Процесс терморегуляции у человека температура тела человека
Терморегуляция человека – набор чрезвычайно важных механизмов, поддерживающих стабильность температурного режима организма в разных условиях внешней среды. Но почему человек так нуждается в неизменной температуре тела, и что будет, если она начнет колебаться? Как протекают терморегуляционные процессы и что делать, если природный механизм дает сбой? Обо всем этом — ниже.
Что такое терморегуляция организма человека
Человек, как и большинство млекопитающих — гомойотермное создание. Гомойотермия – это способность организма обеспечивать себе постоянство уровня температуры, в основном с помощью физиолого-биохимических реакций.
Терморегуляция организма человека – это эволюционно сформировавшийся набор механизмов, которые срабатывают за счет гуморальной (посредством жидкой среды) и нервной регуляции, метаболизма (обмена веществ) и энергетического обмена. Различные механизмы имеют различные способы и условия срабатывания, поэтому их активация зависит от времени дня, пола человека, числа прожитых лет и даже положения Земли на орбите.
Тепловая карта человека
Терморегуляция в организме человека выполняется рефлекторно. Специальные системы, действие которых направлено на контроль температуры, регулируют интенсивность отдачи или поглощения тепла.
Система терморегуляции человека
Поддержание температурного режима тела на постоянном заданном уровне осуществляется при помощи двух противоположных механизмов терморегуляции организма человека — отдачи и продукции тепла.
Механизм теплопродукции
Механизм теплопродукции, или химическая терморегуляция человека – процесс, способствующий повышению температуры организма. Он имеет место при всех обменах веществ, но, по большей мере, в мышечных волокнах, клетках печени и клетках бурых жировых отложений. Так или иначе, в продуцировании тепла участвуют все тканевые структуры. В каждой клетке человеческого тела происходят окислительные процессы, расщепляющие органические вещества, в ходе которых какая-то доля выделяемой энергии уходит на нагревание организма, а основное количество – на синтезирование аденозинтрифосфатной кислоты (АТФ). Это соединение является удобной формой для накопления, транспортировки и эксплуатации энергии.
Так выглядит молекула АТФ
Во время понижения температуры рефлекторным образом понижается и скорость обменных процессов в человеческом теле, и наоборот. Химическая регуляция активизируется в тех случаях, когда физической составляющей теплообмена не хватает для поддержания нормального температурного значения.
Механизм теплопродукции активизируется при поступлении сигналов от холодовых рецепторов. Это происходит, когда температура окружающей среды становится ниже так называемой «зоны комфорта», которая для легко одетого человека лежит в температурных рамках от 17 до 21 градуса, а для голого человека составляет приблизительно 27-28 градусов. Стоит отметить, что для каждого индивидуума «зона комфорта» определяется индивидуально, она может меняться в зависимости от состояния здоровья, массы тела, места проживания, времени года и т.п.
Чтобы повысить выработку тепла в организме включаются механизмы термогенеза. Среди них выделяют следующие.
1. Сократительный.
Этот механизм активизируется за счет работы мышц, в ходе которой ускоряется разложение аденозитрифосфата. При его расщеплении выделяется вторичная теплота, эффективно согревающая тело.
Сокращения мышц в таком случае происходят непроизвольно — при поступлении импульсов, исходящих из коры головного мозга. Как результат, в теле человека можно наблюдать значительное (до пяти раз) повышение выработки тепла.
Так кожа реагирует на холод
При незначительном понижении температуры увеличивается терморегуляционный тонус, что наглядно проявляется в появлении на коже «мурашек» и поднятии волосков.
Неконтролируемые мышечные сокращения при сократительном термогенезе называют холодовой дрожью. Повысить температуру организма при помощи сокращений мышц можно и осознанно – проявляя двигательную активность. Физическая нагрузка способствует повышению теплопродукции до 15 раз.
2. Несократительный.
Данный вид термогенеза может повысить теплопродукцию почти втрое. В его основе лежит катаболизм (расщепление) жирных кислот. Этот механизм регулируется при помощи симпатической нервной системы и гормонов, выделяемых щитовидной железой и мозговым веществом надпочечников.
