Termoregulering av kroppen. herding

I prosessene med homeostase hos alle varmblodige dyr og mennesker veldig viktig har termoregulering - evnen til å opprettholde kroppstemperaturen på et konstant nivå, uavhengig av svingninger i omgivelsestemperaturen ( isoterm ). I motsetning til dyr, hvis kroppstemperatur er direkte avhengig av omgivelsestemperaturen (amfibier, krypdyr, fisk), lar kroppstemperaturnivået til varmblodige organismer dem opprettholde sin aktivitet i ulike forhold habitater, og dermed øke deres tilpasningsevne.

Konstansen til kroppstemperaturen skyldes prosessene med varmegenerering og varmeoverføring. Disse prosessene er regulert av komplekse refleks virker, som oppstår som respons på temperaturirritasjon av reseptorene i huden, huden og subkutane kar, samt de sentrale nervesystemet. Termoreseptorer som oppfatter kulde eller varme er lokalisert i den fremre delen av hypothalamus, i den retikulære dannelsen av midthjernen, og også i ryggmargen (se fig. nervesystemet). Hypothalamus inneholder de viktigste termoregulatoriske sentrene som koordinerer komplekse prosesser gir isoterm. Sentrene til noen termoregulatoriske reflekser er lokalisert i ryggmargen, en viss del i prosessene med termoregulering tas av hjernebarken, kjertler indre sekresjon(primært skjoldbruskkjertelen og binyrene). Når den avkjøles, utskiller skjoldbruskkjertelen mer aktivt et hormon som aktiverer metabolismen og som et resultat øker varmeproduksjonen. Binyrene øker utskillelsen av adrenalin, som innsnevrer hudkarene, reduserer varmeoverføringen og øker varmeutviklingen på grunn av økte oksidasjonsprosesser i vevene.

Siden ulike organer har ulik metabolsk aktivitet, kan temperaturen variere. Leveren har høyest temperatur (37,8–38°C), da den befinner seg dypt inne i kroppen og har mest høy level metabolske prosesser. Temperaturen på huden er mer avhengig av omgivelsestemperaturen og er på grunn av den høye varmeoverføringen den laveste (30–34 °C), mens den kan variere betydelig: den høyeste på stammen og hodet, den laveste på ekstremiteter.

Kroppstemperaturen har et døgnregime og varierer fra 0,5–0,7°C: maksimum observeres under muskelarbeid og kl. 16–18, minimum er i hvile og kl. 3–4. Mål kroppstemperaturen i armhule(36,5–36,9°C), kl spedbarn ofte i endetarmen, hvor den er høyere og er 37,2-37,5 ° C.

Konstantiteten til kroppstemperaturen hos mennesker opprettholdes bare når prosessene med varmeutvikling og varmeoverføring av kroppen er i likevekt (fig. 1.25). Dette oppnås gjennom fysiske og kjemiske mekanismer for termoregulering.

Kjemisk termoregulering skjer gjennom aktivering av metabolske prosesser i kroppens vev, noe som fører til økt varmeutvikling. Hos mennesker noteres en økning i varmeutvikling når omgivelsestemperaturen faller under det optimale (den såkalte termiske komfortsonen). I klær er komforttemperaturen 18-20°C, uten - 28°C. Den mest intense varmeutviklingen observeres i muskler, lever og nyrer.

Fysisk termoregulering skjer gjennom en reduksjon eller økning i varmeoverføring på grunn av en endring i varmestråling (strålevarmeoverføring), konveksjon (blanding av luft oppvarmet av kroppen) og fordampning av vann fra overflaten av hud og lunger. I hvile ved en temperatur på 20 ° C hos mennesker er stråling 66%, fordampning - 19%, konveksjon - 15% totalt tap kroppsvarme. Laget av subkutant fettvev hindrer varmeoverføring, siden det fettvev har lav varmeledningsevne, og klær som lager et lag med stille luft rundt kroppen.

Ris. 1,25.

Varmeoverføring ved stråling og konveksjon er bare mulig ved omgivelsestemperaturer opp til 35 ° C, ved høyere lufttemperaturer opprettholdes kroppstemperaturen bare ved fordampning av svette; varmeoverføring ved fordampning og med intens muskelbelastning blir den ledende. Effektiviteten til denne typen varmeoverføring avhenger av luftfuktigheten og pusteevnen til klærne. Pusten er også involvert i å opprettholde kroppstemperaturen: under utånding frigjør lungene vann i form av vanndamp, denne typen varmeoverføring reguleres av en endring i respirasjonsfrekvensen.

