9.2. Понятие о теплорегуляции.

Температура тела - комплексный показатель теплового состояния организма человека, отражающий сложные отношения между теплопродукцией (выработкой тепла) различных органов и тканей, и теплообменом между ними и внешней средой.

У здорового человека температура тела является постоянной с небольшими колебаниями в утренние и вечерние часы (36-37° С). Утром температура ниже на несколько десятых градуса, а вечером выше. Считается, что она не должна превышать 37°С, а колебания находятся в пределах от 0,3 до 1° С.

Изотермия — постоянство температуры тела — имеет для организма большое значение, т. к. она, во-первых, обеспечивает независимость обменных процессов в тканях и органах от колебаний температуры окружающей среды; во-вторых, обеспечивает температурные условия для оптимальной активности ферментов.

Температура отдельных участков тела человека различна, что связано с неодинаковыми условиями теплопродукции и отдачи тепла. Температурным ядром тела являются все органы грудной и брюшной полости, а также центральная нервная система (37 – 38 ° С). Ядро окружено изолирующей оболочкой – слоем более поверхностно расположенных тканей (от 30°С до 36°С). Физиологический предел колебаний этой температуры составляет 1,5°С. Изменение температуры крови и внутренних органов у человека на 2 – 2,5°С от среднего уровня сопровождается нарушением физиологических функций, а температура тела выше 43°С практически несовместима с жизнью человека. В течение суток температура тела человека колеблется: минимальная в 3-4 часа, максимальная — в 16-18 часов.

Поддержание постоянства температуры тела осуществляется по принципу саморегуляции, путем формирования функциональной системы терморегуляции. Системообразующим фактором (константой) этой функциональной системы является температура крови в правом предсердии (37^О С). Рефлекторные изменения процессов терморегуляции происходят при раздражении тепловых и холодовых рецепторов, расположенных в кожных покровах, в слизистых оболочках дыхательных путей, во внутренних органах, в сосудах, в различных отделах ЦНС (гипоталамусе, ретикулярной формации, продолговатом и спинном мозге, двигательной коре и др.). Особенно большое количество центральных терморецепторов, которые реагируют на изменение температуры крови, находится в гипоталамусе.

Процессы, связанные с образованием тепла в организме, объединяют понятием химическая терморегуляция, а процессы, обеспечивающие отдачу тепла — физическая терморегуляция.

Химическая терморегуляция или образование тепла в организме происходит вследствие непрерывно совершающихся экзотермических реакций окисления белков, жиров, углеводов, а также гидролиза АТФ, которые протекают во всех органах и тканях, но с различной интенсивностью. Наиболее интенсивное образование тепла происходит в мышцах. Незначительная двигательная активность приводит к повышению теплообразования на 50-80%, а тяжелая мышечная работа — на 400-500%. В процессах теплообразования, кроме мышц, значительную роль играют печень и почки. При охлаждении тела теплопродукция в печени возрастает.

Классификация механизмов теплопродукции:

1. Сократительный термогенез – продукция тепла в результате сокращения скелетных мышц: а) произвольная активность локомоторного аппарата; б) терморегуляционный тонус; в) холодовая мышечная дрожь, или непроизвольная ритмическая активность скелетных мышц.

2. Несократительный термогенез, или недрожательный термогенез (продукция тепла в результате активации гликолиза, гликогенолиза и липолиза): а) в скелетных мышцах (за счёт разобщения окислительного фосфорилирования); б) в печени; в) в буром жире; г) за счёт специфико-динамического действия пищи.

Физическая терморегуляция осуществляется путем изменения отдачи тепла организмом.

Теплоотдача осуществляется следующими путями: излучением (радиацией); проведением (кондукцией); конвекцией; испарением.

Теплоизлучение (радиация) обеспечивает отдачу тепла организмом окружающей его среде при помощи инфракрасного излучения с поверхности тела..

Теплопроведение происходит при контакте с предметами, температура которых ниже температуры тела.

Конвекция обеспечивает отдачу тепла прилегающему к телу воздуху или жидкости.

Испарение воды с поверхности кожи и со слизистых оболочек дыхательным путей в процессе дыхания ведёт к отдаче тепла.