Механизм теплоотдачи
Механизм теплоотдачи, или физическая составляющая терморегуляции – это процесс избавления организма от лишнего тепла. Постоянное значение температуры поддерживается за счет выведения тепла через кожу (путем кондукции и конвекции), радиации и выведения влаги.
Часть теплоотдачи происходит за счет теплопроводности кожи и слоя жировой клетчатки. Процесс регулируется по большей части кровообращением. При этом тепло от кожи человека отдается твердым предметам при прикасании к ним (кондукция) или окружающему воздуху (конвекция). Конвекция составляет значимую часть теплоотдачи — в воздух передается 25-30% человеческого тепла.
Радиация или излучение — это перенос энергии человека в пространство или на окружающие предметы, имеющие более низкую температуру. С излучением уходит до половины человеческого тепла.
И, наконец, испарение влаги с поверхности кожи или из дыхательных органов, на которое приходится 23-29% потери тепла. Чем больше показатель температуры тела превышает норму, тем активнее организм охлаждается при помощи испарения — поверхность тела покрывается потом.
В случае, когда температура окружающей среды значительно превышает внутренний показатель организма, испарение остается единственным действенным механизмом охлаждения, все прочие перестают работать. Если же высокая внешняя температура еще сопровождается повышенной влажностью, которая затрудняет потоотделение (т.е. испарение воды), то человек может перегреться и получить тепловой удар.
Рассмотрим механизмы физической регуляции температуры тела более подробно:
Перспирация
Суть этого вида теплоотдачи состоит в том, что энергия направляется в окружающую среду путем испарения влаги с кожного покрова и слизистых оболочек, устилающих дыхательные пути.
Этот вид теплоотдачи — один из наиважнейших, поскольку, как уже отмечалось, может продолжаться в среде с высокой температурой, при условии, что процент влажности воздуха будет меньше 100. Это объясняется тем, что чем выше влажность воздуха, тем хуже вода будет испаряться.
Важным условием для эффективности перспирации является циркуляция воздуха. Поэтому если человек будет в непроницаемой для воздухообмена одежде, то пот через какое-то время потеряет возможность испаряться, поскольку влажность воздуха под одеждой превысит 100%. Это приведет к перегреву.
В процессе потоотделения энергия человеческого организма тратится на то, чтобы разорвать молекулярные связи жидкости. Теряя молекулярные связи, вода принимает газообразное состояние, а тем временем излишек энергии выходит из организма.
Испарение воды со слизистых оболочек дыхательных путей и испарение через поверхностную ткань — эпителий (даже когда кажется, что кожа сухая) называется неощутимой перспирацией. Активная работа потовых желез, при которой происходит обильное потоотделение и теплоотдача, называется ощутимой перспирацией.
Излучение электромагнитных волн
Данный способ теплоотдачи работает за счет излучения инфракрасных электромагнитных волн. По законам физики, любой объект, температура которого поднимается выше температуры окружающей среды, начинает отдавать тепло посредством излучения.
Инфракрасное излучение человека
Чтобы не допустить чрезмерной утечки тепла таким способом, человечество изобрело одежду. Ткань одежды помогает создать воздушную прослойку, температура которой принимает значение температуры тела. Это уменьшает излучение.
Количество тепла, рассеиваемого объектом, пропорционально площади поверхности излучения. Это означает, что, меняя положение тела, можно регулировать свою теплоотдачу.
Кондукция
Кондукция или теплопроведение происходит при прикосновении человека к любому другому предмету. Но избавление от излишка тепла может произойти только в том случае, если объект, с которым человек вступил в контакт, имеет более низкую температуру.
Важно помнить, что воздух с низким процентом влажности и жир имеют малое значение теплопроводности, поэтому являются теплоизоляторами.
Конвекция
Суть этого способа теплоотдачи заключается в перенесении энергии циркулирующим вокруг тела воздухом, при условии, что его температура будет ниже температуры тела. Прохладный воздух в момент контакта с кожей прогревается и устремляется наверх, замещаясь новой дозой холодного воздуха, находящегося ниже из-за высокой плотности.
Одежда играет важную роль в том, чтобы при конвекции тело не отдало слишком много тепла. Она представляет собой барьер, замедляющий воздушную циркуляцию и, тем самым, конвекцию.
