Conceptul de temperatură corporală

Temperatura corpului uman este menținută la un nivel relativ constant, în ciuda fluctuațiilor de temperatură a mediului extern. Această temperatură constantă a corpului se numește izotermă.

Datorită capacității de izotermie, în organism se menține o rată constantă a tuturor reacțiilor chimice și, în consecință, este posibilă o intensitate ridicată a tuturor proceselor de viață, în ciuda fluctuațiilor temperaturii ambientale.

Formarea căldurii în organism se datorează oxidării continue a substanțelor organice. Oxidarea are loc în toate organele și țesuturile, dar nu la fel de intensă.

În organele care efectuează muncă intensivă (mușchi, ficat, rinichi etc.), se generează mai multă căldură decât în ​​organele mai puțin active (cartilaj, oase etc.).

Concomitent cu formarea căldurii are loc și revenirea acesteia în mediul exterior, altfel ar fi supraîncălzirea corpului. Gradul de pierdere de căldură de către organe și țesuturi depinde în mare măsură de localizarea acestora. Organele localizate la suprafață (piele, mușchi) emană mai multă căldură și se răcesc mai puternic decât organele interne.

Rezultă că temperatura diferitelor părți ale corpului nu este aceeași și depinde de:

1. intensitatea metabolismului în organism,

2. poziţia corpului.

De aici rezultă că conceptul de „temperatura corpului” este condiționat, deoarece este diferit în diferite părți ale corpului.

De exemplu, temperatura ficatului este de 37,8 - 38 0; temperatura pielii este mult mai scăzută: a) gât - 34 0, b) cap 33,5 0, c) pielea degetelor - 28,5 0, d) nas - 24,4 o.

Zonele de piele acoperite cu haine au o temperatură destul de constantă de 33,2 - 33,5 0 . Temperatura zonelor expuse ale pielii variaza cu cateva grade in functie de temperatura mediului extern.

Temperatura corporală a unei persoane este de obicei judecată pe baza măsurării acesteia la axilă. Aici temperatura la o persoană sănătoasă este 36,5 - 36,9 0. În timpul zilei, temperatura corpului nu rămâne constantă, ci fluctuează în intervalul 0,5 - 0,7 0. Temperatura maximă a corpului se observă la orele 16-18, cea minimă - la 3-4 dimineața. Aceste fluctuații ale temperaturii corpului depind de stilul de viață: odihna și somnul scad temperatura, activitatea musculară o crește.

Constanța temperaturii corpului la o persoană poate fi menținută numai în condițiile egalității producției de căldură și transferului de căldură al întregului organism. Acest lucru se realizează cu ajutorul. Mecanisme de termoreglare care reglează intensitatea generării de căldură în organism și gradul de revenire a acesteia în mediul extern, care depinde în mare măsură de temperatura ambiantă. Organismul, in functie de temperatura mediului ambiant, munca etc., poate modifica atat intensitatea metabolismului, cat si degajarea de caldura de catre organism.

Mecanisme de termoreglare

Termogegulare chimică

Se reduce la reglarea generării de căldură în organism și este strâns legată de modificările intensității metabolismului din organism.

Pe măsură ce temperatura ambientală crește, metabolismul și, prin urmare, generarea de căldură, scade.

Odată cu scăderea temperaturii ambiante, metabolismul și, în consecință, producția de căldură crește. Cea mai intensă generare de căldură are loc în timpul contracției mușchilor scheletici (în timpul muncii fizice grele, generarea de căldură crește de 20-30 de ori). În creșterea producției de căldură, este important frisonul rece, care apare în mod reflex sub acțiunea frigului și sunt mici contracții aleatorii involuntare ale mușchilor scheletici. Datorită acesteia, formarea căldurii poate crește de 2-4 ori.

Termoreglarea fizică

Constă în reglarea transferului de căldură de către organism către mediul extern, care depinde și de temperatura mediului extern. Odată cu creșterea temperaturii mediului extern, degajarea de căldură de către organism crește, odată cu scăderea temperaturii mediului extern, aceasta scade.

Modalități de eliberare a căldurii.

Convecție este transferul de căldură de la piele către aerul din jur. În acest caz, stratul de aer încălzit de piele se mișcă în sus și este înlocuit cu aer mai rece.

Conducerea căldurii- transferul de căldură de la piele la obiectele adiacente acesteia (pământ, apă, scaun etc.)

Radiația de căldură- degajare de căldură de către organism prin radiația razelor infraroșii termice.

Severitatea modalităților de transfer de căldură de mai sus depinde în mare măsură de temperatura ambiantă. Odată cu scăderea temperaturii mediului ambiant, aportul de sânge a pielii scade, în timp ce aceasta devine palidă, iar transferul de căldură scade. Când temperatura ambientală crește, aportul de sânge a pielii crește, în timp ce aceasta devine roz, iar transferul de căldură crește.

Evaporarea apei de la suprafața pielii. La temperaturi ambientale ridicate, transpirația crește și invers.

Evaporarea apei de la suprafața plămânilor în timpul respirației. La frig, reflexul respirator devine mai puțin frecvent, iar la temperaturi ambientale ridicate, respirația se accelerează (dispnee termică).

Când 1 gram de apă se evaporă, corpul pierde 2,4 kJ.

Transferul de căldură din organism este afectat de:

mișcarea aerului înconjurător

suprafața pielii din care este eliberată căldura.

conductivitatea termică a mediului (aer, apă),

umiditatea aerului,

natura hainelor.

Reglarea schimbului de căldură

Menținerea unei temperaturi stabile a corpului se reduce la echilibrarea a două procese direcționate opus: generarea de căldură și transferul de căldură. Acest lucru se realizează datorită prezenței mecanismelor de reglare a transferului de căldură.

Schimbul de căldură este reglat de căi nervoase și umorale.

reglare nervoasă.

Corpul are termoreceptori (frig, căldură). Se găsesc în piele, mucoasa limbii, stomac, trahee, bronhii, în pereții vaselor de sânge etc. Termoreceptorii percep fluctuațiile de temperatură a țesuturilor în care se află și transmit informații despre amploarea schimbărilor de temperatură către centrele de termoreglare.

Cel mai înalt centru de termoreglare este situat în diencefalul din hipotalamus. În hipotalamusul anterior există un centru care reglează transferul de căldură, iar în hipotalamusul posterior există un centru care reglează generarea de căldură. Informațiile provenite de la termoreceptori le modifică activitatea și în mod reflex are loc o modificare a activității organelor care influențează generarea și transferul de căldură.

Iritația centrului care reglează transferul de căldură provoacă vasodilatație a pielii, transpirație crescută și respirație crescută. Toate acestea îmbunătățesc transferul de căldură și previn creșterea temperaturii corpului.

Iritația centrului care reglează generarea de căldură crește metabolismul și provoacă frisoane de frig. Toate acestea măresc producția de căldură, ceea ce previne scăderea temperaturii corpului.

În plus față de centrii hipotalamusului, la reglarea transferului de căldură participă și alți centri nervoși: vasomotorii (îngustarea și dilatarea vaselor de sânge), respiratorii (respirația crescută sau încetinită), centrii. măduva spinării(tremur, transpirație).

Centrul de termoreglare este influențat nu numai de informațiile de la termoreceptori, ci și de o modificare a temperaturii sângelui din jurul centrului de termoreglare, ceea ce duce la o modificare a activității acestuia.

