Методические материалы - Физиология. Здоровья Украины Одесский национальный медицинский университет
 Скачать 4.25 Mb.
|
|
Тема 2. температура тела и регуляция ее постоянства. Мотивационная характеристика темы. Знание механзмов терморегуляции необходимо для понимания процессов поддержания гомеостаза в организме человека, обеспечивающих нормальный уровень метаболизма в тканях и органах. Цели занятия: знать – 1) механизмы теплообразования и теплоотдачи; 2) физиологические основы методов исследования терморегуляции. ВОПРОСЫ ДЛЯ УСТНОГО И ТЕСТОВОГО КОНТРОЛЯ: Температура тела и ее суточные колебания. Физиологическое значение гомойотермии. Центр терморегуляции,терморецепторы. Теплообразование в организме,его регуляция. Теплоотдача в организме,ее регуляция. Регуляция постоянства температуры тела при разных условиях окружающей среды. Физиологические основы закаливания. ВОПРОСЫ ДЛЯ ПИСЬМЕННОГО ОТВЕТА: Нарисуйте температурную схему тела и укажите ее суточные колебания. Дайте характеристику периферических терморецепторов и перечислите методы их изучения. Охарактеризуйте глубокие термочувствительные структуры – гипоталамус, другие отделы ЦНС, рецепторы внутренних органов и магистральных сосудов. Опишите функциональную систему, обеспечивающую поддержание постоянства температуры внутренней среды. Перечислите механизмы теплопродукции и теплоотдачи, роль отдельных органов в их регуляции ПРОГРАММА ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ НА ЗАНЯТИИ. Исследование наличия холодовых и тепловых рецепторов кожи. Исследования влияния физической нагрузки, изменяющегося кровоснабжения и температуры окружающей среды на изменения температуры различных участков кожи. Исследование наличия тепловых и холодовых рецепторов кожи Терморецепторы расположены в коже глубже, чем тактильные. Холодовые раздражения воспринимаются колбами Краузе, тепловые – тельцами Руффини. Плотность их расположения: 10-13 холодовых и 1-2 тепловых на 1 см2 кожи. Для работы необходимы: термод (медная палочка с заточенным концом), две емкости с водой разной температуры: 5-100С и 40 - 450С, стол, стул. Объект исследования – человек. Проведение работы: Испытуемый сидит в удобном положении, положив руки на стол. Прикасаясь охлажденным и нагретым термодом к коже, убеждаются в наличии «тепловых» и «холодовых» чувствительных точек кожи. Результаты работы и их оформление. Проанализировать полученные результаты. Объяснить их и сделать вывод. исследования влияния физической нагрузки, изменяющегося кровоснабжения и температуры окружающей среды на изменения температуры различных участков кожи Температура кожи в различных участках неодинакова и колеблется в значительных пределах. Ее величина зависит от мнгих факторов, в частности от баланса теплопродукции и теплоотдачи в организме, на который влияют, уровень физической нагрузки, теплоизолирующие свойства одежды, активность кровообращения различных участков кожи, изменяющиеся температурные условия окружающей среды. Например, при изменении температуры окружающей среды от 250 С до 370 С температура кожи груди изменяется с 34,50 С до 350 С, т.е. на 0,50 С, а большого пальца ноги – с 25,80 С до 35,50 С, т.е на 8,20С. Для работы необходимы: ртутные либо электротермометры, секундомер, дезинфицирующий раствор. Объект исследования – человек. Проведение работы: 1. Измерение исходной температуры: обработанные дезинфицирующим раствором термометры поместить на различные участки кожи легко одетого испытуемого: подкрыльцовую впадину, под язык в ротовую полость, лоб, предплечье, кисть, пальцы правой и левой верхней конечности на 30 сек и измерить исходную температуру. 2. Исследование влияния охлаждения окружающего воздуха на температуру участков кожи: направить на испытуемого поток воздуха от вентилятора в течение 10-15 мин и зарегистрировать температуру, отмечая ее изменения в различных точках. 3. Исследования влияния нагревания окружающего воздуха на температуру участков кожи: одеть на испытуемого одежду с хорошими теплоизолирующими свойствами и черзе 10-15 мин измерить температуру в тех же точках. 