Факторы, определяющие величину основного обмена.

Основной обмен зависит от возраста, роста, массы тела, пола человека. Самый интенсивный основной обмен в расчете на 1 кг массы тела отмечается у детей (у новорожденных — 53 ккал/кг в сутки, у детей первого года жизни — 42 ккал/кг). Средние величины основного обмена у взрослых здоровых мужчин составляют 1300—1600 ккал/сут или 7117 кДж в сутки; у женщин эти величины на 10 % ниже. Это связано с тем, что у женщин меньше масса и поверхность тела. С возрастом величина основного обмена неуклонно снижается. Средняя величина основного обмена у здорового человека равна приблизительно 1 ккал,/(кг·ч).

 Отмечены сезонные колебания величины основного обмена — повышение его весной и снижение зимой. На величину основного обмена влияют предшествующая мышечная работа, состояние желез внутренней секреции.

Методы определения основного обмена.

Расчет основного обмена по таблицам. Специальные таблицы дают возможность по росту, возрасту и массе тела определить средний уровень основного обмена человека. При сопоставлении этих величин с результатами, полученными при исследовании рабочего обмена с помощью приборов, можно вычислить разницу, эквивалентную затратам энергии для выполнения работы.

Регуляция обмена энергии

Уровень энергетического обмена находится в тесной зависимости от физической активности, эмоционального напряжения, характера питания, степени напряженности терморегуляции и др. факторов. Нейрогуморальные механизмы Получены многочисленные факторы, свидетельствующие об условно-рефлекторном изменении потребления кислорода и энергообмена. Так, мышечная деятельность является одним из факторов. У спортсменов в предстартовой ситуации увеличивается потребление кислорода и энергообмен, что доказывает влияние коры головного мозга на эти процессы. Особая роль отводится гипоталамической области, в которой формируются регуляторные влияния, которые реализуются через вегетативные центры и затем гуморальное звено за счет увеличения секреции эндокринных желез.

ТЕМПЕРАТУРА

Температура тела человека и высших животных поддерживается на относительно постоянном уровне, несмотря на колебания температуры внешней среды. Снижение температуры окружающей среды ниже (О^о С) может приводить к разрушению клеточных структур (кристаллики льда внутри клетки –гемолиз эритроцитов). При температуре тела выше 45^о С происходит денатурация белков. Так как белки ответственны за все регуляторные функции живых организмов, поэтому их структурная и функциональная целостность (сохранность) жизненно необходима для организма.

Изменение температуры тела влияет на метаболические процессы, может нарушать деятельность ферментов, энергический обмен, а также пластические процессы. (с увеличением температуры увеличивается диссоциация оксигемоглобина, усиливается фагоцитоз, усиливается устойчивость организмов к действию неблагоприятных факторов и наоборот)

Зависимость скорости химических реакций от температуры выражается законом Вант-Гоффа-Аррениуса, согласно которого при повышении или понижении температур ткани на 10^о С происходит соответственно повышение или понижение скорости химических процессов в 2-3 раза.

При рассмотрении зависимости скорости биологических реакций от температуры установлены 3-и точки:

1) температурный оптимум – скорость биологических процессов с возрастанием температуры до определенного уровня;

2) дальнейшее повышение температуры сопровождается замедлением реакции (может возникнуть денатурация белка) – это температурный максимум;

3) понижение температуры – температурный минимум

Фоновый термогенез

Главным источником теплоты в организме являются его глубокие структуры, затем тепловая энергия распространяется к периферии ( внутренний поток тепла), откуда часть ее отдается в окружающую среду ( внешний поток ).

В термонейтральных условиях 70% теплопродукции организма приходится на долю мозга и внутренних органов (8% от массы тела).Наиболее интенсивно теплообразование в мышцах при их сокращении. Если человек лежит неподвижно, то при напряжении мышц теплообразование повышается на 10%. При небольшой двигательной активности теплообразование увеличивается на 50 – 80%.При тяжелой работе теплообразование возрастает на 400 – 500%. Прошедшие геологические эпохи характеризовались сложной динамикой изменений температуры среды. Это определило сложность и многообразие приспособительных механизмов к ним и позволило животному миру выжить в диапазоне температур от –70⁰С до +85⁰С.

Температура тела человека

и ее суточные колебания.

Температура тела человека зависит:

1) от процессов теплообразования и теплоотдачи;

2) от факторов внешней среды;

Поведенческой активности.

Нормальная температура тела здорового человека претерпевает периодические колебания в пределах 0,5-0,7^о С от минимума в утренние часы (3 – 4 ч утра) и до максимума в вечерние часы (16- 18 часов вечера).

Это связано с циркадным (околосуточным ритмом) колебаний функциональной активности человека, связанной со сменой дня и ночи. Нормальный суточный ритм колебаний температуры закреплен генетической и индивидуально приобретенной биологической памятью в центральных терморегулирующих структурах. (если человек пересекает часовые пояса, меридианы, то требуется 1-2 недели, чтобы температурный ритм перестроился; у рабочих в ночное время)

С суточным ритмом колебания температура могут изменяться и ряд других показателей (ЧСС, АД, газообмен и др.). На ритм суточных температур накладываются и другие ритмы н-р менструальный. Тепло, которое образуется в организме, отдается в окружающее пространство. Поверхностные слои тела имеют меньше температуру по сравнению с более глубокими.

Тепло человека представляет 3-х мерную систему.  Выделяют «сердечник» или «ядро» наиболее глубокие слои – температура выше, чем снаружи. В конечностях различают радиальный температурный градиент, продольный (осевой) температурный градиент. «Ядро» и «оболочка» - чисто физиологические понятия.