Cortexul emisferelor cerebrale influențează și centrul de termoreglare. Dovada acestui lucru este o creștere a temperaturii corpului într-o stare de excitare puternică, cu manifestări violente de bucurie, încântare și experiențe.

Reglarea umorală

Glandele endocrine participă, de asemenea, la reglarea temperaturii corpului, în principal glanda tiroidași suprarenale.

Când corpul se răcește, cantitatea de hormoni din sânge crește. glanda tiroida, care stimulează procesele metabolice, ceea ce duce la o creștere a formării de căldură în organism.

Adrenalina intensifică procesele oxidative în țesuturi, în special în mușchi, ceea ce crește generarea de căldură. De asemenea, îngustează vasele de sânge ale pielii, reducând astfel transferul de căldură.

În funcție de capacitatea de a menține o temperatură constantă a corpului, animalele sunt împărțite în poikiloterme, homeoterme și heteroterme.

Poikilotermic organismele (din grecescul poikilos - schimbătoare) nu sunt capabile să mențină temperatura corpului la un nivel constant, deoarece produc puțină căldură și au mecanisme imperfecte de menținere a acesteia.

Homeotermic organisme (din greacă. homeo - asemănător, la fel), care includ o persoană, produc multă căldură, se disting prin constanta relativă a temperaturii corpului, care se modifică ușor în timpul zilei.

heterotermic organismele (din greaca heteros - alta) se deosebesc prin aceea ca fluctuatiile temperaturii lor corporale depasesc limitele caracteristice animalelor homoioterme. Acest lucru este tipic pentru etapele incipiente ale ontogenezei, hibernarea unor animale homoioterme, precum și pentru mamifere și păsări cu dimensiuni foarte mici ale corpului.

Factorul de temperatură determină viteza proceselor enzimatice, absorbția, conducerea excitației și contracția musculară.

Se știe că în părțile superficiale și profunde ale corpului uman, temperatura este diferită. Regiunile interne ale corpului, care alcătuiesc aproximativ 50% din masa sa, sunt numite „nucleu”. Aceasta include creierul, inima, ficatul și alte organe interne. Temperatura „miezului” variază ușor, ridicându-se la o valoare de ordinul a 36,7-37°C. În același timp, în diferite părți ale „nucleului”, indicatorii de temperatură pot fi oarecum diferiți.

În scopuri clinice, evaluarea temperaturii „nucleului” se realizează în anumite zone ale corpului, ușor accesibile, a căror temperatură practic nu diferă de temperatură. organe interne. Astfel de zone accesibile sunt rectul, cavitatea bucală, cavitatea axilară. Se știe că temperatura orală (sublinguală) este de obicei mai mică decât cea rectală cu 0,2-0,5 °C, axilară (în fosa axilară) mai mică cu 0,5-0,8 °C. Prin apăsarea fermă a mâinii pentru cufăr marginea stratului interior al „nucleului” aproape ajunge la axilă, dar pentru a realiza acest lucru ar trebui să treacă aproximativ 10 minute. Temperatura axilară a unei persoane sănătoase este de 36,0-36,9 °C.

Temperatura stratului de suprafață al corpului cu o grosime de 2,5 cm, numită „cochilia” corpului, variază în diferite zone ale corpului la diferite temperaturi ambientale. La o temperatură ambientală confortabilă, temperatura medie a pielii unei persoane goale este de 33-34 °C. În același timp, temperatura pielii piciorului este semnificativ mai mică decât temperatura părților proximale ale extremităților inferioare și, într-o măsură și mai mare, temperatura trunchiului și a capului. Temperatura pielii din zona piciorului în condiții confortabile poate fi egală cu 24-28 °C, iar cu modificări ale temperaturii exterioare - 13-53 °C, care este determinată de doi factori - temperatura mediul extern și alimentarea cu sânge a pielii piciorului.

Majoritatea mamiferelor au o temperatură corporală în intervalul 36-39°C, în ciuda variației mari a dimensiunii corpului între animale. Intensitatea metabolismului (producția de căldură) este determinată atât de greutatea corporală, cât și de cantitatea de transfer de căldură de la suprafața corpului. În conformitate cu aceasta, producția de căldură la 1 kg de greutate ar trebui să fie mai mare la animalele cu dimensiuni corporale mici și cu un raport mai mare dintre suprafață și greutatea corporală decât la animalele mari.

Temperatura corpului este determinată de raportul dintre două procese - producția de căldură și transferul de căldură. Atunci când nu corespund între ele și există o amenințare cu modificări ale temperaturii corpului, procesele de reglare ca parte a sistemului funcțional de termoreglare modifică adaptativ producția de căldură (termoreglarea chimică) și transferul de căldură (termoreglarea fizică). Aceasta asigură stabilitatea relativă a constantei de temperatură a mediului intern al corpului, care a fost numit de C. Bernard baza „vieții libere, independente”. Într-adevăr, temperatura corpului unei persoane goale poate rămâne stabilă timp de câteva minute, cu modificări ale temperaturii ambientale în intervalul 21-53 ° C.

Termoreglarea chimică este înțeleasă ca modificări ale intensității reacțiilor metabolice exoterme, în timpul cărora se generează căldură. Sub acțiunea frigului asupra corpului uman, formarea căldurii poate crește de 3-5 ori.

Distingeți producția de căldură contractilă și necontractilă.

Producția de căldură contractilă este asociată cu contracțiile voluntare și involuntare ale mușchilor scheletici.

Reducerile arbitrare pot duce la o creștere multiplă a generării de căldură, în timp ce pierderile de căldură cresc și datorită transferului crescut de căldură prin convecție.

Unul dintre tipurile de producere involuntară de căldură este frisonul - un tip specific de contracție musculară care apare la o persoană cu o scădere semnificativă a temperaturii mediului extern al corpului și crește generarea de căldură de mai multe ori. Spre deosebire de generarea de căldură în timpul contracțiilor musculare voluntare, generarea de căldură în timpul tremurului este o modalitate economică de producere a căldurii, deoarece un tip special de activitate contractilă a unităților motorii cu prag înalt în timpul tremurului asigură că aproape toată energia contracției musculare este convertită în energie termală.

Un alt tip de producere involuntară de căldură sunt contracțiile tonice termoreglatoare (tonul termoregulator) care se dezvoltă în mușchii spatelui, gâtului și în alte zone. În acest caz, producția de căldură crește cu aproximativ 40-50%. Contracțiile tonice termoreglatoare ale mușchilor scheletici încep atunci când temperatura ambiantă scade cu aproximativ 2°C față de nivelul de confort. Astfel de contracții au caracterul unui tetanos zimțat, apropiat de modul contracțiilor unice. Tonul de termoreglare este un mijloc mai subtil de creștere a producției de căldură decât cele două anterioare.

Termogeneza fără frison este, de asemenea, un mecanism de termoreglare chimică, care se exprimă semnificativ într-un organism adaptat la frig. Ponderea unui astfel de mecanism în asigurarea creșterii producției de căldură la frig poate fi de 50-70%. Acest fenomen se dezvoltă în diferite țesuturi. Un substrat specific pentru o astfel de producere de căldură este considerat a fi țesutul adipos maro, după îndepărtarea căruia rezistența organismului la frig este redusă semnificativ. Masa de țesut adipos brun, care este de obicei de 1-2% din greutatea corporală, poate crește până la 5% din greutatea corporală odată cu adaptarea la frig. Nivelul metabolismului energetic al acestui țesut, exprimat pe unitate de masă, este de peste trei ori mai mare decât nivelul mușchilor care lucrează;

Rata de oxidare a acizilor grași în țesutul adipos brun este de 20 de ori mai mare decât cea a țesutului adipos alb.

