ליבת טמפרטורה וקונכיית הגוף. טמפרטורת גוף האדם ואיזותרמיה

ת. חיי אדם יכולים להתרחש רק בטווח צר של טמפרטורות.

לטמפרטורה השפעה משמעותית על מהלך תהליכי החיים בגוף האדם ועל פעילותו הפיזיולוגית. תהליכי החיים מוגבלים לטווח צר של טמפרטורה פנימית שבתוכו יכולות להתרחש תגובות אנזימטיות בסיסיות. עבור בני אדם, ירידה בטמפרטורת הגוף מתחת ל-25 מעלות צלזיוס ועלייה מעל 43 מעלות היא בדרך כלל קטלנית. תאי עצב רגישים במיוחד לשינויי טמפרטורה.

חוֹםגורם להזעה עזה, מה שמוביל להתייבשות הגוף, אובדן מלחים מינרלים וויטמינים מסיסים במים. התוצאה של תהליכים אלו היא עיבוי דם, הפרעה בחילוף החומרים של מלח, הפרשת קיבה והתפתחות של מחסור בוויטמין. הירידה המקובלת במשקל עקב אידוי היא 2-3%. עם ירידה של 6% במשקל מאידוי, הפעילות המנטלית נפגעת, ועם ירידה של 15-20% מתרחש מוות. ההשפעה השיטתית של טמפרטורה גבוהה גורמת לשינויים במערכת הלב וכלי הדם: עלייה בקצב הלב, שינויים בלחץ הדם, היחלשות היכולת התפקודית של הלב. חשיפה ממושכת לטמפרטורות גבוהות מובילה להצטברות חום בגוף, בעוד שטמפרטורת הגוף יכולה לעלות ל-38-41 מעלות צלזיוס ומכת חום עלולה להתרחש עם אובדן הכרה.

טמפרטורות נמוכותעלול לגרום לקירור ולהיפותרמיה של הגוף. בעת הקירור, הגוף מפחית באופן רפלקסיבי את העברת החום ומגביר את ייצור החום. ירידה בהעברת החום מתרחשת עקב עווית (התכווצות) של כלי דם ועלייה בהתנגדות התרמית של רקמות הגוף. חשיפה ממושכת לטמפרטורות נמוכות מובילה לעווית מתמשכת של כלי הדם ולהפרעה בתזונת הרקמה. העלייה בייצור החום במהלך הקירור מושגת באמצעות מאמצי תהליכים מטבוליים חמצוניים בגוף (ירידה בטמפרטורת הגוף ב-1°C מלווה בעלייה בתהליכים מטבוליים ב-10°C). חשיפה לטמפרטורות נמוכות מלווה בעלייה בלחץ הדם, נפח הנשימה וירידה בקצב הנשימה. קירור הגוף משנה את חילוף החומרים של הפחמימות. קירור גדול מלווה בירידה בטמפרטורת הגוף, עיכוב של תפקודי האיברים ומערכות הגוף.

ב. ליבה וקליפה חיצונית של הגוף.

מנקודת המבט של ויסות חום, ניתן לדמיין את גוף האדם כמורכב משני מרכיבים - חיצוניים צדףופנימי גרעינים.

הליבה- זהו החלק בגוף שיש לו טמפרטורה קבועה (איברים פנימיים), וכן צדף- חלק בגוף שבו יש שיפוע טמפרטורה (אלה רקמות של שכבת פני השטח של הגוף בעובי 2.5 ס"מ). דרך המעטפת יש חילופי חום בין הליבה לסביבה, כלומר שינויים במוליכות התרמית של המעטפת קובעים את קביעות הטמפרטורה של הליבה. מוליכות תרמית משתנה עקב שינויים באספקת הדם ומילוי הדם של רקמות הממברנה.

הטמפרטורה של חלקים שונים של הליבה שונה. לדוגמה, בכבד: 37.8-38.0 מעלות צלזיוס, במוח: 36.9-37.8 מעלות צלזיוס. באופן כללי, טמפרטורת הליבה של גוף האדם היא 37.0 מעלות צלזיוס.זה מושג באמצעות תהליכי ויסות חום אנדוגני, שתוצאתו איזון יציב בין כמות החום המופקת בגוף ליחידת זמן ( ייצור חום) וכמות החום שפוזר על ידי הגוף באותו זמן אל הסביבה ( העברת חום).

הטמפרטורה של עור האדם באזורים שונים נעה בין 24.4 מעלות צלזיוס ל-34.4 מעלות צלזיוס. הטמפרטורה הנמוכה ביותר נצפית על האצבעות, הגבוהה ביותר בבית השחי. על בסיס מדידת הטמפרטורה בבית השחי בדרך כלל שופטים את טמפרטורת הגוף בזמן נתון.

על פי נתונים ממוצעים, טמפרטורת העור הממוצעת של אדם עירום בתנאי טמפרטורת אוויר נוחים היא 33-34 מעלות צלזיוס. יש תנודות יומיות בטמפרטורת הגוף. משרעת התנודות יכולה להגיע ל-1 מעלות צלזיוס. טמפרטורת הגוף היא מינימלית בשעות שלפני עלות השחר (3-4 שעות) ומקסימום בשעות היום (16-18 שעות).

ידועה גם תופעת אסימטריית הטמפרטורה. זה נצפה בכ-54% מהמקרים, והטמפרטורה בבית השחי השמאלי מעט גבוהה יותר מאשר בבית השחי הימני. אסימטריה אפשרית גם באזורים אחרים של העור, וחומרת האסימטריה של יותר מ-0.5 מעלות צלזיוס מצביעה על פתולוגיה.

ב.העברת חום. איזון של יצירת חום והעברת חום בגוף האדם.

תהליכי החיים של האדם מלווים ביצירת חום מתמשכת בגופו ושחרור החום הנוצר לסביבה. חילופי האנרגיה התרמית בין הגוף לסביבה נקראים p חילופי חום.ייצור חום והעברת חום נגרמים מפעילות מערכת העצבים המרכזית המווסתת את חילוף החומרים, מחזור הדם, ההזעה ופעילות שרירי השלד.

גוף האדם הוא מערכת מווסתת עצמית עם מקור חום פנימי, שבה, בתנאים רגילים, ייצור החום (כמות החום הנוצר) שווה לכמות החום המשתחררת לסביבה החיצונית (העברת חום). קביעות טמפרטורת הגוף נקראת איזותרמית. זה מבטיח את עצמאותם של תהליכים מטבוליים ברקמות ובאיברים מפני תנודות בטמפרטורת הסביבה.

הטמפרטורה הפנימית של גוף האדם קבועה (36.5-37 מעלות צלזיוס) עקב ויסות עוצמת הפקת החום והעברת החום בהתאם לטמפרטורה החיצונית. והטמפרטורה של עור האדם בעת חשיפה לתנאים חיצוניים יכולה להשתנות בטווח רחב יחסית.

תוך שעה, גוף האדם מייצר חום רב ככל הדרוש כדי להרתיח 1 ליטר מי קרח. ואם הגוף היה מקרה אטום לחום, אז תוך שעה טמפרטורת הגוף הייתה עולה בכ-1.5 מעלות צלזיוס, ולאחר 40 שעות היא הייתה מגיעה לנקודת רתיחה של מים. במהלך עבודה פיזית כבדה, יצירת החום עולה פי כמה. ובכל זאת טמפרטורת הגוף שלנו לא משתנה. למה? הכל עוסק באיזון תהליכי היווצרות ושחרור החום בגוף.

הגורם המוביל הקובע את רמת איזון החום הוא טמפרטורת הסביבה.כאשר הוא סוטה מהאזור הנוח, נוצרת רמה חדשה של איזון חום בגוף, המבטיחה איזותרמיה בתנאי סביבה חדשים. קביעות זו של טמפרטורת הגוף מובטחת על ידי המנגנון ויסות חום, כולל תהליך יצירת החום ותהליך שחרור החום, המווסתים על ידי המסלול הנוירואנדוקריני.

ד.המושג של ויסות חום של הגוף.

ויסות חום- זוהי קבוצה של תהליכים פיזיולוגיים שמטרתם לשמור על הקביעות היחסית של טמפרטורת הליבה של הגוף בתנאים של שינוי טמפרטורות סביבתיות על ידי ויסות ייצור חום והעברת חום. ויסות חום מכוון למנוע הפרעות באיזון התרמי של הגוף או להחזירו אם כבר התרחשו הפרעות כאלה, ומתבצע בדרך הנוירוהומורלית.

מקובל בדרך כלל שוויסות חום אופייניים רק לבעלי חיים הומיאותרמיים (אלה כוללים יונקים (כולל בני אדם) וציפורים), שלגוף שלהם יש את היכולת לשמור על הטמפרטורה של האזורים הפנימיים של הגוף ברמה קבועה יחסית ודי גבוהה (בערך 37-38 מעלות צלזיוס ביונקים ו-40-42 מעלות צלזיוס בציפורים) ללא קשר לשינויים בטמפרטורת הסביבה.

ניתן לייצג את מנגנון ויסות החום כמערכת בקרה עצמית קיברנטית עם משוב. תנודות הטמפרטורה באוויר שמסביב משפיעות על תצורות קולטנים מיוחדות ( תרמורצפטורים), רגיש לשינויי טמפרטורה. קולטנים תרמיים מעבירים מידע על המצב התרמי של האיבר למרכזי ויסות התרמי, בתורם, מרכזי ויסות התרמי, דרך סיבי עצב, הורמונים וחומרים פעילים ביולוגית אחרים, משנים את רמת העברת החום וייצור החום או חלקים בגוף (ויסות תרמי מקומיים ), או הגוף בכללותו. כאשר מרכזי ויסות חום כבויים על ידי כימיקלים מיוחדים, הגוף מאבד את היכולת לשמור על טמפרטורה קבועה. תכונה זו שימשה ברפואה בשנים האחרונות לקירור מלאכותי של הגוף במהלך ניתוחי לב מורכבים.

קולטני תרמו לעור.

ההערכה היא שלבני אדם יש כ-150,000 קולטני קור ו-16,000 קולטני חום המגיבים לשינויים בטמפרטורה של איברים פנימיים. קולטנים תרמו ממוקמים בעור, באיברים פנימיים, בדרכי הנשימה, בשרירי השלד ובמערכת העצבים המרכזית.

קולטני התרמו של העור ניתנים להתאמה במהירות ומגיבים לא כל כך לטמפרטורה עצמה אלא לשינויים שלה. המספר המרבי של קולטנים ממוקם בראש ובצוואר, המינימום הוא על הגפיים.

קולטני קור פחות רגישים וסף הרגישות שלהם הוא 0.012 מעלות צלזיוס (בקירור). סף הרגישות של קולטנים תרמיים גבוה יותר ומסתכם ב-0.007 מעלות צלזיוס. זה כנראה בגלל הסכנה הגדולה יותר לגוף של התחממות יתר.

