Поняття про терморегуляції

Терморегуляція (від термо. І лат. Regulo - регулюю), терморегуляція, здатність людини, ссавців тварин і птахів підтримувати температуру мозку і внутрішніх органів у вузьких певних кордонах, незважаючи на значні коливання температури зовнішнього середовища і власної теплопродукції.

Хімічна терморегуляція має важливе значення для підтримання сталості температури тіла як в нормальних умовах, так і при зміні температури навколишнього середовища. У людини посилення теплоутворення внаслідок збільшення інтенсивності обміну речовин відзначається, зокрема, тоді, коли температура навколишнього середовища стає нижче оптимальної температури, або зони комфорту. Для людини в звичайній легкому одязі ця зона знаходиться в межах 18-20 ° С, а для оголеного дорівнює 28 ° С.

Оптимальна температура під час перебування у воді вище, ніж на повітрі. Це обумовлено тим, що вода, що володіє високою теплоємністю і теплопроводностью.Наіболее інтенсивне теплоутворення в організмі відбувається в м'язах. Навіть якщо людина лежить нерухомо, але з напруженою мускулатурою, інтенсивність окислювальних процесів, а разом з тим і теплоутворення підвищуються на 10%. Невелика рухова активність веде до збільшення теплоутворення на 50-80%, а важка м'язова робота - на 400- 500%.

В умовах холоду теплоутворення в м'язах збільшується, навіть якщо людина знаходиться в нерухомому стані. Це обумовлено тим, що охолодження поверхні тіла, діючи на рецептори, що сприймають холодовий роздратування, рефлекторно збуджує безладні мимовільні скорочення м'язів, які проявляються у вигляді тремтіння (озноб). При цьому обмінні процеси організму значно посилюються, збільшується споживання кисню і вуглеводів м'язовою тканиною, що і спричиняє за собою підвищення теплоутворення. Навіть довільна імітація тремтіння збільшує теплоутворення на 200%. .

Збільшення теплоутворення, пов'язане з довільної і мимовільної (тремтіння) м'язової активністю, називаютсократітельним термогенезом. Поряд з цим зростає рівень теплоутворення і в інших тканинах. Особливе місце займає так званий бурий жир, кількість якого значно у новонароджених. Бурого відтінку жиру надається більш значним числом закінчень симпатичних нервових волокон і великим числом мітохондрій. За рахунок високої швидкості окислення жирних кислот в бурої жирової тканини процес теплоутворення йде набагато швидше, ніж у звичайній, і майже без синтезу макроергів. Цей механізм термінового теплотворення отримав назву «несократітельного термогенез».

У хімічній терморегуляції значну роль відіграють також печінка і нирки. Температура крові печінкової вени вище температури крові печінкової артерії, що вказує на інтенсивне теплоутворення в цьому органі. При охолодженні тіла теплопродукція в печінці зростає.

Звільнення енергії в організмі відбувається за рахунок окислювального розпаду білків, жирів і вуглеводів, тому всі механізми, які регулюють окислювальні процеси, регулюють і теплоутворення.

Фізична терморегуляція здійснюється шляхом змін віддачі тепла організмом. Особливо важливе значення вона набуває в підтримці сталості температури тіла під час перебування організму в умовах підвищеної температури навколишнього середовища.

Тепловіддача здійснюється шляхом тепловипромінювання (радіаційна тепловіддача), або конвекції, т. Е. Руху і переміщення нагрівається теплом повітря, теплопроведения, т. Е. Віддачі тепла речовин, безпосередньо стикаються з поверхнею тіла, і випаровування води з поверхні шкіри і легенів.

У людини в звичайних умовах втрата тепла шляхом тепло проведення має невелике значення, так як повітря і одяг є поганими провідниками тепла. Радіація, випаровування і конвекція протікають з різною інтенсивністю в залежності від температури навколишнього середовища. У людини в стані спокою при температурі повітря близько 20 ° С і сумарної тепловіддачі, що дорівнює 419 кДж (100 ккал) на годину, за допомогою радіації втрачається 66%, випаровування води - 19%, конвекції - 15% від загальної втрати тепла організмом. При підвищенні температури навколишнього середовища до 35 ° С тепловіддача за допомогою радіації і конвекції стає неможливою, і температура тіла підтримується на постійному рівні виключно за допомогою випаровування води з поверхні шкіри і альвеол легенів.

Характер віддачі тепла тілом змінюється в залежності від інтенсивності обміну речовин. При збільшенні теплоутворення в результаті м'язової роботи зростає значення тепловіддачі, що здійснюється за допомогою випаровування води. Одяг зменшує тепловіддачу. Втрати тепла перешкоджає той шар нерухомого повітря, який знаходиться між одягом і шкірою, так як повітря - поганий провідник тепла. Теплоізоляційні властивості одягу тим вище, чим дрібніше пористого її структури, яка містить повітря. ° С. Навпаки, оголене тіло втрачає тепло, так як повітря на його поверхні весь час змінюється. Тому температура шкіри оголених частин тіла набагато нижче, ніж одягнених.

Температура шкіри, а отже, інтенсивність тепловипромінювання і теплопроведения можуть змінюватися в результаті перерозподілу крові в судинах і при зміні обсягу циркулюючої крові.

На холоді кровоносні судини шкіри, головним чином артеріоли, звужуються. При підвищенні температури навколишнього середовища судини шкіри розширюються, кількість циркулюючої в них крові збільшується. Зростає також об'єм циркулюючої крові у всьому організмі внаслідок переходу води з тканин в судини, а також тому, що селезінка та інші кров'яні депо викидають в загальний кровотік додаткову кількість крові. Збільшення кількості крові, що циркулює через судини поверхні тіла, сприяє тепловіддачі за допомогою радіації і конвекції.

Для збереження сталості температури тіла людини при високій температурі навколишнього середовища основне значення має випаровування поту з поверхні шкіри.

інтенсивно потовиділення відбувається при високій навколишній температурі під час м'язової роботи, коли зростає теплоутворення в самому організмі. При високій температурі навколишнього середовища дихальний центр рефлекторно збуджується. при низькій - пригнічується, дихання стає менш глибоким.

До проявів фізичної терморегуляції слід віднести також зміна положення тіла. Коли собаці або кішці холодно, вони згортаються в клубок, зменшуючи тим самим поверхню тепловіддачі; коли жарко, тварини, навпаки, беруть положення, при якому поверхня тепловіддачі максимально зростає.