Θερμοκρασία πυρήνα και κέλυφος του σώματος. Θερμοκρασία ανθρώπινου σώματος και ισοθερμία

Α. Η ανθρώπινη ζωή μπορεί να συμβεί μόνο σε ένα στενό εύρος θερμοκρασιών.

Η θερμοκρασία έχει σημαντικό αντίκτυπο στην πορεία των διαδικασιών ζωής στο ανθρώπινο σώμα και στη φυσιολογική του δραστηριότητα. Οι διαδικασίες ζωής περιορίζονται σε ένα στενό εύρος εσωτερικής θερμοκρασίας εντός του οποίου μπορούν να συμβούν βασικές ενζυματικές αντιδράσεις. Για τους ανθρώπους, η μείωση της θερμοκρασίας του σώματος κάτω από 25°C και η αύξηση πάνω από τους 43°C είναι συνήθως θανατηφόρα. Τα νευρικά κύτταρα είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στις αλλαγές θερμοκρασίας.

Θερμότηταπροκαλεί έντονη εφίδρωση, η οποία οδηγεί σε αφυδάτωση του οργανισμού, απώλεια μεταλλικών αλάτων και υδατοδιαλυτών βιταμινών. Η συνέπεια αυτών των διεργασιών είναι η πάχυνση του αίματος, η διαταραχή του μεταβολισμού των αλάτων, η γαστρική έκκριση και η ανάπτυξη ανεπάρκειας βιταμινών. Η αποδεκτή απώλεια βάρους λόγω εξάτμισης είναι 2-3%. Με απώλεια βάρους 6% από την εξάτμιση, η νοητική δραστηριότητα εξασθενεί και με απώλεια βάρους 15-20% επέρχεται θάνατος. Η συστηματική επίδραση της υψηλής θερμοκρασίας προκαλεί αλλαγές στο καρδιαγγειακό σύστημα: αυξημένο καρδιακό ρυθμό, αλλαγές στην αρτηριακή πίεση, εξασθένηση της λειτουργικής ικανότητας της καρδιάς. Η παρατεταμένη έκθεση σε υψηλές θερμοκρασίες οδηγεί στη συσσώρευση θερμότητας στο σώμα, ενώ η θερμοκρασία του σώματος μπορεί να ανέλθει στους 38-41 ° C και μπορεί να συμβεί θερμοπληξία με απώλεια συνείδησης.

Χαμηλές θερμοκρασίεςμπορεί να προκαλέσει ψύξη και υποθερμία του σώματος. Κατά την ψύξη, το σώμα μειώνει αντανακλαστικά τη μεταφορά θερμότητας και αυξάνει την παραγωγή θερμότητας. Η μείωση της μεταφοράς θερμότητας συμβαίνει λόγω του σπασμού (σύσπαση) των αιμοφόρων αγγείων και της αύξησης της θερμικής αντίστασης των ιστών του σώματος. Η παρατεταμένη έκθεση σε χαμηλές θερμοκρασίες οδηγεί σε επίμονο αγγειακό σπασμό και διαταραχή της διατροφής των ιστών. Η αύξηση της παραγωγής θερμότητας κατά την ψύξη επιτυγχάνεται με τις προσπάθειες οξειδωτικών μεταβολικών διεργασιών στο σώμα (μείωση της θερμοκρασίας του σώματος κατά 1°C συνοδεύεται από αύξηση των μεταβολικών διεργασιών κατά 10°C). Η έκθεση σε χαμηλές θερμοκρασίες συνοδεύεται από αύξηση της αρτηριακής πίεσης, του εισπνευστικού όγκου και μείωση του αναπνευστικού ρυθμού. Η ψύξη του σώματος αλλάζει τον μεταβολισμό των υδατανθράκων. Η μεγάλη ψύξη συνοδεύεται από μείωση της θερμοκρασίας του σώματος, αναστολή των λειτουργιών οργάνων και συστημάτων του σώματος.

Β. Πυρήνας και εξωτερικό κέλυφος του σώματος.

Από την άποψη της θερμορύθμισης, το ανθρώπινο σώμα μπορεί να φανταστεί ότι αποτελείται από δύο συστατικά - εξωτερικά κέλυφοςκαι εσωτερική πυρήνες.

Πυρήνας- αυτό είναι το μέρος του σώματος που έχει σταθερή θερμοκρασία (εσωτερικά όργανα), και κέλυφος- ένα μέρος του σώματος στο οποίο υπάρχει κλίση θερμοκρασίας (πρόκειται για ιστούς του επιφανειακού στρώματος του σώματος πάχους 2,5 cm). Μέσω του κελύφους υπάρχει ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ του πυρήνα και του περιβάλλοντος, δηλαδή οι αλλαγές στη θερμική αγωγιμότητα του κελύφους καθορίζουν τη σταθερότητα της θερμοκρασίας του πυρήνα. Η θερμική αγωγιμότητα αλλάζει λόγω αλλαγών στην παροχή αίματος και στην πλήρωση αίματος των ιστών της μεμβράνης.

Η θερμοκρασία διαφορετικών τμημάτων του πυρήνα είναι διαφορετική. Για παράδειγμα, στο ήπαρ: 37,8-38,0°C, στον εγκέφαλο: 36,9-37,8°C. Γενικά, η θερμοκρασία του πυρήνα του ανθρώπινου σώματος είναι 37,0°C.Αυτό επιτυγχάνεται μέσω των διαδικασιών ενδογενούς θερμορύθμισης, το αποτέλεσμα της οποίας είναι μια σταθερή ισορροπία μεταξύ της ποσότητας θερμότητας που παράγεται στο σώμα ανά μονάδα χρόνου ( παραγωγή θερμότητας) και την ποσότητα θερμότητας που διαχέεται από το σώμα την ίδια στιγμή στο περιβάλλον ( μεταφορά θερμότητας).

Η θερμοκρασία του ανθρώπινου δέρματος σε διάφορες περιοχές κυμαίνεται από 24,4°C έως 34,4°C. Η χαμηλότερη θερμοκρασία παρατηρείται στα δάχτυλα των ποδιών, η υψηλότερη στη μασχάλη. Με βάση τη μέτρηση της θερμοκρασίας στη μασχάλη συνήθως κρίνει κανείς τη θερμοκρασία του σώματος σε μια δεδομένη στιγμή.

Σύμφωνα με τα μέσα δεδομένα, η μέση θερμοκρασία δέρματος ενός γυμνού ατόμου υπό άνετες συνθήκες θερμοκρασίας αέρα είναι 33-34°C. Υπάρχουν καθημερινές διακυμάνσεις στη θερμοκρασία του σώματος. Το πλάτος των ταλαντώσεων μπορεί να φτάσει τον 1°C. Η θερμοκρασία του σώματος είναι ελάχιστη τις πρωινές ώρες (3-4 ώρες) και μέγιστη την ημέρα (16-18 ώρες).

Το φαινόμενο της ασυμμετρίας θερμοκρασίας είναι επίσης γνωστό. Παρατηρείται σε περίπου 54% των περιπτώσεων και η θερμοκρασία στην αριστερή μασχάλη είναι ελαφρώς υψηλότερη από τη δεξιά. Η ασυμμετρία είναι επίσης δυνατή σε άλλες περιοχές του δέρματος και η σοβαρότητα της ασυμμετρίας μεγαλύτερη από 0,5°C υποδηλώνει παθολογία.

Β. Μεταφορά θερμότητας. Ισορροπία παραγωγής θερμότητας και μεταφοράς θερμότητας στο ανθρώπινο σώμα.

Οι διαδικασίες της ανθρώπινης ζωής συνοδεύονται από συνεχή παραγωγή θερμότητας στο σώμα του και απελευθέρωση της παραγόμενης θερμότητας στο περιβάλλον. Η ανταλλαγή θερμικής ενέργειας μεταξύ του σώματος και του περιβάλλοντος ονομάζεται p ανταλλαγή θερμότητας.Η παραγωγή θερμότητας και η μεταφορά θερμότητας προκαλούνται από τη δραστηριότητα του κεντρικού νευρικού συστήματος, το οποίο ρυθμίζει το μεταβολισμό, την κυκλοφορία του αίματος, την εφίδρωση και τη δραστηριότητα των σκελετικών μυών.

Το ανθρώπινο σώμα είναι ένα αυτορυθμιζόμενο σύστημα με εσωτερική πηγή θερμότητας, στο οποίο, υπό κανονικές συνθήκες, η παραγωγή θερμότητας (η ποσότητα της θερμότητας που παράγεται) είναι ίση με την ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται στο εξωτερικό περιβάλλον (μεταφορά θερμότητας). Η σταθερότητα της θερμοκρασίας του σώματος ονομάζεται ισόθερμος. Εξασφαλίζει την ανεξαρτησία των μεταβολικών διεργασιών σε ιστούς και όργανα από τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας περιβάλλοντος.

Η εσωτερική θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος είναι σταθερή (36,5-37°C) λόγω της ρύθμισης της έντασης παραγωγής θερμότητας και μεταφοράς θερμότητας ανάλογα με την εξωτερική θερμοκρασία. Και η θερμοκρασία του ανθρώπινου δέρματος όταν εκτίθεται σε εξωτερικές συνθήκες μπορεί να ποικίλλει σε ένα σχετικά μεγάλο εύρος.

Σε 1 ώρα, το ανθρώπινο σώμα παράγει όση θερμότητα χρειάζεται για να βράσει 1 λίτρο παγωμένο νερό. Και αν το σώμα ήταν μια θήκη αδιαπέραστη από τη θερμότητα, τότε μέσα σε μια ώρα η θερμοκρασία του σώματος θα αυξανόταν κατά περίπου 1,5 ° C και μετά από 40 ώρες θα έφτανε στο σημείο βρασμού του νερού. Κατά τη διάρκεια βαριάς σωματικής εργασίας, η παραγωγή θερμότητας αυξάνεται αρκετές φορές περισσότερο. Και όμως η θερμοκρασία του σώματός μας δεν αλλάζει. Γιατί; Έχει να κάνει με την εξισορρόπηση των διαδικασιών σχηματισμού και απελευθέρωσης θερμότητας στο σώμα.

Ο κύριος παράγοντας που καθορίζει το επίπεδο της θερμικής ισορροπίας είναι θερμοκρασία περιβάλλοντος.Όταν αποκλίνει από την άνετη ζώνη, δημιουργείται ένα νέο επίπεδο θερμικής ισορροπίας στο σώμα, εξασφαλίζοντας ισοθερμία σε νέες περιβαλλοντικές συνθήκες. Αυτή η σταθερότητα της θερμοκρασίας του σώματος εξασφαλίζεται από τον μηχανισμό θερμορύθμιση, συμπεριλαμβανομένης της διαδικασίας παραγωγής θερμότητας και της διαδικασίας απελευθέρωσης θερμότητας, οι οποίες ρυθμίζονται από τη νευροενδοκρινική οδό.

Δ. Η έννοια της θερμορύθμισης του σώματος.

Θερμορύθμιση- αυτό είναι ένα σύνολο φυσιολογικών διεργασιών που στοχεύουν στη διατήρηση της σχετικής σταθερότητας της θερμοκρασίας του πυρήνα του σώματος σε συνθήκες μεταβαλλόμενων περιβαλλοντικών θερμοκρασιών ρυθμίζοντας την παραγωγή θερμότητας και τη μεταφορά θερμότητας. Η θερμορύθμιση στοχεύει στην πρόληψη διαταραχών στη θερμική ισορροπία του σώματος ή στην αποκατάστασή της εάν έχουν ήδη παρουσιαστεί τέτοιες διαταραχές και πραγματοποιείται μέσω της νευροχυμικής οδού.

Είναι γενικά αποδεκτό ότι η θερμορύθμιση είναι χαρακτηριστικό μόνο των ομοιοθερμικών ζώων (σε αυτά περιλαμβάνονται τα θηλαστικά (συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων) και τα πτηνά), των οποίων το σώμα έχει την ικανότητα να διατηρεί τη θερμοκρασία των εσωτερικών περιοχών του σώματος σε σχετικά σταθερή και αρκετά υψηλό επίπεδο (περίπου 37-38°C στα θηλαστικά και 40-42°C στα πτηνά) ανεξάρτητα από τις αλλαγές στη θερμοκρασία περιβάλλοντος.

Ο μηχανισμός θερμορύθμισης μπορεί να αναπαρασταθεί ως ένα κυβερνητικό σύστημα αυτοελέγχου με ανάδραση. Οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στον περιβάλλοντα αέρα επηρεάζουν τους σχηματισμούς ειδικών υποδοχέων ( θερμοϋποδοχείς), ευαίσθητο στις αλλαγές θερμοκρασίας. Οι θερμοϋποδοχείς μεταδίδουν πληροφορίες για τη θερμική κατάσταση του οργάνου στα κέντρα θερμορύθμισης, με τη σειρά τους, τα κέντρα θερμορύθμισης, μέσω νευρικών ινών, ορμονών και άλλων βιολογικά ενεργών ουσιών, αλλάζουν το επίπεδο μεταφοράς θερμότητας και παραγωγής θερμότητας ή μέρη του σώματος (τοπική θερμορύθμιση ), ή το σώμα ως σύνολο. Όταν τα κέντρα θερμορύθμισης απενεργοποιούνται από ειδικά χημικά, το σώμα χάνει την ικανότητα να διατηρεί σταθερή θερμοκρασία. Αυτό το χαρακτηριστικό έχει χρησιμοποιηθεί στην ιατρική τα τελευταία χρόνια για τεχνητή ψύξη του σώματος κατά τη διάρκεια πολύπλοκων καρδιοχειρουργικών επεμβάσεων.

Θερμοϋποδοχείς δέρματος.

Υπολογίζεται ότι οι άνθρωποι έχουν περίπου 150.000 κρύους και 16.000 υποδοχείς θερμότητας που ανταποκρίνονται στις αλλαγές της θερμοκρασίας των εσωτερικών οργάνων. Οι θερμοϋποδοχείς βρίσκονται στο δέρμα, στα εσωτερικά όργανα, στην αναπνευστική οδό, στους σκελετικούς μύες και στο κεντρικό νευρικό σύστημα.

Οι θερμοϋποδοχείς του δέρματος προσαρμόζονται γρήγορα και δεν αντιδρούν τόσο στην ίδια τη θερμοκρασία όσο στις αλλαγές της. Ο μέγιστος αριθμός υποδοχέων βρίσκεται στο κεφάλι και το λαιμό, ο ελάχιστος - στα άκρα.

Οι υποδοχείς του κρύου είναι λιγότερο ευαίσθητοι και το όριο ευαισθησίας τους είναι 0,012°C (όταν ψύχονται). Το κατώφλι ευαισθησίας των θερμικών υποδοχέων είναι υψηλότερο και ανέρχεται στους 0,007°C. Αυτό πιθανώς οφείλεται στον μεγαλύτερο κίνδυνο για το σώμα από υπερθέρμανση.

