Тело человека имеет постоянную температуру

Ответ на этот вопрос лежит больше в области физики, чем биологии или медицины.

И вправду, почему «человеческая температура» не 55, 25, 10 или 0, наконец?

С точки зрения эффективности, оптимальной была бы постоянная температура тела примерно 22-23 градуса (среднесуточная температура в наиболее удобных для жизни регионах планеты).

Если бы задачей эволюции было создание идеальной биомодели теплокровного, то схема была бы такой: рабочая температура тела равна среднесуточной, ночью и в холодную пору включаются функции внутреннего обогрева, а днем и в тёплое время года организм получает энергию от Солнца.

Внутри человеческого тела поддерживается постоянная температура, она повышается только в случае болезни. Организм сжигает в клетках питательные вещества для производства тепла. Большая часть съеденной пищи и произведенной из неё энергии уходит на обогрев тела. Даже в состоянии покоя тело производит столько тепла, что для комфорта человеку требуется более прохладная окружающая среда и воздух. Тело теряет тепло через поверхность кожи и в процессе дыхания. При значительных нагрузках мышцы могут вырабатывать столько тепла, как небольшой электрокамин.

Какой же орган в человеческом теле отвечает за поддержание температуры? Это гипоталамус, а температурные рецепторы на коже, внутри тела и в крови, выполняют роль датчиков. Когда слишком жарко, гипоталамус даёт команду участкам кожи на выделение пота. Кровеносные сосуды при этом расширяются, увеличивая теплоотдачу. Когда слишком холодно, гипоталамус сокращает прилив крови к конечностям и вынуждает мышцы вырабатывать дополнительное тепло с помощью дрожания (интенсивного и частого сокращения). Помимо этого, он стимулирует производство гормонов щитовидной железой, которые заставляют клетки быстрее сжигать питательные вещества, производя больше тепла.

Человек и остальные теплокровные существа очень далеки от оптимальной модели и почти не экономят энергию. А экономить имеет смысл: если змея или крокодил, после удачной охоты, может не есть несколько недель или даже месяцев, то люди, в отличие от хладнокровных, питаются раз в десять больше и чаще, отдавая до 90% энергии на обогрев тела, ведь наша рабочая температура гораздо выше температуры окружающей среды.

И это всё это ради автономности. Рептилии всецело зависят от температуры окружающей среды, выползая греться с первыми лучами солнца. У некоторых хладнокровных (например, ящериц) даже есть специальные кожистые «паруса», как у ископаемых динозавров и птеродактилей, выполняющие роль теплоуловителей. Человеку не требуются внешние источники энергии, у нас есть свой «внутренний двигатель».

Характерно, что и остальные теплокровные обитатели нашей планеты поддерживают в своих организмах примерно такой же температурный диапазон. У одомашненных парнокопытных, — коровы, лошади, козы, овцы и пр., — температура тела около 39 градусов; свиней — 39,7; кроликов — 39,8; у большинства птиц — выше 40.

Практически все теплокровные существа живут и функционируют в довольно узком диапазоне температур — от 35 до 41 градуса Цельсия. Особенность заключена в свойствах основного теплоносителя — воды, из которой состоит 70% тела человека (равно как и прочих теплокровных), а её теплоёмкость минимальна в диапазоне температур от 36 до 40 градусов. Именно в эту нишу попадают почти все теплокровные организмы планеты Земля.

Человеку требуется постоянный внутренний подогрев для поддержания температуры тела выше температуры окружающей среды. Иными словами, нам все время нужно греть воду внутри себя, а эффективнее всего это делать в узком диапазоне температур, поскольку для нагрева воды при 37 градусах требуется меньше всего килокалорий. Энергетически это самая выгодная для поддержания температура. Любой конструктор сделал бы то же самое, используя законы физики.

Если вам понравилась публикация – не забудьте:

– нажать “палец вверх”;

– подписаться на канал;

– оставить комментарий.

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 6 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[1]. Согласно другим сведениям, низкая температура отмечается около 4 часов утра, а самая высокая — во второй половине дня, между 16:00 и 18:00 (при условии, что человек спит ночью и не спит днем)[2][3].

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

Как человек вырабатывает тепло?

Человеческий организм является слаженной системой, в которой все продумано до мелочей. Многие процессы остаются практически незамеченными, однако они играют важнейшую роль в жизнедеятельности. В частности речь идет о выработке человеком тепла.

Что такое терморегуляция?

Человеческий организм «оснащен» физиологической системой терморегуляции. Она представляет собой набор физиологических механизмов, которые управляют температурой тела. Благодаря данной системе в организме сохраняется постоянная оптимальная температура, независимо от окружающей среды. Терморегуляция бывает двух видов:

- химическая (связанная с образованием тепла);
- физическая (связанная с отдачей тепла).

Откуда в организме берется тепло?

Когда человек принимает пищу, она распадается на белки, жиры и углеводы. Пищевые вещества окисляются и тем самым высвобождают имеющуюся в них энергию. Расходуя эту энергию, организм превращает ее в тепло.