ד. סוגי ויסות חום.

ניתן לחלק את ה-thermoregulation לשני סוגים עיקריים:

1. ויסות תרמי פיזי:

אידוי (הזעה);

קרינה (קרינה);

הולכת חום.

2. ויסות חום כימי.

תרמוגנזה מתכווצת;

תרמוגנזה לא מתכווצת.

ויסות חום פיזי(תהליך מסיר חום מהגוף) - מבטיח שימור קביעות של טמפרטורת הגוף על ידי שינוי שחרור החום על ידי הגוף באמצעות הולכה והסעה דרך העור, קרינה (קרינה) ואידוי מים. שחרור החום הנוצר כל הזמן בגוף מווסת על ידי שינויים במוליכות התרמית של העור, שכבת השומן התת עורית והאפידרמיס. העברת החום מווסתת במידה רבה על ידי הדינמיקה של זרימת הדם ברקמות מוליכות חום ומבודדות חום. ככל שטמפרטורת הסביבה עולה, האידוי מתחיל לשלוט בהעברת החום.

הולכה, הסעה וקרינה הם מסלולי העברת חום פסיביים המבוססים על חוקי הפיזיקה. הם יעילים רק אם נשמר שיפוע טמפרטורה חיובי. ככל שהפרש הטמפרטורות בין הגוף לסביבה קטן יותר, כך מופק פחות חום. באותם מחוונים או בטמפרטורות סביבה גבוהות, הדרכים שהוזכרו אינן רק לא יעילות, אלא שהגוף גם מתחמם. בתנאים אלו מופעל בגוף מנגנון שחרור חום אחד בלבד – הזעה.

בטמפרטורות סביבה נמוכות (15 מעלות צלזיוס ומטה), כ-90% מהעברת החום היומית מתרחשת עקב הולכת חום וקרינת חום. בתנאים אלה, לא מתרחשת הזעה גלויה. בטמפרטורת אוויר של 18-22 מעלות צלזיוס, העברת החום עקב מוליכות תרמית וקרינת חום פוחתת, אך איבוד החום על ידי הגוף גדל באמצעות אידוי הלחות מפני השטח של העור. כאשר טמפרטורת הסביבה עולה ל-35 מעלות צלזיוס, העברת חום על ידי קרינה והסעה הופכת לבלתי אפשרית, וטמפרטורת הגוף נשמרת ברמה קבועה אך ורק על ידי אידוי של מים מפני השטח של העור ומכתשי הריאות. כאשר לחות האוויר גבוהה, כאשר אידוי המים קשה, הגוף עלול להתחמם יתר על המידה ומכת חום עלולה להתפתח.

באדם במנוחה, בטמפרטורת אוויר של כ-20 מעלות צלזיוס והעברת חום כוללת של 419 קילו-ג'יי (100 קק"ל) לשעה, 66% אובדים באמצעות קרינה, אידוי מים - 19%, הסעה - 15% מהכלל איבוד חום על ידי הגוף.

ויסות חום כימי(התהליך המבטיח היווצרות חום בגוף) - מתממש באמצעות חילוף חומרים ובאמצעות ייצור חום של רקמות כמו שרירים, כמו גם הכבד, שומן חום, כלומר, על ידי שינוי רמת יצירת החום - על ידי הגברת או החלשה של עוצמת חילוף החומרים בתאי הגוף. כאשר חומרים אורגניים מתחמצנים, משתחררת אנרגיה. חלק מהאנרגיה הולך לסינתזה של ATP (אדנוזין טריפוספט הוא נוקלאוטיד הממלא תפקיד חשוב ביותר בחילופי אנרגיה וחומרים בגוף). אנרגיה פוטנציאלית זו יכולה לשמש את הגוף בפעילויות נוספות שלו. כל הרקמות מהוות מקור חום בגוף. דם שזורם דרך הרקמה מתחמם. עלייה בטמפרטורת הסביבה גורמת לירידה רפלקסית בחילוף החומרים, וכתוצאה מכך יורד יצירת החום בגוף. כאשר טמפרטורת הסביבה יורדת, עוצמת התהליכים המטבוליים עולה באופן רפלקסיבי ויצירת החום עולה.

ההפעלה של ויסות תרמי כימי מתרחשת כאשר ויסות תרמי פיזי אינו מספיק כדי לשמור על טמפרטורת גוף קבועה.

בואו ניקח בחשבון סוגים אלה של ויסות חום.

ויסות תרמי פיזי:

תַחַת ויסות תרמי פיזילהבין את מערך התהליכים הפיזיולוגיים המובילים לשינויים ברמת העברת החום. ישנן הדרכים הבאות לגוף לשחרר חום לסביבה:

אידוי (הזעה);

קרינה (קרינה);

הולכה תרמית (הולכה);

הולכת חום.

בואו נסתכל עליהם ביתר פירוט:

1. אידוי (הזעה):

אידוי (הזעה)- הוא שחרור של אנרגיה תרמית לסביבה עקב אידוי של זיעה או לחות מפני השטח של העור וממברנות הריריות של דרכי הנשימה. בבני אדם, הזיעה מופרשת ללא הרף על ידי בלוטות הזיעה של העור ("מוחשי", או בלוטות, איבוד מים), והריריות של דרכי הנשימה מולחות ("איבוד מים "בלתי מורגש"). יחד עם זאת, לאובדן ה"מורגש" של המים על ידי הגוף יש השפעה משמעותית יותר על כמות החום הכוללת המופקת באידוי מאשר לאובדן ה"בלתי מורגש".

בטמפרטורת הסביבה של כ-20 מעלות צלזיוס, אידוי הלחות הוא כ-36 גרם לשעה. מכיוון ש-0.58 קק"ל של אנרגיה תרמית מושקעת על אידוי של 1 גרם מים באדם, קל לחשב שבאמצעות אידוי, גוף האדם הבוגר משחרר כ-20% מסך החום המתפזר לסביבה בתנאים אלה. הגברת הטמפרטורה החיצונית, ביצוע עבודה פיזית והישארות בבגדים מבודדי חום לאורך זמן מגבירים את ההזעה והיא יכולה לעלות ל-500-2,000 גרם/שעה.

אדם אינו סובל טמפרטורות סביבה נמוכות יחסית (32 מעלות צלזיוס) באוויר לח. אדם יכול להישאר באוויר יבש לחלוטין ללא התחממות יתר מורגשת במשך 2-3 שעות בטמפרטורה של 50-55 מעלות צלזיוס. גם בגדים אטומים לאוויר (גומי, עבים וכו'), המונעים את נידוף הזיעה, נסבלים בצורה גרועה: שכבת האוויר בין הבגד לגוף רוויה במהירות באדים והתנדפות נוספת של הזיעה נפסקת.

לתהליך העברת החום באמצעות אידוי, למרות שהוא רק אחת משיטות הוויסות התרמי, יש יתרון יוצא דופן אחד - אם הטמפרטורה החיצונית עולה על טמפרטורת העור הממוצעת, אז הגוף אינו יכול להעביר חום לסביבה החיצונית בשיטות אחרות של ויסות תרמי ( קרינה, הסעה והולכה), עליהם נסתכל להלן. בתנאים אלו, הגוף מתחיל לספוג חום מבחוץ, והדרך היחידה לפזר חום היא להגביר את אידוי הלחות מפני השטח של הגוף. אידוי כזה אפשרי כל עוד לחות האוויר הסביבה נשארת פחות מ-100%. בהזעה אינטנסיבית, לחות גבוהה ומהירות אוויר נמוכה, כאשר טיפות זיעה, מבלי להספיק להתנדף, להתמזג ולזרום מפני השטח של הגוף, העברת החום על ידי אידוי הופכת פחות יעילה.

כאשר הזיעה מתנדפת, הגוף שלנו משחרר את האנרגיה שלו. למעשה, הודות לאנרגיה של הגוף שלנו, מולקולות נוזל (כלומר זיעה) שוברות קשרים מולקולריים ועוברות ממצב נוזלי לגזי. אנרגיה מושקעת על שבירת קשרים, וכתוצאה מכך, טמפרטורת הגוף יורדת. מקרר עובד על אותו עיקרון. הוא מצליח לשמור על טמפרטורה בתוך החדר נמוכה בהרבה מטמפרטורת הסביבה. הוא עושה זאת הודות לחשמל הנצרך. ואנחנו עושים זאת על ידי שימוש באנרגיה המתקבלת מפירוק מוצרי מזון.

שליטה על בחירת הבגדים יכולה לסייע בהפחתת אובדן החום מהאיידוי. יש לבחור בגדים על סמך תנאי מזג האוויר והפעילות הנוכחית. אל תתעצלו להוריד בגדים עודפים כשהעומס שלכם גדל. אתה תזיע פחות. ואל תתעצלו לשים אותו שוב כשהעומס נפסק. הסר הגנה מפני מים ורוח אם אין גשם או רוח, אחרת הבגדים שלך יירטבו מבפנים מהזיעה שלך. וכאשר אנו באים במגע עם בגדים רטובים, אנו מאבדים חום גם באמצעות מוליכות תרמית. מים מוליכים חום טוב פי 25 מאוויר. זה אומר שבבגדים רטובים אנחנו מאבדים חום פי 25 מהר יותר. זו הסיבה שחשוב לשמור על הבגדים יבשים.

האידוי מתחלק ל-2 סוגים:

א) הזעה בלתי מורגשת(ללא השתתפות בלוטות הזיעה) הוא אידוי של מים מפני השטח של הריאות, ריריות של דרכי הנשימה ומים החודרים דרך האפיתל של העור (אידוי מפני השטח של העור מתרחש גם אם העור יבש ).

עד 400 מ"ל מים מתאדים דרך דרכי הנשימה ביום, כלומר. הגוף מאבד עד 232 קק"ל ליום. במידת הצורך, ניתן להעלות ערך זה עקב קוצר נשימה תרמי. בממוצע, כ-240 מ"ל מים מחלחלים דרך האפידרמיס ביום. כתוצאה מכך, בדרך זו הגוף מאבד עד 139 קק"ל ליום. ערך זה, ככלל, אינו תלוי בתהליכים רגולטוריים ובגורמים סביבתיים שונים.

ב) זיעה נתפסת(בהשתתפות פעילה של בלוטות הזיעה) - זהו העברת חום דרך אידוי הזיעה. בממוצע, ליום בטמפרטורת סביבה נוחה, משתחררים 400-500 מ"ל זיעה, ולכן משתחררים עד 300 קק"ל של אנרגיה. אידוי של 1 ליטר זיעה באדם השוקל 75 ק"ג יכול להוריד את טמפרטורת הגוף ב-10 מעלות צלזיוס. עם זאת, במידת הצורך, נפח ההזעה יכול לעלות ל-12 ליטר ליום, כלומר. אתה יכול לאבד עד 7,000 קק"ל ליום באמצעות הזעה.

