Терморегуляция.

Человек и все теплокровные животные обладают постоянной температурой тела, несмотря на значительные колебания температуры окружающей среды. Она поддерживается химической и физической регуляцией и зависит от интенсивности образования тепла в организме и его отдачи во внешнюю среду.

Химическая терморегуляция связана с интенсивностью обмена веществ и осуществляется путем уменьшения или увеличения образования тепла в организме. В условиях пониженной температуры окружающей среды организм быстрее охлаждается. При этом возрастает интенсивность обмена веществ и вместе с этим увеличивается постоянная температура тела. Теплообразование увеличивается с того момента, когда температура окружающей среды становится меньше оптимальной. Оптимальной температурой (или температурой комфорта) считают 28 градусов С для обнаженного человека и 18-20 градусов С - для легко одетого.

В химической регуляции температуры тела принимают участие все органы, в которых в результате обменных процессов постоянно образуется тепло.

Но самое большое участие в химической терморегуляции принимают мышцы. Во время их сокращения образуется особенно много тепла. При небольшой двигательной активности теплообразование в мышцах увеличивается на 50-80% по сравнению с его величиной в состоянии покоя. Во время тяжелой мышечной работы оно может увеличиться на 400-500%.

Физическая терморегуляция заключается в изменении отдачи тепла организмом в окружающую среду, благодаря чему обеспечивается постоянная температура тела.

Отдача тепла организмом осуществляется путем тепло излучения (отдача тепла во внешнюю среду), теплопроведения (отдача тепла предметам, соприкасающимся с поверхностью тела) и испарения воды с поверхности кожи и при дыхании. Эти процессы зависят от температуры окружающей среды и движения воздуха.

При повышении температуры среды выше 35 градусов С становится невозможной отдача тепла путем теплоизлучения. В этих условиях поддержание постоянной температуры тела осуществляется за счет испарения воды. Интенсивность испарения воды зависит от влажности воздуха. Чем большое влажность, тем меньшее количество воды испаряется с поверхности тела. Это ведет к уменьшению теплоотдачи (при испарении 1 мл воды теряется 2, 44 кдж). В связи с этим высокая температура воздуха при большой его влажности переносится особенно тяжело.

При движении воздуха нагретая часть его перемещается от поверхности тела, что способствует теплоотдаче. Поэтому в ветреную погоду высокая температура окружающей среды переносится легче.

Путем теплопроведения отдается небольшое количество тепла организмом, так как одежда и находящийся между ней и поверхностью тела воздух обладают малой теплопроводностью.

Основные механизмы терморегуляции.

Регуляция образования тепла осуществляется рефлекторно: холодовые рецепторы воспринимают понижение температуры окружающей среды, возникшее в них возбуждение приходит к соответствующим центрам, а от последних - к мышцам и вызывает непроизвольное их сокращение - дрожь. При этом увеличивается интенсивность обменных процессов, вследствие чего образуется большее количество тепла. Таким образом, дрожь во время холодной погоды является рефлекторным механизмом поддержания постоянной температуры тела. С этим же связан и пиломоторный рефлекс, выражающийся в появлении "гусиной кожи". Экспериментально было показано, что во время дрожи тепла в организме может образоваться в два раза больше.

Рефлекторные реакции, обеспечивающие регуляцию постоянства температуры тела, возникают при раздражении температурных рецепторов, расположенных в коже и некоторые отделах центральной нервной системы.

В коже расположены рецепторы, воспринимающие холод, и рецепторы, воспринимающие тепло. На открытых участках поверхности кожи их больше. Тепловые рецепторы расположены в более глубоких слоях коже, а холодовые - ближе к поверхности. В связи с этим реакция на холод возникает быстрее, чем на тепло.

Температурные рецепторы в центральной нервной системе располагаются в гипоталамусе, ретикулярной формации и спинном мозге. В них возникает возбуждение при изменении температуры омывающей их крови.

В гипоталамусе располагаются и центры терморегуляции, к которым приходит возбуждение от температурных рецепторов. В нем обнаружены центры, регулирующие химическую терморегуляция (теплообразование) и физическую (теплоотдачу). Первые находятся в задней части гипоталамуса, вторые - в передней.

При действии холода происходит суждение сосудов и большая часть крови переходит в сосуды внутренних органов и более глубокие сосуды кожи, вследствие чего отдается меньше тепла. Одновременно охлажденная кровь омывает клетки центра теплообразования в гипоталамусе, вызывает его возбуждение, что приводит к увеличению образования тепла в организме. Так поддерживается постоянная температура тела при охлаждении.

При повышении температуры окружающей среды сосуды кожи расширяются. Это увеличивает отдачу тепла в окружающую среду кровью, протекающей по сосудам. Более теплая кровь вызывает возбуждение центра, регулирующего теплоотдачу, вследствие чего увеличивается выделение пота и количество циркулирующей в организме крови, что увеличивает отдачу тепла. Благодаря этим и другим процессам организм не перегревается и обеспечивается сохранение постоянной температуры тела при повышении температуры окружающей среды.

Наряду с нервной регуляцией существуют и гуморальные механизма терморегуляции. На процессы теплообразования влияют гормоны щитовидной железы и надпочечников. При охлаждении организма в крови увеличивается количество гормонов щитовидной железы, которые стимулируют процессы обмена веществ, что приводит к увеличению образования тепла в организме. Гормон надпочечников адреналин на процессы терморегуляции влияет путем сужения сосудов и стимулирования процессов теплообразования в мышцах и тканях.