Температура тела и её регуляция

Температура тела является одним из важных параметров гомеостаза. Нормальная внутренняя температура в среднем равна 37 °C c колебаниями в пределах 0,6°^°C. Поддержание этого оптимума температуры гомойотермного организма (вопреки колебаниям температуры окружающей среды) — необходимое условие эффективного функционирования физиологических систем. Гомойотермный (теплокровный) организм человека (по сравнении с пойкилотермными, или холоднокровными) обладает также двумя важными преимуществами: стабильным уровнем жизнедеятельности в оптимальных условиях существования и возможностью приспособления к меняющимся условиям существования, включая экстремальные. С термодинамической точки зрения гомойотермный организм человека (полуоткрытая система), поддерживает и регулирует температуру тела только при условии баланса между теплопродукцией и теплоотдачей.

Теплопродукция. Тепло образуется в процессе обмена веществ. Уровень теплообразования зависит от:основного обмена,мышечной активности (сократительный термогенез), включая мышечные сокращения при дрожи;эффекта гормонов (T₄, адреналин, норадреналин, СТГ, тестостерон);симпатической стимуляции;несократительного термогенеза, т.е. образования тепла при разобщении окисления и фосфорилирования, в том числе в клетках бурого жира.

Теплоотдача. Основное тепло генерируется в печени, мозгу, сердце и в скелетных мышцах во время их работы. Затем тепло 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.

 Кожакактеплоизолятор. Кожа и в особенности подкожная жировая ткань — тепловые изоляторы. Теплопроводность жировой ткани составляет лишь одну треть от теплопроводности других тканей. Поэтому кожа эффективна в поддержании постоянной внутренней температуры даже при температуре на поверхности кожи, близкой к температуре среды.

 Кожакактеплообменнаясистема. Величина кровотока в коже варьирует от 0 до 30% всего сердечного выброса. Кожа — эффективная управляемая теплообменная система, в которой ток крови в коже — 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.

 Излучение. На рис. 21–3 показано, что обнажённый человек в условиях комнатной температуры теряет около 60% от отдаваемого тепла посредством излучения инфракрасных волн длиной от 760 нм.

Рис. 21–3. Способы теплообмена с внешней средой

 Конвекция(15% отдаваемого тепла) — 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.

 Проведение— контактная передача тепла (3% отдаваемого тепла) при соприкосновении поверхности тела с какими-либо физическими телами (стул, пол, подушка, одежда и др.).

Излучение, конвекция и проведение происходят, когда температура тела выше температуры окружающей среды. Если температура поверхности тела равна или ниже температуры окружающей среды, то эти способы потери тепла организмом становятся неэффективными.

 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/час.Неощутимоеиспарение— 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 излучения и проведения. В этих условиях освобождение от излишков тепла и охлаждение осуществляются только потоиспарением. 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) ипсихогенное(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 принимают участие 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 желёз вызывает увеличение образования 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 (рис. 21–4).

Рис. 21–4. Потоотделение при различной деятельности в условиях разных температур

 Потоотделительный механизм начинает работать при температуре 32–34 °C, у новорождённых доношенных — при 35–37 °C, у недоношенных потоотделительный механизм не сформирован.

 Потоотделительный механизм адаптируется к температурным условиям среды. Пребывание в жарком климате неакклиматизированных людей вызывает у них выделение около 1 л пота в час. У акклиматизированных лиц выделяется от 2 до 3 л в час. Высокий уровень потоотделения увеличивает испарительные потери тепла, поддерживая нормальную температуру. С высоким уровнем потоотделения при акклиматизации связано уменьшение содержания хлорида натрия в поте, способствующее сохранению электролитного баланса (регулятор — альдостерон, который стимулирует реабсорбцию натрия из выводных протоков потовых желёз).