Δ. Τύποι θερμορύθμισης.

Η θερμορύθμιση μπορεί να χωριστεί σε δύο βασικούς τύπους:

1. Φυσική θερμορύθμιση:

Εξάτμιση (εφίδρωση);

Ακτινοβολία (ακτινοβολία);

Μεταγωγή.

2. Χημική θερμορύθμιση.

Συσταλτική θερμογένεση;

Μη συσταλτική θερμογένεση.

Φυσική θερμορύθμιση(διαδικασία που αφαιρεί τη θερμότητα από το σώμα) - εξασφαλίζει τη διατήρηση της σταθερότητας της θερμοκρασίας του σώματος αλλάζοντας την απελευθέρωση θερμότητας από το σώμα μέσω της αγωγής και της μεταφοράς μέσω του δέρματος, της ακτινοβολίας (ακτινοβολίας) και της εξάτμισης του νερού. Η απελευθέρωση της θερμότητας που παράγεται συνεχώς στο σώμα ρυθμίζεται από αλλαγές στη θερμική αγωγιμότητα του δέρματος, του υποδόριου λίπους και της επιδερμίδας. Η μεταφορά θερμότητας ρυθμίζεται σε μεγάλο βαθμό από τη δυναμική της κυκλοφορίας του αίματος στους θερμοαγώγιμους και θερμομονωτικούς ιστούς. Καθώς η θερμοκρασία περιβάλλοντος αυξάνεται, η εξάτμιση αρχίζει να κυριαρχεί στη μεταφορά θερμότητας.

Η αγωγή, η συναγωγή και η ακτινοβολία είναι μονοπάτια παθητικής μεταφοράς θερμότητας που βασίζονται στους νόμους της φυσικής. Είναι αποτελεσματικά μόνο εάν διατηρείται μια θετική διαβάθμιση θερμοκρασίας. Όσο μικρότερη είναι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του σώματος και του περιβάλλοντος, τόσο λιγότερη θερμότητα εκπέμπεται. Στους ίδιους δείκτες ή σε υψηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος, οι αναφερόμενοι τρόποι όχι μόνο είναι αναποτελεσματικοί, αλλά και το σώμα θερμαίνεται. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, ενεργοποιείται μόνο ένας μηχανισμός απελευθέρωσης θερμότητας στο σώμα - η εφίδρωση.

Σε χαμηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος (15°C και κάτω), περίπου το 90% της ημερήσιας μεταφοράς θερμότητας συμβαίνει λόγω της αγωγιμότητας της θερμότητας και της ακτινοβολίας θερμότητας. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, δεν εμφανίζεται ορατή εφίδρωση. Σε θερμοκρασία αέρα 18-22°C, η μεταφορά θερμότητας λόγω της θερμικής αγωγιμότητας και της θερμικής ακτινοβολίας μειώνεται, αλλά η απώλεια θερμότητας από το σώμα αυξάνεται μέσω της εξάτμισης της υγρασίας από την επιφάνεια του δέρματος. Όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος αυξάνεται στους 35°C, η μεταφορά θερμότητας με ακτινοβολία και μεταφορά γίνεται αδύνατη και η θερμοκρασία του σώματος διατηρείται σε σταθερό επίπεδο μόνο με την εξάτμιση του νερού από την επιφάνεια του δέρματος και τις κυψελίδες των πνευμόνων. Όταν η υγρασία του αέρα είναι υψηλή, όταν η εξάτμιση του νερού είναι δύσκολη, το σώμα μπορεί να υπερθερμανθεί και να αναπτυχθεί θερμοπληξία.

Σε ένα άτομο σε ηρεμία, σε θερμοκρασία αέρα περίπου 20°C και συνολική μεταφορά θερμότητας 419 kJ (100 kcal) ανά ώρα, το 66% χάνεται μέσω της ακτινοβολίας, η εξάτμιση νερού - 19%, η μεταφορά - το 15% του συνόλου απώλεια θερμότητας από το σώμα.

Χημική θερμορύθμιση(η διαδικασία που εξασφαλίζει το σχηματισμό θερμότητας στο σώμα) - πραγματοποιείται μέσω του μεταβολισμού και μέσω της παραγωγής θερμότητας ιστών όπως οι μύες, καθώς και το συκώτι, το καφέ λίπος, δηλαδή με την αλλαγή του επιπέδου παραγωγής θερμότητας - αύξηση ή αποδυνάμωση της έντασης του μεταβολισμού στα κύτταρα του σώματος. Όταν οι οργανικές ουσίες οξειδώνονται, απελευθερώνεται ενέργεια. Μέρος της ενέργειας πηγαίνει στη σύνθεση του ATP (η τριφωσφορική αδενοσίνη είναι ένα νουκλεοτίδιο που παίζει εξαιρετικά σημαντικό ρόλο στην ανταλλαγή ενέργειας και ουσιών στο σώμα). Αυτή η δυνητική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί από το σώμα στις περαιτέρω δραστηριότητές του. Όλοι οι ιστοί είναι πηγή θερμότητας στο σώμα. Το αίμα που ρέει μέσω του ιστού θερμαίνεται. Η αύξηση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος προκαλεί αντανακλαστική μείωση του μεταβολισμού, με αποτέλεσμα να μειώνεται η παραγωγή θερμότητας στο σώμα. Όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος μειώνεται, η ένταση των μεταβολικών διεργασιών αυξάνεται αντανακλαστικά και η παραγωγή θερμότητας αυξάνεται.

Η ενεργοποίηση της χημικής θερμορύθμισης συμβαίνει όταν η φυσική θερμορύθμιση είναι ανεπαρκής για τη διατήρηση μιας σταθερής θερμοκρασίας σώματος.

Ας εξετάσουμε αυτούς τους τύπους θερμορύθμισης.

Φυσική θερμορύθμιση:

Κάτω από φυσική θερμορύθμισηκατανοούν το σύνολο των φυσιολογικών διεργασιών που οδηγούν σε αλλαγές στο επίπεδο μεταφοράς θερμότητας. Υπάρχουν οι ακόλουθοι τρόποι για να απελευθερώσει το σώμα θερμότητα στο περιβάλλον:

Εξάτμιση (εφίδρωση);

Ακτινοβολία (ακτινοβολία);

Θερμική αγωγιμότητα (αγωγιμότητα);

Μεταγωγή.

Ας τα δούμε αναλυτικότερα:

1. Εξάτμιση (ιδρώτας):

Εξάτμιση (εφίδρωση)- είναι η απελευθέρωση θερμικής ενέργειας στο περιβάλλον λόγω της εξάτμισης του ιδρώτα ή της υγρασίας από την επιφάνεια του δέρματος και τους βλεννογόνους της αναπνευστικής οδού. Στον άνθρωπο, ο ιδρώτας εκκρίνεται συνεχώς από τους ιδρωτοποιούς αδένες του δέρματος («ψηλής» ή αδενική απώλεια νερού) και οι βλεννογόνοι της αναπνευστικής οδού ενυδατώνονται («ανεπαίσθητη» απώλεια νερού). Ταυτόχρονα, η «αισθητή» απώλεια νερού από το σώμα έχει πιο σημαντική επίδραση στη συνολική ποσότητα θερμότητας που εκπέμπεται από την εξάτμιση από την «ανεπαίσθητη».

Σε θερμοκρασία περιβάλλοντος περίπου 20°C, η εξάτμιση υγρασίας είναι περίπου 36 g/h. Δεδομένου ότι 0,58 kcal θερμικής ενέργειας δαπανώνται για την εξάτμιση 1 g νερού σε ένα άτομο, είναι εύκολο να υπολογιστεί ότι μέσω της εξάτμισης, το ενήλικο ανθρώπινο σώμα απελευθερώνει περίπου το 20% της συνολικής διαλυόμενης θερμότητας στο περιβάλλον υπό αυτές τις συνθήκες. Η αύξηση της εξωτερικής θερμοκρασίας, η εκτέλεση σωματικής εργασίας και η παραμονή σε θερμομονωτικά ρούχα για μεγάλο χρονικό διάστημα αυξάνουν την εφίδρωση και μπορεί να αυξηθεί στα 500-2.000 g/h.

Ένα άτομο δεν ανέχεται σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος (32°C) σε υγρό αέρα. Ένα άτομο μπορεί να παραμείνει σε εντελώς ξηρό αέρα χωρίς αισθητή υπερθέρμανση για 2-3 ώρες σε θερμοκρασία 50-55°C. Τα ρούχα που είναι αδιαπέραστα από τον αέρα (καουτσούκ, χοντρά, κ.λπ.), τα οποία εμποδίζουν την εξάτμιση του ιδρώτα, είναι επίσης ελάχιστα ανεκτά: το στρώμα αέρα ανάμεσα στα ρούχα και το σώμα διαποτίζεται γρήγορα με ατμούς και η περαιτέρω εξάτμιση του ιδρώτα σταματά.

Η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας μέσω της εξάτμισης, αν και είναι μόνο μία από τις μεθόδους θερμορύθμισης, έχει ένα εξαιρετικό πλεονέκτημα - εάν η εξωτερική θερμοκρασία υπερβαίνει τη μέση θερμοκρασία του δέρματος, τότε το σώμα δεν μπορεί να μεταφέρει θερμότητα στο εξωτερικό περιβάλλον με άλλες μεθόδους θερμορύθμισης ( ακτινοβολία, συναγωγή και αγωγή), που θα εξετάσουμε παρακάτω. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, το σώμα αρχίζει να απορροφά θερμότητα από το εξωτερικό και ο μόνος τρόπος για να διαχέει τη θερμότητα είναι να αυξήσει την εξάτμιση της υγρασίας από την επιφάνεια του σώματος. Μια τέτοια εξάτμιση είναι δυνατή εφόσον η υγρασία του περιβάλλοντος αέρα παραμένει μικρότερη από 100%. Με έντονη εφίδρωση, υψηλή υγρασία και χαμηλή ταχύτητα αέρα, όταν σταγόνες ιδρώτα, χωρίς να υπάρχει χρόνος για εξάτμιση, συγχώνευση και ροή από την επιφάνεια του σώματος, η μεταφορά θερμότητας με εξάτμιση γίνεται λιγότερο αποτελεσματική.

Όταν ο ιδρώτας εξατμίζεται, το σώμα μας απελευθερώνει την ενέργειά του. Στην πραγματικότητα, χάρη στην ενέργεια του σώματός μας, τα υγρά μόρια (δηλαδή ο ιδρώτας) σπάνε μοριακούς δεσμούς και περνούν από την υγρή στην αέρια κατάσταση. Η ενέργεια δαπανάται για το σπάσιμο των δεσμών και, ως αποτέλεσμα, η θερμοκρασία του σώματος μειώνεται. Ένα ψυγείο λειτουργεί με την ίδια αρχή. Καταφέρνει να διατηρεί μια θερμοκρασία στο εσωτερικό του θαλάμου πολύ χαμηλότερη από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Αυτό το κάνει χάρη στην ηλεκτρική ενέργεια που καταναλώνεται. Και αυτό το κάνουμε χρησιμοποιώντας την ενέργεια που λαμβάνεται από τη διάσπαση των προϊόντων διατροφής.

Ο έλεγχος της επιλογής των ρούχων μπορεί να βοηθήσει στη μείωση της απώλειας θερμότητας από την εξάτμιση. Τα ρούχα πρέπει να επιλέγονται με βάση τις καιρικές συνθήκες και την τρέχουσα δραστηριότητα. Μην τεμπελιάζετε να βγάλετε τα περιττά ρούχα καθώς αυξάνεται το φορτίο σας. Θα ιδρώσεις λιγότερο. Και μην τεμπελιάζετε να το βάλετε ξανά όταν σταματήσει το φορτίο. Αφαιρέστε την προστασία από το νερό και τον αέρα εάν δεν υπάρχει βροχή ή αέρας, διαφορετικά τα ρούχα σας θα βραχούν από το εσωτερικό από τον ιδρώτα σας. Και όταν ερχόμαστε σε επαφή με βρεγμένα ρούχα, χάνουμε επίσης θερμότητα μέσω της θερμικής αγωγιμότητας. Το νερό μεταφέρει τη θερμότητα 25 φορές καλύτερα από τον αέρα. Αυτό σημαίνει ότι στα βρεγμένα ρούχα χάνουμε θερμότητα 25 φορές πιο γρήγορα. Γι' αυτό είναι σημαντικό να διατηρείτε τα ρούχα σας στεγνά.

Η εξάτμιση χωρίζεται σε 2 τύπους:

ΕΝΑ) Αδιόρατη εφίδρωση(χωρίς τη συμμετοχή των ιδρωτοποιών αδένων) είναι η εξάτμιση του νερού από την επιφάνεια των πνευμόνων, των βλεννογόνων της αναπνευστικής οδού και του νερού που διαρρέει το επιθήλιο του δέρματος (η εξάτμιση από την επιφάνεια του δέρματος συμβαίνει ακόμα και αν το δέρμα είναι ξηρό ).

Έως και 400 ml νερού εξατμίζονται μέσω της αναπνευστικής οδού την ημέρα, δηλ. το σώμα χάνει έως και 232 kcal την ημέρα. Εάν είναι απαραίτητο, αυτή η τιμή μπορεί να αυξηθεί λόγω θερμικής δύσπνοιας. Κατά μέσο όρο, περίπου 240 ml νερού διαρρέουν την επιδερμίδα την ημέρα. Κατά συνέπεια, με αυτόν τον τρόπο το σώμα χάνει έως και 139 kcal την ημέρα. Αυτή η τιμή, κατά κανόνα, δεν εξαρτάται από ρυθμιστικές διαδικασίες και διάφορους περιβαλλοντικούς παράγοντες.

β) Αντιληπτή εφίδρωση(με ενεργό συμμετοχή των ιδρωτοποιών αδένων) - Αυτή είναι η μεταφορά θερμότητας μέσω της εξάτμισης του ιδρώτα. Κατά μέσο όρο, την ημέρα σε μια άνετη θερμοκρασία περιβάλλοντος, απελευθερώνονται 400-500 ml ιδρώτα, επομένως απελευθερώνονται έως και 300 kcal ενέργειας. Η εξάτμιση 1 λίτρου ιδρώτα σε ένα άτομο βάρους 75 κιλών μπορεί να μειώσει τη θερμοκρασία του σώματος κατά 10°C. Ωστόσο, αν χρειαστεί, ο όγκος της εφίδρωσης μπορεί να αυξηθεί στα 12 λίτρα την ημέρα, δηλ. Μπορείτε να χάσετε έως και 7.000 kcal την ημέρα μέσω της εφίδρωσης.

