Регуляция температуры у 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
Лихорадка или как её ещё называют гипертермия представляет собой повышение температуры тела выше определённых значений, которые считаются нормой. Обычно нормальной температурой тела считается температура до 37 °С при измерениях в подмышечной области, до 38.3 °С в прямой кишке, до 37.7 °С во рту.
Превышение данного диапазона температур тела характеризуется ощущением холода, озноба, мышечными сокращениями, которые приводят к увеличению выработки тепла и требуют усилий по его сохранению. Обычно температура не поднимается выше 41 °С — 42 °С. При нормализации температуры тела человек начинает чувствовать тепло, ему становится жарко, появляется интенсивное потоотделение.
В некоторых случаях повышение температуры тела может спровоцировать судороги. Данное явление чаще наблюдается у маленьких детей. Нормальная температура тела также может несколько отличаться в зависимости от возраста, активности и окружающей среды. В некоторых случаях повышенная температура не всегда является признаком заболевания.
Повышение температуры тела провоцируется многими причинами, которые связаны как с серьёзными так и не очень заболеваниями инфекционного и неинфекционного типа.
К инфекционным можно отнести бактериальные, вирусные инфекции, паразитарные заражения. К неинфекционным причинам относят тромбоз глубоких вен, васкулит, рак и побочные действия различных лекарств.
Не всегда во время лечения прибегают к сбиванию температуры. Несмотря на то, что это вызывает дискомфорт, температура тела редко поднимается до опасных для жизни показателей. Но при повышении температуры до 42 °С происходит повреждение мозга, но даже при отсутствии лечения температура в редких случаях поднимается до 41 °С.
Гиперпирексия
Гиперпирексия это крайне высокая температура тела от 41.5 °С и выше, которая требует неотложного медицинского вмешательства.
Такая высокая температура тела говорит о наличии очень серьезного заболевания и сама по себе может привести к летальному исходу, спровоцировав внутричерепное кровоизлияние. Самыми распространёнными причинами такой высокой температуры тела являются инфекционные заболевания, такие как корь, энтеровирусные инфекции. Быстрое сбитие температуры тела до 38.9 * С способствует значительному снижению риска необратимых последствий для организма.
Регуляция температуры тела
Мозг человека управляет температурой тела эффекторными механизмами через вегетативную нервную систему.
Регуляция температуры тела происходит в гипоталамусе.
Под действием триггера лихорадки — пирогена, происходит высвобождение простагландина Е2, который оказывает действие на гипоталамус, генерирующий системный ответ обратно на тело. Данный процесс вызывает тепловые эффекты, повышая температуру тела. В данном случае гипоталамус можно сравнить с термостатом.
При поднятии температурного уровня тело увеличивает температуру за счёт выработки и удержания тепла. За счёт периферической вазоконстрикции происходит снижение теплопотерь через кожу, человек начинает ощущать холод, перестаёт потеть. Если этого не достаточно для поднятия температуры до нужных значений (что определяется по температуре крови в мозге), то в действие включаются дополнительные механизмы, такие как мышечная дрожь, которая способствует выработке тепла, за счёт повышенной активности мышц тела.
В случае когда температура тела падает в результате саморегуляции или в результате действия лекарств, эти процессы протекают в обратной последовательности. Происходит вазодилатация окончанием мышечной дрожи и прекращение выработки тепловой энергии. Человек начинает потеть, потливость используется для охлаждения тела.
Пирогены это вещества, которые вызывает повышение температуры тела. Пирогены могут быть внутренними (эндогенными) или внешними (экзогенными).
Так например на стенках некоторых бактерий присутствует бактериальное вещество под названием липополисахарида, являющаяся экзогенным пирогеном. У некоторых бактерий имеются суперантигены, которые провоцируют быстронарастающую и опасную температурную волну.
Эндогенные пирогены это цитокины, молекулы относящиеся к иммунной системе. Такие пирогены появляются путём активации клеток иммунной системы и поднимают температурные установки в гипоталамусе.
К таким пирогенам относятся интерлейкин 1 и интерлейкин 6, интерлейкин 8 (в меньшей степени), макрофагальный воспалительный белок-альфа, макрофагальный воспалительный белок-бета, фактор некроза опухоли-бета, интерферон-альфа, интерферон-бета и интерферон-гамма.
Следует отметить, что фактор некроза опухоли-альфа тоже действует как пироген, опосредуется выпуском интерлейкина 1.
