Терморегуляція - лекція 15

Обмін теплової енергії між організмом і навколишнім середовищем називається теплообміном. Один з показників теплообміну - температура тіла, яка залежить від двох чинників: освіти тепла, тобто від інтенсивності обмінних процесів в організмі, і віддачі тепла в навколишнє середовище.

Тварини, температура тіла яких змінюється в залежності від температури зовнішнього середовища, називаються пойкілотермнимі. або холоднокровними. Тварини з постійною температурою тіла називаються гомойотермним (теплокровними). Сталість температури тіла називається Ізотерм. Про на забезпечує незалежність обмінних процесів в тканинах і органах від коливань температури навколишнього середовища.

Температура тіла людини.

Температура окремих ділянок тіла людини різна. Найбільш низька температура шкіри відзначається на кистях і стопах, найвища - в пахвовій западині, де її зазвичай і визначають. У здорової людини температура в цій області дорівнює 36-37 ° С. Протягом доби спостерігаються невеликі підйоми і спади температури тіла людини відповідно до добового біоритму: мінімальна температура відзначається в 2 - 4 год ночі, максимальна - в 16-19 год.

Температурамишечнойткані в стані спокою і роботи може коливатися в межах 7 ° С. Температура внутрішніх органів зависитот інтенсивності обменнихпроцессов. Найбільш інтенсівнообменние процеси протекаютв печінки, яка є «найгарячішим» органом тіла: температура в тканинах печінки дорівнює 38-38,5 ° с.Температура в прямій кишці становить 37-37,5 ° С. Однак вона може коливатися в межах 4-5 ° С в залежності від наявності в ній калових мас, кровонаповнення її слизової та інших причин. У бігунів на великі (марафонські) дистанції в кінці змагань температура в прямій кишці може підвищуватися до 39-40 ° С.

Здатність підтримувати температуру на постійному рівні забезпечується за рахунок взаємопов'язаних процесів - теплоутворення і виділення тепла з організму в зовнішнє середовище. Якщо теплоутворення одно тепловіддачі, то температура тіла залишається постійною. Процес утворення тепла в організмі отримав назву хімічної терморегуляції. процес, який би видалення тепла з організму, - фізичної терморегуляції.

Хімічна терморегуляція. Тепловий обмін в організмі тісно пов'язаний з енергетичним. При окисленні органічних речовин виділяється енергія. Частина енергії йде на синтез АТФ. Ця потенційна енергія може бути використана організмом в подальшій його діяльності. Джерелом тепла в організмі є всі тканини. Кров, протікаючи через тканини, нагрівається.

Підвищення температури навколишнього середовища викликає рефлекторне зниження обміну речовин, внаслідок цього в організмі зменшується теплоутворення. При зниженні температури навколишнього середовища рефлекторно збільшується інтенсивність метаболічних процесів і посилюється теплоутворення. Більшою мірою збільшення теплоутворення відбувається за рахунок підвищення м'язової активності. Мимовільні скорочення м'язів (тремтіння) є основною формою підвищення теплоутворення. Збільшення теплоутворення може відбуватися в м'язовій тканині і за рахунок рефлекторного підвищення інтенсивності обмінних процесів - несократітельного м'язовий термогенез.

Фізична терморегуляція. Цей процес здійснюється за рахунок віддачі тепла в навколишнє середовище шляхом конвекції (теплопроведения), радіації (теплоизлучения) і випаровування води.

Конвекція - безпосередня віддача тепла прилеглим до шкіри предметів або частинок середовища. Віддача тепла тим інтенсивніше, чим більша різниця температур між поверхнею тіла і навколишнім повітрям.

Тепловіддача збільшується при русі повітря, наприклад при вітрі. Інтенсивність віддачі тепла багато в чому залежить від теплопровідності навколишнього середовища. У воді віддача тепла відбувається швидше, ніж на повітрі. Одяг зменшує або навіть припиняє Теплопроведение.

Радіація - виділення тепла з організму відбувається шляхом інфрачервоного випромінювання з поверхні тіла. За рахунок цього організм втрачає основну масу тепла. Інтенсивність теплопроведения і тепловипромінювання багато в чому визначається температурою шкіри. Тепловіддачу регулює рефлекторна зміна просвіту шкірних судин. При підвищенні температури навколишнього середовища відбувається розширення артеріол і капілярів, шкіра стає теплою і червоною. Це збільшує процеси теплопроведения і тепловипромінювання. При зниженні температури повітря артеріоли і капіляри шкіри звужуються. Шкіра стає блідою, кількість протікає через її судини крові зменшується. Це призводить до зниження її температури, тепловіддача зменшується, і організм зберігає тепло.

Випаровування води з поверхні тіла (2 / з вологи), а також в процесі дихання (1 / з вологи). Випаровування води з поверхні тіла відбувається при виділенні поту. Навіть при повній відсутності видимого потовиділення через шкіру випаровується в добу до 0,5 л води - невидиме потовиділення. Випаровування 1 л поту у людини з масою тіла 75 кг може знизити температуру тіла на 10 ° С.

У стані відносного спокою доросла людина виділяє в зовнішнє середовище 15% тепла шляхом теплопроведения, близько 66% за допомогою тепловипромінювання і 19% за рахунок випаровування води.

В середньому людина втрачає за добу близько 0,8 л поту, а з ним 500 ккал тепла.

При диханні людина також виділяє щодоби близько 0,5 л води.

При низькій температурі навколишнього середовища (15 ° С і нижче) близько 90% добової тепловіддачі відбувається за рахунок теплопроведения і тепловипромінювання. У цих умовах видимого потовиділення не відбувається.