4. Исследование влияния физической нагрузки: предложить испытуемому выполнить физическую нагрузку (проба с 20-ю приседаниями или бег на месте в течение 5 мин) и измерить показатели температуры в тех же точках, отмечая их изменения. 5. Исследования изменения температуры кожи при уменьшении кровоснабжения участков кожи: наложить манжету сфигмоманометра на плечо и, повышая давление до 180-200 мм.рт.ст., пережать сосуды плеча, после чего зарегистрировать изменения температуры на коже предплечья, кисти и пальцев на данной руке. Сравнить результаты с показателями на другой, интактной руке через 1, 2 и 3 мин после пережатия и через 1, 2 и 3 мин после восстановления кровотока. Оформление результатов и их оценка: Полученные данные записать в протокол, сравнить с должными показателями. Нарисовать температурную схему тела исследуемого и сделать заключение. . ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ УРОВНЯ знаний: Экспериментальное оперативное вмешательство привело к снижению способности животного поддерживать изотермию в условиях низкой температуры среды потому, что… поврежден гипофиз нарушена деятельность ядер передней группы гипоталамуса поврежден эпифиз повреждены ядра задней группы гипоталамуса повреждена кора больших полушарий В каком диапазоне температур (по Цельсию) имеют максимальную активность тепловые терморецепторы? 20-25 25-30 40-46 30-35 35-40 Почему при одной и той же температуре воздуха человек больше зябнет в "слякотную" погоду, чем в сухую? ухудшается испарение жидкости усиливается конвекция повышается радиация усиливается испарение жидкости повышается теплопроводность воздуха При каких условиях усиление потоотделения не приводит к увеличению теплоотдачи? при образовании большого количества пота при образовании высококонцентрированного пота при очень низкой влажности при очень высокой влажности все ответы неправильные Наиболее высокая температура тела у здорового человека наблюдается в… *18 часов 4 часа 7 часов 10 часов 12 часов В нейлоновой рубашке жара переносится значительно тяжелей, чем в хлопчатобумажной, так как ухудшаются условия для… теплопродукции излучения конвекции и испарения пота активации мышечной дрожи все ответы правильные Какие рецепторы имеют большую плотность расположения в коже? тепловые плотность их расположения на коже одинакова горячевые холодовые прохлады Где находится "центр терморегуляции"? в продолговатом мозге в среднем мозге в гипоталамусе в мозжечке в варолиевом мосту Какое максимальное количество секрета может быть выделено потовыми железами человека в течение суток? до 10 л до 5 л до 20 л до 25 л до 2 литров В каких отделах гипоталамуса расположен центр теплоотдачи? в области задней группы ядер в области дорзальных ядер в области передней группы ядер все ответы правильны в области ядер передней и дорзальной группы Ответы: 1-.D. 2-C. 3-E. 4-D. 5-D. 6-C. 7-D. 8-C. 9-A. 10-C. ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ УРОВНЯ знаний по программе «Крок»: У Какое количество тепла выделяется из организма через кожу? около 20 % около 40 % около 80 % около 60 % около 100 % Какое количество тепла выводится из организма человека при температуре комфорта и относительной влажности воздуха 40 % путем теплопроведения и конвекции? 70% 40% 60% 50% 25% Какой способ теплоотдачи преимущественно функционирует у человека при температуре окружающей среды 40 C и нормальной влажности? теплопроведение излучение конвекция испарение все ответы правильные Тепловой баланс – это ... равновесие между теплопроводностью и образованием тепла в организме все ответы правильны взаимодействие между теплопродукцией и теплообменом равновесие между сократительным и несократительным термогенезом все ответы неправильные Бурый жир обеспечивает в организме… повышение теплопродукции синтез АТФ образование энергии мобилизацию гликогена все ответы правильные Несократительный термогенез основан на… увеличении химической работы клетки активации мышечной дрожи росте сопряженности окислительного фосфорилирования и тканевого дыхания разобщении окислительного фосфорилирования и тканевого дыхания все ответы правильны Какой вид теплоотдачи функционирует в организме в условиях сауны ? конвекция теплопроведение излучение испарение все ответы правильны Холодовая дрожь - это частный случай... физической терморегуляции термопреферендума химической терморегуляции все ответы правильны все ответы неправильные В каком диапазоне температур (0С) имеют максимальную активность холодовые терморецепторы? 