданной величины    температуры, подлежащей регулированию, механизмы «установочной точки» через эффекторные нейроны заднего гипоталамуса воздействуют на процессы теплоотдачи или теплопродукции, чтобы привести в соответствие фактическую и за­данную температуру. Посредством центра терморегуляции устанав­ливается равновесие между теплопродукцией и теплоотдачей, позволяющее поддерживать температуру тела в определенных пределах.

В нейрональных механизмах, обеспечивающих интеграцию темпе­ратурной афферентации и оценку текущей температуры тела, уча­ствуют норадреналин и серотонин. В механизмах, определяющих «установочную точку», играют роль ацетилхолин и соотношение в гипоталамусе концентраций ионов натрия и кальция. В эффекторных механизмах теплопродукции и теплоотдачи ведущая роль при­надлежит норадреналину и ацетилхолину. В центральных механиз­мах регуляции теплоообмена в нормальных условиях простагландины не имеют существенного значения. Однако при развитии лихора­дочных состояний в ответ на действие пирогенов простагландины, по-видимому, приобретают роль своеобразных медиаторов в изме­нении  «установочной точки» терморегуляции.

Эффекторные механизмы теплообмена

text_fields

text_fields

arrow_upward

В тер­монейтральных условиях внешней среды баланс теплопродукции и теплоотдачи и поддержание температуры тела достигается преиму­щественно с помощью сосудодвигательных реакций. Если в центре терморегуляции величины средней интегральной температуры тела и установленной регулируемой температуры не совпадают, включаются эффекторные механизмы, которые через изменения кровотока в со­судах поверхности тела изменяют в необходимом направлении ве­личину теплоотдачи организма. При отклонении средней интеграль­ной температуры тела в этих условиях на небольшую величину от установочной температуры имеющиеся различия легко компенсиру­ются за счет изменения интенсивности отдачи тепла без существен­ного изменения теплопродукции. Это достигается посредством сим­патических влияний на просвет сосудов поверхности тела и как результат большего или меньшего переноса кровью тепла из «ядра» тела к «оболочке» и его рассеяния физическими механизмами. Если уровень средней интегральной температуры тела, несмотря на рас­ширение поверхностных сосудов, устойчиво превышает величину ус­тановочной температуры (например, в условиях высокой внешней температуры), происходит резкое усиление потоотделения. Эта реак­ция также контролируется симпатической нервной системой через выделение из окончаний нервных волокон ацетилхолина. Испарение влаги с поверхности тела и поведенческие реакции приобретают в усилении теплоотдачи ведущее значение.

В случаях, когда, несмотря на сужение поверхностных сосудов и минимальное потоотделение, уровень средней интегральной темпе­ратуры становится ниже, чем величина установочной температуры (это имеет место, например, при действии на организм низкой внешней температуры), активизируются процессы теплопродукции. Уровень теплопродукции в организме контролируется нейронами заднего отдела гипоталамуса и осуществляется посредством соматических и симпатических нервных волокон, а также при участии ряда гормонов и биологически активных веществ.

Так, при увеличении притока афферентных нервных импульсов от холодовых рецепторов кожи в гипоталамус первоначально возрастает терморегуляционная мышечная активность. В результате возбуждения нейроны дорсомедиальной области гипоталамуса посылают через «центральный дрожательный путь», ядра двигательной системы сред­него и продолговатого мозга, поток эфферентных нервных импуль­сов к мотонейронам спинного мозга. Последние в ответ осущест­вляют ритмическую посылку эффекторных нервных импульсов к скелетным мышцам шеи, туловища, проксимальных отделов конеч­ностей. Первоначально это проявляется в увеличении амплитуды и частоты электромиографической активности, росте тонического на­пряжения мышцы, однако видимых сокращений мышца при этом не совершает. В терморегуляционный тонус последовательно вовлека­ются мышцы подбородка, шеи, верхнего плечевого пояса, туловища, сгибатели конечностей. Последним объясняется принятие опреде­ленной позы (сворачивание в клубок), уменьшающей площадь по­верхности тела, контактирующей с внешней средой, и снижающей интенсивность теплоотдачи.