En viktig mekanisme for termoregulering er omfordeling av blod i karene og volumet av sirkulerende blod. Ved lave temperaturer smalner arteriolene i huden, stor kvantitet blod kommer inn i karene bukhulen, som et resultat av hvilket varmeoverføring er begrenset, og de indre organene varmes opp i tillegg. Ved enda sterkere avkjøling åpnes karene som sørger for utslipp av blod fra arteriene til venene (arteriovenøse anastomoser), og blodstrømmen inn i kapillærene avtar ytterligere. Ved økning i kroppstemperatur utvider hudkarene seg, volumet av blod som strømmer gjennom hudkarene øker, noe som fører til avkjøling av blodet i hudkarene på grunn av varmeoverføring fra kroppsoverflaten (fig. 1.26).

Ris. 1,26. Mekanismen for varmeoverføring i kulde (A) og i varme(B)

Ytterligere midler for termoregulering kan tjene som en endring i kroppsposisjon, gåsehud, frysninger. Så når en person er kald, krøller han seg sammen til en "ball", noe som reduserer varmeoverføringsoverflaten. " Gåsehud"- en rudimentær reaksjon som har blitt bevart hos mennesker i utviklingsprosessen fra dyreforfedre dekket med ull - lar deg heve ullen, og dermed øke laget med varm stille luft rundt kroppen og lukke ekskresjonskanaler svettekjertler, reduserer fordampning av vann fra overflaten av kroppen. Frysninger som oppstår når hypotermi fører til Ekstrautdanning varme som et resultat muskelarbeid (liten skjelving), som går til å varme opp kroppen.

Endringer i termoregulering i ontogeni. I prosessen med ontogenese utvikler evnen til å opprettholde en konstant kroppstemperatur seg gradvis. En nyfødt baby er preget av ustabil termoregulering: det oppstår lett avkjøling eller overoppheting av kroppen når omgivelsestemperaturen endres, selv en liten muskelbelastning (langvarig gråt) kan føre til en økning i kroppstemperaturen. Evnen til å termoregulere hos premature babyer er svært lav, så de trenger spesielle forhold for å opprettholde kroppstemperaturen.

De viktigste termoregulatoriske reaksjonene i kroppen dannes i spedbarnsalderen. I de første månedene av livet utføres beskyttelse mot varmetap av kroppen hovedsakelig av subkutant fettvev. En slik statisk mekanisme tillater ikke tilstrekkelig regulering av varmeoverføring i samsvar med dagens situasjon, så barn barndom lett utsatt for hypotermi og overoppheting. Barnets kropp er tilpasset for å redusere varmeoverføring fra en relativt stor overflate av kroppen, hovedsakelig på grunn av termisk isolasjon av subkutant fettvev. I tillegg, i denne alderen, fungerer brunt fettvev i barnets kropp. Den er mettet med mitokondrier involvert i intracellulære energiprosesser, og "varmer" de store karene som ligger langs ryggraden. Vasomotoriske reaksjoner, som bestemmer tonen til overfladisk plasserte kar og regulerer varmeoverføring, dannes aktivt i løpet av det første leveåret. Siden de fortsatt er ufullkomne, oppstår lett hypotermi eller overoppheting av kroppen, derfor, når du tar vare på babyer og oppdrar dem, må det termiske regimet observeres ganske strengt. Etter et år begynner musklene å koble seg til produksjonen av varme, og brunt fettvev slutter gradvis å fungere. Imidlertid er varmeoverføringsmekanismene fortsatt ufullkomne og komforttemperaturen forblir høy - omtrent 30°C. I en alder av 3 til 7 år er et betydelig sted okkupert av mekanismene for kjemisk (metabolsk) termoregulering. Fra en alder av 6 begynner en rask forbedring i de vasomotoriske reaksjonene til perifere kar, og i en alder av 10 nærmer fysisk termoregulering nivået til en voksen i sin effektivitet. PÅ ungdomsårene blodstrømmen øker, noe som fører til en økning i hudtemperaturen. I tillegg ustabilitet vaskulær tone, karakteristisk for denne alderen, reduserer mulighetene for fysisk termoregulering, og for å opprettholde en konstant kroppstemperatur, blir det igjen nødvendig å øke varmeproduksjonen på grunn av aktivering av metabolske prosesser. Derfor, i pubertet mulighetene for termoregulering reduseres, og reduserer på en viss måte de adaptive ressursene til kroppen. PÅ ungdomsårene temperaturhomeostase blir mer stabil, termoregulatoriske reaksjoner er mer økonomiske. Hos eldre og høy alder ro ned metabolske prosesser, reduseres mulighetene for adaptiv regulering av vaskulær tonus og muskelkomponenten i fysisk termoregulering, noe som fører til en reduksjon i kroppstemperatur, en lett forekomst av hypotermi, inflammatorisk og forkjølelse.

