Termoregulacja organizmu. Hartowanie

W procesach homeostazy u wszystkich zwierząt stałocieplnych i ludzi bardzo ważne posiada termoregulację - zdolność do utrzymywania temperatury ciała na stałym poziomie niezależnie od wahań temperatury otoczenia ( izotermia ). W odróżnieniu od zwierząt, których temperatura ciała jest bezpośrednio zależna od temperatury otoczenia (płazy, gady, ryby), poziom temperatury ciała organizmów ciepłokrwistych pozwala im na utrzymanie aktywności w różne warunki siedliska, zwiększając w ten sposób ich możliwości adaptacyjne.

Stałość temperatury ciała wynika z procesów wytwarzania i przenoszenia ciepła. Procesy te są regulowane kompleksowo działa odruchowo, które zachodzą w odpowiedzi na pobudzenie temperaturowe receptorów skóry, naczyń skórnych i podskórnych, a także ośrodkowego system nerwowy. Termoreceptory odbierające zimno lub ciepło znajdują się w przedniej części podwzgórza, w siateczce śródmózgowia, a także w rdzeniu kręgowym (patrz. System nerwowy). Podwzgórze zawiera główne ośrodki termoregulacji, które koordynują złożone procesy, zapewniając izotermię. Ośrodki niektórych odruchów termoregulacyjnych zlokalizowane są w rdzeniu kręgowym, kora mózgowa i gruczoły biorą udział w procesach termoregulacji wydzielina wewnętrzna(Przede wszystkim tarczyca i nadnercza). Podczas chłodzenia tarczyca aktywniej wydziela hormon, który aktywuje metabolizm, w wyniku czego zwiększa produkcję ciepła. Nadnercza wzmagają wydzielanie adrenaliny, która zwęża naczynia skórne, ograniczając przenoszenie ciepła, a zwiększa wytwarzanie ciepła poprzez nasilenie procesów utleniania w tkankach.

Ponieważ różne narządy mają różną aktywność metaboliczną, ich temperatury mogą się różnić. Najwyższą temperaturę ma wątroba (37,8–38°C), gdyż znajduje się ona głęboko w organizmie i zawiera najwięcej wysoki poziom procesy metaboliczne. Temperatura skóry jest bardziej zależna od temperatury otoczenia i ze względu na duży przepływ ciepła jest najniższa (30–34°C), przy czym może znacznie się wahać: najwyższa na tułowiu i głowie, najniższa na kończynach.

Temperatura ciała ma charakter dobowy (okołodobowy) i waha się w granicach 0,5–0,7°C: maksimum obserwuje się podczas pracy mięśni oraz o godzinie 16–18 wieczorem, minimum w spoczynku i o godzinie 3–4 rankiem. Zmierz temperaturę ciała w Pacha(36,5–36,9°C), r niemowlęta często w odbytnicy, gdzie jest wyższa i wynosi 37,2–37,5°C.

Stałość temperatury ciała człowieka utrzymuje się tylko wtedy, gdy procesy wytwarzania ciepła i przenoszenia ciepła z organizmu są zrównoważone (ryc. 1.25). Osiąga się to poprzez fizyczne i chemiczne mechanizmy termoregulacji.

Termoregulacja chemiczna zachodzi poprzez aktywację procesów metabolicznych w tkankach organizmu, co prowadzi do wzmożonego wytwarzania ciepła. U człowieka zwiększone wytwarzanie ciepła obserwuje się, gdy temperatura otoczenia spada poniżej optymalnej (tzw. strefa komfortu cieplnego). Przy ubraniu komfortowa temperatura wynosi 18–20°C, bez niego – 28°C. Najbardziej intensywne wytwarzanie ciepła obserwuje się w mięśniach, wątrobie i nerkach.

Termoregulacja fizyczna zachodzi poprzez zmniejszenie lub zwiększenie wymiany ciepła na skutek zmian promieniowania cieplnego (przenoszenie ciepła przez promieniowanie), konwekcji (mieszanie powietrza ogrzanego przez ciało) oraz parowania wody z powierzchni skóry i płuc. W spoczynku w temperaturze 20°C u człowieka promieniowanie wynosi 66%, parowanie – 19%, konwekcja – 15% całkowita utrata ciepło ciała. Warstwa podskórnej tkanki tłuszczowej zapobiega przenoszeniu ciepła, gdyż tkanka tłuszczowa ma niską przewodność cieplną, a odzież tworzy warstwę nieruchomego powietrza wokół ciała.