Центр терморегуляции
Центр терморегуляции человека находится в головном мозге, а именно – в гипоталамусе. Гипоталамус – это часть промежуточного мозга, которая включает в себя множество клеток (около 30 ядер). Функции этого образования заключаются в поддержании гомеостаза (т.е. способности организма к саморегуляции) и деятельности нейроэндокринной системы.
Одной из самых важных функций гипоталамуса является обеспечение и контроль действий, направленных на терморегуляцию тела.
При выполнении этой функции в центре терморегуляции у человека происходят такие процессы:
- Периферические и центральные терморецепторы передают информацию в передний отдел гипоталамуса.
- В зависимости от того, в нагревании или в охлаждении нуждается наш организм, активизируется центр теплопродукции либо центр теплоотдачи.
При передаче импульсов от рецепторов холода начинает функционировать центр теплопродукции. Он находится в задней части гипоталамуса. От ядер по симпатической нервной системе двигаются импульсы, повышающие скорость обменных процессов, сужающие сосуды, активизирующие скелетные мышцы.
Если организм начинает перегреваться, то начинает активно работать центр теплоотдачи. Он находится в ядрах переднего отдела гипоталамуса. Возникающие там импульсы являются антагонистами механизма теплопродукции. Под их влиянием у человека происходит расширение сосудов, повышается потоотделение, — организм охлаждается.
В терморегуляции человека принимают участие также другие отделы центральной неравной системы, а именно кора больших полушарий мозга, лимбическая система и ретикулярная формация.
Основная функция температурного центра в головном мозге – поддержание постоянного температурного режима. Он определяется суммарным значением температуры организма, когда оба механизма (теплопродукция и теплоотдача) активны менее всего.
Органы внутренней секреции также играют немаловажную роль в терморегуляции тела человека. При пониженной температуре щитовидная железа увеличивает продукцию гормонов, которые ускоряют обменные процессы. Надпочечники владеют способностью контролировать теплоотдачу за счет гормонов, регулирующих процессы окисления.
Нарушения терморегуляции организма: причины, симптомы и лечение
Нарушением терморегуляции называют внезапные изменения температуры тела или отклонения от нормы в 36,6 градусов по Цельсию.
Причинами температурных колебаний могут стать как внешние факторы, так и внутренние, например, заболевания.
Специалисты различают следующие нарушения терморегуляции:
- озноб;
- озноб при гиперкинезе (непроизвольных мышечных сокращениях);
- гипотермия (переохлаждение организма). Гипотермии посвящена отдельная статья на нашем сайте;
- гипертермия (перегрев организма).
Причин нарушений терморегуляции множество, самые распространенные из них приведены ниже:
- Приобретенный или врожденный дефект гипоталамуса (если проблема в этом, то перепады температуры могут сопровождаться сбоями в работе желудочно-кишечного тракта, органов дыхания, сердечно-сосудистой системы).
- Перемена климата (как внешний фактор).
- Злоупотребление алкогольными напитками.
- Следствие процессов старения.
- Психические расстройства.
- Вегетососудистая дистония (на нашем сайте вы можете прочитать о температурных перепадах при ВСД).
В зависимости от причины, перепады температуры могут сопровождаться различными симптомами, частыми из которых являются лихорадка, головная боль, потеря сознания, сбои в работе пищеварительной системы, ускоренное дыхание.
При нарушениях регуляции температуры организмом нужно обратиться к неврологу. Основные принципы лечения данной проблемы заключаются в:
- приеме препаратов, воздействующих на эмоциональное состояние пациента (если причина в расстройствах психики);
- приеме препаратов, оказывающих влияние на деятельность центральной нервной системы;
- приеме лекарств, способствующих усиленной теплоотдаче в сосудах кожи;
- общей терапии, в которую входит: физическая активность, закаливание, здоровое питание, прием витаминов.
Источник
Температура тела — комплексный показатель теплового состояния организма животных, включая человека. Является одним из основных и старейших биомаркеров.
Животные, способные сохранять свою температуру в узких пределах независимо от температуры внешней среды, называются теплокровными, или гомойотермными. К теплокровным животным относятся млекопитающие и птицы. Животные, лишённые такой способности, называются холоднокровными, или пойкилотермными. Поддержание температуры тела организмом называется терморегуляцией.
У холоднокровных животных температура тела мало отличается от температуры окружающей среды, и только при интенсивной мышечной деятельности у некоторых видов она может значительно превышать окружающую температуру.