Η αποτελεσματικότητα της εξάτμισης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το περιβάλλον: όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία και χαμηλότερη η υγρασία, τόσο μεγαλύτερη είναι η αποτελεσματικότητα της εφίδρωσης ως μηχανισμός μεταφοράς θερμότητας. Σε 100% υγρασία, η εξάτμιση είναι αδύνατη. Με υψηλή ατμοσφαιρική υγρασία, οι υψηλές θερμοκρασίες είναι πιο δύσκολο να ανεχθούν από ό,τι με χαμηλή υγρασία. Στον αέρα που είναι κορεσμένος με υδρατμούς (για παράδειγμα, σε ένα λουτρό), ο ιδρώτας απελευθερώνεται σε μεγάλες ποσότητες, αλλά δεν εξατμίζεται και ρέει από το δέρμα. Αυτή η εφίδρωση δεν συμβάλλει στη μεταφορά θερμότητας: μόνο εκείνο το μέρος του ιδρώτα που εξατμίζεται από την επιφάνεια του δέρματος είναι σημαντικό για τη μεταφορά θερμότητας (αυτό το μέρος του ιδρώτα συνιστά αποτελεσματική εφίδρωση).

2. Ακτινοβολία (ακτινοβολία):

Ακτινοβολία (ακτινοβολία)- αυτή είναι μια μέθοδος μεταφοράς θερμότητας στο περιβάλλον από την επιφάνεια του ανθρώπινου σώματος με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στην υπέρυθρη περιοχή (a = 5-20 μικρά). Λόγω της ακτινοβολίας, όλα τα αντικείμενα των οποίων η θερμοκρασία είναι πάνω από το απόλυτο μηδέν εκπέμπουν ενέργεια. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία διέρχεται ελεύθερα μέσα από ένα κενό, ο ατμοσφαιρικός αέρας μπορεί επίσης να θεωρηθεί «διαφανής».

Όπως γνωρίζετε, κάθε αντικείμενο που θερμαίνεται πάνω από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος εκπέμπει θερμότητα. Όλοι το ένιωσαν να κάθεται γύρω από τη φωτιά. Μια φωτιά εκπέμπει θερμότητα και θερμαίνει τα αντικείμενα γύρω της. Ταυτόχρονα, η φωτιά χάνει τη θερμότητά της.

Το ανθρώπινο σώμα αρχίζει να εκπέμπει θερμότητα μόλις η θερμοκρασία περιβάλλοντος πέσει κάτω από τη θερμοκρασία της επιφάνειας του δέρματος. Για να αποτρέψετε την απώλεια θερμότητας από την ακτινοβολία, πρέπει να προστατεύσετε τις εκτεθειμένες περιοχές του σώματος. Αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας ρούχα. Έτσι, δημιουργούμε ένα στρώμα αέρα στα ρούχα μεταξύ του δέρματος και του περιβάλλοντος. Η θερμοκρασία αυτού του στρώματος θα είναι ίση με τη θερμοκρασία του σώματος και η απώλεια θερμότητας από την ακτινοβολία θα μειωθεί. Γιατί δεν σταματά εντελώς η απώλεια θερμότητας; Γιατί τώρα τα θερμαινόμενα ρούχα θα εκπέμπουν θερμότητα, χάνοντάς την. Και ακόμα κι αν βάλεις άλλη στρώση ρούχου, δεν θα σταματήσεις την ακτινοβολία.

Η ποσότητα θερμότητας που διαχέεται από το σώμα στο περιβάλλον από την ακτινοβολία είναι ανάλογη με την επιφάνεια της ακτινοβολίας (η επιφάνεια του σώματος που δεν καλύπτεται από ρούχα) και τη διαφορά στις μέσες θερμοκρασίες του δέρματος και του περιβάλλον. Σε θερμοκρασία περιβάλλοντος 20°C και σχετική υγρασία αέρα 40-60%, το ενήλικο ανθρώπινο σώμα διαχέει περίπου το 40-50% της συνολικής θερμότητας που εκπέμπεται από την ακτινοβολία. Εάν η θερμοκρασία περιβάλλοντος υπερβαίνει τη μέση θερμοκρασία του δέρματος, το ανθρώπινο σώμα, απορροφώντας τις υπέρυθρες ακτίνες που εκπέμπονται από τα γύρω αντικείμενα, θερμαίνεται.

Η μεταφορά θερμότητας με ακτινοβολία αυξάνεται καθώς μειώνεται η θερμοκρασία περιβάλλοντος και μειώνεται καθώς αυξάνεται. Σε συνθήκες σταθερής θερμοκρασίας περιβάλλοντος, η ακτινοβολία από την επιφάνεια του σώματος αυξάνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία του δέρματος και μειώνεται καθώς μειώνεται. Εάν εξισωθούν οι μέσες θερμοκρασίες της επιφάνειας του δέρματος και του περιβάλλοντος (η διαφορά θερμοκρασίας μηδενίζεται), τότε η μεταφορά θερμότητας με ακτινοβολία καθίσταται αδύνατη.

Είναι δυνατό να μειωθεί η μεταφορά θερμότητας του σώματος με ακτινοβολία μειώνοντας την επιφάνεια της ακτινοβολίας - αλλαγή στη θέση του σώματος. Για παράδειγμα, όταν ένας σκύλος ή μια γάτα κρυώνει, κουλουριάζονται σε μια μπάλα, μειώνοντας έτσι την επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας. όταν κάνει ζέστη, τα ζώα, αντίθετα, παίρνουν μια θέση στην οποία η επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας αυξάνεται όσο το δυνατόν περισσότερο. Ένα άτομο που «κουλουριάζεται σε μια μπάλα» ενώ κοιμάται σε ένα κρύο δωμάτιο δεν στερείται αυτή τη μέθοδο φυσικής θερμορύθμισης.

3. Θερμική αγωγιμότητα (αγωγιμότητα):

Θερμική αγωγιμότητα (αγωγιμότητα)- αυτή είναι μια μέθοδος μεταφοράς θερμότητας που συμβαίνει κατά την επαφή, την επαφή του ανθρώπινου σώματος με άλλα φυσικά σώματα. Η ποσότητα θερμότητας που εκπέμπεται από το σώμα στο περιβάλλον με αυτόν τον τρόπο είναι ανάλογη με τη διαφορά στις μέσες θερμοκρασίες των σωμάτων που έρχονται σε επαφή, την περιοχή των επιφανειών επαφής, το χρόνο θερμικής επαφής και τη θερμική αγωγιμότητα της επαφής. σώμα.

Απώλεια θερμότητας μέσω αγωγιμότητας συμβαίνει όταν υπάρχει άμεση επαφή με ένα κρύο αντικείμενο. Αυτή τη στιγμή το σώμα μας εκπέμπει τη θερμότητά του. Ο ρυθμός απώλειας θερμότητας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμική αγωγιμότητα του αντικειμένου με το οποίο ερχόμαστε σε επαφή. Για παράδειγμα, η θερμική αγωγιμότητα της πέτρας είναι 10 φορές μεγαλύτερη από αυτή του ξύλου. Επομένως, καθισμένοι σε μια πέτρα, θα χάσουμε θερμότητα πολύ πιο γρήγορα. Πιθανότατα έχετε παρατηρήσει ότι το να κάθεσαι σε έναν βράχο είναι κατά κάποιο τρόπο πιο κρύο από το να κάθεσαι σε ένα κούτσουρο.

Λύση? Απομονώστε το σώμα σας από κρύα αντικείμενα χρησιμοποιώντας κακούς αγωγούς θερμότητας. Με απλά λόγια, για παράδειγμα, εάν ταξιδεύετε στα βουνά, τότε όταν κάνετε ένα διάλειμμα, καθίστε σε ένα τουριστικό χαλί ή σε ένα πακέτο ρούχα. Το βράδυ, φροντίστε να τοποθετήσετε ένα χαλάκι ταξιδιού κάτω από τον υπνόσακο σας που είναι κατάλληλο για τις καιρικές συνθήκες. Ή, σε ακραίες περιπτώσεις, ένα παχύ στρώμα ξηρού χόρτου ή πευκοβελόνες. Η γη μεταφέρει (και επομένως «παίρνει») θερμότητα καλά και ψύχεται πολύ τη νύχτα. Το χειμώνα, μην χειρίζεστε μεταλλικά αντικείμενα με γυμνά χέρια. Χρησιμοποιήστε γάντια. Σε σοβαρούς παγετούς, μεταλλικά αντικείμενα μπορεί να προκαλέσουν τοπικό κρυοπαγήματα.

Ο ξηρός αέρας και ο λιπώδης ιστός χαρακτηρίζονται από χαμηλή θερμική αγωγιμότητα και είναι θερμομονωτές (κακοί αγωγοί θερμότητας). Τα ρούχα μειώνουν τη μεταφορά θερμότητας. Η απώλεια θερμότητας εμποδίζεται από το στρώμα ακίνητου αέρα που βρίσκεται ανάμεσα στα ρούχα και το δέρμα. Όσο πιο λεπτή είναι η κυτταρικότητα της δομής του που περιέχει αέρα, τόσο υψηλότερες είναι οι θερμομονωτικές ιδιότητες των ρούχων. Αυτό εξηγεί τις καλές θερμομονωτικές ιδιότητες των μάλλινων και γούνινων ενδυμάτων, που επιτρέπουν στο ανθρώπινο σώμα να μειώσει τη διάχυση θερμότητας μέσω της θερμικής αγωγιμότητας. Η θερμοκρασία του αέρα κάτω από τα ρούχα φτάνει τους 30°C. Και, αντίστροφα, το γυμνό σώμα χάνει θερμότητα, αφού ο αέρας στην επιφάνειά του αλλάζει συνεχώς. Ως εκ τούτου, η θερμοκρασία του δέρματος των γυμνών τμημάτων του σώματος είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή των ενδυμάτων.

Ο υγρός αέρας κορεσμένος με υδρατμούς χαρακτηρίζεται από υψηλή θερμική αγωγιμότητα. Επομένως, η παραμονή ενός ατόμου σε περιβάλλον με υψηλή υγρασία και χαμηλή θερμοκρασία συνοδεύεται από αυξημένη απώλεια θερμότητας από το σώμα. Τα βρεγμένα ρούχα χάνουν επίσης τις μονωτικές τους ιδιότητες.

4. Συναγωγή:

Μεταγωγή- αυτή είναι μια μέθοδος μεταφοράς θερμότητας από το σώμα, που πραγματοποιείται με τη μεταφορά θερμότητας με κινούμενα σωματίδια αέρα (νερό). Για τη διάχυση της θερμότητας μέσω μεταφοράς, απαιτείται ροή αέρα με θερμοκρασία χαμηλότερη από τη θερμοκρασία του δέρματος πάνω από την επιφάνεια του σώματος. Σε αυτή την περίπτωση, το στρώμα αέρα που έρχεται σε επαφή με το δέρμα θερμαίνεται, μειώνει την πυκνότητά του, ανεβαίνει και αντικαθίσταται από ψυχρότερο και πιο πυκνό αέρα. Υπό συνθήκες όπου η θερμοκρασία του αέρα είναι 20°C και η σχετική υγρασία είναι 40-60%, το σώμα ενός ενήλικα διαχέει περίπου το 25-30% της θερμότητας στο περιβάλλον μέσω της αγωγιμότητας και της μεταφοράς θερμότητας (βασική συναγωγή). Καθώς η ταχύτητα ροής του αέρα (άνεμος, εξαερισμός) αυξάνεται, η ένταση της μεταφοράς θερμότητας (αναγκαστική μεταφορά) αυξάνεται επίσης σημαντικά.

Η ουσία της διαδικασίας μεταφοράς είναι η εξής- το σώμα μας θερμαίνει τον αέρα κοντά στο δέρμα. Ο θερμαινόμενος αέρας γίνεται ελαφρύτερος από τον κρύο αέρα και ανεβαίνει, και αντικαθίσταται από κρύο αέρα, ο οποίος θερμαίνεται ξανά, γίνεται ελαφρύτερος και αντικαθίσταται από το επόμενο τμήμα κρύου αέρα. Εάν ο θερμαινόμενος αέρας δεν συλλαμβάνεται με ρούχα, τότε αυτή η διαδικασία θα είναι ατελείωτη. Στην πραγματικότητα, δεν μας ζεσταίνουν τα ρούχα, αλλά ο αέρας που παγιδεύουν.

Όταν φυσάει ο άνεμος, η κατάσταση χειροτερεύει. Ο άνεμος μεταφέρει τεράστιες ποσότητες μη θερμαινόμενου αέρα. Ακόμη και όταν φοράμε ένα ζεστό πουλόβερ, ο αέρας δεν κοστίζει τίποτα για να διώξει τον ζεστό αέρα από αυτό. Το ίδιο συμβαίνει όταν μετακινούμαστε. Το σώμα μας «χτυπά» στον αέρα και ρέει γύρω μας, ενεργώντας σαν άνεμος. Αυτό αυξάνει επίσης την απώλεια θερμότητας.

Ποια λύση; Φορέστε αντιανεμικό στρώμα: αντιανεμικό και αντιανεμικό παντελόνι. Μην ξεχνάτε να προστατεύετε το λαιμό και το κεφάλι σας. Λόγω της ενεργού κυκλοφορίας του αίματος στον εγκέφαλο, ο λαιμός και το κεφάλι είναι οι πιο ζεστές περιοχές του σώματος, επομένως η απώλεια θερμότητας από αυτά είναι πολύ μεγάλη. Επίσης, όταν ο καιρός είναι κρύος, πρέπει να αποφεύγετε μέρη με βύθισμα τόσο κατά την οδήγηση όσο και όταν επιλέγετε μέρος για να περάσετε τη νύχτα.

Χημική θερμορύθμιση:

Χημική θερμορύθμισηΗ παραγωγή θερμότητας πραγματοποιείται λόγω αλλαγών στο επίπεδο του μεταβολισμού (οξειδωτικές διεργασίες) που προκαλούνται από μικροδόνηση των μυών (ταλαντώσεις), η οποία οδηγεί σε αλλαγή στο σχηματισμό θερμότητας στο σώμα.

Η πηγή θερμότητας στο σώμα είναι οι εξώθερμες αντιδράσεις οξείδωσης πρωτεϊνών, λιπών, υδατανθράκων, καθώς και η υδρόλυση του ATP (η τριφωσφορική αδενοσίνη είναι ένα νουκλεοτίδιο που παίζει εξαιρετικά σημαντικό ρόλο στο μεταβολισμό της ενέργειας και των ουσιών στο σώμα. Πρώτα απ 'όλα, αυτή η ένωση είναι γνωστή ως παγκόσμια πηγή ενέργειας για όλες τις βιοχημικές διεργασίες που συμβαίνουν στα ζωντανά συστήματα). Όταν τα θρεπτικά συστατικά διασπώνται, μέρος της απελευθερωμένης ενέργειας συσσωρεύεται στο ATP και ένα μέρος διαχέεται με τη μορφή θερμότητας (πρωτογενής θερμότητα - 65-70% της ενέργειας). Όταν χρησιμοποιούνται δεσμοί υψηλής ενέργειας μορίων ATP, μέρος της ενέργειας χρησιμοποιείται για την εκτέλεση χρήσιμης εργασίας και μέρος διαχέεται (δευτερεύουσα θερμότητα). Έτσι, δύο ροές θερμότητας - πρωτογενής και δευτερεύουσας - είναι η παραγωγή θερμότητας.

