Suhu inti dan cangkang tubuh. Suhu tubuh manusia dan isotermia

A. Kehidupan manusia hanya dapat terjadi pada kisaran suhu yang sempit.

Suhu mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap jalannya proses kehidupan dalam tubuh manusia dan aktivitas fisiologisnya. Proses kehidupan terbatas pada kisaran suhu internal yang sempit dimana reaksi enzimatik dasar dapat terjadi. Bagi manusia, penurunan suhu tubuh di bawah 25°C dan peningkatan di atas 43°C biasanya berakibat fatal. Sel saraf sangat sensitif terhadap perubahan suhu.

Panas menyebabkan keringat berlebih, yang menyebabkan dehidrasi pada tubuh, hilangnya garam mineral dan vitamin yang larut dalam air. Akibat dari proses tersebut adalah penebalan darah, terganggunya metabolisme garam, sekresi lambung, dan berkembangnya kekurangan vitamin. Penurunan berat badan yang dapat diterima karena penguapan adalah 2-3%. Dengan penurunan berat badan sebesar 6% akibat penguapan, aktivitas mental terganggu, dan dengan penurunan berat badan sebesar 15-20%, kematian terjadi. Paparan sistematis suhu tinggi menyebabkan perubahan pada sistem kardiovaskular: peningkatan denyut jantung, perubahan tekanan darah, dan melemahnya kemampuan fungsional jantung. Paparan suhu tinggi dalam waktu lama menyebabkan penumpukan panas dalam tubuh, sedangkan suhu tubuh dapat meningkat hingga 38-41°C dan serangan panas dapat terjadi disertai hilangnya kesadaran.

Suhu rendah dapat menyebabkan pendinginan dan hipotermia pada tubuh. Saat mendingin, tubuh secara refleks mengurangi perpindahan panas dan meningkatkan produksi panas. Penurunan perpindahan panas terjadi karena adanya spasme (penyempitan) pembuluh darah dan peningkatan ketahanan termal jaringan tubuh. Paparan suhu rendah dalam waktu lama menyebabkan kejang pembuluh darah yang persisten dan gangguan nutrisi jaringan. Peningkatan produksi panas selama pendinginan dicapai melalui upaya proses metabolisme oksidatif dalam tubuh (penurunan suhu tubuh sebesar 1°C disertai dengan peningkatan proses metabolisme sebesar 10°C). Paparan suhu rendah disertai dengan peningkatan tekanan darah, volume inspirasi, dan penurunan frekuensi pernapasan. Mendinginkan tubuh mengubah metabolisme karbohidrat. Pendinginan yang hebat disertai dengan penurunan suhu tubuh, terhambatnya fungsi organ dan sistem tubuh.

B. Inti dan kulit terluar tubuh.

Dari sudut pandang termoregulasi, tubuh manusia dapat dibayangkan terdiri dari dua komponen - eksternal kerang dan dalaman kernel.

Inti- ini adalah bagian tubuh yang mempunyai suhu konstan (organ dalam), dan kerang- bagian tubuh yang mempunyai gradien suhu (ini adalah jaringan lapisan permukaan tubuh setebal 2,5 cm). Melalui cangkang terjadi pertukaran panas antara inti dan lingkungan, yaitu perubahan konduktivitas termal cangkang menentukan keteguhan suhu inti. Perubahan konduktivitas termal karena perubahan suplai darah dan pengisian darah pada jaringan membran.

Temperatur tiap bagian inti berbeda-beda. Misalnya di hati: 37,8-38,0°C, di otak: 36,9-37,8°C. Secara umum suhu inti tubuh manusia adalah 37,0°C. Hal ini dicapai melalui proses termoregulasi endogen, yang hasilnya adalah keseimbangan stabil antara jumlah panas yang dihasilkan dalam tubuh per satuan waktu ( produksi panas) dan jumlah panas yang dibuang oleh tubuh dalam waktu yang sama ke lingkungan ( perpindahan panas).

Suhu kulit manusia di berbagai daerah berkisar antara 24,4°C hingga 34,4°C. Suhu terendah diamati di jari kaki, tertinggi di ketiak. Berdasarkan pengukuran suhu di ketiak itulah biasanya seseorang menilai suhu tubuh pada waktu tertentu.

Menurut data rata-rata, rata-rata suhu kulit orang telanjang dalam kondisi suhu udara nyaman adalah 33-34°C. Ada fluktuasi suhu tubuh setiap hari. Amplitudo osilasi bisa mencapai 1°C. Suhu tubuh minimal pada dini hari (3-4 jam) dan maksimal pada siang hari (16-18 jam).

Fenomena asimetri suhu juga diketahui. Hal ini diamati pada sekitar 54% kasus, dan suhu di ketiak kiri sedikit lebih tinggi daripada di kanan. Asimetri juga mungkin terjadi di area kulit lainnya, dan tingkat keparahan asimetri lebih dari 0,5°C menunjukkan adanya patologi.

B.Perpindahan panas. Keseimbangan pembangkitan panas dan perpindahan panas dalam tubuh manusia.

Proses kehidupan manusia disertai dengan pembangkitan panas yang terus menerus dalam tubuhnya dan pelepasan panas yang dihasilkan ke lingkungan. Pertukaran energi panas antara tubuh dan lingkungan disebut p pertukaran panas. Produksi panas dan perpindahan panas disebabkan oleh aktivitas sistem saraf pusat yang mengatur metabolisme, peredaran darah, keringat, dan aktivitas otot rangka.

Tubuh manusia merupakan sistem yang mengatur dirinya sendiri dengan sumber panas internal, di mana dalam kondisi normal, produksi panas (jumlah panas yang dihasilkan) sama dengan jumlah panas yang dilepaskan ke lingkungan luar (perpindahan panas). Keteguhan suhu tubuh disebut isotermal. Ini memastikan kemandirian proses metabolisme dalam jaringan dan organ dari fluktuasi suhu lingkungan.

Suhu internal tubuh manusia adalah konstan (36,5-37°C) karena pengaturan intensitas produksi panas dan perpindahan panas tergantung pada suhu eksternal. Dan suhu kulit manusia ketika terkena kondisi eksternal dapat bervariasi dalam rentang yang relatif luas.

Dalam 1 jam, tubuh manusia menghasilkan panas sebanyak yang dibutuhkan untuk merebus 1 liter air es. Dan jika tubuh adalah wadah yang kedap panas, maka dalam waktu satu jam suhu tubuh akan naik sekitar 1,5°C, dan setelah 40 jam akan mencapai titik didih air. Selama pekerjaan fisik yang berat, pembangkitan panas meningkat beberapa kali lipat. Namun suhu tubuh kita tidak berubah. Mengapa? Ini semua tentang menyeimbangkan proses pembentukan dan pelepasan panas dalam tubuh.

Faktor utama yang menentukan tingkat keseimbangan panas adalah suhu sekitar. Ketika menyimpang dari zona nyaman, tingkat keseimbangan panas baru terbentuk di dalam tubuh, memastikan isotermia dalam kondisi lingkungan baru. Keteguhan suhu tubuh ini dijamin oleh mekanismenya termoregulasi, termasuk proses pembangkitan panas dan proses pelepasan panas, yang diatur oleh jalur neuroendokrin.

D. Konsep termoregulasi tubuh.

Termoregulasi- ini adalah serangkaian proses fisiologis yang bertujuan untuk menjaga keteguhan relatif suhu inti tubuh dalam kondisi perubahan suhu lingkungan dengan mengatur produksi panas dan perpindahan panas. Termoregulasi ditujukan untuk mencegah gangguan keseimbangan termal tubuh atau memulihkannya jika gangguan tersebut sudah terjadi, dan dilakukan melalui jalur neurohumoral.

Secara umum diterima bahwa termoregulasi hanya merupakan karakteristik hewan homeotermik (termasuk mamalia (termasuk manusia) dan burung), yang tubuhnya memiliki kemampuan untuk menjaga suhu bagian dalam tubuh pada tingkat yang relatif konstan dan cukup tinggi (sekitar 37-38°C pada mamalia dan 40-42°C pada burung) tanpa memperhatikan perubahan suhu lingkungan.

Mekanisme termoregulasi dapat direpresentasikan sebagai sistem pengendalian diri sibernetik dengan umpan balik. Fluktuasi suhu di udara sekitar mempengaruhi formasi reseptor khusus ( termoreseptor), sensitif terhadap perubahan suhu. Termoreseptor mengirimkan informasi tentang keadaan termal organ ke pusat termoregulasi, pada gilirannya, pusat termoregulasi, melalui serabut saraf, hormon dan zat aktif biologis lainnya, mengubah tingkat perpindahan panas dan produksi panas atau bagian tubuh (termoregulasi lokal ), atau tubuh secara keseluruhan. Ketika pusat termoregulasi dimatikan oleh bahan kimia khusus, tubuh kehilangan kemampuan untuk mempertahankan suhu konstan. Fitur ini telah digunakan dalam pengobatan dalam beberapa tahun terakhir untuk pendinginan buatan pada tubuh selama operasi jantung yang kompleks.

Termoreseptor kulit.

Diperkirakan manusia memiliki sekitar 150.000 reseptor dingin dan 16.000 reseptor panas yang merespons perubahan suhu organ dalam. Termoreseptor terletak di kulit, organ dalam, saluran pernafasan, otot rangka dan sistem saraf pusat.

Termoreseptor kulit cepat beradaptasi dan tidak terlalu bereaksi terhadap suhu itu sendiri melainkan terhadap perubahannya. Jumlah reseptor maksimum terletak di kepala dan leher, minimum di ekstremitas.

Reseptor dingin kurang sensitif dan ambang sensitivitasnya adalah 0,012°C (saat didinginkan). Ambang sensitivitas reseptor termal lebih tinggi dan berjumlah 0,007°C. Hal ini mungkin disebabkan oleh bahaya kepanasan yang lebih besar bagi tubuh.

D.Jenis termoregulasi.

Termoregulasi dapat dibagi menjadi dua jenis utama:

1. Termoregulasi fisik:

Penguapan (berkeringat);

Radiasi (radiasi);

Konveksi.

