1.1.3. Гомеостаз

Влияние внешней среды на организм человека весьма многогранно. Внешняя природная среда и социальная среда могут оказывать на организм как полезные, так и вред­ные воздействия. Из внешней среды организм получает все необходимые для жизнедеятельности и развития ве­щества, вместе с тем он получает многочисленный поток раздражений (температура, влажность, солнечная радиа­ция, производственные, профессионально вредные воздей­ствия и др.), который стремится нарушить постоянство внутренней среды организма.

Нормальное существование человека в этих условиях возможно только в том случае, если организм своевремен­но реагирует на воздействия внешней среды соответствую­щими приспособительными реакциями и сохраняет посто­янство своей внутренней среды.

Внутренняя среда организма, в которой живут все его клетки, – это кровь, лимфа, межтканевая жидкость. Внутреннюю среду организма характеризует относительное постоянство – гомеостаз различных показателей, так как любые ее изменения приводят к нарушению функций клеток и тканей организма, особенно высокоспециализированных клеток центральной нервной системы. К таким постоянным показателям гомеостаза относятся температура внутренних органов тела, сохраняемая в пределах 36 – 37º С, кислотно-основное равновесие крови, характеризуемое величиной рН = 7,4 – 7,35, осмотическое давление крови (7,6 – 7,8 атм.), концентрация гемоглобина в крови – 130 – 160г ·л^-1 и др.

Гомеостаз представляет собой не статическое явление, а динамическое равновесие. Способность сохранять гомеостаз в условиях постоянного обмена веществ и значительных колебаний факторов внешней среды обеспечивается комплексом регуляторных функций организма. Эти регуляторные процессы поддержания динамического равновесия получили название гомеокинеза.

Степень сдвига показателей гомеостаза при существенных колебаниях условий внешней среды или при тяжелой работе у большинства людей очень невелика. Например, длительное изменение рН крови всего на 0,1 – 0,2 может привести к смертельному исходу. Однако в общей популяции имеются отдельные индивиды, обладающие способностью переносить гораздо большие сдвиги показателей внутренней среды. У высококвалифицированных спортсменов-бегунов в результате большого поступления молочной кислоты из скелетных мышц в кровь во время бега на средние и длинные дистанции рН крови может снижаться до величин 7,0 и даже 6,9. Лишь несколько человек в мире оказались способными подняться на высоту порядка 8800 м над уровнем моря (на вершину Эвереста) без кислородного прибора, т. е. существовать и двигаться в условиях крайнего недостатка кислорода в воздухе и, соответственно, в тканях организма. Эта способность определяется врожденными особенностями человека – его генетической нормой реакции, которая даже для достаточно постоянных функциональных показателей организма имеет широкие индивидуальные различия.

1.1.4. Тепловой обмен

Способность организма человека сохранять постоянную температуру обусловлена сложными биологическими и физико-химическим процессами терморегуляции. Поддержание теплового баланса осуществляется благодаря строгой соразмерности в образовании тепла и в его отдаче.

Величина теплообразования зависит от интенсивности химических реакций, характеризующих уровень обмена веществ. Теплоотдача регулируется преимущественно физическими процессами (теплоизлучение, теплопроведение, испарение).

Температура тела человека поддерживается на относительно постоянном уровне несмотря на колебания температуры внешней среды. Это постоянство температуры тела носит название изотермии. Изотермия развивается постепенно – у новорожденных детей она далеко не совершенна, а устойчивый характер приобретает с возрастом. Перераспределение тепла между тканями осуществляется кровью. Кровь, обладая высокой теплоемкостью, переносит тепло от тканей с высоким уровнем теплообразования к тканям, где тепло образуется в небольших количествах. В результате в различных частях тела выравнивается уровень температуры.

Температура поверхностных тканей (оболочки), как правило, ниже температуры глубоких тканей (ядра). Температура поверхности тела неравномерна и зависит от интенсивности переноса к ней тепла кровью из глубоких частей тела, а также от охлаждающего или согревающего действия температуры внешней среды. Так, температура кожи на покрытых одеждой участках колеблется от 29 до 34°С; колебания температуры кожи на открытых частях тела в существенной мере зависят от температуры внешней среды.

Температура глубоких тканей более равномерна и составляет 37 – 37,5°С. Температура печени, мозга, почек несколько выше, чем других внутренних органов.

О температуре тела человека обычно судят на основании ее изменения в подмышечной впадине. Здесь температура у здорового человека равна 36,5 – 37°С. Температура тела ниже 24 и выше 43°С несовместима с жизнью человека. Изотермия имеет большое значение для метаболических процессов. Ферменты и гормоны обладают наивысшей активностью при температуре 35 – 40°С. Температура тела человека не остается постоянной, а колеблется в течение суток в пределах 0,5 – 0,8°. Максимальная температура тела наблюдается в 16 – 18 часов, а минимальная – в три – четыре часа.

Постоянство температуры тела у человека может сохраняться лишь при условии равенства теплообразования и теплопотери всего организма, что достигается посредством физиологических механизмов терморегуляции, которую принято разделять на химическую и физическую. Способность человека противостоять воздействию тепла и холода, сохраняя стабильную температуру тела, имеет известные пределы. При чрезмерно низкой или очень высокой температуре среды защитные терморегуляционные механизмы оказываются недостаточными и температура тела начинает резко падать или повышаться. В первом случае развивается состояние гипотермии, во втором – гипертермии.