Rolul termoreglator al țesutului adipos brun nu este complet clar. Se crede că este o sursă bogată de acizi grași liberi - un substrat pentru reacțiile oxidative, a căror viteză crește sub acțiunea frigului. În țesutul adipos brun însuși, sub acțiunea frigului, fluxul sanguin și nivelul metabolismului cresc, temperatura crește, în ciuda scăderii temperaturii pielii peste acest țesut. De aici a apărut ipoteza populară în prezent despre rolul caloric al țesutului adipos brun: sub acțiunea frigului, acesta încălzește vasele mari din apropiere care direcționează sângele către creier. La un adult, acest țesut este localizat în gât, în regiunea interscapulară, în mediastinul de lângă aortă, vene mari și lanțul simpatic. În sezonul de iarnă, la persoanele care lucrează în aer liber, țesutul adipos brun este hipertrofiat și mai activ decât vara.

Transferul de căldură se realizează prin intermediul fluxurilor de căldură interne și externe. Mai mult de jumătate din fluxul intern de la sursele de căldură la suprafața corpului este asigurat prin convecție de sânge, restul este condus prin alte țesuturi. În acest caz, conductivitatea termică a țesutului depinde de grosimea acestuia și de cantitatea de țesut gras, precum și de nivelul fluxului sanguin din acest strat.

Rolul fluxului sanguin se datorează faptului că acesta poate varia semnificativ din cauza modificărilor lumenului vaselor, în special a stării anastomozelor arteriolo-venulare.

Alimentarea cu sânge a părților superficiale ale corpului joacă un rol de termoreglare foarte important, oferind un flux extern de căldură. „Jocul” vaselor pielii degetelor poate modifica de 100 de ori fluxul de sânge în el. Cu vasodilatație completă, transferul de căldură poate crește de 8 ori în comparație cu nivelul de vasoconstricție completă.

Conductivitatea termică a țesuturilor este, de asemenea, determinată de natura utilizării sistemului vascular în contracurent, care este prezent, de exemplu, la nivelul membrelor. Da, la frig sânge dezoxigenat curge în principal nu prin vene superficiale, așa cum se întâmplă la căldură, ci prin vene profunde. Ca urmare, sângele venos este încălzit de sângele arterelor care trece în paralel și nu este răcit în aceeași măsură în care se întâmplă cu fluxul de sânge de suprafață.

Cu toate acestea, o scădere semnificativă a fluxului de sânge în straturile de suprafață ale corpului sub influența frigului poate duce la afectarea alimentării cu sânge a acestor țesuturi și la degerături.

Fluxul extern de căldură este asigurat de conducție, convecție, radiație și evaporare.

1. Dacă pielea este mai caldă decât aerul din jur, are loc convecția naturală, adică. deplasând în sus stratul de aer încălzit de piele și înlocuindu-l cu aer mai rece. Convecția forțată, care are loc în timpul mișcărilor unui corp sau a aerului, crește semnificativ intensitatea transferului de căldură.

2. Când o persoană este scufundată în apă, a cărei temperatură este sub neutră (pentru majoritatea oamenilor, această temperatură a apei este de 31-36 ° C), fluxul de căldură extern poate crește de 2-4 ori datorită deținere, deoarece conductivitatea termică a apei este de 25 de ori mai mare decât conductibilitatea termică a aerului. Principalul mecanism de transfer de căldură din corpul uman în apă este, totuși, convecția. Datorită efectului său de răcire apa curgatoare De 50-100 de ori mai mare decât expunerea la aer. Dacă temperatura apei este aproape de zero („apă cu gheață”), atunci corpul uman se răcește cu o rată de 6 ° C pe oră, iar moartea poate apărea în 1-3 ore.

Înotul în apă sub nivelul tău de confort crește foarte mult transferul de căldură prin convecție. Creșterea grăsimii corporale poate limita acest efect.

3. Transferul de căldură prin radiație este asigurat de raze infraroșii cu lungimea de undă de 5-20 microni. Aceste raze sunt emise de piele în prezența obiectelor cu o temperatură mai scăzută la o oarecare distanță de aceasta. O persoană goală poate pierde până la 60% din căldură în acest fel.

4. Aproximativ 20% din transferul de căldură al corpului uman în condiții de temperatură ambientală confortabilă se datorează evaporării. Această cale este singura modalitate de a elibera căldură în mediu dacă temperatura acestuia este egală cu temperatura corpului. Prin evaporarea a 1 litru de apă, o persoană poate degaja o treime din toată căldura generată în repaus în timpul zilei. Creșterea ratei de transpirație este unul dintre principalele mecanisme de adaptare la un climat cald.

Există două opțiuni pentru evaporarea apei de la suprafața corpului: 1) evaporarea transpirației ca urmare a eliberării acesteia, 2) evaporarea apei care a apărut la suprafață prin difuzie - pierdere „imperceptibilă” de apă . Acest din urmă mecanism asigură pierderea de apă (până la 600 ml pe zi) și de căldură, de exemplu, prin mucoasele căilor respiratorii. O contribuție semnificativă la asigurarea mecanismelor adaptative pentru schimbarea transferului de căldură o are componenta comportamentală a sistemului funcțional de termoreglare. In conditii de frig, reglarea comportamentala poate fi foarte eficienta, limitand semnificativ contactul organismului cu mediul extern. Îmbrăcămintea umană reduce pierderea de căldură cu aproximativ jumătate în comparație cu transferul de căldură al unui corp gol, îmbrăcămintea de „tip arctic” poate reduce transferul de căldură de 5-6 ori.

Zona de confort termic a unei persoane depinde de natura mediului extern, determinată de tipul acestuia, temperatură, umiditate (dacă acest mediu este aer), viteza de mișcare, prezența obiectelor cu o temperatură diferită față de temperatura corpului. In anumite conditii se dezvolta o stare de confort termic, in timp ce activitatea mecanismelor de termoreglare este minima. Zona de confort (zona termoneutră) cu umiditate a aerului de aproximativ 50% și temperaturi egale ale aerului și pereților camerei pentru o persoană îmbrăcată ușor în poziție șezând corespunde unei temperaturi de 25-26 ° C. Pentru o persoană goală, temperatura de confort în aceste condiții se schimbă la 28 ° C.

Reglarea temperaturii corpului.

Termoreceptorii periferici, formați din capetele libere ale fibrelor senzoriale subțiri de tip A (delta) și C, sunt localizați în piele și organele interne. Există și centrale , localizate în hipotalamus, termoreceptori.

Termoreceptorii pielii realizează transmiterea de semnale despre schimbările de temperatură a mediului către centrele de termoreglare și, de asemenea, asigură formarea senzațiilor de temperatură. Numărul de receptori de frig din piele este de multe ori mai mare decât numărul de receptori de căldură. Receptorii de frig predomină și în organele și țesuturile interne.