For normal flyt fysiologiske prosesser i menneskekroppen er det nødvendig at varmen som frigjøres av kroppen fjernes fullstendig til miljøet, siden kroppens funksjon krever forekomst av kjemiske og biokjemiske prosesser i den i tilstrekkelig grad strenge temperaturgrenser (36,5 - 37,0 o C).

Forhold som bryter med varmebalansen forårsaker reaksjoner i kroppen som bidrar til dens utvinning på grunn av kroppens adaptive og kompenserende evner.

Varmehåndteringsprosesser å vedlikeholde konstant temperatur menneskekroppen innenfor 36 - 37 ° C kalles termoregulering.

Termoregulering er en fysiologisk prosess kontrollert av sentralnervesystemet..

Prosessene for varmeavgivelsesregulering utføres hovedsakelig på tre måter: biokjemisk; ved å endre intensiteten av blodsirkulasjonen og intensiteten av svette.

Termoregulering ved biokjemiske midler Det består i å endre intensiteten av metabolismen (oksidative prosesser) når kroppen er overopphetet eller avkjølt.

Termoregulering ved å endre intensiteten av blodsirkulasjonen er kroppens evne til å regulere tilførselen av blod (kjølevæske) fra Indre organer til overflaten av kroppen, som følge av innsnevring eller ekspansjon blodårer avhengig av omgivelsestemperaturen. Blodtilførselen ved høye temperaturer kan være 20 til 30 ganger større enn ved lave temperaturer. I fingrene kan blodtilførselen endres 600 ganger.

Termoregulering ved å endre utskillelsesintensiteten svette utføres ved å endre prosessen med varmeoverføring og som et resultat av fordampning av den frigjorte svetten.

Termoregulering av kroppen utføres på alle måter samtidig, noe som eliminerer hypotermi og overoppheting av kroppen, da det sikrer en balanse mellom mengden varme som kontinuerlig genereres i kroppen (kjemisk termoregulering) og overskuddsvarmen som kontinuerlig avgis til omgivelsene (fysisk termoregulering), dvs. varmebalansen opprettholdes organisme.

Termoregulering ( Q) kan representeres som følger:

Q = M ± R ± C – E(1)

Å opprettholde en konstant kroppstemperatur bestemmes av kroppens varmeproduksjon M, det vil si metabolismeprosessene i cellene (fordøyelse av mat, forbrenning av sukker og fettlagre), produsert som følge av fysisk aktivitet(utføre arbeid, hvis energiforbruk bestemmer kategorien arbeid, ufrivillig muskelskjelving).

Varmespredning eller varmeøkning R på bekostning av infrarød stråling kroppen inn i det omkringliggende rommet eller bestråling med en infrarød strøm av overflaten av menneskekroppen fra dette rommet;



varmeoverføring eller varmeøkning C ved konveksjon, det vil si gjennom oppvarming eller avkjøling av kroppen med luft som vaskes over overflaten av kroppen;

varmeavledning E, på grunn av fordampning av fuktighet fra overflaten av huden, slimhinnene i de øvre luftveiene, lungene.

En endring i mikroklimaparametere forårsaker en endring prosentdel mengder som bestemmer varmebalansen til menneskekroppen.

normale forhold med en svak luftbevegelse mister en person i ro omtrent 45% av all termisk energi produsert av kroppen som et resultat av termisk stråling; konveksjon opptil 30 % og fordampning opptil 25 %.

Samtidig: over 80 % av varmen avgis gjennom huden, ca 1-3 % gjennom luftveiene, ca 7 % av varmen brukes på å varme opp maten, vannet og innåndingsluften.

Med en økning i temperaturen på uteluften og de samme verdiene for relativ fuktighet, øker fordampningen av huden som et resultat av svette fra overflaten av menneskekroppen. svette spiller viktig rolle i å opprettholde menneskelig komfort. Så, under normale atmosfæriske forhold, frigjør kroppen fra 0,4 til 0,6 liter svette per dag, og 0,6 kcal blir brukt per time med svette. Når du arbeider under forhold forhøyet temperatur og fuktighet, er varmeoverføringen av kroppen vanskelig.

