Thermoregulation ng katawan. Pagtigas

Sa mga proseso ng homeostasis sa lahat ng mga hayop at tao na mainit ang dugo pinakamahalaga may thermoregulation - ang kakayahang mapanatili ang temperatura ng katawan sa isang pare-parehong antas anuman ang pagbabagu-bago sa temperatura ng kapaligiran ( isothermia ). Hindi tulad ng mga hayop, na ang temperatura ng katawan ay direktang nakadepende sa temperatura ng kapaligiran (mga amphibian, reptilya, isda), ang antas ng temperatura ng katawan ng mga organismo na may mainit na dugo ay nagpapahintulot sa kanila na mapanatili ang kanilang aktibidad sa iba't ibang kondisyon tirahan, kaya nadaragdagan ang kanilang mga kakayahang umangkop.

Ang patuloy na temperatura ng katawan ay dahil sa mga proseso ng pagbuo ng init at paglipat ng init. Ang mga prosesong ito ay kinokontrol ng kumplikado kumikilos ang reflex, na nangyayari bilang tugon sa pagpapasigla ng temperatura ng mga receptor ng balat, balat at subcutaneous vessel, pati na rin ang gitnang sistema ng nerbiyos. Ang mga thermoceptor na nakikita ang lamig o init ay matatagpuan sa nauunang bahagi ng hypothalamus, sa reticular formation ng midbrain, pati na rin sa spinal cord (tingnan. sistema ng nerbiyos). Ang hypothalamus ay naglalaman ng mga pangunahing sentro ng thermoregulation na nag-uugnay kumplikadong proseso, pagbibigay ng isothermia. Ang mga sentro ng ilang thermoregulatory reflexes ay matatagpuan sa spinal cord; ang cerebral cortex at mga glandula ay may ilang bahagi sa mga proseso ng thermoregulation. panloob na pagtatago(una sa lahat thyroid at adrenal glands). Kapag lumalamig, ang thyroid gland ay mas aktibong naglalabas ng isang hormone na nagpapagana ng metabolismo at, bilang resulta, pinapataas ang produksyon ng init. Ang mga adrenal glandula ay nagdaragdag ng pagtatago ng adrenaline, na pumipigil sa mga daluyan ng balat, binabawasan ang paglipat ng init, at pinatataas ang pagbuo ng init sa pamamagitan ng pagtaas ng mga proseso ng oksihenasyon sa mga tisyu.

Dahil ang iba't ibang mga organo ay may iba't ibang mga metabolic na aktibidad, ang kanilang mga temperatura ay maaaring mag-iba. Ang atay ang may pinakamataas na temperatura (37.8–38°C), dahil ito ay matatagpuan sa loob ng katawan at may pinakamaraming mataas na lebel metabolic proseso. Ang temperatura ng balat ay higit na nakasalalay sa temperatura ng kapaligiran at, dahil sa mataas na paglipat ng init, ay ang pinakamababa (30–34 ° C), habang maaari itong mag-iba nang malaki: ang pinakamataas sa katawan at ulo, ang pinakamababa sa mga paa.

Ang temperatura ng katawan ay may circadian (circadian) pattern at nagbabago sa pagitan ng 0.5–0.7°C: ang pinakamataas ay sinusunod sa panahon ng muscular work at sa 16–18 ng gabi, ang pinakamababa ay sa pahinga at sa 3–4 o'clock sa umaga. Sukatin ang temperatura ng katawan sa kilikili(36.5–36.9°C), y mga sanggol madalas sa tumbong, kung saan ito ay mas mataas at umaabot sa 37.2–37.5 ° C.

Ang katatagan ng temperatura ng katawan ng isang tao ay pinananatili lamang kapag ang mga proseso ng pagbuo ng init at paglipat ng init mula sa katawan ay nasa balanse (Larawan 1.25). Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng pisikal at kemikal na mekanismo ng thermoregulation.

Kemikal na thermoregulation ay nangyayari sa pamamagitan ng pag-activate ng mga metabolic na proseso sa mga tisyu ng katawan, na humahantong sa pagtaas ng henerasyon ng init. Sa mga tao, ang pagtaas ng henerasyon ng init ay sinusunod kapag ang temperatura ng kapaligiran ay bumaba sa ibaba ng pinakamainam (ang tinatawag na thermal comfort zone). Kapag nakasuot ng damit, ang komportableng temperatura ay 18–20°C, kung wala ito – 28°C. Ang pinaka matinding init na henerasyon ay sinusunod sa mga kalamnan, atay at bato.