Η χημική θερμορύθμιση είναι σημαντική για τη διατήρηση μιας σταθερής θερμοκρασίας σώματος τόσο υπό κανονικές συνθήκες όσο και όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος αλλάζει. Στους ανθρώπους, παρατηρείται αυξημένη παραγωγή θερμότητας λόγω αύξησης του μεταβολικού ρυθμού, ιδιαίτερα όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος γίνεται χαμηλότερη από τη βέλτιστη θερμοκρασία ή τη ζώνη άνεσης. Για ένα άτομο που φορά συνηθισμένα ελαφριά ρούχα, αυτή η ζώνη είναι εντός 18-20°C και για ένα γυμνό άτομο είναι 28°C.

Η βέλτιστη θερμοκρασία στο νερό είναι υψηλότερη από τον αέρα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το νερό, το οποίο έχει υψηλή θερμική ικανότητα και θερμική αγωγιμότητα, ψύχει το σώμα 14 φορές περισσότερο από τον αέρα, επομένως, σε ένα δροσερό μπάνιο, ο μεταβολισμός αυξάνεται σημαντικά περισσότερο από ό,τι κατά την έκθεση στον αέρα στην ίδια θερμοκρασία.

Η πιο έντονη παραγωγή θερμότητας στο σώμα συμβαίνει στους μύες. Ακόμα κι αν ένα άτομο βρίσκεται ακίνητο, αλλά με τεντωμένους μύες, η ένταση των οξειδωτικών διεργασιών και ταυτόχρονα η παραγωγή θερμότητας αυξάνεται κατά 10%. Η μικρή σωματική δραστηριότητα οδηγεί σε αύξηση της παραγωγής θερμότητας κατά 50-80%, και η βαριά μυϊκή εργασία - κατά 400-500%.

Το συκώτι και τα νεφρά παίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στη χημική θερμορύθμιση. Η θερμοκρασία του αίματος της ηπατικής φλέβας είναι υψηλότερη από τη θερμοκρασία του αίματος της ηπατικής αρτηρίας, γεγονός που υποδηλώνει έντονη παραγωγή θερμότητας σε αυτό το όργανο. Όταν το σώμα κρυώνει, η παραγωγή θερμότητας στο ήπαρ αυξάνεται.

Εάν είναι απαραίτητο να αυξηθεί η παραγωγή θερμότητας, εκτός από τη δυνατότητα λήψης θερμότητας από το εξωτερικό, το σώμα χρησιμοποιεί μηχανισμούς που αυξάνουν την παραγωγή θερμικής ενέργειας. Τέτοιοι μηχανισμοί περιλαμβάνουν συσταλτικόςΚαι μη συσταλτική θερμογένεση.

1. Συσταλτική θερμογένεση.

Αυτός ο τύπος θερμορύθμισης λειτουργεί αν κρυώνουμε και πρέπει να ανεβάσουμε τη θερμοκρασία του σώματός μας. Αυτή η μέθοδος αποτελείται από μυική σύσπαση. Όταν οι μύες συστέλλονται, η υδρόλυση του ATP αυξάνεται, επομένως η ροή της δευτερεύουσας θερμότητας που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του σώματος αυξάνεται.

Η εθελοντική δραστηριότητα του μυϊκού συστήματος συμβαίνει κυρίως υπό την επίδραση του εγκεφαλικού φλοιού. Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατή μια αύξηση της παραγωγής θερμότητας κατά 3-5 φορές σε σύγκριση με την τιμή του βασικού μεταβολισμού.

Συνήθως, όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος και η θερμοκρασία του αίματος μειώνονται, η πρώτη αντίδραση είναι αύξηση του θερμορρυθμιστικού τόνου(οι τρίχες στο σώμα «σηκώνονται», εμφανίζονται «χήνες»). Από την άποψη της μηχανικής συστολής, αυτός ο τόνος είναι μια μικροδόνηση και σας επιτρέπει να αυξήσετε την παραγωγή θερμότητας κατά 25-40% του αρχικού επιπέδου. Συνήθως οι μύες του λαιμού, του κεφαλιού, του κορμού και των άκρων συμμετέχουν στη δημιουργία τόνου.

Με πιο σημαντική υποθερμία, ο θερμορυθμιστικός τόνος μετατρέπεται σε έναν ειδικό τύπο μυϊκής συστολής - κρύο μυϊκό τρόμο, στην οποία οι μύες δεν εκτελούν χρήσιμη εργασία και η συστολή τους αποσκοπεί αποκλειστικά στη δημιουργία θερμότητας Το κρύο ρίγος είναι μια ακούσια ρυθμική δραστηριότητα των επιφανειακά τοποθετημένων μυών, με αποτέλεσμα να ενισχύονται σημαντικά οι μεταβολικές διεργασίες του σώματος, η κατανάλωση Το οξυγόνο και οι υδατάνθρακες από τον μυϊκό ιστό αυξάνονται, γεγονός που συνεπάγεται αυξημένη παραγωγή θερμότητας. Το τρέμουλο αρχίζει συχνά στους μύες του λαιμού και του προσώπου. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι, πρώτα απ 'όλα, πρέπει να αυξηθεί η θερμοκρασία του αίματος που ρέει στον εγκέφαλο. Πιστεύεται ότι η παραγωγή θερμότητας κατά το κρύο ρίγος είναι 2-3 φορές υψηλότερη από ό,τι κατά τη διάρκεια της εκούσιας μυϊκής δραστηριότητας.

Ο περιγραφόμενος μηχανισμός λειτουργεί σε αντανακλαστικό επίπεδο, χωρίς τη συμμετοχή της συνείδησής μας. Αλλά μπορείτε επίσης να αυξήσετε τη θερμοκρασία του σώματός σας με συνειδητή κινητική δραστηριότητα. Όταν εκτελείτε σωματική δραστηριότητα ποικίλης έντασης, η παραγωγή θερμότητας αυξάνεται 5-15 φορές σε σύγκριση με το επίπεδο ηρεμίας. Κατά τη διάρκεια των πρώτων 15-30 λεπτών παρατεταμένης λειτουργίας, η θερμοκρασία του πυρήνα αυξάνεται αρκετά γρήγορα σε ένα σχετικά σταθερό επίπεδο και στη συνέχεια παραμένει σε αυτό το επίπεδο ή συνεχίζει να αυξάνεται αργά.

2. Μη συσταλτική θερμογένεση:

Αυτός ο τύπος θερμορύθμισης μπορεί να οδηγήσει τόσο σε αύξηση όσο και σε μείωση της θερμοκρασίας του σώματος. Πραγματοποιείται με την επιτάχυνση ή την επιβράδυνση των καταβολικών μεταβολικών διεργασιών (οξείδωση λιπαρών οξέων). Και αυτό, με τη σειρά του, θα οδηγήσει σε μείωση ή αύξηση της παραγωγής θερμότητας. Λόγω αυτού του τύπου θερμογένεσης, το επίπεδο παραγωγής θερμότητας σε ένα άτομο μπορεί να αυξηθεί 3 φορές σε σύγκριση με το επίπεδο του βασικού μεταβολισμού.

Η ρύθμιση των διαδικασιών της μη συσταλτικής θερμογένεσης πραγματοποιείται με την ενεργοποίηση του συμπαθητικού νευρικού συστήματος, της παραγωγής θυρεοειδικών ορμονών και του μυελού των επινεφριδίων.

Ε. Έλεγχος θερμορύθμισης.

Υποθάλαμος.

Το σύστημα θερμορύθμισης αποτελείται από έναν αριθμό στοιχείων με αλληλένδετες λειτουργίες. Οι πληροφορίες για τη θερμοκρασία προέρχονται από θερμοϋποδοχείς και ταξιδεύουν στον εγκέφαλο μέσω του νευρικού συστήματος.

Παίζει σημαντικό ρόλο στη θερμορύθμιση υποθάλαμος. Περιέχει τα κύρια κέντρα θερμορύθμισης, τα οποία συντονίζουν πολυάριθμες και πολύπλοκες διαδικασίες που διασφαλίζουν τη διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος σε σταθερό επίπεδο.

Υποθάλαμος- αυτή είναι μια μικρή περιοχή στον διεγκέφαλο, η οποία περιλαμβάνει μεγάλο αριθμό ομάδων κυττάρων (πάνω από 30 πυρήνες) που ρυθμίζουν τη νευροενδοκρινική δραστηριότητα του εγκεφάλου και την ομοιόσταση (την ικανότητα διατήρησης της σταθερότητας της εσωτερικής του κατάστασης) του σώματος. Ο υποθάλαμος συνδέεται με νευρικές οδούς με σχεδόν όλα τα μέρη του κεντρικού νευρικού συστήματος, συμπεριλαμβανομένου του φλοιού, του ιππόκαμπου, της αμυγδαλής, της παρεγκεφαλίδας, του εγκεφαλικού στελέχους και του νωτιαίου μυελού. Μαζί με την υπόφυση, ο υποθάλαμος σχηματίζει το σύστημα υποθαλάμου-υπόφυσης, στο οποίο ο υποθάλαμος ελέγχει την απελευθέρωση των ορμονών της υπόφυσης και είναι ο κεντρικός σύνδεσμος μεταξύ του νευρικού και του ενδοκρινικού συστήματος. Εκκρίνει ορμόνες και νευροπεπτίδια και ρυθμίζει λειτουργίες όπως η πείνα και η δίψα, η θερμορύθμιση του σώματος, η σεξουαλική συμπεριφορά, ο ύπνος και η εγρήγορση (κιρκάδιοι ρυθμοί). Πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι ο υποθάλαμος παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση ανώτερων λειτουργιών, όπως η μνήμη και η συναισθηματική κατάσταση, και ως εκ τούτου συμμετέχει στο σχηματισμό διαφόρων πτυχών της συμπεριφοράς.

Η καταστροφή των υποθαλαμικών κέντρων ή η διαταραχή των νευρικών συνδέσεων οδηγεί σε απώλεια της ικανότητας ρύθμισης της θερμοκρασίας του σώματος.

Ο πρόσθιος υποθάλαμος περιέχει νευρώνες που ελέγχουν τις διαδικασίες μεταφοράς θερμότητας.(παρέχουν φυσική θερμορύθμιση - αγγειοσυστολή, εφίδρωση Όταν καταστρέφονται οι νευρώνες του πρόσθιου υποθαλάμου, το σώμα δεν ανέχεται υψηλές θερμοκρασίες, αλλά η φυσιολογική δραστηριότητα σε ψυχρές συνθήκες).

Οι νευρώνες του οπίσθιου υποθαλάμου ελέγχουν τις διαδικασίες παραγωγής θερμότητας(παρέχουν χημική θερμορύθμιση - αυξημένη παραγωγή θερμότητας, μυϊκός τρόμος, η ικανότητα αύξησης της ανταλλαγής ενέργειας είναι μειωμένη, οπότε το σώμα δεν ανέχεται καλά το κρύο).

Τα θερμοευαίσθητα νευρικά κύτταρα της προοπτικής περιοχής του υποθαλάμου «μετρούν» άμεσα τη θερμοκρασία του αρτηριακού αίματος που ρέει μέσω του εγκεφάλου και είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στις αλλαγές θερμοκρασίας (δυνατότητα να διακρίνουν διαφορά στη θερμοκρασία του αίματος 0,011 ° C). Η αναλογία των ευαίσθητων στο κρύο και στη θερμότητα νευρώνων στον υποθάλαμο είναι 1:6, επομένως οι κεντρικοί θερμοϋποδοχείς ενεργοποιούνται κατά προτίμηση όταν αυξάνεται η θερμοκρασία του «πυρήνα» του ανθρώπινου σώματος.

Με βάση την ανάλυση και την ολοκλήρωση πληροφοριών σχετικά με τη θερμοκρασία του αίματος και των περιφερικών ιστών, η μέση (ολοκληρωμένη) τιμή της θερμοκρασίας του σώματος προσδιορίζεται συνεχώς στην προοπτική περιοχή του υποθαλάμου. Αυτά τα δεδομένα μεταδίδονται μέσω των ενδιάμεσων νευρώνων σε μια ομάδα νευρώνων στον πρόσθιο υποθάλαμο, οι οποίοι ορίζουν ένα ορισμένο επίπεδο θερμοκρασίας σώματος στο σώμα - το «σημείο ρύθμισης» της θερμορύθμισης. Με βάση την ανάλυση και τις συγκρίσεις της μέσης θερμοκρασίας του σώματος και της θερμοκρασίας καθορισμού που πρέπει να ρυθμιστεί, οι μηχανισμοί «σημείου καθορισμού», μέσω των τελεστικών νευρώνων του οπίσθιου υποθαλάμου, επηρεάζουν τις διαδικασίες μεταφοράς θερμότητας ή παραγωγής θερμότητας για να φέρουν την πραγματική και ρυθμίστε τη θερμοκρασία σε αντιστοιχία.

Έτσι, λόγω της λειτουργίας του κέντρου θερμορύθμισης, δημιουργείται μια ισορροπία μεταξύ παραγωγής θερμότητας και μεταφοράς θερμότητας, η οποία επιτρέπει τη διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος εντός των βέλτιστων ορίων για τις ζωτικές λειτουργίες του σώματος.

Ενδοκρινικό σύστημα.

Ο υποθάλαμος ελέγχει τις διαδικασίες παραγωγής θερμότητας και μεταφοράς θερμότητας, στέλνοντας νευρικές ώσεις στους ενδοκρινείς αδένες, κυρίως στον θυρεοειδή, και στα επινεφρίδια.

Συμμετοχή θυρεοειδής αδέναςστη θερμορύθμιση οφείλεται στο γεγονός ότι η επίδραση της χαμηλής θερμοκρασίας οδηγεί σε αυξημένη απελευθέρωση των ορμονών της (θυροξίνη, τριιωδοθυρονίνη), οι οποίες επιταχύνουν το μεταβολισμό και, κατά συνέπεια, το σχηματισμό θερμότητας.

Ρόλος επινεφρίδιασχετίζεται με την απελευθέρωση κατεχολαμινών στο αίμα (αδρεναλίνη, νορεπινεφρίνη, ντοπαμίνη), οι οποίες, αυξάνοντας ή μειώνοντας τις οξειδωτικές διεργασίες στους ιστούς (για παράδειγμα, στους μύες), αυξάνουν ή μειώνουν την παραγωγή θερμότητας και στενεύουν ή διευρύνουν τα αγγεία του δέρματος, αλλάζοντας το επίπεδο της μεταφοράς θερμότητας.

