Терморегуляция

№ 1 У здорового человека произвели измерения температуры тела. Результаты термометрии следующие: температура, измеренная в подмышечной впадине, составляет 36,6˚С, ректальная температура 37,1˚С, подъязычная температура 36,8˚С.

Вопросы:

1) Какую температуру (ядра или оболочки тела человека) отражает температура измеряемая в подмышечной впадине?

2) Где может быть измерена средняя температура ядра тела человека?

3) Существует ли ритмические колебания температуры тела человека? Объясните.

1) Температура, измеряемая в подмышечной впадине, отражает температуру ядра тела, так как при измерении температуры рука плотно прижимается к туловищу, а внутренняя граница оболочки тела смещается кнаружи, доходя до подмышечной впадины.

2) Температура крови в правом предсердии отражает температуру ядра тела, так как сюда притекает кровь из различных областей тела.

3) Существуют суточные колебания температуры тела, амплитуда которых составляет около 1˚С, температура минимальна в 3-4 часа утра, максимальна в 18-20 часов, иногда в дневное время наблюдается два пика.

Более продолжительным является температурный ритм, синхронизированный с менструальным циклом: в лютеиновую фазу происходит выработка прогестерона, который, действуя на гипоталамические центры регуляции, вызывает повышение базальной температуры приблизительно на 0,5˚С. При цикле 28 дней период существования желтого тела составляет 14 дней, фаза заканчивается лизисом желтого тела, секреция прогестерона снижается, и базальная температура также снижается.

№ 2 Больному под наркозом осуществляют хирургическую операцию на сердце. Для продление времени оперативного вмешательства на сердце использовали управляемую гипотермию.

Вопросы:

1) Какой тип терморегуляции у человека?

2) Обоснуйте использование управляемой гипотермии человека в медицинской практике.

3) Как с физиологической точки зрения осуществить управляемую гипотермию у человека?

1) Человек является гомойотермным организмом: выделяют гомойотермное ядро и пойкилотермную оболочку тела.

2) Согласно правилу Вант-Гоффа, интенсивность обмена веществ возрастает пропорционально внешней температуре. У человека, являющегося гомойотермным, эта зависимость скрыта терморегуляцией. При управляемой гипотермии процессы терморегуляции блокируются с одновременным принудительным понижением температуры тела, что приводит к уменьшению потребления О₂ и предотвращает наступление функциональных и структурных нарушений. Управляемая гипотермия используется при хирургических вмешательствах, требующих временной остановки кровообращения, при пересадке органов и тканей, а также при хранении трансплантатов.

3) Управляемая гипотермия у человека достигается применением наркоза с использованием нейролептиков (аминазин), ганглиоблокаторов, адреналитиков и миорелаксантов, чем блокируется процессы терморегуляции, с одновременным принудительным понижением температуры тела охлаждением.

№ 3 Обнаженный человек сидит на стуле, т.е. находится в состоянии относительного покоя, температура окружающей среды составляет 21˚С. Средняя температура тела человека постоянна. Известно, что в таких условиях процессы теплопродукции и теплоотдачи уравновешенны. У данного человека в указанных условиях теплоотдача осуществляется следующим образом: излучение составляет 60%, испарение – 22%, конвекция – 15%, теплопроводность – 3%.

Вопросы:

1) Как изменится соотношения между различными видами теплоотдачи при осуществлении человеком физической работы?

2) Как изменится соотношение между различными видами теплоотдачи, если температура окружающей среды повысится?

3) Какие факторы внешней среды и каким образом влияют на виды и интенсивность теплоотдачи?

1) При осуществлении человеком физической работы теплопродукция увеличивается, и, соответственно, увеличивается теплоотдача, осуществляемая в первую очередь за счет испарения. В этих условиях теплоотдача излучением составляет 10-15%, конвекцией – 13-15%, испарением – 70-75%. Пока во время работы осуществляется потоотделение, температура ядра тела практически не зависит от температуры окружающей среды, которая может изменяться в широком диапазоне: от 15 до 35˚С.

2) Если температура окружающей среды повышается , роль “сухой” теплоотдачи (конвекцией и излучением) понижается и, если температура окружающей среды превышает температуру тела, теплоотдача может осуществляться только путем испарения.

3) На интенсивность теплоотдачи влияют следующие факторы внешней среды: температура воздуха, а так же уровень температуры окружающих поверхностей (например, стен), т.е. температура излучения. Указанные факторы являются до некоторой степени взаимозаменяемыми, например, если стены помещения холодные, то для ощущения комфорта необходимо повышения температуры воздуха; при повышении температуры в помещении для ощущения комфорта необходимо вызвать движение воздуха вентиляцией или снизить влажность.

№ 4 Человек в дождливую погоду при температуре окружающей среды 5˚С в течение 40 минут ожидает на остановке автобус.

Вопросы:

1) Охарактеризуйте теплоотдачу у данного человека во время ожидания транспорта.

2) Как изменится теплопродукция у данного человека?

3) В какую погоду человек замерзнет быстрее: в дождливую или сухую, если остальные погодные условия одинаковы?

1) В условиях охлаждения у человека терморегуляционные механизмы направлены на уменьшение теплоотдачи для поддержания на оптимальном уровне температуры ядра тела.