Pisikal na thermoregulation nangyayari sa pamamagitan ng pagbabawas o pagtaas ng paglipat ng init dahil sa mga pagbabago sa radiation ng init (radiative heat transfer), convection (paghahalo ng hangin na pinainit ng katawan) at pagsingaw ng tubig mula sa ibabaw ng balat at baga. Sa pamamahinga sa temperatura na 20°C sa mga tao, ang radiation ay 66%, evaporation - 19%, convection - 15% kabuuang pagkawala init ng katawan. Ang layer ng subcutaneous fatty tissue ay pumipigil sa paglipat ng init, dahil ito adipose tissue ay may mababang thermal conductivity, at ang pananamit ay lumilikha ng isang layer ng tahimik na hangin sa paligid ng katawan.

kanin. 1.25.

Ang paglipat ng init sa pamamagitan ng radiation at convection ay posible lamang sa mga nakapaligid na temperatura hanggang sa 35°C; sa mas mataas na temperatura ng hangin, ang temperatura ng katawan ay pinananatili lamang sa pamamagitan ng pagsingaw ng pawis; paglipat ng init sa pamamagitan ng pagsingaw at sa panahon ng matinding aktibidad ng kalamnan ay nagiging nangunguna. Ang pagiging epektibo ng ganitong uri ng paglipat ng init ay nakasalalay sa kahalumigmigan ng hangin at ang breathability ng damit. Ang paghinga ay kasangkot din sa pagpapanatili ng temperatura ng katawan: sa panahon ng pagbuga, ang mga baga ay naglalabas ng tubig sa anyo ng singaw ng tubig; ang ganitong uri ng paglipat ng init ay kinokontrol sa pamamagitan ng pagbabago ng dalas ng paghinga.

Ang isang mahalagang mekanismo ng thermoregulation ay ang muling pamamahagi ng dugo sa mga sisidlan at ang dami ng nagpapalipat-lipat na dugo. Sa mababang temperatura, ang mga arterioles ng balat ay makitid, malaking dami pumapasok ang dugo sa mga sisidlan lukab ng tiyan, bilang isang resulta kung saan ang paglipat ng init ay limitado, at ang mga panloob na organo ay karagdagang pinainit. Sa mas malakas na paglamig, ang mga daluyan na nagpapahintulot sa paglabas ng dugo mula sa mga arterya patungo sa mga ugat (arteriovenous anastomoses) ay bubukas, at ang daloy ng dugo sa mga capillary ay higit na nabawasan. Habang tumataas ang temperatura ng katawan, lumalawak ang mga daluyan ng balat, tumataas ang dami ng dugo na dumadaloy sa mga daluyan ng balat, na humahantong sa paglamig ng dugo sa mga sisidlan ng balat dahil sa paglipat ng init mula sa ibabaw ng katawan (Larawan 1.26).

kanin. 1.26. Mekanismo ng paglipat ng init sa malamig (A) at sa init(B)

Maaaring kabilang sa mga karagdagang paraan ng thermoregulation ang mga pagbabago sa posisyon ng katawan, goose bumps, at panginginig. Kaya, kapag ang isang tao ay malamig, siya ay kumukulot sa isang bola, na binabawasan ang ibabaw ng paglipat ng init. " Mga pimples ng gansa" - isang panimulang reaksyon na napanatili sa mga tao sa proseso ng ebolusyon mula sa mga ninuno ng hayop na natatakpan ng buhok - nagbibigay-daan sa iyo na itaas ang buhok, sa gayon ay tumataas ang layer ng warmed still air sa paligid ng katawan at isara excretory ducts mga glandula ng pawis, binabawasan ang pagsingaw ng tubig mula sa ibabaw ng katawan. Ang mga panginginig na nangyayari sa panahon ng hypothermia ay humahantong sa karagdagang edukasyon init bilang resulta trabaho ng kalamnan (bahagyang panginginig), magpapainit ng katawan.

Mga pagbabago sa thermoregulation sa panahon ng ontogenesis. Sa panahon ng ontogenesis, unti-unting umuunlad ang kakayahang mapanatili ang isang pare-parehong temperatura ng katawan. Ang isang bagong panganak na sanggol ay nailalarawan sa pamamagitan ng hindi matatag na thermoregulation: madali siyang nakakaranas ng paglamig o sobrang pag-init ng katawan kapag nagbabago ang temperatura ng kapaligiran; kahit na ang isang bahagyang pagkarga ng kalamnan (pangmatagalang pag-iyak) ay maaaring humantong sa pagtaas ng temperatura ng katawan. Ang mga sanggol na wala sa panahon ay may napakababang kakayahan sa thermoregulate, kaya kailangan nila mga espesyal na kondisyon upang mapanatili ang temperatura ng katawan.