La nivelul coloanei vertebrale și al creierului mediu, precum și în hipotalamus (mai ales în regiunea sa preoptică medială), au fost găsiți termoreceptori centrali, numiți și termosenzori. Aceștia sunt neuroni care pot fi excitați atunci când sunt răciți direct, încălziți cu 0,1 o C sau mai mult și, ca rezultat, modifică atât intensitatea producției de căldură, cât și a transferului de căldură al corpului în ansamblu. De exemplu, atunci când regiunea preoptică a hipotalamusului este încălzită, transpirația crește imediat, vasele pielii se dilată și producția de căldură scade. Creșterea descărcărilor neuronilor termici precede o creștere a frecvenței respirației, la care crește și transferul de căldură. Structurile termosensibile ale mijlocului și măduvei spinării, la rândul lor, sunt asociate cu hipotalamusul posterior. Astfel, dispozitivele centrale ale sistemului funcțional de termoreglare au un număr mare de canale de intrare.

centru de termoreglare. Structurile hipotalamusului joacă un rol principal în termoreglare, ceea ce a fost dovedit prin metoda secțiunilor creierului. Astfel, la o pisică, o secțiune rostrală către hipotalamus nu duce la modificări semnificative ale termoreglării, dar după o încălcare a conexiunilor dintre hipotalamus și creierul mijlociu, animalele își pierd practic capacitatea de a modifica producția de căldură și transferul de căldură în timpul termic. stimulare.

Se presupune că există trei tipuri de neuroni de termoreglare în hipotalamus:

1) neuronii aferenti care primesc semnale de la termoreceptorii periferici si centrali;

2) intercalare, sau interneuroni;

3) neuroni eferenți, ai căror axoni controlează activitatea efectorilor sistemului de termoreglare.

Din termoreceptorii periferici, informațiile intră în hipotalamusul anterior - regiunea sa preoptică medială. Aici, semnalele primite de la periferie sunt comparate cu activitatea termosenzorilor centrali, care reflectă starea de temperatură a creierului.

Pe baza integrării informațiilor din aceste două surse, hipotalamusul posterior asigură generarea de semnale care controlează procesele de producere și transfer de căldură. Aici s-au găsit neuroni a căror activitate depinde de stimularea termică locală atât a regiunii preoptice a hipotalamusului, cât și a neuronilor măduvei spinării cervicotoracice.

Structurile superioare ale creierului, în special noul cortex, sunt, de asemenea, implicate în termoreglare. S-a dovedit rolul mecanismului reflex conditionat in organizarea reactiilor vegetative si comportamentale anticipative care vizeaza mentinerea constanta a valorii optime a temperaturii corpului in prealabil. Imprimarea, o formă timpurie de memorie, poate juca un rol important în dezvoltarea rezistenței individuale la frig.

Căi eferente de termoreglare. Sistemul de termoreglare este un exemplu clasic de sistem funcțional, deoarece nu are o componentă executivă (efector) proprie. Reglarea producției de căldură se realizează prin somatic sistem nervos, care declanșează reacții de termoreglare contractile, și sistemul nervos simpatic, care activează producția de căldură necontractilă. Odată cu blocarea farmacologică a receptorilor beta-adrenergici, este exclusă participarea mecanismului netremurător de producere a căldurii. Noradrenalina, eliberată de terminațiile nervoase simpatice, stimulează eliberarea acizilor grași liberi din țesutul adipos brun și includerea ulterioară a acestora în reacțiile metabolice. Eliberarea catecolaminelor din glandele suprarenale provoacă aceleași efecte. Ca urmare, nepotrivirea dintre procesele de oxidare și fosforilare crește, iar eliberarea de căldură primară crește.

Participarea mecanismelor umorale de termoreglare este deosebit de semnificativă în adaptarea la schimbările repetate ale temperaturii mediului. Rolul glandei tiroide în adaptarea omului la frig nu a fost clar elucidat. La animale, o creștere a secreției de tiroxină se dezvoltă sub acțiunea frigului timp de câteva săptămâni, în timp ce masa glandei crește cu 20-40%. O creștere a secreției de tiroxină duce la activarea metabolismului celular. O persoană este rar supusă unei astfel de răciri. Cu toate acestea, unele studii au arătat că soldații care servesc în regiunile arctice pentru o lungă perioadă de timp, precum și eschimosi, au o creștere a metabolismului bazal. Poate că efectul stimulant al frigului asupra glandei tiroide este unul dintre motivele incidenței crescute a gușii tiroidiene toxice la rezidenții din regiunile reci.

Reglarea transferului de căldură este asociată cu activitatea neuronilor simpatici noradrenergici, a căror excitare poate duce la o scădere a lumenului vaselor de sânge ale pielii și a neuronilor simpatici colinergici, care excită glandele sudoripare. Expansiunea vaselor de sânge ale pielii în condiții calde poate fi facilitată de eliberarea de bradikinină din glandele sudoripare. Există date despre participarea kininelor la formarea vasodilatației la rece.

Cu un stres mental semnificativ, îngustarea vaselor de sânge ale pielii mâinilor și picioarelor poate fi însoțită de eliberarea de transpirație în aceste zone. Un astfel de fenomen, paradoxal din punct de vedere al termoreglarii, poate fi numit transpiratie emotionala; nu este adaptativ şi se datorează activării excesive a sistemului nervos simpatic.

Când temperatura medie a corpului integral deviază cu o cantitate mică, doar transferul de căldură se modifică datorită reacțiilor vasculare ale membranei. Dacă abaterile de temperatură persistă, atunci se dezvoltă reacții adaptative comportamentale, iar transpirația crește și la temperaturi externe ridicate. La o temperatură scăzută a mediului extern, apare o reacție musculară ulterioară: mai întâi, tonusul crește, iar odată cu scăderea temperaturii interne, apare tremurul.

Parametrul controlat în sistem este temperatura mediu intern organism. Pentru o anumită stare stabilă a unui sistem funcțional, temperatura controlată este temperatura totală a „nucleului” corpului, la care nu sunt activate nici mecanismele de eliberare a căldurii în exces, nici mecanismele care protejează organismul de frig.

Cu tendința de a reduce temperatura „nucleului” corpului (temperatura sângelui circulant), are loc activarea termoreceptorilor hipotalamici reci. Pe lângă neuronii termosensibili hipotalamici (termosenzori la rece), sunt activați termoreceptorii vasculari și de organ la rece. Impulsarea lor determină activarea suplimentară a aparatului neuronal al centrului hipotalamic de termoreglare chimică. Ca urmare a creșterii activității acestui centru, activitatea aparatelor periferice de termoreglare chimică - aparatele pentru producerea de căldură în organism - este îmbunătățită. Activitatea neurofiziologică a centrului de termoreglare fizică, precum și a aparatelor de transfer de căldură periferice, scade în această situație. Astfel, tendința emergentă de a reduce temperatura mediului intern al corpului este blocată.

Cu o creștere a temperaturii mediului intern al corpului se desfășoară procese de plan opus - sunt activați termoreceptori termici hipotalamici, receptori termici ai vaselor de sânge și organe interne. În același timp, sunt activate mecanismele centrale și periferice de termoreglare fizică. Procesul de „descărcare” a căldurii este intensificat, producerea de căldură în organism este inhibată.

Mecanisme similare de termoreglare sunt declanșate de efectele temperaturii. pe termoreceptorii pielii, răspunzând la schimbările de temperatură ale mediului extern al corpului. Sub acțiunea temperaturii scăzute asupra termoreceptorilor pielii din cauza impulsurilor aferente, este excitat centrul care controlează producerea de căldură, centrul de termoreglare chimică. Acest lucru duce la activarea mecanismelor periferice de producere a căldurii în organism, mecanismele de „descărcare” a căldurii sunt inhibate. Odată cu creșterea temperaturii ambientale, are loc excitarea receptorilor termici, activitatea aparatului pentru „resetarea” căldurii crește și producerea de căldură în organism este inhibată. Prezența termoreceptorilor pielii permite sistemului funcțional să organizeze mai fin procesul de stabilizare a constantei reglabile la nivelul optim.

hipertermie- o creștere a temperaturii centralei corpului peste 37 ° C. Apare ca urmare a acțiunii prelungite a temperaturii ambientale ridicate, a transferului relativ insuficient de căldură din corp și a producției de căldură în exces.

