5. Понятие о терморегуляции, способы ее осуществления, участие кожи в терморегуляции

Одним из важных показателей гомеостаза человека является температура его тела, во многом определяющая нормальное течение метаболических процессов во всех тканях. Осуществление обмена веществ в изолированных из сложного многоклеточного организма клетках возможно в пределе температур от -2С (температура образования льда) до +45С (температура, при которой денатурируют белки-ферменты). Вместе с тем, если верхним пределом температуры тела человека, совместимым с жизнью является температура в +45С, то нижним (по достижении которого возможен возврат к нормальной жизни) – всего +24С (при еще большем понижении температуры происходят необратимые нарушения в деятельности жизненно важных органов, прежде всего, сердца и головного мозга).

Человек является гомойотермным организмом. Под гомойотермией понимают в высочайшей степени развитое свойство ряда животных (млекопитающих и птиц) регулировать собственную температуру тела и поддерживать ее на относительно постоянном уровне – таком, при котором суточные и сезонные колебания температуры ядра тела не превышают 2С, несмотря на возможное значительное изменение температуры окружающей среды.

Вместе с тем, температура в различных органах несколько отличается друг от друга и зависит от уровня обменных процессов в них. В частности, температура печени находится в пределах 37,8-38,0С, головного мозга – 36,9-37,8С, а температура работающих скелетных мышц может превышать таковую в покое на 7С.

Определяющую роль в терморегуляции человека имеет центр регуляции температуры тела, заложенный в гипоталамусе и получающий чувствительную информацию от терморецепторов кожи, кровеносных сосудов, внутренних органов, а также собственных термочувствительных нейронов. Поддержание же постоянства температуры тела достигается благодаря строгому балансу между уровнем теплопродукции организма и интенсивностью теплоотдачи в окружающую среду.

Отдача тепла гомойотермным организмом может происходить двумя основными путями:

• в результате передачи тепла от кожи соприкасающемуся с ней воздуху или твердым предметам

• в результате испарения пота с поверхности кожи и жидкости с поверхности воздухоносных путей и ротовой полости.

Первый способ теплоотдачи возможен только при разности между температурой кожи и температурой окружающего воздуха или плотных предметов, с которыми соприкасается кожа (для осуществления такого способа теплоотдачи необходимо, чтобы кожа имела большую температуру, чем температура объектов, с которыми она контактирует). Интенсивность такой теплоотачи зависит от уровня кровоснабжения кожи и может регулироваться путем изменения тонуса сосудов кожи, а значит, и количества крови, а с ней и тепла, притекающего к коже. Так, при высокой внешней температуре воздуха или интенсивном образовании тепла внутри организма вследствие тяжелой мышечной работы сосуды кожи рефлекторно расширяются (из-за этого кожа краснеет), кровоток через нее усиливается, что способствует нагреванию кожи и более эффективной отдаче тепла в окружающую среду. На холоде сосуды кожи, наоборот, суживаются (что приводит к ее побледнению), кровоток через нее ослабевает, что обуславливает меньшее ее нагревание и, как следствие, ограничивает потери тепла организмом в окружающую среду. Изменение интенсивности кожного кровотока происходит рефлекторно в ответ на чувствительную информацию, поступающую от терморецепторов самой кожи, сосудов, внутренних органов и ЦНС.

Теплоотдача испарением происходит даже в случае, когда температура окружающего воздуха выше температуры тела (т.е., когда первый способ теплоотдачи не возможен), и зависит от влажности воздуха (его испаряющей способности) и интенсивности образования пота потовыми железами кожи. Благодаря нормальной теплоотдаче испарением человек при температуре окружающей среды 50-55С и совершенно сухом воздухе может поддерживать неизменной температуру ядра тела в течение 2-3 ч. Регуляция теплоотдачи испарением осуществляется рефлекторно в ответ на чувствительную информацию, поступающую от терморецепторов самой кожи, сосудов, внутренних органов и ЦНС, и заключается в изменении интенсивности образования пота потовыми железами кожи.

Образование тепла в организме человека (теплопродукция) осуществляется за счет:

• сокращения скелетных мышц

• постоянного осуществления обменных процессов в органах и тканях. Причем наибольший вклад в данный способ теплопродукции вносят органы с высоким уровнем обмена веществ, такие как печень, сердце, бурая жировая ткань (локализованная у взрослого человека в меж лопаточной и подмышечной области), почки, скелетная мускулатура.

Процесс образования тепла, подобно теплоотдаче, является регулируемым и контролируется как ЦНС, так и некоторыми гормонами. В частности, повышение активности холодовых рецепторов кожи на холоде приводит как к рефлекторному сокращению определенных групп скелетных мышц, так и к возможному усилению обменных процессов, в результате чего усиливается образование тепла в организме. Одновременно тормозится отдача тепла в окружающую среду вследствие изменения тонуса сосудов кожи. В регуляции интенсивности обменных процессов, наряду с нервной системой, участвуют различные гормоны (катехоламины, тиреоидные гормоны, глюкокортикоиды).

Действие высокой температуры окружающей среды, напротив, приводит к усилению теплоотдачи на фоне минимизации обменных процессов и ограничения двигательной активности, что обуславливает уменьшение теплопродукции организмом.

Температура окружающего воздуха, при которой у человека не возникает напряжения механизмов теплопродукции и теплоотдачи, называется термонейтральной (или зоной температурного комфорта). Для легко одетого человека, находящегося в состоянии покоя, она составляет около 26С.