Мінеральні солі і вода.

У регулюванні цього виду обміну речовин вели­ке значення відіграє гіпоталамус, де синтезується вазопресин - антидіуретичний гормон, що зменшує виведення води через нирки. У регулюванні електролітного обміну важливу роль відіграють гормони кори наднирко­вих залоз - мінералокортикоїди. Вони збільшують виділення калію через нирки і затримання в організмі натрію.

Терморегулювання

Життя на Землі підтримується склад­ними хімічними та фізико-хімічними про­цесами, що відбуваються у водному роз­чині білків та інших органічних і неорга­нічних речовин (цитоплазма клітин, тка­нинна рідина, кров, лімфа). Зрозуміло, що ці процеси припиняються, коли вода в ор­ганізмі замерзає або коли білки рідин тіла починають денатурувати при високих тем­пературах.

Щоб вижити в екстремальних температур­них умовах, у тварин розвинулось два принципово різних типи пристосувань:

1) пойкілотермні (холод­нокровні) тварини (від грец. poycilos – мінливий термо – жар, температура).

2) гомойотермні (теплокровні) істоти (від грец. hотео - подібний).

Пойкілотермних тва­рин називають холоднокровними, оскільки ці тварини не мають механізмів, які підтримують постійною одну з констант гомеостазу - температуру організму.

Гомойотермні тварини можуть підтримувати температуру тіла незалежно від температури зовнішнього середовища на постійному рівні.

Постійність температури тіла називається ізотермією.

Температурні оболонка і ядро.

Залежність інтенсивності процесів обміну від температури призвела до того, що температура тіла більшості гомойоте­рмних тварин наблизилася до максимуму, за яким настає теплова денату­рація білків, руйнування ліпідів у мембранах. Такою температурою для лю­дини є 37 °С. Однак у разі вимірювання температури окремих частин тіла людини можна виявити, що не скрізь спостерігається чітко виражена гомойотермія. Існують осьовий і поздовжній температурні градієнти.

Поверх­неві шари більше залежать від зовнішньої температури і є холоднішими, ніж глибокі. Кінцівки, особливо їхні дистальні відділи, мають меншу температу­ру, ніж тулуб.

Умовно виділяють пойкілотермну оболонку і гомойотермне ядро. Співвідно­шення їх непостійне і в залежності від зовнішньої температури за рахунок пе­рехідної зони ядро може збільшуватися або зменшуватися.

Отже, всі органи і тканини тіла проду­кують теплоту, але неоднаковою мірою (табл. 15).

Найбільшу кількість теплоти в стані спокою організму виробляють печін­ка, мозок і серце, що пов'язано з їх висо­кою функціональною активністю, інтенсив­ним кровопостачанням і надходженням до них кисню.

Усі внутрішні органи, маса яких не пе­ревищує 8 % маси тіла, виділяють майже 3/4 усієї теплоти ( це гомойотермне ядро).

Шкіра, м'язи, кістки і деякі інші органи, становлячи 92 % маси тіла, продукують всього 27,6 % тепло­ти( це пойкілотермна оболонка).

Механізми терморегулювання

Основною умовою підтримання постійної температури тіла є досягнен­ня стійкої рівноваги між теплопродукуванням і тепловіддачею.

Регу­лювання температури і полягає в узгодженні процесів утворення та виділення тепла.

Можна виділити механізми, які забезпечують короткочас­ну і довготривалу адаптацію до мінливої зовнішньої температури.

Коротко­часна адаптація забезпечує пристосування до швидких змін температури. Вона має низку механізмів, які "включаються" поетапно. Спочатку викорис­товуються механізми із меншою енергоємністю, але якщо їх недостатньо для збереження постійної температури ядра, то підключаються складніші.

Будуючи житло, надягаючи відповідний одяг, людина використовує поведінкові механізми регулювання теплообміну. Більшість поведінкових реакцій є умовно­рефлекторними усвідомленими актами.

Для терморегулювання організм використовує і широку гаму безумов­них рефлексів соматичної та автономної нервових систем, можливості гу­морального регулювання. Так, зміна активності обміну речовин перебуває під регулювальним впливом гормонів та автономних нервів. Симпатичні нерви прискорюють процеси обміну речовин. Аналогічну функцію вико­нують катехоламіни надниркових залоз і тиреоїдні гормони.