Deși o persoană poate rezista la o temperatură a corpului de 43°C pentru perioade scurte de timp, limita de supraviețuire pe o perioadă mai lungă de timp este de 42°C. Cu toate acestea, deja la o temperatură de 40-41 ° C, leziuni severe creier - umflarea țesutului cerebral, moartea neuronilor.

Hipotermie- scăderea temperaturii centrale a corpului la 35 ° C sau mai mult. Poate fi rezultatul șederii prelungite a organismului într-un mediu cu temperatură scăzută. În stadiul inițial de răcire a corpului, procesele de termoreglare sunt activate semnificativ, dar dacă aceasta continuă, temperatura corpului începe să scadă; când ajunge la 31 ° C, are loc pierderea conștienței, iar la o temperatură de 24-28 ° C, de obicei apare moartea.

Mecanisme de transfer de căldură al corpului în condiții de frig și căldură ">

Mecanismele de transfer de căldură ale organismului în condiții de frig și căldură: a) redistribuirea sângelui între vasele organelor interne și vasele de la suprafața pielii; b) redistribuirea sângelui în vasele pielii.

Termoregularea fizică a apărut în stadiile ulterioare ale evoluției. Mecanismele sale nu afectează procesele metabolismului celular. Mecanismele de termoreglare fizică sunt activate reflex și, ca orice mecanism reflex, au trei componente principale. În primul rând, aceștia sunt receptori care percep schimbările de temperatură din interiorul corpului sau din mediul înconjurător. A doua verigă este centrul termoreglării. A treia verigă o reprezintă efectorii care modifică procesele de transfer de căldură, menținând temperatura corpului la un nivel constant. În organism, cu excepția glandei sudoripare, nu există efectori proprii ai mecanismului reflex de termoreglare fizică.

Importanța termoreglării fizice

Termoreglarea fizică este reglarea transferului de căldură. Mecanismele sale asigură menținerea temperaturii corpului la un nivel constant, atât în ​​condițiile în care organismul este amenințat de supraîncălzire, cât și în timpul răcirii.

Termoreglarea fizică se realizează prin modificări ale eliberării de căldură de către organism. El capătă o importanță deosebită în menținerea unei temperaturi constante a corpului pe durata șederii în condiții a organismului temperatură ridicată mediu inconjurator.

Transferul de căldură se realizează prin radiație de căldură (transfer de căldură prin radiație), convecție, adică mișcarea și amestecarea aerului încălzit de corp, conducerea căldurii, adică. disiparea căldurii de către o substanță în contact cu suprafața corpului. Natura transferului de căldură de către organism variază în funcție de intensitatea metabolismului.

Pierderea de căldură este împiedicată de stratul de aer nemișcat care se află între îmbrăcăminte și piele, deoarece aerul este un slab conductor de căldură. În mare măsură, stratul de țesut adipos subcutanat previne transferul de căldură din cauza conductibilității termice scăzute a grăsimii.

Reglarea temperaturii

Temperatura pielii și, prin urmare, intensitatea radiației căldurii și a conducerii căldurii, se pot modifica în condiții de mediu reci sau calde ca urmare a redistribuirii sângelui în vase și cu modificări ale volumului sângelui circulant.

In frig vase de sânge piele, în principal arteriole, îngustă; mai mult sânge intră în vase cavitate abdominală limitând astfel transferul de căldură. Straturile superficiale ale pielii, primind mai puțin sânge cald, radiază mai puțină căldură, astfel că transferul de căldură scade. În plus, cu o răcire puternică a pielii, anastomozele arteriovenoase se deschid, ceea ce reduce cantitatea de sânge care intră în capilare și, prin urmare, împiedică transferul de căldură.

Redistribuirea sângelui care are loc la frig - o scădere a cantității de sânge care circulă prin vasele superficiale și o creștere a cantității de sânge care trece prin vasele organelor interne - contribuie la păstrarea căldurii în organele interne. , a cărui temperatură se menține la un nivel constant.

Când temperatura ambientală crește, vasele pielii se extind, cantitatea de sânge care circulă în ele crește. Volumul sângelui circulant în organism crește, de asemenea, datorită transferului de apă din țesuturi la vase, precum și din cauza faptului că splina și alte depozite de sânge eliberează sânge suplimentar în circulația generală. O creștere a cantității de sânge care circulă prin vasele de suprafață ale corpului promovează transferul de căldură prin radiație și convecție. Pentru a menține o temperatură constantă a corpului la temperaturi ambientale ridicate, transpirația este de asemenea importantă, care are loc datorită transferului de căldură în procesul de evaporare a apei.

Zona de locuire umană se extinde de la zonele polare, unde temperatura aerului ajunge uneori la -86°C, până la savanele și deșerturile ecuatoriale, în cele mai fierbinți părți ale cărora se apropie de +50°C la umbră! Cu toate acestea, într-o gamă atât de largă de temperaturi, o persoană își păstrează vitalitatea activă și performanța suficientă datorită stabilității sale termice, atunci când temperatura corpului fluctuează în limite relativ înguste - de la 36 la 37 ° C.

Homeotermie - constanța temperaturii corpului - face o persoană independentă de condițiile de temperatură de reședință, deoarece reacțiile biochimice care asigură activitatea sa vitală continuă să se desfășoare pe nivel optim datorita pastrarii activitatii adecvate a enzimelor tisulare si a vitaminelor care le furnizeaza, catalizand si activand anumite aspecte ale metabolismului, hormonilor tisulari, neurotransmitatorilor si a altor substante de care depinde activitatea normala a organismului. Schimbarea temperaturii într-o direcție sau alta modifică brusc activitatea acestor substanțe și într-o măsură diferită pentru fiecare dintre ele - ca urmare, disocierea are loc în activitatea fluxului aspectelor individuale ale metabolismului. La animalele poikiloterme, cu sânge rece, a căror temperatură corporală este determinată de temperatura ambiantă (crește sau scade odată cu aceasta din urmă), activitatea enzimelor lor tisulare ca catalizatori biologici se modifică odată cu modificările condițiilor termice externe. De aceea, atunci când temperatura scade, gradul de manifestare a activității lor vitale scade până la o oprire completă - așa-numita animație suspendată, iar la o temperatură foarte ridicată are loc fie moartea, fie uscarea, ceea ce la unele dintre poikiloterme. este și un fel de animație suspendată. Astfel, odată cu modificarea temperaturii exterioare, activitatea vitală a unor insecte (lacustă) poate fi restabilită atât după înghețare la temperatura azotului lichid (–189°C), cât și după uscare. Potrivit experților, este descris un caz de renaștere, deși pe termen scurt, al unui triton uriaș înghețat într-un ghețar. macar acum aproximativ 5000 de ani.

Astfel, capacitatea de a menține o temperatură constantă a corpului la diverse conditii existența îi face pe cei cu sânge cald să fie independent de circumstanțele naturii și capabili să mențină un nivel ridicat de vitalitate. Această capacitate se datorează unui sistem complex de termoreglare, care asigură scăderea producției de căldură și returul activ al acesteia în caz de pericol de supraîncălzire și activare a termogenezei cu transfer de căldură limitat - în caz de hipotermie.

