Механизмот на човечка терморегулација. Механизми на терморегулација на телото. Нарушувања на телесната терморегулација: причини, симптоми и третман

Размена на топлина

Топлината може да се движи само од регион со повисока температура до регион со пониска температура. Затоа, протокот на топлинска енергија од живиот организам кон околината не запира се додека температурата на телото е повисока од температурата на околината.

Температурата на телото се определува со односот на стапката на метаболичко производство на топлина на клеточните структури и брзината на дисипација на создадената топлинска енергија во околината. Затоа размената на топлина помеѓу организмот и околината е суштински услов за постоење на топлокрвни организми. Повреда на односот на овие процеси доведува до промена на температурата на телото.

Животот може да се одвива во тесен опсег на температури.

Можноста за проток на виталните процеси е ограничена со тесен температурен опсег на внатрешната средина, во која може да се појават главните ензимски реакции. За некое лице, намалувањето на телесната температура под 25 ° C и неговото зголемување над 43 ° C обично е фатално. Нервните клетки се особено чувствителни на промени во температурата.

Јадрото и надворешната обвивка на телото

Од гледна точка на терморегулација, човечкото тело може да се претстави како составено од две компоненти: надворешната обвивка и внатрешното јадро. Јадрото е дел од телото, кој има постојана температура, а лушпата е дел од телото во кој има температурен градиент. Размената на топлина помеѓу јадрото и околината се одвива преку обвивката.

терморегулација

Терморегулацијата е збир на физиолошки процеси насочени кон одржување на релативната константност на температурата во средината во услови на промена на температурата на околината преку регулирање на производството на топлина и пренос на топлина. Терморегулацијата е насочена кон спречување на нарушувања на топлинската рамнотежа на телото или негово обновување, доколку веќе се случиле такви прекршувања, и се спроведува на невро-хуморален начин.

Видови на терморегулација

Терморегулацијата може да се подели на два главни типа:

Хемиска и физичка терморегулација. Тие, пак, се поделени на неколку видови:

Хемиска терморегулација
контрактилна термогенеза
- термогенеза без треперење
Физичка терморегулација

Радијација
-Топлинска спроводливост (спроводливост)
- Конвекција
-Испарување

Разгледајте ги овие типови на терморегулација подетално.

Хемиска терморегулација

Регулирање на обемот на производство на топлина

Хемиска терморегулација на создавање топлина - се врши со промена на нивото на метаболизмот, што доведува до промена во формирањето на топлина во телото. Изворот на топлина во телото се егзотермните реакции на оксидација на протеините, мастите, јаглехидратите, како и хидролизата на АТП.

При распаѓањето на хранливите материи, дел од ослободената енергија се акумулира во АТП, дел се троши во форма на топлина (примарната топлина е 65-70% од енергијата). Кога се користат високо-енергетски врски на молекули на АТП, дел од енергијата оди на извршување корисна работа, а дел се троши (секундарна топлина). Така, два топлински текови - примарни и секундарни - се производство на топлина.

Доколку е потребно да се зголеми производството на топлина, покрај можноста за добивање топлина однадвор, во телото се користат механизми кои го зголемуваат производството на топлинска енергија.

Овие механизми вклучуваат контрактилна и неконтрактилна термогенеза.

контрактилна термогенеза

Овој тип на терморегулација функционира кога ни е ладно и треба да ја подигнеме телесната температура. Овој метод се состои во мускулна контракција.

Со мускулна контракција, хидролизата на АТП се зголемува, па затоа се зголемува протокот на секундарна топлина, која оди да го загрее телото.

Произволната активност на мускулниот апарат главно се јавува под влијание на церебралниот кортекс. Во овој случај, можно е зголемување на производството на топлина со фактор 3-5 во споредба со вредноста на главната размена.

Обично, со намалување на температурата на околината и температурата на крвта, првата реакција е зголемување на терморегулаторниот тон. (влакна на телото „се крева“, се појавуваат „гуски“). Од гледна точка на механиката на контракција, овој тон е микровибрација и ви овозможува да го зголемите производството на топлина за 25-40% од почетното ниво. Обично, мускулите на главата и вратот учествуваат во создавањето на тонот.

Со позначајна хипотермија, терморегулаторниот тон се претвора во ладно треперење на мускулите. Ладното треперење е неволна ритмичка активност на површно лоцираните мускули, како резултат на што се зголемува производството на топлина. Се верува дека производството на топлина за време на студено треперење е 2,5 пати поголемо отколку при доброволна мускулна активност.

Опишаниот механизам работи на рефлексно ниво, без учество на нашата свест. Но, можно е да се подигне температурата на телото со помош на свесна физичка активност.

При вршење физичка активност со различна моќност, производството на топлина се зголемува за 5-15 пати во споредба со нивото на одмор. Во текот на првите 15-30 минути од долготрајното работење, температурата на јадрото се зголемува прилично брзо на релативно стационарно ниво, а потоа останува на ова ниво или продолжува полека да расте.

Термогенеза без треперење

Овој тип на терморегулација може да доведе и до зголемување и до намалување на телесната температура.

Се изведува со забрзување или забавување на катаболичките метаболички процеси. И ова, пак, ќе доведе до намалување или зголемување на производството на топлина. Поради овој тип на термогенеза, производството на топлина може да се зголеми за 3 пати.

Регулирањето на процесите на нетреперлива термогенеза се врши со активирање на симпатичниот нервен систем, производство на хормони на тироидната жлезда и надбубрежната медула.

Физичка терморегулација

Физичката терморегулација се подразбира како збир на физиолошки процеси што доведуваат до промена на нивото на пренос на топлина. Постојат неколку механизми за пренос на топлина во околината.

Радијација

атмосферски воздух

Спроведување на топлина (спроводливост)

Конвекција

Испарување- враќање на топлинската енергија во околината поради испарување на пот или влага од површината на кожата и мукозните мембрани на респираторниот тракт. Поради испарувањето, телото на удобна температура испушта околу 20% од целата потрошена топлина. Испарувањето е поделено на 2 вида.

Незабележливо потење- испарување на водата од мукозните мембрани на респираторниот тракт (преку здив)и вода што протекува низ епителот на кожата ( Испарување од површината на кожата.Тоа оди дури и ако кожата е сува.).

Во текот на денот, до 400 ml вода испарува низ респираторниот тракт, т.е. телото губи до 232 kcal дневно. Доколку е потребно, оваа вредност може да се зголеми поради термички недостаток на здив.

Околу 240 ml вода протекува низ епидермисот во просек дневно. Затоа, на овој начин телото губи и до 139 kcal дневно. Оваа вредност, како по правило, не зависи од процесите на регулација и различни фактори на животната средина.

Воочено потење- пренос на топлина преку испарување на пот. Во просек, 400-500 ml пот се ослободува дневно на удобна температура на околината, па затоа се испуштаат до 300 kcal енергија. Меѓутоа, доколку е потребно, обемот на потење може да се зголеми до 12 l дневно, т.е. Со потење можете да изгубите до 7000 kcal дневно.

Ефикасноста на испарувањето во голема мера зависи од околината: колку е повисока температурата и колку е помала влажноста, толку е поголема ефикасноста на потењето како механизам за пренос на топлина. При 100% влажност, испарувањето е невозможно.

Управување со терморегулација

Хипоталамусот

Системот за терморегулација се состои од голем број елементи со меѓусебно поврзани функции. Информациите за температурата доаѓаат од терморецепторите и со помош на нервниот систем влегуваат во мозокот.

Хипоталамусот игра голема улога во терморегулацијата. Уништувањето на неговите центри или нарушувањето на нервните врски доведува до губење на способноста за регулирање на температурата на телото. Предниот хипоталамус содржи неврони кои го контролираат преносот на топлина. Кога се уништуваат невроните на предниот хипоталамус, телото не поднесува добро високи температури, но физиолошката активност е зачувана во ладни услови. Невроните на задниот хипоталамус ги контролираат процесите на производство на топлина. Кога тие се оштетени, способноста за зголемување на размената на енергија е нарушена, така што телото не поднесува добро студ.

