Нервная и гуморальная регуляция постоянства температуры тела человека. Эффекторы теплопродукции и теплоотдачи. Гипоталамический термостат.

Терморегуляция – динамическое взаимо­действие процессов теплопродукции и теплоотдачи в зависимости от состо­яния человека и окружающей его температуры.

Надежное функционирование системы поддержания температуры тела, когда механизмы регуляции приводятся в действие задолго до изменения температуры «ядра», обеспечивается наличием специфических сенсорных образований – терморецепторов, которые постоянно информируют организм обо всех температурных колебаниях внешней и внутренней среды. Принято выделять периферические – терморецепторы кожи, внутренних органов и тканей, также центральные – термочувствительные нейроны ЦНС.

Кожные терморецепторы бывают двух типов – холодовые и тепловые. Оба типа особенно чувствительны к степени изменения температуры кожи. При любой совместимой с жизнью температуре от периферических рецепторов в ЦНС поступает импульсация. В термонейтральных условиях частота импульсации холодовых терморецепторов составляет 10-15 импульсов в с, тепловых – 2-4 импульса в с.

Холодовые рецепторы располагаются на глубине 0,17 мм от поверхности кожи, их около 250 тысяч; чувствительны в диапазоне от 10 до 41°С с максимальным ритмом импульсов в зоне 20-30°С. На быстрые сдвиги температуры реагируют учащением импульсов в ответ на охлаждение, и урежением импульсов в ответ на согревание. При температуре ниже 10°С холодовые рецепторы гомойотермных животных блокируются.

Тепловые рецепторы находятся глубже – 0,3 мм от поверхности, их примерно 30 тысяч; чувствительны в диапазоне от 20 до 50°С с максимумом активности при 38-43°С. На быстрые сдвиги температуры реагируют противоположно холодовым: учащением импульсов в ответ на согревание и урежением в ответ на охлаждение. При температуре выше 50°С терморецепторы повреждаются.

Центральные термочувствительные нейроны, отвечающие как на тепловые, так и холодовые стимулы, впервые были обнаружены в гипоталамусе. Заметные изменения частоты импульсации этих нейронов возникают при сдвигах температуры протекающей мимо них крови всего на 0,011°C. Центральные терморецепторы также расположены в мозжечке, РФ ствола мозга и в спинном мозге.

Центр системы терморегуляции состоит из ряда отделов ЦНС, начиная от спинного мозга до коры больших полушарий головного мозга включительно. Ведущим принято считать «термостат» тела, расположенный в гипоталамусе.

Помимо информации о своей собственной температуре в результате импульсации термочувствительных нейронов, гипоталамус получает сигналы от терморецепторов, находящихся в других частях тела. Вся температурная информация обобщается и используется для управления выходным сигналом гипоталамического термостата. Нервные пути, выходящие из гипоталамуса, образуют связи с другими отделами нервной системы, которые регулируют теплопродукцию и теплоотдачу.

В переднем гипоталамусе расположены нейроны, управляющие процессами теплоотдачи (обеспечивают физическую терморегуляцию – сужение сосудов, потоотделение). При разрушении нейронов переднего гипоталамуса организм плохо переносит высокие температуры, но физиологическая активность в условиях холода сохраняется.

Нейроны заднего гипоталамуса управляют процессами теплообразования (обеспечивают химическую терморегуляцию – усиление теплообразования, мышечную дрожь). При их повреждении нарушается способность к усилению энергообмена, поэтому организм плохо переносит холод.

Существует возможность условнорефлекторных изменений теплопродукции и теплоотдачи, которые осуществляются с участием коры большого мозга. Отмечено, что у людей, работающих в условиях жарких цехов или в хо­лодильниках, одна лишь обстановка может условно-рефлекторно изменять терморегуляцию.

Регуляцию температуры тела определяет и ряд гуморальных факторов. Наиболее выраженные и стойкие термогенные эффекты при действии холода вызывают гормоны щитовидной железы – тироксин и трийодтиронин. Введение в кровь животного сыворотки крови другого жи­вотного, которое длительное время находилось на холоде, вызыва­ет у первого повышение обмена веществ. Такое проявление наблюда­ется лишь при сохранении у второго животного щитовидной железы. Во время пребывания в условиях охлаждения про­исходит усиленное выделение в кровь гормонов щитовидной желе­зы, регулирующих обмен веществ и образование тепла.

Катехоламины, усиливая или уменьшая окислительные процессы в тканях, увеличивают или уменьшают теплопродукцию и влияют на тонус сосудов, меняя уровень теплоотдачи.

Практическое значение для терморегуляции человека играют: употребление горячей или холодной пищи и воды; использование одежды; изменение позы тела и температуры в помещении и др.

Эффекторные нейроны, управляющие процессами теплопродукции и теплоотдачи - центр теплопродукции и центр теплоотдачи.


Центр терморегуляции находится в гипоталамусе. Передний отдел гипоталамуса воспринимает информацию от периферических и центральных терморецепторов. Центр теплопродукции расположен в ядрах заднего отдела гипоталамуса. Отсюда через симпатическую нервную систему идут импульсы, которые повышают метаболизм, сужают сосуды кожи, активизируют терморегуляцию скелетных мышц. В этих реакциях участвуют и гормоны - адреналин, норадреналин, тироксин и др. Это проявляется в эффектах теплоконсервации и наблюдается при поступлении импульсов от холодовых рецепторов.

Центр теплоотдачи содержится в ядрах переднего отдела гипоталамуса. Отсюда идут импульсы, которые расширяют сосуды кожи, повышают потоотделение, снижают теплопродукцию. При разрушении центра терморегуляции в гипоталамусе гомойотермные животные превращается в пойкилотермных.

Определенную роль в регуляции температуры тела играют и другие отделы ЦНС (РФ, лимбическая система, кора головного мозга).

Информация от центральных и периферических терморецепторов объединяется в терморегуляторном центре — передней и преоптической областях гипоталамуса — «гипоталамическом термостате». Терморегуляторный центр постоянно поддерживает внутреннюю температуру 37,1°C – «установочная температурная точка» терморегуляции – своеобразный кибернетический механизм. Получение терморегуляторным центром информации об отклонении от установочной точки температуры формирует сигнал к эффекторным системам, обеспечивающим поддержание внутренней температуры тела.

Между центрами теплоотдачи переднего гипоталамуса и центрами теплопродукции заднего гипоталамуса существуют реципрокные взаимоотношения. При усилении активности центров теплопродукции тормозится деятельность центров теплоотдачи и наоборот. При снижении температуры тела включается активность нейронов заднего гипоталамуса; при повышении температуры тела активируются нейроны переднего гипоталамуса.