10-20 15-25 20-33 25-35 5-10 Подкожная жировая клетчатка в связи с малой теплопроводностью жира… способствует теплоотдаче препятствует теплоотдаче не имеет отношения к теплоотдаче уменьшает теплопродукцию увеличивает теплопродукцию . Ответы: 1-C. 2-E. 3-D. 4-C. 5-A. 6-A. 7-D. 8-C. 9-C. 10-B. Ситуационные задачи: Если человек вынужден работать при высокой температуре среды и стопроцентной влажности воздуха, то в этих условиях все механизмы терморегуляции оказываются неэффективными. Если работа достаточно продолжительная, может наступить опасное для жизни перегревание. Объясните, как помочь системе терморегуляции искусственным путем? Ответ: Проще всего обеспечить искусственное испарение жидкости. Для этого нужно все время смачивать одежду рабочего водой и обдувать его струей сухого воздуха. Объясните, почему при одной и той же температуре воздуха человек чуствует зябкость в слякотную погоду и не ощущает ее в сухую погоду? Ответ: Влажный воздух содержит пары воды и поэтому более теплопроводен по сравнению с сухим, поэтому во влажной среде отдача тепла идет быстрее, чем в сухой. У многих животных, в отличие от человека, при действии высокой температуры среды температура тела повышается до весьма значительного уровня (у некоторых антилоп до 46°С) и затем стабилизируется на этом уровне. Объясните физиологический смысл такой реакции. Ответ: Если температура тела выше температуры среды, то становится возможной теплоотдача радиацией и конвекцией, и тогда экономится вода, которую организм теряет с потом или слюной. В условиях пустыни это важно. Следует отметить, что у таких животных имеются специальные механизмы, способствующие охлаждению крови, поступающей в мозг. Объясните, почему при охлаждении мозга можно продлить продолжительность периода клинической смерти? Ответ: Продолжительность периода клинической смерти определяется временем, в течение которого клетки коры мозга могут выдерживать отсутствие кислорода. Охлаждение замедляет интенсивность метаболизма. Поэтому отсутствие кислорода сказывается в меньшей степени, и клиническая смерть продолжается несколько дальше. В состоянии клинической смерти через 5-6 минут происходит гибель клеток коры мозга. Поэтому реанимацию необходимо начинать буквально в первые же секунды после наступления клинической смерти. Объясните, каким образом можно продлить продолжительность периода обратимой клинической смерти? Ответ: Главная причина – аноксия, отсутствие кислорода, который интенсивно потребляется мозгом. Следовательно, чтобы продлить состояние клинической смерти, необходимо уменьшить интенсивность метаболизма, что снизит потребность в кислороде. Для этого можно охладить организм до 28-30 градусов. Это позволит выиграть время для проведения реанимационных мероприятий. На берегу реки сидят почти неподвижно рыболовы. Невдалеке прогуливаются дачники, которые оживленно беседуют. Как можно объяснить явление, что комары в данной ситуации более интенсивно охотятся на дачников, чем на рыболовов? Ответ: Рыболовы сидят неподвижно, а дачники ходят и оживленно разговаривают. В результате в организме дачников образуется повышенное количество тепла. С кровью оно переносится в кожу и нагревает ее. А тепло - один из главных факторов, который помогает комарам находить добычу. Второй фактор - избыток углекислого газа, также сопровождающий живые существа. Его больше вокруг активно ведущих себя дачников. При подготовке собаки или кошки к участию в выставке некоторые хозяева содержат ее на холоде и при этом кормят жирной пищей. Объясните, зачем это делают? Ответ: На холоде увеличиваются теплопотери, а жир обладает наибольшей теплотворной способностью, следовательно, жировая диета увеличивает теплопродукцию. Одновременно при действии холода происходит усиленное отрастание шерсти. Экспериментальное оперативное вмешательство привело к тому, что существенно снизилась способность животного поддерживать изотермию в условиях низкой температуры. Объясните, какова возможная