Ryż. 1,25.

Przenoszenie ciepła na drodze promieniowania i konwekcji możliwe jest tylko w temperaturze otoczenia do 35°C, przy wyższych temperaturach powietrza temperatura ciała utrzymywana jest jedynie poprzez odparowanie potu; wiodącym staje się przekazywanie ciepła poprzez parowanie i podczas intensywnej pracy mięśni. Skuteczność tego rodzaju wymiany ciepła zależy od wilgotności powietrza i oddychalności odzieży. Oddychanie bierze także udział w utrzymaniu temperatury ciała: podczas wydechu płuca uwalniają wodę w postaci pary wodnej, ten rodzaj przekazywania ciepła reguluje się poprzez zmianę częstotliwości oddychania.

Ważnym mechanizmem termoregulacji jest redystrybucja krwi w naczyniach i objętość krążącej krwi. W niskich temperaturach tętniczki skóry zwężają się, duża ilość krew dostaje się do naczyń Jama brzuszna, w wyniku czego przenikanie ciepła jest ograniczone, a narządy wewnętrzne są dodatkowo ogrzewane. Przy jeszcze silniejszym ochłodzeniu naczynia umożliwiające odpływ krwi z tętnic do żył (zespolenia tętniczo-żylne) otwierają się, a przepływ krwi do naczyń włosowatych ulega dalszemu zmniejszeniu. Wraz ze wzrostem temperatury ciała naczynia skórne rozszerzają się, zwiększa się objętość krwi przepływającej przez naczynia skórne, co prowadzi do ochłodzenia krwi w naczyniach skórnych na skutek przenoszenia ciepła z powierzchni ciała (ryc. 1.26).

Ryż. 1,26. Mechanizm przenoszenia ciepła na zimno (A) i na gorąco(B)

Dodatkowe środki termoregulacji mogą obejmować zmiany pozycji ciała, gęsią skórkę i dreszcze. Tak więc, gdy człowiekowi jest zimno, zwija się w kłębek, zmniejszając powierzchnię wymiany ciepła. " Gęsia skórka" - elementarna reakcja zachowana u człowieka w procesie ewolucji od zwierzęcych przodków pokrytych sierścią - pozwala na uniesienie sierści, zwiększając w ten sposób warstwę ogrzanego nieruchomego powietrza wokół ciała i zamykając przewody wydalnicze gruczoły potowe, ograniczając parowanie wody z powierzchni ciała. Dreszcze występujące podczas hipotermii prowadzą do dodatkowa edukacja w rezultacie ciepło praca mięśni (lekkie drżenie), zamierzam rozgrzać ciało.

Zmiany termoregulacji podczas ontogenezy. W trakcie ontogenezy zdolność do utrzymywania stałej temperatury ciała rozwija się stopniowo. Noworodek charakteryzuje się niestabilną termoregulacją: łatwo ulega wychłodzeniu lub przegrzaniu organizmu pod wpływem zmiany temperatury otoczenia, nawet niewielkie obciążenie mięśni (długotrwały płacz) może prowadzić do wzrostu temperatury ciała. Wcześniaki mają bardzo słabą zdolność termoregulacji, więc tego potrzebują specjalne warunki aby utrzymać temperaturę ciała.

