Раздел 9

Понятие терморегуляции. Теплопродукция. Теплоотдача.

Терморегуляция (теплообмен) — это совокупность физиологических процессов в организме теплокровных животных и человека, обеспечивающих поддержание постоянства температуры тела на определенном уровне с очень небольшими колебаниями.

Температура внутренней среды организма поддерживается на постоянном уровне по принципу саморегуляции. Совокупность структур, обеспечивающих саморегуляцию температуры организма, составляет так называемую функциональную систему терморегуляции (П. К. Анохин). Постоянство температуры тела обеспечивается двумя противоположно направленными процессами — теплопродукцией и теплоотдачей.

Теплопродукция, т. е. выработка тепла в организме, зависит от интенсивности метаболических процессов, поэтому часто ее называют химической теплорегуляцией. Уровень теплообразования зависит от:

• основного обмена,

• мышечной активности (сократительный термогенез), включая мышечные сокращения при дрожи;

• эффекта гормонов (T4, адреналин, норадреналин, СТГ, тестостерон);

• симпатической стимуляции

• несократительного термогенеза, т.е. образования тепла при разобщении окисления и фосфорилирования, в том числе в клетках бурого жира.

У человека усиление теплообразования наступает вследствие увеличения интенсивности обмена веществ. Это происходит в частности, когда тем-ра окружающей среды становиться ниже оптимальной температуры. В закрытом помещении для человека легко одетого оптимальная тем-ра =18-22 градуса.

В условиях холода теплообразование в мышцах увеличивается, даже если человек находится в неподвижном состоянии. Это обусловлено тем, что охлаждение поверхности тела, действуя на рецепторы, воспринимающие холодовое раздражение, рефлекторно возбуждает беспорядочные непроизвольные сокращения мышц, проявляющиеся в виде дрожи (озноб). При этом обменные процессы организма значительно усиливаются, увеличивается потребление кислорода и углеводов мышечной тканью, что и влечет за собой повышение теплообразования. Даже произвольная имитация дрожи увеличивает теплообразование на 200%.

Образование тепла за счет тонуса, дрожи или сокращений мышц называют сократительным термогенезом. Если в организм введены миорелаксанты-вещества, нарушающие передачу нервных импульсов с нерва на мышцу и тем самым устраняющие рефлекторную мышечную дрожь, тем самым происходит понижение температуры тела. В химической терморегуляции, кроме мышц, значительную роль играют печень и почки. Температура крови печеночной вены выше температуры крови печеночной артерии, что указывает на интенсивное теплообразование в этом органе. При охлаждении тела теплопродукция в печени возрастает. Освобождение энергии в организме совершается за счет окислительного распада белков, жиров и углеводов. Поэтому все механизмы, которые регулируют окислительные процессы, регулируют и теплообразование.

Теплоотдача.

Теплоотдача-физическая терморегуляция. Она осуществляется за счет теплопроведения, конвекции, теплоизлучения ииспарения

Основное тепло генерируется в печени, мозге, сердце и в скелетных мышцах во время их работы. Затем тепло передаётся к коже, где оно теряется в воздухе и окружающей среде. Скорость теплоотдачи зависит от двух факторов:

• От скорости проведения тепла (в основном с кровотоком) от мест его образования к коже.

• От скорости отдачи тепла кожей в окружающую среду.

Кожа как теплоизолятор. Кожа и в особенности подкожная жировая ткань - тепловые изоляторы. Теплопроводность жировой ткани составляет лишь одну треть от теплопроводности других тканей. Поэтому кожа эффективна в поддержании постоянной внутренней температуры даже при температуре на поверхности кожи, близкой к температуре среды.

Кожа как теплообменная система. Величина кровотока в коже варьирует от 0 до 30% всего сердечного выброса. Кожа - эффективная управляемая теплообменная система. Ток крови в коже - основной механизм переноса тепла от тела к коже.

Если температура тела превышает температуру среды, то тело будет отдавать тепло в среду. Отдача тепла в окружающую среду осуществляется излучением, теплопроведением, конвекцией и испарением.

Теплоизлучение (радиационная теплоотдача) если человек находится в помещении где вокруг него расположены холодные предметы (холодные стены, каменные колонны, металлические сейфы..) то его тело без всякого контакта с этими предметами. Тело человека излучает в сторону предмета тепловые лучи инфракрасного диапазона. Теплоотдача путем излучения прямо пропорциональна площади обнаженной поверхности тела. Поверхность тела укрытая одеждой, в теплоизлучении участия не принимает.

Конвекция-перенос тепла движущейся средой (вода, воздух). Прилегающий к коже слой воздуха нагревается до температуры тела и затем как более лёгкий, замещается более плотным холодным воздухом. Если температура тела и воздуха одинакова, то конвекция как путь теплоотдачи становится не эффективной. Интенсивность конвекции прямо пропорционально зависит от площади открытых участков кожи. Количество тепла, теряемого конвекционным способом, возрастает с увеличением скорости движения воздуха. В воде величина отдачи тепла путём проведения и конвекции во много раз больше, чем на воздухе.

Теплороведение - контактная передача тепла при соприкосновении поверхности тела с какими-либо физическими телами (стул, пол, подушка, одежда и др.) теплопроведение происходят, когда температура тела выше температуры окружающей среды. Общее количество теплопотерь этим способом зависит от времени контакта и площади соприкосновения кожи с более холодным предметом. Если температура поверхности тела равна или ниже температуры окружающей среды, то эти способы потери тепла организмом становятся неэффективными.

Испарение - необходимый механизм выделения тепла при высоких температурах. Испарение воды с поверхности тела приводит к потере 0,58 ккал тепла на каждый грамм испарившейся воды. Тело человека испаряет от 400 до 500 мл в день через дыхательные пути, 700-800 мл- через кожные покровы за счет перспирации( неощутимое просачивание), а также 300-500 мл пота. Неощутимое испарение - результат непрерывной диффузии молекул воды через кожу и дыхательные поверхности, оно не контролируется системой температурной регуляции. Повышение температуры среды выше температуры тела приводит к приросту температуры тела за счёт действия излучения и проведения из окружаюшей среды. В этих условиях освобождение от излишков тепла и охлаждение осуществляются только за счёт потоиспарения. Движение воздуха около кожи усиливает скорость испарения и тем самым увеличивает эффективность потери тепла (охлаждающий эффект вентилятора).

Потоотделение - один из важных приспособительных механизмов организма к изменениям условий внешней среды. В повседневной жизни встречаются два вида потоотделения - терморегуляторное (возникает на всей поверхности тела в ответ на повышение температуры окружающей среды и при физической нагрузке) и психогенное (в ответ на эмоциональный стресс, обычно локально, но иногда генерализованно).