Biologi og genetikk

Det er flere mekanismer for varmeoverføring til miljøet. Stråling er frigjøring av varme i form av elektromagnetiske bølger i det infrarøde området. Mengden varme som kroppen sprer ut i miljøet ved stråling er proporsjonal med overflatearealet til strålingen, overflatearealet av kroppen som ikke er dekket av klær og temperaturgradienten. Ved en omgivelsestemperatur på 20°C og en relativ luftfuktighet på 4060, sprer kroppen til en voksen person ved stråling rundt 4050 av den totale varmen som avgis.

Termoregulering, typer termoregulering.

termoregulering dette er et sett med fysiologiske prosesser hvis aktivitet er rettet mot å opprettholde den relative konstanten til kjernetemperaturen under forhold med skiftende miljøtemperatur ved å regulere varmeproduksjon og varmeoverføring. Termoregulering er rettet mot å forhindre brudd på kroppens termiske balanse eller gjenopprette den, hvis slike brudd allerede har skjedd, og utføres på den nevro-humorale måten.

Termoregulering kan deles inn i to hovedtyper: kjemisk og fysisk termoregulering.

De er på sin side også delt inn i flere typer:

  1. Kjemisk termoregulering

kontraktil termogenese

ikke-skjelvende termogenese.

  1. Fysisk termoregulering

Stråling.

Varmeledning (ledning)

Konveksjon

Fordampning

Vurder disse typer termoregulering mer detaljert.

Kjemisk termoregulering

kontraktil termogenese

Denne typen termoregulering fungerer når vi er kalde og trenger å heve kroppstemperaturen. Denne metoden består i muskelsammentrekning.

Med muskelkontraksjon øker ATP-hydrolyse, derfor øker strømmen av sekundær varme, som går til å varme opp kroppen.

Frivillig aktivitet av muskelapparatet, skjer hovedsakelig under påvirkning av cortex halvkuler. Samtidig er en økning i varmeproduksjonen mulig med en faktor 35 sammenlignet med verdien av hovedsentralen.

Vanligvis, med en reduksjon i temperaturen i miljøet og blodtemperaturen, er den første reaksjonen en økning i termoregulatorisk tone.(hår på kroppen "står på ende", "gåsehud" vises). Fra synet på sammentrekningsmekanikken er denne tonen en mikrovibrasjon og lar deg øke varmeproduksjonen med 25-40% av det opprinnelige nivået. Vanligvis er musklene i hodet og nakken med på å skape tonen.

Med mer betydelig hypotermi blir den termoregulatoriske tonen tilmuskelkald skjelving. Kald skjelving er en ufrivillig rytmisk aktivitet av overfladisk lokaliserte muskler, som et resultat av at varmeproduksjonen øker. Det antas at varmeproduksjonen ved kaldskjelving er 2,5 ganger høyere enn ved frivillig muskelaktivitet.

Den beskrevne mekanismen fungerer på refleksnivå uten deltagelse av vår bevissthet. Men det er mulig å heve kroppstemperaturen ved hjelp av bevisst motorisk aktivitet.

Mens du gjør fysisk aktivitet av ulik effekt, øker varmeproduksjonen med 515 ganger sammenlignet med hvilenivået. I løpet av de første 1530 minuttene med kontinuerlig drift stiger kjernetemperaturen ganske raskt til et relativt stasjonært nivå, og holder seg deretter på dette nivået eller fortsetter å stige sakte.

Ikke-skjelvende termogenese

Denne typen termoregulering kan føre til både økning og reduksjon i kroppstemperaturen.

Det utføres ved å akselerere eller bremse katabolske metabolske prosesser. Og dette vil igjen føre til en reduksjon eller økning i varmeproduksjonen. På grunn av denne typen termogenese kan varmeproduksjonen øke med 3 ganger.

Reguleringen av prosessene med ikke-skjelvende termogenese utføres ved å aktivere det sympatiske nervesystemet, produksjonen av skjoldbruskkjertelhormoner og binyremargen.

Fysisk termoregulering

Fysisk termoregulering forstås som et sett med fysiologiske prosesser som fører til en endring i nivået av varmeoverføring. Det er flere mekanismer for varmeoverføring til miljøet.