Измерение температуры[править | править код]
Температуру тела измеряют максимальным термометром обычно в аксиллярной (подмышечной) области, в прямой кишке, во рту или в наружном слуховом проходе, определяя интенсивность ИК-излучения от барабанной перепонки. Для этого исходное показание максимального термометра должно быть заведомо ниже измеряемой температуры.
Температура тела человека[править | править код]
Температура тела каждого человека в течение дня колеблется в небольших пределах, оставаясь в диапазоне от 35,5 до 37,2 °C[1] для здорового человека. Уровень температуры ниже 35 °C указывает на наличие серьёзного заболевания. Жертвы переохлаждения впадают в ступор, если температура их тела снижается до отметки 32,2 °C, большинство теряют сознание при 29,5 °C и погибают при температуре ниже 26,5 °C. Рекорд выживания в условиях переохлаждения составляет 16 °C[1], а при экспериментальных исследованиях — 8,8 °C. На температуру влияют пол и возраст. У девочек температура тела стабилизируется в 13—14 лет, а у мальчиков — примерно в 18 лет. Средняя температура тела мужчин примерно на 0,5—0,7 °C ниже, чем у женщин[1].
Температурные различия между внутренними органами достигают нескольких десятых градуса. Разница между температурой внутренних органов, мышц и кожи может составлять до 5—10 °C, что затрудняет определение средней температуры тела, необходимой для определения термического состояния организма в целом.
Зависимость температуры от места измерения[править | править код]
Норма температуры зависит от места её измерения. Типичные результаты измерения температуры здорового человека следующие:
- температура в анусе (ректально), влагалище или ухе: 37,5 °C;
- температура во рту (орально): 37,0 °C;
- температура в подмышечной впадине (аксиллярно): 36,6 °C.
Физиологические колебания температуры[править | править код]
Изменение температуры тела в течение суток
Известны физиологические колебания температуры тела в течение суток — суточный ритм: разница между ранне-утренней и вечерней температурой достигает 0,5—1,0 °C. Следуя суточному ритму, наиболее низкая температура тела отмечается утром, около 5 часов, а максимальное значение достигается вечером. Как и многие другие биоритмы, температура следует суточному циклу Солнца, а не уровню нашей активности. Люди, работающие ночью и спящие днём, демонстрируют тот же цикл изменения температуры, что и остальные.
Температура тела контролируется гормонами щитовидной железы и гипоталамусом. Нервные клетки гипоталамуса имеют рецепторы, которые напрямую реагируют на температуру тела увеличением или уменьшением секреции ТТГ, который, в свою очередь, регулирует активность щитовидной железы, гормоны которой (Т3 и Т4) отвечают за интенсивность метаболизма. В меньшей степени в регуляции температуры участвует гормон эстрадиол (основную роль играет в терморегуляции у женщин во время менструального цикла), повышение его уровня ведёт к снижению базальной температуры.
Многие заболевания эндокринной системы и опухоли головного мозга, затрагивающие область гипоталамуса, вызывают выраженные и, часто, устойчивые нарушения терморегуляции. Например, тиреотоксический криз (сопровождающийся резким выбросом гормонов Т3 и Т4 в кровь) приводит к резкому подъёму температуры тела, нередко превышающей критическую отметку и вызывающей смерть пациента.
Понижение (гипотермия) или повышение (гипертермия) температуры тела на несколько градусов нарушает процессы жизнедеятельности и может привести к охлаждению или перегреванию организма и даже к его гибели. При многих заболеваниях температура тела повышается до определённых пределов и регулируется организмом на новом уровне, например при лихорадке или простуде.
Температура способна подниматься в результате стресса, страха, ночных кошмаров, при интенсивной умственной работе, инфекции, и т.п.
См. также[править | править код]
- Лихорадка
- Гипертермия
- Субфебрильная температура
- Гипотермия
- Гомойотермия
- Пойкилотермия
- Анабиоз
- Градус Фаренгейта
Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
- Бартон А. и Эдхолм О., Человек в условиях холода, пер. с англ., М., 1957
- Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967
- Hensel Н., Neural processes in thermoregulation, «Physiological Reviews», 1973, v. 5-3, № 4.