Główne reakcje termoregulacyjne organizmu powstają w okresie niemowlęcym. W pierwszych miesiącach życia ochrona organizmu przed utratą ciepła odbywa się głównie poprzez podskórną tkankę tłuszczową. Ten statyczny mechanizm nie pozwala na wystarczające dostosowanie odprowadzania ciepła do aktualnej sytuacji, czyli dzieci dzieciństwołatwo podatny na hipotermię i przegrzanie. Organizm dziecka jest przystosowany do ograniczenia przenikania ciepła ze stosunkowo dużej powierzchni ciała, głównie ze względu na termoizolację przez podskórną tkankę tłuszczową. Ponadto w tym wieku w organizmie dziecka funkcjonuje brązowa tkanka tłuszczowa. Nasyca się mitochondriami biorącymi udział w wewnątrzkomórkowych procesach energetycznych i „ogrzewa” duże naczynia zlokalizowane wzdłuż kręgosłupa. Reakcje naczynioruchowe, które decydują o napięciu naczyń powierzchownych i regulują wymianę ciepła, aktywnie powstają w pierwszym roku życia. Ponieważ są one nadal niedoskonałe, łatwo dochodzi do hipotermii lub przegrzania organizmu, dlatego podczas opieki nad dziećmi i ich wychowywania należy dość ściśle przestrzegać reżimu termicznego. Po roku mięśnie zaczynają wytwarzać ciepło, a brązowa tkanka tłuszczowa stopniowo przestaje funkcjonować. Jednak mechanizmy wymiany ciepła są nadal niedoskonałe, a temperatura komfortu pozostaje wysoka – około 30°C. W wieku od 3 do 7 lat znaczące miejsce zajmują mechanizmy termoregulacji chemicznej (metabolicznej). Od 6 roku życia rozpoczyna się szybka poprawa reakcji naczynioruchowych naczyń obwodowych, a do 10 roku życia termoregulacja fizyczna zbliża się do poziomu skuteczności osoby dorosłej. W adolescencja zwiększa się prędkość przepływu krwi, co prowadzi do wzrostu temperatury skóry. Poza tym niestabilność ton naczyniowy charakterystyczny dla tego wieku, zmniejsza możliwości termoregulacji fizycznej i aby utrzymać stałą temperaturę ciała, ponownie konieczne staje się zwiększenie produkcji ciepła w wyniku aktywacji procesów metabolicznych. Dlatego w dojrzewanie Możliwości termoregulacji ulegają ograniczeniu, ograniczając w pewien sposób zasoby adaptacyjne organizmu. W adolescencja homeostaza temperatury staje się stabilniejsza, reakcje termoregulacyjne bardziej ekonomiczne. U osób starszych i podeszły wiek Kierowco zwolnij procesy metaboliczne zmniejszają się możliwości adaptacyjnej regulacji napięcia naczyniowego oraz mięśniowy składnik termoregulacji fizycznej, co prowadzi do obniżenia temperatury ciała, łatwego wystąpienia hipotermii, stanów zapalnych i przeziębień.

Dla normalnego przepływu procesy fizjologiczne w organizmie człowieka konieczne jest całkowite usunięcie ciepła wytworzonego przez organizm do otoczenia, ponieważ funkcjonowanie organizmu wymaga zachodzących w nim procesów chemicznych i biochemicznych w wystarczającym stopniu rygorystyczne limity temperatur (36,5 – 37,0 o C).

Warunki zakłócające równowagę cieplną powodują reakcje w organizmie, które przyczyniają się do jego odbudowy dzięki zdolnościom adaptacyjnym i kompensacyjnym organizmu.

Procesy regulacji ciepła do utrzymania stała temperatura ciała ludzkiego w temperaturze 36 – 37°C termoregulacja.

Termoregulacja jest procesem fizjologicznym kontrolowanym przez ośrodkowy układ nerwowy.

Procesy regulacji ciepła przebiegają głównie na trzy sposoby: biochemiczny; na skutek zmian w intensywności krążenia krwi i intensywności pocenia się.

Termoregulacja metodami biochemicznymi polega na zmianie intensywności metabolizmu (procesów oksydacyjnych) w przypadku przegrzania lub ochłodzenia organizmu.

Termoregulacja poprzez zmianę intensywności krążenia krwi polega na zdolności organizmu do regulowania przepływu krwi (chłodziwa). narządy wewnętrzne do powierzchni ciała, w wyniku zwężenia lub rozszerzenia naczynia krwionośne w zależności od temperatury otoczenia. Dopływ krwi w wysokich temperaturach może być 20 do 30 razy większy niż w niskich temperaturach. W palcach dopływ krwi może zmienić się 600 razy.

Termoregulacja poprzez zmianę intensywności wydzielania pot następuje poprzez zmianę procesu przekazywania ciepła oraz w wyniku odparowania wydzielonego potu.

Termoregulacja organizmu odbywa się wszelkimi sposobami jednocześnie, co eliminuje hipotermię i przegrzanie organizmu, gdyż zapewnia równowagę pomiędzy ilością ciepła wytwarzanego w sposób ciągły w organizmie (termoregulacja chemiczna) a nadmiarem ciepła w sposób ciągły oddawanym do otoczenia (termoregulacja fizyczna). termoregulacja), czyli zachowana jest równowaga cieplna organizmu.