  1. Stråling Varmeoverføring i form av infrarøde elektromagnetiske bølger. Stråling gir energi til alle objekter hvis temperatur er høyere absolutt null. Elektromagnetisk stråling beveger seg fritt gjennom et vakuum, atmosfærisk luft for den kan også betraktes som "gjennomsiktig". Mengden varme som kroppen sprer ut i miljøet ved stråling er proporsjonal med overflatearealet til strålingen (overflatearealet på kroppen som ikke er dekket av klær) og temperaturgradienten. Ved en omgivelsestemperatur på 20°C og en relativ luftfuktighet på 4060 %, sprer kroppen til en voksen person ved stråling rundt 4050 % av all varme som avgis.
  2. Varmeledning (ledning)en metode for varmeoverføring under direkte kontakt av kroppen med andre fysiske gjenstander. Mengden varme som avgis til miljøet ved denne metoden er proporsjonal med forskjellen i gjennomsnittstemperaturene til kontaktlegemene, arealet av kontaktflatene, tidspunktet for termisk kontakt og termisk ledningsevne.
  3. Konveksjon varmeoverføring, utført ved overføring av varme ved å bevege partikler av luft (vann). Luften i kontakt med huden varmes opp og stiger, dens plass blir tatt av en "kald" porsjon luft osv. Under forhold med termisk komfort mister kroppen opptil 15 % av all varme som avgis på denne måten.
  4. Fordampning overføring av termisk energi til miljøet på grunn av fordampning av svette eller fuktighet fra overflaten av huden og slimhinnene i luftveiene. På grunn av fordampning avgir kroppen ved en behagelig temperatur ca. 20 % av all avledet varme. Fordampning er delt inn i 2 typer.

Umerkelig svettefordampning av vann fra slimhinnene i luftveiene(gjennom pusten) og vann som siver gjennom epitelet i huden (Fordampning fra overflaten av huden.Det går selv om huden er tørr.).

I løpet av en dag Airways opptil 400 ml vann fordamper, dvs. kroppen mister opptil 232 kcal per dag. Om nødvendig kan denne verdien økes på grunn av termisk kortpustethet.

Omtrent 240 ml vann siver gjennom epidermis i gjennomsnitt per dag. Derfor taper kroppen på denne måten opptil 139 kcal per dag. Denne verdien er som regel ikke avhengig av reguleringsprosessene og ulike miljøfaktorer.

Opplevd svetteVarmespredning gjennom fordampning av svette . I gjennomsnitt frigjøres 400500 ml svette per dag ved en behagelig temperatur i miljøet, derfor avgis opptil 300 kcal energi. Om nødvendig kan imidlertid svettevolumet øke til 12  l per dag, dvs. Ved å svette kan du miste opptil 7000 kcal per dag.

Effektiviteten av fordampning avhenger i stor grad av miljøet: jo høyere temperatur og lavere fuktighet, jo høyere effektivitet er svette som varmeoverføringsmekanisme. Ved 100 % fuktighet er fordampning umulig.