Statisticile arată că în Rusia, din toate cazurile de invaliditate temporară, mai mult de 40% sunt raceli, ceea ce dă motive omului obișnuit să considere sistemul de termoreglare imperfect. Cu toate acestea, există multe fapte care indică rezistența naturală ridicată a unei persoane la acțiunea temperaturilor scăzute. Deci, yoghinii concurează la temperaturi sub -20 ° C în viteza de uscare a foilor umede cu căldura corpului lor, stând goi pe gheața unui lac înghețat. Înotul de către înotători special antrenați peste strâmtoarea Bering de la Alaska la Chukotka (mai mult de 40 km) la o temperatură a apei de +4°C - +6°C a devenit tradițional. Iakutii freacă nou-născuții cu zăpadă, iar ostiacii și tungusii îi scufundă în zăpadă, îi toarnă peste apă receși apoi învelite în piei de ren... În acest caz, aparent, ar trebui mai degrabă să vorbim despre pervertirea mecanismelor perfecte de termoreglare a omului, departe de condițiile de viață care le-au format în evoluție. omul modern decât despre imperfecţiunea mecanismelor în sine.

În timp ce majoritatea funcțiilor vitale - circulația sângelui, respirația, digestia etc. - au anumite aparate structurale și funcționale specifice, termoreglarea nu are un astfel de organ și este o funcție a întregului organism în ansamblu.

Conform schemei propuse de I. P. Pavlov, un organism cu sânge cald poate fi reprezentat ca un „miez” relativ termostabil și o „cochilie” cu o gamă largă de temperaturi. Miezul, a cărui temperatură variază între 36,8-37,5 ° C, include în principal organe interne vitale: inima, ficatul, stomacul, intestinele etc. Deosebit de remarcat este rolul ficatului, care are o temperatură relativ ridicată - peste 37,5 ° C, și al intestinului gros, a cărui microfloră, în cursul activității sale de viață, produce multă căldură, care menține temperatura de țesuturile adiacente. Învelișul termolabil este alcătuit din membre, piele și țesuturi subcutanate, mușchi etc. Temperatura diferitelor secțiuni ale cochiliei variază foarte mult. Deci, temperatura degetelor de la picioare este de aproximativ 24 ° C, articulația gleznei- 30-31°C, vârful nasului - 25°C, axilă, rect - 36,5-36,9°C etc. Cu toate acestea, temperatura cochiliei este foarte mobilă, ceea ce este determinat de condițiile activității vitale și de starea corpului și, prin urmare, grosimea sa poate varia de la foarte subțire la căldură la foarte puternică, comprimând miezul - la rece. Asemenea relații dintre miez și înveliș se datorează faptului că prima produce predominant căldură (în repaus), în timp ce cea din urmă trebuie să asigure conservarea acestei călduri. Aceasta explică faptul că oameni experimentați coaja la frig învelește rapid și fiabil miezul, menținând condiții optime pentru menținerea activității organelor și sistemelor vitale, în timp ce în cele neîntărite coaja rămâne subțire chiar și în aceste condiții, creând o amenințare de hipotermie a miezului (pentru de exemplu, cu o scădere a temperaturii pulmonare cu doar 0,5 ° Cu există o amenințare de pneumonie).

Stabilitatea termică a corpului este asigurată în principal de două mecanisme complementare de reglare - fizică și chimică. Termoreglarea fizică Se activează în principal atunci când există pericolul de supraîncălzire și constă în transferul de căldură către mediu. Aceasta include toate mecanisme posibile transfer de căldură: radiație de căldură, transfer de căldură, convecție și evaporare. Radiația de căldură se realizează datorită razelor infraroșii emanate de pielea care are o temperatură ridicată. Conducerea căldurii se realizează datorită diferenței de temperatură dintre piele și aerul din jur. Creșterea acestei diferențe se datorează hiperemiei - extinderea vaselor cutanate și afluxul aici Mai mult sânge cald din organele interne, motiv pentru care culoarea pielii devine roz la căldură. În același timp, eficiența transferului de căldură este determinată de conductibilitatea termică și capacitatea de căldură a mediului extern: de exemplu, acești indicatori la temperaturile corespunzătoare pentru apă sunt de 20-27 de ori mai mari decât pentru aer. Din aceasta devine clar de ce temperatura aerului termoconfortabil pentru o persoană este de aproximativ 18 ° C, iar apa - 34 ° C. Transferul de căldură datorită evaporării transpirației este foarte eficient, deoarece atunci când 1 ml de transpirație se evaporă de la suprafața corpului, corpul pierde 0,56 kcal de căldură. Dacă luăm în considerare faptul că un adult produce aproximativ 800 ml de transpirație chiar și în condiții de activitate fizică scăzută, atunci eficiența acestei metode devine clară.

În diferite condiții de viață, raportul pierderilor de căldură într-un fel sau altul se modifică semnificativ. Da, în repaus și temperatura optima aer, corpul pierde 31% din căldura generată prin conducție, 44% prin radiație, 22% prin evaporare (inclusiv din cauza umidității din tractului respirator) și 3% prin convecție. Cu un vânt puternic, rolul convecției crește, cu creșterea umidității aerului - conducție, iar cu munca sporită - evaporare (de exemplu, la activitate fizică intensă, evaporarea transpirației ajunge uneori la 3-4 litri pe oră!).

Eficiența transferului de căldură a corpului este excepțional de mare. Calculele biofizice arată că o încălcare a acestor mecanisme, chiar și la o persoană în repaus, ar duce la o creștere a temperaturii corpului său în decurs de o oră până la 37,5 ° C, iar după 6 ore - până la 46-48 ° C, când începe distrugerea ireversibilă a structurilor proteice.

Termoreglare chimică are o importanță deosebită atunci când există pericolul de hipotermie. Pierderea unei huse de lână de către o persoană în raport cu animalele l-a făcut deosebit de sensibil la acțiunea temperaturilor scăzute, dovadă fiind faptul că o persoană are de aproape 30 de ori mai mulți receptori de frig decât receptori de căldură. În același timp, îmbunătățirea mecanismelor de adaptare la frig a dus la faptul că o persoană tolerează o scădere a temperaturii corpului mult mai ușor decât creșterea acesteia. Asa de, sugari tolerează cu ușurință o scădere a temperaturii corpului cu 3-5 ° C, dar este dificil - o creștere de 1-2 ° C. Un adult fără consecințe tolerează hipotermia până la 33–34 ° C, dar își pierde cunoștința atunci când este supraîncălzit de la surse externe până la 38,6 ° C, deși cu febră de la o infecție, își poate păstra conștiința chiar și la 42 ° C. Totodată, au fost observate cazuri de renaștere a persoanelor înghețate, a căror temperatură a pielii a scăzut sub punctul de îngheț.

Esența termoreglării chimice este modificarea activității proceselor metabolice din organism: la o temperatură externă ridicată, scade, iar la una scăzută, crește. Studiile arată că odată cu scăderea temperaturii ambiante cu 1 ° C la o persoană goală în repaus, activitatea metabolică crește cu 10%. (Cu toate acestea, anestezia și așa-numitele neuroleptice dezactivează mecanismele de reglare superioare ale termostabilității la animalele cu sânge cald le fac dependente de temperatura ambiantă, iar atunci când temperatura corpului lor este răcită la 32 ° C, consumul lor de oxigen scade la 50% , la 20 ° C - până la 20% și când +1 ° C - până la 1% din nivelul inițial.)