Ендокриниот систем

Хипоталамусот ги контролира процесите на производство на топлина и пренос на топлина со испраќање на нервни импулси до ендокрините жлезди, главно тироидната жлезда и надбубрежните жлезди.

Учеството на тироидната жлезда во терморегулацијата се должи на фактот што влијанието на ниската температура доведува до зголемено ослободување на нејзините хормони, кои го забрзуваат метаболизмот и, следствено, создавањето топлина.

Улогата на надбубрежните жлезди е поврзана со нивното ослободување во крвта на катехоламини, кои, со зголемување или намалување на оксидативните процеси во ткивата (на пример, мускулите), го зголемуваат или намалуваат производството на топлина и ги стегаат или зголемуваат кожните садови, менувајќи го нивото на пренос на топлина.

Регулацијата на температурата се состои во координирање на процесите на производство на топлина (хемиска терморегулација) и пренос на топлина (физичка терморегулација).
Процеси на производство на топлина.Во сите органи, како резултат на метаболичките процеси, се јавува производство на топлина. Затоа, крвта што тече од органите, по правило, има повисока температура од онаа што се влева. Но, улогата на различни органи во производството на топлина е различна. Во мирување, црниот дроб учествува со околу 20% од вкупното производство на топлина, за другите внатрешни органи - 56%, за - 20%, за време на физичка активност на скелетните мускули - до 90%, за внатрешните органи - само 8%.
Така, моќен резервен извор на производство на топлина се мускулите за време на нивната контракција. Промената на активноста на нивниот метаболизам за време на движењето е главниот механизам за производство на топлина. Меѓу различните локомоции, може да се разликуваат неколку фази на учество на мускулите во производството на топлина.
1. Тон за терморегулација.Во овој случај, мускулите не се собираат. Само нивниот тон и метаболизам се зголемуваат. Овој тон обично се јавува во мускулите на вратот, трупот и екстремитетите. Како резултат на тоа, производството на топлина се зголемува за 50-100%.
2. Треперењето се јавува несвесно и се состои во периодична активност на моторните единици со висок праг наспроти позадината на терморегулаторниот тон.За време на треперењето, целата енергија се насочува само кон зголемување на создавањето топлина, додека при обично движење, дел од енергијата се троши на движење на соодветниот екстремитет, а дел на термогенеза. Со треперење, производството на топлина се зголемува за 2-3 пати. Треперењето често започнува со мускулите на вратот, лицето. Ова се должи на фактот дека, пред сè, треба да се зголеми температурата на крвта што тече во мозокот.
3. Произволните контракции се состојат во свесно зголемување на мускулната контракција.Ова се забележува во услови на ниска надворешна температура, кога првите две фази не се доволни. Со произволни контракции, производството на топлина може да се зголеми за 10-20 пати.
Регулирањето на производството на топлина во мускулите се должи на влијанието на а-мотоневроните врз функцијата и метаболизмот/мускулите, во другите ткива - симпатичкиот нервен систем и катехоламините (ја зголемуваат метаболичката стапка за 50%) и дејството на хормоните, особено на тироксинот, што речиси го удвојува производството на топлина.
Значајна улога во термогенезата имаат липидите, кои за време на хидролизата ослободуваат многу повеќе енергија (9,3 kcal / g) од јаглехидратите (4,1 kcal / g). Посебно значење, особено кај децата, има кафеави масти.
Процеси на пренос на топлинасе јавува на следните начини - зрачење, конвекција, испарување и спроводливост на топлина.
Зрачењето се јавува со помош на инфрацрвено зрачење со долги бранови. Ова бара температурен градиент помеѓу топлата кожа и студените ѕидови и другите еколошки објекти. Така, количината на зрачење зависи од температурата и површината на кожата.
Топлинската спроводливост се врши со директен контакт на телото со предмети (стол, кревет, итн.). Во овој случај, брзината на пренос на топлина од повеќе загреано тело до помалку загреан објект се одредува според температурниот градиент и нивната топлинска спроводливост. Преносот на топлина на овој начин значително се зголемува (14 пати) кога човек е во вода. Делумно со спроводливост, топлината се пренесува од внатрешни органидо површината на телото. Но, овој процес е инхибиран поради ниската топлинска спроводливост на маснотиите.
патека на конвекција.Воздухот во контакт со површината на телото, во присуство на температурен градиент, се загрева. Во исто време, станува полесен и, издигнувајќи се од телото, прави простор за нови делови од воздухот. Така, одзема дел од топлината. Интензитетот на природната конвекција може да се зголеми со дополнително движење на воздухот, намалувајќи ги пречките кога ќе влезе во телото (соодветна облека).
Испарување на пот.На собна температура кај необлечена личност, околу 20% од топлината се ослободува со испарување.
Топлинска спроводливост, конвекцијата и зрачењето се пасивни патеки за пренос на топлина засновани на законите на физиката. Тие се ефективни само ако се одржува позитивен температурен градиент. Колку е помала температурната разлика помеѓу телото и околината, толку помалку топлина се испушта. Со истите индикатори или при висока температура на околината, споменатите начини не само што се неефикасни, туку и телото се загрева. Во овие услови, во телото се активира само еден механизам на пренос на топлина, поврзан со процесите на потење и потење. Овде се користат и физички закони (трошоци за енергија за процесот на испарување) и биолошки (потење). Ладењето на кожата е олеснето со фактот што се трошат 0,58 kcal за испарување на 1 ml пот. Ако не се случи
испарување на пот, ефикасноста на пренос на топлина е нагло намалена. М
Стапката на испарување на Шоту зависи од температурниот градиент и заситеноста на околниот воздух со водена пареа. Колку е поголема влажноста, толку помалку ефикасна оваа патека за пренос на топлина станува. Ефективноста на преносот на топлина нагло се намалува кога е во вода или во тесна облека. Во овој случај, телото е принудено да го компензира недостатокот на потење со зголемување на потењето.
Испарувањето има два механизми:а) потење - без учество на потните жлезди б) испарување - со активно учество на потните жлезди.
Потење- испарување на водата од површината на белите дробови, мукозните мембрани, кожата, која е секогаш влажна. Ова испарување не е регулирано, зависи од температурниот градиент и влажноста на околниот воздух, неговата вредност е околу 600 ml / ден. Колку е поголема влажноста, толку е помалку ефикасен овој тип на пренос на топлина.
Механизам на секреција на пот. Потната жлезда се состои од два дела: самата жлезда која се наоѓа во поткожниот слој и екскреторните канали кои се отвораат на површината на кожата. Во жлездата се формира примарна тајна, а во каналите поради реапсорпција се формира секундарна тајна - пот.
Примарна тајна слична на крвната плазма. Разликата е во тоа што во оваа тајна нема протеини и гликоза, има помалку Na +. Значи, во почетната пот, концентрацијата на натриум е околу 144 nmol / l, хлор - 104 nmol / l. Овие јони активно се апсорбираат при минување на потта низ екскреторните канали, со што се обезбедува апсорпција на вода. Процесот на апсорпција во голема мера зависи од стапката на формирање и промовирање на пот дека овие процеси се активни, толку повеќе Na + и Cl-останува. Со силно потење, до половина од концентрацијата на овие јони може да остане во потта. Силното потење е придружено со зголемување на концентрацијата на уреа (до 4 пати повисока отколку во плазмата) и калиум (до 1,2 пати повисока отколку во плазмата). Вкупната висока концентрација на јони, формирајќи високо ниво на осмотски притисок, обезбедува намалување на реапсорпцијата и ослободување на голема количина на вода со пот.
Со силно потење може да се потроши многу NaCl (до 15-30 g на ден). Сепак, постојат механизми во телото кои обезбедуваат зачувување на овие важни јони при обилно потење. Тие се вклучени во процесите на адаптација, особено, алдостеронот ја подобрува реапсорпцијата на Na +.
Функциите на потните жлезди се регулирани со посебни механизми. Нивната активност е под влијание на симпатичкиот нервен систем, но посредникот овде е ацетилхолин. Секреторните клетки, покрај М-холинергичните рецептори, имаат и адренорецептори кои реагираат на крвните катехоламини. Активирањето на функцијата на потните жлезди е придружено со зголемување на неговото снабдување со крв.
Количината на ослободена пот може да достигне 1,5 l / h, а кај прилагодени луѓе - до 3 l / h.
На собна температура кај гола личност, околу 60% од топлината се ослободува поради зрачење, околу 12-15% - конвекција на воздухот, околу 20% - испарување, 2-5% - топлинска спроводливост. Но, овој сооднос зависи од голем број услови, особено од температурата на околината.
Главната улога во регулирањето на процесите на пренос на топлина ја играат промените во снабдувањето со крв во кожата. Стеснувањето на садовите на кожата, отворањето на артериовенските анастомози придонесува за помал прилив на топлина од јадрото кон школка и нејзино зачувување во телото. Напротив, со проширување на садовите на кожата, неговата температура може да се зголеми за 7-8 ° C. Во исто време, преносот на топлина исто така се зголемува.
Конвенционално, кожата може да се нарече радијаторски систем на телото. Протокот на крв во кожата може да варира од 0 до 30% од МОК. Васкуларниот тон на кожата е контролиран од симпатичкиот нервен систем.
Така, температурата на телото е рамнотежа помеѓу процесите на производство на топлина и пренос на топлина. Кога производството на топлина преовладува над загубата на топлина, температурата на телото се зголемува и, обратно, ако загубата на топлина е поголема од производството на топлина, температурата на телото се намалува.