Ang mga pangunahing thermoregulatory reaction ng katawan ay nabuo sa pagkabata. Sa mga unang buwan ng buhay, ang proteksyon ng katawan laban sa pagkawala ng init ay pangunahing isinasagawa ng subcutaneous fatty tissue. Ang static na mekanismong ito ay hindi nagpapahintulot sa pagwawaldas ng init na sapat na nababagay ayon sa kasalukuyang sitwasyon, kaya ang mga bata kamusmusan madaling madaling kapitan ng hypothermia at overheating. Ang katawan ng bata ay iniangkop upang mabawasan ang paglipat ng init mula sa isang medyo malaking ibabaw ng katawan, pangunahin dahil sa thermal insulation ng subcutaneous fatty tissue. Bilang karagdagan, sa edad na ito, ang brown adipose tissue ay gumagana sa katawan ng bata. Ito ay puspos ng mitochondria na kasangkot sa mga proseso ng intracellular na enerhiya, at "nagpapainit" ng malalaking sisidlan na matatagpuan sa kahabaan ng gulugod. Ang mga reaksyon ng Vasomotor, na tumutukoy sa tono ng mga mababaw na sisidlan at nag-regulate ng paglipat ng init, ay aktibong nabuo sa unang taon ng buhay. Dahil hindi pa rin sila perpekto, ang hypothermia o sobrang pag-init ng katawan ay madaling nangyayari, samakatuwid, kapag ang pag-aalaga sa mga sanggol at pagpapalaki sa kanila, ang thermal regime ay dapat na obserbahan nang mahigpit. Pagkalipas ng isang taon, ang mga kalamnan ay nagsisimulang makisali sa paggawa ng init, at ang brown adipose tissue ay unti-unting tumigil sa paggana. Gayunpaman, ang mga mekanismo ng paglipat ng init ay hindi pa rin perpekto at ang temperatura ng ginhawa ay nananatiling mataas - mga 30°C. Sa edad na 3 hanggang 7 taon, ang isang makabuluhang lugar ay inookupahan ng mga mekanismo ng kemikal (metabolic) thermoregulation. Mula sa edad na 6, ang mabilis na pagpapabuti ng mga reaksyon ng vasomotor ng mga peripheral vessel ay nagsisimula, at sa edad na 10, ang pisikal na thermoregulation ay lumalapit sa antas ng isang may sapat na gulang sa pagiging epektibo nito. SA pagdadalaga ang bilis ng daloy ng dugo ay tumataas, na humahantong sa pagtaas ng temperatura ng balat. Bilang karagdagan, kawalang-tatag vascular tone, katangian ng edad na ito, binabawasan ang mga posibilidad ng pisikal na thermoregulation at upang mapanatili ang isang pare-pareho ang temperatura ng katawan, muli itong kinakailangan upang madagdagan ang produksyon ng init dahil sa pag-activate ng mga metabolic na proseso. Samakatuwid, sa pagdadalaga Ang mga posibilidad ng thermoregulation ay nabawasan, na binabawasan sa isang tiyak na paraan ang mga mapagkukunan ng adaptive ng katawan. SA pagdadalaga temperatura homeostasis nagiging mas matatag, thermoregulatory reaksyon mas matipid. Sa mga matatanda at matandang edad Magdahan-dahan metabolic proseso, ang mga posibilidad ng adaptive regulation ng vascular tone at ang muscular component ng physical thermoregulation ay nabawasan, na humahantong sa pagbaba ng temperatura ng katawan, madaling paglitaw ng hypothermia, inflammatory at colds.

Para sa normal na daloy mga prosesong pisyolohikal sa katawan ng tao, kinakailangan na ang init na nabuo ng katawan ay ganap na maalis sa kapaligiran, dahil ang paggana ng katawan ay nangangailangan ng paglitaw ng mga kemikal at biochemical na proseso sa loob nito nang sapat. mahigpit na limitasyon ng temperatura (36.5 – 37.0 o C).

Ang mga kondisyon na nakakagambala sa thermal balance ay nagdudulot ng mga tugon sa katawan na nag-aambag sa pagpapanumbalik nito dahil sa adaptive at compensatory na mga kakayahan ng katawan.

Mga proseso ng regulasyon ng init upang mapanatili pare-pareho ang temperatura katawan ng tao sa loob ng 36 – 37 °C ay tinatawag thermoregulation.