De o importanță deosebită pentru menținerea temperaturii corpului este tonusul mușchilor scheletici, care crește odată cu scăderea temperaturii ambientale și scade odată cu încălzirea. Este semnificativ că aceste procese decurg cu cât mai activ, cu atât mai periculoasă este încălcarea amenințătoare a stabilității termice. Astfel, la o temperatură a aerului de 25–28°C (și mai ales în combinație cu umiditate ridicată), mușchii sunt în mare măsură relaxați, iar energia termică reprodusă de aceștia este neglijabilă. Dimpotrivă, cu pericolul hipotermiei, tremurul devine din ce în ce mai important - contracții necoordonate ale fibrelor musculare, când munca mecanică externă este aproape complet absentă și aproape toată energia contractării fibrelor este transformată în energie termică (acest fenomen se numește termogeneza necontractilă). Nu este nimic surprinzător, prin urmare, în faptul că în timpul tremurului, producția de căldură a corpului poate crește de mai mult de trei ori, iar în timpul muncii fizice intense - de 10 sau mai multe ori.

De asemenea, plămânii joacă un rol indubitabil în termoreglarea chimică, care, datorită modificărilor activității metabolice a grăsimilor bogate în calorii incluse în structura lor, mențin o temperatură relativ constantă, motiv pentru care la o temperatură externă ridicată sângele care curge din plămânii sunt mai reci, iar la o temperatură scăzută este mai cald decât aerul inhalat.

Fizice și mecanisme chimice lucrarea de termoreglare cu un grad ridicat de coordonare datorită prezenței în sistemul nervos central a centrului corespunzător din zonă diencefal(hipotalamus) De aceea, la o temperatură ambientală ridicată, pe de o parte, transferul de căldură crește (datorită creșterii temperaturii pielii, activării respirației, creșterii proceselor de evaporare a transpirației etc.), iar pe de altă parte, producerea de căldură scade (datorită scăderii tonusului mușchilor, trecerea la absorbția de către organism a produselor care conțin mai puțină energie); la temperaturi scăzute, dimpotrivă: producția de căldură crește și transferul de căldură scade.

Astfel, mecanismele perfecte de termoreglare umană permit menținerea viabilității optime într-o gamă largă temperaturile exterioare.

4. Mecanisme de termoreglare

La animalele cu sânge cald și la oameni (așa-numitele organisme homoiotermice), spre deosebire de cele cu sânge rece (sau poikiloterme), o temperatură constantă a corpului este o condiție prealabilă a existenței, unul dintre parametrii cardinali ai homeostaziei (sau constanței) mediul intern al corpului.

Mecanismele fiziologice care asigură homeostazia termică a corpului („nucleul său”) sunt împărțite în două grupe funcționale: mecanismele de termoreglare chimică și fizică. Termoreglarea chimică este reglarea producției de căldură corporală. Căldura este produsă în mod constant în organism în procesul de reacții redox ale metabolismului. În același timp, o parte din ea este dată mediului extern, cu atât mai mult, cu atât este mai mare diferența dintre temperatura corpului și mediu. Prin urmare, menținerea unei temperaturi stabile a corpului cu o scădere a temperaturii mediului necesită o creștere corespunzătoare a proceselor metabolice și generarea de căldură însoțitoare, care compensează pierderile de căldură și duce la păstrarea echilibrului general de căldură al corpului și la menținerea unei temperaturi interne constante. . Procesul de creștere reflexă a producției de căldură ca răspuns la o scădere a temperaturii ambientale se numește termoreglare chimică. Eliberarea de energie sub formă de căldură însoțește sarcina funcțională a tuturor organelor și țesuturilor și este caracteristică tuturor organismelor vii. Specificul corpului uman este că schimbarea producției de căldură ca reacție la schimbarea temperaturii este o reacție specială a corpului care nu afectează nivelul de funcționare al principalelor sisteme fiziologice.

Generarea de căldură termoreglatoare specifică este concentrată în principal în mușchii scheletici și este asociată cu forme speciale funcţionarea muşchilor care nu le afectează activitatea motrică directă. O creștere a generării de căldură în timpul răcirii poate apărea și la un mușchi în repaus, precum și atunci când funcția contractilă este oprită artificial prin acțiunea unor otrăvuri specifice.

Unul dintre cele mai comune mecanisme de generare de căldură termoreglatoare specifică în mușchi este așa-numitul ton de termoreglare. Se exprimă prin microcontracții ale fibrilelor, înregistrate ca o creștere a activității electrice a unui mușchi imobil exterior în timpul răcirii sale. Tonusul termoreglator crește consumul de oxigen de către mușchi, uneori cu mai mult de 150%. Cu o răcire mai puternică, împreună cu o creștere bruscă a tonusului termoreglator, sunt incluse contracții musculare vizibile sub formă de frison rece. Schimbul de gaze în acest caz crește până la 300-400%. În mod caracteristic, mușchii sunt inegali în ceea ce privește ponderea participării la generarea de căldură termoreglatoare.

Cu expunerea prelungită la frig, tipul contractil de termogeneză poate fi înlocuit (sau suplimentat) într-un grad sau altul prin trecerea respirației tisulare în mușchi la așa-numita cale liberă (nefosforilantă), în care faza de formare și defalcarea ulterioară a ATP cade. Acest mecanism nu este asociat cu activitatea contractilă a mușchilor. Masa totală de căldură eliberată în timpul respirației libere este practic aceeași ca și în timpul termogenezei drojdiei, dar cea mai mare parte a energiei termice este consumată imediat, iar procesele oxidative nu pot fi inhibate de lipsa ADP sau a fosfatului anorganic.

Această din urmă împrejurare face posibilă menținerea liberă a unui nivel ridicat de generare de căldură pentru o lungă perioadă de timp.

Modificările intensității metabolismului cauzate de influența temperaturii mediului asupra corpului uman sunt naturale. Într-un anumit interval de temperaturi exterioare, producția de căldură corespunzătoare schimbului unui organism în repaus este complet compensată de transferul său de căldură „normal” (fără intensificare activă). Schimbul de căldură al corpului cu mediul este echilibrat. Acest interval de temperatură se numește zonă termoneutră. Nivelul de schimb în această zonă este minim. Adesea se vorbește despre un punct critic, implicând o anumită valoare a temperaturii la care se realizează un echilibru termic cu mediul. Teoretic, acest lucru este adevărat, dar este practic imposibil să se stabilească un astfel de punct experimental din cauza fluctuațiilor constante neregulate ale metabolismului și a instabilității proprietăților termoizolante ale capacelor.

O scădere a temperaturii mediului în afara zonei termoneutre determină o creștere reflexă a nivelului de metabolism și producere de căldură până când echilibrul termic al organismului este echilibrat în condiții noi. Din acest motiv, temperatura corpului rămâne neschimbată.

O creștere a temperaturii mediului în afara zonei termoneutre determină și o creștere a nivelului metabolismului, care este cauzată de activarea mecanismelor de activare a transferului de căldură, necesitând costuri suplimentare de energie pentru activitatea lor. Aceasta formează o zonă de termoreglare fizică, timp în care temperatura rămâne, de asemenea, stabilă. La atingerea unui anumit prag, mecanismele de îmbunătățire a transferului de căldură se dovedesc a fi ineficiente, începe supraîncălzirea și, în final, moartea organismului.

