Глава 4. Гипертермия и гипотермия
Гипертермия – повышение температуры тела выше 37 0С. Она возникает в результате продолжительного действия высокой температуры внешней среды, относительно недостаточной теплоотдачи организма и избыточной теплопродукции. При гипертермии все эффекторные процессы терморегуляции максимально активизированы: возбуждение экстерорецепторов (в случае высокой температуры внешней среды) ведет к запуску терморегуляторных механизмов еще до повышения температуры внутренней среды.
Несмотря на то что в течение коротких периодов времени человек может выдерживать температуру тела на уровне 43 0С, предельной для его выживания в течение более длительного периода времени является температура 42 0С. Однако при температуре 40-41 0С развиваются тяжелые поражения мозга – отек ткани мозга, гибель нейронов.
Гипотермия – снижение температуры тела до 35 0С и ниже. Она может быть результатом продолжительного пребывания организма в среде с низкой температурой. На начальной стадии охлаждения организма процессы терморегуляции значительно активизируются, однако если оно продолжается, температура тела начинает снижаться; при достижении ею 310С происходит потеря сознания, а при температуре 24-28 0С обычно наступает смерть.
При гипотермии, используемой при некоторых хирургических операциях, кроме охлаждения организма, применяют фармакологические препараты с целью блокирования приспособительных реакций, направленных на сохранение регулируемой температуры тела. В этой ситуации температура тела может без опасности для организма снижаться до 24-28 0С, при этом уменьшается потребление мозгом кислорода. В таких условиях возникает возможность выключение деятельности органов дыхания или сердца на период 15-20 минут, что позволяет выполнить хирургическую операцию.
Глава 5. Особенности терморегуляции у детей и пожилых людей
У новорожденного терморегуляторные механизмы включают усиление теплообразования преимущественно не дрожательного характера при охлаждении, потоотделении, сосудистые и поведенческие реакции. Поскольку у ребенка отношение поверхности тела к его массе в 3 раза больше, нежели у взрослого, теплоотдача у ребенка значительно больше, чем у взрослого. Поэтому у детей для поддержания постоянства температуры тела расходуется в 3 раза больше энергии, чем у взрослого, что обеспечивается более интенсивным метаболизмом, а также за счет бурого жира. Потери тепла у ребенка больше также из-за того, что у него тонкий слой подкожно-жировой клетчатки и тонкая кожа (слабая теплоизоляция). Потери тепла у детей больше также и потому, что у них (особенно в грудном возрасте) более выражена васкуляризация кожи, незрелый центр терморегуляции. Новорожденные дети способны поддерживать постоянную нормальную температуру своего тела только в пределах колебания тепмературы окружающей среды (23-33 0С). У недоношенных детей эта способность выражена еще слабее. Температура тела у новорожденных не имеет циркадианного биоритма. Новорожденные дети легко переносят понижение температуры тела на 3-4 0С, но плохо – повышение температуры: превышение более чем на 2 0С опасно для их жизни.
Совершенствование терморегуляции осуществляется за счет всех указанных механизмов и заканчивается к 17 годам жизни.
У пожилых людей температура внутренней среды организма может поддерживаться на уровне 34-35 0С. Механизм дрожи при этом не включается. Это связано с тем, что функциональная система терморегуляции «перепрограммирована» у пожилых людей на поддержание более низкой температуры. Во всех прочих отношениях функциональная система работает нормально. Вместе с тем пожилые и старые люди хуже приспосабливаются к изменениям температуры окружающей среды, что более значительно проявляется при действии холода. В этих условиях у пожилых людей метаболические реакции и скорость развития вазоконстрикции в коже снижены: вероятность гипотермии возрастает. Эти особенности выражены значительно меньше у женщин. Люди пожилого возраста по сравнению с более молодыми менее толерантны и к перегреванию. Однако это скорее связано не с возрастом, а со степенью тренированности и состоянием здоровья.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Жизнь сопряжена с непрерывным расходом энергии, которая необходима для функционирования организма. С точки зрения термодинамики, живые организмы относятся к открытым системам, так как для своего существования они непрерывно обмениваются с внешней средой веществами и энергией. Источником энергии живых организмов служат химические превращения органических веществ, поступающих из окружающей среды. Превращение этих веществ из сложных в простые и приводит к высвобождению энергии, заключенной в химических связях. Извлечение энергии из химических связей осуществляется главным образом с затратой молекулярного кислорода (аэробный обмен); окислению в ряде цепей предшествует бескислородное расщепление (анаэробный обмен).