Данные вещества выбрасываются в кровь, после чего мигрируют в циркумветрикулярные органы в головном мозге. Так как там происходит более свободное их поглощение. Затем происходит их связывание с эндотелиальными рецепторами на стенках сосудов, либо происходит их взаимодействие с местными клетками микроглиями. После этих связей происходит активация путей арахнидовой кислоты.
Экзогенные пирогены такие как липополисахарида являются компонентами клеточных стенок грамотрицательных бактерий.
В процессе иммунологический белок под названием липополисахарид-связывающий белок связывается с липополисахаридой, после чего происходит связь с CD14 рецептором соседнего макрофага. Данная смесь провоцирует выброс разных эндогенных цитокинов (интерлейкин 1, интерлейкин 6, фактор некроза опухоли-альфа). Если сказать проще, то экзогенные факторы провоцируют выброс эндогенных факторов, активирующих пути арахнидовой кислоты.
Релиз простагландина 2 происходит из путей арахнидовой кислоты, который опосредуется ферментами циклооксигеназы 2, фосфолипазы А2, простагландин Е2 — синтазы.
Данные ферменты провоцируют синтез и высвобождение простагландина 2, который является главным связующим звеном в запуске реакции повышения температуры тела.
Температура тела будет повышенной пока присутствует простагландин 2. Простагландин 2 оказывает действие на нейроны в преоптической области гипоталамуса через простагландин Е3 рецептор.
Данные рецепторы в преоптической области иннервируют дорсомедиальный гипоталамус, ростральное ядро шва в продолговатом мозге, а также паравентрикулярное ядро гипоталамуса. Сигналы к повышению температуры тела, которые посылаются к дорсомедиальному гипоталамусу и к ростральному ядру шва симпатической системой, вызывают термогенез без активации дрожи в мышцах, а также вазоконстрикцию кожи для уменьшения теплопотерь через кожные покровы. Считается, что система иннервации от преоптической области к паравентрикулярному ядру гипоталамуса активирует нейроэндокринные эффекты повышения температуры при участии гипофиза и некоторых эндокринных органов.
Необходимость высокой температуры и её контроль
Вопрос о вреде и пользе повышенной температуры до сих пор открыт.
Проведенные исследования показали, что повышенная температура тела при инфекционных заболеваниях снижает риск смертности. Повышение температуры способствует защите организма от чужеродных микроорганизмов, а также меняет некоторые физиологические процессы, связанные с выздоровлением, а именно: улучшается лейкоцитарный фагоцитоз, увеличивается пролиферация из Т-клеток, повышается мобильность эритроцитов, снижаются эндотоксинные эффекты.
Т-клетки борются с патогенными бактериями.
Лекарства, принудительно снижающие температуру тела называются жаропонижающими.
Так например эффективным средством для снижения температуры у детей является ибупрофен, который более эффективен чем парацетамол (ацетаминофен). Использование ибупрофена и парацетамола для снижения температуры у ребёнка является наиболее эффективным. Применение же аспирина для снижения температуры не рекомендовано для детей до 16 лет из-за риска развития синдрома Рейе.
Но считается, что не следует сбивать температуру которая ниже 39 °С либо 38 °С, поскольку при наличии вирусного заболевания принудительное понижение температуры может вызвать активное размножение вируса.
Повышение температуры снижает репликации вируса.
Гипоталамус: регуляция температуры тела
У гомойтермных (теплокровных) организмов температура тела регулируема. Такой организм реагирует на снижение температуры окружающей среды уменьшением теплоотдачи и увеличением теплопродукции. И наоборот, при повышении внешней температуры организм увеличивает выделение тепла и уменьшает теплопродукцию.
Информацию о внешней температуре поставляют терморецепторы кожи (а также, видимо, других органон, например, мышц).
Внутреннюю температуру тела отслеживают центральные терморецептивные нейроны переднего гипоталамуса , реагирующие на температуру крови. Это сервомеханизм (система, управляющая другой системой с помощью отрицательной обратной связи), для которого заданным значением (контрольной точкой) служит нормальная температура тела.
В ответ на сигналы ошибки (рассогласования) возникают реакции, направленные на возвращение температуры тела к контрольной точке.
Эти реакции опосредуются автономной системой , соматической системой и эндокринной системой .
При охлаждении организма возникает дрожь — асинхронные мышечные сокращения, увеличивающие теплопродукцию. Повышается активность щитовидной железы и симпатической нервной системы , что усиливает метаболические процессы теплообразования. Теплоотдача уменьшается за счет пилоэрекции и сужения кожных сосудов.