При продолжающемся охлаждении организма, когда начинается снижение его внутренней температуры, повышение тонуса мышц переходит в качественно новое состояние — возникают непроизво­льные периодические сокращения скелетной мускулатуры, получив­шие название холодовой дрожи. В этом случае совершается сравни­тельно небольшая механическая работа, и почти вся метаболическая энергия в мышце освобождается в виде тепла. Скорость метаболиз­ма и теплообразования в мышцах при холодовой дрожи может воз­растать почти в 5 раз по сравнению с метаболизмом и теплообра­зованием в них в условиях  относительного покоя.

В условиях холода посредством симпатической нервной системы, через ее медиатор норадреналин, стимулируется липолиз в жировой ткани. В кровоток выделяются и в последующем окисляются с образованием большого количества тепла свободные жирные кисло­ты. Норадреналин и адреналин вызывают быстрое, но непродолжи­тельное повышение теплопродукции. Более продолжительное усиле­ние обменных процессов достигается под влиянием гормонов щи­товидной железы — тироксина и трийодтиронина.

Если, несмотря на активацию обмена веществ, величина тепло­продукции организма становится меньше величины теплоотдачи, возникает понижение температуры тела, получившее название гипо­термии.

Противоположное состояние организма, сопровождающееся- по­вышением температуры тела, — гипертермия, имеет место, когда интенсивность теплопродукции превышает способность организма отдавать тепло в окружающую среду посредством имеющихся спо­собов теплоотдачи.

Гипертермия наиболее легко развивается в усло­виях действия на организм внешней температуры, превышающей 37°С при 100% влажности воздуха, когда испарение пота или влаги с поверхности тела становится невозможным. В случае продолжи­тельной гипертермии может развиваться «тепловой удар». Это со­стояние организма характеризуется покраснением кожи в результате расширения периферических сосудов, отсутствием потоотделения, признаками нарушения функций центральной нервной системы (на­рушение ориентации, бред, судороги). В более легких случаях ги­пертермии может проявиться тепловой обморок, когда в результате резкого расширения периферических сосудов происходит падение ар­териального давления.

Как при гипотермии, так и при гипертермии имеет место нару­шение основного условия поддержания постоянства температуры тела — баланса теплопродукции и теплоотдачи. Изменение темпера­туры тела при этих состояниях осуществляется вопреки «усилиям» центра терморегуляции и других механизмов системы терморегуля­ции удержать нормальную температуру тела.

Лихорадка

text_fields

text_fields

arrow_upward

Организмам присуще особая ответ­ная реакция на попадание во внутреннюю среду чужеродных ве­ществ — лихорадка.

Лихорадка — это состояние организма, при котором центр термо­регуляции стимулирует повышение температуры тела.

Это достигается перестраиванием механизма «установочной точки» на более высокую, чем в норме температуру регуляции. Группа нейронов, осуществля­ющих анализ текущей средней температуры тела и ее сравнение с новым, более высоко установленным значением, воспринимает нор­мальную температуру ядра тела, как низкую. Включаются механизмы, активизирующие теплопродукцию (повышение терморегуляционного тонуса мышц, мышечная дрожь) и снижающие интенсивность тепло­отдачи (сужение сосудов поверхности тела, принятие позы, умень­шающей площадь соприкосновения поверхности тела с внешней сре­дой). Хотя субъективно в это время человек ощущает озноб, на самом деле температура тела повышается и вскоре достигает нового, уста­новленного центром уровня регуляции. С этого момента начинается уравновешивание процессов выработки и отдачи тепла. В результате дрожь, как один из наиболее эффективных способов теплопродукции, исчезает, расширяются поверхностные сосуды, повышается температура кожи и поверхностных тканей. С момента, когда в организме дости­гается регулируемый механизмами терморегуляции баланс интенсив-ностей теплопродукции и теплоотдачи, ощущается прилив тепла и исчезает ощущение озноба.

Переход «установочной точки» на более высокий уровень проис­ходит в результате действия на соответствующую группу нейронов преоптической области гипоталамуса эндогенных пирогенов — ве­ществ вызывающих подъем температуры тела. Эндогенными пирогенами являются пептиды: интерлейкин-1 в формах А и В, фактор некроза опухолей, интерлейкин-6, а-интерферон и другие. Наличие в организме ряда дублирующих друг друга эндопирогенных факторов свидетельствует  о  том,  что  вызываемая  ими лихорадка  играет для организма важную защитную роль.

Система терморегуляции использует для осуществления своих функций компоненты других регулирующих систем. 

Читайте также:

Читайте также:

doctor-v.ru


Смотрите также