2. Termoregulasi kimia.

Termogenesis kontraktil;

Termogenesis non-kontraktil.

Termoregulasi fisik(suatu proses menghilangkan panas dari tubuh) - menjamin terjaganya keteguhan suhu tubuh dengan mengubah pelepasan panas oleh tubuh melalui konduksi dan konveksi melalui kulit, radiasi (radiasi) dan penguapan air. Pelepasan panas yang terus-menerus dihasilkan dalam tubuh diatur oleh perubahan konduktivitas termal pada kulit, lapisan lemak subkutan, dan epidermis. Perpindahan panas sebagian besar diatur oleh dinamika sirkulasi darah pada jaringan penghantar panas dan isolasi panas. Ketika suhu lingkungan meningkat, penguapan mulai mendominasi perpindahan panas.

Konduksi, konveksi dan radiasi merupakan jalur perpindahan panas pasif berdasarkan hukum fisika. Mereka hanya efektif jika gradien suhu positif dipertahankan. Semakin kecil perbedaan suhu antara tubuh dan lingkungan, semakin sedikit panas yang dilepaskan. Pada indikator yang sama atau pada suhu lingkungan yang tinggi, cara-cara tersebut tidak hanya tidak efektif, tetapi tubuh juga menjadi panas. Dalam kondisi ini, hanya satu mekanisme pelepasan panas yang diaktifkan di dalam tubuh - berkeringat.

Pada suhu lingkungan rendah (15°C ke bawah), sekitar 90% perpindahan panas harian terjadi karena konduksi panas dan radiasi panas. Dalam kondisi ini, tidak terjadi keringat yang terlihat. Pada suhu udara 18-22°C, perpindahan panas akibat konduktivitas termal dan radiasi panas menurun, namun kehilangan panas oleh tubuh meningkat melalui penguapan uap air dari permukaan kulit. Ketika suhu lingkungan meningkat hingga 35°C, perpindahan panas secara radiasi dan konveksi menjadi tidak mungkin, dan suhu tubuh dipertahankan pada tingkat yang konstan hanya melalui penguapan air dari permukaan kulit dan alveoli paru-paru. Ketika kelembaban udara tinggi, ketika penguapan air sulit, tubuh bisa menjadi terlalu panas dan serangan panas bisa terjadi.

Pada seseorang yang istirahat, pada suhu udara sekitar 20°C dan perpindahan panas total 419 kJ (100 kkal) per jam, 66% hilang melalui radiasi, penguapan air - 19%, dan konveksi - 15% dari total perpindahan panas. kehilangan panas oleh tubuh.

Termoregulasi kimia(proses yang memastikan pembentukan panas dalam tubuh) - diwujudkan melalui metabolisme dan melalui produksi panas jaringan seperti otot, serta hati, lemak coklat, yaitu dengan mengubah tingkat pembangkitan panas - dengan meningkatkan atau melemahkan intensitas metabolisme dalam sel-sel tubuh. Ketika zat organik teroksidasi, energi dilepaskan. Sebagian energi digunakan untuk sintesis ATP (adenosin trifosfat adalah nukleotida yang memainkan peran sangat penting dalam pertukaran energi dan zat dalam tubuh). Energi potensial ini dapat digunakan oleh tubuh dalam aktivitas selanjutnya. Semua jaringan merupakan sumber panas dalam tubuh. Darah yang mengalir melalui jaringan memanas. Peningkatan suhu lingkungan menyebabkan refleks penurunan metabolisme, akibatnya produksi panas dalam tubuh menurun. Ketika suhu lingkungan menurun, intensitas proses metabolisme secara refleks meningkat dan produksi panas meningkat.

Aktivasi termoregulasi kimia terjadi ketika termoregulasi fisik tidak cukup untuk mempertahankan suhu tubuh yang konstan.

Mari kita pertimbangkan jenis termoregulasi ini.

Termoregulasi fisik:

Di bawah termoregulasi fisik memahami serangkaian proses fisiologis yang menyebabkan perubahan tingkat perpindahan panas. Berikut cara tubuh melepaskan panas ke lingkungan:

Penguapan (berkeringat);

Radiasi (radiasi);

Konduksi termal (konduksi);

Konveksi.

Mari kita lihat lebih detail:

1. Penguapan (berkeringat):

Penguapan (berkeringat)- adalah pelepasan energi panas ke lingkungan akibat penguapan keringat atau uap air dari permukaan kulit dan selaput lendir saluran pernafasan. Pada manusia, keringat terus-menerus disekresikan oleh kelenjar keringat di kulit (“kehilangan air yang teraba”, atau kelenjar), dan selaput lendir saluran pernapasan dilembabkan (“kehilangan air yang tidak terlihat”). Pada saat yang sama, hilangnya air yang “terlihat” oleh tubuh memiliki dampak yang lebih signifikan terhadap jumlah total panas yang dilepaskan melalui penguapan dibandingkan kehilangan air yang “tidak terlihat”.

Pada suhu sekitar 20°C, penguapan air sekitar 36 g/jam. Karena 0,58 kkal energi panas dihabiskan untuk penguapan 1 g air pada seseorang, mudah untuk menghitung bahwa melalui penguapan, tubuh manusia dewasa melepaskan sekitar 20% dari total panas yang hilang ke lingkungan dalam kondisi ini. Meningkatnya suhu luar, melakukan pekerjaan fisik, dan mengenakan pakaian penyekat panas dalam waktu lama meningkatkan keringat dan dapat meningkat hingga 500-2.000 g/jam.

Seseorang tidak mentolerir suhu lingkungan yang relatif rendah (32°C) di udara lembab. Seseorang dapat tetap berada di udara yang benar-benar kering tanpa kepanasan yang nyata selama 2-3 jam pada suhu 50-55°C. Pakaian yang tahan terhadap udara (karet, tebal, dll.), yang mencegah penguapan keringat, juga tidak dapat ditoleransi dengan baik: lapisan udara antara pakaian dan tubuh dengan cepat jenuh dengan uap dan penguapan keringat selanjutnya terhenti.

Proses perpindahan panas melalui penguapan, meskipun hanya salah satu metode termoregulasi, memiliki satu keuntungan luar biasa - jika suhu eksternal melebihi suhu rata-rata kulit, maka tubuh tidak dapat mentransfer panas ke lingkungan eksternal dengan metode termoregulasi lainnya ( radiasi, konveksi dan konduksi), yang akan kita lihat di bawah. Dalam kondisi ini, tubuh mulai menyerap panas dari luar, dan satu-satunya cara untuk menghilangkan panas adalah dengan meningkatkan penguapan uap air dari permukaan tubuh. Penguapan seperti itu dimungkinkan selama kelembaban udara sekitar kurang dari 100%. Dengan keringat berlebih, kelembapan tinggi, dan kecepatan udara rendah, ketika tetesan keringat, sebelum sempat menguap, menyatu dan mengalir dari permukaan tubuh, perpindahan panas melalui penguapan menjadi kurang efektif.

Saat keringat menguap, tubuh kita melepaskan energinya. Sebenarnya, berkat energi tubuh kita, molekul cair (yaitu keringat) memutus ikatan molekul dan berpindah dari bentuk cair ke gas. Energi dihabiskan untuk memutus ikatan, dan akibatnya, suhu tubuh menurun. Kulkas bekerja dengan prinsip yang sama. Dia berhasil menjaga suhu di dalam ruangan jauh lebih rendah daripada suhu lingkungan. Hal ini terjadi berkat listrik yang dikonsumsi. Dan kami melakukan ini dengan menggunakan energi yang diperoleh dari pemecahan produk makanan.

Kontrol atas pemilihan pakaian dapat membantu mengurangi kehilangan panas akibat penguapan. Pakaian harus dipilih berdasarkan kondisi cuaca dan aktivitas saat ini. Jangan malas melepas pakaian berlebih seiring bertambahnya beban Anda. Anda akan lebih sedikit berkeringat. Dan jangan malas untuk memakainya kembali saat beban berhenti. Lepaskan pelindung air dan angin jika tidak ada hujan atau angin, jika tidak, pakaian Anda akan basah dari dalam karena keringat. Dan saat kita bersentuhan dengan pakaian basah, kita juga kehilangan panas melalui konduktivitas termal. Air menghantarkan panas 25 kali lebih baik daripada udara. Artinya pada pakaian basah kita kehilangan panas 25 kali lebih cepat. Inilah sebabnya mengapa penting untuk menjaga pakaian Anda tetap kering.

Evaporasi dibagi menjadi 2 jenis:

A) Keringat yang tidak terlihat(tanpa partisipasi kelenjar keringat) adalah penguapan air dari permukaan paru-paru, selaput lendir saluran pernafasan dan air merembes melalui epitel kulit (penguapan dari permukaan kulit terjadi meskipun kulit kering. ).

Hingga 400 ml air menguap melalui saluran pernapasan per hari, mis. tubuh kehilangan hingga 232 kkal per hari. Jika perlu, nilai ini dapat ditingkatkan karena sesak napas akibat panas. Rata-rata, sekitar 240 ml air merembes melalui epidermis per hari. Alhasil, dengan cara ini tubuh kehilangan hingga 139 kkal per hari. Nilai ini, pada umumnya, tidak bergantung pada proses regulasi dan berbagai faktor lingkungan.

b) Keringat yang dirasakan(dengan partisipasi aktif kelenjar keringat) - Ini adalah perpindahan panas melalui penguapan keringat. Rata-rata, per hari pada suhu lingkungan yang nyaman, 400-500 ml keringat dikeluarkan, sehingga energi yang dikeluarkan hingga 300 kkal. Penguapan 1 liter keringat pada seseorang dengan berat badan 75 kg dapat menurunkan suhu tubuh sebesar 10°C. Namun bila perlu, volume keringat bisa meningkat hingga 12 liter per hari, yakni. Anda bisa kehilangan hingga 7.000 kkal per hari melalui keringat.