локализация оперативного вмешательства? Ответ: Если построить схему функциональной системы терморегуляции, то очевидно, что оперативным путем можно повлиять только на два звена в ней - на щитовидную железу или задний гипоталамус Температура воздуха +38°С. На пляже люди борются с перегреванием разными способами: один лежит, свернувшись калачиком, другой находится в воде при той же температуре, третий завернулся в мокрую простыню, четвертый стоит. Объясните, какой способ наиболее эффективный? Ответ: Пути отдачи тепла організмом - конвекция, радиация, испарение, кондуктивность. При температуре 38°С основную роль играет испарение. Следовательно, наиболее эффективно будет охлаждаться третий. Объясните, что общего между ушами кролика, хвостом крысы и рогами козла? Ответ: Все они выполняют физиологическую функцию как органы теплоотдачи. Объясните, всегда ли увеличение количества выделяющегося пота приводит к увеличению теплоотдачи? Ответ: Охлаждающий эффект дает не выделение пота, а его испарение. Если пот выделяется очень обильно, он стекает о коже, не успевая испариться. Во время эксперимента одно животное периодически помещают в холодную воду, а другое - в комнату с воздухом той же температуры. Объясните, у кого более значительно изменится обмен веществ? Ответ: Теплопроводность воды выше, чем воздуха, поэтому охлаждающая способность воды больше. При воздействии холода теплопродукция компенсаторно увеличивается. Это увеличение будет более значительным при воздействии холодной воды. Объясните, почему человек, находящийся на морозе в состоянии алкогольного опьянения, особенно подвержен угрозе замерзания? Ответ: Алкоголь вызывает расширение сосудов кожи, что создает субъективное ощущение тепла, несмотря на действие холода. Потому пьяный человек распахивает шубу, его теплоотдача резко усиливается, но ощущение тепла сохраняется. Таким образом, алкоголь извращает обратную связь в системе терморегуляции. Минимальные размеры тела известных гомойотермных животных около 2 см. Несколько лет назад в Италии был обнаружен вид мышей меньшего размера. Доставка этих мышей из ловушек в лабораторию занимала 2 - 3 часа, и за это время многие животные погибли. Объясните, в чем возможная причина? Ответ: Размеры тела связаны с теплоотдачей, поскольку она происходит с поверхности тела. Чем меньше размеры тела, тем большая поверхность приходится на единицу массы. Поэтому, при прочих равных условиях, быстрее остывает тело малого размера. Поэтому маленькие животные потребляют много пищи на единицу своего веса, что необходимо для компенсации больших теплопотерь. Мыши, о которых идет речь, не получая пищи в течение даже короткого времени, погибали от переохлаждения. Объясните, почему в нейлоновой рубашке жара переносится значительно тяже, чем в хлопчатобумажной? Ответ: Нейлоновая ткань очень плохо пропускает воздух и водяные пары, поэтому пододежный слой воздуха быстро нагревается до температуры тела. Выделяющийся пот испаряется в то же пространство, и оно быстро насыщается водяными арами, что препятствует дальнейшему испарению пота. Все это нарушает теплоотдачу конвекцией и испарением. У здорового человека произвели измерения температуры тела. Результаты термометрии следующие: температура, измеренная в подмышечной впадине, составляет 36,6°С, ректальная температура — 37,1 °С, подъязычная температура — 36,8°С. Объясните: 1) Какую температуру (ядра или оборочки тела человека) отражает температура, измеряемая в подмышечной впадине? 2) Где может быть измерена средняя температура ядра тела человека? 3) Существуют ли ритмические колебания температуры тела человека? Ответы: 1) Температура, измеряемая в подмышечной впадине, отражает температуру ядра тела, так как при измерении температуры рука плотно прижимается к туловищу, а внутренняя граница оболочки тела смещается кнаружи, доходя до подмышечной впадины 2) Температура крови в правом предсердии отражает среднюю температуру ядра тела, так как сюда притекает кровь из различных областей тела. 3) Существуют суточные колебания температуры тела, амплитуда которых составляет около 1 °С, температура минимальна в 3—4 ч утра, максимальна в 18—20 ч, иногда в дневное время наблюдается