Загальні добові енергетичні витрати.

Потреби в енергії дорослого працездатного населення залежить від інтенсивності фізичної праці, а також від віку і статі.

Доросле населення за рівнем загальних енергетичних витрат умовно поділяють на 5 груп:

1-а – ті, що зайняті переважно розумовою працею;

2-а – ті, що зайняті переважно легкою фізичною працею;

3-я – ті, що зайняті середньої важкості фізичною працею;

4-а – ті, що зайняті важкою фізичною працею;

5 а – ті, що зайняті дуже важкою фізичною працею.

Звичайно, люди, зайняті різною працею, мають споживати різну кількість калорій, тому у фізіології виділяють т.з. робочий обмін.

Робочий обмін – це добові енерговитрати людини в умовах звичайної життєдіяльності. Його визначають для того, щоб правильно розрахувати калорійність харчового раціону людини.

Терморегуляція

Температура тіла людини є одним з параметрів гомеостазу і служить важливим індикатором стану організму. Тому дуже важливо усвідомити значення терморегуляції і ізотермії тіла людини для його життєдіяльності.

Терморегуляція – це цілеспрямовані збалансовані зміни теплопродукції та тепловіддачі з метою підтримання постійної температури ядра тіла. Підтримання балансу між теплопродукцією та тепловіддачею в організмі є основою сталості температури (гомойотермії). Температура ядра – це температура глибоких частин тіла (внутрішніх органів, мозку, наприклад, у прямій кишці 37,3-37,6^оС; в порожнині рота: 36,7-37,0^оС). Добові коливання температури ядра становлять майже 1^оС: до 4-ої години вона знижується, а до 17-ої години – підвищується. Ці добові коливання температури обумовлені біологічними ритмами – циркадними ритмами в залежності від уінтенсівности метаболізма (тепла утворюється тим більше, чим нтенсивніше відбувається обмін).

Людина належить до гомойотермних істот, тому тємпература її тіла залишається сталою при великих коливаннях температури довкілля, але температура її оболонки (шкіри) є пойкілотермною, тобто може змфнюватись у дуже широких межах (+- 3 -4 ^О С).

Температура оболонки - це температура поверхневого шару тіла - шкіри. Її вимірюють на практиці 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 21^оС відбувається внаслідок: 1) випромінювання – 60%, 2) теплопровідність –3%, конвекції – 15%, випаровування води (потовиділення, перспірації) - 22%.

Регуляція сталості температури тіла у гомойотермних організмів здійснюється завдяки центру терморегуляції у гіпоталамусі, який підтримує баланс між теплопродукцією і тепловіддачею при різних станах організму і різній температурі навколишнього середовища:

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: 37-37,5^оС), 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 20-34^оС, а в теплових периферичних рецепторах – у межах 38^оС 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 скороченню м’язів - скоротливому термогенезу, де виділяють:

1. терморегуляційний тонус – підвищення тонусу скелетних м’язів шиї, тулуба та кінцівок збільшує теплопродукцію на 50-100%;

2. 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;

3. 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;

2. )збільшення секреції тиреоїдних гормонів у дорослих людей на холоді є сумнівним;

3. 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).

Якщо температура ядра вище за задану температуру (set point), інформація надходить від заднього гіпоталамусу, 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.

Схема контуру регуляції сталості температури тіла

Адаптація до холоду. В умовах тривалого загартування до холоду у людини виникає толерантна адаптація – температурний поріг тремтіння та інші терморегуляторні метаболічні реакції відбуваються при нижчих температурах, ніж у неадаптованих людей. Переміщення порогу тремтіння до нижчих величин температури може статися за декілька днів, якщо у людини викликати холодовий стрес від 30 до 60 хвилин. Окрім цього у ескімосів, зокрема, виявлено метаболічну адаптацію – інтенсивність основного обміну збільшується на 25-50-%

Дія пірогенів. 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 заданого температурного рівня (set point) переднього гіпоталамусу, внаслідок чого збільшується теплопродукція, зменшується тепловіддача, підвищується температура ядра - виникає гарячка. На схемі показано послідовність процесів, що призводять до підвищення заданого температурного рівня нейронів переднього гіпоталамуса, наслідком чого є збільшення температури тіла до нового заданого рівня завдяки збільшенню теплопродукції і зменшенню тепловіддачі, що показано спрощено на схемі:

Аспірин 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 також зменшують гарячку, бо блокують утворення з фосфоліпідів у передньому гіпоталамусі арахідонової кислоти, яка є попередником простагландинів.