Механизмы физической терморегуляции. Эффекторные реакции физической терморегуляции.

Наряду с процессами выработки тепла в организме постоянно происходит его отдача. Она осуществляется за счет теплопроведения, конвекции, теплоизлучения, испарения. Кроме этого, некоторое количество тепла расходуется на нагревание пищи (до 14 %) и теряется с экскрементами (до 1 %).

Кровь, оттекая от «ядра» тела, а также от работающих мышц, несет тепло к «оболочке». Температура окружающей среды может быть значительно ниже, чем t поверхности кожи, может быть одинаковой с ней или значительно превышать ее. Чем ниже t окр. среды, тем интенсивнее теплоотдача. В этих условиях ее интенсивность определяется кол-вом теплой крови, прошедшей через сосуды кожи, которое зависит от суммарного просвета капилляров кожи и величины объемного кровотока в них.

На холоде кров. сосуды кожи (артериолы) суживаются. При этом большее кол-во крови поступает в сосуды брюшной полости и тем самым ограничивается теплоотдача. Поверхностные слои кожи, получая меньше теплой крови, меньше отдают тепла в окр. среду. При сильном охлаждении кожи происходит открытие артериовенозных анастомозов, что значительно уменьшает кол-во крови, поступающей в капилляры, и в итоге снижает теплоотдачу. Так, кровоток к коже кисти руки при температуре ниже 15°С уменьшается почти в 6 раз. При более значительном охлаждении сосуды кожи могут спазмироваться, а кровоток в них уменьшается вплоть до холодового стаза, т.е. до полной остановки.

Перераспределение крови, происходящее на холоде, — уменьшение количества крови, циркулирующей через поверхностные сосуды, и увеличение количества крови, проходящей через сосуды внутренних органов, способствуют сохранению тепла во внутренних органах. При повышении t окр. среды сосуды кожи расширяются, количество крови, циркулирующей в них, увеличивается, что способствует теплоотдаче.

Интенсивность теплоотдачи определяется не только соотношением t кожи и окр. среды. Она зависит и от др. факторов. Одежда уменьшает теплоотдачу. Потере тепла препятствует и тот слой неподвижного воздуха, который находится между одеждой и кожей, так как воздух — плохой проводник тепла.

Теплоизолирующие свойства одежды тем выше, чем мельче ячеистость ее структуры, содержащей воздух. Этим объясняются хорошие теплоизолирующие свойства шерстяной и меховой одежды. Наоборот, обнаженное тело теряет тепло, так как воздух на его поверхности все время сменяется. Поэтому температура кожи обнаженных частей тела намного ниже, чем одетых.

У человека в состоянии покоя в закрытом помещении либо в безветренную погоду при температуре воздуха в зоне комфорта и суммарной теплоотдаче, равной 419 кДж (100 ккал) в час, путем теплоизлучения и теплопроведения теряется 66 % испарения воды, пота — 19 %, конвекции — 15 % от общей потери тепла организмом. Однако при количественном изменении соотношения таких факторов, как температура «ядра», интенсивность объемного кровотока в капиллярах кожи, t внешней среды, ее влажность и др.погодные условия, качество одежды, обуви, а также интенсивность теплообразования, весьма существенно влияют на соотношение конвекции, теплопроведения, теплоизлучения и.

1) Теплопроведение — отдача тепла путем прямого контакта кожи с др. телами и предметами. Чем выше температура тела по отношению к температуре предметов, с которыми кожа соприкасается, тем интенсивнее теплоотдача теплопроведением. Общее количество теплопотерь этим путем прямо пропорционально времени контакта и площади соприкосновения кожи с более холодными предметами. Чем ниже теплопроводность кожи (толщина жирового слоя у человека), чем ниже теплопроводность одежды, тем ниже уровень теплоотдачи путем теплопроведения. Влажный воздух, пребывание в холодной воде, влажная одежда значительно усиливают теплопотери путем теплопроведения. Поэтому погружение в бассейн с холодной водой (например, после разогревания в финской бане) сопровождается большими потерями тепла путем теплопроведения. Когда же температура среды и предметов, с которыми имеется соприкосновение, уравнивается с температурой кожи, теплоотдача путем теплопроведения прекращается. Если же температура среды или предметов становится выше, чем температура кожи, происходит нагревание кожи и тела.

2) Конвекция — перенос тепла движущейся средой (воздух, вода). Прилегающий к коже слой воздуха нагревается до температуры тела и затем, как более легкий, замещается более плотным холодным воздухом. Чем больше разница между температурой кожи и воздуха, тем интенсивнее этот путь теплоотдачи. При выравнивании температур кожи и воздуха конвекция, как путь теплоотдачи, становится неэффективной. Если же температура воздуха больше температуры кожи, то происходит не теплоотдача, а нагревание кожи.

Теплоотдача путем конвекции значительно возрастает при ветре, находясь в прямой зависимости от скорости воздушных потоков, обтекающих обнаженные участки кожи.

3) Теплоизлучение (радиационное излучение). Если человек находится в помещении, где имеются холодные предметы большой теплоемкости (холодные стены, каменные колонны, металлические сейфы, холодильники, холодные окна и др.), его тело без всякого контакта или соприкосновения с этими предметами излучает в их направлении тепловые лучи инфракрасного диапазона (электромагнитные волны 5—20 мкм). Тело человека излучает в сторону холодных теплоемких предметов тепло через воздушную среду, разделяющую их, температура которой может быть ниже, чем температура кожи, либо равна ей, либо даже превышать ее. Теплоотдача путем излучения прямо пропорциональна площади обнаженной поверхности тела. Поверхность тела, укрытая одеждой, в теплоизлучении практически участия не принимает.

4) Испарение. Организм теряет тепло при испарении с поверхности кожи или слизистых оболочек воды или пота. Скрытая теплота парообразования составляет 0,58 ккал (2,43 кДж) на 1 г воды. Это значит, что при испарении с поверхности кожи или дых. путей каждого грамма воды организм отдает 0,58 ккал тепла.