În 1902, Rubner a propus să facă distincția între două tipuri de aceste mecanisme - termoreglarea „chimică” și „fizică”. Primul este asociat cu o schimbare a producției de căldură în țesuturi (tensiunea reacțiilor chimice de schimb), al doilea se caracterizează prin transferul de căldură și redistribuirea căldurii. Alături de circulația sângelui, un rol important în termoreglarea fizică revine transpirației, prin urmare, o funcție specială de transfer de căldură aparține pielii - aici sângele încălzit în mușchi sau în „nucleu” se răcește, mecanismele transpirației și transpirației. sunt realizate aici.

b În „normal” conducerea căldurii poate fi neglijată, deoarece conductivitatea termică a aerului este scăzută. Conductivitatea termică a apei este de 20 de ori mai mare, astfel că transferul de căldură prin conducție joacă un rol important și devine un factor semnificativ de hipotermie în cazul hainelor ude, șosetelor umede etc.

b Transfer mai eficient de căldură prin convecție (adică mișcarea particulelor de gaz sau lichid, amestecând straturile lor încălzite cu cele reci). Într-un mediu cu aer, chiar și în repaus, transferul de căldură prin convecție reprezintă până la 30% din pierderea de căldură. Rolul convecției în vânt sau în mișcarea unei persoane crește și mai mult.

b Transferul de căldură prin radiație de la un corp încălzit la unul rece are loc conform legii Stefan-Boltzmann și este proporțional cu diferența de gradul al patrulea de temperatură a pielii (hainelor) și a suprafeței obiectelor din jur. În acest fel, în condiții de „confort”, o persoană goală renunță la până la 45% din energia termică, dar pentru o persoană îmbrăcată călduros pierderea de căldură prin radiații nu joacă un rol deosebit.

b Evaporarea umezelii de pe piele și de pe suprafața plămânilor este, de asemenea, o modalitate eficientă de transfer de căldură (până la 25%) în condiții de „confort”. In conditii temperatura ridicata mediu și activitate musculară intensă, transferul de căldură prin evaporarea transpirației joacă un rol dominant - 0,6 kcal de energie este dusă cu 1 gram de transpirație. Este ușor de calculat cantitatea totală de căldură pierdută prin transpirație, având în vedere că în condiții de activitate musculară intensă, o persoană poate da până la 10-12 litri de lichid într-o zi de lucru de opt ore. La frig, pierderea de căldură prin transpirație la o persoană bine îmbrăcată este mică, dar și aici trebuie să se țină cont de transferul de căldură din cauza respirației. În acest proces, două mecanisme de transfer de căldură sunt combinate simultan - convecția și evaporarea. Pierderea de căldură și lichid prin respirație este destul de semnificativă, mai ales în timpul activității musculare intense în condiții de umiditate atmosferică scăzută.

Un factor semnificativ care influențează procesele de termoreglare sunt reacțiile vasomotorii (vasomotorii) ale pielii. La contractia maxima pat vascular pierderile de căldură pot fi reduse cu 70%, la expansiune maximă - crește cu 90%.

Diferențele specifice în termoreglarea chimică sunt exprimate în diferența de nivel al metabolismului principal (în zona de termoneutralitate), poziția și lățimea zonei termoneutre, intensitatea termoreglării chimice (o creștere a metabolismului cu o scădere a mediului ambiant). temperatura cu 1C), precum și în domeniul de termoreglare eficientă. Toți acești parametri reflectă specificul ecologic al speciilor individuale și se modifică adaptativ în funcție de locația geografică a regiunii, sezonul anului, altitudinea și o serie de alți factori de mediu.

Răspunsurile de reglementare care vizează menținerea unei temperaturi constante a corpului în timpul supraîncălzirii sunt reprezentate de diferite mecanisme de îmbunătățire a transferului de căldură către mediul extern. Printre acestea, transferul de căldură este larg răspândit și are o eficiență ridicată prin intensificarea evaporării umidității de la suprafața corpului și (și) a tractului respirator superior. Când umiditatea se evaporă, se consumă căldură, ceea ce poate contribui la menținerea echilibrului termic. Reacția este pornită atunci când există semne ale unei supraîncălziri incipiente a corpului.

Deci, schimbările adaptative ale transferului de căldură în corpul uman pot avea ca scop nu numai menținerea nivel inalt metabolismul, ca majoritatea oamenilor, dar și pentru a instala nivel scăzutîn condiţii care ameninţă să epuizeze rezervele de energie.

Temperatura corpului depinde de doi factori: intensitatea generării de căldură (producția de căldură) și cantitatea de pierdere de căldură (transferul de căldură). Condiția principală pentru menținerea unei temperaturi constante a corpului la animalele homoioterme, inclusiv la oameni...

Adaptarea organismului la efectele diferitelor temperaturi

Încălcări ale termoreglării pot apărea atunci când aparatele centrale și periferice de sensibilitate la temperatură sunt deteriorate (hemoragii, tumori la nivelul hipotalamusului, unele infecții) ...

Glomerulonefrita și sarcina

Mecanismele hemodinamice ale hipertensiunii arteriale în glomerulonefrita cronică sunt diferite. Conform datelor noastre, se dezvoltă un tip de circulație eucinetic (cu debit cardiac normal) sau hipokinetic (cu un volum de sânge pe minut redus)...

acupunctura

Medicină modernă la diagnosticarea, studierea etiologiei, patogenezei și metodelor de tratare a bolilor, preferă să folosească categorii specifice (morfologice, fiziologice, biochimice etc.) ...

Terapie intensivă a leziunilor cerebrale traumatice severe

În cazul leziunilor cranio-cerebrale, este prevăzută alocarea zonelor de afectare primară și secundară. Zona de afectare primară este o problemă pentru neurochirurgi. Zona de afectare secundară este o zonă a creierului...

Boala ischemică inimile. Astm bronsic. Proprietăți generale vitamine

Cardiopatia ischemică este un proces patologic cronic cauzat de aportul insuficient de sânge a miocardului, în marea majoritate a cazurilor din cauza aterosclerozei arterelor coronare (97 - 98%)...

Echilibrul acido-bazic

În procesul de metabolism se formează produse acide: 1) volatile - CO2 circa 15.000 mmol/zi (0,13 mmol/kg * min-1); 2) nevolatil - H+ aproximativ 30-80 mmol (1 mmol/kg* zi-1); 3) lactic și piruvic (în timpul oxidării carbohidraților), acizi sulfuric, fosforic, uric ...

disbioza intestinală şi infectii cronice: urogenital etc.

Încălcarea raporturilor cantitative și calitative de mai sus ale microorganismelor în zonele indicate ale intestinului subțire și gros (care este desemnată prin termenul "disbioză intestinală") este însoțită de prevalența influențelor ...

Mecanisme și consecințe ale trombozei

Tromboza (din greacă, fspmvpo-lump) este o formațiune parietală locală de-a lungul vieții în vasele sau inima unui conglomerat dens de elemente de formă sânge și fibrină stabilizată. Conglomeratul în sine este un tromb...

4. Încălcarea ritmului cardiac. 2.1 Retracția limbii La un pacient care se află încă într-un somn narcotic, mușchii feței, limbii și corpului sunt relaxați. O limbă relaxată se poate mișca în jos și închide căile respiratorii...

Caracteristicile îngrijirii pacientului în perioada postoperatorie

Încălcarea termoreglării după anestezie poate fi exprimată în creștere bruscă sau scăderea temperaturii corpului, frisoane severe. Dacă este necesar, trebuie să acoperiți pacientul sau invers...

Homeotermia - constanța temperaturii corpului - face o persoană independentă de condițiile de temperatură de reședință, deoarece cele care îi asigură viața ...