 

При нагревании организма возможно такое его тепловое состояние, когда всеорганы и ткани (за исключением кожи) могут быть отнесены к «ядру». При сильном охлаждении «ядро» составляют лишь мозг и внутренние органы

Наиболее точно о температуре «ядра» можно судить, измеряя температуру в нижней трети пищевода- вблизи сердца.

При мышечной работе температура тела часто повышается на несколько градусов вследствие усиленной теплопродукции.

Температура тела зависит от факторов внешней среды. При понижении температуры окружающей среды граница ядра сдвигается внутрь.

Температурный градиент для головного мозга равен 1⁰С. В самом ядре имеется температурный градиент от 0,2-1,2⁰С.

Таким образом, мозг внутренние органы грудной полости, брюшной и тазовых полостей составляют «ядро тела», на их долю приходится около 70 % всей теплопродукции. Кожа, подкожная клетчатка, поверхностные мышцы являются его «оболочкой».

Тепловой гомеостаз – определяют как способность к поддержанию на постоянном и высоком уровне температуры внутренних органов, т.е. «ядра» тела от 36⁰ до 41⁰С у гомойотермных.

Температура оболочки может колебаться в пределах до 10⁰С и более. Температура ядра меняется не более чем на 2⁰С. Определение для кожи средневзвешенной температуры от 31⁰ до 34⁰С.

Таким образом, тепловой гомеостаз рассматривается лишь по отношению к «ядру тела».

Температура различных органов различна:

Изотерма температуры равна 37⁰С. Глубокие слои бедра – 35 ⁰С. Икроножная мышца – 33⁰С. В центре стопы 27⁰-28⁰С.

Печень – расположенная глубоко внутри тела и дающая большую теплопродукцию имеет постоянную температуру (37,8⁰-38⁰С). По сравнению с кожей (29,5⁰-33,5⁰С), которая зависит от окружающей среды. Изотермия присуща внутренним органам и головному мозгу (на 1⁰-2⁰С). Температура туловища и головы (33⁰-34⁰С), в тканях является определенная температура крови (37^о), которая обеспечивает функциональный и клеточный метаболизм.

Температура органов и тканей, как и всего организма в целом зависит от интенсивности образования тепла и от величины теплопотерь.

 Источником теплопродукции служат катаболические процессы. Теплообразование – происходит вследствие экзотермических реакций совершающихся непрерывно. Эти реакции протекают во всех органах и тканях неодинаково интенсивно. В тканях и органах производящих активную работу в мышечной ткани, печени, почках, выделяется большое количество тепла, чем менее активных – соединительной ткани, хрящах и костях. При двигательной активности – 50-80% теплообразования, а при тяжелой – 400-500%. На холоде теплообразование повышается на 10%.

Потеря тепла органом и тканями зависит в большей степени от их места расположения: н-р поверхностно расположенные органы – кожа, скелетные мышцы отдают больше тепла и охлаждаются сильнее, чем внутренние органы более защищенные от охлаждения. 

В комфортных (термонейтральных) условиях тепловой баланс не нуждается в коррекции специальными механизмами терморегуляции.

Зона комфорта при обычной легкой одежде 18 – 20С, для обнаженного человека – 28С.Температура комфорта также зависит от температуры среды, ее теплопроводности, влажности воздуха, конвективных потоков.

Значительные температурные колебания наблюдаются при мышечной нагрузке. У человека интенсивная мышечная работа приводит к повышению температуры мозга на 0,4—0,6°С, а температуры сокращающихся мышц — на 7 °С.

При переходе человека в помещение, температура в котором около 30 °С, температура кожи пальцев ног быстро повышается до 35,5 °С. При купании человека в холодной воде температура стопы падает до 16 °С без каких-либо неприятных ощущений. Водная среда в 20 раз теплопроводнее, чем воздушная. В проточной воде (высокая конвективность) охлаждающее или нагревающее действие на организм в 50 – 100 раз больше, чем в воздухе.

Приведенные цифры температуры в разных точках тела человека условны, так как у разных индивидуумов температурная карта тела различна и, что особенно важно, индивидуальна.

Таким образом, температура ядра проецируется на поверхность кожи, а ее распределение специфично отражает температуру внутренних органов.

Индивидуальные особенности температурной схемы тела:

•    здоровый человек имеет относительно постоянную температурную схему тела;

• особенности температурной схемы генетически детерминированы, в первую очередь индивидуальной интенсивностью метаболических процессов;

• индивидуальные особенности температурной схемы тела определяются влияниями гуморальных (гормональных) факторов и тонусом вегетативной нервной системы;

• температурная схема тела совершенствуется в процессе воспитания, определяется образом жизни и особенно закаливанием. Вместе с тем она динамична в известных пределах, зависит от особенностей профессии, экологических условий, характера и других факторов.

Температура тела человека зависит:

3) от процессов теплообразования и теплоотдачи;

4) от факторов внешней среды;

Поведенческой активности.

Температура тела человека характеризуется циркадианными (околосуточными) биоритмами с относительно небольшими акрофазами (пики максимумов и минимумов) — в пределах 0,5–0,7 Со. Максимальных значений температура тела достигает в 16–18 ч, минимальная температура регистрируется в 3–4 ч (впервые эта закономерность была подмечена в 1736 г. Де Кортером).

 

Нормальный суточный ритм колебаний температуры закреплен генетической и индивидуально приобретенной биологической памятью в центральных терморегулирующих структурах (если человек пересекает часовые пояса, меридианы, то требуется 1-2 недели, чтобы температурный ритм перестроился; у рабочих в ночное время происходит смещение температурных пиков).

С суточным ритмом колебания температуры могут изменяться и ряд других показателей (ЧСС, АД, газообмен и др.). На ритм суточных температур накладываются и другие ритмы н-р менструальный.