Efisiensi penguapan sangat bergantung pada lingkungan: semakin tinggi suhu dan rendahnya kelembapan, semakin besar efektivitas keringat sebagai mekanisme perpindahan panas. Pada kelembaban 100%, penguapan tidak mungkin dilakukan. Dengan kelembapan atmosfer yang tinggi, suhu tinggi lebih sulit ditoleransi dibandingkan dengan kelembapan rendah. Di udara yang jenuh dengan uap air (misalnya di pemandian), keringat dikeluarkan dalam jumlah banyak, tetapi tidak menguap dan mengalir keluar dari kulit. Keringat seperti itu tidak berkontribusi terhadap perpindahan panas: hanya bagian keringat yang menguap dari permukaan kulit yang penting untuk perpindahan panas (bagian keringat ini merupakan keringat efektif).

2. Radiasi (radiasi):

Radiasi (radiasi)- ini adalah metode perpindahan panas ke lingkungan melalui permukaan tubuh manusia dalam bentuk gelombang elektromagnetik dalam rentang inframerah (a = 5-20 mikron). Akibat radiasi, semua benda yang suhunya di atas nol mutlak mengeluarkan energi. Radiasi elektromagnetik melewati ruang hampa dengan bebas; udara atmosfer juga dapat dianggap “transparan”.

Seperti yang Anda ketahui, benda apa pun yang dipanaskan di atas suhu lingkungan akan mengeluarkan panas. Semua orang merasakannya saat duduk di sekitar api. Api mengeluarkan panas dan memanaskan benda-benda di sekitarnya. Pada saat yang sama, api kehilangan panasnya.

Tubuh manusia mulai memancarkan panas segera setelah suhu lingkungan turun di bawah suhu permukaan kulit. Untuk mencegah kehilangan panas akibat radiasi, Anda perlu melindungi area tubuh yang terpapar. Hal ini dilakukan dengan menggunakan pakaian. Jadi, kita menciptakan lapisan udara pada pakaian antara kulit dan lingkungan. Suhu lapisan ini akan sama dengan suhu tubuh dan kehilangan panas akibat radiasi akan berkurang. Mengapa kehilangan panas tidak berhenti sepenuhnya? Karena sekarang pakaian yang dipanaskan akan memancarkan panas dan menghilangkannya. Dan bahkan jika Anda mengenakan satu lapis pakaian lagi, Anda tidak akan menghentikan radiasinya.

Banyaknya panas yang dibuang tubuh ke lingkungan melalui radiasi sebanding dengan luas permukaan radiasi (luas permukaan tubuh yang tidak tertutup pakaian) dan perbedaan suhu rata-rata kulit dan suhu tubuh. lingkungan. Pada suhu sekitar 20°C dan kelembaban udara relatif 40-60%, tubuh manusia dewasa membuang sekitar 40-50% dari total panas yang dilepaskan oleh radiasi. Jika suhu lingkungan melebihi suhu rata-rata kulit, tubuh manusia, yang menyerap sinar infra merah yang dipancarkan benda-benda di sekitarnya, menjadi hangat.

Perpindahan panas secara radiasi meningkat seiring dengan penurunan suhu lingkungan dan menurun seiring dengan peningkatannya. Dalam kondisi suhu lingkungan yang konstan, radiasi dari permukaan tubuh meningkat seiring dengan peningkatan suhu kulit dan menurun seiring dengan penurunannya. Jika suhu rata-rata permukaan kulit dan lingkungan seimbang (perbedaan suhu menjadi nol), maka perpindahan panas secara radiasi menjadi tidak mungkin.

Perpindahan panas tubuh melalui radiasi dapat dikurangi dengan mengurangi luas permukaan radiasi - perubahan posisi tubuh. Misalnya, saat anjing atau kucing kedinginan, mereka meringkuk menjadi bola, sehingga mengurangi permukaan perpindahan panas; ketika cuaca panas, hewan sebaliknya mengambil posisi di mana permukaan perpindahan panas meningkat sebanyak mungkin. Seseorang yang “meringkuk menjadi bola” saat tidur di ruangan yang dingin bukannya tanpa metode termoregulasi fisik ini.

3. Konduksi termal (konduksi):

Konduksi termal (konduksi)- ini adalah metode perpindahan panas yang terjadi selama kontak, kontak tubuh manusia dengan tubuh fisik lainnya. Banyaknya kalor yang dilepaskan suatu benda ke lingkungan dengan cara ini sebanding dengan perbedaan suhu rata-rata benda yang bersentuhan, luas permukaan yang bersentuhan, waktu kontak termal, dan konduktivitas termal benda yang bersentuhan. tubuh.

Kehilangan panas secara konduksi terjadi bila terjadi kontak langsung dengan benda dingin. Saat ini, tubuh kita mengeluarkan panasnya. Laju kehilangan panas sangat bergantung pada konduktivitas termal benda yang bersentuhan dengan kita. Misalnya, konduktivitas termal batu 10 kali lebih tinggi dibandingkan kayu. Oleh karena itu, dengan duduk di atas batu, kita akan kehilangan panas lebih cepat. Anda mungkin pernah memperhatikan bahwa duduk di atas batu lebih dingin daripada duduk di atas kayu.

Larutan? Lindungi tubuh Anda dari benda dingin menggunakan konduktor panas yang buruk. Sederhananya, misalnya jika Anda sedang berwisata di pegunungan, maka saat istirahat, duduklah di atas permadani wisata atau seikat pakaian. Di malam hari, pastikan untuk meletakkan alas perjalanan di bawah kantong tidur Anda yang sesuai dengan kondisi cuaca. Atau, dalam kasus ekstrim, lapisan tebal rumput kering atau daun pinus. Bumi menghantarkan (dan karenanya “mengambil”) panas dengan baik dan menjadi sangat dingin di malam hari. Di musim dingin, jangan memegang benda logam dengan tangan kosong. Gunakan sarung tangan. Pada cuaca beku yang parah, benda logam dapat menyebabkan radang dingin lokal.

Udara kering dan jaringan adiposa dicirikan oleh konduktivitas termal yang rendah dan merupakan isolator panas (konduktor panas yang buruk). Pakaian mengurangi perpindahan panas. Kehilangan panas dicegah oleh lapisan udara tenang yang terletak di antara pakaian dan kulit. Semakin halus seluleritas struktur yang mengandung udara, semakin tinggi sifat isolasi termal pakaian tersebut. Hal ini menjelaskan sifat isolasi termal yang baik dari pakaian wol dan bulu, yang memungkinkan tubuh manusia mengurangi pembuangan panas melalui konduktivitas termal. Suhu udara di bawah pakaian mencapai 30°C. Dan sebaliknya, tubuh telanjang kehilangan panas karena udara di permukaannya terus berubah. Oleh karena itu, suhu kulit pada bagian tubuh yang telanjang jauh lebih rendah dibandingkan pada bagian yang berpakaian.

Udara lembab yang jenuh dengan uap air ditandai dengan konduktivitas termal yang tinggi. Oleh karena itu, tinggalnya seseorang di lingkungan dengan kelembaban tinggi dan suhu rendah disertai dengan peningkatan kehilangan panas dari tubuh. Pakaian basah juga kehilangan sifat insulasinya.

4. Konveksi:

Konveksi- ini adalah metode perpindahan panas dari tubuh, yang dilakukan dengan cara perpindahan panas dengan menggerakkan partikel udara (air). Untuk menghilangkan panas secara konveksi, diperlukan aliran udara dengan suhu lebih rendah dari suhu kulit ke seluruh permukaan tubuh. Dalam hal ini, lapisan udara yang bersentuhan dengan kulit memanas, mengurangi kepadatannya, naik dan digantikan oleh udara yang lebih dingin dan padat. Dalam kondisi suhu udara 20°C dan kelembaban relatif 40-60%, tubuh orang dewasa membuang sekitar 25-30% panas ke lingkungan melalui konduksi panas dan konveksi (konveksi dasar). Dengan meningkatnya kecepatan aliran udara (angin, ventilasi), intensitas perpindahan panas (konveksi paksa) juga meningkat secara signifikan.

Inti dari proses konveksi adalah sebagai berikut- tubuh kita memanaskan udara di dekat kulit; udara panas menjadi lebih ringan dari udara dingin dan naik, digantikan oleh udara dingin, yang memanas kembali, menjadi lebih ringan dan digantikan oleh udara dingin berikutnya. Jika udara panas tidak ditangkap oleh pakaian, maka proses ini tidak akan ada habisnya. Faktanya, bukan pakaian kita yang menghangatkan kita, tapi udara yang terperangkap di dalamnya.

Ketika angin bertiup, keadaan menjadi lebih buruk. Angin membawa sebagian besar udara yang tidak panas. Bahkan saat kita mengenakan sweter hangat, angin tidak mengeluarkan biaya apa pun untuk mengusir udara hangat dari sana. Hal yang sama terjadi ketika kita bergerak. Tubuh kita “terbanting” ke udara, dan mengalir di sekitar kita, bertindak seperti angin. Hal ini juga meningkatkan kehilangan panas.

Solusi apa? Kenakan lapisan tahan angin: jaket dan celana tahan angin. Jangan lupa untuk melindungi leher dan kepala Anda. Karena aktifnya sirkulasi darah di otak, leher dan kepala merupakan area terpanas di tubuh, sehingga kehilangan panas dari keduanya sangat besar. Selain itu, dalam cuaca dingin, Anda perlu menghindari tempat berangin baik saat berkendara maupun saat memilih tempat untuk bermalam.

Termoregulasi kimia:

Termoregulasi kimia Pembangkitan panas terjadi karena adanya perubahan tingkat metabolisme (proses oksidatif) yang disebabkan oleh getaran mikro otot (osilasi), yang menyebabkan perubahan pembentukan panas dalam tubuh.

Sumber panas dalam tubuh adalah reaksi eksotermik oksidasi protein, lemak, karbohidrat, serta hidrolisis ATP (adenosin trifosfat merupakan nukleotida yang berperan sangat penting dalam metabolisme energi dan zat dalam tubuh; pertama-tama, senyawa ini dikenal sebagai sumber energi universal untuk semua proses biokimia yang terjadi dalam sistem kehidupan). Ketika nutrisi dipecah, sebagian energi yang dilepaskan terakumulasi dalam ATP, dan sebagian lagi hilang dalam bentuk panas (panas primer - 65-70% energi). Saat menggunakan ikatan molekul ATP berenergi tinggi, sebagian energi digunakan untuk melakukan kerja yang berguna, dan sebagian lagi hilang (panas sekunder). Jadi, dua aliran panas - primer dan sekunder - adalah produksi panas.