Termoregulacja ( Q) można przedstawić w następujący sposób:

Q = M ± R ± C – E(1)

Utrzymanie stałej temperatury ciała zależy od produkcji ciepła przez organizm M, to znaczy zachodzące w ich wyniku procesy metaboliczne w komórkach (trawienie pokarmu, spalanie zapasów cukru i tłuszczu). aktywność fizyczna(wykonywanie pracy, której wydatek energetyczny określa kategorię pracy, mimowolne drżenie mięśni).

Przenikanie ciepła lub zysk ciepła R wskutek promieniowanie podczerwone ciała do otaczającej przestrzeni lub naświetlanie powierzchni ciała ludzkiego z tej przestrzeni strumieniem podczerwieni;

przenoszenie ciepła lub zysk ciepła C poprzez konwekcję, czyli poprzez ogrzewanie lub chłodzenie ciała powietrzem omytym powierzchnią ciała;

przenikanie ciepła E, spowodowane odparowaniem wilgoci z powierzchni skóry, błon śluzowych górnych dróg oddechowych i płuc.

Zmiana parametrów mikroklimatu powoduje zmianę odsetek wielkości decydujące o bilansie cieplnym organizmu człowieka.

W normalne warunki przy słabym ruchu powietrza osoba w spoczynku traci około 45% całej energii cieplnej wytwarzanej przez organizm w wyniku promieniowania cieplnego; konwekcja do 30% i parowanie do 25%.

Jednocześnie: ponad 80% ciepła oddawane jest przez skórę, około 1-3% przez narządy oddechowe, około 7% ciepła wydawane jest na podgrzewanie pożywienia, wody i wdychanego powietrza.

Wraz ze wzrostem temperatury powietrza zewnętrznego i niezmienioną wilgotnością względną parowanie skóry wzrasta w wyniku pocenia się z powierzchni ciała człowieka. Pocenie się odgrywa ważna rola w utrzymaniu komfortowego stanu osoby. Zatem w normalnych warunkach atmosferycznych organizm wydziela od 0,4 do 0,6 litra potu dziennie, a w ciągu 1 godziny pocenia się zużywa 0,6 kcal. Podczas pracy w warunkach podniesiona temperatura i wilgocią, przenikanie ciepła z organizmu jest utrudnione.

Biologia i genetyka

Istnieje kilka mechanizmów uwalniania ciepła do otoczenia. Promieniowanie to przenoszenie ciepła w postaci fal elektromagnetycznych w zakresie podczerwieni. Ilość ciepła oddanego przez organizm do otoczenia przez promieniowanie jest proporcjonalna do powierzchni promieniowania, powierzchni ciała nieosłoniętej ubraniem oraz gradientu temperatury. Przy temperaturze otoczenia wynoszącej 20°C i wilgotności względnej powietrza wynoszącej 4060, ciało dorosłego człowieka rozprasza poprzez promieniowanie około 4050 całkowitego wydzielanego ciepła.

Termoregulacja, rodzaje termoregulacji.

Termoregulacja jest to zespół procesów fizjologicznych, których działanie ma na celu utrzymanie względnej stałości temperatury rdzenia w warunkach zmieniających się temperatur otoczenia poprzez regulację wytwarzania i wymiany ciepła. Termoregulacja ma na celu zapobieganie zaburzeniom równowagi cieplnej organizmu lub jej przywrócenie, jeśli takie zaburzenia już wystąpiły, i odbywa się na drodze neurohumoralnej.

Termoregulację można podzielić na dwa główne typy: termoregulację chemiczną i fizyczną.

Oni z kolei są również podzieleni na kilka typów:

1. Termoregulacja chemiczna

Termogeneza skurczowa

Termogeneza niekurczliwa.

1. Termoregulacja fizyczna

Promieniowanie.

Przewodnictwo cieplne (przewodnictwo)

Konwekcja

Odparowanie

Rozważmy bardziej szczegółowo tego rodzaju termoregulację.

Termoregulacja chemiczna

Termogeneza skurczowa

Ten rodzaj termoregulacji działa, jeśli jest nam zimno i potrzebujemy podnieść temperaturę ciała. Metoda ta polega na skurczu mięśni.

Kiedy mięśnie kurczą się, zwiększa się hydroliza ATP, przez co zwiększa się przepływ ciepła wtórnego wykorzystywanego do ogrzania ciała.