Σύμφωνα με τους νόμους της θερμοδυναμικής, οι μεταβολικές και ενεργειακές διεργασίες συνδέονται με την παραγωγή θερμότητας. Σε ορισμένα ζώα (και ανθρώπους), η θερμοκρασία του σώματος παραμένει σε σταθερό επίπεδο, το οποίο υπερβαίνει σημαντικά τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος λόγω της εντατικής παραγωγής θερμότητας που ελέγχεται από ειδικούς ρυθμιστικούς μηχανισμούς. Αυτό - ομοιοθερμικό (θερμόαιμα)) οργανισμών. Μια άλλη ομάδα ζώων (ψάρια, αμφίβια) χαρακτηρίζεται από σημαντικά χαμηλότερη ένταση παραγωγής θερμότητας, η θερμοκρασία του σώματός τους μόνο ελαφρώς υπερβαίνει τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος και υφίσταται τις ίδιες διακυμάνσεις. ποικιλοθερμικά, ψυχρόαιμα ζώα).

Παραγωγή θερμότητας και θερμοκρασία σώματος. Όλες οι χημικές αντιδράσεις στο σώμα εξαρτώνται από τη θερμοκρασία. Στα ποικιλόθερμα, η ένταση των ενεργειακών διεργασιών αυξάνεται ανάλογα με την εξωτερική θερμοκρασία σύμφωνα με τον κανόνα του Van Hoff. Στα ομοιοθερμικά ζώα, αυτός ο κανόνας καλύπτεται από ένα άλλο αποτέλεσμα (ρυθμιστική θερμογένεση) και εμφανίζεται μόνο όταν μπλοκάρεται η θερμορύθμιση (αναισθησία, βλάβη στο νευρικό σύστημα). Ακόμη και μετά τον αποκλεισμό του ρυθμιστικού συστατικού, παραμένουν σημαντικές ποσοτικές διαφορές μεταξύ των μεταβολικών διεργασιών σε ψυχρόαιμα και θερμόαιμα ζώα: στην ίδια θερμοκρασία σώματος, η ένταση ανταλλαγής ενέργειας ανά μονάδα μάζας σώματος στα θερμόαιμα ζώα είναι 3 φορές μεγαλύτερη . Η αναισθησία, μαζί με τη μείωση της θερμοκρασίας του σώματος, μπορεί να προκαλέσει αισθητή μείωση του βαθμού κατανάλωσης οξυγόνου και καθυστέρηση στις διαδικασίες καταστροφής των ιστών - αυτό χρησιμοποιείται στη χειρουργική επέμβαση.

Παραγωγή θερμότητας και μέγεθος σώματος.Η θερμοκρασία του σώματος των περισσότερων θερμόαιμων ζώων κυμαίνεται μεταξύ 36-39 ° C, παρά τις σημαντικές διαφορές στο βάρος και το μέγεθος. Αντίθετα, ο μεταβολικός ρυθμός (M) είναι μια συνάρτηση ισχύος του σωματικού βάρους (m): M = km 0,75. Ο συντελεστής k είναι περίπου ο ίδιος και για ένα ποντίκι και για έναν ελέφαντα. Αυτός ο νόμος της εξάρτησης του μεταβολισμού από το σωματικό βάρος αντανακλά την τάση να δημιουργείται μια αντιστοιχία μεταξύ της παραγωγής θερμότητας και της έντασης της μεταφοράς θερμότητας στο περιβάλλον. Όσο μεγαλύτερη είναι η αναλογία μεταξύ της επιφάνειας και του όγκου του σώματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η απώλεια θερμότητας ανά μονάδα μάζας, και αυτή η αναλογία μειώνεται με την αύξηση του μεγέθους του σώματος. Επιπλέον, στα μικρά ζώα το μονωτικό στρώμα του σώματος είναι πιο λεπτό. Εάν τακτοποιήσετε ορισμένα ζώα κατά σειρά φθίνουσας έντασης των μεταβολικών διεργασιών, λαμβάνετε τα εξής: ποντίκι, κουνέλι, σκύλος, άνθρωπος, ελέφαντας.

Θερμορυθμιστική θερμογένεση. Όταν απαιτείται πρόσθετη θερμότητα για τη διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος, μπορεί να παραχθεί με τους ακόλουθους τρόπους:

1. Εθελοντική δραστηριότητα του μυϊκού συστήματος.

2. Ακούσια τονική ή ρυθμική (τρόμος) δραστηριότητα. Αυτές οι δύο οδοί ονομάζονται συσταλτική θερμογένεση.

3. Επιτάχυνση μεταβολικών διεργασιών που δεν σχετίζονται με μυϊκή σύσπαση (όχι συστολή)

θερμογένεση του σώματος).

Σε έναν ενήλικα, το ρίγος είναι η πιο σημαντική ακούσια εκδήλωση των μηχανισμών θερμογένεσης. Σε ένα νεογέννητο μωρό, δεν είναι η συσταλτική θερμογένεση (η καύση του καφέ λίπους στο «μεταβολικό καζάνι») που έχει μεγαλύτερη σημασία. Συσσωρεύσεις καφέ λίπους με μεγάλο αριθμό μιτοχονδρίων εντοπίζονται ανάμεσα στις ωμοπλάτες, στη μασχάλη. Καθώς το σώμα ψύχεται, η θερμοκρασία του αυξάνεται και η ροή του αίματος αυξάνεται. Με την αύξηση της θερμογένεσης, η θερμοκρασία του σώματος διατηρείται σε σταθερό επίπεδο.

Περιβαλλοντικοί παράγοντες και θερμική άνεση. Η επίδραση των περιβαλλοντικών θερμοκρασιών στο σώμα εξαρτάται από τουλάχιστον τέσσερις φυσικούς παράγοντες: τη θερμοκρασία του αέρα, την υγρασία, τη θερμοκρασία ακτινοβολίας και την ταχύτητα του αέρα (άνεμος). Αυτοί οι παράγοντες καθορίζουν εάν ένα άτομο αισθάνεται «θερμική άνεση» ή αισθάνεται ζέστη ή κρύο. Η προϋπόθεση της άνεσης είναι ότι το σώμα δεν χρειάζεται τη λειτουργία των μηχανισμών θερμορύθμισης: δεν απαιτεί τρέμουλο ή εφίδρωση και η ροή του αίματος στις περιφερειακές περιοχές διατηρεί μια μέση ταχύτητα. Αυτό είναι το λεγόμενο θερμοουδέτερη ζώνη.

Αυτοί οι τέσσερις παράγοντες είναι σε κάποιο βαθμό εναλλάξιμοι.

Η τιμή θερμοκρασίας άνεσης για ένα ελαφρώς ντυμένο (πουκάμισο, σορτς, μακρύ βαμβακερό παντελόνι) καθισμένο είναι 25-26 o C με υγρασία 50% και ίση θερμοκρασία αέρα και τοίχου. Για γυμνό άτομο = 28 o C. Υπό συνθήκες θερμικής άνεσης, η μέση θερμοκρασία δέρματος = 34 o C. Καθώς εκτελείται σωματική εργασία, η θερμοκρασία άνεσης πέφτει. Για ελαφριές εργασίες γραφείου είναι 22 o C.

Η ενόχληση αυξάνεται με τη μέση θερμοκρασία και υγρασία του δέρματος (το μέρος της επιφάνειας του σώματος που καλύπτεται με ιδρώτα).

Διάχυση θερμότητας.

1. Εσωτερική ροή θερμότητας.Λιγότερο από το ήμισυ της θερμότητας που παράγεται στο εσωτερικό του σώματος εξαπλώνεται στην επιφάνεια μέσω αγωγιμότητας μέσω του ιστού. Το μεγαλύτερο μέρος του πηγαίνει μέσω μεταφοράς στην κυκλοφορία του αίματος. Το αίμα έχει υψηλή θερμοχωρητικότητα. Η ροή του αίματος των άκρων οργανώνεται σύμφωνα με την αρχή ενός μηχανισμού περιστροφικού-αντιρροής, που διευκολύνει την ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ των αγγείων.

2. Εξωτερική ροή θερμότητας. Η θερμότητα μεταφέρεται προς τα έξω μέσω αγωγιμότητας, μεταφοράς, ακτινοβολίας και εξάτμισης. Η μεταφορά θερμότητας μέσω αγωγιμότητας είναι όταν ένα σώμα έρχεται σε επαφή με ένα πυκνό υπόστρωμα. Όταν λαμβάνει χώρα επαφή σώματος με αέρα - μεταφορά, ακτινοβολία ή εξάτμιση. Εάν το δέρμα είναι θερμότερο από τον αέρα, το διπλανό στρώμα θερμαίνεται και κινείται προς τα πάνω, αντικαθιστώντας από ψυχρότερο αέρα. Η εξαναγκασμένη μεταφορά (φυσώντας) αυξάνει σημαντικά την ένταση της μεταφοράς θερμότητας. Η ακτινοβολία εμφανίζεται με τη μορφή υπέρυθρης ακτινοβολίας μεγάλου κύματος. Περίπου το 20% της μεταφοράς θερμότητας του ανθρώπινου σώματος σε συνθήκες ουδέτερης θερμοκρασίας συμβαίνει λόγω της εξάτμισης του νερού από το δέρμα και τους βλεννογόνους της αναπνευστικής οδού.

Η επίδραση του ρουχισμού - από φυσιολογική άποψη, είναι μια μορφή θερμικής αντίστασης ή μόνωσης. Η αποτελεσματικότητα των ρούχων καθορίζεται από τους μικρότερους όγκους αέρα στη δομή του υφάσματος ή στο σωρό, όπου δεν διεισδύουν εξωτερικά ρεύματα. Σε αυτή την περίπτωση, η θερμότητα μεταφέρεται μόνο με αγωγιμότητα και ο αέρας είναι κακός αγωγός της θερμότητας.

Θερμοκρασία σώματος και ισορροπία θερμότητας. Εάν είναι απαραίτητο να διατηρηθεί σταθερή η θερμοκρασία του σώματος, πρέπει να επιτευχθεί μια σταθερή ισορροπία μεταξύ της παραγωγής θερμότητας και της μεταφοράς θερμότητας. Όταν η θερμοκρασία του περιβάλλοντος μειώνεται, μια σταθερή θερμοκρασία σώματος μπορεί να διατηρηθεί μόνο εάν οι ρυθμιστικοί μηχανισμοί διασφαλίζουν αύξηση της θερμογένεσης ανάλογα με την απώλεια θερμότητας. Η υψηλότερη παραγωγή θερμότητας που παρέχεται από αυτούς τους μηχανισμούς στους ανθρώπους αντιστοιχεί στους βασικούς μεταβολικούς ρυθμούς 3-5. Ο δείκτης αυτός χαρακτηρίζει το κατώτερο όριο του εύρους θερμορύθμισης (0-5 o C στο εξωτερικό περιβάλλον για τους ενήλικες, 23 o C για τα νεογέννητα). Εάν ξεπεραστεί αυτό το όριο, αναπτύσσεται υποθερμία και ψυχρός θάνατος.

Όταν η θερμοκρασία του περιβάλλοντος αυξάνεται, η ισορροπία θερμοκρασίας διατηρείται λόγω μείωσης της ανταλλαγής, λόγω πρόσθετων μηχανισμών μεταφοράς θερμότητας. Το ανώτερο όριο του εύρους θερμορύθμισης καθορίζεται από τους μηχανισμούς της έντονης έκκρισης ιδρώτα, ο οποίος αυξάνεται κατά 60% σε 100% υγρασία δέρματος και μπορεί να φτάσει τα 4 l/ώρα.

Με την αύξηση της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος, τα αγγεία του δέρματος διαστέλλονται, η συνολική ποσότητα του κυκλοφορούντος αίματος αυξάνεται λόγω της εξόδου του από την αποθήκη, λόγω της εισόδου νερού από τους ιστούς. Αυτό προάγει την αυξημένη μεταφορά θερμότητας. Αλλά το κύριο πράγμα εξακολουθεί να είναι η εξάτμιση. Η μέση παραγωγή θερμότητας ανά ημέρα κατά τη διάρκεια έντονης δραστηριότητας είναι περίπου 2500-2800 kcal. Για να διατηρηθεί η θερμοκρασία του σώματος σε σταθερό επίπεδο κάτω από αυτές τις συνθήκες, είναι απαραίτητο να εξατμιστούν 4,5 λίτρα νερού. Για βαριά μυϊκή εργασία - έως 12 λίτρα. σε μια μέρα. Η εξάτμιση του νερού εξαρτάται από τη σχετική υγρασία του αέρα στο δωμάτιο και είναι αδύνατη σε 100% υγρασία. Επομένως, η υψηλή υγρασία σε υψηλές θερμοκρασίες είναι ελάχιστα ανεκτή. Σε αυτή την περίπτωση, ο ιδρώτας δεν εξατμίζεται, αλλά ρέει από το δέρμα. Αυτός ο τύπος εφίδρωσης δεν συμβάλλει στη μεταφορά θερμότητας. Τα ρούχα που είναι αδιαπέραστα στον αέρα (δέρμα, καουτσούκ) είναι επίσης ελάχιστα ανεκτά, καθώς εμποδίζουν την εξάτμιση. Σε εντελώς ξηρό αέρα, ένα άτομο δεν υπερθερμαίνεται σε 2-3 ώρες στους T 55 o C.

Θερμοκρασία ανθρώπινου σώματος. Η θερμότητα που παράγεται στο σώμα μεταφέρεται στον περιβάλλοντα χώρο από την επιφάνεια του σώματος. Επομένως, το T γύρω από την επιφάνεια είναι μικρότερο από το T για τον πυρήνα του σώματος, και το T για το άπω τμήμα των άκρων είναι μικρότερο από το εγγύς. Από αυτή την άποψη, η χωρική κατανομή της θερμοκρασίας του σώματος έχει ένα περίπλοκο τρισδιάστατο σχήμα. Για παράδειγμα, όταν ένας ελαφρώς ντυμένος ενήλικας βρίσκεται σε ένα δωμάτιο με θερμοκρασία αέρα 20 o C, στους βαθείς μύες του μηρού του η θερμοκρασία είναι 35 o C, στο μυ της γάμπας - 33 o C, στο πόδι - 27 o C, στο ορθό -37 o C.

Οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του σώματος με αλλαγές στην εξωτερική θερμοκρασία είναι πιο έντονες κοντά στην επιφάνεια του σώματος και στα άκρα των άκρων. Υπάρχει ένας «ομοιόθερμος πυρήνας» και ένα «ποικιλοθερμικό κέλυφος».