Пиломоторная реакция эффективна у животных с хорошо развитым волосяным покровом, но не у человека; у последнего при этом наблюдается гусиная кожа .
Тепловой баланс и регуляция температуры тела
При нагревании тела происходят изменения в противоположном направлении. Ослабление деятельности щитовидной железы снижает метаболическую активность и уменьшает теплопродукцию. За счет потоотделения и расширения сосудов кожи возрастает теплоотдача.
Гипоталамус — это регулятор (сервомеханизм) температуры тела. Только что отмеченные реакции, способствующие снижению температуры тела, формируются центром теплоотдачи гипоталамуса , состоящим из нейронов преоптической области и переднего гипоталамуса .
После повреждения этих областей, как и следовало ожидать, отсутствуют реакции потоотделения и расширения кожных сосудов, а при высокой температуре окружающей среды развивается гипертермия . И наоборот, при электрическом раздражении центра теплоотдачи расширяются кожные сосуды и подавляется дрожь.
Реакции, направленные на сохранение тепла, создаются нейронами заднего гипоталамуса , составляющими центр образования и сохранения тепла . Повреждение области дорсолатеральнее мамиллярного тела прекращает теплопродукцию и сохранение тепла, так что при снижении температуры окружающей среды может наступить гипотермия .
Электрическое раздражение этой области мозга провоцирует дрожь.
Терморегуляторные реакции возникают и при местном согревании или охлаждении гипоталамуса. Следовательно, там находятся центральные терморецептивные нейроны .
При лихорадочном состоянии (жар) заданное значение (контрольная точка) температуры тела возрастает. Причиной могут быть бактериальные пирогены, которые смещают заданное значение таким образом, что активируется теплообразование за счет дрожи (озноб) и кожной вазоконстрикции.
Ощущение холода
В.: Какой орган отвечает за температуру тела? Мой муж чувствует холод гораздо больше, чем я.
О.: Температура тела поддерживается балансом между энергией, производимой организмом, и энергией, затраченной в результате его деятельности. Вырабатывание тепла происходит благодаря работе мышц, расщеплению пищи в печени и функционированию органов тела (метаболическая норма). Тепло теряется с выходом пота через кожу, при выдохе теплого воздуха, теплой мочи и фекалий.
Баланс производства и расхода тепла управляется областью в основе мозга, известной как гипоталамус.
Если гипоталамус чувствует, что вы слишком горячи, он увеличит снижение температуры, заставляя вас потеть. Если он чувствует, что вы слишком холодны, то будет увеличена деятельность мышц, что вызывает дрожь.
Индивидуум также ощущает высокую температуру или холод и будет приспосабливать свою одежду или окружающую среду, чтобы сохранять температуру тела в определенных пределах.
Индивидуум, который чувствует холод (или жар) больше, чем другой, отражает индивидуальные особенности в метаболической норме (норма, по которой работают кишечник, почки, сердце, печень и все остальные органы), отличные от других (например, эстонец может плавать зимой в Балтике, в то время как москвич сочтет эту воду слишком холодной для купания).
Чувствительность к холоду может быть признаком вегето-сосудистой дистонии.
Если ваши руки и ноги часто бывают холодными на ощуп, обратитесь к врачу с этими симптомами. Он подберет вам лекарство.
Также вам может подойти йога пилатес здесь. Это отличный способ поддерживать свое тело здоровым, гибким и молодым.
Будем благодарны, если поделитесь статьей:Читайте также:Самое популярное и лучшее:
Температура тела человека
Температура отдельных участков тела человека различна. Наиболее низкая температура кожи отмечается на кистях и стопах, наиболее высокая — в подмышечной впадине, где ее обычно и определяют. У здорового человека температура в этой области равна 36—37° С. В течение суток наблюдаются небольшие подъемы и спады температуры тела человека в соответствии с суточным биоритмом: минимальная температура отмечается в 2—4 ч ночи, максимальная — в 16—19 ч.
Температура мышечной ткани в состоянии покоя и работы может колебаться в пределах 7° С.
Температура внутренних органов зависит от интенсивности обменных процессов. Наиболее интенсивно обменные процессы протекают в печени, которая является самым «горячим» органом тела: температура в тканях печени равна 38—38,5° С. Температура в прямой кишке составляет 37—37,5° С. Однако она может колебаться в пределах 4—5° С в зависимости от наличия в ней каловых масс, кровенаполнения ее слизистой и других причин.