два пика. Более продолжительным является температурный ритм, синхронизированный с менструальным циклом: в лютеиновую фазу происходит выработка прогестерона, который, действуя на ги-поталамические центры терморегуляции, вызывает повышение базальной температуры примерно на 0,5 °С. При цикле 28 дней период существования желтого тела составляет 14 дней, фаза заканчивается лизисом желтого тела, секреция прогестерона снижается, базальная температура также снижается. Больному под наркозом осуществляют хирургическую операцию на сердце. Для продления времени оперативного вмешательства на сердце использовали управляемую гипотермию. Объясните: 1) Какой тип терморегуляции у человека? 2) Обоснуйте использование управляемой гипотермии в медицинской практике. 3) Как с физиологической точки зрения осуществить управляемую гипотермию у человека? Ответ: 1) Человек является гомойотермным организмом: выделяют гомой-отермное ядро и пойкилотермную оболочку тела. 2) Согласно правилу Вант-Гоффа, интенсивность обмена веществ и энергии возрастает пропорционально росту внешней температуры. У человека, являющегося гомойотермным, эта зависимость скрыта терморегуляцией. При управляемой гипотермии процессы терморегуляции блокируются с одновременным принудительным понижением температуры тела, что приводит к уменьшению потребления О2 и предотвращает наступление функциональных структурных нарушений. Управляемая гипотермия используется при хирургических вмешательствах, требующих временной остановки кровообращения, при пересадке органов и тканей, а также при хранении трансплантантов.3) Управляемая гипотермия у человека достигается применением наркоза с использованием нейролептиков (аминазин), ганглио-блокаторов, адренолитиков и миорелаксантов, чем блокируются процессы терморегуляции, с одновременным принудительным понижением температуры тела охлаждением. Человек находится на санаторно-курортном лечении в условиях степного климата (сухой, с высокой температурой окружающей среды). Объясните: 1) Механизм теплоотдачи в условиях степного климата. 2) Что произойдет с теплопродукцией в данных условиях? 3) Охарактеризуйте роль поверхностных сосудов в терморегуляции. Ответ: 1) В условиях высокой температуры окружающей среды и низкой влажности, т.е. в условиях степного климата, когда температура окружающей среды выше температуры тела, теплоотдача осуществляется испарением с поверхности тела и легких. 2) Механизмы, усиливающие теплопродукцию, в данных условиях подавляются, однако вследствие высокой температуры окружающей среды интенсивность метаболизма по сравнению с уровнем основного обмена несколько увеличивается, энергозатраты на дыхание и кровообращение также несколько увеличиваются, таким образом, теплопродукция несколько повышается. 3) При повышении температуры окружающей среды поверхностные сосуды расширяются, и кровоток в этих сосудах может увеличиваться, достигая 30 % сердечного выброса. Такое перераспределение, кровотока увеличивает проведение тепла от внутренних органов к поверхности тела в 8 раз. Человек в течение 10мин находится в паровой бане, и с него обильно стекает пот. Температура воздуха составляет 45°С, влажность равна 100 %. Объясните: 1) Каков верхний предел внутренней температуры тела человека? 2) Осуществляется ли теплоотдача в данных условиях? 3) Опишите механизм потоотделения, состав пота, его роль в теплоотдаче, а также влияния атропина на работу потовых желез. Ответы: 1) Верхний предел температуры ядра тела человека составляет 40 °С. Тепловой удар у человека возникает, когда температура ядра достигает 41,1-43,3 °С. 2) В условиях, когда температура окружающей среды превышает температуру тела, теплоотдача может осуществляться только испарением. Однако из-за высокой влажности в паровой бане испарения пота не происходит таким образом, теплоотдача не осуществляется. Известно, что если влажность воздуха равно 100 %, температура ядра тела начинает повышаться уже при температуре окружающей среды 34,4 °С. 3) Стимуляция передней, преоптической области гипоталамуса приводит к увеличению потоотделения. Потовые железы иннервируются симпатическими холинэнергическими нервами. У человека может выделяться до 1 - 3 л