Ang thermoregulation ay isang prosesong pisyolohikal sa ilalim ng kontrol ng central nervous system.

Ang mga proseso ng regulasyon ng init ay isinasagawa pangunahin sa tatlong paraan: biochemical; dahil sa mga pagbabago sa intensity ng sirkulasyon ng dugo at ang intensity ng pagpapawis.

Thermoregulation sa pamamagitan ng biochemical na paraan binubuo sa pagbabago ng intensity ng metabolismo (oxidative process) kapag ang katawan ay nag-overheat o lumalamig.

Thermoregulation sa pamamagitan ng pagbabago ng intensity ng sirkulasyon ng dugo nakasalalay sa kakayahan ng katawan na ayusin ang daloy ng dugo (coolant) mula sa lamang loob sa ibabaw ng katawan, bilang resulta ng pagpapaliit o pagpapalawak mga daluyan ng dugo depende sa ambient temperature. Ang suplay ng dugo sa mataas na temperatura ay maaaring 20 hanggang 30 beses na mas malaki kaysa sa mababang temperatura. Sa mga daliri, ang suplay ng dugo ay maaaring magbago ng 600 beses.

Thermoregulation sa pamamagitan ng pagbabago ng intensity ng pagtatago ang pawis ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagbabago ng proseso ng paglipat ng init at bilang resulta ng pagsingaw ng inilabas na pawis.

Ang thermoregulation ng katawan ay isinasagawa nang sabay-sabay sa lahat ng paraan, na nag-aalis ng hypothermia at overheating ng katawan, dahil tinitiyak nito ang balanse sa pagitan ng dami ng init na patuloy na nabuo sa katawan (chemical thermoregulation) at labis na init na patuloy na inilalabas sa kapaligiran (pisikal thermoregulation), ibig sabihin, pinapanatili ang balanse ng init sa katawan.

Thermoregulation ( Q) ay maaaring katawanin tulad ng sumusunod:

Q = M ± R ± C – E(1)

Ang pagpapanatili ng pare-parehong temperatura ng katawan ay tinutukoy ng produksyon ng init ng katawan M, iyon ay, ang mga metabolic na proseso sa mga selula (pantunaw ng pagkain, pagsunog ng asukal at mga reserbang taba) na ginawa bilang isang resulta pisikal na Aktibidad(pagsasagawa ng trabaho, ang paggasta ng enerhiya na tumutukoy sa kategorya ng trabaho, hindi sinasadyang panginginig ng kalamnan).

Heat transfer o heat gain R dahil sa infrared radiation ang katawan papunta sa nakapalibot na espasyo o pag-iilaw ng ibabaw ng katawan ng tao mula sa espasyong ito na may infrared flux;

paglipat ng init o pagtaas ng init C sa pamamagitan ng convection, iyon ay, sa pamamagitan ng pag-init o paglamig ng katawan na may hangin na hinugasan sa ibabaw ng katawan;

paglipat ng init E, sanhi ng pagsingaw ng kahalumigmigan mula sa ibabaw ng balat, mga mucous membrane ng upper respiratory tract, at mga baga.

Ang pagbabago ng mga parameter ng microclimate ay nagdudulot ng pagbabago porsyento dami na tumutukoy sa balanse ng init ng katawan ng tao.

SA normal na kondisyon na may mahinang paggalaw ng hangin, ang isang tao sa pahinga ay nawawalan ng halos 45% ng lahat ng thermal energy na nabuo ng katawan bilang resulta ng thermal radiation; convection hanggang 30% at evaporation hanggang 25%.

Kasabay nito: higit sa 80% ng init ay ibinibigay sa pamamagitan ng balat, tungkol sa 1-3% sa pamamagitan ng mga organ ng paghinga, humigit-kumulang 7% ng init ang ginugol sa pag-init ng pagkain, tubig at inhaled na hangin.

Sa pagtaas ng temperatura ng hangin sa labas at ang parehong mga halaga ng halumigmig, ang pagsingaw ng balat ay tumataas bilang resulta ng pagpapawis mula sa ibabaw ng katawan ng tao. Pinagpapawisan ang mga dula mahalagang papel sa pagpapanatili ng komportableng kalagayan ng isang tao. Kaya, sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng atmospera, ang katawan ay nagtatago mula sa 0.4 hanggang 0.6 litro ng pawis bawat araw, at 0.6 kcal ang ginugol sa 1 oras ng pagpapawis. Kapag nagtatrabaho sa mga kondisyon mataas na temperatura at halumigmig, ang paglipat ng init mula sa katawan ay mahirap.