Механизми за пренос на топлина на телото во услови на студ и топлина ">

Механизми за пренос на топлина на телото во услови на студ и топлина: а) прераспределба на крвта помеѓу садовите на внатрешните органи и садовите на површината на кожата; б) прераспределба на крвта во садовите на кожата.

Физичката терморегулација се појави во подоцнежните фази на еволуцијата. Неговите механизми не влијаат на процесите на клеточниот метаболизам. Механизмите на физичка терморегулација се активираат рефлексно и, како и секој рефлексен механизам, имаат три главни компоненти. Прво, ова се рецептори кои ги перцепираат промените во температурата во телото или околината. Втората врска е центарот на терморегулацијата. Третата врска се ефекторите кои ги менуваат процесите на пренос на топлина, одржувајќи ја температурата на телото на константно ниво. Во телото, освен потната жлезда, нема сопствени ефектори на рефлексниот механизам на физичка терморегулација.

Важноста на физичката терморегулација

Физичката терморегулација е регулирање на пренос на топлина. Неговите механизми обезбедуваат одржување на телесната температура на константно ниво, како во услови кога на телото му се заканува прегревање, така и при ладење.

Физичката терморегулација се врши со промени во ослободувањето на топлина од телото. Особена важност добива за одржување на константна телесна температура за време на престојот на телото во услови на покачена амбиентална температура.

Преносот на топлина се врши со топлинско зрачење (пренос на топлина на зрачење), конвекција, т.е., движење и мешање на воздухот загреан од телото, спроводливост на топлина, т.е. дисипација на топлина од супстанца во контакт со површината на телото. Природата на пренос на топлина од страна на телото варира во зависност од интензитетот на метаболизмот.

Губењето на топлина е спречено со слојот мирен воздух што се наоѓа помеѓу облеката и кожата, бидејќи воздухот е слаб спроводник на топлина. Во голема мера, слојот на поткожното масно ткиво го спречува преносот на топлина поради ниската топлинска спроводливост на маснотиите.

Регулирање на температурата

Температурата на кожата, а со тоа и интензитетот на топлинското зрачење и спроводливоста на топлина, може да се менуваат при ладни или топли услови на околината како резултат на прераспределбата на крвта во садовите и со промените во волуменот на циркулирачката крв.

На студ, крвните садови на кожата, главно артериоли, се стегаат; повеќе крв влегува во садовите на абдоминалната празнина и на тој начин преносот на топлина е ограничен. Површинските слоеви на кожата, примајќи помалку топла крв, зрачат помалку топлина, па преносот на топлина се намалува. Покрај тоа, со силно ладење на кожата, се отвораат артериовенски анастомози, што ја намалува количината на крв што влегува во капиларите, а со тоа го спречува преносот на топлина.

Прераспределбата на крвта што се јавува на студ - намалување на количината на крв што циркулира низ површните садови и зголемување на количината на крв што минува низ садовите на внатрешните органи - придонесува за зачувување на топлината во внатрешните органи, чија температура се одржува на константно ниво.

Кога температурата на околината се зголемува, садовите на кожата се шират, количината на крв што циркулира во нив се зголемува. Волуменот на циркулирачка крв низ телото исто така се зголемува поради трансферот на вода од ткивата до садовите, а исто така и поради тоа што слезината и другите крвни депоа ослободуваат дополнителна крв во општата циркулација. Зголемувањето на количината на крв што циркулира низ површинските садови на телото промовира пренос на топлина преку зрачење и конвекција. За одржување на константна телесна температура при високи температури на околината, важно е и потењето, кое настанува поради пренос на топлина во процесот на испарување на водата.

Вовед

1. Хипоталамусот е вашиот термостат

1.1 Спроведување и конвекција

1.2 Зрачење

1.3 Испарување

2.1 Потни жлезди

2.2 Мазни мускули околу артериоли

2.3 Скелетни мускули

2.4 Ендокрини жлезди

3. Адаптација и терморегулација

3.1 Прилагодување на изложеност на ниски температури

3.1.1 Физиолошки реакции на вежбање при ниски температури на околината

3.1.2 Метаболички реакции

3.2 Прилагодување на високи температури

3.3 Проценка на термички дразби

4. Механизми на терморегулација

Механизмите кои ја регулираат температурата на телото се слични на термостатот кој ја регулира температурата на амбиенталниот воздух, иако се посложени во работата и попрецизни. Сензорните нервни завршетоци - терморецептори - откриваат промени во температурата на телото и ја пренесуваат оваа информација до термостатот на телото - хипоталамусот. Како одговор на промената на рецепторските импулси, хипоталамусот ги активира механизмите кои го регулираат загревањето или ладењето на телото. Како термостат, хипоталамусот има почетно ниво на температура што се обидува да го одржи. Ова е нормална телесна температура. Најмало отстапување од ова ниво доведува до сигнал до терморегулаторниот центар лоциран во хипоталамусот за потребата од корекција (сл. 1).

Промените во температурата на телото се согледуваат од два вида терморецептори - централни и периферни. Централните рецептори се наоѓаат во хипоталамусот и ја контролираат температурата на крвта што го опкружува мозокот. Тие се многу чувствителни на најмали (од 0,01°C) промени во температурата на крвта. Промената на температурата на крвта што минува низ хипоталамусот ги активира рефлексите, кои, во зависност од потребата, или задржуваат или даваат топлина.

Периферните рецептори, локализирани на целата површина на кожата, ја контролираат температурата на околината. Тие испраќаат информации до хипоталамусот, како и до церебралниот кортекс, обезбедувајќи свесна перцепција на температурата на таков начин што можете произволно да контролирате дали сте во средина со ниска или висока температура.

За да може телото да ја испушти топлината на околината, топлината што се создава од него мора да „има пристап“ до надворешната средина. Топлината од длабочините на телото (јадрото) се транспортира со крвта до кожата, од каде што може да помине во околината преку еден од следните четири механизми: спроводливост, конвекција, зрачење и испарување. (сл. 2)

1.1 Спроведување и конвекција

Спроведување на топлина е пренос на топлина од еден предмет на друг поради директен молекуларен контакт. На пример, топлината создадена длабоко во телото може да се пренесе преку соседните ткива додека не стигне до површината на телото. Потоа може да се пренесе на облека или на околниот воздух. Ако температурата на воздухот е повисока од температурата на површината на кожата, топлината на воздухот се пренесува на површината на кожата, зголемувајќи ја нејзината температура.