Уменьшение теплоотдачи достигается сужением кожных сосудов, что приводит к снижению проведения тепла от внутренних органов к поверхности кожи и снижает потери тепла, а так же за счет других механизмов: использование одежды, особенно шерстяной, улучшающей теплоизоляцию, изменение позы (человек съеживается), уменьшающей площадь открытой поверхности тела. Наличие выраженного подкожно-жирового слоя увеличивает термосопротивление и способствует сохранению оптимальной температуры ядра тела.

2) В условиях охлаждения у человека теплопродукция усиливается, что достигается сократительным и несократительным термогенезом.

Сократительный термогенез обеспечивается произвольной активностью скелетных мышц, их терморегуляционным тонусом, а также Холодовой мышечной дрожью.

Несократительный термогенез обеспечивается гликолизом, гликогенолизом, липолизом в скелетных мышцах, в печени, в бурном жире. Возбуждение симпатического отдела вегетативной нервной системы, выделение адреналина и норадреналина мозговым веществом надпочечников приводят к увеличению теплопродукции за счет усиления клеточного метаболизма, в том числе расщепления бурого жира. Передняя преоптическая область гипоталамуса через тиреотропин-рилизинг фактор, стимулирующий выработку тиреотропного гормона гипофизом, усиливает секрецию щитовидной железы. Тиреоидные гормоны приводят к разобщению процессов окислительного фосфорилирования и к высвобождению теплоты.

Соматическая нервная система регулирует тоническое напряжение, произвольную и непроизвольную фазную активность скелетных мышц, т.е. процессы сократительного термогенеза. Эфферентные пути, идущие от гипоталамуса к α-мотонейронам (тектоспинальный путь, руброспинальный тракт) приводят к появлению терморегуляционного тонуса в скелетных мышцах, а также к формированию дрожи.

Перед выходом на улицу зимой у человека усиление теплопродукции модет осуществляться заблаговременно условнорефлекторно.

3) Человек замерзнет быстрее в дождливую погоду, чем в сухую, если остальные погодные условия одинаковы, так как увеличение влажности воздуха увеличивает теплоемкость и теплопроводность воздуха, что усиливает теплоотдачу.

№ 5 Человек находится на санитарно-курортном лечении в условиях степного климата: сухой с высокой температурой окружающей среды.

Вопросы:

1) Охарактеризуйте теплоотдачу в условиях степного климата.

2) Что произойдет с теплопродукцией в данных условиях?

3) Лечение каких больных осуществляется в данном санатории в указанных климатических условиях?

4) Охарактеризуйте роль поверхностных сосудов в терморегуляции.

1) В условиях высокой температуры окружающей среды и низкой влажности, т.е. в условиях степного климата, когда температура окружающей среды выше температуры тела, теплоотдача осуществляется испарением с поверхности тела и легких.

2) В отпускной период энергетическая ценность пищевого рациона необходимо повысить пропорционально тяжести физической нагрузки.

3) Сначала азотистое равновесие, а затем положительный азотистый баланс.

№ 6 Человек в течение 10 минут находится в паровой бане, и с него обильно стекает пот. Температура воздуха составляет 45˚С, влажность 100%.

Вопросы:

1) Каков верхний предел внутренней температуры тела человека?

2) Осуществляется ли теплоотдача в данных условиях? Обоснуйте.

3) Опишите механизм потоотделения, состав пота, его роль в теплоотдаче, а также влияние атропина на работу потовых желез.

1) Данный пищевой рацион восполняет суточные энергозатраты с учетом усвояемости пищи при смешанном питании: 2991 ккал при энергозатратах 2700 ккал.

2) Данный пищевой рацион является сбалансированным.

3) Усвоение 120 г белка дает 19,2 г азота, т.о. имеется азотистое равновесие

№ 7 На морозе открытые участки кожи человека бледнеют.

Вопросы:

1) Почему открытые участки кожных покровов становятся бледными на морозе?

2) Объясните данный механизм терморегуляции и причину его запуска

3) Какие периферические рецепторы при этом преимущественно работают?

1) При переезде человека из условий средней полосы н7а постоянное место жительства на Север , уровень основного обмена у него повысится, так как у него повысится теплоотдача, что приведет к увеличению теплопродукции.

2) При выполнении физической работы энергозатраты повышаются на величин рабочей прибавки: чем тяжелее физическая работа, тем больше величина рабочей прибавки. Уровень энергитического обмена повышается при изменении температуры окружающей среды, а так же после приема пищи, т.е. в результате специфически-динамического действия пищи: белковая пища повышает уровень обмена до 30%, а углеводы и жиры до 10%. Во время сна энергозатраты снижаются по сравнению с уровнем основного обмена на 10%. Интенсивность энергозатрат определяется функциональным состоянием центральной нервной системы, а также активностью желез внутренней секреции (щитовидной железы, гипофиза, половых желез).

3) Средняя величина основного обмена у мужчины 35 лет, среднего роста (165 см) и со средней массой тела (70 кг) составляет 1700 ккал/сут на 1 кг массы тела в час, а у женщины того же возраста, роста и массы тела средняя величина основного обмена на 10% ниже.