Центр терморегулювання

У передніх відділах гіпоталамуса розташовані нейрони центру термо­регулювання, через які регулюється процес тепловіддачі.

Основним цент­ром, пов'язаним з ефекторами, є ділянка заднього гіпоталамуса. Ці нейро­ни через симпатичні нерви впливають на кровоносні судини, потові залози, інтенсивність метаболізму.

Зазначений центр гіпоталамуса налаштований на "задане значення" температури тіла, яке визначається такою сумарною температурою, за якої механізми тепловіддачі і теплотворення перебува­ють на рівні своєї мінімальної активності.

У разі зниження температури середовища нижче від комфортної інфор­мація від холодових рецепторів надходить до переднього відділу гіпотала­муса. Звідси сигнали потрапляють до заднього відділу, який за допомогою симпатичних нервів підвищує тонус шкірних і підшкірних кровоносних судин. Звуження судин супроводжується зниженням кровопостачання, що забезпечує збереження тепла. Якщо цього виявляється недостатньо, тоді підключаються інші механізми терморегулювання (терморегулювальний тонус, тремтіння).

У разі підвищення температури відбувається зниження імпульсації пе­риферійних холодових рецепторів і зменшення тонусу еферентних струк­тур гіпоталамуса. Зменшення симпатичного судинозвужувального впливу сприяє розширенню шкірних судин (посилюється тепловіддавача). У разі різкого підвищення зовнішньої температури та збільшення температури тіла активуються особливі структури симпатичної нервової системи, які стимулюють утворення поту через посередництво холінергічних нервових волокон. За такої умови різко пригнічується активність скелетних м'язів. Поява потовиділення і м'язового тремтіння супроводжується виник­ненням відчуття температурного дискомфорту.

Центр терморегуляції кон­тролює тільки один показник гомеоста­зу — температуру тіла і робить це через численні органи і системи органів: крово­носну, дихальну, йодові залози, печінку, ске­летні м'язи тощо.

Такий об'єднувальний тип регуляції дістав назву інтегративно­го контролю.

В передній ділянці гіпоталамуса міститься центр тепло­віддачі, а в задньому — центр тепло­творення.

Кора великого мозку також отримує сиг­нали від терморецепторів шкіри. Ці сиг­нали волокнами спинномозково-таламічного шляху спинного мозку та аферентни­ми волокнами черепних нервів надходять через таламус до кори великого мозку, де і створюється відчуття холоду чи тепла та його локалізація. Крім того, кора вели­кого мозку здійснює певні поведінкові реакції, спрямовані на підтримання тем­ператури тіла.

Методи дослідження обміну енергії

Методи оцінки енергетичного балансу організму грунтуються на двох основних принципах:

• прямому вимірюванні кількості тепла, яке виділило­ся (пряма калориметрія), і

• непрямому вимірюванні - шляхом визначення кількості кисню, що поглинається, та вуглекислого газу, який виділяється (непряма калориметрія).

Метод прямої калориметрії полягає у без­посередньому вимірюванні кількості теп­лоти, виділеної організмом за певний час.

Для цього використовують калоримет­ри — герметичні камери з подвійними стійками, між якими циркулює вода. За кількістю води в калориметрі, ступенем її нагрівання і теплоємністю розраховують кількість виділеної теплоти. Перші спроби застосувати такий метод визначення теп­лоти, виділюваної живими організмами, було здійснено ще наприкінці XVIII ст. (Лавуазьє).Велику калориметричну камеру для лю­дини і великих тварин було побудовано в 1893 р. в Росії В. В. Пашутіним, а згодом і в Америці. За допомогою таких камер було встановлено дуже важливу законо­мірність, а саме: живі організми так само, як і неживі системи, підпорядковуються за­кону збереження енергії. Було доведено, що кількість виділеного організ­мом теплоти за добу відповідає енергетичній цінності харчових речовий, спожитих ним і окиснених за той самий час.

Однак зазначений спосіб надто громіздкий і нині використовується лише для проведення точних науко­вих досліджень.

Найчастіше використовується простіший спосіб непрямої калори­метрії. Для підтриман­ня життя організму протягом тривалого (доба і більше) перебування його в герме­тичній калориметричній камері потрібно забезпечувати сталий нормальний склад повітря в ній— додавати кисень і вида­ляти вуглекислий газ. При цьому з'ясу­валось, що між кількісними показниками газообміну організму і його енерговитратами існують певні кількісні співвідношен­ня.

Суть непрямої калориметрії полягає у визначенні кількості виділеної теплоти за кількістю спожитого кисню і виділеного вуглекислого газу.

При вико­ристанні методу непрямої калориметрії істотне значення має такий показник, як дихальний коефіцієнт.

Дихальний коефіцієнт (ДК) — це відношення об'єму виділеного організмом вуглекислого газу до об'єму кисню, спо­житого за той самий час.

Кисень, що його споживає організм, ви­трачається на окислення органічних речо­вин, які надійшли до організму з їжею, а внаслідок їх окиснення утворюється С0₂. Отже, кількісні співвідношення між об'єма­ми цих газів, тобто ДК, залежать від хіміч­ного складу окислюваних органічних речо­вин.

За величиною дихального коефіцієнта можна опосередковано судити про продукт, що окиснюється.

Так, під час окиснювання :