Biology at genetika

Mayroong ilang mga mekanismo para sa pagpapalabas ng init sa kapaligiran. Ang radiation ay ang paglipat ng init sa anyo ng mga electromagnetic wave sa infrared range. Ang dami ng init na inilalabas ng katawan sa kapaligiran sa pamamagitan ng radiation ay proporsyonal sa ibabaw ng radiation, ang surface area ng katawan na hindi sakop ng damit at ang temperatura gradient. Sa isang nakapaligid na temperatura na 20C at isang relatibong halumigmig ng hangin na 4060, ang pang-adultong katawan ng tao ay nawawala sa pamamagitan ng radiation tungkol sa 4050 ng kabuuang init na ibinibigay.

Thermoregulation, mga uri ng thermoregulation.

Thermoregulation ito ay isang hanay ng mga proseso ng pisyolohikal, ang aktibidad na kung saan ay naglalayong mapanatili ang kamag-anak na katatagan ng pangunahing temperatura sa mga kondisyon ng pagbabago ng temperatura sa kapaligiran sa pamamagitan ng pag-regulate ng produksyon ng init at paglipat ng init. Ang thermoregulation ay naglalayong pigilan ang mga kaguluhan sa thermal balance ng katawan o ibalik ito kung nangyari na ang mga naturang kaguluhan, at isinasagawa sa pamamagitan ng neurohumoral route.

Ang thermoregulation ay maaaring nahahati sa dalawang pangunahing uri: kemikal at pisikal na thermoregulation.

Ang mga ito, sa turn, ay nahahati din sa ilang mga uri:

1. Kemikal na thermoregulation

Contractile thermogenesis

Non-contractile thermogenesis.

1. Pisikal na thermoregulation

Radiation.

Thermal conduction (conduction)

Convection

Pagsingaw

Isaalang-alang natin ang mga uri ng thermoregulation nang mas detalyado.

Kemikal na thermoregulation

Contractile thermogenesis

Gumagana ang ganitong uri ng thermoregulation kung tayo ay nilalamig at kailangang itaas ang temperatura ng ating katawan. Ang pamamaraang ito ay binubuo ng pag-urong ng kalamnan.

Kapag nagkontrata ang mga kalamnan, ang hydrolysis ng ATP ay tumataas, samakatuwid ang daloy ng pangalawang init na ginagamit upang magpainit ng katawan ay tumataas.

Ang boluntaryong aktibidad ng muscular system ay pangunahing nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng cortex cerebral hemispheres. Sa kasong ito, ang isang pagtaas sa produksyon ng init ay posible ng 35 beses kumpara sa halaga ng basal metabolismo.

Karaniwan, kapag bumaba ang temperatura sa paligid at temperatura ng dugo, ang unang reaksyon ay isang pagtaas sa tono ng thermoregulatory.(ang buhok sa katawan ay "tumayo", lumilitaw ang "goosebumps"). Mula sa punto ng view ng mga mekanika ng pag-urong, ang tono na ito ay isang microvibration at nagbibigay-daan sa iyo upang madagdagan ang produksyon ng init ng 25-40% ng paunang antas. Karaniwan ang mga kalamnan ng ulo at leeg ay nakikibahagi sa paglikha ng tono.

Sa mas makabuluhang hypothermia, ang thermoregulatory tone ay nagigingpanginginig ng malamig na kalamnan. Ang malamig na panginginig ay isang hindi sinasadyang ritmikong aktibidad ng mga mababaw na kalamnan, bilang isang resulta kung saan tumataas ang produksyon ng init. Ito ay pinaniniwalaan na ang produksyon ng init sa panahon ng malamig na panginginig ay 2.5 beses na mas mataas kaysa sa panahon ng boluntaryong aktibidad ng kalamnan.

Gumagana ang inilarawang mekanismo antas ng reflex, nang walang partisipasyon ng ating kamalayan. Ngunit maaari mo ring itaas ang temperatura ng iyong katawan sa tulong ng nakakamalay na pisikal na aktibidad.

Sa paggawa pisikal na Aktibidad Sa iba't ibang kapangyarihan, tumataas ang produksyon ng init ng 515 beses kumpara sa natitirang antas. Sa unang 15-30 minuto ng matagal na operasyon, ang temperatura ng core ay mabilis na tumataas sa medyo nakatigil na antas, at pagkatapos ay nananatili sa antas na ito o patuloy na tumataas nang dahan-dahan.

Non-contractile thermogenesis

Ang ganitong uri ng thermoregulation ay maaaring humantong sa parehong pagtaas at pagbaba ng temperatura ng katawan.

