Глава 2. Механизмы теплоотдачи
Тепло, производимое в организме, адсорбируется кровотоком и передаётся к коже, где оно теряется в воздухе и окружающей среде. Скорость теплоотдачи зависит от двух факторов - скорости проведения тепла (в основном с кровотоком) от мест его образования к коже и скорости отдачи тепла кожей в окружающую среду.
• Кожа как теплоизолятор. Кожа, особенно подкожная жировая ткань, - тепловые изоляторы. Теплопроводность жировой ткани составляет лишь одну треть от теплопроводности других тканей. Поэтому кожа эффективно поддерживает постоянную внутреннюю температуру, даже если температура на поверхности кожи близка к температуре среды.
• Кожа как теплообменная система. Величина кровотока в коже варьирует от 0 до 30% всего сердечного выброса. Кожа - эффективная управляемая теплообменная система, в которой ток крови - 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. Потеря тепла посредством теплоизлучения означает теплоотдачу с помощью инфракрасного излучения, — разновидности электромагнитных волн. Большая часть инфракрасного излучения, испускаемого телом человека, обладает длиной волны от 5 до 20 мкм, т.е. в 10-30 раз большей, чем длина волны луча света. Температура любых предметов окружающей среды не равна абсолютному нулю, поэтому они тоже испускают такое излучение. Тепловые лучи испускают стены комнаты и находящиеся в ней предметы по направлению к телу человека. Тело человека путем инфракрасного излучения отдает тепло во всех направлениях. Если температура тела выше температуры окружающих предметов, тело отдает большее количество тепла, чем получает.
Теплопроведение. Проведение - контактная передача тепла при соприкосновении поверхности тела с какими-либо физическими телами (стул, пол, подушка, одежда и др.).
Конвекция. Конвекция - потеря тепла путём переноса движущимися частицами воздуха или воды. Количество тепла, теряемого конвекционным способом, возрастает с увеличением скорости движения воздуха (вентилятор, ветер). В воде величина отдачи тепла путём проведения и конвекции во много раз больше, чем на воздухе. В условиях комнатной температуры человек теряет 26% отдаваемого тепла посредством конвекции и проведения.
Испарение. 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. Даже без видимого потоотделения вода испаряется с поверхности кожи и лёгких в пределах от 450 до 600 мл в день, вызывая потерю тепла порядка 12-16 ккал/ч. 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).
• Эккриновые потовые железы (20 млн по всей поверхности кожи) выделяют раствор хлорида натрия, они равномерно распределены по поверхности тела и обеспечивают терморегуляцию.
• Апокриновые потовые железы (подмышечные и паховые) выделяют феромоны и участвуют в создании запаха тела.
• Секреторный отдел потовой железы образует первичный секрет, по составу аналогичный плазме крови, но без белков. По мере движения секрета по направлению к коже большая часть электролитов реабсорбируется. Активация потовых же- лёз вызывает усиленное образование секрета, но интенсивность реабсорбции остаётся без изменений. Это приводит к потерям электролитов (прежде всего, хлорида натрия).
Выделение пота варьирует в зависимости от вида работы и окружающей температуры.
• Потоотделительный механизм начинает работать при температуре 32-34 ?C, у новорождённых доношенных - при 35-37 ?C, у недоношенных механизм потоотделения не сформирован.
• Механизм потоотделения адаптируется к температурным условиям среды. У неакклиматизированных людей, пребывающих в жарком климате, выделяется около 1 л пота в час, у акклиматизированных - 2-3 л/ч. При высоком уровне потоотделения возрастают потери тепла с испарением, благодаря чему поддерживается нормальная температура. Высокий уровень потоотделения при акклиматизации сопровождается уменьшенным содержанием хлорида натрия в поте, что способствует сохранению электролитного баланса (регулятор - альдостерон, который стимулирует реабсорбцию натрия из выводных протоков потовых желёз).