Конвекцијата е пренос на топлина преку движечки проток на воздух или течност. Воздухот околу нас е во постојано движење. Циркулирајќи околу нашето тело, допирајќи ја површината на кожата, воздухот ги носи молекулите кои добиле топлина како резултат на контакт со кожата. Колку е посилно движењето на воздухот, толку е поголем интензитетот на пренос на топлина поради конвекцијата. Во комбинација со спроводливоста, конвекцијата може да обезбеди и зголемување на телесната температура кога е во средина со висока температура на воздухот.

1.2 Зрачење

Во мирување, зрачењето е главниот процес на пренесување на вишокот топлина на телото. При нормална собна температура, телото на голо лице пренесува околу 60% од „вишокот“ топлина преку зрачење. Топлината се пренесува во форма на инфрацрвени зраци.

1.3 Испарување

Испарувањето е главниот процес на дисипација на топлина при изведување вежбање. За време на мускулната активност поради испарување, телото губи околу 80% од топлината, додека во мирување - не повеќе од 20%. Извесно испарување се случува без да забележиме, но како што течноста испарува, топлината исто така се губи. Тоа се таканаречените незабележливи загуби на топлина. Тие сочинуваат околу 10%. Треба да се забележи дека незабележливите загуби на топлина се релативно константни. Со зголемување на телесната температура, процесот на потење се интензивира. Кога потта ќе дојде до површината на кожата, таа се менува од течна состојба во гасовита состојба поради топлината на кожата. Така, со зголемување на телесната температура, улогата на потењето значително се зголемува.

Преносот на телесната топлина на надворешна штета се врши со спроводливост, конвекција, зрачење и испарување. При вршење физичка активност, главен механизам за пренос на топлина е испарувањето, особено ако температурата на околината се приближува до температурата на телото.

2. Ефектори кои ја менуваат телесната температура

Со флуктуации на телесната температура, обновувањето на нормалната телесна температура се врши, по правило, од следниве четири фактори:

1) потни жлезди;

2) мазни мускули околу артериоли;

3) скелетни мускули;

4) голем број на ендокрини жлезди.

Кога температурата на кожата или крвта се зголемува, хипоталамусот испраќа импулси до потните жлезди за потребата од активно потење, што ја навлажнува кожата. Колку е поголема температурата на телото, толку повеќе пот. Неговото испарување ја зема топлината од површината на кожата.

Како што се зголемуваат температурата на кожата и крвта, хипоталамусот испраќа сигнали до мазните мускулни артериоли кои ја снабдуваат кожата со крв, предизвикувајќи нивно проширување. Како резултат на тоа, се зголемува снабдувањето со крв во кожата. Крвта носи топлина од длабочините на телото до површината на кожата, каде што се дисипира во надворешната средина со спроводливост, конвекција, зрачење и испарување.

Скелетните мускули влегуваат во акција кога има потреба да генерира повеќе топлина. Во услови на ниска температура на воздухот, терморецепторите во кожата испраќаат сигнали до хипоталамусот. Слично на тоа, со намалување на температурата на крвта, промената е фиксирана од централните рецептори на хипоталамусот. Како одговор на добиените информации, хипоталамусот ги активира мозочните центри кои го регулираат мускулниот тонус. Овие центри го стимулираат процесот на треперење, што е брз циклус на неволна контракција и релаксација на скелетните мускули. Како резултат на оваа зголемена мускулна активност, се произведува повеќе топлина за одржување или зголемување на телесната температура.

Телесните клетки го зголемуваат интензитетот на нивниот метаболизам под влијание на голем број хормони. Ова влијае на балансот на топлина, бидејќи зголемувањето на метаболизмот предизвикува зголемување на производството на енергија. Ладењето на телото го стимулира ослободувањето на тироксин од тироидната жлезда. Тироксинот може да го зголеми интензитетот на метаболизмот во телото за повеќе од 100%. Покрај тоа, епинефринот и норепинефринот ја зголемуваат активноста на симпатичкиот нервен систем. Следствено, тие директно влијаат на метаболичката стапка на речиси сите телесни клетки. Што се случува со човечкото тело кога се менуваат температурните параметри? Во овој случај, тој развива специфични реакции на адаптација во однос на секој фактор, односно се прилагодува. Адаптацијата е процес на прилагодување на условите на животната средина. Како се прилагодува на температурните промени?

Терморегулацијата ја обезбедуваат главните рецептори за студ и топлина на кожата. Под различни температурни влијанија, сигналите до централниот нервен систем не доаѓаат од поединечни рецептори, туку од цели области на кожата, таканаречените рецепторски полиња, чии димензии не се константни и зависат од температурата на телото и животната средина.
Температурата на телото во поголема или помала мера влијае на целото тело (сите органи и системи). Односот на температурата на надворешната средина и температурата на телото ја одредува природата на активноста на системот за терморегулација. Предноста на амбиенталната температура е пониска од температурата на телото. Како резултат на тоа, постои постојана размена на топлина помеѓу околината и човечкото тело поради неговото враќање на површината на телото и преку респираторниот тракт до околниот простор. Овој процес се нарекува пренос на топлина. Создавањето топлина во човечкото тело како резултат на оксидативните процеси се нарекува создавање топлина. Во мирување, со нормално здравје, количината на генерирање топлина е еднаква на количината на пренос на топлина. Во топла или ладна клима, при физички напор на телото, болести, стрес итн. Нивото на создавање топлина и пренос на топлина може да се промени.

Како настанува адаптација на ниски температури?

Прилагодувањето на студот е најтешко - остварливо и брзо изгубено тип на човекова климатска адаптација без посебна обука. Ова се објаснува со фактот дека, според современите научни концепти, нашите предци живееле во топла клима и биле многу повеќе приспособени да се заштитат од прегревање. Почетокот на ладењето беше релативно брз и човекот, како вид, „немаше време“ да се прилагоди на овие климатски промени во поголемиот дел од планетата. Во прилог на условите ниски температурилуѓето почнаа да се прилагодуваат, главно поради социјалните и техногени фактори - домување, огниште, облека. Меѓутоа, во екстремни услови на човечка активност (вклучувајќи ја и практиката за качување), физиолошките механизми на терморегулација - неговите „хемиски“ и „физички“ страни стануваат витални.

Првата реакција на телото на ефектите од студот е намалување на загубата на топлина на кожата и респираторните (респираторни) поради вазоконстрикција на кожата и пулмоналните алвеоли, како и со намалување на пулмоналната вентилација (намалување на длабочината и зачестеноста на дишењето). Поради промени во луменот на садовите на кожата, протокот на крв во него може да варира во многу широк опсег - од 20 ml до 3 литри во минута во целата маса на кожата.

Вазоконстрикцијата доведува до намалување на температурата на кожата, но кога оваа температура ќе достигне 6 C и постои закана од студена повреда, се развива обратниот механизам - реактивна хиперемија на кожата. Со силно ладење, може да се појави постојана вазоконстрикција во форма на нивниот спазам. Во овој случај, се појавува сигнал за неволја - болка.

Намалувањето на температурата на кожата на рацете на 27 º C е поврзано со чувство на „ладно“, на температура под 20 º C - „многу ладно“, на температура под 15 º C - „неподносливо студено“ .

Кога се изложени на студ, вазоконструктивни (вазоконстриктивни) реакции се јавуваат не само во оладените области на кожата, туку и во оддалечените области на телото, вклучувајќи ги и внатрешните органи („рефлектирана реакција“). Рефлектираните реакции се особено изразени кога се ладат стапалата - реакции на носната слузница, органите за дишење и внатрешните генитални органи. Вазоконстрикцијата во овој случај предизвикува намалување на температурата на соодветните области на телото и внатрешните органи со активирање на микробната флора. Токму овој механизам лежи во основата на таканаречените „ладни“ болести со развој на воспаление во респираторните органи (пневмонија, бронхитис), уринарна екскреција (пиелитис, нефритис), генитална област (аднекситис, простатитис) итн.