Η ίδια η θερμοκρασία του πυρήνα του σώματος δεν είναι σταθερή, είτε χωρικά είτε χρονικά. Οι διαφορές είναι 0,2-1,2 o C. Ακόμη και στον εγκέφαλο, η θερμοκρασία του κέντρου και του φλοιού διαφέρει κατά 1 o C. Κατά κανόνα, το υψηλότερο T o παρατηρείται στο ορθό (και όχι στο ήπαρ, όπως πίστευαν παλαιότερα!). Από αυτή την άποψη, είναι αδύνατο να εκφράσουμε το Τ για το σώμα σε έναν αριθμό. Για πρακτική, αρκεί να βρεθεί μια συγκεκριμένη περιοχή στην οποία το T o μπορεί να θεωρηθεί ως αντιπροσωπευτικό ολόκληρου του εσωτερικού στρώματος. Οι κλινικές μετρήσεις απαιτούν μια εύκολα προσβάσιμη περιοχή με μικρές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του χώρου. Με αυτή την έννοια, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείται ορθική θερμοκρασία. Σε αυτή την περίπτωση, εισάγεται ένα ειδικό θερμόμετρο ορθού στα 10-15 cm Φυσιολογικά, είναι 37 o C.

Η στοματική θερμοκρασία (υπογλώσσια) χρησιμοποιείται επίσης κλινικά. Συνήθως είναι 0,2-0,5 o λιγότερο από το ορθό.

Η μασχαλιαία θερμοκρασία (που χρησιμοποιείται συχνότερα στη Ρωσία) είναι 36,5-36,6 o. Μπορεί να χρησιμεύσει ως δείκτης της θερμοκρασίας του πυρήνα του σώματος, επειδή όταν το χέρι πιέζεται σφιχτά στο στήθος, η διαβάθμιση θερμοκρασίας μετατοπίζεται έτσι ώστε το όριο του πυρήνα του σώματος να φτάνει στη μασχάλη. Ωστόσο, πρέπει να περιμένετε αρκετό καιρό (10 λεπτά) μέχρι να συσσωρευτεί αρκετή θερμότητα σε αυτές τις περιοχές. Εάν οι επιφανειακοί ιστοί ήταν αρχικά κρύοι σε συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας περιβάλλοντος και επήλθε αγγειοσυστολή σε αυτούς, τότε θα πρέπει να περάσει περίπου μισή ώρα για να επιτευχθεί η κατάλληλη ισορροπία σε αυτούς τους ιστούς.

Περιοδικές διακυμάνσεις στη θερμοκρασία του πυρήνα. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, η ελάχιστη θερμοκρασία ενός ατόμου παρατηρείται τις πρωινές ώρες και η μέγιστη το απόγευμα. Το πλάτος των ταλαντώσεων είναι 1 ο C. Ο ημερήσιος (κιρκάδιος) ρυθμός βασίζεται σε έναν ενεργειακό μηχανισμό (βιολογικό ρολόι), ο οποίος συνήθως συγχρονίζεται με την περιστροφή της γης. Σε συνθήκες ταξιδιού που σχετίζονται με τη διέλευση των μεσημβρινών της γης, χρειάζονται 1-2 εβδομάδες για να ευθυγραμμιστεί το καθεστώς θερμοκρασίας με τις συνθήκες της νέας τοπικής ώρας. Οι κιρκάδιοι ρυθμοί υπερτίθενται σε άλλους (έμμηνα ρύση στις γυναίκες κ.λπ.).

Η θερμοκρασία κατά τη διάρκεια της φυσικής δραστηριότητας μπορεί να αυξηθεί κατά 2 ° C ή περισσότερο, ανάλογα με την ένταση της δραστηριότητας. Ταυτόχρονα, η μέση θερμοκρασία του δέρματος μειώνεται, καθώς απελευθερώνεται ιδρώτας λόγω της εργασίας των μυών, που δροσίζει το δέρμα. Η θερμοκρασία του ορθού κατά τη διάρκεια της εργασίας μπορεί να φτάσει τους 41 o (για δρομείς μαραθωνίου).

Τα αιμοφόρα αγγεία του δέρματος μπορούν να ανταποκριθούν άμεσα στις αλλαγές του T - λεγόμενα. ψυχρή διαστολή, η οποία οφείλεται στην τοπική θερμοευαισθησία των αγγειακών μυών. Η ψυχρή διαστολή των αιμοφόρων αγγείων συνήθως παρατηρείται με τη μορφή της ακόλουθης αντίδρασης. Όταν ένα άτομο εκτίθεται σε υπερβολικό κρύο, βιώνει πρώτα τη μέγιστη αγγειοσυστολή, η οποία εκδηλώνεται με ωχρότητα και αίσθημα κρύου στις εκτεθειμένες περιοχές. Ωστόσο, μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, το αίμα εισρέει ξαφνικά στα αγγεία των ψυχόμενων τμημάτων του σώματος, το οποίο συνοδεύεται από ερυθρότητα και ζέσταμα του δέρματος. Εάν η έκθεση στο κρύο συνεχίζεται, τα γεγονότα επαναλαμβάνονται περιοδικά.

Η ψυχρή αγγειοδιαστολή πιστεύεται ότι είναι ένας προστατευτικός μηχανισμός για την πρόληψη των κρυοπαγημάτων, ειδικά σε άτομα προσαρμοσμένα στο κρύο. Ωστόσο, αυτός ο μηχανισμός μπορεί να επισπεύσει τον θάνατο της γενικής υποθερμίας σε όσους αναγκάζονται να κολυμπούν σε κρύο νερό για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Όταν το νερό παίζει το ρόλο του περιβάλλοντος, καθώς έχει μεγαλύτερη θερμική αγωγιμότητα και θερμοχωρητικότητα από τον αέρα, περισσότερη θερμότητα απομακρύνεται από το σώμα με μεταφορά. Εάν το νερό είναι σε κίνηση, τότε η θερμότητα απομακρύνεται τόσο γρήγορα που σε θερμοκρασία περιβάλλοντος +10 o C, ακόμη και η έντονη σωματική εργασία δεν επιτρέπει τη διατήρηση της θερμικής ισορροπίας και εμφανίζεται υποθερμία. Εάν το σώμα είναι σε πλήρη ανάπαυση, τότε για να επιτευχθεί άνεση θερμοκρασίας, η θερμοκρασία του νερού πρέπει να είναι 35-36 o. Το κατώτερο όριο της θερμοουδέτερης ζώνης εξαρτάται από το πάχος του λιπώδους ιστού.

Μηχανισμοί θερμορύθμισης. Οι θερμορρυθμιστικές αντιδράσεις είναι αντανακλαστικά που πραγματοποιούνται από το κεντρικό νευρικό σύστημα. Προκύπτουν ως απόκριση στη διέγερση των θερμοϋποδοχέων στην περιφέρεια και στο ίδιο το κεντρικό νευρικό σύστημα. Υπάρχουν δύο τύποι θερμοϋποδοχέων - κάποιοι αντιλαμβάνονται τη θερμότητα (υποδοχείς θερμότητας), άλλοι αντιλαμβάνονται το κρύο (υποδοχείς κρύου). Και οι δύο αντιδρούν με την εμφάνιση μιας λάμψης παλμών ως απόκριση σε επαρκή διέγερση (αντίστοιχη αλλαγή στη θερμοκρασία του περιβάλλοντος) και αυτό που έχει σημασία είναι ο ρυθμός μεταβολής της θερμοκρασίας και το μέγεθος του ερεθίσματος (η διαφορά μεταξύ του αρχικού και του νέου θερμοκρασίες στους ιστούς).

Οι υποδοχείς θερμοκρασίας στο κεντρικό νευρικό σύστημα βρίσκονται στην προοπτική ζώνη του πρόσθιου τμήματος του υποθαλάμου, στον δικτυωτό σχηματισμό του μεσεγκεφάλου και στο νωτιαίο μυελό. Η παρουσία τέτοιων υποδοχέων αποδεικνύεται από την εμφάνιση τρόμου στον σκύλο όταν κρυώνει το απονευρωμένο μέλος. Η τοπική ψύξη διαφορετικών τμημάτων του εγκεφάλου προκαλεί εκρήξεις παρορμήσεων.

Τα κέντρα θερμορύθμισης βρίσκονται στον υποθάλαμο. Η καταστροφή του κάνει το ζώο ποικιλοθερμικό. Η αφαίρεση άλλων τμημάτων του εγκεφάλου δεν επηρεάζει σημαντικά τις διαδικασίες παραγωγής θερμότητας και μεταφοράς θερμότητας. Υπάρχουν πυρήνες για μεταφορά θερμότητας και παραγωγή θερμότητας. Έχει αποδειχθεί ότι οι διαδικασίες φυσικής θερμορύθμισης ρυθμίζονται κυρίως από τον πρόσθιο υποθάλαμο και η χημική θερμορύθμιση από τους ουραίους πυρήνες. Και τα δύο κέντρα βρίσκονται σε πολύπλοκες αμοιβαίες σχέσεις.

Οι εκτελεστικοί μηχανισμοί του λειτουργικού συστήματος για τη διατήρηση σταθερής θερμοκρασίας σώματος (FST) είναι όλα εκείνα τα όργανα που μπορούν να παρέχουν δύο κανονικά αμοιβαία ισορροπημένες διαδικασίες παραγωγής θερμότητας και μεταφοράς θερμότητας, καθώς και ειδική προσαρμοστική συμπεριφορά.

Το ενδοκρινικό σύστημα εμπλέκεται επίσης στη ρύθμιση της θερμοκρασίας. Έτσι, η θυροξίνη αυξάνει την ένταση του μεταβολισμού, αυξάνοντας την παραγωγή θερμότητας. Η αδρεναλίνη συστέλλει τα αιμοφόρα αγγεία, διατηρώντας τη θερμοκρασία του πυρήνα του σώματος.

Οντογένεση της θερμορύθμισης. Στα ανώριμα ζώα που φέρουν, τα νεογέννητα δεν είναι ικανά για θερμορύθμιση και είναι στην πραγματικότητα ποικιλοθερμικά (γόφερ, χάμστερ κ.λπ.). Σε άλλα ζώα και στον άνθρωπο, όλες οι ρυθμιστικές αντιδράσεις (αυξημένη θερμογένεση, αγγειοκινητική δραστηριότητα, ιδρώτας, συμπεριφορά) μπορούν να ενεργοποιηθούν αμέσως μετά τη γέννηση στον ένα ή τον άλλο βαθμό. Αυτό ισχύει ακόμη και για πρόωρα μωρά που ζυγίζουν περίπου 1000 γρ. Πιστεύεται ευρέως ότι τα νεογέννητα έχουν έναν ανώριμο υποθάλαμο, υπεύθυνο για τη θερμορύθμιση. Ωστόσο, το νεογέννητο καλύπτει τις ανάγκες του μέσω της μη συσταλτικής θερμογένεσης. Η παραγωγή θερμότητας των παιδιών αυξάνεται κατά 200% χωρίς ρίγη.

Το μικρό μέγεθος του νεογέννητου είναι ένα μειονέκτημα όσον αφορά τη θερμορύθμιση. Η αναλογία μεταξύ της επιφάνειας του σώματος και του όγκου είναι 3 φορές μεγαλύτερη από αυτή ενός ενήλικα και το στρώμα λίπους είναι μικρό. Επομένως, ανά μονάδα μάζας θερμότητας, τα παιδιά παράγουν 4-5 φορές περισσότερη θερμότητα. Το ανώτερο όριο της θερμοουδέτερης ζώνης των νεογνών είναι 32-34 o, το κατώτερο όριο είναι 23 o C. Μέσα σε αυτό το περιορισμένο εύρος, ένα νεογνό μπορεί να διατηρήσει μια σταθερή θερμοκρασία.

Θερμική προσαρμογή. Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό που εμφανίζεται κατά τη θερμική προσαρμογή είναι η αλλαγή στην ένταση της έκκρισης ιδρώτα, η οποία μπορεί να αυξηθεί 3 φορές και να φτάσει τα 4 l/h για μικρά χρονικά διαστήματα. Κατά την προσαρμογή σε υψηλές θερμοκρασίες, η περιεκτικότητα σε ηλεκτρολύτες στον ιδρώτα μειώνεται σημαντικά για να αποφευχθεί η απώλεια αλάτων.

Μία από τις κύριες προσαρμοστικές αλλαγές είναι η αύξηση της δίψας για ένα δεδομένο επίπεδο απώλειας νερού καθώς αναπτύσσεται η θερμική προσαρμογή. Αυτό είναι απαραίτητο για τη διατήρηση της ισορροπίας του νερού.

Επιπλέον, οι οριακές θερμοκρασίες για τις σχετικές αγγειοκινητικές αποκρίσεις και την εφίδρωση ποικίλλουν σε διαφορετικές κατευθύνσεις ανάλογα με το εάν η έκθεση στη θερμότητα είναι οξεία, χρόνια, μέτρια ή σοβαρή. Έτσι, 4-6 ημέρες μετά από ένα καθημερινό 2ωρο θερμικό στρες με μέγιστη παραγωγή ιδρώτα (σάουνα), αντιδράσεις έκκρισης ιδρώτα και αγγειοδιαστολής συμβαίνουν σε εσωτερικές θερμοκρασίες 0,5 o χαμηλότερες από πριν. Η βιολογική σημασία της μετατόπισης κατωφλίου είναι ότι, λόγω προσαρμογής, η θερμοκρασία του σώματος σε δεδομένο θερμικό φορτίο μειώνεται, έτσι ώστε το σώμα να προστατεύεται από μια κρίσιμη αύξηση του καρδιακού ρυθμού και της ροής του αίματος - αντιδράσεις που μπορεί να οδηγήσουν σε συγκοπή θερμότητας.

Αντίθετα, σε άτομα που ζουν μακροχρόνια στις τροπικές περιοχές (χρόνια ήπια μετατόπιση θερμότητας), η θερμοκρασία του πυρήνα σε ηρεμία είναι υψηλότερη και οι αντιδράσεις εφίδρωσης και αγγειοδιαστολής ξεκινούν σε θερμοκρασία σώματος 0,5 °C υψηλότερη από ό,τι σε εύκρατο κλίμα. Αυτός ο τύπος θερμικής προσαρμογής ονομάζεται προσαρμοστική αντοχή.

Υπερθερμία. Υπερθερμία εμφανίζεται όταν η θερμοκρασία στη μασχάλη αυξάνεται σε περισσότερο από 37 o C. Η μέγιστη θερμοκρασία σώματος για επιβίωση είναι + 42 o C (πολύ σύντομα 43 o C). Ταυτόχρονα, όλες οι θερμορρυθμιστικές διεργασίες είναι εξαιρετικά τεταμένες. Υπό συνθήκες παρατεταμένου θερμικού στρες σε θερμοκρασίες άνω των 40-41 o, εμφανίζεται σοβαρή εγκεφαλική βλάβη - «ζέστη ή ηλιαχτίδα». Η θερμική συγκοπή με σχετικά ήπια υπερθέρμανση σε άτομα με μειωμένες λειτουργίες του καρδιαγγειακού συστήματος εξαρτάται περισσότερο από την κυκλοφορική ανεπάρκεια παρά από τους μηχανισμούς θερμορύθμισης.