Во время мышечной работы температура повышается – рабочая гипертермия. Подъём температуры при мышечной работе имеет свой биологический смысл: возрастают проводимость, возбудимость, лабильность нервных центров, снижается вязкость мышц, улучшается активность ряда ферментов. Стационарный уровень температуры зависит от мощности работы: чем она выше, тем выше и этот уровень.

В отличие от температуры ядра, средняя кожная температура не зависит от мощности выполняемой работы, а находится в прямой связи с внешней температурой. Постепенное повышение кожной температуры при работе происходит за счёт увеличения температуры некоторых участков кожи, в частности над работающими мышцами. Снижение кожной и повышение центральной температуры увеличивают тепловой градиент между ядром и поверхностью тела, что облегчает потерю тепла при работе.

Таким образом, при мышечной работе организм использует для усиления теплоотдачи более эффективный способ – потоиспарение.

Скорость потоотделения при постоянной мощности работы увеличивается с повышением внешней (и кожной) температуры и не связана с температурой ядра тела.

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте понятие об обмене веществ и энергии.

2. Назовите и охарактеризуйте методы исследования энерготрат.

3. Что такое основной обмен энергии?

4. Дайте определение понятиям кислородный долга и МПК.

5. Укажите величины расхода энергии при различных видах трудовой деятельности

6. Что такое температурное ядро и оболочка?

7. В чём заключается химическая и физическая терморегуляция?

8. Каковы особенности терморегуляции при физической работе?

10. Общая физиология желез внутренней секреции

В регуляции жизнедеятельности организма важное значение имеют вещества высокой биологической активности, выделяемые специальными органами в кровоток и способными, несмотря на их, чрезвычайно малые концентрации в крови, вызывать значительные изменения в состоянии организма, в частности обмена веществ в нём. Эти вещества называются гормонами, а выделяющие их органы – эндокринными железами или железами внутренней секреции.

Железы внутренней секреции (эндокринные железы) не имеют протоков и выделяют секрет непосредственно в межклеточную жидкость, кровь, лимфу и церебральную жидкость.

Существуют два пути управления деятельностью эндокринных клеток:

Нервный (реализуется с помощью структур ЦНС);

Гуморальный (этот путь нервная система реализует через гипофиз, с помощью тропных гормонов).

Центральной для управления эндокринными функциями структурой нервной системы является гипоталамус. Этот отдел осуществляет оба пути управления, т.е. нервный и гипофизарный.

Биологическая роль эндокринной системы тесно связана с ролью нервной системы, они совместно координируют функции органов и систем органов.

Эндокринная система посредством гормонов выполняет три важнейшие функции: обеспечивает физическое, половое и умственное развитие; обеспечивает адаптацию активности физиологических систем; обеспечивает поддержание некоторых физиологических показателей на постоянном уровне – гомеостатическая функция.

По выраженности морфологической связи с ЦНС эндокринные железы делятся на: - центральные (гипоталамус, гипофиз, эпифиз); - периферические (щитовидная, половые железы и др.).

По функциональной зависимости от гипофиза, которая реализуется через его тропные гормоны на: - гипофизозависимые;- гипофизонезависимые.

Вещества, играющие важную роль в реализации гуморальной регуляции подразделяются на несколько групп:

Гормоны - вещества, выделяемые эндокринными железами или скоплением эндокринных клеток в кровь, и оказывающие специфическое действие на другие органы и ткани.

Гормоноподобные вещества (парагормоны, местные гормоны и т. д.) - вырабатываются клетками диффузной эндокринной и АПУД системами. Оказывают местное и общее действие. Гормоноиды выделяют, например, клетки желудочно-кишечного тракта (серотонин-хромофильные клетки), соединительной тканью (гепарин и гистамин - тучные клетки), почками (ренин), семенными пузырьками (простагландины) и т. д.

Нейрогормоны - вырабатываются нервными клетками гипоталамуса и секретируются в кровь, оказывая специфическое действие на органы и ткани.

Нейромедиаторы - вырабатываются нервными клетками, участвуют в передаче возбуждения в синапсах, после чего всасываются в кровь и оказывают специфическое действие на органы и ткани.

Нейромодуляторы - вырабатываются нервными клетками, регулируют процесс передачи возбуждения в синапсах.

