Общие принципы
Температура тела — одна из самых важных и жестких констант внутренней среды. Это связано прежде всего с тем, что при изменениях температуры тела меняются скорости протекания обменных процессов. В норме температура тела составляет около 37°C. Предельные отклонения температуры тела, совместимые с жизнью, составляют 25—43°C.
Температура тела поддерживается на постоянном уровне благодаря балансу двух процессов: теплопродукции и теплоотдачи.
С точки зрения терморегуляции выделяют ядро и оболочку тела.
Ядро тела — это органы (включая мышцы):
в ядре тела происходит основная теплопродукция;
терморегуляция направлена прежде всего на поддержание постоянства температуры ядра.
Оболочка тела — это кожа, а также слизистые дыхательных путей:
с поверхности оболочки происходит теплоотдача;
температура оболочки значительно колеблется.
Ядро и оболочка тела разделены теплоизолятором — подкожной жировой клетчаткой.
Теплопродукция
Теплота — это побочный продукт обменных реакций и физиологических процессов. Вся энергия, вырабатываемая в организме, в конечном счете переходит в теплоту. Это обязательная теплопродукция, уменьшить которую невозможно, так как это означало бы прекращение или замедление необходимых для организма процессов. Обязательной теплопродукции хватает для поддержания температуры обнаженного тела на уровне 37°C при температуре окружающей среды 25—26°C.
Если температура окружающей среды становится ниже 25°C, то включаются механизмы дополнительной теплопродукции, или термогенеза. При этом теплота становится уже не побочным продуктом, а целью активации обменных процессов. Существуют два вида дополнительной теплопродукции.
Сократительный термогенез — выработка теплоты в результате усиленного сокращения мышц; он включает:
произвольные сокращения мышц;
дрожь.
Несократительный, или химический термогенез, представляющий собой окисление субстратов без образования АТФ; при таком окислении вся высвобождающаяся энергия сразу переходит в тепло. У человека таким субстратом служит бурый жир, присутствующий в достаточном количестве только у новорожденных. Таким образом, единственным способом повышения теплопродукции у взрослого человека служит сократительный термогенез.
Теплоотдача
Существуют три способа теплоотдачи.
1. Излучение.
2. Проведение.
3. Испарение.
Физические особенности способов теплоотдачи Излучение
Этот способ теплоотдачи обусловлен испусканием с поверхности кожи инфракрасных лучей. На его долю приходится около 60% всей теплоотдачи (у обнаженного человека). С другой стороны, кожа поглощает инфракрасные лучи, испускаемые окружающими предметами. Если температура окружающих предметов высока, то интенсивность поглощаемого кожей инфракрасного излучения может стать выше, чем испускаемого, и тогда теплоотдача превращается в прием тепла. Таким образом, теплоотдача путем излучения тем ниже, чем выше температура окружающей среды.
Проведение
Это передача тепла при прямом контакте. Отдача тепла путем проведения окружающим твердым предметам мала. Гораздо большую роль играет отдача тепла воздуху, которая усиливается благодаря конвекции — удалению нагретого воздушного слоя с поверхности кожи с движущимся воздухом. Теплоотдача путем проведения:
тем выше, чем выше теплопроводность окружающей среды (в воде гораздо выше, чем в воздухе);
тем ниже, чем выше температура окружающей среды; если эта температура становится выше температуры тела, то теплоотдача превращается в прием тепла.
Испарение
Этот способ теплоотдачи обусловлен тем, что при испарении жидкости с поверхности эта поверхность охлаждается. Важные особенности теплоотдачи путем испарения следующие.
Теплоотдача происходит в момент испарения любой жидкости — будь то пот, вода или иная жидкость; на этом основано освежающее действие даже теплой воды в жаркую погоду.
Теплоотдача происходит не в момент выделения пота, а в момент его испарения; если пот выделяется, но не испаряется, то теплоотдачи не происходит.
Теплоотдача путем испарения тем выше, чем выше температура окружающей среды; в этом отношении она принципиально отличается от теплоотдачи путем излучения и проведения.
Теплоотдача путем испарения тем ниже, чем выше влажность окружающей среды; при 100% влажности (например, в парной бане) теплоотдачи путем испарения не происходит.
Физиологические особенности способов теплоотдачи
С точки зрения физиологических особенностей способы теплоотдачи можно разделить на две группы:
неиспарительная теплоотдача (излучение и проведение);
испарение.
Неиспарительная теплоотдача
Физиологические особенности этих способов теплоотдачи следующие.
Теплоотдача тем ниже, чем выше температура окружающей среды; если эта температура становится выше температуры тела, то теплоотдача превращается в прием тепла. Поэтому данные способы теплоотдачи не могут обеспечить терморегуляцию при высокой температуре.
Поскольку ядро и оболочка тела разделены теплоизолирующей подкожной жировой клетчаткой, для эффективной неиспарительной теплоотдачи необходим постоянный приток нагретой крови к поверхности кожи (и слизистым дыхательных путей). Следовательно, неиспарительные виды теплоотдачи регулируются путем изменений кожного кровотока. Эта регуляция осуществляется за счет изменений сосудосуживающего тонуса кожных симпатических нервов.
Неиспарительная теплоотдача участвует в адаптации как к высокой, так и к низкой температуре: при расширении кожных сосудов теплоотдача повышается, при сужении — снижается.
Возможности неиспарительной теплоотдачи невелики: при высоких температурах окружающей среды, как уже говорилось, эта теплоотдача неэффективна, при низких же сужение сосудов быстро достигает предельного уровня, после которого страдает кровоснабжение кожи.
Испарение
Физиологические особенности теплоотдачи путем испарения в значительной степени противоположны особенностям неиспарительной теплоотдачи.
Теплоотдача тем выше, чем выше температура окружающей среды; таким образом, только испарение обеспечивает адаптацию к высокой температуре.
Испарение регулируется путем изменений потоотделения, которое стимулируется особенными холинергическими симпатическими нервами.
Испарение участвует в адаптации только к высокой температуре.
Возможности испарения велики: благодаря ему человек может несколько часов пребывать при температуре окружающей среды порядка 55°C (при условии нормальной влажности).
|
Скачать 485.5 Kb.