יעילות האידוי תלויה במידה רבה בסביבה: ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר והלחות נמוכה יותר, כך יעילות ההזעה כמנגנון העברת חום עולה. ב-100% לחות, אידוי בלתי אפשרי. עם לחות אטמוספרית גבוהה, קשה יותר לסבול טמפרטורות גבוהות מאשר עם לחות נמוכה. באוויר רווי אדי מים (למשל בבית מרחץ) משתחררת זיעה בכמויות גדולות, אך אינה מתאדה וזורמת מהעור. הזעה כזו אינה תורמת להעברת חום: רק אותו חלק מהזיעה שמתנדף מפני השטח של העור חשוב להעברת חום (חלק זה של הזיעה מהווה הזעה יעילה).

2. קרינה (קרינה):

קרינה (קרינה)- זוהי שיטה להעברת חום לסביבה על ידי פני השטח של גוף האדם בצורה של גלים אלקטרומגנטיים בתחום האינפרא אדום (a = 5-20 מיקרון). בגלל הקרינה, כל העצמים שהטמפרטורה שלהם היא מעל האפס המוחלט פולטים אנרגיה. קרינה אלקטרומגנטית עוברת בחופשיות דרך ואקום גם אוויר אטמוספרי יכול להיחשב "שקוף" עבורו.

כידוע, כל חפץ שמתחמם מעל טמפרטורת הסביבה פולט חום. כולם הרגישו אותו יושב מסביב למדורה. אש פולטת חום ומחממת חפצים סביבה. במקביל, האש מאבדת את חומה.

גוף האדם מתחיל להקרין חום ברגע שטמפרטורת הסביבה יורדת מתחת לטמפרטורת פני העור. כדי למנוע איבוד חום על ידי קרינה, עליך להגן על אזורים חשופים בגוף. זה נעשה באמצעות בגדים. כך, אנו יוצרים שכבת אוויר בבגדים בין העור לסביבה. הטמפרטורה של שכבה זו תהיה שווה לטמפרטורת הגוף ואיבוד החום על ידי קרינה יקטן. מדוע איבוד החום לא ייפסק לחלוטין? כי עכשיו הבגדים המחוממים ישדרו חום, יאבדו אותו. וגם אם תלבש שכבה נוספת של לבוש, לא תעצור את הקרינה.

כמות החום המופצת על ידי הגוף לסביבה על ידי קרינה היא פרופורציונלית לשטח הפנים של הקרינה (שטח הפנים של הגוף שאינו מכוסה בבגדים) ולהבדל בטמפרטורות הממוצעות של העור והגוף. סביבה. בטמפרטורת סביבה של 20 מעלות צלזיוס ולחות אוויר יחסית של 40-60%, גוף האדם הבוגר מפזר כ-40-50% מכלל החום המופק מקרינה. אם טמפרטורת הסביבה עולה על טמפרטורת העור הממוצעת, גוף האדם, סופג קרני אינפרא אדום הנפלטות על ידי עצמים מסביב, מתחמם.

העברת חום על ידי קרינה עולה ככל שטמפרטורת הסביבה יורדת ויורדת ככל שהיא עולה. בתנאים של טמפרטורת סביבה קבועה, הקרינה משטח הגוף עולה ככל שטמפרטורת העור עולה ויורדת ככל שהיא יורדת. אם הטמפרטורות הממוצעות של פני העור והסביבה משתווים (הפרש הטמפרטורות הופך לאפס), אזי העברת החום על ידי קרינה הופכת לבלתי אפשרית.

ניתן להפחית את העברת החום של הגוף על ידי קרינה על ידי הקטנת שטח הפנים של הקרינה - שינוי בתנוחת הגוף. לדוגמה, כאשר לכלב או לחתול קר, הם מתכרבלים לכדור, ובכך מפחיתים את משטח העברת החום; כשחם, בעלי חיים, להיפך, לוקחים עמדה שבה משטח העברת החום גדל ככל האפשר. אדם ש"מתכרבל לכדור" בזמן שינה בחדר קר, אינו משולל שיטה זו של ויסות חום פיזי.

3. הולכה תרמית (הולכה):

הולכה תרמית (הולכה)- זוהי שיטה של ​​העברת חום המתרחשת במהלך מגע, מגע של גוף האדם עם גופים פיזיים אחרים. כמות החום שנותן הגוף לסביבה בדרך זו היא פרופורציונלית להפרש הטמפרטורות הממוצעות של הגופים המגע, שטח המשטחים המגע, זמן המגע התרמי והמוליכות התרמית של המגע. גוּף.

איבוד חום על ידי הולכה מתרחש כאשר יש מגע ישיר עם חפץ קר. ברגע זה הגוף שלנו פולט את החום שלו. קצב איבוד החום תלוי במידה רבה במוליכות התרמית של האובייקט איתו אנו באים במגע. לדוגמה, מוליכות תרמית של אבן גבוהה פי 10 מזו של עץ. לכן, בישיבה על אבן, נאבד חום הרבה יותר מהר. בטח שמתם לב שלישיבה על סלע איכשהו קרה יותר מישיבה על בול עץ.

פִּתָרוֹן? לבודד את גופך מחפצים קרים באמצעות מוליכי חום גרועים. במילים פשוטות, למשל, אם אתה מטייל בהרים, אז כשאתה לוקח הפסקה, שבו על שטיח תיירים או צרור בגדים. בלילה, הקפידו להניח מתחת לשק השינה מחצלת נסיעה המותאמת לתנאי מזג האוויר. או, במקרים קיצוניים, שכבה עבה של דשא יבש או מחטי אורן. כדור הארץ מוליך (ולכן "לוקח") חום טוב ומתקרר חזק בלילה. בחורף, אין לטפל בחפצי מתכת בידיים חשופות. השתמש בכפפות. בכפור חמור, חפצי מתכת עלולים לגרום לכוויות קור מקומיות.

אוויר יבש ורקמת שומן מאופיינים במוליכות תרמית נמוכה והם מבודדי חום (מוליכי חום גרועים). ביגוד מפחית את העברת החום. אובדן חום נמנע על ידי שכבת האוויר הדומם שנמצאת בין הבגד לעור. ככל שהסלולריות של המבנה שלו המכיל אוויר עדינה יותר, כך תכונות הבידוד התרמי של הבגד גבוהות יותר. זה מסביר את תכונות הבידוד התרמי הטובות של בגדי צמר ופרווה, המאפשרים לגוף האדם להפחית את פיזור החום באמצעות מוליכות תרמית. טמפרטורת האוויר מתחת לבגדים מגיעה ל-30 מעלות צלזיוס. ולהפך, הגוף העירום מאבד חום, מכיוון שהאוויר על פניו משתנה כל הזמן. לכן, טמפרטורת העור של חלקים עירומים בגוף נמוכה בהרבה מזו של חלקים לבושים.

אוויר לח רווי אדי מים מאופיין במוליכות תרמית גבוהה. לכן, שהות של אדם בסביבה עם לחות גבוהה וטמפרטורה נמוכה מלווה באיבוד חום מוגבר מהגוף. גם ביגוד רטוב מאבד את תכונות הבידוד שלו.

4. הסעה:

הולכת חום- זוהי שיטה להעברת חום מהגוף, המתבצעת על ידי העברת חום על ידי הזזת חלקיקי אוויר (מים). כדי לפזר חום בהסעה, נדרשת זרימת אוויר בטמפרטורה נמוכה מטמפרטורת העור על פני הגוף. במקרה זה, שכבת האוויר במגע עם העור מתחממת, מפחיתה את צפיפותה, עולה ומוחלפת באוויר קר ודחוס יותר. בתנאים שבהם טמפרטורת האוויר היא 20 מעלות צלזיוס והלחות היחסית היא 40-60%, גופו של מבוגר מפזר כ-25-30% מהחום לסביבה באמצעות הולכת חום והסעה (הסעה בסיסית). ככל שמהירות זרימת האוויר (רוח, אוורור) עולה, גם עוצמת העברת החום (הסעה מאולצת) עולה באופן משמעותי.

המהות של תהליך ההסעה היא כדלקמן- הגוף שלנו מחמם את האוויר ליד העור; אוויר מחומם נעשה קל יותר מאוויר קר ועולה, והוא מוחלף באוויר קר, שמתחמם שוב, הופך קל יותר ומוחלף בחלק הבא של האוויר הקר. אם האוויר המחומם לא נלכד עם בגדים, תהליך זה יהיה אינסופי. למעשה, לא הבגדים שלנו מחממים אותנו, אלא האוויר שהם לוכדים.

כשהרוח נושבת, המצב מחמיר. הרוח נושאת מנות עצומות של אוויר לא מחומם. גם כשאנחנו לובשים סוודר חם, הרוח לא עולה כלום כדי להוציא ממנה את האוויר החם. אותו דבר קורה כשאנחנו זזים. הגוף שלנו "מתנגש" באוויר, והוא זורם סביבנו, מתנהג כמו רוח. זה גם מגביר את איבוד החום.

איזה פתרון? לבשו שכבה אטומה לרוח: מעיל רוח ומכנסיים אטומי רוח. אל תשכח להגן על הצוואר והראש שלך. בשל זרימת הדם הפעילה במוח, הצוואר והראש הם האזורים החמים ביותר בגוף, ולכן איבוד החום מהם גדול מאוד. כמו כן, במזג אוויר קר, עליכם להימנע ממקומות טרוטים הן בנהיגה והן בעת ​​בחירת מקום לינה.

ויסות חום כימי:

ויסות חום כימייצירת חום מתבצעת עקב שינויים ברמת חילוף החומרים (תהליכי חמצון) הנגרמים ממיקרו ויברציה של שרירים (תנודות), מה שמוביל לשינוי ביצירת החום בגוף.

מקור החום בגוף הוא התגובות האקסותרמיות של חמצון של חלבונים, שומנים, פחמימות וכן הידרוליזה של ATP (אדנוזין טריפוספט הוא נוקלאוטיד הממלא תפקיד חשוב ביותר בחילוף החומרים של אנרגיה וחומרים בגוף; קודם כל, תרכובת זו ידועה כמקור אוניברסלי של אנרגיה לכל התהליכים הביוכימיים המתרחשים במערכות חיות). כאשר חומרים מזינים מתפרקים, חלק מהאנרגיה המשתחררת מצטבר ב-ATP, וחלק מתפזר בצורה של חום (חום ראשוני - 65-70% מהאנרגיה). כאשר משתמשים בקשרים בעלי אנרגיה גבוהה של מולקולות ATP, חלק מהאנרגיה משמש לביצוע עבודה שימושית, וחלק מתפזר (חום משני). לפיכך, שתי זרימות חום - ראשוניות ומשניות - הן הפקת חום.