При температурі повітря 18-22 ° С тепловіддача за рахунок теплопровідності і тепловипромінювання зменшується, але збільшується втрата тепла організмом шляхом випаровування вологи з поверхні шкіри. При великій вологості повітря, коли випаровування води утруднене, може виникнути перегрівання тіла і розвинутися тепловойудар.

Малопроникними для парів води одяг перешкоджає ефективному потовиділенню і може служити причиною перегрівання організму людини.

У жаркіхстранах, при тривалих походах, вгорячіхцехах людина втрачає велику колічествожідкості з потом.Прі цьому з'являється чувствожажди, яка не вгамовується пріемомводи. Етосвязано з тим, що спотом втрачається велика кількість мінеральних солей. Якщо додати до питної води сіль, то почуття жаждиісчезнетісамочувствіе людей покращиться.

Центри регуляції теплообміну.

Терморегуляція здійснюється рефлекторно. Коливання температури навколишнього середовища сприймаються терморецепторами. У великій кількості терморецептори розташовуються в шкірі, в слизовій оболонці порожнини рота, верхніх дихальних шляхах. Виявлено терморецептори у внутрішніх органах, венах, а також в деяких утвореннях центральної нервової системи.

Терморецептори шкіри дуже чутливі до коливань температури навколишнього середовища. Вони збуджуються при підвищенні температури середовища на 0,007 ° С і зниженні - на 0,012 ° С.

Нервові імпульси, що виникають в терморецепторами, по аферентні нервових волокнах надходять у спинний мозок. По провідних шляхах вони досягають зорових горбів, а від них йдуть в гипоталамическую область і до кори великого мозку. В результаті виникають відчуття тепла або холоду.

У спинному мозку знаходяться центри деяких терморегуляторних рефлексів. Гіпоталамус є основним рефлекторним центром терморегуляції. Передні відділи гіпоталамуса контролюють механізми фізичної терморегуляції, т. Е. Вони є центром тепловіддачі. Задні відділи гіпоталамуса контролюють хімічну терморегуляцію і є центром теплоутворення.

Важлива роль в регуляції температури тіла належить корі головного мозку. Еферентних нервами центру терморегуляції є головним чином симпатичні волокна.

У регуляції теплообміну бере участь і гормон ний механізм. зокрема гормони щитовидної залози і надниркових залоз. Гормон щитовидної залози - тироксин. підвищуючи обмін речовин в організмі, збільшує теплоутворення. Надходження тироксину в кров зростає при охолодженні організму. Гормон надниркових залоз - адреналін - підсилює окислювальні процеси, збільшуючи тим самим теплоутворення. Крім того, під дією адреналіну відбувається звуження судин, зокрема судин шкіри, за рахунок цього зменшується тепловіддача.

Пристосування організму до зниженої температури навколишнього середовища. При зниженні температури навколишнього середовища відбувається рефлекторне збудження гіпоталамуса. Підвищення його активності стимулює гіпофіз. результатом чого є посилене виділення тиреотропіну і кортикотропіну, що підвищують активність щитовидної залози і надниркових залоз. Гормони цих залоз стимулюють теплопродукція.

Таким чином, при охолодженні включаються захисні механізми організму, підвищують обмін речовин, теплоутворення і зменшують тепловіддачу.

Вікові особливості терморегуляціі.У дітей першого року життя спостерігається недосконалість механізмів. Внаслідок цього при зниженні температури навколишнього середовища нижче 15 ° С виникає переохолодження дитячого організму. На першому році життя відбувається зменшення віддачі тепла за допомогою теплопровідності і тепловипромінювання і збільшення теплопродукції. Однак до 2 років діти залишаються термолабільних (підвищується температура тіла після їжі, при високій температурі навколишнього середовища). У дітей від 3 до 10 років удосконалюються механізми терморегуляції, але їх нестійкість продовжує зберігатися.

У препубертатном віці і в період статевого дозрівання (пубертатний період), коли відбуваються посилений ріст організму і перебудова нейрогуморальної регуляції функцій, посилюється нестійкість терморегуляціонних механізмів.

У літньому віці спостерігається зниження освіти тепла в організмі в порівнянні зі зрілим віком.

Проблема загартовування організма.В все періоди життя необхідно гартувати організм. Під загартовуванням розуміють підвищення стійкості організму до несприятливих впливів зовнішнього середовища і в першу чергу до охолодження. Загартовування досягається шляхом використання природних чинників природи - сонця, повітря і води. Вони діють на нервові закінчення і судини шкіри людини, підвищують активність нервової системи і сприяють посиленню обмінних процесів. При постійному впливі природних факторів відбувається звикання до них організму. Загартовування організму ефективно при дотриманні наступних основних умов: а) систематичне і постійне застосування природних факторів; б) поступове і систематичне збільшення тривалості і сили їх впливу (загартовування починати з використання теплої води, поступово знижувати її температуру і збільшувати час проведення водних процедур); в) загартовування із застосуванням контрастних по температурі подразників (тепла - холодна вода); г) індивідуальний підхід до загартовування.

Застосування природних факторів загартовування необхідно поєднувати з заняттями фізичною культурою і спортом. Добре сприяє загартовуванню ранкова гімнастика на свіжому повітрі або в кімнаті при відкритій кватирці з обов'язковим оголенням значної частини тіла і подальшими водними процедурами (обливання, душ). Загартовування є найбільш доступним засобом оздоровлення людей.