Ito ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagpapabilis o pagpapabagal sa mga proseso ng catabolic metabolic. At ito naman, ay hahantong sa pagbaba o pagtaas ng produksyon ng init. Dahil sa ganitong uri ng thermogenesis, ang produksyon ng init ay maaaring tumaas ng 3 beses.

Ang regulasyon ng mga proseso ng non-contractile thermogenesis ay isinasagawa sa pamamagitan ng pag-activate ng sympathetic nervous system, ang produksyon ng mga thyroid hormone at ang adrenal medulla.

Pisikal na thermoregulation

Ang pisikal na thermoregulation ay nauunawaan bilang isang hanay ng mga prosesong pisyolohikal na humahantong sa mga pagbabago sa antas ng paglipat ng init. Mayroong ilang mga mekanismo para sa pagpapalabas ng init sa kapaligiran.

1. Radiation paglipat ng init sa anyo ng mga electromagnetic wave sa infrared range. Dahil sa radiation, lahat ng bagay na mas mataas ang temperatura ay nagbibigay ng enerhiya ganap na zero. Ang electromagnetic radiation ay malayang dumadaan sa isang vacuum, hangin sa atmospera para sa kanya maaari rin itong ituring na "transparent". Ang dami ng init na natatanggal ng katawan sa kapaligiran sa pamamagitan ng radiation ay proporsyonal sa ibabaw na lugar ng radiation (ang ibabaw na lugar ng katawan na hindi sakop ng damit) at ang gradient ng temperatura. Sa isang nakapaligid na temperatura na 20°C at isang relatibong halumigmig ng hangin na 40-60%, ang pang-adultong katawan ng tao ay nagwawaldas ng humigit-kumulang 40-50% ng kabuuang init na ibinibigay ng radiation.
2. Thermal conduction (conduction)ang paraan ng paglipat ng init sa panahon ng direktang pakikipag-ugnay ng katawan sa iba pang mga pisikal na bagay. Ang dami ng init na inilabas sa kapaligiran sa pamamagitan ng pamamaraang ito ay proporsyonal sa pagkakaiba sa average na temperatura ng mga katawan na nakikipag-ugnay, ang lugar ng mga contact na ibabaw, ang oras ng thermal contact at thermal conductivity.
3. Convection paglipat ng init, na isinasagawa sa pamamagitan ng paglipat ng init sa pamamagitan ng paglipat ng mga particle ng hangin (tubig). Ang hangin na nakikipag-ugnay sa balat ay umiinit at tumataas, ang lugar nito ay kinuha ng isang "malamig" na bahagi ng hangin, atbp. Sa ilalim ng mga kondisyon ng thermal comfort, ang katawan ay nawawalan ng hanggang 15% ng kabuuang init na ibinibigay sa ganitong paraan.
4. Pagsingaw paglabas ng thermal energy sa kapaligiran dahil sa pagsingaw ng pawis o moisture mula sa ibabaw ng balat at mauhog lamad ng respiratory tract. Dahil sa pagsingaw, ang katawan ay nagbibigay ng humigit-kumulang 20% ​​ng lahat ng nawawalang init sa isang komportableng temperatura. Ang pagsingaw ay nahahati sa 2 uri.

Hindi mahahalata ang pawispagsingaw ng tubig mula sa mauhog lamad ng respiratory tract(sa pamamagitan ng paghinga) at tubig na tumatagos sa epithelium ng balat (Pagsingaw mula sa ibabaw ng balat.Gumagana ito kahit na ang balat ay tuyo.)

Makalipas ang isang araw Airways hanggang sa 400 ML ng tubig evaporates, i.e. ang katawan ay nawawalan ng hanggang 232 kcal bawat araw. Kung kinakailangan, ang halagang ito ay maaaring tumaas dahil sa thermal shortness ng paghinga.

Sa karaniwan, humigit-kumulang 240 ML ng tubig ang tumatagos sa epidermis bawat araw. Dahil dito, sa ganitong paraan ang katawan ay nawawalan ng hanggang 139 kcal bawat araw. Ang halagang ito, bilang panuntunan, ay hindi nakasalalay sa mga proseso ng regulasyon at iba't ibang mga kadahilanan sa kapaligiran.

Pinaghihinalaang Pawispaglipat ng init sa pamamagitan ng pagsingaw ng pawis . Sa karaniwan, ang 400-500 ML ng pawis ay inilabas bawat araw sa isang komportableng temperatura ng kapaligiran, samakatuwid, hanggang sa 300 kcal ng enerhiya ay inilabas. Gayunpaman, kung kinakailangan, ang dami ng pagpapawis ay maaaring tumaas sa 12　 l bawat araw, ibig sabihin. Sa pamamagitan ng pagpapawis maaari kang mawalan ng hanggang 7000 kcal bawat araw.