ויסות חום כימי חשוב לשמירה על טמפרטורת גוף קבועה הן בתנאים רגילים והן כאשר טמפרטורת הסביבה משתנה. בבני אדם, ייצור חום מוגבר עקב עלייה בקצב חילוף החומרים נצפה, במיוחד כאשר טמפרטורת הסביבה הופכת נמוכה מהטמפרטורה האופטימלית, או אזור הנוחות. עבור אדם שלובש בגדים קלים רגילים, אזור זה הוא בטווח של 18-20 מעלות צלזיוס, ועבור אדם עירום הוא 28 מעלות צלזיוס.

הטמפרטורה האופטימלית במים גבוהה יותר מאשר באוויר. זאת בשל העובדה כי מים, בעלי יכולת חום גבוהה ומוליכות תרמית, מקררים את הגוף פי 14 יותר מאוויר, ולכן, באמבט קריר, חילוף החומרים עולה באופן משמעותי יותר מאשר במהלך חשיפה לאוויר באותה טמפרטורה.

יצירת החום האינטנסיבית ביותר בגוף מתרחשת בשרירים. גם אם אדם שוכב ללא תנועה, אך עם שרירים מתוחים, עוצמת תהליכי החמצון, ובמקביל יצירת חום, עולה ב-10%. פעילות גופנית קטנה מביאה לעלייה בייצור החום ב-50-80%, ולעבודה שרירית כבדה - ב-400-500%.

הכבד והכליות ממלאים גם תפקיד משמעותי בוויסות תרמי כימי. טמפרטורת הדם של וריד הכבד גבוהה מטמפרטורת הדם של עורק הכבד, מה שמעיד על יצירת חום אינטנסיבית באיבר זה. כאשר הגוף מתקרר, ייצור החום בכבד עולה.

אם יש צורך להגביר את ייצור החום, בנוסף לאפשרות לקבל חום מבחוץ, הגוף משתמש במנגנונים המגבירים את ייצור האנרגיה התרמית. מנגנונים כאלה כוללים כָּוִיץו תרמוגנזה לא מתכווצת.

1. תרמוגנזה מתכווצת.

סוג זה של ויסות חום פועל אם קר לנו וצריכים להעלות את טמפרטורת הגוף. שיטה זו מורכבת מ התכווצות שרירים. כאשר השרירים מתכווצים, ההידרוליזה של ATP גוברת, ולכן זרימת החום המשני המשמש לחימום הגוף עולה.

פעילות רצונית של מערכת השרירים מתרחשת בעיקר בהשפעת קליפת המוח. במקרה זה, עלייה בייצור החום אפשרית פי 3-5 בהשוואה לערך המטבוליזם הבסיסי.

בדרך כלל, כאשר טמפרטורת הסביבה וטמפרטורת הדם יורדות, התגובה הראשונה היא עלייה בטון הרגולטורי(השיער בגוף "עומד על הקצה", מופיעות "עור אווז"). מנקודת המבט של מכניקת ההתכווצות, הטון הזה הוא מיקרו ויברציה ומאפשר לך להגדיל את ייצור החום ב-25-40% מהרמה ההתחלתית. בדרך כלל שרירי הצוואר, הראש, הגו והגפיים לוקחים חלק ביצירת טונוס.

עם היפותרמיה משמעותית יותר, הטון הרגולטורי הופך לסוג מיוחד של התכווצות שרירים - רעידות שרירים קרות, שבה השרירים אינם מבצעים עבודה מועילה והתכווצותם מכוונת אך ורק ליצירת חום. צמרמורת קרה היא פעילות קצבית לא רצונית של שרירים הממוקמים באופן שטחי, וכתוצאה מכך התהליכים המטבוליים של הגוף מוגברים באופן משמעותי, צריכה של. החמצן והפחמימות על ידי רקמת השריר גדלים, מה שגורר יצירת חום מוגבר. רעד מתחיל לעתים קרובות בשרירי הצוואר והפנים. זה מוסבר על ידי העובדה שקודם כל, טמפרטורת הדם הזורם למוח חייבת לעלות. הוא האמין כי ייצור החום במהלך רעד קר גבוה פי 2-3 מאשר במהלך פעילות שרירים רצונית.

המנגנון המתואר פועל ברמת רפלקס, ללא השתתפות התודעה שלנו. אבל אתה יכול גם להעלות את טמפרטורת הגוף שלך עם פעילות מוטורית מודעת. כאשר מבצעים פעילות גופנית בעצימות משתנה, ייצור החום עולה פי 5-15 בהשוואה לרמת המנוחה. במהלך 15-30 הדקות הראשונות של פעולה ממושכת, טמפרטורת הליבה עולה די מהר לרמה נייחת יחסית, ולאחר מכן נשארת ברמה זו או ממשיכה לעלות לאט.

2. תרמוגנזה לא מתכווצת:

סוג זה של ויסות חום יכול להוביל גם לעלייה וגם לירידה בטמפרטורת הגוף. זה מתבצע על ידי האצה או האטה של ​​תהליכים מטבוליים קטבוליים (חמצון חומצות שומן). וזה, בתורו, יוביל לירידה או עלייה בייצור החום. בשל סוג זה של תרמוגנזה, רמת ייצור החום באדם יכולה לעלות פי 3 בהשוואה לרמת המטבוליזם הבסיסי.

ויסות התהליכים של תרמוגנזה לא מתכווצת מתבצע על ידי הפעלת מערכת העצבים הסימפתטית, ייצור הורמוני בלוטת התריס ומדולה יותרת הכליה.

ה. בקרת ויסות חום.

היפותלמוס.

מערכת ויסות החום מורכבת ממספר אלמנטים עם פונקציות הקשורות זו בזו. מידע על טמפרטורה מגיע מקולטנים תרמיים ועובר למוח דרך מערכת העצבים.

ממלא תפקיד מרכזי בוויסות חום ההיפותלמוס. הוא מכיל את המרכזים העיקריים של ויסות חום, אשר מתאמים תהליכים רבים ומורכבים המבטיחים שמירה על טמפרטורת הגוף ברמה קבועה.

היפותלמוס- זהו אזור קטן בדיאנצפלון, הכולל מספר רב של קבוצות תאים (מעל 30 גרעינים) המווסתים את הפעילות הנוירואנדוקרינית של המוח וההומאוסטזיס (היכולת לשמור על קביעות מצבו הפנימי) של הגוף. ההיפותלמוס מחובר על ידי מסלולי עצב כמעט לכל חלקי מערכת העצבים המרכזית, כולל קליפת המוח, ההיפוקמפוס, האמיגדלה, המוח הקטן, גזע המוח וחוט השדרה. יחד עם בלוטת יותרת המוח, ההיפותלמוס יוצר את מערכת ההיפותלמוס-היפופיזה, בה ההיפותלמוס שולט בשחרור הורמוני יותרת המוח ומהווה את החוליה המרכזית בין מערכת העצבים והאנדוקרינית. הוא מפריש הורמונים ונוירופפטידים, ומווסת תפקודים כמו רעב וצמא, ויסות חום של הגוף, התנהגות מינית, שינה וערות (מקצבים צירקדיים). מחקרים עדכניים מראים שההיפותלמוס ממלא תפקיד חשוב גם בוויסות של תפקודים גבוהים יותר, כמו זיכרון ומצב רגשי, ובכך משתתף בהיווצרותם של היבטים שונים של התנהגות.

הרס של מרכזי ההיפותלמוס או הפרעה בחיבורי העצבים מובילים לאובדן היכולת לווסת את טמפרטורת הגוף.

ההיפותלמוס הקדמי מכיל נוירונים השולטים בתהליכי העברת חום.(הם מספקים ויסות חום פיזי - כיווץ כלי דם, הזעה כאשר הנוירונים של ההיפותלמוס הקדמי נהרסים, הגוף אינו סובל טמפרטורות גבוהות, אך נותרת פעילות פיזיולוגית בתנאי קור).

נוירונים של ההיפותלמוס האחורי שולטים בתהליכי יצירת החום(הם מספקים ויסות חום כימי - יצירת חום מוגברת, רעידות שרירים אם הם נפגעים, היכולת להגביר את חילופי האנרגיה נפגעת, כך שהגוף לא סובל היטב קור).

תאי עצב רגישים לחום של האזור הפרה-אופטי של ההיפותלמוס "מודדים" ישירות את הטמפרטורה של הדם העורקי הזורם במוח והם רגישים מאוד לשינויי טמפרטורה (מסוגלים להבחין בהבדל בטמפרטורת הדם של 0.011 מעלות צלזיוס). היחס בין נוירונים רגישים לקור ולחום בהיפותלמוס הוא 1:6, ולכן קולטני תרמו מרכזיים מופעלים באופן מועדף כאשר הטמפרטורה של "הליבה" של גוף האדם עולה.

בהתבסס על ניתוח ושילוב מידע על טמפרטורת הדם והרקמות ההיקפיות, הערך הממוצע (המשולב) של טמפרטורת הגוף נקבע באופן רציף באזור הפרה-אופטי של ההיפותלמוס. נתונים אלה מועברים דרך נוירונים בין-קלורית לקבוצת נוירונים בהיפותלמוס הקדמי, אשר קובעים רמה מסוימת של טמפרטורת הגוף בגוף - "נקודת הקבע" של ויסות חום. בהתבסס על ניתוח והשוואות של טמפרטורת הגוף הממוצעת וטמפרטורת נקודת הקבע שיש לווסת, מנגנוני "נקודת הקבע", באמצעות הנוירונים המשפיעים של ההיפותלמוס האחורי, משפיעים על תהליכי העברת החום או ייצור החום כדי להביא את המציאות להגדיר את הטמפרטורה להתכתבות.

כך, בשל תפקודו של מרכז ויסות החום, נוצר איזון בין ייצור חום והעברת חום, המאפשר שמירה על טמפרטורת הגוף בגבולות אופטימליים לתפקודים החיוניים של הגוף.

מערכת האנדוקרינית.

ההיפותלמוס שולט בתהליכי ייצור החום והעברת החום, שולח דחפים עצביים לבלוטות האנדוקריניות, בעיקר לבלוטת התריס ובלוטת יותרת הכליה.

הִשׁתַתְפוּת בלוטת התריסבוויסות חום נובע מהעובדה שהשפעת הטמפרטורה הנמוכה מובילה לשחרור מוגבר של ההורמונים שלה (תירוקסין, טריודוטירונין), אשר מאיצים את חילוף החומרים, וכתוצאה מכך, היווצרות חום.

תַפְקִיד בלוטות יותרת הכליהקשור לשחרור שלהם של קטכולאמינים לדם (אדרנלין, נוראדרנלין, דופמין), אשר, על ידי הגברת או הפחתה של תהליכי חמצון ברקמות (לדוגמה, שרירים), מגבירים או מפחיתים את ייצור החום ומצמצמים או מגדילים את כלי העור, ומשנים את הרמה של העברת חום.