- Огирко И. В. Рациональное распределение температуры по поверхности термочувствительного тела … стр. 332 // Инженерно-физический журнал Том 47, Номер 2 (Август, 1984)
Источник
Содержание
Человек — теплокровный организм, а это значит, что он может поддерживать стабильную температуру тела вне зависимости от внешних факторов. При этом все же каждый из нас сталкивался с ситуацией, когда температура повышается или, наоборот, понижается. MedAboutMe расскажет, симптомом чего могут быть такие изменения и когда действительно следует обращаться к врачу.
Что такое терморегуляция
За поддержание термогомеостаза, постоянной температуры тела человека, отвечают, в первую очередь, вегетативная нервная система и гипоталамус. Температура тела зависит от интенсивности биоэнергетических процессов. Поэтому, например, у детей она в норме может быть выше, чем у стариков, поскольку с возрастом метаболизм замедляется.
Процесс терморегуляции обеспечивается в две фазы:
- Химическая — за счет различных обменных процессов в организме температура повышается.
- Физическая — за счет механизмов теплоотдачи температура понижается. Тепловыведение осуществляется с дыханием, выделением пота (испарение воды с поверхности кожи) и др. Кожа играет здесь первичную роль — она является основным теплообменным органом.
Для терморегуляции важна и гемодинамика — движение крови по сосудам. Так, например, при опасности замерзания организм распределяет объемы циркулирующей крови таким образом, что большая ее часть снабжает внутренние, жизненно важные, органы. А вот от конечностей она, наоборот, отливает — с этим связана опасность обморожения именно этих участков.
За управление сложным процессом терморегуляции, а именно, за определение, когда необходимо задействовать механизмы охлаждения или согрева, отвечает гипоталамус — небольшая область в промежуточном мозге. Здесь расположены нейроны, отвечающие за регуляцию температуры. Ранее считалось, что именно в гипоталамусе находиться центр терморегуляции, однако сегодня доказано, что концепция единого центра не может полностью объяснить все механизмы стабилизации температуры тела. Термочувствительные зоны обнаружены в коре головного мозга, гиппокампе, миндалевидном теле и даже спинном мозге.
Внешние факторы, влияющие на нарушение терморегуляции
Ключевой причиной нарушения терморегуляции у человека являются внешние факторы. В отличие от других теплокровных животных, в ходе эволюции мы стали менее приспособленными к перепадам температуры. Поэтому в критических ситуациях термогомеостаз не может поддерживаться в полной мере.
К тяжелым последствиям могут привести длительные колебания в 1-2 градуса от нормы. При этом следует сказать, что применяемое в отечественной медицине значение 36,6°С не используется зарубежными медиками. Температура тела может иметь индивидуальные особенности, а нормой считается диапазон 36,0-37,2°С.
Симптомы переохлаждения:
- Температура ниже 35°С.
- Бледность или синюшность кожных покровов (за счет оттока крови).
- Затруднение речи, общая заторможенность.
- Пониженное артериальное давление и сердцебиение.
- Дыхание поверхностное и редкое.
Симптомы перегрева:
- Температура выше 38°С.
- Общая слабость.
- Головокружение и тошнота, возможна потеря сознания.
- Учащение пульса, повышение артериального давления.
- Гул в ушах, расширенные зрачки.
При легких степенях переохлаждения или перегрева процессы терморегуляции восстанавливаются при стабилизации температуры внешней среды (теплое или, наоборот, прохладное помещение). Однако при тяжелых формах нарушения теплового обмена столь сильны, что самостоятельно организм восстанавливается крайне сложно, и человеку необходима неотложная медицинская помощь.
Причиной повышенной или пониженной температуры могут стать и некоторые медикаменты:
- Местные анестетики.
- Барбитураты.
- Нейролептики.
- Транквилизаторы.
- Альфа- и бета-адреноблокаторы.
Гипертермия и возможные болезни
Гипертермия, повышение температуры тела от 37°С, развивающаяся не вследствие воспалительных процессов в организме, может сопровождать такие болезни:
- Синдром вегетативной дистонии. Сегодня ВСД (вегетососудистая дистония) считается устаревшим диагнозом, но некоторые ее признаки можно отнести к нарушениям вегетативной нервной системы.
- Вазомоторный невроз.
- Психогенная лихорадка.
