Регуляция температуры тела

На уровне 36,6°С температура тела у человека поддерживается с очень большой точностью, до десятых долей градуса.

У человека нормальное функционирование организма связано с поддержани­ем постоянной температуры тела.

В организме имеются дополни­тельные механизмы, регулирующие интенсивность метаболичес­ких процессов и скорость обмена тепла тела и его окружения, что­бы поддерживать температуру в узком диапазоне, несмотря на значительные колебания температуры окружающей среды.

Целый ряд структур ЦНС принимает участие в работе “термостата” орга­низма. В переднем гипоталамусе имеются нейроны, активность ко­торых чувствительна к изменению температуры этой области моз­га.

Если искусственно поднять температуру переднего гипоталаму­са, то у животного наблюдаются увеличение частоты дыхания, расширение периферических кровеносных сосудов и увеличенный расход тепла.

При охлаждении переднего гипоталамуса развивают­ся реакции, направленные на усиленную теплопродукцию и со­хранение тепла: дрожь, пилоэрекция (поднятие волос), сужение периферических сосудов.

Периферические тепловые и холодовые терморецепторы несут в гипоталамус информацию о температуре окружающей среды, и до изменения температуры головного мозга заблаговременно включаются соответствующие рефлекторные от­веты.

Поведенческие и эндокринные реакции, активируемые холодом, контролируются задним гипоталамусом, а те, что акти­вируются теплом, — передним гипоталамусом.

После удаления го­ловного мозга впереди гипоталамуса животные остаются тепло­кровными, однако точность температурной регуляции ухудшается.

Разрушение у животных переднего гипоталамуса делает невозмож­ным поддерживание температуры тела.

Контроль водного баланса в организме

Водный баланс организма определяется отношением потреб­ления и потери воды. Прием воды регулируется механизмом жаж­ды. Выведение воды в значительной мере определяется механизмом контроля почек.

Питьевая мотивация обеспечивается взаимо­действием многих факторов, среди которых осмотическое давле­ние внутриклеточной и экстраклеточной жидкости, а также тем­пература наиболее существенно влияют на механизмы жажды.

По­теря воды, соответствующая 0,5—0,8% массы тела, увеличение осмотического давления на 1—2% или повышение температуры яв­ляются сильными стимулами приема воды.

Ряд других факторов также вызывает жажду, например подсыхание слизистой оболоч­ки рта или поедание сухой пищи.

Стимуляция или повреждение определенных пунктов гипоталамуса вызывает отказ от приема воды (адипсия) или увеличение поглощения воды (полидипсия).

Элек­трическая стимуляция или введение небольшого количества ги­пертонического раствора в переднюю медиальную часть гипотала­муса (центр жажды) вызывает у животных полидипсию, они за сутки поглощают количество воды, составляющее до 25% массы тела, а разрушение — приводит к адипсии.

Регуляция пищевого поведения

Регуляция пищевого поведения осуществляется рядом струк­тур ЦНС и, прежде всего двух взаимодействующих центров — цен­тром голода (латеральное ядро гипоталамуса) и центром насыще­ния (вентромедиальное ядро гипоталамуса).

Электрическая стиму­ляция центра голода провоцирует акт еды у сытого животного, тогда как стимуляция центра насыщения прерывает прием пищи.

Разрушение центра голода вызывает отказ от потребления пищи (афагия) и воды, что часто приводит к гибели животного (рис. 4.9).

Электрическая стимуляция латерального ядра гипоталамуса уве­личивает секрецию слюнных и желудочных желез, желчи, инсули­на, усиливает моторную деятельность желудка и кишечника.

По­вреждение центра насыщения увеличивает прием пищи (гиперфагия). Практически сразу после такой операции животное начинает есть много и часто, что приводит к гипоталамическому ожирению.

На рис. 4.10 показаны две крысы: одна с нормальной массой тела, а другая — с гипоталамическим ожирением.

При ограничении пищи масса тела уменьшается, но как только ограничения снимают, вновь проявляется гиперфагия, снижающаяся лишь при развитии ожи­рения.

Эти животные проявляли также повышенную разборчивость при выборе пищи, предпочитая наиболее вкусную.

Ожирение, следующее за повреждением вентромедиального ядра гипоталамуса, сопровождается анаболическими изменениями: изменяется обмен глюкозы, повышается уровень холестерина и триглицеридов в кро­ви, снижается уровень потребления кислорода и утилизации ами­нокислот.

Электрическая стимуляция вентромедиального гипота­ламуса уменьшает секрецию слюнных и желудочных желез, инсу­лина, моторику желудка и кишечника.

Таким образом, можно заключить, что латеральный гипоталамус вовлечен в регуляцию метаболизма и внутренней секреции, а вентромедиальный гипо­таламус оказывает на нее тормозное влияние.

В норме сахар крови является одним из важных (но не един­ственным) факторов пищевого поведения.

Его концентрация весьма точно отражает энергетическую потребность организма, а величи­на разности его содержания в артериальной и венозной крови тес­но связана с ощущением голода или сытости.

В латеральном ядре гипоталамуса имеются глюкорецепторы (нейроны, в мембране ко­торых есть рецепторы к глюкозе), которые тормозятся при увеличе­нии уровня глюкозы крови.

Установлено, что их активность в значи­тельной степени определяется глюкорецепторами вентромедиального ядра, которые первично активируются глюкозой.

Гипоталамические глюкорецепторы получают информацию о содержании глюкозы в других частях тела.

Об этом сигнализируют периферические глюкорецепторы, находящиеся в печени, каротидном синусе, стенке желудочно-кишечного тракта.

Таким образом, глюкорецепторы ги­поталамуса, интегрируя информацию, получаемую по нервным и гуморальным путям, участвуют в контроле приема пищи.

Получены многочисленные данные об участии различных моз­говых структур в контроле приема пищи.

Афагия (отказ от пищи) и адипсия (отказ от воды) наблюдаются после повреждения блед­ного шара, красного ядра, покрышки среднего мозга, черной суб­станции, височной доли, миндалины.

Гиперфагия (обжорство) развивается после повреждения лобных долей, таламуса, централь­ного серого вещества среднего мозга.

Несмотря на врожденный характер пищевых реакций, много­численные данные показывают, что в регуляции приема пищи важная роль принадлежит условнорефлекторным механизмам.

Это является основной причиной переедания и, следовательно, при­обретения лишней массы тела современным человеком. Вспомни­те, каким обжорством мы страдаем, приходя в гости.

В регуляции пищевого поведения участвуют многие факторы. Общеизвестно влияние на аппетит вида, запаха и вкуса пищи.

Степень наполне­ния желудка также влияет на аппетит. Хорошо известна зависи­мость приема пищи от температуры окружающей среды: низкая температура стимулирует прием пищи, высокая — тормозит.

Конечный приспособительный эффект всех механизмов, участвую­щих в пищевом поведении, состоит в приеме количества пищи, сбалансированного по калорийности с расходуемой энергией. Этим достигается постоянство массы тела.