בהתאם לחוקי התרמודינמיקה, תהליכים מטבוליים ואנרגיה קשורים לייצור חום. אצל חלק מבעלי החיים (ובבני האדם), טמפרטורת הגוף נשארת ברמה קבועה, העולה משמעותית על טמפרטורת הסביבה עקב הפקת חום אינטנסיבית הנשלטת על ידי מנגנוני וויסות מיוחדים. זה - הומיאותרמי (דם חם)) אורגניזמים. קבוצה נוספת של בעלי חיים (דגים, דו-חיים) מאופיינת בעוצמה נמוכה משמעותית של ייצור חום טמפרטורת הגוף שלהם עולה רק במעט על הטמפרטורה של הסביבה ועוברת את אותן תנודות (; בעלי חיים פויקילותרמיים בעלי דם קר).

ייצור חום וטמפרטורת הגוף. כל התגובות הכימיות בגוף תלויות בטמפרטורה. בפויקילותרמים, עוצמת תהליכי האנרגיה עולה ביחס לטמפרטורה החיצונית בהתאם לכלל ואן הוף. בבעלי חיים הומיאותרמיים, כלל זה מוסווה על ידי אפקט אחר (תרמוגנזה מווסתת) ומופיע רק כאשר הויסות התרמו חסום (הרדמה, פגיעה במערכת העצבים). גם לאחר חסימה של המרכיב הרגולטורי נותרו הבדלים כמותיים משמעותיים בין תהליכים מטבוליים בבעלי חיים בעלי דם קר ודם חם: באותה טמפרטורת גוף, עוצמת חילופי האנרגיה ליחידת מסת גוף בבעלי חיים בעלי דם חם גדולה פי 3. . הרדמה, יחד עם ירידה בטמפרטורת הגוף, עלולה לגרום לירידה ניכרת במידת צריכת החמצן ועיכוב בתהליכי הרס הרקמות - זה משמש בניתוח.

ייצור חום וגודל הגוף.טמפרטורת הגוף של רוב בעלי החיים בעלי הדם החם נעה בטווח של 36-39 מעלות צלזיוס, למרות הבדלים משמעותיים במשקל ובגודל. לעומת זאת, קצב חילוף החומרים (M) הוא פונקציית כוח של משקל הגוף (m): M = ק"מ 0.75. מקדם k זהה בערך גם עבור עכבר וגם עבור פיל. חוק זה של תלות חילוף החומרים במשקל הגוף משקף את הנטייה ליצור התאמה בין ייצור החום לעוצמת העברת החום לסביבה. ככל שהיחס בין פני השטח לנפח הגוף גדול יותר, כך גדל איבוד החום ליחידת מסה, ויחס זה יורד עם הגדלת גודל הגוף. בנוסף, בבעלי חיים קטנים שכבת הבידוד של הגוף דקה יותר. אם אתה מסדר כמה בעלי חיים בסדר של ירידה בעוצמת התהליכים המטבוליים, אתה מקבל את הדברים הבאים: עכבר, ארנב, כלב, אדם, פיל.

תרמו-רגולציה תרמוגנזה. כאשר יש צורך בחום נוסף כדי לשמור על טמפרטורת הגוף, הוא יכול להיווצר בדרכים הבאות:

1. פעילות רצונית של מערכת השרירים.

2. פעילות טוניקית או קצבית (רעד) לא רצונית. שני מסלולים אלו נקראים תרמוגנזה מתכווצת.

3. האצת תהליכים מטבוליים שאינם קשורים להתכווצות שרירים (לא התכווצות)

תרמוגנזה של הגוף).

אצל מבוגר, רעד הוא הביטוי הבלתי רצוני המשמעותי ביותר של מנגנוני תרמוגנזה. אצל תינוק שזה עתה נולד, לא תרמוגנזה מתכווצת (שריפת שומן חום ב"קלחת המטבולית") היא בעלת חשיבות רבה יותר. הצטברויות של שומן חום עם מספר רב של מיטוכונדריות ממוקמות בין השכמות, בבית השחי. ככל שהגוף מתקרר, הטמפרטורה שלו עולה וזרימת הדם עולה. על ידי הגברת התרמוגנזה, טמפרטורת הגוף נשמרת ברמה קבועה.

גורמים סביבתיים ונוחות תרמית. השפעת טמפרטורות הסביבה על הגוף תלויה לפחות בארבעה גורמים פיזיקליים: טמפרטורת האוויר, לחות, טמפרטורת הקרינה ומהירות האוויר (רוח). גורמים אלו קובעים אם אדם מרגיש "נוחות תרמית" או מרגיש חם או קר. תנאי הנוחות הוא שהגוף אינו זקוק לתפקודם של מנגנוני ויסות חום: הוא אינו מצריך רעד או הזעה, וזרימת הדם באזורים ההיקפיים שומרת על מהירות ממוצעת. זה מה שנקרא אזור תרמו-נייטרלי.

ארבעת הגורמים הללו ניתנים להחלפה במידה מסוימת.

ערך טמפרטורת הנוחות ליושב בלבוש קל (חולצה, מכנסיים קצרים, מכנסי כותנה ארוכים) הוא 25-26 מעלות צלזיוס עם לחות של 50% וטמפרטורות אוויר וקירות שוות. לאדם עירום = 28 o C. בתנאים של נוחות תרמית, טמפרטורת העור הממוצעת = 34 o C. עם ביצוע עבודה פיזית, טמפרטורת הנוחות יורדת. עבור עבודה משרדית קלה זה 22 o C.

אי הנוחות גוברת עם הטמפרטורה והלחות הממוצעת של העור (החלק של פני הגוף המכוסה בזיעה).

פיזור חום.

1. זרימת חום פנימית.פחות ממחצית מכל החום שנוצר בתוך הגוף מתפשט אל פני השטח על ידי הולכה דרך רקמה. רובו עובר בהסעה לזרם הדם. לדם קיבולת חום גבוהה. זרימת הדם של הגפיים מאורגנת על פי העיקרון של מנגנון סיבובי-זרם נגדי, המקל על חילופי חום בין הכלים.

2. זרימת חום חיצונית. חום מועבר החוצה באמצעות הולכה, הסעה, קרינה ואיוד. העברת חום על ידי הולכה היא כאשר גוף בא במגע עם מצע צפוף. כאשר מתרחש מגע גוף עם אוויר - הסעה, קרינה או אידוי. אם העור חם יותר מהאוויר, השכבה הסמוכה מתחממת ונעה כלפי מעלה, ומוחלפת באוויר קר יותר. הסעה מאולצת (נשיפה) מגבירה משמעותית את עוצמת העברת החום. הקרינה מתרחשת בצורה של קרינת אינפרא אדום ארוכת גלים. כ-20% מהעברת החום של גוף האדם בתנאי טמפרטורה ניטרליים מתרחשת עקב אידוי מים מהעור ומהריריות של דרכי הנשימה.

השפעת הלבוש - מנקודת מבט פיזיולוגית, מדובר בסוג של התנגדות תרמית או בידוד. יעילות הלבוש נקבעת על ידי נפחי האוויר הקטנים ביותר במבנה הבד או בערימה, שם זרמים חיצוניים אינם חודרים. במקרה זה, חום מועבר רק על ידי הולכה, והאוויר הוא מוליך גרוע של חום.

טמפרטורת הגוף ומאזן החום. אם יש צורך לשמור על טמפרטורת גוף קבועה, יש להגיע לאיזון יציב בין הפקת חום להעברת חום. כאשר הטמפרטורה הסביבתית יורדת, ניתן לשמור על טמפרטורת גוף קבועה רק אם מנגנוני ויסות מבטיחים עלייה בתרמוגנזה ביחס לאיבוד החום. ייצור החום הגבוה ביותר שמספק מנגנונים אלה בבני אדם תואם לקצב חילוף החומרים הבסיסי 3-5. אינדיקטור זה מאפיין את הגבול התחתון של טווח הרגולציה (0-5 מעלות צלזיוס בסביבה החיצונית למבוגרים, 23 מעלות צלזיוס לילודים). אם חריגה מהגבול הזה, מתפתחות היפותרמיה ומוות קר.

כאשר טמפרטורת הסביבה עולה, נשמר שיווי משקל בטמפרטורה עקב ירידה בתמורה, עקב מנגנוני העברת חום נוספים. הגבול העליון של טווח הרגולציה נקבע על ידי מנגנוני הפרשת זיעה אינטנסיבית, העולה ב-60% ב-100% לחות העור ויכול להגיע ל-4 ליטר/שעה.

עם עלייה בטמפרטורת הסביבה, מתרחבים כלי העור, כמות הדם הכוללת במחזור עולה עקב יציאתו מהמחסן, עקב כניסת מים מהרקמות. זה מקדם העברת חום מוגברת. אבל העיקר הוא עדיין אידוי. ייצור החום הממוצע ליום במהלך פעילות נמרצת הוא כ-2500-2800 קק"ל. כדי לשמור על טמפרטורת הגוף ברמה קבועה בתנאים אלה, יש צורך לאדות 4.5 ליטר מים. לעבודה שרירית כבדה - עד 12 ליטר. ביום. אידוי המים תלוי בלחות היחסית של האוויר בחדר ואי אפשר ב-100% לחות. לכן, לחות גבוהה בטמפרטורות גבוהות נסבלת בצורה גרועה. במקרה זה, הזיעה אינה מתנדפת, אלא זורמת מהעור. הזעה מסוג זה אינה תורמת להעברת החום. גם בגדים אטומים לאוויר (עור, גומי) נסבלים בצורה גרועה, מכיוון שהם מונעים אידוי. באוויר יבש לחלוטין, אדם אינו מתחמם יתר על המידה תוך 2-3 שעות ב- T 55 o C.

טמפרטורת גוף האדם. החום הנוצר בגוף מועבר לחלל שמסביב על ידי פני הגוף. לכן, T על פני השטח קטן מ-T על ליבת הגוף, ו-T על החלק המרוחק של הגפיים קטן מהפרוקסימלי. בהקשר זה, לחלוקה המרחבית של טמפרטורת הגוף יש צורה תלת מימדית מורכבת. לדוגמה, כאשר מבוגר לבוש קל נמצא בחדר עם טמפרטורת אוויר של 20 o C, בשרירים העמוקים של הירך שלו הטמפרטורה היא 35 o C, בשריר השוק - 33 o C, בכף הרגל - 27 o C, בפי הטבעת -37 מעלות צלזיוס.

תנודות בטמפרטורת הגוף עם שינויים בטמפרטורה החיצונית בולטות יותר ליד פני הגוף ובחלקי הקצה של הגפיים. יש "גרעין הומיאותרמי" ו"קליפה פויקילותרמית".

