ИЗ

Физиология человека: учеб. пособие для учащихся специальности "Лечебное дело" учреждений, обеспечивающих получение сред. спец. образования / А.А. Семенович [и др.]; под ред. А. А. Семеновича. – 3-е изд., испр. – Минск: Выш. шк., 2009. – 544 с.

Глава 13. Теплообмен организма

13.1. Гомойотермия как баланс теплопродукции и теплоотдачи

Показатели температурного гомеостаза. У человека, мле-митающих животных и птиц температура тела поддержива-i гея на относительно постоянном уровне, несмотря на значи-льные изменения температуры окружающей среды. Таких животных и человека называют гомойотермными или тепло­кровными. Все другие животные относятся к холоднокровным (пойкилотермным). Температура тела холоднокровных живот­ных изменяется в соответствии с температурой окружающей среды. Они не имеют механизмов, обеспечивающих возмож­ность поддержания постоянства температуры организма.

У человека ярко выраженная гомойотермия присуща лишь сердцевине тела (применяется также название "ядро тела"). К сердцевине тела относят внутренние органы, головной и спинной мозг, мышцы и все ткани, лежащие на глубине более 2-2,5 см от поверхности кожи. Все остальные ткани: кожу с подкожной жировой клетчаткой и все структуры, расположен­ные в подкожном слое, относят к оболочке тела. По массе тка­ни оболочки составляют до 50% массы тела.

Оболочка тела не является абсолютно гомойотермной. Ее температура может меняться в значительных пределах в зави­симости от температуры окружающей среды. Наиболее измен­чива температура поверхности кожи. Даже в условиях поме­щения температура разных участков кожи составляет от 25 °С до 35 °С, наименьшая - на дистальных участках конечностей, наибольшая — на прикрытых одеждой участках груди и коже лица.

Температура ядра тела более стабильна. Она удерживается в диапазоне 35,5-37,5 °С, несмотря на колебания температу­ры окружающей среды. Однако надо иметь в виду, что ядро те­ла также не абсолютно однородно по температуре и показате­ли нормы для разных областей ядра различаются. О темпера­туре сердцевины тела принято судить на основании ее измере­ния в подмышечной впадине (аксиллярная температура), прямой кишке (ректальная температура), ротовой полости под языком (оральная температура) или в наружном слуховом

450

451

проходе у барабанной перепонки. У грудных детей измеряют также температуру в паховой области.

Границы нормы аксиллярной температуры составляют 35,1— 36,9 °С. Величина ректальной температуры составляет 37—37,8 °С (на 0,5—0,8 °С градуса выше, чем аксиллярной). Подъязычная температура обычно на 0,2—0,5 °С ниже рек­тальной и приближается к аксиллярной.

При оценке показателей термометрии необходимо учитывать нали­чие циркадных ритмов. Околосуточный ритм температуры тела взросло­го человека ярко выражен. Обусловленный этим ритмом максимум тем­пературы сердцевины тела приходится иа время 16—20 ч, минимум на 3— 4 ч ночи. Различия между показателями минимума и максимума находят­ся в пределах 0,3—1,5 °С. Эти изменения температуры обусловлены функцией биологических часов организма, влияющих на состояние тер-морегуляторных центров гипоталамуса.

У женщин имеется также месячный ритм температуры тела. В пер­вую фазу месячного цикла (фолликулиновую) температура сердцевины тела ниже, а с момента выхода яйцеклетки и формирования желтого тела повышается на 0,5—0,7 °С. Температурный скачок во время перехода от первой ко второй фазе цикла можно использовать для определения вре­мени овуляции. Более надежно этот скачок можно определить по измере­нию ректальной температуры.

Методы измерения температуры тела. В нашем регионе наи­более распространено измерение температуры сердцевины тела с помощью ртутного медицинского термометра. Стандартная погрешность прибора составляет 0,1 °С. При измерении темпе­ратуры подмышечной впадины датчик термометра должен нахо­дится по среднеаксиллярной линии и рука должна быть плотно прижата к туловищу. Время экспозиции — не менее 10 мин.

Электротермометры позволяют измерять не только темпе­ратуру в замкнутых полостях, но и температуру поверхности кожи. Погрешность этих приборов — около 0,2 °С.

Метод тепловидения (с использованием приборов теплови­зоров) позволяет просматривать и получать печатное изобра­жение температуры относительно больших площадей кожи, выявлять наличие асимметрий левой и правой сторон тела. Такая асимметрия в норме не должна превышать 0,5 °С .

Применяется также термометрия, основанная на использо­вании пленок с жидкокристаллическим слоем, изменяющим свою окраску в зависимости от температуры поверхности тела.

В ряде ситуаций приходится рассчитывать величину теплосо-■ ||• ржания в организме и среднюю температуру кожи тела. Для ' 1i и о определяют температуру кожи как минимум 7 стандартных юп: тыла кисти, плеча, спины, груди, лба, бедра и стопы. Средняя Температура кожи обнаженного человека, находящегося в усло­виях температурного комфорта, составляет 33—34 °С.

Зона температурного комфорта для обнаженного человека находится в пределах 27—28 °С, для легко одетого человека — в пределах 20—26 °С. Эти границы зависят от влажности и подвижности воздуха, а также от температуры окружающих предметов (стен и других крупных предметов, между которыми идет теплообмен излучением). В обычных бытовых условиях для находящегося в помещении в обычной рабочей одежде че­ловека температура комфорта составляет 18—22°С.