Πυρετός. Ο πυρετός αναπτύσσεται ως αποτέλεσμα της αυξημένης παραγωγής θερμότητας μέσω του ρίγους και της μέγιστης αγγειοσυστολής στα περιφερικά μέρη του σώματος, δηλ. το σώμα συμπεριφέρεται σαν να βρισκόταν σε χαμηλή θερμοκρασία περιβάλλοντος. Κατά τη διάρκεια της περιόδου ανάρρωσης, συμβαίνει η αντίθετη διαδικασία - με τη βοήθεια του ιδρώτα και της αγγειοδιαστολής, η θερμοκρασία του σώματος πέφτει με τον ίδιο τρόπο όπως όταν ένα άτομο έχει πυρετό. Σε αυτή την περίπτωση, ένα άτομο μπορεί να ανταποκριθεί σωστά σε πραγματικές αλλαγές στην εξωτερική θερμοκρασία. Ο μηχανισμός για την εμφάνιση μιας εμπύρετης αντίδρασης σχετίζεται με την απελευθέρωση λευκοκυττάρων και βακτηριακών πυρετογόνων στην κεντρική θερμορρυθμιστική συσκευή.

Ψυχρή προσαρμογή. Η γούνα, το στρώμα λίπους, το καφέ λίπος είναι όλοι οι τύποι μηχανισμών προσαρμογής στο κρύο σε διαφορετικά ζώα. Αυτοί οι μηχανισμοί δεν είναι χαρακτηριστικοί ενός ενήλικα, επομένως μπορείτε συχνά να ακούσετε την άποψη ότι οι ενήλικες δεν είναι ικανοί για καμία φυσιολογική προσαρμογή στο κρύο, θα πρέπει να βασίζονται μόνο στην προσαρμογή της συμπεριφοράς (ρούχα και ζεστά σπίτια). Λέγεται ότι ο άνθρωπος είναι ένα «τροπικό πλάσμα» που μπορεί να επιβιώσει στην Αρκτική μόνο λόγω του πολιτισμού του.

Ωστόσο, έχει αποδειχθεί ότι σε περιπτώσεις παρατεταμένης έκθεσης στο κρύο, οι άνθρωποι αναπτύσσουν ανοχή (αντοχή) στο κρύο. Το κατώφλι για την ανάπτυξη τρόμου και τις αλλαγές στις μεταβολικές θερμορρυθμιστικές αντιδράσεις μετατοπίζεται προς χαμηλότερες θερμοκρασίες. Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να εμφανιστεί ακόμη και μέτρια υποθερμία. Παρόμοια ανοχή παρατηρείται μεταξύ των Αβορίγινων της Αυστραλίας, που μπορούν να περάσουν μια ολόκληρη νύχτα σχεδόν γυμνοί χωρίς να τρέμουν σε θερμοκρασία περιβάλλοντος περίπου 0 o C, καθώς και μεταξύ των Ιάπωνων δυτών, που περνούν αρκετές ώρες σε νερό περίπου 10 o C. το ίδιο ισχύει και για τους ίππους μας».

Αποδείχθηκε ότι το κατώφλι του ρίγους μπορούσε να μετατοπιστεί προς χαμηλότερες θερμοκρασίες μέσα σε λίγες μόνο ημέρες κατά τις οποίες τα υποκείμενα υποβλήθηκαν σε επαναλαμβανόμενο ψυχρό στρες. Με παρατεταμένη έκθεση (Εσκιμώοι, κάτοικοι της Παταγονίας), η ένταση του βασικού μεταβολισμού αυξάνεται κατά 25-50% - αυτή είναι μια μεταβολική προσαρμογή.

Τοπική προσαρμογή. Εάν τα χέρια ενός ζεστά ντυμένου ατόμου ψύχονται τακτικά, τότε ο πόνος στα χέρια μειώνεται. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ψυχρή διαστολή των αιμοφόρων αγγείων συμβαίνει σε υψηλότερη θερμοκρασία δωματίου.

Υποθερμία.Η υποθερμία εμφανίζεται όταν η θερμοκρασία της μασχάλης πέσει κάτω από τους 35°. Αυτό συμβαίνει πιο γρήγορα όταν βυθιστείτε σε κρύο νερό. Σε αυτή την περίπτωση, παρατηρείται μια κατάσταση παρόμοια με την αναισθησία - εξαφάνιση της ευαισθησίας, εξασθένηση των αντανακλαστικών αντιδράσεων, μείωση της διεγερσιμότητας του κεντρικού νευρικού συστήματος, μεταβολικός ρυθμός, επιβράδυνση της αναπνοής και του καρδιακού ρυθμού και πτώση της αρτηριακής πίεσης . Αυτή είναι η βάση για τη χρήση της τεχνητής υποθερμίας, η οποία μειώνει την ανάγκη του εγκεφάλου για οξυγόνο, καθιστώντας πιο ανεκτή τη μεγαλύτερη αιμορραγία κατά τις επεμβάσεις στην καρδιά και τα μεγάλα αγγεία. Υπάρχουν πλέον γνωστές περιπτώσεις καρδιακής διακοπής λειτουργίας κατά τη διάρκεια υποθερμίας για 40-60 λεπτά (Vereshchagin). Η υποθερμία σταματά με τη γρήγορη θέρμανση του σώματος. Η τεχνητή υποθερμία πραγματοποιείται όταν οι θερμορρυθμιστικοί μηχανισμοί είναι απενεργοποιημένοι.

Σε μεγάλη ηλικία, αναπτύσσεται υποθερμία λόγω υπερρύθμισης των αντιδράσεων της θερμοκρασίας - κανονικά η θερμοκρασία του σώματος φτάνει τους 35 o (φαινόμενο αντίθετο με τον πυρετό).

Η μείωση της θερμοκρασίας του σώματος στους 26-28 o προκαλεί θάνατο από καρδιακή μαρμαρυγή.

ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ζωη:

Τιμή ερώτησης (πόντους): 1

Πιθανές απαντήσεις:

ΕΡΩΤΗΣΗ Ν 7. Η ανάπτυξη θερμοπληξίας είναι δυνατή στην ακόλουθη θερμοκρασία σώματος:

Τύπος ερώτησης: 1. Επιλέγοντας τη μόνη σωστή απάντηση

Τιμή ερώτησης (πόντους): 1

Πιθανές απαντήσεις:

ΕΡΩΤΗΣΗ Νο. 8. Κατά το στάδιο της αντιστάθμισης της υποθερμίας, το σώμα αναπτύσσει:

Τύπος ερώτησης: 1. Επιλέγοντας τη μόνη σωστή απάντηση

Τιμή ερώτησης (πόντους): 1

Πιθανές απαντήσεις:

1. Βραδυκαρδία και βραδύπνοια

2. Καταστολή της δραστηριότητας του εγκεφαλικού φλοιού

3. Προοδευτική μείωση του βασικού μεταβολικού ρυθμού

4. Όλες οι απαντήσεις είναι σωστές

Σωστή απάντηση: 4 Πιθανές απαντήσεις: 4

ΕΡΩΤΗΣΗ Ν 9. Όταν αυξάνεται η θερμοκρασία περιβάλλοντος, αντισταθμιστικές αντιδράσεις

οι οργανισμοί είναι όλοι ΕΚΤΟΣ:

Τύπος ερώτησης: 1. Επιλέγοντας τη μόνη σωστή απάντηση

Τιμή ερώτησης (πόντους): 1

Πιθανές απαντήσεις:

1. Βραδυκαρδία και βραδύπνοια

2. Υπέρπνοια

3. Περιφερική αγγειακή διαστολή

4. Ταχυκαρδία και ταχύπνοια

Σωστή απάντηση: 1 Πιθανές απαντήσεις: 4

ΕΡΩΤΗΣΗ Ν 10. Χαρακτηριστικό σημάδι θερμικού εγκαύματος δεύτερου βαθμού είναι:

Τύπος ερώτησης: 1. Επιλέγοντας τη μόνη σωστή απάντηση

Τιμή ερώτησης (πόντους): 1

Πιθανές απαντήσεις:

1. Ερύθημα

2. Σχηματισμός φυσαλίδων

3. Νέκρωση όλων των στρωμάτων του δέρματος

4. Όλες οι απαντήσεις είναι σωστές

Σωστή απάντηση: 2 Επιλογές απαντήσεων: 4

ΕΡΩΤΗΣΗ Ν 11. Το στάδιο της αντιστάθμισης της υπερθερμίας χαρακτηρίζεται από τα πάντα ΕΚΤΟΣ:

Τύπος ερώτησης: 1. Επιλέγοντας τη μόνη σωστή απάντηση

Τιμή ερώτησης (πόντους): 1

Πιθανές απαντήσεις:

1. Αύξηση του επιπέδου ανταλλαγής αερίων

2. Αύξηση του λεπτού όγκου της κυκλοφορίας του αίματος

3. Μειωμένο επίπεδο ανταλλαγής αερίων

4. Αυξημένη εφίδρωση

Σωστή απάντηση: 3 Πιθανές απαντήσεις: 4

ΕΡΩΤΗΣΗ Ν 12. Το στάδιο της αντιστάθμισης της υποθερμίας χαρακτηρίζεται από:

Τύπος ερώτησης: 1. Επιλέγοντας τη μόνη σωστή απάντηση

Τιμή ερώτησης (πόντους): 1

Πιθανές απαντήσεις:

1. Στένωση του αυλού των περιφερειακών αγγείων

2. Δυσλειτουργία και αναντιστοιχία διαφορετικών δομών του κεντρικού νευρικού συστήματος

3. Προοδευτική μείωση του επιπέδου του βασικού μεταβολισμού

4. Όλα τα παραπάνω

Σωστή απάντηση: 4 Πιθανές απαντήσεις: 4

ΕΡΩΤΗΣΗ Ν 13. Η υπερθερμία του σώματος αναπτύσσεται ως αποτέλεσμα των πάντων ΕΚΤΟΣ:

Τύπος ερώτησης: 1. Επιλέγοντας τη μόνη σωστή απάντηση

Τιμή ερώτησης (πόντους): 1

Πιθανές απαντήσεις:

1. Ενεργοποίηση διεργασιών μεταφοράς θερμότητας με κανονική ή μειωμένη παραγωγή θερμότητας

2. Αναστολή διεργασιών μεταφοράς θερμότητας κατά την κανονική παραγωγή θερμότητας

3. Αναστολή διεργασιών μεταφοράς θερμότητας με αυξημένη παραγωγή θερμότητας

4. Διάσταση διεργασιών οξείδωσης και φωσφορυλίωσης

Φυσιολογική θερμοκρασία σώματος. Ομοιοθερμικός πυρήνας. Ποικιλοθερμικό κέλυφος. Θερμοκρασία άνεσης. Θερμοκρασία ανθρώπινου σώματος.

Η ικανότητα των θερμόαιμων ζώων και των ανθρώπων διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματοςσε σχετικά σταθερό επίπεδο υπό μεταβαλλόμενες συνθήκες του εξωτερικού και εσωτερικού περιβάλλοντος εξασφαλίζεται λόγω της συνεχούς δραστηριότητας του φυσιολογικού συστήματος θερμορύθμισης. Αυτό το σύστημα περιλαμβάνει: 1) υποδοχείς θερμοκρασίας που ανταποκρίνονται στις αλλαγές της θερμοκρασίας του εξωτερικού και του εσωτερικού περιβάλλοντος. 2) το κέντρο θερμορύθμισης που βρίσκεται στον υποθάλαμο. 3) τελεστικός (εκτελεστικός) σύνδεσμος θερμορύθμισης. Η κύρια λειτουργία του συστήματος θερμορύθμισης είναι να διατηρεί τη βέλτιστη, ή κανονική, θερμοκρασία σώματος του σώματος για μεταβολισμό. Το προσαρμοστικό αποτέλεσμα της εργασίας αυτού του συστήματος, που είναι χρήσιμο για το σώμα, είναι μια ορισμένη τιμή της θερμοκρασίας του αίματος, η οποία εξασφαλίζει την κανονική πορεία των μεταβολικών διεργασιών στο σώμα, αφενός, και καθορίζεται από την ένταση αυτών διαδικασίες, από την άλλη. Έχοντας υψηλή θερμική ικανότητα, το αίμα μεταφέρει θερμότητα από ιστούς με υψηλό επίπεδο παραγωγής θερμότητας σε ιστούς με χαμηλότερο επίπεδο και, επομένως, βοηθά στην εξίσωση του επιπέδου θερμοκρασίας σε διάφορα μέρη του σώματος.

Θερμοκρασία των βαθιών ιστών του σώματοςλόγω μεταφοράς θερμότητας με το αίμα, κατανέμεται πιο ομοιόμορφα και είναι περίπου 36,7-37,0 "C. Οι ημερήσιες διακυμάνσεις του υπό συνθήκες σχετικής ανάπαυσης του σώματος είναι εντός 1°C, επομένως μιλούν για τον ομοιοθερμικό "πυρήνα" του ανθρώπου. Σώμα Αυτή η έννοια περιλαμβάνει ιστούς του ανθρώπινου σώματος, που βρίσκονται σε βάθος 1 cm από την επιφάνεια του δέρματος και βαθύτερα Στους ιστούς του ήπατος, του εγκεφάλου, των νεφρών, η θερμοκρασία είναι ελαφρώς υψηλότερη λόγω της μεταβολικής τους δραστηριότητας Οι ιστοί των άλλων εσωτερικών οργάνων Η θερμοκρασία της επιφάνειας του σώματος και των περιφερικών τμημάτων των άκρων είναι χαμηλότερη από τους εν τω βάθει ιστούς και τα εγγύτερα μέρη των άκρων ιστών και στην επίδραση ψύξης ή θέρμανσης της θερμοκρασίας του εξωτερικού περιβάλλοντος, επομένως μιλούν για το ποικιλοθερμικό «κέλυφος» του ανθρώπινου σώματος περιβάλλοντος με θερμοκρασία 25-26 ° C. Αυτή η τιμή θερμοκρασίας για ένα ελαφρώς ντυμένο άτομο ονομάζεται θερμοουδέτερη ζώνη, ή θερμοκρασία άνεσης, επειδή σε αυτό το εύρος θερμοκρασίας η θερμοκρασία του σώματος διατηρείται σταθερή χωρίς την πρόσθετη συμμετοχή θερμορυθμιστικών μηχανισμών. Με την ψυκτική επίδραση του εξωτερικού περιβάλλοντος, η θερμοκρασία των βαθιών ιστών μειώνεται, και όταν το σώμα θερμαίνεται, αυξάνεται (Εικ. 13.1).