пота в час. Состав пота сходен с безбелковой плазмой крови. В состоянии покоя скорость потоотделения низкая, значительная часть натрия, хлоридов и воды реабсорбируется, а концентрация молочной, мочевой кислоти калия становится высокой. При высокой скорости потоотделения реабсорбция снижается, а содержание натрия и хлоридов достигает значительных цифр. Люди, адаптированные к действию высокой температуры, теряют с потом меньше солей, и поддержание показателей осмотического давления и температуры тела является более эффективным. Атропин является М-холиноблокатором, а работа потовых желез контролируется симпатическими холинэнергическими волокнами. Поэтому атропин блокирует потоотделение и снижает интенсивность теплоотдачи испарением. Человек, погружаясь в теплую ванну, сначала испытывает ощущение холода, а затем тепла. Объясните: 1) каковы температурные ощущения человека. 2) Где находятся центры терморегуляции? 3) Каковы взаимоотношения между центрами теплоотдачи и теплопродукции? Ответ: 1) Холодовые рецепторы находятся ближе к поверхности, чем тепловые, поэтому возбуждаются раньше. 2) Центры терморегуляции находятся в коре больших полушарий, лимбической системе (амигдала, гиппокамп), таламусе, среднем, продолговатом и спинном мозге. Основную роль в терморегуляции играет гипоталамус. В гипоталамусе различают скопления нейронов, регулирующих теплоотдачу и теплопродукцию. Животные с разрушенными ядрами преоптической области гипоталамуса плохо переносят высокую температуру окружающей среды. Таким образом, передние отделы гипоталамуса являются центрами теплоотдачи. Раздражение этой области приводит к расширению сосудов кожи, потоотделению, появления тепловой одышки. При разрушении задних отделов гипоталамуса животные плохо переносят холод. Электростимуляция этой области приводит к увеличению температуры тела, появлению мышечной дрожи, увеличению липолиза, гликогенолиза. Таким образом, задние отделы гипоталамуса являются центрами теплопродукции. Разрушение центров терморегуляции превращает гомойотерм-ный организм в пойкилотермный. З) Центры теплоотдачи и теплопродукции имеют сложные взаимоотношения и взаимно подавляют друг друга. Считают, что в центрах теплопродукции и теплоотдачи имеются сенсорные, интегрирующие и эфферентные нейроны. Сенсорные нейроны воспринимают информацию от периферических терморецепторов, а также контролируют температуру крови. От этих нейронов возбуждение передается на интегрирующие нейроны, где происходит суммация всей информации о состоянии температуры ядра и оболочки тела, эти нейроны «вычисляют» среднюю температуру тела. Затем возбуждение поступает на командные нейроны, где происходит сравнение текущего значения средней температуры ; с заданным уровнем. Считают, что нейроны, задающие уровень температуры, могут находиться в гипоталамусе, а также в коре больших полушарий и лимбической системе. Если выявляется отклонение, то возбуждаются эфферентные нейроны центров теплоотдачи и теплопродукции. Человек находится в финской сауне: температура окружающего воздуха составляет 90°С, а влажность 5 %. Объясните: 1) Как в этих условиях работает функциональная система, поддерживающая оптимальный уровень температуры тела? 2) Какие эффекторные процессы при этом преобладают? 3) Изменится ли уровень основного обмена у данного человека при регулярном посещении финской сауны? Ответы: 1) В финской сауне терморегуляционные механизмы направлены на усиление теплоотдачи без увеличения теплопродукции для поддержания на оптимальном уровне температуры ядра тела. Кожные сосуды у данного человека расширяются. В условиях, когда температура окружающей среды превышает температуру тела, теплоотдача может осуществляться только испарением. Различают неощущаемую перспирацию, т.е. испарение со слизистых дыхательных путей при дыхании и прохождение с последующим испарением интерстициальной жидкости через эпидермис и кожу, и ощущаемую перспирацию, т.е. испарение пота с поверхности кожных покровов. Интенсивность потоотделения контролируется симпатическими холинергическими волокнами. Механизмы, усиливающие теплопродукцию, в данных условиях подавляются, однако вследствие высокой температуры окружающей среды интенсивность метаболизма, энергозатраты на дыхание, кровообращение несколько увеличиваются, таким образом, теплопродукция несколько повышается. 