טמפרטורת הליבה של הגוף עצמה אינה קבועה, לא מבחינה מרחבית או זמנית. ההבדלים הם 0.2-1.2 o C. אפילו במוח, הטמפרטורה של המרכז והקורטקס שונה ב-1 o C. ככלל, ה-T o הגבוה ביותר נצפה בפי הטבעת (ולא בכבד, כפי שהאמינו בעבר!). בהקשר זה, אי אפשר לבטא את ה-T על הגוף במספר אחד. לצורך תרגול, מספיק למצוא אזור מסוים שבו ניתן לראות ב-To כמייצג של השכבה הפנימית כולה. מדידות קליניות דורשות אזור נגיש בקלות עם שינויים קטנים בטמפרטורה מרחבית. במובן זה, עדיף להשתמש בטמפרטורת פי הטבעת. במקרה זה, מדחום מיוחד מוחדר ב-10-15 ס"מ בדרך כלל, הוא 37 o C.

טמפרטורת הפה (תת לשוני) משמשת גם מבחינה קלינית. בדרך כלל זה 0.2-0.5 o פחות מאשר פי הטבעת.

טמפרטורת בית השחי (המשמשת לרוב ברוסיה) היא 36.5-36.6 o. יכול לשמש כאינדיקטור לטמפרטורת גוף הליבה מכיוון שכאשר הזרוע נלחצת בחוזקה כנגד החזה, שיפוע הטמפרטורה משתנה כך שגבול ליבת הגוף מגיע לבית השחי. עם זאת, יש להמתין די הרבה זמן (10 דקות) עד שיצטבר מספיק חום באזורים אלו. אם הרקמות השטחיות היו קרות בתחילה בתנאים של טמפרטורת סביבה נמוכה והתרחשה בהן כיווץ כלי דם, אזי אמורה לעבור כחצי שעה עד שייווצר שיווי המשקל המתאים ברקמות אלו.

תנודות תקופתיות בטמפרטורת הליבה. במהלך היום, הטמפרטורה המינימלית של אדם נצפית בשעות שלפני עלות השחר, והמקסימום אחר הצהריים. משרעת התנודות היא 1 o C. הקצב היומי (היממתי) מבוסס על מנגנון אנרגטי (שעון ביולוגי), שבדרך כלל מסונכרן עם סיבוב כדור הארץ. בתנאי נסיעה הקשורים לחציית מרידיאנים של כדור הארץ, לוקח 1-2 שבועות עד שמשטר הטמפרטורות יתאים לתנאי הזמן המקומי החדש. מקצבי יממה מונחים על אחרים (מחזור אצל נשים וכו').

הטמפרטורה במהלך פעילות גופנית יכולה לעלות ב-2 מעלות צלזיוס או יותר, תלוי בעוצמת הפעילות. במקביל, טמפרטורת העור הממוצעת יורדת, כאשר הזיעה משתחררת עקב עבודת השרירים, המקררת את העור. טמפרטורת פי הטבעת במהלך העבודה יכולה להגיע ל-41 o (לרצי מרתון).

כלי דם בעור יכולים להגיב ישירות לשינויים ב-T - מה שנקרא. התפשטות קרה, הנובעת מהרגישות התרמית המקומית של שרירי כלי הדם. התרחבות קרה של כלי דם נצפית בדרך כלל בצורה של התגובה הבאה. כאשר אדם נחשף לקור קיצוני, הוא חווה תחילה כיווץ כלי דם מקסימלי, המתבטא בחיוורון ותחושת קור באזורים חשופים. עם זאת, לאחר זמן מה, דם פתאום זוהר לתוך כלי החלקים המקוררים של הגוף, אשר מלווה באדמומיות והתחממות של העור. אם החשיפה לקור נמשכת, האירועים חוזרים על עצמם מעת לעת.

הרחבת כלי דם קרה נחשבת כמנגנון הגנה למניעת כוויות קור, במיוחד אצל אנשים המותאמים לקור. עם זאת, מנגנון זה יכול לזרז מוות של היפותרמיה כללית אצל אלה שנאלצים לשחות במים קרים במשך זמן רב.

כאשר מים ממלאים את תפקיד הסביבה, מכיוון שיש להם מוליכות תרמית וקיבולת חום גדולים יותר מאשר אוויר, יותר חום מוסר מהגוף בהסעה. אם המים בתנועה, החום מוסר כל כך מהר שבטמפרטורת הסביבה של +10 מעלות צלזיוס, אפילו עבודה פיזית חזקה אינה מאפשרת לשמור על שיווי משקל תרמי, ומתרחשת היפותרמיה. אם הגוף נמצא במנוחה מלאה, אז כדי להשיג נוחות בטמפרטורה, טמפרטורת המים צריכה להיות 35-36 o. הגבול התחתון של האזור התרמו-נייטרלי תלוי בעובי רקמת השומן.

מנגנונים של ויסות חום. תגובות תרמו-רגולטוריות הן רפלקסים המבוצעים על ידי מערכת העצבים המרכזית. הם מתעוררים בתגובה לגירוי של תרמורצפטורים בפריפריה ובמערכת העצבים המרכזית עצמה. ישנם שני סוגים של תרמורצפטורים - חלקם תופסים חום (קולטני חום), אחרים תופסים קור (קולטני קור). שניהם מגיבים בהופעת הבזק של דחפים בתגובה לגירוי הולם (שינוי מתאים בטמפרטורת הסביבה), ומה שחשוב הוא קצב שינוי הטמפרטורה וגודל הגירוי (ההבדל בין ההתחלתי לחדש). טמפרטורות ברקמות).

קולטני טמפרטורה במערכת העצבים המרכזית ממוקמים באזור הפרה-אופטי של החלק הקדמי של ההיפותלמוס, בהיווצרות הרטיקולרית של המוח האמצעי ובחוט השדרה. נוכחותם של קולטנים כאלה מוכחת על ידי הופעת רעידות בכלב כאשר האיבר המנורב מתקרר. קירור מקומי של חלקים שונים במוח גורם להתפרצויות של דחפים.

מרכזי ויסות חום נמצאים בהיפותלמוס. הרס שלו הופך את החיה לפויקילותרמית. הסרה של חלקים אחרים במוח אינה משפיעה באופן משמעותי על תהליכי יצירת החום והעברת החום. ישנן ליבות להעברת חום ולהפקת חום. הוכח כי התהליכים של ויסות תרמי פיזיקלי מווסתים בעיקר על ידי ההיפותלמוס הקדמי, וויסות תרמי כימי על ידי הגרעינים הזנביים. שני המרכזים נמצאים בקשרים הדדיים מורכבים.

המנגנונים הביצועיים של המערכת הפונקציונלית לשמירה על טמפרטורת גוף קבועה (FST) הם כל אותם איברים שיכולים לספק שני תהליכים מאוזנים באופן רגיל של ייצור חום והעברת חום, כמו גם התנהגות אדפטיבית מיוחדת.

המערכת האנדוקרינית מעורבת גם בוויסות הטמפרטורה. לפיכך, תירוקסין מגביר את עוצמת חילוף החומרים, ומגביר את ייצור החום. אדרנלין מכווץ את כלי הדם, שומר על טמפרטורת הגוף.

אונטוגנזה של ויסות חום. בבעלי חיים שאינם בשלים, יילודים אינם מסוגלים לוויסות חום והם למעשה פויקילותרמיים (גופרים, אוגרים וכו'). בבעלי חיים אחרים ובבני אדם, ניתן להפעיל את כל התגובות המווסתות (תרמוגנזה מוגברת, פעילות כלי דם, זיעה, התנהגות) מיד לאחר הלידה במידה כזו או אחרת. זה חל אפילו על פגים במשקל של כ-1000 גרם. הסברה הרווחת היא שלילודים יש היפותלמוס לא בשל, האחראי על ויסות חום. עם זאת, היילוד עונה על צרכיו באמצעות תרמוגנזה לא מתכווצת. ייצור החום של ילדים עולה ב-200% ללא צמרמורת.

הגודל הקטן של היילוד הוא חיסרון במונחים של ויסות חום. היחס בין פני הגוף לנפח הוא פי 3 מזה של מבוגר, ושכבת השומן קטנה. לכן, ליחידת מסה של חום, ילדים מייצרים פי 4-5 יותר חום. הגבול העליון של האזור התרמו-נייטרלי של יילודים הוא 32-34 o, הגבול התחתון הוא 23 o C. בטווח מוגבל זה, יילוד מסוגל לשמור על טמפרטורה קבועה.

הסתגלות תרמית. התכונה החשובה ביותר המתרחשת במהלך הסתגלות תרמית היא השינוי בעוצמת הפרשת הזיעה, שיכולה לעלות פי 3 ולהגיע ל-4 ליטר לשעה לפרקי זמן קצרים. במהלך הסתגלות לטמפרטורות גבוהות, תכולת האלקטרוליטים בזיעה יורדת באופן משמעותי כדי למנוע אובדן מלחים.

אחד השינויים האדפטיביים העיקריים הוא העלייה בצמא לרמה נתונה של איבוד מים ככל שמתפתחת הסתגלות תרמית. זה הכרחי כדי לשמור על איזון המים.

בנוסף, טמפרטורות הסף לתגובות כלי דם והזעה קשורות משתנות בכיוונים שונים בהתאם לשאלה אם החשיפה לחום היא חריפה, כרונית, מתונה או חמורה. כך, 4-6 ימים לאחר עומס חום יומי של שעתיים עם ייצור זיעה מרבי (סאונה), מתרחשות תגובות של הפרשת זיעה והרחבת כלי דם בטמפרטורות פנימיות נמוכות ב-0.5 o מבעבר. המשמעות הביולוגית של שינוי הסף היא שבגלל הסתגלות טמפרטורת הגוף בעומס חום נתון יורדת, כך שהגוף מוגן מפני עלייה קריטית בקצב הלב ובזרימת הדם – תגובות שעלולות להוביל לסינקופה חום.

לעומת זאת, באנשים החיים לאורך זמן באזורים הטרופיים (שינוי חום קל כרוני), טמפרטורת הליבה במנוחה גבוהה יותר, והתגובות של הזעה והרחבת כלי דם מתחילות בטמפרטורת גוף הגבוהה ב-0.5 מעלות צלזיוס מאשר באקלים ממוזג. סוג זה של הסתגלות תרמית נקרא סיבולת אדפטיבית.

היפרתרמיה. היפרתרמיה מתרחשת כאשר הטמפרטורה בבית השחי עולה ליותר מ 37 o C. טמפרטורת הגוף המקסימלית להישרדות היא + 42 o C (קצרה מאוד 43 o). יחד עם זאת, כל התהליכים הרגולטוריים מתוחים ביותר. בתנאים של לחץ חום ממושך בטמפרטורות מעל 40-41 o, מתרחש נזק מוחי חמור - "חום או מכת שמש". סינקופה של חום עם התחממות יתר קלה יחסית אצל אנשים עם תפקוד קרדיווסקולרי לקוי תלוי יותר בכשל במחזור הדם מאשר במנגנוני ויסות חום.