- Нейроэндокринные расстройства.
- Повреждения гипоталамуса.
- Органические поражения центральной нервной системы (ЦНС) — опухоли, кровоизлияния в области гипоталамуса, черепно-мозговая травма.
- Интоксикации.
У пациентов, склонных к подобным проявлениям нарушений терморегуляции, отмечается сильное повышение температуры при инфекциях и воспалительных процессах, невозможность быстро устранить лихорадку жаропонижающими препаратами, длительный жар при ОРЗ. При этом необходимо заметить, что у детей высокая температура может быть реакцией на акклиматизацию. Причем процесс привыкания к новым условиям может затягиваться на месяцы. Кроме того, для грудничков в связи с несовершенными механизмами теплоотдачи, а также с повышенным метаболизмом, нормой могут быть повышения температуры до 38°С (ректальное измерение).
Симптомы гипотермии и возможные заболевания
Гипотермией считается состояние, при котором температура тела опускается до 35°С и ниже. При этом у человека проявляется заторможенность, может понижаться пульс и артериальное давление, наблюдаться общая слабость и «разбитость».
Общее понижение температуры тела характерно для пожилых людей — вследствие замедления метаболизма она может колебаться в пределах 35,5-36,5°С. Это является физиологическим процессом и не относится к нарушениям терморегуляции.
Также пониженная температура тела (35,5°С) с утра является нормой для маленьких детей.
В случае падения температуры у людей до 60-70 лет можно заподозрить такие болезни или состояния:
- Поражение гипоталамуса.
- Нарушение работы ЦНС, в частности, вегетативной нервной системы.
- Гипотиреоз (нехватка гормонов щитовидной железы).
- Болезнь Паркинсона.
- Истощение.
- Алкогольная интоксикация.
- Внутренние кровотечения.
- Железодефицитная анемия.
Пониженная температура на протяжении нескольких недель может наблюдаться у людей в период восстановления после болезней. Особенно это характерно для детей и стариков.
Отличия нарушения терморегуляции от жара при инфекционных заболеваниях
Высокая температура — один из основных признаков инфекций, воспалительных процессов в организме. Как же отличить симптом от системных нарушений терморегуляции?
- Наличие других симптомов.
Большинство инфекций будет проявляться в организме не только жаром, но и другими симптомами. Характерны общая слабость и другие признаки интоксикации организма. Также при инфекциях повышение температуры происходит резко, с заметным ухудшением состояния. При нарушениях терморегуляции высокая температура часто сопровождается просто дискомфортом.
- Психоэмоциональное состояние человека.
Нарушение терморегуляции связано с работой ЦНС, и именно гипертермия характерна для различных невротических состояний, а также часто проявляется у пациентов с психическими заболеваниями. Не стоит путать такие состояния со спутанностью сознания, которое может возникать при сильной лихорадке во время острых инфекций.
- Реакция на нестероидные противовоспалительные препараты.
Аспирин, ибупрофен, парацетамол показывают низкую эффективность при высокой температуре, вызванной нарушением терморегуляции. При инфекциях подобные препараты способны устранить жар.
- Общий анализ крови.
Этот анализ поможет выявить скрытые инфекции, протекающие в стертой форме и вызывающие повышение температуры. При наличии патогенных бактерий или вирусов в организме состав крови меняется. Так, при бактериальных инфекциях будет повышено число лейкоцитов, а при вирусных — завышенным будет показатель количества лимфоцитов. Если инфекционных процессов в организме нет, показатели будут в норме.
- Анализ на антитела к вирусам или бактериальный посев.
В том случае если общий анализ крови показал возможное наличие инфекции, она уточняется специализированными анализами. Так, для вирусов проводятся исследования на антитела к ним, а для бактерий — посевы микрофлоры. Это поможет точно определить инфекцию, вызывающую лихорадку.
Пройдите тест
Тест на оценку вашего самочувствияДанный тест рассчитан ТОЛЬКО ДЛЯ ЖЕНЩИН. Как вы чувствуете себя физически? Давайте проверим это тестом, предложенным португальскими специалистами. Он поможет Вам определить уровень Вашего самочувствия.
- Онкология. Национальное рукоодство. / Под ред. Чиссова В.И., Давыдова М.И.. – 2013
Источник