Механизмите на физичка терморегулација се првите кои се вклучени во заштитата на постојаноста на внатрешната средина кога се нарушува рамнотежата на производството на топлина и преносот на топлина. Доколку овие реакции не се доволни за одржување на хомеостазата, се активираат „хемиски“ механизми - се зголемува мускулниот тонус, се појавуваат треперење на мускулите, што доведува до зголемување на потрошувачката на кислород и зголемување на производството на топлина. Во исто време се зголемува работата на срцето, се зголемува крвниот притисок и се зголемува брзината на протокот на крв во мускулите. Пресметано е дека за да се одржи топлинската рамнотежа на голо лице со сè уште студен воздух, потребно е да се зголеми производството на топлина за 2 пати за секои 10° намалување на температурата на воздухот, а со значителен ветер производството на топлина треба да се удвои. за секои 5° намалување на температурата на воздухот. Кај топло облечена личност, удвојувањето на вредноста на размената ќе компензира за намалување на надворешната температура за 25º.

Со повторени контакти со студ, локални и општи, едно лице развива заштитни механизми насочени кон спречување на негативните ефекти од изложеноста на студ. Во процесот на аклиматизација на студ, отпорноста на смрзнатини се зголемува (фреквенцијата на смрзнатини кај лица аклиматизирани на студ е 6-7 пати помала отколку кај неаклиматизирани лица). Во овој случај, пред сè, има подобрување на вазомоторните механизми („физичка“ терморегулација). Кај лицата долго време изложени на студ, се утврдува зголемена активност на процесите на „хемиска“ терморегулација - главниот метаболизам; тие се зголемени за 10 - 15%. Меѓу домородните жители на Северот (на пример, Ескимите), овој вишок достигнува 15 - 30% и е генетски фиксиран.

Како по правило, во врска со подобрувањето на механизмите за терморегулација во процесот на аклиматизација на студ, учеството на скелетните мускули во одржувањето на топлинската рамнотежа се намалува - интензитетот и времетраењето на циклусите на треперење на мускулите стануваат помалку изразени. Пресметките покажаа дека поради физиолошките механизми на приспособување на студот, гол човек може долго време да издржи температури на воздухот не пониски од 2°C. Очигледно, оваа температура на воздухот е граница на компензаторните способности на телото да го одржува топлинскиот баланс на стабилно ниво.

Условите под кои човечкото тело се прилагодува на студ може да бидат различни (на пример, работа во незагреани простории, ладилни единици, на отворено во зима). Во исто време, ефектот на студот не е константен, туку наизменично со температурниот режим нормален за човечкото тело. Адаптацијата во такви услови не е јасно изразена. Во првите денови, реагирајќи на ниски температури, производството на топлина се зголемува неекономично, преносот на топлина сè уште е недоволно ограничен. По адаптацијата, процесите на создавање топлина стануваат поинтензивни, а преносот на топлина се намалува.

Инаку, настанува адаптација на условите на живот во северните географски широчини, каде што на човекот не влијаат само ниските температури, туку и режимот на осветлување и нивото на сончево зрачење карактеристично за овие географски широчини.

Што се случува во човечкото тело за време на ладењето?

Како резултат на иритација на рецепторите за студ, се менуваат рефлексните реакции кои го регулираат зачувувањето на топлината: крвните садови на кожата се стеснуваат, што го намалува преносот на топлина на телото за една третина. Важно е процесите на создавање топлина и пренос на топлина да бидат избалансирани. Доминацијата на пренос на топлина над генерирањето топлина доведува до намалување на телесната температура и нарушување на функциите на телото. На телесна температура од 35 º C, се забележува ментално нарушување. Понатамошното намалување на температурата ја забавува циркулацијата на крвта, метаболизмот, а на температури под 25 º C, дишењето престанува.

Еден од факторите за интензивирање на енергетските процеси е липидниот метаболизам. На пример, поларните истражувачи, чиј метаболизам се забавува во услови на ниска температура на воздухот, ја земаат предвид потребата да се компензираат трошоците за енергија. Нивната исхрана е висока енергетска вредност(содржина на калории).

Жителите на северните региони имаат поинтензивен метаболизам. Најголемиот дел од нивната исхрана се состои од протеини и масти. Затоа, во нивната крв содржината масни киселинизголемено, а нивото на шеќер е малку пониско.

Луѓето кои се прилагодуваат на влажната, студена клима и недостаток на кислород на Северот, исто така, имаат зголемена размена на гасови, висок холестерол во крвниот серум и минерализација на коските на скелетот, подебел слој на поткожното масно ткиво (делувајќи како топлински изолатор).

Сепак, не сите луѓе се подеднакво прилагодливи. Конкретно, кај некои луѓе во услови на Север, одбранбените механизми и адаптивното преструктуирање на телото може да предизвикаат деадаптација - цела низа патолошки промени наречени „поларна болест“.

Еден од најважните фактори кои обезбедуваат човечка адаптација на условите на Далечниот Север е потребата на телото за аскорбинска киселина (витамин Ц), која ја зголемува отпорноста на телото на разни инфекции.

Термоизолационата обвивка на нашето тело ја вклучува површината на кожата со поткожното масно ткиво, како и мускулите лоцирани под неа. Кога температурата на кожата паѓа под нормалното ниво, стегањето на крвните садови на кожата и контракцијата на скелетните мускули ги зголемуваат изолационите својства на кожата. Утврдено е дека вазоконстрикцијата на пасивниот мускул обезбедува до 85% од вкупниот изолационен капацитет на телото во услови на екстремно ниски температури. Оваа вредност на отпорност на загуба на топлина е 3-4 пати поголема од изолациониот капацитет на маснотиите и кожата.

Како што мускулот се лади, тој станува послаб. Нервниот систем реагира на ладењето на мускулите со менување на структурата на вклучувањето на мускулните влакна во работата. Според некои експерти, оваа промена во изборот на влакна доведува до намалување на ефикасноста на мускулните контракции. При ниски температури, и брзината и силата на мускулната контракција се намалуваат. Обидот да се изврши работа на температура на мускулите од 25°C со иста брзина и продуктивност со која беше извршена кога температурата на мускулите беше 35°C ќе доведе до брз замор. Затоа, мора или да трошите повеќе енергија или да вршите физичка активност со помала брзина.

Ако облеката и метаболизмот предизвикан од вежбање се доволни за одржување на телесната температура во ладни средини, перформансите на мускулите нема да се намалат. Меѓутоа, како што се појавува замор и се забавува мускулната активност, создавањето на топлина постепено ќе се намалува.

Долготрајното вежбање води до зголемено искористување и оксидација на слободните масни киселини. Зголемениот метаболизам на липидите главно се должи на ослободувањето на катехоламини (адреналин и норепинефрин) во васкуларниот систем. Во услови на ниска амбиентална температура, лачењето на овие катехоламини е значително зголемено, додека нивоата на слободни масни киселини се зголемуваат многу помалку во споредба со оние за време на продолжено вежбање во услови на повисока температура на околината. Ниската температура на околината предизвикува стегање на крвните садови во кожата и поткожните ткива. Како што знаете, поткожното ткиво е главното место за складирање на липидите (масното ткиво), така што вазоконстрикцијата доведува до ограничено снабдување со крв во областите. Од кои се мобилизираат слободните масни киселини, за да не се зголемуваат толку нивоата на слободните масни киселини.

Гликозата во крвта игра важна улога во развојот на толеранција на ниски температурни услови, како и одржување на нивото на издржливост при вежбање. товари. Хипогликемијата (ниска гликоза во крвта), на пример, го потиснува треперењето и доведува до значителен пад на температурата во ректумот.

Многумина се заинтересирани дали дишните патишта се оштетени со брзо длабоко вдишување на ладен воздух. Ладниот воздух, минувајќи низ устата и душникот, брзо се загрева, дури и ако неговата температура е под -25°C. Дури и на оваа температура, воздухот, откако помина околу 5 см долж носниот премин, се загрева до 15 ° C. Многу ладен воздух, влегувајќи во влезот, се загрева доволно, приближувајќи се кон излезот од носниот премин; така, не постои ризик од повреда на грлото, душникот или белите дробови (сл. 3).