Termoregulasi kimia penting untuk menjaga suhu tubuh yang konstan baik dalam kondisi normal maupun ketika suhu lingkungan berubah. Pada manusia, peningkatan produksi panas karena peningkatan laju metabolisme diamati, khususnya ketika suhu lingkungan menjadi lebih rendah dari suhu optimal, atau zona nyaman. Untuk orang yang mengenakan pakaian tipis biasa, zona ini berada dalam kisaran 18-20°C, dan untuk orang telanjang suhunya 28°C.

Suhu optimal saat berada di dalam air lebih tinggi dibandingkan di udara. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa air, yang memiliki kapasitas panas dan konduktivitas termal yang tinggi, mendinginkan tubuh 14 kali lebih banyak daripada udara, oleh karena itu, dalam bak mandi air dingin, metabolisme meningkat secara signifikan dibandingkan saat terpapar udara pada suhu yang sama.

Pembangkitan panas paling intens dalam tubuh terjadi di otot. Sekalipun seseorang terbaring tak bergerak, tetapi dengan otot tegang, intensitas proses oksidatif, dan pada saat yang sama pembangkitan panas, meningkat sebesar 10%. Aktivitas fisik ringan menyebabkan peningkatan produksi panas sebesar 50-80%, dan kerja otot yang berat - sebesar 400-500%.

Hati dan ginjal juga memainkan peran penting dalam termoregulasi kimia. Suhu darah vena hepatika lebih tinggi daripada suhu darah arteri hepatika, yang menunjukkan timbulnya panas yang hebat di organ ini. Saat tubuh mendingin, produksi panas di hati meningkat.

Jika perlu untuk meningkatkan produksi panas, selain kemungkinan menerima panas dari luar, tubuh menggunakan mekanisme yang meningkatkan produksi energi panas. Mekanisme tersebut antara lain kontraktil Dan termogenesis non-kontraktil.

1. Termogenesis kontraktil.

Jenis termoregulasi ini bekerja jika kita kedinginan dan perlu menaikkan suhu tubuh. Metode ini terdiri dari kontraksi otot. Ketika otot berkontraksi, hidrolisis ATP meningkat, sehingga aliran panas sekunder yang digunakan untuk menghangatkan tubuh meningkat.

Aktivitas sukarela dari sistem otot terutama terjadi di bawah pengaruh korteks serebral. Dalam hal ini, peningkatan produksi panas dimungkinkan sebesar 3-5 kali lipat dibandingkan dengan nilai metabolisme basal.

Biasanya, ketika suhu lingkungan dan suhu darah menurun, reaksi pertama adalah peningkatan nada termoregulasi(rambut di tubuh “berdiri”, “merinding” muncul). Dari sudut pandang mekanisme kontraksi, nada ini merupakan getaran mikro dan memungkinkan Anda meningkatkan produksi panas sebesar 25-40% dari tingkat awal. Biasanya otot-otot leher, kepala, batang tubuh dan anggota badan berperan dalam menciptakan nada.

Dengan hipotermia yang lebih signifikan, nada termoregulasi berubah menjadi jenis kontraksi otot khusus - tremor otot dingin, di mana otot-otot tidak melakukan pekerjaan yang berguna dan kontraksinya ditujukan semata-mata untuk menghasilkan panas. Menggigil dingin adalah aktivitas ritmis yang tidak disengaja dari otot-otot yang terletak di permukaan, sebagai akibatnya proses metabolisme tubuh meningkat secara signifikan, konsumsi energi. oksigen dan karbohidrat oleh jaringan otot meningkat, yang menyebabkan peningkatan produksi panas. Gemetar sering kali dimulai pada otot leher dan wajah. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa, pertama-tama, suhu darah yang mengalir ke otak harus meningkat. Dipercaya bahwa produksi panas selama menggigil kedinginan adalah 2-3 kali lebih tinggi dibandingkan selama aktivitas otot sukarela.

Mekanisme yang dijelaskan bekerja pada tingkat refleks, tanpa partisipasi kesadaran kita. Namun Anda juga bisa menaikkan suhu tubuh dengan aktivitas motorik sadar. Saat melakukan aktivitas fisik dengan intensitas yang bervariasi, produksi panas meningkat 5-15 kali lipat dibandingkan tingkat istirahat. Selama 15-30 menit pertama pengoperasian yang berkepanjangan, suhu inti naik cukup cepat ke tingkat yang relatif stasioner, dan kemudian tetap pada tingkat ini atau terus meningkat secara perlahan.

2. Termogenesis non-kontraktil:

Jenis termoregulasi ini dapat menyebabkan peningkatan dan penurunan suhu tubuh. Hal ini dilakukan dengan mempercepat atau memperlambat proses metabolisme katabolik (oksidasi asam lemak). Dan hal ini pada gilirannya akan menyebabkan penurunan atau peningkatan produksi panas. Akibat termogenesis jenis ini, tingkat produksi panas pada seseorang dapat meningkat 3 kali lipat dibandingkan tingkat metabolisme basal.

Pengaturan proses termogenesis non-kontraktil dilakukan dengan mengaktifkan sistem saraf simpatis, produksi hormon tiroid dan medula adrenal.

E. Pengendalian termoregulasi.

Hipotalamus.

Sistem termoregulasi terdiri dari sejumlah elemen dengan fungsi yang saling terkait. Informasi tentang suhu berasal dari termoreseptor dan dikirim ke otak melalui sistem saraf.

Memainkan peran utama dalam termoregulasi hipotalamus. Ini berisi pusat utama termoregulasi, yang mengoordinasikan banyak proses kompleks yang memastikan pemeliharaan suhu tubuh pada tingkat yang konstan.

Hipotalamus- ini adalah area kecil di diencephalon, yang mencakup sejumlah besar kelompok sel (lebih dari 30 inti) yang mengatur aktivitas neuroendokrin otak dan homeostasis (kemampuan untuk menjaga keteguhan keadaan internal) tubuh. Hipotalamus dihubungkan melalui jalur saraf ke hampir seluruh bagian sistem saraf pusat, termasuk korteks, hipokampus, amigdala, otak kecil, batang otak, dan sumsum tulang belakang. Bersama dengan kelenjar pituitari, hipotalamus membentuk sistem hipotalamus-hipofisis, di mana hipotalamus mengontrol pelepasan hormon hipofisis dan merupakan penghubung utama antara sistem saraf dan endokrin. Ini mengeluarkan hormon dan neuropeptida, dan mengatur fungsi seperti rasa lapar dan haus, termoregulasi tubuh, perilaku seksual, tidur dan terjaga (ritme sirkadian). Studi terbaru menunjukkan bahwa hipotalamus juga memainkan peran penting dalam pengaturan fungsi yang lebih tinggi, seperti memori dan keadaan emosi, dan dengan demikian berpartisipasi dalam pembentukan berbagai aspek perilaku.

Penghancuran pusat hipotalamus atau gangguan koneksi saraf menyebabkan hilangnya kemampuan mengatur suhu tubuh.

Hipotalamus anterior mengandung neuron yang mengontrol proses perpindahan panas.(mereka menyediakan termoregulasi fisik - vasokonstriksi, berkeringat). Ketika neuron hipotalamus anterior dihancurkan, tubuh tidak mentolerir suhu tinggi, tetapi aktivitas fisiologis dalam kondisi dingin tetap ada.

Neuron hipotalamus posterior mengontrol proses pembangkitan panas(mereka menyediakan termoregulasi kimia - peningkatan produksi panas, tremor otot). Jika rusak, kemampuan untuk meningkatkan pertukaran energi terganggu, sehingga tubuh tidak tahan dingin dengan baik.

Sel saraf termosensitif di daerah preoptik hipotalamus secara langsung “mengukur” suhu darah arteri yang mengalir melalui otak dan sangat sensitif terhadap perubahan suhu (mampu membedakan perbedaan suhu darah 0,011°C). Rasio neuron yang peka terhadap dingin dan panas di hipotalamus adalah 1:6, sehingga termoreseptor sentral lebih disukai diaktifkan ketika suhu “inti” tubuh manusia meningkat.

Berdasarkan analisis dan integrasi informasi tentang suhu darah dan jaringan perifer, nilai rata-rata (terintegrasi) suhu tubuh di daerah preoptik hipotalamus terus ditentukan. Data ini ditransmisikan melalui neuron interkalar ke sekelompok neuron di hipotalamus anterior, yang mengatur tingkat suhu tubuh tertentu di dalam tubuh - “titik setel” termoregulasi. Berdasarkan analisis dan perbandingan suhu rata-rata tubuh dan suhu set point yang akan diatur, mekanisme “set point” melalui neuron efektor hipotalamus posterior mempengaruhi proses perpindahan panas atau produksi panas untuk menghasilkan suhu aktual dan atur suhu ke dalam korespondensi.

Dengan demikian, karena fungsi pusat termoregulasi, tercipta keseimbangan antara produksi panas dan perpindahan panas, yang memungkinkan menjaga suhu tubuh dalam batas optimal untuk fungsi vital tubuh.

Sistem endokrin.

Hipotalamus mengontrol proses produksi panas dan perpindahan panas, mengirimkan impuls saraf ke kelenjar endokrin, terutama tiroid, dan kelenjar adrenal.

Partisipasi kelenjar tiroid dalam termoregulasi disebabkan oleh fakta bahwa pengaruh suhu rendah menyebabkan peningkatan pelepasan hormonnya (tiroksin, triiodothyronine), yang mempercepat metabolisme dan, akibatnya, pembentukan panas.

