4.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.

У процесі еволюції людина набула здатності пристосовуватися до життя у широких межах коливань зовнішньої температури, зберігаючи сталість температури ядра.

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. До поведінкових ме­ханізмів належить і зміна площі вільної поверхні тіла (наприклад, згортан­ня у клубок зменшує тепловіддачу). Цьому ж сприяє відхід у тінь або, нав­паки, на сонце, дотик до холодного або гарячого предмета, виконування м'язових рухів чи нерухомість. 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.

За 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).