У бегунов на большие (марафонские) дистанции в конце состязаний температура в прямой кишке может повышаться до 39—40° С.
Способность поддерживать температуру на постоянном уровне обеспечивается за счет взаимосвязанных процессов – теплообразования и выделения тепла из организма во внешнюю среду. Если теплообразование равно теплоотдаче, то температура тела остается постоянной. Процесс образования тепла в организме получил название химической терморегуляции, процесс, обеспечивающий удаление тепла из организма, — физической терморегуляции.
Химическая терморегуляция. Тепловой обмен в организме тесно связан с энергетическим.
При окислении органических веществ выделяется энергия. Часть энергии идет на синтез АТФ. Эта потенциальная энергия может быть использована организмом в дальнейшей его деятельности.
Источником тепла в организме являются все ткани. Кровь, протекая через ткани, нагревается.
Повышение температуры окружающей среды вызывает рефлекторное снижение обмена веществ, вследствие этого в организме уменьшается теплообразование. При понижении температуры окружающей среды рефлекторно увеличивается интенсивность метаболических процессов и усиливается теплообразование. В большей степени увеличение теплообразования происходит за счет повышения мышечной активности. Непроизвольные сокращения мышц (дрожь) являются основной формой повышения теплообразования.
Увеличение теплообразования может происходить в мышечной ткани и за счет рефлекторного повышения интенсивности обменных процессов — несократительный мышечный термогенез.
Физическая терморегуляция. Этот процесс осуществляется за счет отдачи тепла во внешнюю среду путем конвекции (теплопроведения), радиации (теплоизлучения) и испарения воды.
Конвекция — непосредственная отдача тепла прилегающим к коже предметам или частицам среды. Отдача тепла тем интенсивнее, чем больше разница температур между поверхностью тела и окружающим воздухом.
Теплоотдача увеличивается при движении воздуха, например при ветре.
Интенсивность отдачи тепла во многом зависит от теплопроводности окружающей среды. В воде отдача тепла происходит быстрее, чем на воздухе. Одежда уменьшает или даже прекращает теплопроведение.
Радиация — выделение тепла из организма происходит путем инфракрасного излучения с поверхности тела. За счет этого организм теряет основную массу тепла. Интенсивность теплопроведения и теплоизлучения во многом определяется температурой кожи.
Регуляция температуры тела у человека
Теплоотдачу регулирует рефлекторное изменение просвета кожных сосудов. При повышении температуры окружающей среды происходит расширение артериол и капилляров, кожа становится теплой и красной. Это увеличивает процессы теплопроведения и теплоизлучения. При понижении температуры воздуха артериолы и капилляры кожи суживаются. Кожа становится бледной, количество протекающей через ее сосуды крови уменьшается. Это приводит к понижению ее температуры, теплоотдача уменьшается, и организм сохраняет тепло.
Испарение воды с поверхности тела (2/з влаги), а также в процессе дыхания (1/з влаги).
Испарение воды с поверхности тела происходит при выделении пота. Даже при полном отсутствии видимого потоотделения через кожу испаряется в сутки до 0,5 л воды — невидимое потоотделение. Испарение 1 л пота у человека с массой тела 75 кг может понизить температуру тела на 10° С.
В состоянии относительного покоя взрослый человек выделяет во внешнюю среду 15% тепла путем теплопроведения, около 66% посредством теплоизлучения и 19% за счет испарения воды.
В среднем человек теряет за сутки около 0,8 л пота, а с ним 500 ккал тепла.
При дыхании человек также выделяет ежесуточно около 0,5 л воды.
При низкой температуре окружающей среды (15° С и ниже) около 90% суточной теплоотдачи происходит за счет теплопроведения и теплоизлучения.
В этих условиях видимого потоотделения не происходит.
При температуре воздуха 18—22° С теплоотдача за счет теплопроводности и теплоизлучения уменьшается, но увеличивается потеря тепла организмом путем испарения влаги с поверхности кожи. При большой влажности воздуха, когда испарение воды затруднено, может возникнуть перегревание тела и развиться тепловой удар.
Малопроницаемая для паров воды одежда препятствует эффективному потоотделению и может служить причиной перегревания организма человека.
В жарких странах, при длительных походах, в горячих цехах человек теряет большое количество жидкости с потом.
При этом появляется чувство жажды, которое не утоляется приемом воды. Это связано с тем, что с потом теряется большое количество минеральных солей. Если добавить к питьевой воде соль, то чувство жажды исчезнет и самочувствие людей улучшится.
Источник