Peran kelenjar adrenal dikaitkan dengan pelepasan katekolamin ke dalam darah (adrenalin, norepinefrin, dopamin), yang, dengan meningkatkan atau menurunkan proses oksidatif di jaringan (misalnya otot), meningkatkan atau menurunkan produksi panas dan mempersempit atau memperbesar pembuluh darah, mengubah tingkat perpindahan panas.

Sesuai dengan hukum termodinamika, proses metabolisme dan energi berhubungan dengan produksi panas. Pada beberapa hewan (dan manusia), suhu tubuh tetap pada tingkat konstan, yang secara signifikan melebihi suhu lingkungan karena produksi panas intensif yang dikendalikan oleh mekanisme pengaturan khusus. Ini - homeotermik (berdarah panas)) organisme. Kelompok hewan lain (ikan, amfibi) dicirikan oleh intensitas produksi panas yang jauh lebih rendah; suhu tubuh mereka hanya sedikit melebihi suhu lingkungan dan mengalami fluktuasi yang sama ( poikilotermik, hewan berdarah dingin).

Produksi panas dan suhu tubuh. Semua reaksi kimia dalam tubuh bergantung pada suhu. Pada poikiloterm, intensitas proses energi meningkat sebanding dengan suhu luar sesuai dengan aturan Van Hoff. Pada hewan homeotermik, aturan ini ditutupi oleh efek lain (termogenesis regulasi) dan hanya muncul ketika termoregulasi diblokir (anestesi, kerusakan sistem saraf). Bahkan setelah blokade komponen pengatur, perbedaan kuantitatif yang signifikan tetap ada antara proses metabolisme pada hewan berdarah dingin dan hewan berdarah panas: pada suhu tubuh yang sama, intensitas pertukaran energi per unit massa tubuh pada hewan berdarah panas adalah 3 kali lebih besar. . Anestesi, bersamaan dengan penurunan suhu tubuh, dapat menyebabkan penurunan nyata dalam tingkat konsumsi oksigen dan penundaan proses penghancuran jaringan - ini digunakan dalam pembedahan.

Produksi panas dan ukuran tubuh. Suhu tubuh sebagian besar hewan berdarah panas berada pada kisaran 36-39°C, meskipun terdapat perbedaan berat dan ukuran yang signifikan. Sebaliknya, laju metabolisme (M) merupakan fungsi daya dari berat badan (m): M = km 0,75. Koefisien k kira-kira sama untuk tikus dan gajah. Hukum ketergantungan metabolisme pada berat badan mencerminkan kecenderungan untuk membangun korespondensi antara produksi panas dan intensitas perpindahan panas ke lingkungan. Semakin besar perbandingan antara permukaan dan volume suatu benda, semakin besar pula kehilangan panas per satuan massa, dan rasio ini menurun seiring dengan bertambahnya ukuran benda. Selain itu, pada hewan kecil lapisan isolasi tubuhnya lebih tipis. Jika Anda mengurutkan beberapa hewan berdasarkan penurunan intensitas proses metabolisme, Anda mendapatkan yang berikut: tikus, kelinci, anjing, manusia, gajah.

Termogenesis termoregulasi. Bila panas tambahan diperlukan untuk menjaga suhu tubuh, panas tersebut dapat dihasilkan dengan cara berikut:

1. Aktivitas sukarela dari sistem otot.

2. Aktivitas tonik atau ritme (tremor) yang tidak disengaja. Kedua jalur ini disebut termogenesis kontraktil.

3. Percepatan proses metabolisme tidak berhubungan dengan kontraksi otot (bukan kontraksi)

termogenesis tubuh).

Pada orang dewasa, menggigil adalah manifestasi mekanisme termogenesis yang paling signifikan dan tidak disengaja. Pada bayi baru lahir, bukan termogenesis kontraktil (pembakaran lemak coklat dalam “kuali metabolik”) yang lebih penting. Akumulasi lemak coklat dengan jumlah mitokondria yang banyak terletak di antara tulang belikat, di ketiak. Saat tubuh mendingin, suhunya meningkat dan aliran darah meningkat. Dengan meningkatkan termogenesis, suhu tubuh dipertahankan pada tingkat yang konstan.

Faktor lingkungan dan kenyamanan termal. Pengaruh suhu lingkungan terhadap tubuh setidaknya bergantung pada empat faktor fisik: suhu udara, kelembaban, suhu radiasi, dan kecepatan udara (angin). Faktor-faktor ini menentukan apakah seseorang merasakan “kenyamanan termal” atau merasa panas atau dingin. Kondisi nyamannya adalah tubuh tidak memerlukan berfungsinya mekanisme termoregulasi: tidak memerlukan gemetar atau berkeringat, dan aliran darah di area perifer tetap pada kecepatan rata-rata. Inilah yang disebut zona termonetral.

Keempat faktor ini sampai batas tertentu dapat dipertukarkan.

Nilai suhu kenyamanan bagi orang yang duduk berpakaian ringan (kemeja, celana pendek, celana panjang katun) adalah 25-26 o C dengan kelembaban 50% dan suhu udara dan dinding sama. Untuk orang telanjang = 28 o C. Dalam kondisi kenyamanan termal, suhu rata-rata kulit = 34 o C. Saat pekerjaan fisik dilakukan, suhu kenyamanan turun. Untuk pekerjaan kantor ringan suhunya 22 o C.

Ketidaknyamanan meningkat seiring dengan rata-rata suhu dan kelembapan kulit (bagian permukaan tubuh yang dipenuhi keringat).

Disipasi panas.

1. Aliran panas internal. Kurang dari separuh panas yang dihasilkan di dalam tubuh menyebar ke permukaan melalui konduksi melalui jaringan. Sebagian besar masuk secara konveksi ke dalam aliran darah. Darah mempunyai kapasitas panas yang tinggi. Aliran darah pada ekstremitas diatur berdasarkan prinsip mekanisme putar-berlawanan, yang memfasilitasi pertukaran panas antar pembuluh darah.

2. Aliran panas eksternal. Panas dipindahkan keluar melalui konduksi, konveksi, radiasi dan evaporasi. Perpindahan panas secara konduksi terjadi ketika suatu benda bersentuhan dengan substrat padat. Ketika tubuh bersentuhan dengan udara - konveksi, radiasi atau penguapan. Jika kulit lebih hangat dari udara, lapisan di dekatnya memanas dan bergerak ke atas, digantikan oleh udara yang lebih dingin. Konveksi paksa (meniup) secara signifikan meningkatkan intensitas perpindahan panas. Radiasi tersebut terjadi dalam bentuk radiasi infra merah gelombang panjang. Sekitar 20% perpindahan panas tubuh manusia pada kondisi suhu netral terjadi karena penguapan air dari kulit dan selaput lendir saluran pernapasan.

Pengaruh pakaian - dari sudut pandang fisiologis, merupakan bentuk ketahanan termal atau isolasi. Efektivitas pakaian ditentukan oleh volume udara terkecil dalam struktur kain atau tumpukan, di mana arus eksternal tidak dapat menembusnya. Dalam hal ini, panas hanya berpindah secara konduksi, dan udara merupakan penghantar panas yang buruk.

Suhu tubuh dan keseimbangan panas. Jika perlu untuk mempertahankan suhu tubuh yang konstan, keseimbangan yang stabil harus dicapai antara produksi panas dan perpindahan panas. Ketika suhu lingkungan menurun, suhu tubuh yang konstan hanya dapat dipertahankan jika mekanisme pengaturan memastikan peningkatan termogenesis sebanding dengan kehilangan panas. Produksi panas tertinggi yang dihasilkan oleh mekanisme ini pada manusia berhubungan dengan tingkat metabolisme basal 3–5. Indikator ini mencirikan batas bawah kisaran termoregulasi (0-5 o C di lingkungan luar untuk orang dewasa, 23 o C untuk bayi baru lahir). Jika batas ini terlampaui, hipotermia dan kematian akibat kedinginan akan terjadi.

Ketika suhu lingkungan meningkat, keseimbangan suhu dipertahankan karena penurunan pertukaran karena mekanisme perpindahan panas tambahan. Batas atas kisaran termoregulasi ditentukan oleh mekanisme sekresi keringat yang intens, yang meningkat sebesar 60% pada kelembaban kulit 100% dan dapat mencapai 4 l/jam.

Dengan meningkatnya suhu lingkungan, pembuluh kulit melebar, jumlah total darah yang bersirkulasi meningkat karena keluarnya dari depot, akibat masuknya air dari jaringan. Ini mendorong peningkatan perpindahan panas. Namun yang utama tetaplah penguapan. Rata-rata pembangkitan panas per hari selama aktivitas berat adalah sekitar 2500-2800 kkal. Untuk menjaga suhu tubuh pada tingkat yang konstan dalam kondisi seperti ini, perlu dilakukan penguapan 4,5 liter air. Untuk kerja otot yang berat - hingga 12 liter. dalam sehari. Penguapan air bergantung pada kelembapan relatif udara di dalam ruangan dan tidak mungkin dilakukan pada kelembapan 100%. Oleh karena itu, kelembaban tinggi pada suhu tinggi tidak dapat ditoleransi dengan baik. Dalam hal ini, keringat tidak menguap, melainkan mengalir keluar dari kulit. Jenis keringat ini tidak mendorong perpindahan panas. Pakaian yang tahan terhadap udara (kulit, karet) juga tidak dapat ditoleransi dengan baik karena mencegah penguapan. Di udara yang benar-benar kering, seseorang tidak kepanasan dalam 2-3 jam pada T 55 o C.

Suhu tubuh manusia. Panas yang dihasilkan dalam tubuh dipindahkan ke ruang sekitarnya melalui permukaan tubuh. Oleh karena itu, T tentang permukaan lebih kecil dari T tentang inti tubuh, dan T tentang bagian distal anggota badan lebih kecil dari bagian proksimal. Dalam hal ini, distribusi spasial suhu tubuh memiliki bentuk tiga dimensi yang kompleks. Misalnya, ketika orang dewasa berpakaian tipis berada di ruangan dengan suhu udara 20 o C, di otot dalam pahanya suhunya 35 o C, di otot betis - 33 o C, di kaki - 27 o C, di rektum -37 o C.