Основным аккумулятором энергии для использования ее в клеточных процессах является аденозинтрифосфат (АТФ). С помощью энергии АТФ обеспечивается возможность синтеза белка, деления клеток, поддержания их осмотического градиента, мышечного сокращения и др. Согласно первому закону термодинамики, химическая энергия АТФ, пройдя через промежуточные стадии, в конечном итоге превращается в тепловую, которая и теряется организмом. Поэтому интенсивность энергообмена организма является суммой энерготрат на функцию клеточных систем, аккумулированной энергии и потерь ее в виде теплоты.
Жизнь организма зависит от протекания химических реакций с превращением всех видов энергии в тепловую. Скорость химических реакций, а следовательно, и энергообмена зависит от температуры тканей. Теплота как конечное превращение энергии способна переходить из области более высокой температуры в область более низкой. Температура тканей определяется соотношением скорости метаболической теплопродукции их клеточных структур и скорости рассеивания образующейся теплоты в окружающую среду. Следовательно, теплообмен между организмом и внешней средой является неотъемлемым условием существования животных организмов. Для поддержания нормальной (оптимальной) температуры тела у животных организмов имеется система регуляции теплообмена со средой.
Животные организмы подразделяются на пойкилотермные и гомойотермные. Пойкилотермные (стоящие на более низких ступенях филогенетической лестницы) обладают несовершенными, но все же достаточно эффективными механизмами терморегуляции. Эти механизмы включают химическую систему температурной компенсации, позволяющую удерживать устойчивый энергообмен при значительных перепадах температуры тела, терморегуляцию поведением (выбор оптимальной температуры среды) и температурный гистерезис (способность захватывать теплоту из внешней среды быстрее, чем ее терять).
Гомойотермия — более позднее приобретение эволюции животного мира. К истинно гомойотермным животным относят птиц и млекопитающих, так как эти животные способны поддерживать постоянную в пределах 2°С температуру тела мри сравнительно широких колебаниях температуры внешней среды.
В основе гомойотермии лежит более высокий, чем у пойкилотермных животных, уровень энергообмена за счет усиления роли тиреоидных гормонов, стимулирующих работу клеточного натриевого насоса. Высокий энергообмен привел к формированию совершенных механизмов регуляции тепловой энергии в организме.
Ряд животных относится к группе гетеротермных организмов: при одних условиях они пойкилотермные организмы, при других – гомойотермные.
Для поддержания постоянной температуры тела гомойотермные животные обладают химической и физической терморегуляцией. Физическая терморегуляция осуществляется изменением теплопроводности покровных тканей тела (изменение кровотока кожи, пилоэрекция, испарение влаги с поверхности тела или ротовой полости).
Химическая терморегуляция осуществляется путем увеличения теплообразования в организме. Выделяют два основных источника химической терморегуляции (регулируемого теплообразования): сократительный термогенез за счет произвольной активности локомоторного аппарата, терморегуляционного тонуса и дрожи мышц и несократительный термогенез за счет бурой жировой ткани, специфико-динамического действия пищи и др.
Управление теплообменом осуществляется активностью тepморецепторов, информация от которых поступает в центр терморегуляции гипоталамуса, управляющий реакциями химической и физической терморегуляции.
Длительное пребывание в условиях высокой или низкой температуры окружающей среды приводит к существенным изменениям свойств организма, повышающих его устойчивость к действию соответствующих температурных факторов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Нормальная физиология: учебник . Орлов Р.С., Ноздрачев А.Д. 2-е изд., испр. и доп. 2010. - 832 с.: ил.
http://xreferat.ru/55/4755-1-mehanizmy-teploprodukcii-i-teplootdachi.html
Физиология человека. Смирнов В.М. Москва «Медицина», 2002