Samt andre verk som kan interessere deg

35444. Problemer med administrativ etterforskning i tollmyndighetene under reformen av tolllovgivningen 484,5 kB
Formålet med oppgavens forskning er de sosiale relasjonene som utvikler seg i prosessen med saksbehandling i saker om administrative lovbrudd knyttet til gjennomføringen av en administrativ etterforskning, er emnet en administrativ etterforskning i prosessmekanismen i saker om administrative lovbrudd.
35445. Kirurgi. Krybbe 451KB
Precancerøse sykdommer i tykktarmen og endetarmen. Divertikulum divertikulose kolon. Polyposelesjon av tykktarmen obligat precancer som kan være i form av: Enkelte adenomatøse villøse polypper som er ondartede i 45 tilfeller, spesielt polypper større enn 2 cm; villøse polypper blir oftere ondartede. Multippel polypose kolon som.
35446. PSYKIATER, PSYKOTERAPEUT, PSYKOLOG - HVEM ER HVEM 35,5 kB
Den dagen, mens jeg gikk hjem, tenkte jeg at et av hovedproblemene til alle parter som er interessert i denne tvisten, er å definere begreper, for eksempel er konseptet paranoid for en psykiater ikke akkurat det en psykolog legger inn i det, og det er ikke mange av disse oversettelsesvanskene. Samtidig er alle psykiatere og psykologer engasjert i psykoterapi for ganske mye juridiske grunner og noen ganger ikke uten hell. Et annet problem er enten eller: det kan ikke være to meninger, det er bare én riktig undervisning og en psykoterapeut som bekjenner det, men det er alt ...
35447. STRUKTUR, UTVIKLING OG FUNKSJONELL BETYDNING AV ULIKE DELER AV NERVESYSTEMET 15,49 KB
I midten ryggmarg lokaliserte opphopning av grå substans nerveceller nevroner omgitt av hvit substans dannet av nervetråder. Reflekser av vannlating og avføring av refleks hevelse av penis og utløsning av frø hos en mann ereksjon og utløsning er også assosiert med funksjonen til ryggmargen Ryggmargen utfører også en ledende funksjon nervefibre bestanddeler av bulken Hvit substans danner hjernens ledende SjTH-syindago. Ryggmargens aktivitet hos mennesker er i stor grad underordnet den koordinerende ...
35448. Min favorittfilm Romeo og Julie 14,76 KB
Og jeg skal prøve å fortelle deg om denne filmen. I byen Verona var det to rike familier, Capulets og Montagues. Det var en gammel krangel mellom de to familiene. En dag laget Capulet en flott kveldsmat. På den kveldsmaten så Romeo Juliet og ble forelsket i henne på en.
35449. Tatt av vinden. Min favorittfilm 17,43 KB
Jeg "liker ikke skrekkfilmer, og jeg synes de er ganske ekle. Noen ganger ser jeg på politifilmer eller historisk film, men jeg er ikke veldig opptatt av denne typen filmer. La meg nå fortelle deg om en av mine favorittfilmer Gone with the wind av romanen av Mrgret Mitchell.
35450. Høyere nervøs aktivitet hos barn i løpet av de første 3 leveårene 13,23 KB
Høyere nervøs aktivitet barn tidlig alder preget av en ubalanse mellom to hoved nervøse prosesser: eksitatoriske prosesser dominerer over inhiberingsprosesser. Det er mange vidt spredte bestrålede reaksjoner i barns oppførsel. Derfor er det umulig å kreve at barn raskt stopper handlingen de har begynt eller utfører noen bevegelse og raskt bytte fra en handling til en annen.
35451. Betingede og ubetingede reflekser 10,8KB
Ubetingede reflekser er en naturlig reserve av ferdige stereotype reaksjoner av kroppen. Ubetingede reflekser er de samme hos alle individer av samme art. Betingede reflekser Men oppførselen til høyere dyr og mennesker er ikke bare preget av medfødte, dvs.
35452. Motivasjon og følelser 10,94KB
På grunnlag av motivasjoner dannes det atferd som fører til tilfredsstillelse av det opprinnelige behovet. Følelser skal forstås som en viss tilstand av menneskekroppen og høyere dyr, som dannes under påvirkning av ytre eller indre behov eller mental representasjon og er ledsaget av et kompleks av somatiske og vegetative endringer som har en adaptiv verdi. Dermed bør følelser betraktes som en slags adaptiv reaksjon som dannes i evolusjonsprosessen.

termoregulering kalt menneskekroppens evne til å regulere varmevekslingen med omgivelsene og opprettholde kroppstemperaturen innenfor visse grenser (36,1 - 37,2 ° C).

Termoregulering gis ved å endre to komponenter i varmevekslingsprosessen: varmeproduksjon og varmeoverføring.

Av de to måtene å opprettholde termisk likevekt er reguleringen av varmeoverføring av primær betydning, siden. denne banen er mer variabel og håndterbar i kroppen, mens reguleringen av varmeproduksjonen spiller en positiv rolle hovedsakelig når lave temperaturer luft, ved høye temperaturer er muligheten for å regulere varmeoverføringen ved å redusere varmeproduksjonen begrenset.

Normal termisk velvære finner sted når den termiske balansen opprettholdes

Qt.r.= Qt.v.

Her Qt.o.- mengden varme som genereres av en person, og Qt.v.- mengden varme som mottas av en person fra miljøet. Denne korrespondansen karakteriserer miljøet som behagelig. Under komfortforhold opplever ikke en person termiske opplevelser av kulde eller overoppheting som forstyrrer ham.

Varmebalanseligningen ("menneske - miljø") har formen

Qt.o. \u003d q til + q t + q og + q bruk + q d,

hvor q til er konveksjonsindeksen;

q t- en indikator på termisk ledningsevne gjennom klær;

q og er strålingsindeksen;

q spansk - hudens fordampningshastighet;

q d - fordampningshastighet av fuktighet under pusting.

Varmeveksling mellom en person og miljøet utføres: konveksjon som et resultat av å vaske kroppen med luft ( q til), varmeledningsevne gjennom klær ( q t), stråling til de omkringliggende overflatene ( q og), fordampning av fuktighet fra overflaten av huden ( q spansk), fordampning av fuktighet under pusting ( q d).

Mengden varme som genereres av menneskekroppen avhenger av graden fysisk spenning i visse klimatiske forhold og varierer fra 85 (i hvile) til 500 J/s (hardt arbeid). I hvile ved en omgivelsestemperatur på +18 °C, andelen q til og q t er ca 30 %, q og– 45%, q spansk - 20%, q d - 5 % av all varme fjernet.

