Виды теплопродукции (химическая терморегуляция)

· Наиболее интенсивно идет процесс теплообразования в мышцах, легких, печени, почках.

· В мышцах вырабатывается до 30–50% тепла при охлаждении тела.

Выделяют сократительную и несократительнуютеплопродукцию.

Сократительная теплопродукция наблюдается только в скелетнойструктуре. Сокращения мышц могут быть произвольными и непроизвольными.

· Произвольные сокращения — двигательная активность человека, она оченьбыстро ведет к увеличению теплообразования, при этом повышаются и теплопотери за счет усиления отдачи тепла конвекцией, что неэкономично для организма.

· Непроизвольные терморегуляторные сокращения мышц — дрожь и терморегуляторный тонус мышц (непроизвольные тонические сокращения мышцспины, шеи).

× Терморегуляторный тонус присущ в основном красным медленным мышцам. Теплопродукция при этом возрастает примерно на 40–50%.

× Дрожь свойственна только человеку и наблюдается при значительном снижениитемпературы окружающей среды, что ведет к повышению образования теплав организме в несколько раз. При этом главную роль играют низковозбудимыедвигательные единицы, и почти вся энергия мышечного сокращения переходитв тепловую энергию, т.е. дрожь — более экономичный способ поддержания температуры тела по сравнению с произвольными сокращениями.

Несократительная теплопродукция при охлаждении организма увеличивается во многих тканях.

· Специфической тканью такой теплопродукцииявляется бурая жировая ткань.

· После удаления бурой жировой ткани в эксперименте устойчивость организма к холоду существенно снижается.

· Скоростьокисления жирных кислот в бурой жировой ткани в 20 раз превышает таковуюв белой жировой ткани.

· Масса бурой жировой ткани, обычно составляющая1–2% массы тела, при адаптации к холоду может увеличиваться до 5% массытела.

Виды теплоотдачи включают четыре варианта.

· Теплоотдача с помощью проведения и конвекции происходит в случае, если температура воздуха (воды, если человек находится в воде) ниже температуры тела.

× При движениях воздуха или воды относительно тела интенсивностьтеплоотдачи значительно повышается.

× Охлаждающее действие проточной водыв 50–100 раз превышает действие воздуха.

· Теплоотдача излучением осуществляется инфракрасными лучами принахождении на некотором расстоянии от кожи предметов с более низкой температурой, происходит в основном с кожи, не покрытой одеждой.

· Теплоотдача с помощью испарения составляет около 20% в условияхкомфортной температуры среды.

· Существует два варианта испарения водыс поверхности тела:

× испарение пота в результате его выделения

× и испарения воды, оказавшейся на поверхности путем диффузии, — «неощутимые»потери воды. Если температура окружающей среды оказывается равной или выше температуры тела, то теплоиспарение является единственным способом отдачи тепла. Тепло к поверхности кожи проводится с кровью (конвекция), противоположно направленный ток крови в венах относительно артерий уменьшает теплоотдачу по принципу поворотно-противоточной системы — это внутренние потоки тепла, которые существенно изменяются при сужении или расширении кожных сосудов. Уменьшают теплоотдачу подкожная жировая клетчатка и одежда.

 

 

27. Терморецепторы периферические и центральные. Регуляция изотермии. Понятие о гипо- и гипертермии.

 

· Нейрогормональные механизмы регулируют температуру тела посредством изменения интенсивности теплопродукции и теплоотдачи. Это осуществляется следующим образом.

× При понижении температуры окружающей среды выработка тепла (расход энергии) увеличивается, а сосуды кожи суживаются, что уменьшает теплоотдачу и обеспечивает поддержание температуры тела постоянной.

× При повышении температуры окружающей среды выработка тепла уменьшается, сосуды кожи расширяются, возможно также потоотделение, в результате чего больше тепла отдается в окружающую среду, что тоже способствует поддержанию постоянной температуры тела.

Рецепторы, воспринимающие изменение температуры (терморецепторы),делят на

· периферические (в коже, подкожных тканях, скелетных мышцах и внутренних органах)

· и центральные (в ЦНС).

Кожные терморецепторы обеспечивают передачу сигналов в ЦНС об изменениях температуры среды и формирование температурных ощущений. В коже холодовых рецепторов во много раз больше, чем тепловых. Во внутренних органах и тканях также преобладают холодовые рецепторы.

Центральные терморецепторы (термосенсоры) обнаружены в спинноми среднем мозге, в гипоталамусе.

· Термосенсоры — это нейроны, которые могутвозбуждаться при их непосредственном охлаждении или нагревании; они оченьчувствительны — улавливают изменение температуры даже всего на 0,011 °С.

Импульсы от периферических терморецепторов поступают в центр терморегуляции.

Центр терморегуляции локализуется в гипоталамусе.

· В переднем гипоталамусе происходит сравнение полученных с периферии сигналов с активностью центральных термосенсоров, отражающих температурное состояние мозга.

· На основе интеграции информации этих двух источников задний гипоталамус обеспечивает выработку сигналов, управляющих процессами теплопродукции и теплоотдачи.

· Центральные терморецепторы обеспечивают включение терморегуляторных механизмов при снижении температуры на сотые доли градуса (регуляция по отклонению),

· периферические (при охлаждении кожи) — включают терморегуляторные процессы до изменения температуры внутренней среды (регуляция по опережению).

· возбуждение рецепторов кожи не является опережающим, поскольку вначале изменяется температура кожи организма (терморецепторы локализуются не в воздухе, а в организме), а потом включаются теморегуляторные реакции. Таким образом, это тоже регуляция по отклонению.

· Терморегуляторные реакции могут включаться по механизму условного рефлекса, что доказывает участие коры большого мозга в регуляции температуры тела (регуляция по опережению).

Регуляция сократительной теплопродукции осуществляется соматической нервной системой. Сужение и расширение сосудов, обеспечивающие изменение теплоотдачи, осуществляются в основном симпатоадреналовой системой.

· Интенсивность потоотделения также регулируется симпатической нервной системой, но с помощью холинергических нейронов — при повышении температуры тела потоотделение возрастает.

· Симпатоадреналовая система и гормоны щитовидной железы (три- и тетрайодтиронин) стимулируют обмен веществ (выработку тепла) в различных органах и тканях при понижении температуры окружающей среды и уменьшают при ее увеличении.

· Совокупность всех механизмов обеспечивает температурный гомеостазис.

· Однако при температуре окружающей среды выше комфортной (в том числе и между кожей и одеждой) и недостаточности теплоотдачи за счет теплоиспарения теплопродукция может не уменьшаться, а, наоборот, возрастать вследствие повышения температуры тканей организма, при этом может наблюдаться перегревание организма (тепловой удар).

· Перегревание тела человека более чем на 6 ° С ведет к смерти, т.е. при температуре тела выше 43 °С. Правда, такое превышение температуры может случиться только в экстремальных случаях и наблюдается крайне редко.

 

 

 

Дополнительно по регуляции