Большей частью теплообразование происходит в мышечных тканях тела. Даже если совсем не двигаться, данный процесс не прекращается. Может меняться только его интенсивность. Например, по сравнению с состоянием покоя обычная ходьба увеличивает выработку тепла на 60-80%. Помимо мышц, в образовании тепла принимают участие органы.

Поскольку тепло вырабатывается постоянно, организму необходимо как-то избавляться от его излишек. В противном случае за считанные часы температура тела повысилась бы настолько, что все системы перестали функционировать. Для этого имеется теплоотдача. Выработка и отдача тепла – сложные процессы, которыми управляют специальные механизмы в человеческом организме.

Благодаря тому, что организм тщательно контролирует все процессы образования и отдачи тепла, тело имеет стабильную температуру. Теплоотдача осуществляется несколькими способами: излучение, нагревание окружающей среды, выдыхание воздуха, потоотделение и др.

Терморегуляция человека

Химическая терморегуляция

Химическая терморегуляция отвечает за изменение интенсивности выработки тепла в соответствии с условиями окружающей среды. Другими словами, температура воздуха влияет на обмен веществ в организме человека. Если становится прохладнее, организм начинает вырабатывать тепло активнее, чтобы обеспечить стабильность температуры тела.

Так как большая часть тепла появляется за счет работы мышц, то когда человеку холодно, тело начинает дрожать. Это нормальная реакция, которая вызвана раздражением кожных рецепторов. Низкая температура воздуха служит для них источником возбуждения, который, в свою очередь, передается к центральной нервной системе (ЦНС) в качестве сигнала – пора увеличить выработку тепла. ЦНС активирует усиленное сокращение мышц и так появляется озноб. Таким образом, это естественный рефлекс организма, направленный на усиление обмена веществ и увеличение тепла. Даже если человек при этом не начнет активнее двигаться, чтобы согреться, химическая терморегуляция сделает это за него.

Приблизительно также действует терморегуляция и в обратном направлении. Если в помещении достаточно тепло, организму не нужно перетруждаться – обмен веществ замедляется.

Интересный факт: органы, расположенные в брюшной полости, тоже образуют большое количество тепла. В частности речь идет о почках и печени. Это удалось выяснить путем измерения температуры крови. Оказалось, что кровь, которая отекает от печени, имеет более высокую температуру, чем та, что притекает. Кроме того, температура самих органов выше на 1-2 градуса, чем обычная температура тела.

Физическая терморегуляция

Физическая терморегуляция отвечает за интенсивность теплоотдачи в зависимости от условий окружающей среды. Этот механизм работает противоположно химическому. Когда температура воздуха становится выше, отдача тепла усиливается. Если становится холоднее, организм отдает тепло не столь активно. Это позволяет ему сберечь правильный баланс.

Способы отдачи тепла в процентном соотношении:

излучение – 44%;
проведение тепла (нагревание окружающего воздуха) – 31%;
выдох – 12%;
потоотделение – 10%;
другие процессы – 3%.

Во время излучения телом тепла происходит нагревание окружающего воздуха и предметов на расстоянии. А во время проведения тепла нагреваются объекты, к которым человек прикасается.

Каким образом меняется интенсивность теплоотдачи?

Огромную роль в этом процессе играют кровеносные сосуды. При низкой температуре окружающей среды они сужаются, при высокой – расширяются. Когда тело чувствует холод и происходит сужение сосудов, тем самым уменьшается приток крови. Именно поэтому в прохладную погоду кожа бледнеет. Тепло отдается в меньшем количестве.

Если воздух теплый или горячий, происходит расширение сосудов, кровь приливает к поверхности тела и кожа обретает красноватый оттенок. В это время тепло отдается в большем количестве. Теплоотдача по такому принципу происходит, когда температура тела выше, чем температура воздуха. Таким образом, если разница между этими показателями небольшая, организм отдает минимум тепла. Например, в сильную жару.

В этом случае на помощь приходит потоотделение, иначе организм бы перегревался. Особенно это важно, когда окружающий воздух очень горячий. Чем жарче во внешней среде, тем больше выделяется пота.

Интересный факт: если человек живет в постоянном жарком климате, практически все вышеуказанные процессы в его организме не работают, за исключением потоотделения. Это связано с тем, что температура воздуха там стабильно выше 37 градусов – организм не получает соответствующие сигналы. Но потоотделение в большом объеме (до 4,5 л в день) помогает избежать перегревания.

Терморегуляция при болезни

Бывают ситуации, когда естественный процесс терморегуляции нарушается. В частности при различных заболеваниях. При этом говорят о появлении лихорадки, причиной которой являются специальные вещества – пирогены. Они могут быть выработаны самим организмом или попасть в него из внешней среды – различные микробы, токсины и т.п. Но важно понимать, что внешние пирогены сами по себе не вызывают повышение температуры – это реакция внутренних пирогенов на их появление в организме.

Какой орган отвечает за температуру тела?

Данные вещества оказывают влияние на один из отделов головного мозга, гипоталамус (отдел промежуточного мозга), где располагается центр терморегуляции. Из-за этого нормальную температуру организм начинает воспринимать как слишком низкую и начинает ее повышать. Соотношение образования тепла и его отдачи нарушается.