Високата температура може да влијае на човечкото тело во вештачки и природни услови. Во првиот случај, ова се однесува на работа во простории со висока температура, наизменично со престој на удобна температура. Високата температура на околината ги возбудува термичките рецептори, чии импулси вклучуваат рефлексни реакции насочени кон зголемување на преносот на топлина. Во исто време, садовите на кожата се шират, движењето на крвта низ садовите се забрзува, топлинската спроводливост на периферните ткива се зголемува за 5-6 пати. Ако ова не е доволно за одржување на топлинска рамнотежа, температурата на кожата се зголемува и започнува рефлексното потење - најмногу ефективен методпренос на топлина (најголем број на потни жлезди на кожата на рацете, лицето, пазувите).

Под одредени услови, температурата на околината може да ја достигне и надмине температурата на кожата и јадрото на телото. Како што споменавме порано, во овој случај, главниот процес на пренос на топлина е испарувањето, бидејќи зрачењето, спроводливоста и конвекцијата може да доведат до зголемување на телесната температура во екстремни температурни услови. Зголеменото потпирање на испарувањето значи зголемена потреба за производство на пот.

Потните жлезди се регулирани од хипоталамусот. При покачени температури на крвта, хипоталамусот испраќа импулси преку нервните влакна на симпатичкиот нервен систем до милиони потни жлезди лоцирани низ целата површина на телото. Потните жлезди се тубуларни структури кои се протегаат до дермисот и епидермисот и се отвораат во кожата. (сл. 4).

Пот се формира како резултат на плазма филтрација. Како што филтратот минува низ каналот на жлездата, јоните на натриум и хлорид постепено се реапсорбираат во околните ткива, а потоа во крвта. Со мало потење, филтратот на пот полека поминува низ тубулите, обезбедувајќи речиси целосна реапсорпција на натриум и хлорид. Затоа, таквата пот содржи многу мали количини од овие елементи кога ќе стигне до кожата. Меѓутоа, со зголемување на интензитетот на потење за време на вежбањето, филтратот се движи низ тубулите многу побрзо, намалувајќи го времето на реапсорпција. Како резултат на тоа, содржината на натриум и хлорид во потта може значително да се зголеми. Високиот интензитет на потење го намалува волуменот на крвта. Ова ја ограничува количината на крв потребна за работа на мускулите и спречување на акумулација на топлина, што пак негативно влијае на перформансите на мускулите.

Губењето на елементи во трагови и вода преку потта го стимулира ослободувањето на алдостерон и антидиуретичен хормон (ADH). Првиот обезбедува одржување на оптималната количина на натриум, а вториот го одржува балансот на водата. Алдостеронот се ослободува од кората на надбубрежните жлезди како одговор на намален натриум во крвта, намален волумен на циркулирачка крв или намален крвен притисок. Со краткотрајно вежбање во услови на висока температура на околината, како и со повторени оптоварувања во текот на неколку дена, овој хормон го ограничува ослободувањето на натриум од бубрезите. Повеќе натриум се задржува во телото. Што, пак, придонесува за задржување на водата. Како резултат на тоа, волуменот на плазмата и интерстицијалната течност може да се зголеми за 10-20%. Ова му овозможува на телото да задржува вода и натриум пред изложување на високи температури на околината, како и да го олесни последователното потење.

Домородните жители на југот имаат просечна телесна тежина помала од онаа на жителите на северот, поткожното масно ткиво не е многу развиено. Морфолошките и физиолошките карактеристики се особено изразени кај популациите кои живеат во услови на висока температура и недостаток на влага (во пустини и полупустини, области во непосредна близина на нив). Интензивното потење за време на престојот на човекот во топла клима доведува до намалување на количината на вода во телото. За да ја надоместите загубата на вода, треба да ја зголемите нејзината потрошувачка. Локалното население е поприлагодено на овие услови отколку луѓето кои дошле од умерената зона. Абориџините имаат половина или три пати помалку дневна потребаво вода, како и во протеини и масти, бидејќи имаат висок енергетски потенцијал и ја зголемуваат жедта. Бидејќи како резултат на интензивно потење во крвната плазма, содржината на аскорбинска киселинаи други витамини растворливи во вода, во исхраната на локалното население доминираат јаглехидрати кои ја зголемуваат издржливоста на организмот и витамини кои овозможуваат долготрајно извршување на тешка физичка работа.

Кои фактори влијаат на перцепцијата на температурата? Ветерот најчувствително го подобрува температурното чувство. На силен ветерстудените денови изгледаат уште поладни, а топлите уште потопли. Влажноста влијае и на тоа како телото ја перципира температурата. При висока влажност, температурата на воздухот се чини дека е пониска отколку во реалноста, а со ниска влажност е спротивното.

Перцепцијата на температурата е индивидуална. Некои луѓе сакаат студени, ладни зими, додека други сакаат топли и суви. Тоа зависи од физиолошките и психолошките карактеристики на една личност, како и од емоционалната перцепција на климата во која го поминал детството.

Здравјето на луѓето во голема мера зависи од временските услови. На пример, во зима, луѓето имаат поголема веројатност да добијат настинки, белодробни заболувања, грип и тонзилитис.

Влијанието на планинската клима врз човечкото тело. Висорамнините се една од најтешките еколошки области на живеење на луѓето. Главните абиотски фактори кои влијаат на телото во овој случај се промените во парцијалниот притисок атмосферски гасови, особено кислород, намалување на просечната дневна температура, зголемување на сончевото зрачење. Некои градови се наоѓаат на значителна височина над морското ниво. Општо земено, десетици милиони луѓе живеат во висорамнините. Популациите на луѓе кои живеат во овие услови долго време имаат голем број на адаптивни адаптации. Значи, во крвта на Индијанците од перуанските Анди (живеат и работат на надморска височина од околу 4000 метри), има зголемена содржина на хемоглобин и број на црвени крвни зрнца (до 8x1012 во 1 литар крв).

Но, не секој човек што ќе се најде во планинска клима може да го надмине влијанието на овие фактори. Тоа зависи од неговите физиолошки карактеристики и кондицијата на телото. Доколку не дојде до адаптација, човекот ја развива таканаречената планинска болест поради пад на парцијалниот притисок на кислородот. Тоа е предизвикано од хипоксија - недостаток на кислород во ткивата на телото. Во случај на ненадејно движење (со авион) на лице во високопланински региони (над 3000 метри), се развива акутна форма на планинска болест: скратен здив, слабост, зголемен пулс, вртоглавица, главоболка и депресија се забележано. Понатамошниот престој на лице во такви услови може да доведе до негова смрт.

За спречување на акутна планинска болест, оние кои планираат планинарење во планина мора да поминат лекарски преглед и специјална обука.

Човекот е способен да се прилагоди на условите на висока температура (помине преку аклиматизација) со вршење физичка активност во услови на висока температура 1 час или повеќе во период од 5-10 дена. Функцијата на кардиоваскуларниот систем, по правило, се менува во првите 5-5 дена, активноста на механизмите на потење - обично по 10 дена.

Иритирачката состојба на топлината не е топлината од еден или друг степен сама по себе, туку затоплувањето или ладењето на површината на кожата што се случува во овој случај наспроти нејзината вообичаена температура. Секој од овие дразби доведува до различен ефект врз васкуларната реакција на кожата, а со поголема сила ги возбудува рефлексите од одбранбена природа во сферата на движење. Всушност, сè уште не е можно да се разјасни ефектот на топлината и студот како иритант на површината на кожата. Некои го објаснуваат дејството на овие дразби со подигање и намалување на температурата на кожата, додека други припишуваат значително влијание овде на отстапувањето на температурата на кожните нервни уреди од физиолошката температура нула. конечно, други го објаснуваат со пенетрација на топлинските зраци низ надворешното обложување до нервните завршетоци.

Прагот на разликата за дејството на топлината и студот генерално достигнува околу 0,2 °, а за топлина очигледно е нешто повисок, за студ е нешто помал, но разликите во температурата на кожата имаат мало влијание врз вредноста на овој праг. Ако дејството на топлината или студот се дистрибуира на голема површина на телото, тогаш заедно со обемот на дејството, се зголемува и интензитетот, што може да се процени според рефлексната реакција предизвикана во овој случај и со лична проценка.