חום. חום מתפתח כתוצאה מייצור חום מוגבר באמצעות רעד והתכווצות כלי דם מקסימלית בחלקים ההיקפיים של הגוף, כלומר. הגוף מתנהג כאילו היה בטמפרטורת סביבה נמוכה. בתקופת ההחלמה מתרחש תהליך הפוך - בעזרת זיעה והרחבת כלי דם, טמפרטורת הגוף יורדת באותו אופן כמו כאשר לאדם יש חום. במקרה זה, אדם יכול להגיב בצורה נכונה לשינויים אמיתיים בטמפרטורה החיצונית. המנגנון להופעת תגובת חום קשור לשחרור של לויקוציטים ופירוגנים חיידקיים על המנגנון התרמוגולטורי המרכזי.

הסתגלות קרה. פרווה, שכבת שומן, שומן חום הם כל סוגי מנגנוני הסתגלות לקור בבעלי חיים שונים. מנגנונים אלו אינם אופייניים למבוגר, ולכן לעתים קרובות ניתן לשמוע את הדעה כי מבוגרים אינם מסוגלים להסתגל פיזיולוגית כלשהי לקור הם צריכים להסתמך רק על הסתגלות התנהגותית (לבוש ובתים חמים). אומרים שהאדם הוא "יצור טרופי" שיכול לשרוד בקוטב הצפוני רק בזכות הציוויליזציה שלו.

עם זאת, הוכח כי במקרים של חשיפה ממושכת לקור, אנשים מפתחים סובלנות (סיבולת) לקור. הסף להתפתחות רעידות ושינויים בתגובות תרמוגולטוריות מטבוליות עובר לכיוון טמפרטורות נמוכות יותר. במקרה זה, אפילו היפותרמיה מתונה עלולה להתרחש. סובלנות דומה נצפתה בקרב אבוריג'ינים של אוסטרליה, שיכולים לבלות לילה שלם כמעט עירום מבלי לרעוד בטמפרטורת הסביבה של כ-0 oC, וכן בקרב צוללנים יפנים, המבלים מספר שעות במים של כ-10 oC. אותו דבר חל על סוסי הים שלנו."

הוכח שניתן להזיז את סף הרעד לטמפרטורות נמוכות יותר במהלך מספר ימים בלבד שבמהלכם נבדקים היו נתונים ללחץ קור חוזר ונשנה. בחשיפה ממושכת (אסקימוסים, תושבי פטגוניה), עוצמת המטבוליזם הבסיסי עולה ב-25-50% - זוהי הסתגלות מטבולית.

הסתגלות מקומית. אם הידיים של אדם לבוש חם מתקררות באופן קבוע, אז הכאב בידיים פוחת. זאת בשל העובדה שהתרחבות קרה של כלי דם מתרחשת בטמפרטורת חדר גבוהה יותר.

היפותרמיה.היפותרמיה מתרחשת כאשר טמפרטורת בית השחי יורדת מתחת ל-35°. זה קורה מהר יותר כאשר טבילה במים קרים. במקרה זה נצפה מצב דומה להרדמה - היעלמות הרגישות, היחלשות תגובות הרפלקס, ירידה בריגוש של מערכת העצבים המרכזית, קצב חילוף החומרים, האטה בנשימה ובקצב הלב וירידה בלחץ הדם. זהו הבסיס לשימוש בהיפותרמיה מלאכותית, אשר מפחיתה את הצורך של המוח בחמצן, מה שהופך דימום ארוך יותר במהלך פעולות בלב ובכלי הדם הגדולים לנסבלים. כיום ידועים מקרים של השבתת לב במהלך היפותרמיה למשך 40-60 דקות (Vereshchagin). היפותרמיה נעצרת על ידי חימום מהיר של הגוף. היפותרמיה מלאכותית מתבצעת כאשר מנגנוני התרמוסגולציה כבויים.

בגיל מבוגר מתפתחת היפותרמיה עקב ויסות יתר של תגובות הטמפרטורה - בדרך כלל טמפרטורת הגוף מגיעה ל-35 o (תופעה הפוכה לחום).

ירידה בטמפרטורת הגוף ל-26-28 o גורמת למוות מפרפור לב.

חיי אדם:

מחיר שאלה (נקודות): 1

תשובות אפשריות:

שאלה מס' 7. התפתחות מכת חום אפשרית בטמפרטורת הגוף הבאה:

סוג השאלה: 1. בחירת התשובה הנכונה היחידה

מחיר שאלה (נקודות): 1

תשובות אפשריות:

שאלה מס' 8. בשלב של פירוק היפותרמיה, הגוף מתפתח:

סוג השאלה: 1. בחירת התשובה הנכונה היחידה

מחיר שאלה (נקודות): 1

תשובות אפשריות:

1. ברדיקרדיה וברדיפניאה

2. דיכוי פעילות קליפת המוח

3. ירידה מתקדמת בקצב חילוף החומרים הבסיסי

4. כל התשובות נכונות

תשובה נכונה: 4 תשובות אפשריות: 4

שאלה N 9. כאשר טמפרטורת הסביבה עולה, תגובות מפצות

אורגניזמים כולם חוץ מ:

סוג השאלה: 1. בחירת התשובה הנכונה היחידה

מחיר שאלה (נקודות): 1

תשובות אפשריות:

1. ברדיקרדיה וברדיפניאה

2. היפרפניאה

3. הרחבת כלי דם היקפיים

4. טכיקרדיה וטכיפניאה

תשובה נכונה: 1 תשובות אפשריות: 4

שאלה מס' 10. סימן אופייני לכוויה תרמית מדרגה שנייה הוא:

סוג השאלה: 1. בחירת התשובה הנכונה היחידה

מחיר שאלה (נקודות): 1

תשובות אפשריות:

1. אריתמה

2. היווצרות בועות

3. נמק של כל שכבות העור

4. כל התשובות נכונות

תשובה נכונה: 2 תשובות אפשריות: 4

שאלה מס' 11. השלב של פיצוי היפרתרמיה מאופיין בהכל למעט:

סוג השאלה: 1. בחירת התשובה הנכונה היחידה

מחיר שאלה (נקודות): 1

תשובות אפשריות:

1. הגדלת רמת חילופי הגזים

2. עלייה בנפח הדקות של מחזור הדם

3. רמה מופחתת של חילופי גז

4. הזעה מוגברת

תשובה נכונה: 3 תשובות אפשריות: 4

שאלה מס' 12. השלב של פירוק היפותרמיה מאופיין ב:

סוג השאלה: 1. בחירת התשובה הנכונה היחידה

מחיר שאלה (נקודות): 1

תשובות אפשריות:

1. היצרות של לומן של כלי היקפי

2. חוסר תפקוד ואי התאמה של מבנים שונים של מערכת העצבים המרכזית

3. ירידה מתקדמת ברמת המטבוליזם הבסיסי

4. כל האמור לעיל

תשובה נכונה: 4 תשובות אפשריות: 4

שאלה מס' 13. היפרתרמיה של הגוף מתפתחת כתוצאה מכל דבר מלבד:

סוג השאלה: 1. בחירת התשובה הנכונה היחידה

מחיר שאלה (נקודות): 1

תשובות אפשריות:

1. הפעלת תהליכי העברת חום עם ייצור חום רגיל או מופחת

2. עיכוב תהליכי העברת חום במהלך הפקת חום רגילה

3. עיכוב תהליכי העברת חום עם ייצור חום מוגבר

4. דיסוציאציה של תהליכי חמצון וזרחון

טמפרטורת גוף תקינה. גרעין הומיאותרמי. מעטפת פויקילותרמית. טמפרטורת נוחות. טמפרטורת גוף האדם.

היכולת של בעלי חיים ובני אדם בעלי דם חם לשמור על טמפרטורת הגוףברמה קבועה יחסית בתנאים משתנים של הסביבה החיצונית והפנימית מובטחת עקב הפעילות המתמשכת של מערכת ויסות התרמו הפיזיולוגי. מערכת זו כוללת: 1) קולטני טמפרטורה המגיבים לשינויים בטמפרטורה של הסביבה החיצונית והפנימית; 2) מרכז ויסות החום הממוקם בהיפותלמוס; 3) קישור אפקטור (ביצועי) של ויסות חום. תפקידה העיקרי של מערכת ויסות החום הוא לשמור על טמפרטורת הגוף האופטימלית, או התקינה, לחילוף החומרים. התוצאה ההסתגלותית של עבודת מערכת זו, המועילה לגוף, היא ערך מסוים של טמפרטורת הדם, המבטיח את המהלך התקין של תהליכים מטבוליים בגוף, מצד אחד, ונקבע על פי עוצמתם של אלה. תהליכים, מצד שני. בעל קיבולת חום גבוהה, הדם מעביר חום מרקמות בעלות רמה גבוהה של ייצור חום לרקמות בעלות רמה נמוכה יותר, ובכך עוזר להשוות את רמת הטמפרטורה בחלקים שונים בגוף.

טמפרטורה של רקמות גוף עמוקותבגלל העברת חום בדם, הוא מופץ באופן שווה יותר והוא בערך 36.7-37.0 "C. התנודות היומיות שלו בתנאים של שאר יחסית של הגוף נמצאות בטווח של 1 מעלות צלזיוס, לכן הם מדברים על "הליבה" ההומאותרמית של האדם תפיסה זו כוללת רקמות של גוף האדם, הממוקמות בעומק של 1 ס"מ מפני השטח של העור ועמוק יותר ברקמות הכבד, המוח, הכליות, הטמפרטורה מעט גבוהה יותר בגלל הפעילות המטבולית שלהן. הרקמות של איברים פנימיים אחרים הטמפרטורה של פני הגוף והחלקים הרחוקים של הגפיים נמוכה מהרקמות העמוקות והחלקים הפרוקסימליים זה תלוי בעוצמת זרימת הדם בכלי האיברים רקמות ועל השפעת הקירור או ההתחממות של הטמפרטורה של הסביבה החיצונית, לכן הם מדברים על ה"קליפה" הפויקליתרמית של הגוף האנושי. הקביעות היחסית של הטמפרטורה נשמרת במסה הגדולה יותר של רקמות אנושיות עמוקות אם הגוף נמצא סביבה עם טמפרטורת 25-26 מעלות צלזיוס. ערך טמפרטורה זה לאדם לבוש קל נקרא אזור התרמו-נייטרלי, או טמפרטורת הנוחות, מכיוון שבטווח טמפרטורות זה טמפרטורת הגוף נשמרת קבועה ללא השתתפות נוספת של מנגנוני חום. עם השפעת הקירור של הסביבה החיצונית, הטמפרטורה של רקמות עמוקות יורדת, וכאשר הגוף מתחמם, היא עולה (איור 13.1).