Prosessene med varmeutslippsregulering utføres hovedsakelig på tre måter: biokjemisk; ved å endre intensiteten av blodsirkulasjonen og intensiteten av svette.

Termoregulering med biokjemiske midler består i å endre intensiteten av oksidative prosesser som skjer i kroppen. For eksempel øker muskelskjelvinger som oppstår når kroppen er sterkt avkjølt frigjøringen av varme opp til 125...200 J/s.

Termoregulering ved å endre intensiteten av blodsirkulasjonen er kroppens evne til å regulere blodstrømmen (som i dette tilfellet er en kjølevæske) fra de indre organene til overflaten av kroppen ved å innsnevre eller utvide blodårene. Overføringen av varme med blodstrømmen er av stor betydning på grunn av de lave koeffisientene for varmeledningsevne til vev. Menneskekroppen- 0,314...1,45 W/(m °C). På høye temperaturer miljøet utvider hudens blodårer og blod strømmer til den fra de indre organene et stort nummer av blod og følgelig mer varme avgis miljø. Ved lave temperaturer oppstår det motsatte fenomenet: innsnevring av blodårene i huden, en reduksjon i blodstrømmen til hud og derfor avgis mindre varme eksternt miljø. I fingrene kan blodtilførselen endres til og med 600 ganger.



Termoregulering ved å endre intensiteten av svette er å endre prosessen med varmeoverføring på grunn av fordampning. Fordampende kjøling av menneskekroppen er av stor betydning. Så, ved 1L = 18°C,<р = 60 %, и» = 0 количество теплоты, отдаваемой человеком в окружающую среду при испарении влаги, составляет около 18 % общей теплоотдачи. При увеличении температуры окружающей среды до + 27°С доля (?„ возрастает до 30 % и при 36,6° С достигает 100 %.

Termoregulering av kroppen utføres samtidig på alle måter. Så, med en reduksjon i lufttemperatur, forhindres en økning i varmeoverføring på grunn av en økning i temperaturforskjell ved slike prosesser som en reduksjon i hudfuktighet og følgelig en reduksjon i varmeoverføring ved fordampning, en reduksjon i temperaturen på huden ved å redusere intensiteten av blodtransport fra indre organer og samtidig en reduksjon i temperaturforskjell .

Det er eksperimentelt fastslått at optimal metabolisme i kroppen og følgelig maksimal arbeidsproduktivitet finner sted hvis komponentene i varmeoverføringsprosessen er innenfor følgende grenser: e * 5 % Denne balansen karakteriserer fraværet av spenning i termoreguleringssystemet.

Parametrene for mikroklimaet i luftmiljøet, som bestemmer den optimale metabolismen i kroppen og der det ikke er noen ubehagelige opplevelser og spenninger i termoreguleringssystemet, kalles komfortable eller optimale. Sonen der miljøet fullstendig fjerner varmen som genereres av kroppen, og det ikke er spenninger i termoreguleringssystemet, kalles komfortsonen. Forhold der den normale termiske tilstanden til en person krenkes, kalles ubehagelige. Med en liten spenning i termoreguleringssystemet og lett ubehag etableres akseptable meteorologiske forhold.

Kroppstemperatur

Kroppstemperatur– Dette er en indikator på varmeoverføring i kroppen, som er en biologisk konstant.

- Poikilotermi- ikke-konstant kroppstemperatur, avhengig av omgivelsestemperaturen (kaldblodige dyr).

- Homeotermi- konstant kroppstemperatur, uavhengig av miljøet (varmblodige dyr).

- Isotermi- konstant kroppstemperatur.

I løpet av dagen er det en økning og reduksjon i kroppstemperaturen. Minimum t av kroppen er klokken 2 - 4 om morgenen, maksimum t klokken 16 - 19. Temperaturen er forskjellig i ulike deler av kroppen og i ulike organer. Det varmeste organet er leveren, temperaturen er 38-40 °C. I endetarmen er t 37,2 - 37,5 ° C, i armhulen 36,6 - 36,8 ° C,

Typer termoregulering

Konstant kroppstemperatur det er bare mulig hvis mengden varme som genereres i kroppen er lik mengden varme som avgis av den til miljøet, dvs. den bestemmes av likheten mellom varmeutvikling og varmeoverføring.

Termoregulering inkluderer

Kjemisk termoregulering- prosessen med å generere varme i kroppen (varmeproduksjon).

Fysisk termoregulering- fjerning av varme fra kroppen (varmeoverføring).