4. Механизми на терморегулација

Кај топлокрвните животни и луѓето (т.н. хомоитермични организми), за разлика од ладнокрвните (или поикилотермните), постојаната телесна температура е предусловпостоење, еден од кардиналните параметри на хомеостазата (или постојаноста) на внатрешната средина на телото.

Физиолошките механизми кои обезбедуваат топлинска хомеостаза на телото (неговото „јадро“) се поделени во две функционални групи: механизми на хемиска и физичка терморегулација. Хемиската терморегулација е регулирање на производството на телесна топлина. Топлината постојано се произведува во телото во процесот на редокс реакции на метаболизмот. Во исто време, дел од него се дава на надворешната средина колку повеќе, толку е поголема разликата помеѓу температурата на телото и околината. Затоа, одржувањето на стабилна телесна температура со намалување на температурата на околината бара соодветно зголемување на метаболичките процеси и придружното производство на топлина, што ја компензира загубата на топлина и води до зачувување на целокупната топлинска рамнотежа на телото и одржување константна внатрешна температура . Процесот на рефлексно засилување на производството на топлина како одговор на намалувањето на температурата на околината се нарекува хемиска терморегулација. Ослободувањето на енергија во форма на топлина го придружува функционалното оптоварување на сите органи и ткива и е карактеристично за сите живи организми. Специфичноста на човечкото тело е што промената на производството на топлина како реакција на промена на температурата е посебна реакција на телото која не влијае на нивото на функционирање на главните физиолошки системи.

Специфичното терморегулаторно генерирање топлина е концентрирано главно во скелетните мускули и е поврзано со посебни форми на мускулно функционирање кои не влијаат на нивната директна моторна активност. Зголемување на создавањето на топлина за време на ладењето може да се појави и кај мускулот што мирува, како и кога контрактилната функција е вештачки исклучена со дејство на специфични отрови.

Еден од најчестите механизми за создавање на специфична терморегулаторна топлина во мускулите е таканаречениот терморегулациски тон. Се изразува со микроконтракции на фибрили, снимени како зголемување на електричната активност на надворешно неподвижен мускул за време на неговото ладење. Терморегулаторниот тон ја зголемува потрошувачката на кислород од страна на мускулите, понекогаш и за повеќе од 150%. Со посилно ладење, заедно со нагло зголемување на терморегулаторниот тон, вклучени се видливи мускулни контракции во форма на ладно треперење. Во исто време, размената на гас се зголемува на 300 - 400%. Карактеристично, мускулите се нееднакви во однос на учеството во терморегулаторното производство на топлина.

Со продолжена изложеност на студ, контрактилниот тип на термогенеза може да се замени (или дополни) до еден или друг степен со префрлање на ткивното дишење во мускулот на таканаречениот слободен (нефосфорилирачки) пат, во кој фазата на формирање и последователно распаѓање на АТП паѓа. Овој механизам не е поврзан со контрактилната активност на мускулите. Вкупната маса на топлина ослободена за време на слободното дишење е речиси иста како и за време на термогенезата на квасецот, но во исто време повеќетотоплинската енергија се троши веднаш, а оксидативните процеси не можат да се инхибираат со недостаток на ADP или неоргански фосфат.

Последната околност овозможува слободно одржување на високо ниво на производство на топлина долго време.

Промените во интензитетот на метаболизмот предизвикани од влијанието на температурата на околината врз човечкото тело се природни. Во одреден опсег на надворешни температури, производството на топлина што одговара на размената на организам во мирување целосно се компензира со неговиот „нормален“ (без активно засилување) пренос на топлина. Размената на топлина на телото со околината е избалансирана. Овој температурен опсег се нарекува термонеутрална зона. Нивото на размена во оваа зона е минимално. Често луѓето зборуваат за критичната точка, значењето специфично значењетемпература при која се постигнува топлинска рамнотежа со медиумот. Теоретски, ова е точно, но практично е невозможно експериментално да се воспостави таква точка поради постојаните неправилни флуктуации во метаболизмот и нестабилноста на топлинско-изолационите својства на капаците.

Намалувањето на температурата на околината надвор од термонеутралната зона предизвикува рефлексно зголемување на нивото на метаболизмот и производството на топлина додека не се избалансира топлинската рамнотежа на телото во нови услови. Поради ова, температурата на телото останува непроменета.

Зголемувањето на температурата на околината надвор од термонеутралната зона предизвикува и зголемување на нивото на метаболизмот, што е предизвикано од активирањето на механизмите за активирање на пренос на топлина, што бара дополнителни трошоци за енергија за нивната работа. Ова формира зона на физичка терморегулација, при што температурата исто така останува стабилна. По достигнувањето на одреден праг, механизмите за подобрување на преносот на топлина се покажуваат како неефикасни, започнува прегревање и, конечно, смрт на организмот.

Уште во 1902 година, Рубнер предложи да се направи разлика помеѓу два типа на овие механизми - „хемиска“ и „физичка“ терморегулација. Првиот е поврзан со промена на производството на топлина во ткивата (напон хемиски реакцииразмена), втората се карактеризира со пренос на топлина и прераспределба на топлина. Заедно со циркулацијата на крвта, важна улога во физичката терморегулација има потењето, затоа, посебна функција на пренос на топлина и припаѓа на кожата - овде крвта загреана во мускулите или во „јадрото“ се лади, а механизмите на потење и потењето се реализираат овде.

Во „нормалната“ спроводливост на топлина може да се занемари, бидејќи. топлинската спроводливост на воздухот е ниска. Топлинската спроводливост на водата е 20 пати поголема, така што преносот на топлина со спроводливост игра значајна улога и станува значаен фактор за хипотермија во случај на влажна облека, влажни чорапи итн.

Поефикасен пренос на топлина со конвекција (т.е. движење на честички од гас или течност, мешајќи ги нивните загреани слоеви со изладени). Во воздушно опкружување, дури и во мирување, преносот на топлина со конвекција претставува до 30% од загубата на топлина. Улогата на конвекцијата на ветрот или во движењето на една личност се зголемува уште повеќе.

Преносот на топлина со зрачење од загреано тело на ладно се одвива според законот Стефан-Болцман и е пропорционален на разликата во четвртиот степен на температура на кожата (облеката) и површината на околните предмети. На овој начин, во услови на „удобност“, голата личност дава до 45% од топлинската енергија, но за топло облечена личност загубата на топлина со зрачење не игра посебна улога.

Испарувањето на влагата од кожата и површината на белите дробови е исто така ефикасен начин за пренос на топлина (до 25%) во услови на „удобност“. Во услови на висока амбиентална температура и интензивна мускулна активност, преносот на топлина со испарување на пот игра доминантна улога - 0,6 kcal енергија се занесува со 1 грам пот. Лесно е да се пресмета вкупната количина на топлина изгубена со потта, имајќи предвид дека во услови на интензивна мускулна активност, човек може да даде до 10-12 литри течност во осумчасовен работен ден. На студ, загубата на топлина преку пот кај добро облечена личност е мала, но и овде мора да се земе предвид преносот на топлина поради дишењето. Во овој процес, два механизми за пренос на топлина се комбинираат одеднаш - конвекција и испарување. Губењето на топлина и течност со дишењето е доста значајно, особено при интензивна мускулна активност во услови на ниска атмосферска влажност.

Значаен фактор кој влијае на процесите на терморегулација се вазомоторните (вазомоторни) реакции на кожата. Со најизразено стеснување на васкуларното корито, загубата на топлина може да се намали за 70%, со максимално проширување - зголемување за 90%.

Специфичните разлики во хемиската терморегулација се изразени во разликата во нивото на главниот (во зоната на термонеутралност) метаболизам, положбата и ширината на термонеутралната зона, интензитетот на хемиската терморегулација (зголемување на метаболизмот со намалување на температурата на околината за 1 "C), како и во опсегот на ефективна терморегулација. Сите овие параметри ги одразуваат спецификите на животната средина одредени видовии адаптивно се менуваат во зависност од географската локација на регионот, сезоната на годината, надморската височина и низа други фактори на животната средина.