Несмотря на то, что гормоны имеют различную химическую природу: белковую (пептидные, протеидные), липидную (стероидные) и аминокислотную, они характеризуются общими биологическими свойствами:

- дистантностью действия (гормоны, поступая в кровяное русло, могут оказывать влияние на весь организм и на органы ткани, расположенные вдали от той железы, где они образуются);

- высокой специфичностью (выражается в двух формах: 1) каждый гормон влияет на те органы и ткани, в клетках которых имеются специфические рецепторы (мишени): 2) результатом взаимодействия гормона с его рецепторов является строго определённые изменения в цепи обменных процессов, в активности регулирующих их ферментов;

- высокой биологической активностью - незначительные количества гормонов могут вызывать изменение функций организма;

- они оказывают действие только на сложные структуры клетки (клеточные мембраны, ферментные системы);

- быстрая разрушаемость. Гормоны сравнительно быстро разрушаются в тканях, в частности, в печени. Поэтому для поддержания достаточного количества гормонов в крови и обеспечения более длительного или непрерывного действия необходимо постоянное выделение их соответствующей железой.

- характер регулируемого процесса является важным фактором, определяющим интенсивность образования и выделения гормонов. Как только изменения, вызываемые каким-либо гормоном, достигают определённой величины, образование и выделение этого гормона уменьшается, а иногда увеличивается продукция гормона, действующего противоположно на этот процесс. И наоборот, снижение функции – увеличивает продукцию гормона.

Гормоны от места их секреции транспортируются кровью в следующих состояниях: - свободном; - связанном с белком (80%); - адсорбированном на форменных элементах крови.

Связанная или адсорбированная форма гормонов позволяет регулировать содержание гормонов по уровню их свободной фракции. Помимо этого, связанные гормоны - это их депо (физиологический резерв), переход из которого в свободную фракцию происходит по мере снижения их концентрации. Связанная форма гормонов защищена от действия ферментов. Комплексирование гормонов с белками препятствует фильтрации низкомолекулярных гормонов в почках и, следовательно, предотвращает их потери с мочой.

По функциональному признаку гормоны могут быть разделены на группы: - эффекторные - оказывают влияние непосредственно на объект-мишень; -тропные - регулируют выделение и синтез эффекторных гормонов (например, тиреотропный гормон); - либерины (релизинг-гормоны) и статины (ингибитор-гормоны) - стимулируют или тормозят, соответственно, процессы синтеза и выделения тройных гормонов, выделяющихся нервными клетками гипоталамуса, именно с их помощью ЦНС регулирует функции эндокринной системы.

Интенсивность выделения каждого гормона железой в данный момент регулируется в соответствии с потребностью организма в данном гормоне.

Существует несколько способов регуляции функций эндокринных желез.

Во-первых, через прямое влияние на клетки желез концентрации того вещества, уровень которого регулирует данный гормон. Например, выработка паратгормона, повышающего уровень кальция в крови, снижается при воздействии на клетки паращитовидных желез повышенных концентраций кальция. Или - усиление секреции инсулина возникает при повышении концентрации глюкозы в крови, протекающей через поджелудочную железу.

Во-вторых, опосредованно через нейрогормональные или гормональные механизмы, т. е. с участием других желез внутренней секреции.

В-третьих, при помощи прямых нервных влияний на секреторные клетки железы (наблюдаются только в мозговом веществе надпочечников и эпифизе). В остальных железах внутренней секреции нервные волокна регулируют в основном тонус кровеносных сосудов и, следовательно, кровоснабжение железы, от уровня которого зависит, в известной мере, функция железы.

Функционирование эндокринной системы осуществляется в тесном взаимодействии и взаимовлиянии с нервной системой. Так, например, гипоталамус получает информацию из внешней и внутренней среды. Эта информация по сенсорным системам поступает в различные отделы головного мозга. Из них она в переработанном виде передается в гипоталамус, где она интегрируется с информацией, полученной им непосредственно от внутренней среды. В результате этого в гипоталамусе выделяются регуляторные гормоны, которые включаются в общую систему эндокринной регуляции. Наряду с этим формируются нервные влияния на железы, которые осуществляются через вегетативную нервную систему.

Нервная регуляция эндокринной системы через гипоталамус осуществляется, в основном, с участием структур лимбической системы: гиппокампа, миндалины, переднего таламуса, полосатого тела, соответствующих областей коры больших полушарий головного мозга. При этом регуляция со стороны лимбической системы может, осуществляется двумя путями: трансгипофизарным и парагипофизарным.