Dobrowolna aktywność układu mięśniowego zachodzi głównie pod wpływem kory mózgowej półkule mózgowe. W tym przypadku możliwy jest 35-krotny wzrost produkcji ciepła w porównaniu do wartości podstawowej przemiany materii.

Zwykle, gdy temperatura otoczenia i temperatura krwi spadają, pierwszą reakcją jest wzrost napięcia termoregulacyjnego(włosy na ciele „stają dęba”, pojawia się „gęsia skórka”). Z punktu widzenia mechaniki skurczu ton ten jest mikrowibracją i pozwala zwiększyć produkcję ciepła o 25-40% poziomu początkowego. Zwykle w tworzeniu napięcia biorą udział mięśnie głowy i szyi.

Przy bardziej znaczącej hipotermii zmienia się ton termoregulacyjnyzimne drżenie mięśni. Zimne dreszcze to mimowolna, rytmiczna aktywność powierzchownych mięśni, w wyniku której wzrasta produkcja ciepła. Uważa się, że produkcja ciepła podczas dreszczy z zimna jest 2,5 razy większa niż podczas dobrowolnej aktywności mięśni.

Opisany mechanizm działa poziom refleksu, bez udziału naszej świadomości. Ale temperaturę ciała możesz podnieść także świadomą aktywnością fizyczną.

Wykonując aktywność fizyczna Przy różnych mocach produkcja ciepła wzrasta 515 razy w porównaniu do poziomu pozostałego. Przez pierwsze 15-30 minut długotrwałej pracy temperatura rdzenia dość szybko wzrasta do względnie stacjonarnego poziomu, a następnie utrzymuje się na tym poziomie lub nadal powoli rośnie.

Termogeneza niekurczliwa

Ten rodzaj termoregulacji może prowadzić zarówno do wzrostu, jak i obniżenia temperatury ciała.

Odbywa się to poprzez przyspieszenie lub spowolnienie katabolicznych procesów metabolicznych. A to z kolei doprowadzi do zmniejszenia lub zwiększenia produkcji ciepła. Dzięki tego typu termogenezie produkcja ciepła może wzrosnąć 3-krotnie.

Regulacja procesów termogenezy nieskurczowej odbywa się poprzez aktywację współczulnego układu nerwowego, produkcję hormonów tarczycy i rdzenia nadnerczy.

Termoregulacja fizyczna

Przez termoregulację fizyczną rozumie się zespół procesów fizjologicznych prowadzących do zmian w poziomie wymiany ciepła. Istnieje kilka mechanizmów uwalniania ciepła do otoczenia.

1. Promieniowanie przenoszenie ciepła w postaci fal elektromagnetycznych w zakresie podczerwieni. Pod wpływem promieniowania wszystkie obiekty o wyższej temperaturze wydzielają energię zero absolutne. Promieniowanie elektromagnetyczne swobodnie przechodzi przez próżnię, powietrze atmosferyczne dla niej można to również uznać za „przejrzyste”. Ilość ciepła oddanego przez organizm do otoczenia przez promieniowanie jest proporcjonalna do powierzchni promieniowania (powierzchni ciała niezakrytej przez ubranie) i gradientu temperatury. Przy temperaturze otoczenia wynoszącej 20°C i wilgotności względnej powietrza wynoszącej 40-60%, organizm dorosłego człowieka rozprasza około 40-50% całkowitego ciepła wydzielanego przez promieniowanie.
2. Przewodnictwo cieplne (przewodnictwo)metoda przekazywania ciepła podczas bezpośredniego kontaktu ciała z innymi obiektami fizycznymi. Ilość ciepła uwalnianego tą metodą do otoczenia jest proporcjonalna do różnicy średnich temperatur stykających się ciał, powierzchni stykających się powierzchni, czasu kontaktu termicznego i przewodności cieplnej.
3. Konwekcja przenoszenie ciepła, realizowane poprzez przenoszenie ciepła przez poruszające się cząsteczki powietrza (wody). Powietrze mające kontakt ze skórą nagrzewa się i unosi, jego miejsce zajmuje „zimna” porcja powietrza itp. W warunkach komfortu cieplnego organizm traci do 15% całkowitego wydzielanego w ten sposób ciepła.
4. Odparowanie uwolnienie energii cieplnej do otoczenia w wyniku odparowania potu lub wilgoci z powierzchni skóry i błon śluzowych dróg oddechowych. W wyniku parowania ciało oddaje około 20% całego rozproszonego ciepła w komfortowej temperaturze. Parowanie dzieli się na 2 typy.