טמפרטורת גוף האדםשינויים במהלך היום (איור 13.2), שהוא ביטוי מקצבים יומיים. תנודות יומיות בטמפרטורת הגוףמתרחשים בהשפעת מקצבים אנדוגניים ("שעונים ביולוגיים"), המסונכרנים עם אותות חיצוניים, למשל, עם סיבוב כדור הארץ. בנוסף, טמפרטורת הגוף של אדם תלויה במצב הפיזיולוגי שלו (שינה או ערות, מנוחה או מתח פיזי ופסיכו-רגשי וכו'). טמפרטורת גוף מקסימליתמגיע לאדם בשעה 18-20 ויורד למינימום שלו בשעות שלפני עלות השחר, עד 4-6 בבוקר. המשרעת של תנודות יומיות אלו אינה עולה על 1 מעלות צלזיוס.

ערך ממוצע טמפרטורת ליבת הגוףמשקף את הטמפרטורה של הדם בחללי הלב, אבי העורקים וכלי דם גדולים אחרים. למרות זאת מדידת טמפרטורה בחלקים אלה של הגוףבבני אדם זה כמעט בלתי אפשרי, לכן, למטרות קליניות, כאינדיקטור לטמפרטורת הרקמות העמוקות של הגוף, נעשה שימוש בערכים נגישים יחסית למדידתה, כגון טמפרטורה פי הטבעת, טמפרטורה תת לשונית וטמפרטורת בית השחי. , טמפרטורה בתעלת השמיעה החיצונית בעור התוף. ברור שלמדידות כאלה בכל אחד מהאזורים המפורטים בגוף יש מאפיינים ומגבלות משלהם, וערכי הטמפרטורה המתקבלים משקפים רק במידה רבה או פחותה את הטמפרטורה של רקמות עמוקות (ראה איור 13.2).

קביעות טמפרטורת הגוף של אדם יכולה להישמר רק אם תהליכי יצירת החום והעברת החום מהאורגניזם כולו שווים. באזור התרמו-נייטרלי (הנוח) יש איזון בין הפקת חום והעברת חום. הגורם המוביל הקובע את רמת איזון החום הוא טמפרטורת הסביבה. כאשר הוא סוטה מהאזור הנוח, נוצרת רמה חדשה של איזון חום בגוף, המבטיחה איזותרמיה בתנאי סביבה חדשים. היחס האופטימלי של ייצור חום והעברת חום מובטח על ידי קבוצה של תהליכים פיזיולוגיים הנקראים thermoregulation. יש ויסות תרמו פיזית (העברת חום) וכימית (יצירת חום).

יצירת חום - מתבצעת עקב שינויים ברמת חילוף החומרים, המובילים לשינוי ביצירת החום בגוף. מקור החום בגוף הוא תגובות אקסותרמיות של חמצון של חלבונים, שומנים, פחמימות, כמו גם הידרוליזה של ATP. כאשר חומרים מזינים מתפרקים, חלק מהאנרגיה המשתחררת מצטבר ב-ATP, וחלק מתפזר בצורה של חום (חום ראשוני - 65-70% מהאנרגיה). כאשר משתמשים בקשרים בעלי אנרגיה גבוהה של מולקולות ATP, חלק מהאנרגיה משמש לביצוע עבודה שימושית, וחלק מתפזר (חום משני). לפיכך, שתי זרימות חום - ראשוניות ומשניות - הן הפקת חום.

אם יש צורך להגביר את ייצור החום, בנוסף לאפשרות לקבל חום מבחוץ, הגוף משתמש במנגנונים המגבירים את ייצור האנרגיה התרמית.

לטמפרטורה השפעה משמעותית על מהלך תהליכי החיים בגוף ועל פעילותו הפיזיולוגית. הבסיס הפיזיקלי-כימי להשפעה זו הוא שינוי בקצב התגובות הכימיות, שבגללו מתרחשת ההמרה האנטרופית של כל סוגי האנרגיה לחום.

יש תרמוגנזה מתכווצת ולא מתכווצת.

תרמוגנזה מתכווצת מאופיינת בכך שכאשר השרירים מתכווצים, ההידרוליזה של ATP גדלה, ולכן זרימת החום המשני המשמש לחימום הגוף עולה.

פעילות רצונית של מערכת השרירים מתרחשת בעיקר בהשפעת קליפת המוח. במקרה זה, עלייה בייצור החום אפשרית פי 3-5 בהשוואה לערך המטבוליזם הבסיסי.

כאשר מבצעים פעילות גופנית בעצימות משתנה, ייצור החום עולה פי 5-15 בהשוואה לרמת המנוחה. במהלך 15-30 הדקות הראשונות של פעולה ממושכת, טמפרטורת הליבה עולה די מהר לרמה נייחת יחסית, ולאחר מכן נשארת ברמה זו או ממשיכה לעלות לאט. למרות שמנגנוני העברת חום שונים מופעלים במהלך פעילות גופנית, נצפית היפרתרמיה בעבודה. זה עשוי לנבוע מירידה ברמת הוויסות ההיפותלמוס.

בדרך כלל, כאשר טמפרטורת הסביבה וטמפרטורת הדם יורדות, התגובה הראשונה היא עלייה בטון הרגולטורי. מנקודת המבט של מכניקת ההתכווצות, הטון הזה הוא מיקרו ויברציה ומאפשר לך להגדיל את ייצור החום ב-25-40% מהרמה ההתחלתית. בדרך כלל שרירי הראש והצוואר לוקחים חלק ביצירת טונוס.

עם היפותרמיה משמעותית יותר, הטון הרגולטורי הופך לרעידות קור בשרירים. צמרמורת קרה היא פעילות קצבית לא רצונית של שרירים שטחיים, שכתוצאה ממנה גדל ייצור החום. מאמינים שייצור החום במהלך רעד קר גבוה פי 2.5 מאשר במהלך פעילות שרירים רצונית.

תרמוגנזה לא מתכווצת מתרחשת על ידי האצת תהליכי חמצון והפחתת היעילות של צימוד זרחן חמצוני. בשל סוג זה של תרמוגנזה, ייצור החום יכול לגדול פי 3.

בשרירי השלד, עלייה בקצב התרמוגנזה שאינה מתכווצת קשורה לירידה בזרחן חמצוני עקב ניתוק השלבים השונים של תהליך זה. בכבד, ייצור חום מוגבר קשור להפעלה של גליקוגנוליזה ופירוק של גלוקוז לאחר מכן. הפקת חום מוגברת אפשרית עקב פירוק השומן החום. שומן חום, עשיר במיטוכונדריה וקצות עצבים סימפטיים, ממוקם באזור העורף, בין השכמות, במדיאסטינום לאורך כלים גדולים, בבתי השחי. בתנאי מנוחה, עד 10% מהחום נוצר בשומן חום. כאשר מתקרר, עוצמת הפירוק שלו עולה באופן ניכר. בנוסף, נצפית עלייה ברמת היווצרות החום עקב הפעולה הדינמית הספציפית של המזון.

ויסות התהליכים של תרמוגנזה לא מתכווצת מתבצע על ידי הפעלת מערכת העצבים הסימפתטית, ייצור הורמוני בלוטת התריס (ניתוק זרחון חמצוני) ומדולה יותרת הכליה.

במקרה זה, אנרגיה מושקעת תמיד עבור עבודה כלשהי, ויצירת החום היא התוצאה שלו. במנוחה, 70% מהחום של האדם נוצר על ידי איברים פנימיים, ו-30% על ידי שרירים, שסיבים, אפילו בזמן מנוחה מוחלטת, מתכווצים באופן בלתי מורגש וחלש מאוד, אך ללא הרף. במהלך העבודה הפיזית (אימון), היווצרות החום גוברת פי כמה והחלק של עבודת השרירים בתהליך זה הופך להיות מכריע. ייצור החום תלוי בעיקר בעוצמת עבודת השרירים.

במהלך פעילות גופנית, טמפרטורת הליבה עולה וטמפרטורת העור הממוצעת יורדת עקב ייצור זיעה והתנדפות הנגרמת על ידי עבודה. במהלך פעילות גופנית תת-מקסימלית, קצב העלייה בטמפרטורת הליבה כמעט בלתי תלוי בטמפרטורת הסביבה בטווח רחב (15-35 מעלות צלזיוס) כל עוד מתרחשת הזעה. התייבשות מובילה לעלייה בטמפרטורת הליבה ובכך מגבילה את הביצועים.

פעילות אנושית רגילה אפשרית בטווח של כמה מעלות בלבד; ירידה בטמפרטורת הגוף מתחת ל-35 מעלות צלזיוס ועלייה מעל 40-41 מעלות צלזיוס מסוכנת ויכולות להיות השלכות חמורות על הגוף.

תאי עצב רגישים במיוחד לשינויי טמפרטורה. מנקודת המבט של ויסות חום, ניתן לדמיין את גוף האדם כמורכב משני מרכיבים: החיצוני - הקליפה, והפנימי - הליבה. הליבה היא החלק בגוף שיש לו טמפרטורה קבועה, והקליפה היא החלק בגוף שיש לו שיפוע טמפרטורה. דרך הקליפה יש חילופי חום בין הליבה לסביבה. הטמפרטורה של חלקים שונים של הליבה שונה. לדוגמה, בכבד - 37.8-38.0 מעלות צלזיוס, במוח - 36.9-37.8 מעלות צלזיוס באופן כללי, טמפרטורת הליבה של גוף האדם היא 37.0 מעלות צלזיוס.

הטמפרטורה של עור האדם באזורים שונים נעה בין 24.4 מעלות צלזיוס ל-34.4 מעלות צלזיוס. הטמפרטורה הנמוכה ביותר נצפית על האצבעות, הגבוהה ביותר בבית השחי. על בסיס מדידת הטמפרטורה בבית השחי בדרך כלל שופטים את טמפרטורת הגוף בזמן נתון. על פי נתונים ממוצעים, טמפרטורת העור הממוצעת של אדם עירום בטמפרטורת אוויר נוחה היא 33-34 מעלות צלזיוס.

ישנן תנודות יממה - יומיות - בטמפרטורת הגוף. משרעת התנודות יכולה להגיע ל-1°. טמפרטורת הגוף היא מינימלית בשעות שלפני עלות השחר (3-4 שעות) ומקסימום בשעות היום (16-18 שעות). תזוזות אלו נגרמות מתנודות ברמת הרגולציה, כלומר. קשור לשינויים בפעילות מערכת העצבים המרכזית.

ידועה גם תופעת אסימטריית הטמפרטורה בבית השחי. זה נצפה בכ-54% מהמקרים, והטמפרטורה בבית השחי השמאלי מעט גבוהה יותר מאשר בבית השחי הימני. אסימטריה אפשרית גם באזורים אחרים בעור, וחומרת האסימטריה של יותר מ-0.5 מעלות מעידה על פתולוגיה.