Fluktuasi suhu tubuh dengan perubahan suhu eksternal lebih terasa di dekat permukaan tubuh dan di bagian ujung anggota badan. Ada “inti homeotermik” dan “cangkang poikilotermik”.

Suhu inti tubuh sendiri tidak konstan, baik secara spasial maupun temporal. Perbedaannya 0,2-1,2 o C. Bahkan di otak, suhu pusat dan korteks berbeda 1 o C. Sebagai aturan, T o tertinggi diamati di rektum (dan bukan di hati, seperti yang diyakini sebelumnya!). Dalam hal ini, tidak mungkin menyatakan T tentang benda dalam satu bilangan. Untuk praktiknya, cukup mencari area tertentu di mana T o dapat dianggap mewakili seluruh lapisan internal. Pengukuran klinis memerlukan area yang mudah diakses dengan sedikit variasi suhu spasial. Dalam hal ini, lebih baik menggunakan suhu rektal. Dalam hal ini, termometer rektal khusus dimasukkan pada 10-15 cm, biasanya suhunya 37 o C.

Suhu mulut (sublingual) juga digunakan secara klinis. Biasanya 0,2-0,5 o kurang dari rektal.

Suhu aksila (paling sering digunakan di Rusia) adalah 36,5-36,6 o. Dapat berfungsi sebagai indikator suhu inti tubuh karena ketika lengan ditekan erat ke dada, gradien suhu bergeser sehingga batas inti tubuh mencapai ketiak. Namun, Anda harus menunggu cukup lama (10 menit) hingga cukup banyak panas yang terkumpul di area tersebut. Jika jaringan superfisial awalnya dingin dalam kondisi suhu lingkungan rendah dan terjadi vasokonstriksi di dalamnya, maka sekitar setengah jam harus berlalu agar keseimbangan yang sesuai dapat tercapai di jaringan ini.

Fluktuasi periodik suhu inti. Pada siang hari, suhu minimum seseorang diamati pada dini hari, dan maksimum pada sore hari. Amplitudo osilasinya adalah 1 o C. Ritme harian (sirkadian) didasarkan pada mekanisme energi (jam biologis), yang biasanya sinkron dengan perputaran bumi. Dalam kondisi perjalanan yang terkait dengan melintasi meridian bumi, diperlukan waktu 1-2 minggu agar suhu sesuai dengan kondisi waktu setempat yang baru. Ritme sirkadian ditumpangkan pada ritme lain (menstruasi pada wanita, dll.).

Suhu saat melakukan aktivitas fisik dapat meningkat 2°C atau lebih, tergantung intensitas aktivitas. Pada saat yang sama, suhu rata-rata kulit menurun, karena keringat dikeluarkan akibat kerja otot, yang mendinginkan kulit. Suhu rektal saat bekerja bisa mencapai 41 o (bagi pelari maraton).

Pembuluh darah kulit dapat merespon langsung terhadap perubahan T - yang disebut. ekspansi dingin, yang disebabkan oleh termosensitivitas lokal otot pembuluh darah. Pelebaran pembuluh darah dingin biasanya diamati dalam bentuk reaksi berikut. Ketika seseorang terkena suhu dingin yang ekstrim, pertama-tama ia mengalami vasokonstriksi maksimum, yang memanifestasikan dirinya dalam pucat dan rasa dingin di area yang terkena. Namun selang beberapa waktu, darah tiba-tiba mengalir deras ke pembuluh darah di bagian tubuh yang didinginkan, yang disertai dengan kemerahan dan pemanasan pada kulit. Jika paparan terhadap suhu dingin terus berlanjut, kejadian tersebut akan berulang secara berkala.

Vasodilatasi dingin dianggap sebagai mekanisme perlindungan untuk mencegah radang dingin, terutama pada individu yang beradaptasi dengan dingin. Namun, mekanisme ini dapat memicu kematian akibat hipotermia umum pada mereka yang terpaksa berenang di air dingin dalam waktu lama.

Ketika air berperan sebagai lingkungan, karena air memiliki konduktivitas termal dan kapasitas panas yang lebih besar daripada udara, lebih banyak panas yang dikeluarkan dari tubuh melalui konveksi. Jika air bergerak, maka panas dihilangkan dengan sangat cepat sehingga pada suhu sekitar +10 o C, bahkan pekerjaan fisik yang kuat tidak memungkinkan keseimbangan termal dipertahankan, dan terjadi hipotermia. Jika tubuh dalam keadaan istirahat total, maka untuk mencapai kenyamanan suhu, suhu air sebaiknya 35-36 o. Batas bawah zona termonetral bergantung pada ketebalan jaringan adiposa.

Mekanisme termoregulasi. Reaksi termoregulasi merupakan refleks yang dilakukan oleh sistem saraf pusat. Mereka muncul sebagai respons terhadap rangsangan termoreseptor di perifer dan di sistem saraf pusat itu sendiri. Ada dua jenis termoreseptor - beberapa merasakan panas (reseptor panas), yang lain merasakan dingin (reseptor dingin). Keduanya bereaksi dengan munculnya kilatan impuls sebagai respons terhadap rangsangan yang memadai (perubahan suhu lingkungan yang sesuai), dan yang penting adalah laju perubahan suhu dan besarnya rangsangan (perbedaan antara suhu awal dan baru). suhu di jaringan).

Reseptor suhu di sistem saraf pusat terletak di zona preoptik bagian anterior hipotalamus, di formasi retikuler otak tengah dan di sumsum tulang belakang. Kehadiran reseptor tersebut dibuktikan dengan munculnya tremor pada anjing saat anggota tubuh yang mengalami denervasi mendingin. Pendinginan lokal di berbagai bagian otak menyebabkan ledakan impuls.

Pusat termoregulasi terletak di hipotalamus. Kehancurannya membuat hewan tersebut poikilotermik. Pengangkatan bagian otak lainnya tidak berpengaruh signifikan terhadap proses pembangkitan panas dan perpindahan panas. Ada inti untuk perpindahan panas dan produksi panas. Telah terbukti bahwa proses termoregulasi fisik diatur terutama oleh hipotalamus anterior, dan termoregulasi kimia oleh inti ekor. Kedua pusat tersebut berada dalam hubungan timbal balik yang kompleks.

Mekanisme eksekutif dari sistem fungsional untuk mempertahankan suhu tubuh yang konstan (FST) adalah semua organ yang mampu menyediakan dua proses produksi panas dan perpindahan panas yang biasanya seimbang, serta perilaku adaptif khusus.

Sistem endokrin juga terlibat dalam pengaturan suhu. Dengan demikian, tiroksin meningkatkan intensitas metabolisme, meningkatkan produksi panas. Adrenalin menyempitkan pembuluh darah, menjaga suhu inti tubuh.

Ontogenesis termoregulasi. Pada hewan yang belum dewasa, bayi baru lahir tidak mampu melakukan termoregulasi dan sebenarnya bersifat poikilothermic (akan menghubungkan, hamster, dll.). Pada hewan lain dan manusia, semua reaksi regulasi (peningkatan termogenesis, aktivitas vasomotor, keringat, perilaku) dapat terjadi segera setelah lahir pada tingkat tertentu. Hal ini berlaku bahkan untuk bayi prematur dengan berat sekitar 1000 g. Dipercaya secara luas bahwa bayi baru lahir memiliki hipotalamus yang belum matang, yang bertanggung jawab untuk termoregulasi. Namun, bayi baru lahir memenuhi kebutuhannya melalui termogenesis non-kontraktil. Produksi panas anak meningkat 200% tanpa menggigil.

Ukuran bayi baru lahir yang kecil merupakan kerugian dalam hal termoregulasi. Rasio antara permukaan dan volume tubuh adalah 3 kali lipat dari orang dewasa, dan lapisan lemaknya kecil. Oleh karena itu, per satuan massa panas, anak menghasilkan panas 4-5 kali lebih banyak. Batas atas zona termonetral bayi baru lahir adalah 32-34 o, batas bawah 23 o C. Dalam rentang terbatas tersebut, bayi baru lahir mampu mempertahankan suhu konstan.

Adaptasi termal. Ciri terpenting yang terjadi selama adaptasi termal adalah perubahan intensitas sekresi keringat, yang dapat meningkat 3 kali lipat dan mencapai 4 l/jam dalam waktu singkat. Selama adaptasi terhadap suhu tinggi, kandungan elektrolit dalam keringat menurun secara signifikan untuk menghindari hilangnya garam.

Salah satu perubahan adaptif utama adalah peningkatan rasa haus pada tingkat kehilangan air tertentu seiring berkembangnya adaptasi termal. Hal ini diperlukan untuk menjaga keseimbangan air.

Selain itu, suhu ambang batas untuk respons vasomotor dan keringat bervariasi dalam arah yang berbeda tergantung pada apakah paparan panas bersifat akut, kronis, sedang, atau berat. Jadi, 4-6 hari setelah stres panas selama 2 jam setiap hari dengan produksi keringat maksimal (sauna), reaksi sekresi keringat dan vasodilatasi terjadi pada suhu internal 0,5 o lebih rendah dari sebelumnya. Signifikansi biologis dari pergeseran ambang batas adalah, karena adaptasi, suhu tubuh pada beban panas tertentu menurun, sehingga tubuh terlindungi dari peningkatan kritis dalam detak jantung dan aliran darah - reaksi yang dapat menyebabkan sinkop panas.

Sebaliknya, pada orang yang tinggal dalam jangka panjang di daerah tropis (pergeseran panas ringan kronis), suhu inti saat istirahat lebih tinggi, dan reaksi berkeringat dan vasodilatasi dimulai pada suhu tubuh 0,5°C lebih tinggi dibandingkan di iklim sedang. Jenis adaptasi termal ini disebut daya tahan adaptif.

Hipertermia. Hipertermia terjadi ketika suhu di ketiak meningkat hingga lebih dari 37 o C. Suhu tubuh maksimum untuk bertahan hidup adalah + 42 o C (sementara 43 o). Pada saat yang sama, semua proses termoregulasi berlangsung sangat intens. Dalam kondisi tekanan panas yang berkepanjangan pada suhu di atas 40-41 o, terjadi kerusakan otak yang parah - “panas atau sengatan matahari”. Sinkop panas dengan panas berlebih yang relatif ringan pada orang dengan gangguan fungsi kardiovaskular lebih bergantung pada kegagalan sirkulasi daripada mekanisme termoregulasi.