Ang kahusayan ng pagsingaw ay higit na nakasalalay sa kapaligiran: kung mas mataas ang temperatura at mas mababa ang halumigmig, mas malaki ang bisa ng pagpapawis bilang isang mekanismo ng paglipat ng init. Sa 100% na kahalumigmigan, ang pagsingaw ay imposible.

Thermoregulation ay ang kakayahan ng katawan ng tao na ayusin ang palitan ng init sa kapaligiran at mapanatili ang temperatura ng katawan sa loob ng ilang mga limitasyon (36.1 - 37.2 ° C).

Tinitiyak ang thermoregulation sa pamamagitan ng pagbabago ng dalawang bahagi ng proseso ng pagpapalitan ng init: produksyon ng init At paglipat ng init.

Sa dalawang paraan ng pagpapanatili ng thermal equilibrium, ang regulasyon ng paglipat ng init ay pangunahing kahalagahan, dahil ang landas na ito ay mas variable at nakokontrol sa katawan, habang ang regulasyon ng produksyon ng init ay gumaganap ng isang positibong papel pangunahin kapag mababang temperatura hangin, sa mataas na temperatura ang posibilidad ng pag-regulate ng palitan ng init sa pamamagitan ng pagbabawas ng produksyon ng init ay limitado.

Ang normal na thermal well-being ay nangyayari kapag pinapanatili ang thermal balance.

Qt.o.= Qt.v.

Dito Qt.o.– ang dami ng init na nalilikha ng isang tao, at Qt.v.– ang dami ng init na natatanggap ng isang tao mula sa kapaligiran. Ang pagsunod na ito ay nagpapakilala sa kapaligiran bilang komportable. Sa mga komportableng kondisyon, ang isang tao ay hindi nakakaranas ng nakakagambalang mga thermal sensation ng malamig o overheating.

Ang equation ng balanse ng init ("tao - kapaligiran") ay may anyo

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

saan q sa- tagapagpahiwatig ng kombeksyon;

q t- tagapagpahiwatig ng thermal conductivity sa pamamagitan ng damit;

q at- tagapagpahiwatig ng radiation;

q isp – rate ng pagsingaw ng balat;

q d - tagapagpahiwatig ng pagsingaw ng kahalumigmigan sa panahon ng paghinga.

Ang pagpapalitan ng init sa pagitan ng isang tao at ng kapaligiran ay isinasagawa: sa pamamagitan ng kombeksyon bilang resulta ng paghuhugas ng katawan gamit ang hangin ( q sa), thermal conductivity sa pamamagitan ng pananamit ( q t), radiation sa nakapaligid na mga ibabaw ( q at), pagsingaw ng kahalumigmigan mula sa ibabaw ng balat ( q isp), pagsingaw ng moisture habang humihinga ( q d).

Ang dami ng init na nabuo ng katawan ng tao ay depende sa antas pisikal na stress sa tiyak mga kondisyong pangklima at mula sa 85 (sa pahinga) hanggang 500 J/s (masipag). Sa pamamahinga sa isang nakapaligid na temperatura na +18 °C, ang proporsyon q sa At q t ay humigit-kumulang 30%, q at– 45%, q isp – 20%, q d - 5% ng lahat ng init ay tinanggal.

Ang mga proseso ng regulasyon ng init ay pangunahing isinasagawa sa tatlong paraan: biochemically; sa pamamagitan ng pagbabago ng intensity ng sirkulasyon ng dugo at ang intensity ng pagpapawis.

Ang thermoregulation sa pamamagitan ng biochemical ay nagbabago sa intensity ng mga proseso ng oxidative na nagaganap sa katawan. Halimbawa, ang panginginig ng kalamnan na nangyayari kapag ang katawan ay lubhang pinalamig ay nagpapataas ng pagpapalabas ng init sa 125...200 J/s.