Kjemisk termoregulering (varmeproduksjon)

varmekilde i kroppen er stoffer, hvor kjemiske reaksjoner oppstår, som et resultat av at energi frigjøres.

Varmeproduksjon er en kjemisk termoregulering, pga. varme (energi) genereres som følge av kjemiske reaksjoner, dvs. varmeproduksjon er en kjemisk prosess.

En økning i miljømessig t forårsaker en refleksreduksjon i stoffskiftet, og varmeutviklingen i kroppen avtar.

En økning i varmeutvikling skyldes en økning i muskelaktivitet og en akselerasjon av metabolske prosesser.

Fysisk termoregulering (varmespredning)

Varmeoverføring er en fysisk prosess som følger fysikkens lover, derfor kalles varmeoverføring fysisk termoregulering.

Varmeoverføringsveier

1) Varmeledning (konveksjon)- varmeoverføring til luften og gjenstander eller partikler i miljøet ved kontakt med huden. Jo kaldere luft, jo sterkere varmeoverføring på denne måten og jo sterkere avkjøles huden, og omvendt.

2) Varmestråling (stråling, ledning)- dette er frigjøring av varme til omgivende gjenstander ved å sende ut infrarøde (varmestråler) stråler fra kroppen.

Varmestråling er større når t av kroppen er større og temperaturen på de omkringliggende objektene er lavere. I hvile forlater 60 % av kroppen kroppen på grunn av varmestråling.

En refleksendring i lumen i hudkarene regulerer varmeoverføringen.

Med en økning i miljø-t ekspanderer arterioler (huden blir rød), noe som fører til økt ledning og konveksjon. Med en reduksjon i t av miljøet, tvert imot, smalner hudens kar, noe som fører til en reduksjon i varmeledning og varmestråling.

3) Fordampning- dette er frigjøring av varme ved fordampning av vann fra overflaten av kroppen (2/3) og i prosessen med å puste (1/3).

Fordampning med svette i hvile er 500 ml per dag, med en økning i miljø-t og under trening 10-15 liter væske per dag.

Ved pusting frigjøres ca 200-500 ml H2O.

Med en nedgang i omgivelses-t, skyldes 90 % av den daglige varmeoverføringen ledning og konveksjon, det er ingen synlig fordampning.

Ved t 18 - 22 ° C avtar varmeoverføringen på grunn av varmeledning og varmestråling, men øker på grunn av fordampning.

Hvis t av miljøet er lik eller større enn t av kroppen, så er hovedmetoden for varmeoverføring fordampning.

Dermed sikres konstanten til den menneskelige kroppstemperaturen ved kjemisk og fysisk termoregulering.

Regulering av varmeveksling

1. Nerverefleksmekanisme for termoregulering

Termoregulering utføres refleksivt. Svingninger t oppfattes termoreseptorer hud, munnslimhinne, øvre luftveier.

Det er mange av dem på huden i ansiktet, og få på huden i underekstremitetene. Noen termoreseptorer er opphisset av virkningen av kalde kjegler Krause. Det er omtrent 250 tusen av dem, og de ligger mer overfladisk. Andre termoreseptorer blir begeistret av virkningen varme - Ruffini-kropper. Det er omtrent 39 tusen av dem, og de ligger dypere enn kalde.

Bane for temperaturfølelse (lateral spinothalamisk vei)

Termoreseptorer i hud og slimhinner - følsomme nevroner i spinalgangliene

(1. nevroner) - afferente (sensitive) fibre - sensoriske kjerner i de bakre hornene i ryggmargen (2. nevroner) - afferente fibre i laterale ledninger i ryggmargen - thalamuskjerner (3. nevroner) - nevroner i det fjerde laget av den postsentrale gyrus cortex

(4. nevroner). Den høyeste analysen av temperaturfølelser finner sted i hjernebarken

og det er følelser av varme og kulde.

Hypothalamus- dette er hovedreflekssenteret for termoregulering:

A) fremre seksjonerhypothalamus kontrollere fysisk termoregulering - varmeoverføringssenter.

B) Bakavdelingerhypothalamus ansvarlig for varmeutvikling varmeproduksjonssenter.

2. Hormonell (endokrin) mekanisme for termoregulering

Utføres av skjoldbruskkjertel- og binyrehormoner.

Skjoldbruskhormoner - tyroksin , trijodtyronin øke stoffskiftet og varmeutvikling.

Binyrehormon - adrenalin øker oksidative prosesser og varmeutvikling. Det trekker sammen blodårene, noe som fører til en reduksjon i varmeoverføringen.

Termoreguleringsforstyrrelser - hypertermi , hypotermi, heteslag, feber.