Niewyczuwalny potparowanie wody z błon śluzowych dróg oddechowych(poprzez oddychanie) i woda przenikająca przez nabłonek skóry (Parowanie z powierzchni skóry.Działa nawet przy suchej skórze.).

Dzień później Drogi oddechowe odparowuje do 400 ml wody, tj. organizm traci do 232 kcal dziennie. W razie potrzeby wartość tę można zwiększyć ze względu na duszność termiczną.

Średnio dziennie przez naskórek przenika około 240 ml wody. W rezultacie organizm traci w ten sposób aż 139 kcal dziennie. Wartość ta z reguły nie zależy od procesów regulacyjnych i różnych czynników środowiskowych.

Postrzegany potprzenikanie ciepła przez odparowanie potu . W komfortowej temperaturze otoczenia wydziela się średnio 400-500 ml potu dziennie, dzięki czemu uwalniane jest do 300 kcal energii. Jeśli jednak to konieczne, objętość pocenia się może wzrosnąć do 12　 l dziennie, tj. Pocąc się możesz stracić nawet 7000 kcal dziennie.

Wydajność parowania w dużej mierze zależy od środowiska: im wyższa temperatura i niższa wilgotność, tym większa skuteczność pocenia się jako mechanizmu przenoszenia ciepła. Przy 100% wilgotności parowanie jest niemożliwe.

Termoregulacja to zdolność organizmu ludzkiego do regulowania wymiany ciepła z otoczeniem i utrzymywania temperatury ciała w określonych granicach (36,1 - 37,2°C).

Termoregulację zapewnia się poprzez zmianę dwóch składników procesu wymiany ciepła: produkcja ciepła I przenikanie ciepła.

Spośród dwóch metod utrzymania równowagi termicznej najważniejsza jest regulacja wymiany ciepła, ponieważ droga ta jest bardziej zmienna i możliwa do kontrolowania w organizmie, natomiast regulacja wytwarzania ciepła odgrywa pozytywną rolę głównie wtedy, gdy niskie temperatury powietrza, przy wysokich temperaturach możliwość regulowania wymiany ciepła poprzez ograniczanie wytwarzania ciepła jest ograniczona.

Normalny dobrostan termiczny występuje, gdy zachowana jest równowaga cieplna.

Qt.o. = Qt.v.

Tutaj Qt.o.– ilość ciepła wytworzonego przez człowieka, oraz Qt.v.– ilość ciepła odbieranego przez człowieka z otoczenia. Zgodność ta charakteryzuje środowisko jako komfortowe. W komfortowych warunkach człowiek nie odczuwa niepokojących odczuć termicznych zimna czy przegrzania.

Równanie bilansu cieplnego („człowiek – środowisko”) ma postać

Qt.o.= q k + q t + q i + q isp + q d,

Gdzie q do– wskaźnik konwekcji;

q t– wskaźnik przewodzenia ciepła przez ubranie;

q i– wskaźnik promieniowania;

q isp – szybkość parowania skóry;

qd – wskaźnik parowania wilgoci podczas oddychania.

Wymiana ciepła pomiędzy człowiekiem a otoczeniem odbywa się: poprzez konwekcję w wyniku obmywania ciała powietrzem ( q do), przewodność cieplna przez ubranie ( q t), promieniowanie do otaczających powierzchni ( q i), parowanie wilgoci z powierzchni skóry ( q isp), parowanie wilgoci podczas oddychania ( q re).

Ilość ciepła wytworzonego przez organizm ludzki zależy od stopnia zmeczenie fizyczne w niektórych warunki klimatyczne i waha się od 85 (w spoczynku) do 500 J/s (ciężka praca). W stanie spoczynku w temperaturze otoczenia +18°C, proporcja q do I q t wynosi około 30%, q i– 45%, q isp – 20%, qd – 5% całego usuniętego ciepła.

Procesy regulacji ciepła przebiegają głównie na trzy sposoby: biochemicznie; poprzez zmianę intensywności krążenia krwi i intensywności pocenia się.