2) При пребывании человека в финской сауне работа функциональной системы обеспечивает поддержание оптимальной температуры ядра тела, при этом превалируют эффекторные механизмы, усиливающие теплоотдачу. 3) Так как человек регулярно подвергается воздействию тепла, то интенсивность теплопродукции в его организме снижается, что является адаптационным механизмом. Таким образом, уровень основного обмена снижается. Человек попал в условия охлаждения: при температуре окружающей среды 0°Сна остановке длительное время ожидает автобус. Объясните: 1) Как в этих условиях работает функциональная система, поддерживающая оптимальный уровень температуры тела? 2) Какие эффекторные процессы при этом преобладают? 3) Какой человек быстрее замерзнет - худой или тучный? 4) В какую погоду человек замерзнет быстрее - в дождливую или сухую, если остальные показатели погодных условий одинаковы? Ответы: 1) В условиях охлаждения у человека терморегуляционные механизмы направлены на уменьшение теплоотдачи и усиление теплопродукции для поддержания на оптимальном уровне температуры ядра тела. Уменьшение теплоотдачи достигается сужением кожных сосудов, а также поведением человека: принятие позы, уменьшающей площадь открытой поверхности тела, использование зимней одежды. Наличие выраженного подкожножирового слоя увеличивает термосопротивление и способствует сохранению оптимальной температуры ядра тела. Рудиментарной приспособительной реакцией у человека является формирование «гусиной кожи». Усиление теплопродукции в условиях охлаждения достигается сократительным и несократительным термогенезом. Сократительный термогенез обеспечивается произвольной активностью скелетных мышц, их терморегуляционным тонусом, а также холодовой мышечной дрожжю. Несократительный термогенез обеспечивается гликолизом, гли-когенолизом, липолизом в скелетных мышцах (за счет разобщения окислительного фосфорилирования), в печени, в буром жире, а также за счет специфически-динамического действия пищи. Эфферентные нейроны центра теплопродукции активируют симпатический отдел вегетативной нервной системы, увеличивающей интенсивность процессов, высвобождающих энергию: гликогено-лиз и гликолиз в печени, липолиз в буром жире. Одновременно увеличивается секреция гормонов мозгового вещества надпочечников, адреналина и норадреналина, которые также повышают продукцию тепла в печени, скелетных мышцах, буром жире. В гипоталамусе находятся эфферентные нейроны, которые влияют на гипофиз, а через него на щитовую железу — процесс высвобождения тиреоидных гормонов, которые разобщают процессы окислительного фосфорилирования, что приводит к высвобождению теплоты. Соматическая нервная система регулирует тоническое напряжение, произвольную и непроизвольную фазную активность скелетных мышц, т.е. процессы сократительного термогенеза. Эфферентные пути, идущие от гипоталамуса к ос-мотонейронам (тектоспинальный путь, руброспинальный тракт), приводят к появлению терморегуляционного тонуса в скелетных мышцах, а также к формированию дрожи. Перед выходом на улицу зимой у человека усиление теплопродукции может осуществляться заблаговременно — условно-рефлекторно. 2) При охлаждении человека работа функциональной системы обеспечивает поддержание оптимальной температуря ядра тела, при этом превалируют эффекторные механизмы, усиливающие теплопродукцию. Однако длительное пребывание человека в условиях низкой температуры или очень резкое снижение температуры окружающей среды приводит к гипотермии, в этих условиях превалируют эффекторные механизмы теплоотдачи. 3) Худой замерзнет быстрее, чем тучный, так как жир обладает низкой теплопроводностью и обеспечивает теплоизоляцию, а у худого слой подкожножировой клетчатки тоньше, чем у тучного. 4) Человек замерзнет быстрее в дождливую погоду, чем в сухую, если остальные показатели погодных условий одинаковы, так как увеличение влажности воздуха увеличивает теплоемкость и теплопроводность воздуха, что усиливает теплоотдачу. На морозе открытые участки кожи человека бледнеют. Объясните: 1) Почему открытые участки кожных покровов становятся бледными на морозе? 