4)Основные способы теплообмена организма.

В организме любого живого существа непрерывно выделяется тепло. Это тепло должно отводиться в окружающую среду, иначе организм перегреется и погибнет. Однако, и слишком быстрая отдача тепла опасна для организма – она приводит к переохлаждению.

Существует 4 способа теплообмена организма с окружающей средой:

• 1) Теплопроводность – это перенос тепла за счёт усиления молекулярного движения в веществе.

• 2) Конвекция - перенос тепла, связанный с движением газа или жидкости.

• 3) Излучение-испускание инфракрасных лучей с поверхности тела:

Q_ИЗЛ = σ·( T₁⁴ – T₂⁴)^.S^.t

• 4) Испарение:

Q_ИСП = L· m

• где m – масса испарившейся воды , L – удельная теплота испарения воды (2,25^.10⁶ Дж.кг ^–1).

Температура тела человека и многих животных поддерживается постоянной с достаточно высокой точностью. Это свойство организма называют температурным гомеостазом. Постоянство температуры тела обеспечивается выработавшейся в ходе эволюции системой терморегуляции. Различают химическую и физическую терморегуляцию:

• Химическая терморегуляция основана на изменении теплопродукции (скорости и характера биологического окисления, совершения мышечной работы – дрожь) .

• Физическая терморегуляция основана на изменении теплообмена.

Уравнение теплового баланса: M±Qт±Qc±Qr-Qe=0

М-теплопродукция

5)Способы измерения теплопродукции

Для измерения количества тепла, выделяемого организмом, существуют два метода: прямая и непрямая калориметрия. В методе прямой калориметрии используются физические калориметры, сконструированные таким образом, что в них можно помещать животных или человека. Первый калориметр для измерений на людях был в начале ХХ века создан В.В. Пашутиным в Военно-медицинской академии. На этом приборе были выполнены важные исследования биоэнергетики в норме и патологии. Метод прямой калориметрии даёт более богатую информацию, но он требует применения сложной дорогостоящей аппаратуры. Поэтому гораздо чаще используют непрямую калориметрию. В этом методе собирают воздух, выдыхаемый человеком за определенное время, и измеряют в нем содержание О2 и СО2. По этим данным с помощью таблиц находят величину теплопродукции. Непрямая калориметрия намного проще; важно также, что ее можно применять не только в специальной лаборатории, а в любых условиях ( у постели больного, на обьектах военной техники и т.п. ).

Некоторые данные о теплопродукции человека.

Основной обмен.

Минимальную величину энерготрат, необходимую для обеспечения основных жизненно необходимых функций организма, называют основным обменом(минимальные энерготраты организма). Измеряется в состоянии бодрствования, но пациент должен спокойно лежать в кровати. Процедура проводится рано утром, когда интенсивность метаболизма самая низкая. За двое суток до обследования исключают белковую пищу. Измерения проводят натощак. При средней массе человека основной обмен около 7800 кДж или 1800 ккал за сутки.

Лабораторная работа: применяется калориметр, состоящий из 2х металлических коробок с крышками. Во внутренней коробке находится клетка из медной сетки, в которую помещают животное. Для измерения температуры используется датчик-термопара, один из слоев которого наклеен на стенку внутренней коробки калориметра, другой-на стенку внешней. В термопаре возникает термоЭДС, которая прямо пропорциональна разности температур внутреннего стакана калориметра и окружающей среды. ЭДС измерять в течение 10 минут каждые 2 минуты. Вынуть мышь, поместить внутрь нагреватель и измерять силу току и ЭДС.

Измеряемые величины

1. эдс термопары (мВ) E=Kt(Ti-Te)

2. ток электронагревателя (А)

3. время измерений

4. масса мыши

рассчитываемые величины:

1. суммарный коэффициент теплообмена

2. величина энерготрат за время опыта

3. тепловая мощность мыши

4. основной обмен мыши

5. сравнение основного обмена мыши с основным обменом человека