Механизмы химической и физической терморегуляции. Слайд 36

Физиологический процесс, направленный на поддержание темпе­ратуры тела на постоянном уровне, называется терморегуляцией. По­стоянство температуры тела связано с количеством тепла, образую­щегося в организме, и количеством тепла, выделяющегося во внешнюю среду. Из организма тепло выделяется в основном через кожу. Общее количество тепла, выделяемого человеком за сутки, со­ставляет около 13 500 кДж. 80% этого тепла выделяется через кожу, а 20% - через легкие и с мочой. Терморегуляция в организме челове­ка осуществляется двумя путями. Первый путь - химическая термо­регуляция, второй - физическая.

Химическая терморегуляция связана с образованием тепла за счет энергии, выделяемой при расщеплении органических веществ н со­ставе пищи и при работе мышц.

Это эволюционно более древний, но менее совершенный процесс. Его суть — рефлекторное изменение интенсивности процессов обмена веществ и энергии в клетках, т.к. тепло является конечным продуктом превращения энергии в организме. Существуют механизмы сократительного и несократительного термогенеза.

Сократительный термогенез. Увеличение продукции тепла при сократительном термогонезе происходит за счет увеличения активности мышечной ткани. При сокращении скелетных произвольных мышц выработка тепла увеличивается. Существует особый вид мышечных сокращений — мышечная дрожь, при которой мышцы не совершают полезной работы и их сокращение направлено исключительно на выработку тепла.

Несократительный термогенез. При несократительном термогенезе меняется ход химических реакций. Не вся освобождающаяся в процессах диссимиляции энергия заключается в молекулы АТФ. Число синтезируемых молекул АТФ уменьшается, т.к. часть энергии сразу переходит в тепло. Организм согревается, но его рабочие возможности уменьшаются. Химическая терморегуляция, основанная на изменении обмена веществ, — слишком дорогая цена для поддержания температуры тела на постоянном уровне.

Механизмы химической терморегуляции включаются тогда, когда органам подвергается длительному и сильному охлаждению. У человека отмечается усиление теплопродукции вследствие увеличения интенсивности обмена веществ, если температура окружающей среды становится ниже оптимальной температуры или зоны комфорта. При обычной легкой одежде эта зона находится в пределах 18—20^°С, а для обнаженного человека — 28^°С. В химической терморегуляции, кроме мышц, значительную роль играют печень и почки. Освобождение энергии в организме совершается за счет окислительного распада белков, жиров и углеводов. Поэтому все механизмы, которые регулируют окислительные процессы, регулируют и теплопродукцию.

Слайд 37 Физическая терморегуляция выделение образующейся в организ­ме энергии во внешнюю среду в виде тепла. Это испарение воды с кожных покровов при потоотделении. Терморегуляция кожи осуще­ствляется с помощью потовых желез, кровеносных сосудов и подкож­ной клетчатки. Отдача тепла в окружающую среду осуществляется излучением, теплопроведением, конвекцией и испарением.

· Излучение. Обнажённый человек в условиях комнатной температуры теряет около 60% от отдаваемого тепла посредством излучения инфракрасных волн длиной от 760 нм.

· Конвекция (15% отдаваемого тепла) — потеря тепла путём переноса движущимися частицами воздуха или воды. Количество тепла, теряемого конвекционным способом, возрастает с увеличением скорости движения воздуха (вентилятор, ветер). В воде величина отдачи тепла путём проведения и конвекции во много раз больше, чем на воздухе.

· Проведение — контактная передача тепла (3% отдаваемого тепла) при соприкосновении поверхности тела с какими-либо физическими телами (стул, пол, подушка, одежда и др.).

Излучение, конвекция и проведение происходят, когда температура тела выше температуры окружающей среды. Если температура поверхности тела равна или ниже температуры окружающей среды, то эти способы потери тепла организмом становятся неэффективными. Например, в обычных условиях теплопроведение играет небольшую роль, т.к. воздух и одежда плохо проводят тепло.

· Испарение — необходимый механизм выделения тепла при высоких температурах. Испарение воды с поверхности тела приводит к потере 2,43 кДж (0,58 ккал) тепла на каждый грамм испарившейся воды.

Тепло в организме распределяется через кровь. При раздражении чувствительных нервных окончаний кожи изменяется скорость об­менных процессов. Например, если повышается температура внеш­ней среды, обмен веществ замедляется, кровеносные сосуды расширя­ются. К коже притекает больше крови, повышается ее температура. При этом наружу выделяется больше тепла. Таким образом орга­низм сам защищается от перегрева. Если температура окружающей среды понижается, то кровеносные сосуды сужаются. В этом случае к коже притекает меньше крови. Организм сохраняет тепло и защи­щает себя от переохлаждения. Выделение тепла организмом связано не только с температурой внешней среды. Иногда отдача или образо­вание тепла могут быть связаны с эмоциями. При сильном гневе кожа человека резко краснеет или бледнеет. При этом количество крови, притекающей к коже, может изменяться.

Таким образом, полезным приспособительным результатом деятельности рассматриваемой функциональной системы является постоянство не температуры кожи (температурной «оболочки»), а температуры внутренних органов (температурного «ядра»)