Взаємодія автономної нервової системи із соматичною забезпечує залу­чення до процесів теплоутворення скелетні м'язи.

Можна виділити три ти­пи м'язових скорочень, які забезпечують підвищення теплоутворення:

• терморегулювальний тонус,

• тремтіння і

• довільні скорочення.

Терморегулювальний тонус полягає у тому, що в деяких м'язах (шиї, тулуба, згина­чах кінцівок) починаються асинхронні скорочення окремих рухових оди­ниць, це забезпечує позу "згортання у клу­бок". З одного боку, скорочення м'язів сприяє утворенню у них тепла (скоротливий термогенез), а з іншого - відповідна поза зменшує поверх­ню тепловіддачі.

Тремтіння з'являється у разі подальшого зниження зовнішньої температури. Суть мимовільного м'язового тремору полягає у різкому підвищенні процесів теплоутворення, тому що в такому разі вся енергія перетворюється не в механічне переміщення, а в тепло.

Якщо і цих форм теплоутворення недостатньо, то підключаються довільні (усвідом­лені) рухи - стрибки, біг тощо.

Провідну роль у зміні процесів тепловіддачі відіграє перерозподіл крово­току. Звуження судин шкіри і підшкірної жирової клітковини, закривання артеріоловенулярних анастомозів сприяють збереженню тепла в організмі. На противагу цьому, за умови розширення судин можливості для ефек­тивнішого прояву фізичних способів тепловіддачі збільшуються. У разі роз­ширення судин температура шкіри може зростати на 7-8 °С.

Симпатичний відділ автономної нервової системи регулює також і про­цес потовиділення. Трансмітером є ацетилхолін.

Кожний із зазначених механізмів використовується по-різному, залеж­но від конкретних умов. Так, у разі адаптаційних перебудов, що розвива­ються поступово – довготривала адаптація (наприклад, сезонна осіння і весняна акліматизація), ви­користовуються переважно гормональні механізми.

Необхідність швидкої адаптації включає нервово-рефлекторні ефекторні шляхи. Ефекторні механізми терморегулювання підключаються через спеціальний центр терморегулювання, який міститься в гіпоталамусі. У свою чергу, йо­го включення зумовлено взаємодією центральних механізмів з аферентною імпульсацією.

Усі процеси, що безпосередньо спрямо­вані на підтримання температури тіла, прийнято ділити па дві групи: теплотво­рення і тепловіддачу.

У всіх органах у результаті обмінних процесів відбувається теплопро-дукування, тому кров, яка відтікає від них, звичайно має вищу температу­ру, ніж та, що притікає.

Найважливішим джерелом теплопродукування є м'язи, особливо під час скорочення (скоротливий термогенез). Серед різних скорочень вар­то виділити особливу їх форму - тремтіння (тремор). Тремтіння повністю спрямоване на збільшення теплоутворення.

Гомойотермний організм у хо­лодному середовищі втрачає теплоту, а в теплішому, навпаки, отримує її, але, незва­жаючи на це, зберігає температуру тіла сталою завдяки розвиненим фізіологічним реакціям, спря­мованим на коригування потоків теплоти у бажаному напрямку.

Обмін теплотою між тілом і зовнішнім середовищем здійснюється головним чином через поверхню тіла ( особлива роль належить шкірі, дихальним шляхам та легеням) . У людини через них виділяється більше 15 % усієї теплоти.

Теплота, що утворюється в результаті біохімічних процесів, переноситься до ле­гень та шкіри потоком крові, який може змінюватися залежно від співвідношення між внутріш­ньою і зовнішньою температурою двома способами:

• зміною інтенсивності шкірно­го кровотоку в цілому в результаті суди­норухових реакцій і

• перерозподілом крові між капілярами шкіри і артеріовенозними анастомозами.

З а потреби посилення теп­ловіддачі капіляри шкіри розширюють­ся, кровотік в них зростає, артеріовенозні анастомози закриваються.

На холоді, навпа­ки, більша кількість крові шунтується через розміщені глибше розкриті артеріовенозні анастомози, а капілярний кровотік шкіри надає майже до нуля (мал. 85).