Теплопродукция в организме. Теплопродукция в организ­ме осуществляется за счет процессов обмена веществ, хими­ческих процессов, дающих энергию для различных проявлений жизнедеятельности. Поэтому регуляцию теплопродукции не­которые авторы называют химической терморегуляцией. Если величину теплопродукции организма, находящегося в состоя­нии физического и эмоционального покоя в условиях темпера­турного комфорта окружающей среды, принять за 100%, то 50% этой теплопродукции получается за счет энергии, расхо­дуемой на синтез АТФ. Остальные 50% тепла образуются при распаде АТФ, когда запасенная в ней энергия расходуется на всевозможные процессы жизнедеятельности.

Когда человек находится в условиях среды, создающей условия температурного комфорта, то рабочая активность ме­ханизмов терморегуляции минимальна. В этих условиях в ор­ганизме идут жизненные процессы, сопровождающиеся выде­лением тепла, и этого тепла (термогенеза) достаточно, чтобы поддержать температуру тела на нормальном уровне. Если же температура среды ниже температуры комфорта и образую­щегося в организме тепла недостаточно, то терморегулятор-ные механизмы запускают целый ряд процессов, осуществля­емых ради увеличения теплопродукции. Это называют термо-регуляторной теплопродукцией (термогенезом).

Термогенез подразделяют на сократительный и несократи­тельный.

Сократительный термогенез обеспечивается за счет тепла, образующегося при сокращении скелетных мышц. Их

452

453

сокращения могут вызываться произвольно и непроизвольно Непроизвольный сократительный термогенез подраздс ляют на терморегуляторный тонус и мышечную дрожь.

Терморегуляторный тонус проявляется в неощутимом для человека увеличении тонуса мышц и возрастании их тепло продукции (до 50% по отношению к теплопродукции в услови ях комфорта). Терморегуляторный тонус начинает проявлять ся при снижении температуры окружающей среды на 1 —3 °('. относительно комфортного уровня, даже при неизменной тем пературе сердцевины тела.

Если охлаждающие влияния внешней среды продолжают на­растать, или теплосодержание в организме и температура серд цевины тела начнут снижаться, то механизмами терморегуля ции запускается мышечная дрожь, которая проявляется мел кими, асинхронными сокращениями отдельных групп мышеч­ных волокон. Мышечная дрожь раньше всего начинает проявляться в жевательных мышцах (отсюда выражение "сту­чит зубами", как признак охлаждения), затем подключаются мышцы верхнего плечевого пояса, спины и рук. При этом чело­век испытывает ощущение температурного дискомфорта и мо­жет сознательно начать выполнять движения, способствующие большей теплопродукции в мышцах и согреванию организма.

Произвольный сократительный термогенез включает­ся при осуществлении человеком движений с целью согрева­ния при ощущении холода.

Произвольная двигательная активность может увеличить теплопро­дукцию организма в 3-5 раз (на короткое время даже в 10-12 раз) и спо­собствовать защите от переохлаждения. Однако теплопродукция, вызыва­емая произвольной двигательной активностью, осуществляется и при вы­полнении обычной физической работы в условиях температурного ком­форта или жаркого климата. В таких условиях за счет образования избыточного тепла в мышцах развивается рабочая гипертермия, проявля­ющаяся повышением температуры тела до 40—41 °С. Такая гипертермия в ряде случаев является фактором, ограничивающим интенсивность и даль­нейшее выполнение работы. Организм включает механизмы, увеличиваю­щие выведение тепла: усиливает потоотделение, кожный кровоток и др.

Несократительный термогенез проявляется увеличе­нием интенсивности обменных процессов и теплопродукции в различных тканях, особенно бурой жировой ткани и печени. Бурая жировая ткань составляет около 1 % от массы тела. Ее

454

относительное количество может нарастать до 5% при систе­матическом воздействии холода на организм. Эта ткань распо­ложена в местах, требующих особой защиты от охлаждения: возле аорты, грудных вен, вдоль позвоночника, шеи и межло­паточной области. При действии холода на организм за счет усиления прихода к бурой жировой ткани импульсов по симпа­тическим нервным волокнам резко увеличивается распад жи­ровых молекул и возрастает теплопродукция, способствующая местному согреванию органов, которые окружает эта ткань.

В условиях температурного комфорта и физического покоя основной вклад в теплообразование вносят печень, мышцы, мозг, а при физической нагрузке подавляющая часть тепло­продукции обеспечивается мышцами.

Механизмы теплоотдачи организма. Отдача тепла от по­верхности тела происходит за счет четырех физических процес­сов: излучения, испарения, конвекции и теплопроведения(кон-дукции). При обычных комнатных условиях до 60% тепла отво­дится за счет излучения, по 20% — за счет испарения и конвек­ции и незначительное количество — за счет теплопроведения.

Излучение тепла идет с помощью инфракрасных лучей, оно усиливается при наличии на относительно близком расстоянии холодных предметов с большой поверхностью.

Испарение, обеспечивающее в обычных условиях отведе­ние около 20% тепла, становится единственно возможным способом теплоотдачи, когда температура окружающей среды больше температуры тела. В последнем случае для отведения всего тепла необходимо испарение около 4,5 л воды. При ис­парении 1 г воды организм отдает 0,58 ккал (2,4 кДж). В обыч­ных условиях за сутки с поверхности тела и слизистых оболо­чек дыхательных путей испаряется 700—1000 мл воды. На по­верхность тела вода доставляется благодаря потоотделению.

Теплоотдача конвекцией идет при наличии перемещения воздуха или жидкости, соприкасающихся с поверхностью тела. Даже при полной неподвижности атмосферного воздуха в его пограничном с кожей слое возникают конвекционные потоки за счет того, что нагретый телом воздух смещается вверх, а на его место поступает более холодный воздух. Скорость теплоотдачи конвекцией резко возрастает при наличии ветра.

Теплоотдача теплопроведением осуществляется при не­посредственном контакте неподвижных предметов с поверх -

455