Регулаторните одговори насочени кон одржување на константна телесна температура за време на прегревање се претставени со различни механизми за подобрување на преносот на топлина во надворешната средина. Меѓу нив, преносот на топлина е широко распространет и има висока ефикасност со интензивирање на испарувањето на влагата од површината на телото и (и) горниот респираторен тракт. Кога влагата испарува, се троши топлина, што може да придонесе за одржување на топлинската рамнотежа. Реакцијата се вклучува кога има знаци на почетно прегревање на телото.

Значи, адаптивните промени во преносот на топлина во човечкото тело можат да бидат насочени не само кон одржување на високо ниво на метаболизам, како кај повеќето луѓе, туку и кон поставување на ниско ниво во услови кои се закануваат да ги исцрпат енергетските резерви.

Библиографија

1. Вилмор Џ.Х., Костил Д.Л. „Физиологија на спортот и моторна активност„(преведено од англиски) 1997 г

2. Под. ед. Г.И. Косицки „Физиологија на човекот“. Москва: Медицина, 1985 година

3. Ткаченко Б.И. „Нормална физиологија“ 2005 г 928 стр.

4. Ажаев А.Н., Берзин И.А., Деева С.А., „Физиолошки и хигиенски аспекти на ниските температури на човечкото тело“, 2008 г.

5. Солодков А.С., Сологуб Е.Б. „Човечка физиологија. Општо. Спорт. Возраст. // Учебник за повисоко образовните институции физичка култура. - М.: Тера-спорт, 2001 година.

6. Судаков К.В. „Нормална физиологија“. // Учебник за ученици медицински училишта, 2006 година

7. Москатова А.К. „Физиологија на спортови“ / упатствоза студенти на РГАФК / .-М .: „СПРИНТ“, 1999 година. 111 стр.

8. Булнаева Г.И. „Определување и евалуација на прагот на анаеробниот метаболизам кај спортистите во цикличните спортови“ -М: 1986 стр.5-68

9. Федјукович Н.И. „Човечка анатомија и физиологија“ 2003 г. 416 страници

10. R. Schmidt, G. Thevs "Human Physiology" (книга 3 од 3) 2005 г.

11. Ед. Покровски В.М., Коротко Г.Ф. „Човечка физиологија“. (том 1)

12. Заико Н.Н., Битс Ју.В. „Патолошка физиологија“ 1996 г. 651 страници

Кај топлокрвните животни и луѓето (т.н. хомоитермични организми), за разлика од ладнокрвните (или поикилотермните), константната телесна температура е предуслов за постоење, еден од основните параметри на хомеостазата (или постојаноста) на внатрешната средина на телото.

Еден од најчестите механизми за создавање на специфична терморегулаторна топлина во мускулите е таканаречениот терморегулациски тон. Се изразува со фибрилни микроконтракции, снимени како зголемување на електричната активност на надворешно неподвижен мускул за време на неговото ладење. Терморегулаторниот тон ја зголемува потрошувачката на кислород од страна на мускулите, понекогаш и за повеќе од 150%. Со посилно ладење, заедно со нагло зголемување на терморегулаторниот тон, вклучени се видливи мускулни контракции во форма на ладно треперење. Размената на гас во овој случај се зголемува до 300-400%. Карактеристично, мускулите се нееднакви во однос на учеството во терморегулаторното производство на топлина.

Со продолжена изложеност на студ, контрактилниот тип на термогенеза може да се замени (или дополни) до еден или друг степен со префрлање на ткивното дишење во мускулот на таканаречениот слободен (нефосфорилирачки) пат, во кој фазата на формирање и последователно распаѓање на АТП паѓа. Овој механизам не е поврзан со контрактилната активност на мускулите. Вкупната маса на топлина ослободена за време на слободното дишење е практично иста како и за време на термогенезата на квасецот, но најголемиот дел од топлинската енергија се троши веднаш, а оксидативните процеси не можат да се инхибираат со недостаток на ADP или неоргански фосфат.

Последната околност овозможува слободно одржување на високо ниво на производство на топлина долго време.

Промените во интензитетот на метаболизмот предизвикани од влијанието на температурата на околината врз човечкото тело се природни. Во одреден опсег на надворешни температури, производството на топлина што одговара на размената на организам во мирување целосно се компензира со неговиот „нормален“ (без активно засилување) пренос на топлина. Размената на топлина на телото со околината е избалансирана. Овој температурен опсег се нарекува термонеутрална зона. Нивото на размена во оваа зона е минимално. Често тие зборуваат за критична точка, што подразбира одредена температурна вредност при која се постигнува топлинска рамнотежа со околината. Теоретски, ова е точно, но практично е невозможно експериментално да се воспостави таква точка поради постојаните неправилни флуктуации во метаболизмот и нестабилноста на топлинско-изолационите својства на капаците.

Уште во 1902 година, Рубнер предложи да се направи разлика помеѓу два типа на овие механизми - „хемиска“ и „физичка“ терморегулација. Првиот е поврзан со промена на производството на топлина во ткивата (напон на хемиски реакции на размена), вториот се карактеризира со пренос на топлина и редистрибуција на топлина. Заедно со циркулацијата на крвта, важна улога во физичката терморегулација има и потењето, затоа, посебна функција на пренос на топлина и припаѓа на кожата - овде крвта загреана во мускулите или во „јадрото“ се лади, а механизмите на потење и тука се реализираат потење.

б Во „нормалната“ спроводливост на топлина може да се занемари, бидејќи топлинската спроводливост на воздухот е ниска. Топлинската спроводливост на водата е 20 пати поголема, така што преносот на топлина со спроводливост игра значајна улога и станува значаен фактор за хипотермија во случај на влажна облека, влажни чорапи итн.

б Поефикасен пренос на топлина со конвекција (т.е. движење на гас или течни честички, мешање на нивните загреани слоеви со изладени). Во воздушно опкружување, дури и во мирување, преносот на топлина со конвекција претставува до 30% од загубата на топлина. Улогата на конвекцијата на ветрот или во движењето на една личност се зголемува уште повеќе.

б Преносот на топлина со зрачење од загреано тело на ладно се одвива според законот Стефан-Болцман и е пропорционален на разликата во четвртиот степен на температура на кожата (облеката) и површината на околните предмети. На овој начин, во услови на „удобност“, голата личност дава до 45% од топлинската енергија, но за топло облечена личност загубата на топлина со зрачење не игра посебна улога.

б Испарувањето на влагата од кожата и површината на белите дробови е исто така ефикасен начин за пренос на топлина (до 25%) во услови на „удобност“. Во услови на висока амбиентална температура и интензивна мускулна активност, преносот на топлина со испарување на пот игра доминантна улога - 0,6 kcal енергија се занесува со 1 грам пот. Лесно е да се пресмета вкупната количина на топлина изгубена со потта, имајќи предвид дека во услови на интензивна мускулна активност, човек може да даде до 10-12 литри течност во осумчасовен работен ден. На студ, загубата на топлина преку пот кај добро облечена личност е мала, но и овде мора да се земе предвид преносот на топлина поради дишењето. Во овој процес, два механизми за пренос на топлина се комбинираат одеднаш - конвекција и испарување. Губењето на топлина и течност со дишењето е доста значајно, особено при интензивна мускулна активност во услови на ниска атмосферска влажност.

Специфичните разлики во хемиската терморегулација се изразени во разликата во нивото на главниот (во зоната на термонеутралност) метаболизам, положбата и ширината на термонеутралната зона, интензитетот на хемиската терморегулација (зголемување на метаболизмот со намалување на температурата на околината за 1 "C), како и во опсегот на ефективна терморегулација. Сите овие параметри ги одразуваат еколошките специфики на поединечните видови и адаптивно се менуваат во зависност од географската локација на регионот, сезоната во годината, надморската височина и голем број други еколошки фактори.