Температура тіла та її регуляція
Температура тіла характеризує баланс між процесами теплопродукції і тепловіддачі в організмі.
Баланс між процесам теплопродукції і тепловіддачі підтримується у гомойотермних організмів завдяки механізмам терморегуляції.
Температурна характеристика глибоких частин тіла (ядра) у людини: 1) у прямій кишці: 37,3-37,6оС; в порожнині рота: 36,7-37,0оС; під пахвою: 36,6оС.
Добові коливання температури ядра становлять майже 1оС: до 4-ої години вона знижується, а до 17-ої години – підвищується. Добові коливання температури обумовлені біологічними ритмом – циркадним ритмом.
На добовий ритм температури накладаються інші ритми, які мають триваліші періоди, зокрема, ритм температури у жінок, синхронізований з менструальним циклом: у перший період циклу температура нижча на 0,5оС, ніж у другій (післяовуляційний).
Температура шкіри – поверхневого шару тіла. Її вимірюють на практиці в ділянках в ділянках лоба, грудей, живота, плеча, передпліччя, тильної сторони долоні, стегна, гомілок, дорсальної поверхні ступні, на підставі чого розраховують середню температуру шкіри. Вона становить 33-34 оС при температурі комфорту навколишнього середовища.
Теплопродукція залежить від інтенсивності метаболізму в організмі, тому значна кількість процесів основного обміну забезпечує теплоутворення Теплопродукція збільшується завдяки специфічної динамічної дії їжі (вживання білкової їжі збільшує основний обмін на 30%), м’язової діяльності. У стані спокою внесок метаболічних процесів різних органів у теплопродукції такий: внутрішні органи – 56%, печінка – 20%, скелетні м’язи – 20%. При фізичному навантаженні на теплопродукцію у скелетних м’язах припадає до 90%, на внутрішні органи – лише 8% теплопродукції.
Тепловіддача в організмі при температурі навколишнього середовища 21оС відбувається внаслідок: 1) випромінювання – 60%, 2) теплопровідність –3%, конвекції – 15%, випаровування води (потовиділення, перспірації) - 22%.
Терморегуляція – регуляція сталості температури тіла у гомойотермних організмів.
Центр терморегуляції міститься у гіпоталамусі. Передній відділ гіпоталамуса сприймає інформацію від периферичних (холодових і теплових) та центральних (переважно теплових) терморецепторів.
Інформація від центральних терморецепторів (гіпоталамусу), серед яких переважають теплові (температурний діапазон: 37-37,5оС), і периферичних терморецепторів - теплових і холодових, серед яких переважають холодові, надходить до центру терморегуляції, а саме до переднього гіпоталамусу – передзорове поле, який порівнює температуру ядра з заданою температурною точкою (set point). Найбільша частота імпульсації в холодових рецепторах при температурі 20-34оС, а в теплових периферичних рецепторах – у межах 38оС і більше.
Якщо температура ядра нижче за задану температурну точку - set point, активується задній гіпоталамус, що призводить до збільшення теплопродукції (хімічна терморегуляція): виникає активація скоротливого моторного ядра і збільшення теплопродукції завдяки скоротливому термогенезу, в основі якого лежить:
терморегуляційний тонус – підвищення тонусу скелетних м’язів шиї, тулуба та кінцівок збільшує теплопродукцію на 50-100%;
тремтіння виникає на тлі терморегуляційного тонусу і підвищує теплопродукцію у 2-3 рази; воно починається з м’язів шиї, обличчя, що має підвищити температуру крові, яка тече до головного мозку;
довільні скорочення м’язів виникають завдяки діяльності кори головного мозку, яка отримує інформацію від терморецепторів про те, що перших двох етапів не досить для збільшення теплопродукції, завдяки довільним скороченням м’язів теплопродукція може збільшитись у 10-20 разів.
При тривалій дії низької температури навколишнього середовища має місце збільшення теплопродукції завдяки механізмам нескоротливого термогенезу: 1)збільшення секреції катехоламінів призводить до збільшення теплопродукції; збільшення секреції тиреоїдних гормонів у дорослих людей на холоді є сумнівним; 2)окислення бурого жиру (у дітей) під впливом катехоламінів теж призводить до збільшення теплопродукції.
Зменшення тепловіддачі в цих умовах забезпечує підтримання сталості температури тіла (фізична терморегуляція).
Ящо температура ядра вище за задану температуру (set point), інформація надходить від заднього гыпоталамусу, що є інтегративним центром терморегуляції, до переднього гіпоталамусу, що призводить до збільшення тепловіддачі шляхом пригнічення симпатичних адренергічних впливів на тонус судин шкіри (розширення судин) та активації симпатичних холінергічних впливів на потові залози – збільшення потовиділення та випаровування води, що надходить з потом.
Пірогени (ендотоксини, інші пірогенні фактори) збільшують продукцію макрофагами цитокінів, зокрема, ІЛ-1, який впливає на передній гіпоталамус, де збільшується рівень простагландинів, що призводить до збільшення заданного температурного рівня set point переднього гіпоталамусу, внаслідок чого збільшується теплопродукція, зменшується тепловіддача, підвищується температура ядра - виникає гарячка:
Аспірін зменшує гарячку – він пригнічує фермент циклооксигеназу, що призводить до пригнічення утворення простагландинів і зниження температурного рівня set point переднього гіпоталамусу (розширюються судини шкіри, збільшується потовиділення – збільшується тепловіддача)
Стероїди зменшують гарячку, бо блокують утворення з фосфоліпідів у передньому гіпоталамусі арахідонової кислоти, яка є попередником простагландинів.
Адаптація до холоду. В умовах тривалого загартування до холоду у людини виникає толерантна адаптація – температурний поріг тремтіння та інші терморегуляторні метаболічні реакції виникають при нижчих температурах, ніж у неадаптованих людей. Переміщення порогу тремтіння до нижчих величин температури може статися за декілька днів, якщо у людину викликати холодовий стрес від 30 до 60 хвилин. Окрім цього у ескімосів, зокрема, виявлено метаболічну адаптацію – інтенсивність основного обміну збільшується на 25-50-%
Схема контуру регуляції сталості температури тіла