Termoregulacja na drodze biochemicznej zmienia intensywność procesów oksydacyjnych zachodzących w organizmie. Na przykład drżenie mięśni występujące przy silnym ochłodzeniu ciała zwiększa wydzielanie ciepła do 125...200 J/s.

Termoregulacja poprzez zmianę intensywności krążenia krwi to zdolność organizmu do regulowania przepływu krwi (będącej w tym przypadku czynnikiem chłodzącym) z narządów wewnętrznych na powierzchnię ciała poprzez zwężanie lub rozszerzanie naczyń krwionośnych. Transfer ciepła wraz z przepływem krwi ma ogromne znaczenie ze względu na niską przewodność cieplną tkanek Ludzkie ciało- 0,314..1,45 W/(m°C). Na wysokie temperaturyśrodowisku, naczynia krwionośne skóry rozszerzają się i napływają do niej z narządów wewnętrznych duża liczba krew, przez co wydziela się więcej ciepła środowisko. W niskich temperaturach zachodzi zjawisko odwrotne: zwężenie naczyń krwionośnych skóry, zmniejszenie przepływu krwi skóra i w związku z tym mniej ciepła jest przekazywane do otoczenie zewnętrzne. W palcach ukrwienie może zmienić się nawet 600 razy.

Termoregulacja poprzez zmianę intensywności pocenia polega na zmianie procesu przekazywania ciepła na skutek parowania. Ogromne znaczenie ma chłodzenie ewaporacyjne organizmu człowieka. Zatem przy 1W = 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 %.

Termoregulacja organizmu odbywa się jednocześnie za wszelką cenę. Tak więc, gdy temperatura powietrza spada, wzrost wymiany ciepła na skutek wzrostu różnicy temperatur jest hamowany przez takie procesy, jak spadek wilgotności skóry, a w konsekwencji zmniejszenie wymiany ciepła przez parowanie, obniżenie temperatury powietrza skórze na skutek zmniejszenia intensywności transportu krwi z narządów wewnętrznych i jednocześnie zmniejszenia różnicy temperatur.

Ustalono eksperymentalnie, że optymalny metabolizm w organizmie, a zatem maksymalna wydajność pracy, występuje, jeśli składniki procesu wymiany ciepła mieszczą się w następujących granicach: & + (?t * 30%; O, * 45%; (? n * 20% i (? d * 5% Bilans ten charakteryzuje się brakiem napięcia w układzie termoregulacji.

Parametry mikroklimatu powietrza, które warunkują optymalny metabolizm w organizmie, w którym nie występują nieprzyjemne doznania i napięcia w układzie termoregulacji, nazywane są komfortowymi lub optymalnymi. Strefę, w której otoczenie całkowicie usuwa ciepło wytwarzane przez organizm i nie ma napięcia w układzie termoregulacji, nazywa się strefą komfortu. Warunki, w których normalny stan termiczny człowieka zostaje zakłócony, nazywane są niewygodnymi. Przy lekkim napięciu w układzie termoregulacji i lekkim dyskomforcie ustalane są akceptowalne warunki meteorologiczne.

Temperatura ciała

Temperatura ciała jest wskaźnikiem wymiany ciepła w organizmie, który jest stałą biologiczną.

- Poikilotermia– niestabilna temperatura ciała, zależna od temperatury otoczenia (zwierzęta zmiennocieplne).

- Homeotermia– stała temperatura ciała, niezależna od środowiska (zwierzęta stałocieplne).

- Izotermia– stała temperatura ciała.

W ciągu dnia następuje wzrost i spadek temperatury ciała. Minimalne t ciała występuje o godzinie 2 - 4 rano, maksymalne t występuje o godzinie 16 - 19. Temperatura jest różna w różnych częściach ciała i różnych narządach. Najcieplejszym organem jest wątroba, jej temperatura wynosi 38-40°C. W odbytnicy t wynosi 37,2 – 37,5°C, pod pachą 36,6 – 36,8°C,

Rodzaje termoregulacji

Stałość temperatury ciała jest możliwe tylko wtedy, gdy ilość ciepła wytworzonego w organizmie jest równa ilości ciepła oddawanego przez nie do otoczenia, tj. To zależy od równości wytwarzania ciepła i wymiany ciepła.

Termoregulacja obejmuje

Termoregulacja chemiczna– proces powstawania ciepła w organizmie (produkcja ciepła).