Demam. Demam terjadi sebagai akibat peningkatan produksi panas melalui menggigil dan vasokonstriksi maksimum di bagian perifer tubuh, yaitu. tubuh berperilaku seolah-olah berada pada suhu lingkungan yang rendah. Selama masa pemulihan, proses sebaliknya terjadi - dengan bantuan keringat dan vasodilatasi, suhu tubuh turun dengan cara yang sama seperti ketika seseorang demam. Dalam hal ini, seseorang dapat merespons dengan benar perubahan suhu eksternal yang sebenarnya. Mekanisme munculnya reaksi demam berhubungan dengan pelepasan pirogen leukosit dan bakteri ke alat termoregulasi pusat.

Adaptasi dingin. Bulu, lapisan lemak, lemak coklat adalah semua jenis mekanisme adaptasi dingin pada hewan yang berbeda. Mekanisme ini bukan merupakan karakteristik orang dewasa, sehingga Anda sering mendengar pendapat bahwa orang dewasa tidak mampu melakukan adaptasi fisiologis terhadap dingin; mereka hanya boleh mengandalkan adaptasi perilaku (pakaian dan rumah yang hangat). Dikatakan bahwa manusia adalah “makhluk tropis” yang dapat bertahan hidup di Kutub Utara hanya karena peradabannya.

Namun, telah terbukti bahwa jika terkena suhu dingin dalam waktu lama, orang akan mengembangkan toleransi (daya tahan) terhadap suhu dingin. Ambang batas terjadinya tremor dan perubahan reaksi termoregulasi metabolik bergeser ke arah suhu yang lebih rendah. Dalam kasus ini, hipotermia sedang pun dapat terjadi. Toleransi serupa diamati di antara penduduk asli Australia, yang dapat menghabiskan sepanjang malam hampir telanjang tanpa menggigil pada suhu sekitar 0 o C, serta di antara penyelam Jepang, yang menghabiskan beberapa jam di air bersuhu sekitar 10 o C. hal yang sama juga berlaku pada walrus kita."

Telah ditunjukkan bahwa ambang menggigil dapat bergeser ke suhu yang lebih rendah hanya dalam beberapa hari ketika subjek mengalami stres dingin berulang kali. Dengan paparan yang terlalu lama (Eskimo, penduduk Patagonia), intensitas metabolisme basal meningkat 25-50% - ini adalah adaptasi metabolisme.

Adaptasi lokal. Jika tangan orang yang berpakaian hangat didinginkan secara teratur, maka rasa sakit di tangan berkurang. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa perluasan pembuluh darah dingin terjadi pada suhu ruangan yang lebih tinggi.

Hipotermia. Hipotermia terjadi ketika suhu ketiak turun di bawah 35°. Hal ini terjadi lebih cepat bila direndam dalam air dingin. Dalam hal ini, keadaan yang mirip dengan anestesi diamati - hilangnya sensitivitas, melemahnya reaksi refleks, penurunan rangsangan sistem saraf pusat, laju metabolisme, perlambatan pernapasan dan detak jantung, dan penurunan tekanan darah. Hal ini menjadi dasar penggunaan hipotermia buatan, yang mengurangi kebutuhan otak akan oksigen, sehingga pendarahan yang lebih lama selama operasi jantung dan pembuluh darah besar dapat ditoleransi. Sekarang diketahui kasus matinya jantung selama hipotermia selama 40-60 menit (Vereshchagin). Hipotermia dihentikan dengan menghangatkan tubuh secara cepat. Hipotermia buatan dilakukan ketika mekanisme termoregulasi dimatikan.

Di usia tua, hipotermia berkembang karena pengaturan reaksi suhu yang berlebihan - biasanya suhu tubuh mencapai 35 o (fenomena kebalikan dari demam).

Penurunan suhu tubuh hingga 26-28 o menyebabkan kematian akibat fibrilasi jantung.

kehidupan manusia:

Harga pertanyaan (poin): 1

Jawaban yang memungkinkan:

PERTANYAAN N 7. Perkembangan serangan panas mungkin terjadi pada suhu tubuh berikut:

Jenis pertanyaan: 1. Memilih satu-satunya jawaban yang benar

Harga pertanyaan (poin): 1

Jawaban yang memungkinkan:

PERTANYAAN No. 8. Selama tahap dekompensasi hipotermia, tubuh berkembang:

Jenis pertanyaan: 1. Memilih satu-satunya jawaban yang benar

Harga pertanyaan (poin): 1

Jawaban yang memungkinkan:

1. Bradikardia dan bradipnea

2. Penekanan aktivitas korteks serebral

3. Penurunan progresif laju metabolisme basal

4. Semua jawaban benar

Jawaban yang benar: 4 Kemungkinan jawaban: 4

PERTANYAAN N 9. Ketika suhu lingkungan meningkat, reaksi kompensasi

organisme semuanya KECUALI:

Jenis pertanyaan: 1. Memilih satu-satunya jawaban yang benar

Harga pertanyaan (poin): 1

Jawaban yang memungkinkan:

1. Bradikardia dan bradipnea

2. Hiperpnea

3. Dilatasi pembuluh darah perifer

4. Takikardia dan takipnea

Jawaban yang benar: 1 Kemungkinan jawaban: 4

PERTANYAAN N 10. Ciri khas luka bakar termal derajat dua adalah:

Jenis pertanyaan: 1. Memilih satu-satunya jawaban yang benar

Harga pertanyaan (poin): 1

Jawaban yang memungkinkan:

1. Eritema

2. Pembentukan gelembung

3. Nekrosis seluruh lapisan kulit

4. Semua jawaban benar

Jawaban yang benar: 2 Kemungkinan jawaban: 4

PERTANYAAN N 11. Tahapan kompensasi hipertermia ditandai oleh segala hal KECUALI:

Jenis pertanyaan: 1. Memilih satu-satunya jawaban yang benar

Harga pertanyaan (poin): 1

Jawaban yang memungkinkan:

1. Meningkatkan tingkat pertukaran gas

2. Peningkatan volume sirkulasi darah

3. Berkurangnya tingkat pertukaran gas

4. Peningkatan keringat

Jawaban yang benar: 3 Kemungkinan jawaban: 4

PERTANYAAN N 12. Tahap dekompensasi hipotermia ditandai dengan:

Jenis pertanyaan: 1. Memilih satu-satunya jawaban yang benar

Harga pertanyaan (poin): 1

Jawaban yang memungkinkan:

1. Penyempitan lumen pembuluh darah perifer

2. Disfungsi dan ketidaksesuaian berbagai struktur sistem saraf pusat

3. Penurunan progresif tingkat metabolisme basal

4. Semua hal di atas

Jawaban yang benar: 4 Kemungkinan jawaban: 4

PERTANYAAN N 13. Hipertermia pada tubuh berkembang sebagai akibat dari segala sesuatu KECUALI:

Jenis pertanyaan: 1. Memilih satu-satunya jawaban yang benar

Harga pertanyaan (poin): 1

Jawaban yang memungkinkan:

1. Aktivasi proses perpindahan panas dengan produksi panas normal atau berkurang

2. Penghambatan proses perpindahan panas selama produksi panas normal

3. Terhambatannya proses perpindahan panas dengan meningkatnya produksi panas

4. Disosiasi proses oksidasi dan fosforilasi

Suhu tubuh normal. Inti homeotermik. Cangkang poikilotermik. Suhu kenyamanan. Suhu tubuh manusia.

Kemampuan hewan berdarah panas dan manusia menjaga suhu tubuh pada tingkat yang relatif konstan dalam perubahan kondisi lingkungan eksternal dan internal dipastikan karena aktivitas berkelanjutan dari sistem termoregulasi fisiologis. Sistem ini meliputi: 1) reseptor suhu yang merespon perubahan suhu lingkungan eksternal dan internal; 2) pusat termoregulasi yang terletak di hipotalamus; 3) tautan efektor (eksekutif) termoregulasi. Fungsi utama sistem termoregulasi adalah menjaga suhu tubuh tetap optimal atau normal untuk metabolisme. Hasil adaptif dari kerja sistem ini, yang berguna bagi tubuh, adalah nilai suhu darah tertentu, yang menjamin jalannya proses metabolisme normal dalam tubuh, di satu sisi, dan ditentukan oleh intensitasnya. proses, di sisi lain. Memiliki kapasitas panas yang tinggi, darah memindahkan panas dari jaringan dengan tingkat produksi panas yang tinggi ke jaringan dengan tingkat produksi panas yang lebih rendah dan, dengan demikian, membantu menyamakan tingkat suhu di berbagai bagian tubuh.

Suhu jaringan tubuh bagian dalam karena perpindahan panas melalui darah, ia didistribusikan lebih merata dan suhunya sekitar 36,7-37,0 "C. Fluktuasi hariannya dalam kondisi tubuh relatif istirahat berada dalam 1 ° C, oleh karena itu mereka berbicara tentang "inti" homeotermik manusia tubuh Konsep ini mencakup jaringan tubuh manusia yang terletak pada kedalaman 1 cm dari permukaan kulit dan lebih dalam. Di jaringan hati, otak, ginjal, suhunya sedikit lebih tinggi karena aktivitas metabolismenya dibandingkan di dalam jaringan organ dalam lainnya. Suhu permukaan tubuh dan bagian distal ekstremitas lebih rendah dibandingkan jaringan dalam dan bagian proksimal ekstremitas jaringan dan efek pendinginan atau pemanasan dari suhu lingkungan luar, oleh karena itu mereka berbicara tentang "cangkang" poikilotermik tubuh manusia. Suhu yang relatif konstan dipertahankan dalam massa yang lebih besar di jaringan dalam manusia jika tubuh berada di dalam lingkungan dengan suhu 25-26°C. Nilai suhu untuk orang berpakaian tipis ini disebut zona termonetral, atau suhu nyaman, karena dalam kisaran suhu ini suhu tubuh dijaga konstan tanpa tambahan partisipasi mekanisme termoregulasi. Dengan efek pendinginan dari lingkungan luar, suhu jaringan dalam menurun, dan ketika tubuh memanas, suhunya meningkat (Gbr. 13.1).