Гипоталамус

Повысив температуру, организм «успокаивается», так как считает, что баланс восстановлен и на этом его функция выполнена. Пока пирогены присутствуют в организме, повышенная температура остается стабильной. При этом ощущается жар – расширяются сосуды. Действуют те же принципы, что и при нормальном состоянии. Как только человек выздоравливает, организм возвращается в норму, налаживается и терморегуляция.

Считается, что повышение температуры при болезни – это хорошо, ведь так организм борется с недугом. Но достоверных подтверждений этого нет. Вероятней всего, нагревание происходит с целью того, чтобы мобилизовать все ресурсы и предотвратить распространение бактерий.

Процессы образования и отдачи тепла в организме тесно взаимосвязаны и контролируются физиологической системой терморегуляции. Ее задача – поддерживать стабильную, нормальную температуру тела независимо от условий окружающей среды. Организм вырабатывает тепло, благодаря получению пищевых продуктов и их распаду на белки, жиры и углеводы. Больше всего тепла образуется в мышцах и органах. Отдача тепла происходит несколькими путями – через излучение, проведение, потоотделение, выдыхание и др.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Научный консультант редакции сайта «Как и Почему». Свидетельство о регистрации средства массовой информации ЭЛ № ФС 77 – 76533. Издание «Как и почему» kipmu.ru входит в список социально значимых ресурсов РФ.

Источник

Тело человека имеет постоянную температуру. В любое время года, во время отдыха или работы его температура не превышает 37 °С. В организме постоянно вырабатывается тепло, избыток тепла через кожу и выдыхаемый воздух отдается в окружающую среду. Процессы теплообразования и теплоотдачи в организме уравновешены терморегуляцией. Без этого организм перегрелся бы и погиб. Отдача тепла зависит от условий, в которых находится человек.

Кожа является основным органом, принимающим участие в теплоотдаче. Организм человека, как всякое нагретое тело, излучает тепло, а точнее, инфракрасные лучи. При температуре от 20оС до 30оС излучение (радиационная теплоотдача) является основным механизмом отдачи тепла. Поддержание постоянной температуры тела становится возможным благодаря тому, что в коже находится большое количество кровеносных сосудов (в основном в подкожной клетчатке). Эти сосуды расширяются при повышении температуры окружающей среды. Это приводит к тому, что по сосудам кожи циркулирует больше нагретой крови, в результате кожа нагревается и больше излучает тепла в окружающее пространство. Наличие одежды уменьшает эффективность этого процесса, поэтому обнажённые участки тела всегда имеют более низкую температуру, чем одетые. В холодную погоду происходит обратный процесс: кровеносные сосуды суживаются и теплоотдача уменьшается. Организм сохраняет тепло. В жаркую погоду, при физической работе увеличивается отделение пота. При испарении пота кожа и все тело охлаждаются. Это предохраняет организм от перегревания.

Тело человека имеет постоянную температуру Благодаря тепловому излучению становится возможным получение изображения тела человека в инфракрасных лучах, которое лежит в основе термографии. Этот метод активно используется в диагностике болезней, поскольку позволяет определить участки тела с изменённой температурой (повышенной или пониженной).

При повышении окружающей температуры до 35оС излучение становится невозможным, и температура тела поддерживается благодаря испарению воды с поверхности кожи и лёгких, то есть резко повышается интенсивность потоотделения.

Потоотделение — это образование и выделение на поверхность кожи пота — продукта деятельности потовых желёз. Этот процесс активизируется при повышении внешней температуры, когда другие механизмы теплоотдачи не работают, и при мышечной работе, когда резко возрастает образование тепла в самом организме.

В комфортных температурных условиях при отсутствии мышечной активности с поверхности кожи испаряется всего 400 — 500 мл воды в сутки (не пота, а воды; в состав пота, кроме воды, входят и другие вещества, поэтому количество пота, в котором находится указанное количество воды, значительно больше). При повышении температуры окружающей среды количество выделяемого за сутки пота увеличивается до 4,5 л, а при очень тяжелой работе выделение пота у рабочих горячих цехов может составить 12 л за день. Испарение воды зависит от относительной влажности воздуха. В насыщенном водяными парами воздухе вода испаряться не может. Поэтому при высокой влажности атмосферы высокая температура переносится тяжелее, чем при низкой влажности. В совершенно сухом воздухе человек может находиться без заметного перегревания в течение 2—3 ч при температуре 55—50°С.

Пирогенные вещества (греч. pyr — огонь и genesis — рождение — это вещества различной природы, которые, попадая в организм извне или образуясь в нём самом, приводят к повышению температуры тела. Под действием пирогенов центры терморегуляции (гипоталамус) перестраивают свою работу на поддержание температуры тела на более высоком уровне, чем в норме. Пирогенные вещества бывают экзогенного происхождения (внешние пирогены), к которым относят вирусы, бактерии, грибы, паразитов и их токсины, и эндогенного происхождения (внутренние пирогены), которые вырабатываются клетками крови (лейкоцитами).

< Предыдущая страница “Значение кожи и её строение”

Следующая страница “Закаливание” >

Источник