Ang thermoregulation sa pamamagitan ng pagbabago ng intensity ng sirkulasyon ng dugo ay ang kakayahan ng katawan na ayusin ang daloy ng dugo (na sa kasong ito ay ang coolant) mula sa mga panloob na organo patungo sa ibabaw ng katawan sa pamamagitan ng pagpapaliit o pagpapalawak ng mga daluyan ng dugo. Ang paglipat ng init na may daloy ng dugo ay napakahalaga dahil sa mababang thermal conductivity ng mga tisyu katawan ng tao- 0.314..1.45 W/(m °C). Sa mataas na temperatura kapaligiran, ang mga daluyan ng dugo ng balat ay lumalawak at dumadaloy dito mula sa mga panloob na organo malaking bilang ng dugo at samakatuwid ay mas maraming init ang ibinibigay kapaligiran. Sa mababang temperatura, nangyayari ang kabaligtaran na kababalaghan: pagpapaliit ng mga daluyan ng dugo ng balat, pagbabawas ng daloy ng dugo sa balat at, samakatuwid, mas kaunting init ang inililipat sa panlabas na kapaligiran. Sa mga daliri, ang suplay ng dugo ay maaaring magbago kahit 600 beses.

Ang thermoregulation sa pamamagitan ng pagbabago ng intensity ng pagpapawis ay nagsasangkot ng pagbabago sa proseso ng paglipat ng init dahil sa pagsingaw. Ang evaporative cooling ng katawan ng tao ay may malaking kahalagahan. Kaya, sa 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 %.

Ang thermoregulation ng katawan ay isinasagawa nang sabay-sabay sa lahat ng paraan. Kaya, kapag bumababa ang temperatura ng hangin, ang pagtaas sa paglipat ng init dahil sa pagtaas ng pagkakaiba sa temperatura ay nahahadlangan ng mga proseso tulad ng pagbaba ng kahalumigmigan ng balat at, dahil dito, ang pagbaba sa paglipat ng init sa pamamagitan ng pagsingaw, pagbaba sa temperatura ng ang balat dahil sa isang pagbawas sa intensity ng transportasyon ng dugo mula sa mga panloob na organo at, sa parehong oras, isang pagbaba sa pagkakaiba sa temperatura .

Eksperimento na itinatag na ang pinakamainam na metabolismo sa katawan at, nang naaayon, ang pinakamataas na produktibidad sa paggawa ay nangyayari kung ang mga bahagi ng proseso ng paglipat ng init ay nasa loob ng mga sumusunod na limitasyon: & + (?t * 30%; O, * 45%; (? n * 20% at (? d * 5% Ang balanseng ito ay nagpapakilala sa kawalan ng pag-igting sa sistema ng thermoregulation.

Ang mga parameter ng air microclimate na tumutukoy sa pinakamainam na metabolismo sa katawan at kung saan walang mga hindi kasiya-siyang sensasyon o pag-igting sa sistema ng thermoregulation ay tinatawag na komportable o pinakamainam. Ang zone kung saan ganap na inaalis ng kapaligiran ang init na nabuo ng katawan at walang tensyon sa thermoregulation system ay tinatawag na comfort zone. Ang mga kundisyon kung saan naaabala ang normal na thermal state ng isang tao ay tinatawag na hindi komportable. Sa bahagyang pag-igting sa sistema ng thermoregulation at bahagyang kakulangan sa ginhawa, naitatag ang mga katanggap-tanggap na kondisyon ng meteorolohiko.

Temperatura ng katawan

Temperatura ng katawan ay isang tagapagpahiwatig ng pagpapalitan ng init sa katawan, na isang biological constant.

- Poikilothermy– hindi matatag na temperatura ng katawan, depende sa temperatura ng kapaligiran (mga hayop na may malamig na dugo).

- Homeothermy– pare-pareho ang temperatura ng katawan, independiyente sa kapaligiran (mga hayop na mainit ang dugo).

- Isothermia- pare-pareho ang temperatura ng katawan.

Sa araw, mayroong pagtaas at pagbaba sa temperatura ng katawan. Ang pinakamababang t ng katawan ay nasa 2 - 4 o'clock ng umaga, ang maximum t ay nasa 16 - 19 o'clock. Nag-iiba ang temperatura sa iba't ibang bahagi ng katawan at sa iba't ibang organo. Ang pinakamainit na organ ay ang atay, ang temperatura nito ay 38-40 °C. Sa tumbong t ay 37.2 – 37.5°C, sa kilikili 36.6 – 36.8°C,

Mga uri ng thermoregulation

Constancy ng temperatura ng katawan ay posible lamang kung ang dami ng init na nabuo sa katawan ay katumbas ng dami ng init na ibinibigay nito sa kapaligiran, i.e. ito ay tinutukoy ng pagkakapantay-pantay ng pagbuo ng init at paglipat ng init.

Kasama sa thermoregulation

Kemikal na thermoregulation– ang proseso ng pagbuo ng init sa katawan (paggawa ng init).