Suhu tubuh manusia perubahan pada siang hari (Gbr. 13.2), yang merupakan manifestasinya ritme sirkadian harian. Fluktuasi harian suhu tubuh terjadi di bawah pengaruh ritme endogen (“jam biologis”), yang disinkronkan dengan sinyal eksternal, misalnya dengan rotasi bumi. Selain itu, suhu tubuh seseorang bergantung pada keadaan fisiologisnya (tidur atau terjaga, istirahat atau stres fisik dan psiko-emosional, dll). Suhu tubuh maksimal mencapai seseorang pada pukul 18-20 dan menurun hingga minimum pada dini hari, pada pukul 4-6 pagi. Amplitudo fluktuasi harian ini tidak melebihi 1 °C.

Nilai rata-rata suhu inti tubuh mencerminkan suhu darah di rongga jantung, aorta dan pembuluh darah besar lainnya. Namun mengukur suhu di bagian tubuh ini pada manusia hampir tidak mungkin, oleh karena itu, untuk tujuan klinis, sebagai indikator suhu jaringan dalam tubuh, digunakan nilai yang relatif dapat diakses untuk mengukurnya, seperti suhu rektal, suhu sublingual dan aksila. , suhu di saluran pendengaran eksternal di gendang telinga. Jelas, pengukuran seperti itu di setiap area tubuh yang terdaftar memiliki karakteristik dan keterbatasannya sendiri, dan nilai suhu yang diperoleh hanya mencerminkan suhu jaringan dalam pada tingkat yang lebih besar atau lebih kecil (lihat Gambar 13.2).

Keteguhan suhu tubuh seseorang hanya dapat dipertahankan jika proses pembangkitan panas dan perpindahan panas seluruh organisme seimbang. Pada zona termonetral (nyaman) terdapat keseimbangan antara produksi panas dan perpindahan panas. Faktor utama yang menentukan tingkat keseimbangan panas adalah suhu lingkungan. Ketika menyimpang dari zona nyaman, tingkat keseimbangan panas baru terbentuk di dalam tubuh, memastikan isotermia dalam kondisi lingkungan baru. Rasio optimal produksi panas dan perpindahan panas dijamin melalui serangkaian proses fisiologis yang disebut termoregulasi. Bedakan antara termoregulasi fisik (perpindahan panas) dan kimia (pembangkitan panas).

Pembangkitan panas - dilakukan karena perubahan tingkat metabolisme, yang menyebabkan perubahan pembentukan panas dalam tubuh. Sumber panas dalam tubuh adalah reaksi eksotermik oksidasi protein, lemak, karbohidrat, serta hidrolisis ATP. Ketika nutrisi dipecah, sebagian energi yang dilepaskan terakumulasi dalam ATP, dan sebagian lagi hilang dalam bentuk panas (panas primer - 65-70% energi). Saat menggunakan ikatan molekul ATP berenergi tinggi, sebagian energi digunakan untuk melakukan kerja yang berguna, dan sebagian lagi hilang (panas sekunder). Jadi, dua aliran panas - primer dan sekunder - adalah produksi panas.

Jika perlu untuk meningkatkan produksi panas, selain kemungkinan menerima panas dari luar, tubuh menggunakan mekanisme yang meningkatkan produksi energi panas.

Suhu mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap jalannya proses kehidupan dalam tubuh dan aktivitas fisiologisnya. Dasar fisikokimia dari pengaruh ini adalah perubahan laju reaksi kimia, yang menyebabkan terjadinya konversi entropik semua jenis energi menjadi panas.

Ada termogenesis kontraktil dan non-kontraktil.

Termogenesis kontraktil dicirikan oleh fakta bahwa ketika otot berkontraksi, hidrolisis ATP meningkat, sehingga aliran panas sekunder yang digunakan untuk menghangatkan tubuh meningkat.

Aktivitas sukarela dari sistem otot terutama terjadi di bawah pengaruh korteks serebral. Dalam hal ini, peningkatan produksi panas dimungkinkan sebesar 3-5 kali lipat dibandingkan dengan nilai metabolisme basal.

Saat melakukan aktivitas fisik dengan intensitas yang bervariasi, produksi panas meningkat 5-15 kali lipat dibandingkan tingkat istirahat. Selama 15-30 menit pertama pengoperasian yang berkepanjangan, suhu inti naik cukup cepat ke tingkat yang relatif stasioner, dan kemudian tetap pada tingkat ini atau terus meningkat secara perlahan. Meskipun berbagai mekanisme perpindahan panas diaktifkan selama latihan, hipertermia kerja tetap diamati. Hal ini mungkin disebabkan oleh penurunan tingkat regulasi hipotalamus.

Biasanya, ketika suhu lingkungan dan suhu darah menurun, reaksi pertama adalah peningkatan nada termoregulasi. Dari sudut pandang mekanisme kontraksi, nada ini merupakan getaran mikro dan memungkinkan Anda meningkatkan produksi panas sebesar 25-40% dari tingkat awal. Biasanya otot-otot kepala dan leher berperan dalam menciptakan nada.

Dengan hipotermia yang lebih signifikan, nada termoregulasi berubah menjadi tremor dingin otot. Menggigil dingin adalah aktivitas ritmis otot-otot superfisial yang tidak disengaja, yang mengakibatkan peningkatan produksi panas. Dipercaya bahwa produksi panas selama menggigil kedinginan adalah 2,5 kali lebih tinggi dibandingkan selama aktivitas otot sukarela.

Termogenesis non-kontraktil terjadi dengan mempercepat proses oksidasi dan mengurangi efisiensi kopling fosforilasi oksidatif. Karena termogenesis jenis ini, produksi panas dapat meningkat 3 kali lipat.

Pada otot rangka, peningkatan laju termogenesis non-kontraktil dikaitkan dengan penurunan fosforilasi oksidatif karena terputusnya berbagai tahap proses ini. Di hati, peningkatan produksi panas dikaitkan dengan aktivasi glikogenolisis dan selanjutnya pemecahan glukosa. Peningkatan produksi panas dimungkinkan karena pemecahan lemak coklat. Lemak coklat, kaya akan mitokondria dan ujung saraf simpatis, terletak di daerah oksipital, di antara tulang belikat, di mediastinum sepanjang pembuluh darah besar, dan di ketiak. Dalam kondisi istirahat, hingga 10% panas dihasilkan dalam lemak coklat. Ketika didinginkan, intensitas dekomposisinya meningkat secara nyata. Selain itu, peningkatan tingkat pembentukan panas diamati karena aksi dinamis spesifik makanan.

Pengaturan proses termogenesis non-kontraktil dilakukan dengan mengaktifkan sistem saraf simpatis, produksi hormon tiroid (melepaskan fosforilasi oksidatif) dan medula adrenal.

Dalam hal ini, energi selalu dikeluarkan untuk suatu jenis pekerjaan, dan konsekuensinya adalah timbulnya panas. Saat istirahat, 70% panas seseorang dihasilkan oleh organ dalam, dan 30% oleh otot, yang seratnya, bahkan selama istirahat total, berkontraksi tanpa terasa dan sangat lemah, tetapi terus-menerus. Selama kerja fisik (latihan), pembentukan panas meningkat beberapa kali lipat dan porsi kerja otot dalam proses ini menjadi sangat menentukan. Produksi panas terutama bergantung pada intensitas kerja otot.

Selama aktivitas fisik, suhu inti meningkat dan suhu rata-rata kulit menurun karena produksi dan penguapan keringat akibat kerja. Selama latihan submaksimal, laju peningkatan suhu inti hampir tidak bergantung pada suhu lingkungan dalam rentang yang luas (15-35°C) selama terjadi keringat. Dehidrasi menyebabkan peningkatan suhu inti dan dengan demikian membatasi kinerja.

Aktivitas manusia normal hanya mungkin terjadi dalam rentang beberapa derajat; penurunan suhu tubuh di bawah 35°C dan peningkatan di atas 40-41°C berbahaya dan dapat menimbulkan akibat serius bagi tubuh.

Sel saraf sangat sensitif terhadap perubahan suhu. Dari sudut pandang termoregulasi, tubuh manusia dapat dibayangkan terdiri dari dua komponen: komponen terluar adalah cangkang, dan komponen dalam adalah inti. Inti adalah bagian tubuh yang mempunyai suhu tetap, dan cangkang adalah bagian tubuh yang mempunyai gradien suhu. Melalui cangkang terjadi pertukaran panas antara inti dan lingkungan. Temperatur tiap bagian inti berbeda-beda. Misalnya, di hati - 37,8-38,0°C, di otak - 36,9-37,8°C secara umum, suhu inti tubuh manusia adalah 37,0°C.

Suhu kulit manusia di berbagai daerah berkisar antara 24,4°C hingga 34,4°C. Suhu terendah diamati di jari kaki, tertinggi di ketiak. Berdasarkan pengukuran suhu di ketiak itulah biasanya seseorang menilai suhu tubuh pada waktu tertentu. Menurut data rata-rata, rata-rata suhu kulit orang telanjang di suhu udara nyaman adalah 33-34°C.

Ada fluktuasi sirkadian - harian - suhu tubuh. Amplitudo osilasi bisa mencapai 1°. Suhu tubuh minimal pada dini hari (3-4 jam) dan maksimal pada siang hari (16-18 jam). Pergeseran ini disebabkan oleh fluktuasi tingkat regulasi, yaitu berhubungan dengan perubahan aktivitas sistem saraf pusat.

Fenomena asimetri suhu aksila juga diketahui. Hal ini diamati pada sekitar 54% kasus, dan suhu di ketiak kiri sedikit lebih tinggi daripada di kanan. Asimetri juga mungkin terjadi di area lain pada kulit, dan tingkat keparahan asimetri lebih dari 0,5° menunjukkan adanya patologi.