2) Объясните данный механизм терморегуляции и причину его запуска. 3) Какие периферические рецепторы при этом преимущественно работают? Ответы: 1) Открытые участки кожных покровов у человека на морозе бледнеют вследствие сужения кожных сосудов. 2) Сужение кожных сосудов на морозе у человека осуществляется активацией норадренергических симпатических нервов, возбуждающих а-рецепторы сосудов, что обеспечивает их сужение. Кровь обладает высокой теплопроводностью, а сужение кожных сосудов перераспределяет содержание крови между ядром и оболочкой тела за счет уменьшения объема крови, находящейся в поверхностных сосудах. Теплоотдача снижается. Сужение кожных сосудов поддерживается гормонами мозгового вещества надпочечников (адреналином, орадреналином), выделяющимися в эих условиях. 3) В условиях холода у человека преимущественно работают холодовые рецепторы кожи, располагающиеся по всей поверхности тела. Холодовые рецепторы увеличивают частоту импульсации при повышении температуры. Если температура окружающей среды меняется быстро, то реакция рецепторов будет значительно выше, чем в том случае, если такое же изменнеие температуры поисходит медленно. Холодовые рецепторы располагаются в коже поверхностно, на глубине 0,17 мм. Холодовые рецепторы подразделяются на собственно холодовые (или специфические), реагирующие только на изменение температуры, и тактильно-холодовые (или неспецифические) – механорецепторы. Перенести в тему биологической регуляции!!!! Для создания сценического образа в цирке покрыли тело артиста краской. Через несколько дней артист умер от перегревания. Краска закупорила все протоки потовых желез и выделение пота полностью прекратилось. Объясните, а что должно произойти в системе терморегуляции, чтобы пот не выделялся даже при повышении температуры крови? Пострройте схему системы терморегуляции. Ответ: В схему системы терморегуляции входят: задающий элемент (нейроны гипоталамуса, определяющие, какую температуру нужно поддерживать), управляющий элемент (центры теплопродукции и теплоотдачи), объект управления (в данном случае потовые железы) и измерительный элемент (терморецепторы). Если нарушится работа терморецепторов, то центры перестанут получать информацию о том, какова же в каждый данный момент температура тела (точнее, крови). Таким образом в этой ситуации прекращается функционирование обратной связи. В результате управляющий элемент «не знает», что делать и не выдает нужные команды. Поэтому воздействие центров на потовые железы прекратится.Возможен и другой вариант. Если задающий элемент установит требуемую температуру крови на значительно более высоком уровне по сравнению с обычными условиями, то даже при повышении температуры крови она может не достигнуть этого нового уровня. Тогда центры будут реагировать на такую кровь как на «холодную» и соответственно не будет включаться потоотделение. ответы к Ситуационным задачам: (см выше) Содержательный модуль 12. Система пищеварения Конкретные цели: Трактовать понятия системы пищеварения и механизмы регуляции ее физиологических функций – секреторной, моторной, всасывательной. Делать выводы о роли вкусовой сенсорной системы в определении съедобности пищи и регуляции двигательной и секреторной функций системы пищеварения. Оценивать состояние системы пищеварения на основе анализа параметров гидролиза пищевых веществ, скорости их перемещения в пищевом канале, параметров гомеостаза, отражающих процессы всасывания. Делать выводы о состоянии процессов пищеварения в каждом из отделов пищеварительного канала на основе анализа состояния секреторной, двигательной,всасывательной функций и их регуляции Анализировать регулируемые параметры гомеостаза и делать выводы о состоянии процессов всасывания веществ в пищеварительном канале и механизмах их регуляции Анализировать возрастные особенности функций системы пищеварения. Объяснять физиологические основы современных методов исследования системы пищеварения. Объяснять механизмы формирования мотиваций голода и насыщения на основе анализа гомеостатических показателей питательных веществ в крови и состояния пищеварительного канала |