Θερμοκρασία ανθρώπινου σώματοςαλλάζει κατά τη διάρκεια της ημέρας (Εικ. 13.2), που αποτελεί εκδήλωση καθημερινούς κιρκάδιους ρυθμούς. Καθημερινές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του σώματοςσυμβαίνουν υπό την επίδραση ενδογενών ρυθμών («βιολογικά ρολόγια»), οι οποίοι συγχρονίζονται με εξωτερικά σήματα, για παράδειγμα, με την περιστροφή της Γης. Επιπλέον, η θερμοκρασία του σώματος ενός ατόμου εξαρτάται από τη φυσιολογική του κατάσταση (ύπνος ή εγρήγορση, ξεκούραση ή σωματικό και ψυχοσυναισθηματικό στρες κ.λπ.). Μέγιστη θερμοκρασία σώματοςφτάνει σε άτομο στις 18-20 η ώρα και μειώνεται στο ελάχιστο τις προ ξημερωμένες ώρες, κατά τις 4-6 το πρωί. Το πλάτος αυτών των ημερήσιων διακυμάνσεων δεν υπερβαίνει τον 1 °C.

Μέση αξία θερμοκρασία του πυρήνα του σώματοςαντανακλά τη θερμοκρασία του αίματος στις κοιλότητες της καρδιάς, της αορτής και άλλων μεγάλων αγγείων. Ωστόσο μέτρηση της θερμοκρασίας σε αυτά τα μέρη του σώματοςστον άνθρωπο είναι σχεδόν αδύνατο, επομένως, για κλινικούς σκοπούς, ως δείκτης της θερμοκρασίας των εν τω βάθει ιστών του σώματος, χρησιμοποιούνται τιμές που είναι σχετικά προσιτές για τη μέτρησή του, όπως η θερμοκρασία του ορθού, η υπογλώσσια και η μασχαλιαία θερμοκρασία , θερμοκρασία στον έξω ακουστικό πόρο στο τύμπανο. Είναι προφανές ότι τέτοιες μετρήσεις σε καθεμία από τις αναφερόμενες περιοχές του σώματος έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά και περιορισμούς και οι τιμές θερμοκρασίας που λαμβάνονται μόνο σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό αντικατοπτρίζουν τη θερμοκρασία των βαθιών ιστών (βλ. Εικ. 13.2).

Η σταθερότητα της θερμοκρασίας του σώματος ενός ατόμου μπορεί να διατηρηθεί μόνο εάν οι διαδικασίες παραγωγής θερμότητας και μεταφοράς θερμότητας από ολόκληρο τον οργανισμό είναι ίσες. Στη θερμοουδέτερη (άνετη) ζώνη υπάρχει ισορροπία μεταξύ παραγωγής θερμότητας και μεταφοράς θερμότητας. Ο κύριος παράγοντας που καθορίζει το επίπεδο ισορροπίας θερμότητας είναι η θερμοκρασία περιβάλλοντος. Όταν αποκλίνει από την άνετη ζώνη, δημιουργείται ένα νέο επίπεδο θερμικής ισορροπίας στο σώμα, εξασφαλίζοντας ισοθερμία σε νέες περιβαλλοντικές συνθήκες. Η βέλτιστη αναλογία παραγωγής θερμότητας και μεταφοράς θερμότητας εξασφαλίζεται από ένα σύνολο φυσιολογικών διεργασιών που ονομάζονται θερμορύθμιση. Υπάρχουν φυσική (μεταφορά θερμότητας) και χημική (παραγωγή θερμότητας) θερμορύθμιση.

Παραγωγή θερμότητας - πραγματοποιείται λόγω αλλαγών στο επίπεδο του μεταβολισμού, γεγονός που οδηγεί σε αλλαγή στο σχηματισμό θερμότητας στο σώμα. Η πηγή θερμότητας στο σώμα είναι οι εξώθερμες αντιδράσεις οξείδωσης πρωτεϊνών, λιπών, υδατανθράκων, καθώς και η υδρόλυση ATP. Όταν τα θρεπτικά συστατικά διασπώνται, μέρος της απελευθερωμένης ενέργειας συσσωρεύεται στο ATP και ένα μέρος διαχέεται με τη μορφή θερμότητας (πρωτογενής θερμότητα - 65-70% της ενέργειας). Όταν χρησιμοποιούνται δεσμοί υψηλής ενέργειας μορίων ATP, μέρος της ενέργειας χρησιμοποιείται για την εκτέλεση χρήσιμης εργασίας και μέρος διαχέεται (δευτερεύουσα θερμότητα). Έτσι, δύο ροές θερμότητας - πρωτογενής και δευτερεύουσας - είναι η παραγωγή θερμότητας.

Εάν είναι απαραίτητο να αυξηθεί η παραγωγή θερμότητας, εκτός από τη δυνατότητα λήψης θερμότητας από το εξωτερικό, το σώμα χρησιμοποιεί μηχανισμούς που αυξάνουν την παραγωγή θερμικής ενέργειας.

Η θερμοκρασία έχει σημαντικό αντίκτυπο στην πορεία των διαδικασιών ζωής στο σώμα και στη φυσιολογική του δραστηριότητα. Η φυσικοχημική βάση αυτής της επίδρασης είναι μια αλλαγή στον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων, λόγω της οποίας συμβαίνει η εντροπική μετατροπή όλων των τύπων ενέργειας σε θερμότητα.

Υπάρχουν συσταλτικές και μη συσταλτικές θερμογένεση.

Η συσταλτική θερμογένεση χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι όταν οι μύες συστέλλονται, η υδρόλυση του ATP αυξάνεται, επομένως η ροή της δευτερεύουσας θερμότητας που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του σώματος αυξάνεται.

Η εθελοντική δραστηριότητα του μυϊκού συστήματος συμβαίνει κυρίως υπό την επίδραση του εγκεφαλικού φλοιού. Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατή μια αύξηση της παραγωγής θερμότητας κατά 3-5 φορές σε σύγκριση με την τιμή του βασικού μεταβολισμού.

Όταν εκτελείτε σωματική δραστηριότητα ποικίλης έντασης, η παραγωγή θερμότητας αυξάνεται 5-15 φορές σε σύγκριση με το επίπεδο ηρεμίας. Κατά τη διάρκεια των πρώτων 15-30 λεπτών παρατεταμένης λειτουργίας, η θερμοκρασία του πυρήνα αυξάνεται αρκετά γρήγορα σε ένα σχετικά σταθερό επίπεδο και στη συνέχεια παραμένει σε αυτό το επίπεδο ή συνεχίζει να αυξάνεται αργά. Αν και κατά την άσκηση ενεργοποιούνται διάφοροι μηχανισμοί μεταφοράς θερμότητας, παρατηρείται λειτουργική υπερθερμία. Αυτό μπορεί να οφείλεται σε μείωση του επιπέδου ρύθμισης του υποθαλάμου.

Συνήθως, όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος και η θερμοκρασία του αίματος μειώνονται, η πρώτη αντίδραση είναι η αύξηση του θερμορρυθμιστικού τόνου. Από την άποψη της μηχανικής συστολής, αυτός ο τόνος είναι μια μικροδόνηση και σας επιτρέπει να αυξήσετε την παραγωγή θερμότητας κατά 25-40% του αρχικού επιπέδου. Συνήθως οι μύες του κεφαλιού και του λαιμού συμμετέχουν στη δημιουργία τόνου.

Με πιο σημαντική υποθερμία, ο θερμορρυθμιστικός τόνος μετατρέπεται σε ψυχρό μυϊκό τρόμο. Το κρύο ρίγος είναι μια ακούσια ρυθμική δραστηριότητα των επιφανειακών μυών, με αποτέλεσμα να αυξάνεται η παραγωγή θερμότητας. Πιστεύεται ότι η παραγωγή θερμότητας κατά το κρύο ρίγος είναι 2,5 φορές υψηλότερη από ό,τι κατά τη διάρκεια της εκούσιας μυϊκής δραστηριότητας.

Η μη συσταλτική θερμογένεση λαμβάνει χώρα με την επιτάχυνση των διεργασιών οξείδωσης και τη μείωση της αποτελεσματικότητας της σύζευξης οξειδωτικής φωσφορυλίωσης. Λόγω αυτού του τύπου θερμογένεσης, η παραγωγή θερμότητας μπορεί να αυξηθεί 3 φορές.

Στους σκελετικούς μύες, η αύξηση του ρυθμού της μη συσταλτικής θερμογένεσης σχετίζεται με μείωση της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης λόγω της αποσύνδεσης των διαφόρων σταδίων αυτής της διαδικασίας. Στο ήπαρ, η αυξημένη παραγωγή θερμότητας σχετίζεται με την ενεργοποίηση της γλυκογονόλυσης και την επακόλουθη διάσπαση της γλυκόζης. Η αυξημένη παραγωγή θερμότητας είναι δυνατή λόγω της διάσπασης του καφέ λίπους. Το καφέ λίπος, πλούσιο σε μιτοχόνδρια και απολήξεις συμπαθητικών νεύρων, βρίσκεται στην ινιακή περιοχή, μεταξύ των ωμοπλάτων, στο μεσοθωράκιο κατά μήκος των μεγάλων αγγείων, στις μασχάλες. Σε συνθήκες ηρεμίας, έως και 10% της θερμότητας παράγεται στο καφέ λίπος. Όταν ψύχεται, η ένταση της αποσύνθεσής του αυξάνεται αισθητά. Επιπλέον, παρατηρείται αύξηση του επιπέδου σχηματισμού θερμότητας λόγω της ειδικής δυναμικής δράσης των τροφίμων.

Η ρύθμιση των διαδικασιών της μη συσταλτικής θερμογένεσης πραγματοποιείται με την ενεργοποίηση του συμπαθητικού νευρικού συστήματος, την παραγωγή θυρεοειδικών ορμονών (αποσύνδεση της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης) και του μυελού των επινεφριδίων.

Σε αυτή την περίπτωση, η ενέργεια ξοδεύεται πάντα για κάποιο είδος εργασίας και η παραγωγή θερμότητας είναι η συνέπειά της. Σε κατάσταση ηρεμίας, το 70% της θερμότητας ενός ατόμου παράγεται από εσωτερικά όργανα και το 30% από τους μύες, οι ίνες των οποίων, ακόμη και κατά την πλήρη ανάπαυση, συστέλλονται ανεπαίσθητα και πολύ αδύναμα, αλλά συνεχώς. Κατά τη διάρκεια της σωματικής εργασίας (προπόνηση), ο σχηματισμός θερμότητας αυξάνεται αρκετές φορές και το μερίδιο της μυϊκής εργασίας σε αυτή τη διαδικασία γίνεται καθοριστικό. Η παραγωγή θερμότητας εξαρτάται κυρίως από την ένταση της μυϊκής εργασίας.

Κατά τη διάρκεια της φυσικής δραστηριότητας, η θερμοκρασία του πυρήνα αυξάνεται και η μέση θερμοκρασία του δέρματος μειώνεται λόγω της παραγωγής ιδρώτα και της εξάτμισης που προκαλείται από την εργασία. Κατά τη διάρκεια της υπομέγιστης άσκησης, ο ρυθμός αύξησης της θερμοκρασίας του πυρήνα είναι σχεδόν ανεξάρτητος από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος σε ένα μεγάλο εύρος (15-35°C) εφόσον υπάρχει εφίδρωση. Η αφυδάτωση οδηγεί σε αύξηση της θερμοκρασίας του πυρήνα και ως εκ τούτου περιορίζει την απόδοση.

Η κανονική ανθρώπινη δραστηριότητα είναι δυνατή σε ένα εύρος μόνο μερικών βαθμών. η μείωση της θερμοκρασίας του σώματος κάτω από 35°C και η αύξηση πάνω από 40-41°C είναι επικίνδυνες και μπορεί να έχουν σοβαρές συνέπειες για τον οργανισμό.

Τα νευρικά κύτταρα είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στις αλλαγές θερμοκρασίας. Από την άποψη της θερμορύθμισης, το ανθρώπινο σώμα μπορεί να φανταστεί ότι αποτελείται από δύο συστατικά: το εξωτερικό - το κέλυφος και το εσωτερικό - τον πυρήνα. Ο πυρήνας είναι το μέρος του σώματος που έχει σταθερή θερμοκρασία και το κέλυφος είναι το μέρος του σώματος που έχει μια κλίση θερμοκρασίας. Μέσω του κελύφους υπάρχει ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ του πυρήνα και του περιβάλλοντος. Η θερμοκρασία διαφορετικών τμημάτων του πυρήνα είναι διαφορετική. Για παράδειγμα, στο ήπαρ - 37,8-38,0°C, στον εγκέφαλο - 36,9-37,8°C γενικά, η θερμοκρασία του πυρήνα του ανθρώπινου σώματος είναι 37,0°C.

Η θερμοκρασία του ανθρώπινου δέρματος σε διάφορες περιοχές κυμαίνεται από 24,4°C έως 34,4°C. Η χαμηλότερη θερμοκρασία παρατηρείται στα δάχτυλα των ποδιών, η υψηλότερη στη μασχάλη. Με βάση τη μέτρηση της θερμοκρασίας στη μασχάλη συνήθως κρίνει κανείς τη θερμοκρασία του σώματος σε μια δεδομένη στιγμή. Σύμφωνα με τα μέσα δεδομένα, η μέση θερμοκρασία δέρματος ενός γυμνού ατόμου υπό άνετες συνθήκες θερμοκρασίας αέρα είναι 33-34°C.

Υπάρχουν κιρκαδικές – καθημερινές – διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του σώματος. Το πλάτος των ταλαντώσεων μπορεί να φτάσει τη 1°. Η θερμοκρασία του σώματος είναι ελάχιστη τις πρωινές ώρες (3-4 ώρες) και μέγιστη την ημέρα (16-18 ώρες). Αυτές οι μετατοπίσεις προκαλούνται από διακυμάνσεις στο επίπεδο ρύθμισης, δηλ. σχετίζεται με αλλαγές στη δραστηριότητα του κεντρικού νευρικού συστήματος.

Είναι επίσης γνωστό το φαινόμενο της ασυμμετρίας της μασχαλιαίας θερμοκρασίας. Παρατηρείται σε περίπου 54% των περιπτώσεων και η θερμοκρασία στην αριστερή μασχάλη είναι ελαφρώς υψηλότερη από τη δεξιά. Η ασυμμετρία είναι επίσης δυνατή σε άλλες περιοχές του δέρματος και η σοβαρότητα της ασυμμετρίας μεγαλύτερη από 0,5° υποδηλώνει παθολογία.