Mecanismos de termorregulación. Termorregulación humana: ¿Qué es? El mecanismo de la termorregulación química es las sustancias alimentarias.
La regulación de la temperatura consiste en coordinar los procesos de calor (termorregulación química) y la transferencia de calor (termorregulación física).
Procesos de producción de calor. En todos los órganos debido al proceso de metabolismo, ocurre el flujo de producto de calor. Por lo tanto, la sangre que alcanza los órganos, por regla general, tiene una temperatura más alta que la que fluye. Pero el papel de varios órganos en el producto térmico es diferente. En un estado de descanso sobre el hígado representa aproximadamente el 20% del producto de calor total, en otros órganos internos, 56%, en - 20%, durante el esfuerzo físico en los músculos esqueléticos, hasta el 90%, en órganos internos, solo 8 %.
Por lo tanto, la poderosa fuente de respaldo de productos de calor es el músculo en su reducción. El cambio en la actividad de su metabolismo bajo las locomotiones es el principal mecanismo del producto de calor. Entre las diversas locomotiones, se pueden distinguir varias etapas de la participación muscular en el producto térmico.
1. Tono de termorregulación. Al mismo tiempo, los músculos no se reducen. Sólo su tono y su metabolismo aumentan. Este tono surge en general en los músculos del cuello, cuerpo y extremidades. Como resultado, el producto de calor aumenta en un 50-100%.
2. El escalofrío surge inconscientemente y se encuentra en la actividad periódica de las unidades motoras de alto voltaje en el fondo del tono de termorregulación. Cuando está temblando, toda la energía se dirige solo a un aumento en la generación de calor, mientras que en locomotiones convencionales, se consume parte de la energía para mover la extremidad correspondiente, y la parte es la termogénesis. Cuando tiembla, los productos de calor aumentan en 2-3 veces. Un escalofrío comienza a menudo con los músculos del cuello, caras. Esto se debe al hecho de que primero la temperatura de la sangre debe aumentar, que fluye hacia el cerebro.
3. Las reducciones arbitrarias son para aumentar conscientemente la contracción muscular. Esto se observa en condiciones bajas de temperatura externa, cuando las dos primeras etapas no son suficientes. Con las abreviaturas arbitrarias, los productos de calor pueden aumentar en 10-20 veces.
La regulación del producto térmico en los músculos de Cutyazan con la influencia de los medidores A-Motor en la función y el metabolismo / músculos, en otros tejidos, el sistema nervioso simpático y las catecolaminas (aumentan la intensidad del metabolismo en un 50%) y la acción. de hormonas, especialmente la tiroxina, que aumenta el producto de calor casi dos veces.
Un papel importante en la termogénesis de los lípidos, que se distingue por hidrólisis significativamente más energía (9.3 kcal / g) que los carbohidratos (4.1 kcal / g). De particular importancia, en particular en niños, tiene grasa marrón.
Procesos de transferencia de calor. Sucede de las siguientes maneras: radiación, convección, evaporación y conductividad térmica.
La radiación ocurre con la ayuda de la radiación de onda larga infrarroja. Esto requiere un gradiente de temperatura entre la piel caliente y las paredes frías y otros objetos ambientales. Por lo tanto, la magnitud de la radiación depende de la temperatura y la superficie de la piel.
La conductividad térmica se realiza con contacto directo del cuerpo con objetos (taburete, cama, etc.). Al mismo tiempo, la tasa de transferencia de calor de un cuerpo calentada a un objeto menos calentado está determinado por el gradiente de temperatura y su industria térmica. El retorno del calor de esta manera significativamente (14 veces) aumenta cuando una persona está en el agua. En parte, llevando a cabo el calor transferido de los órganos internos a la superficie del cuerpo. Pero este proceso se inhibe debido a la baja conductividad térmica de la grasa.
Camino de convección. El aire en contacto con la superficie del cuerpo, en presencia de temperaturas, se calienta. Al mismo tiempo, se vuelve más fácil y, al levantarse del cuerpo, libera el lugar para nuevas porciones aéreas. Así, participa parte del calor. La intensidad de la convección natural se puede aumentar debido a un movimiento de aire adicional, una disminución de los obstáculos cuando se admite en el cuerpo (ropa adecuada).
Sudor de evaporación. A la temperatura ambiente en un hombre, aproximadamente el 20% del calor se da debido a la evaporación.
Conductividad térmica, La convección y la radiación son las vías pasivas de la transferencia de calor en función de las leyes de la física. Son efectivos solo al tiempo que mantienen un gradiente de temperatura positivo. Cuanto menor sea la diferencia de temperatura entre el cuerpo y el medio ambiente, se da menos calor. Con los mismos indicadores o a altas temperaturas ambientales, las rutas mencionadas no solo no son efectivas, sino que el cuerpo está calentando. En estas condiciones, solo se dispara un mecanismo de recuperación de calor en el cuerpo asociado con los procesos de sudoración y potoviparovoyvane. Aquí se utilizan ambos patrones físicos (costos de energía por proceso de evaporación) y biológicos (sudoración). Enfriamiento La piel contribuye al hecho de que se consume 0.58 KCAL para la evaporación de 1 ml. Si no pasa
la evaporación rápida, la efectividad de la transferencia de calor disminuye considerablemente. METRO.
La tasa de evaporación es cien depende del gradiente de temperatura y de la saturación del ferry de agua de aire circundante. Cuanto mayor sea la humedad, menos efectiva se convierte en la transferencia de calor. La efectividad de la transferencia de calor disminuye drásticamente cuando está en agua o en ropa densa. Al mismo tiempo, el cuerpo se ve obligado a compensar la ausencia de sudorparovane debido a un aumento en la sudoración.
La evaporación tiene dos mecanismos: a) Pospiración: sin la participación de las glándulas sudoríparas b) evaporación, con la participación activa de las glándulas sudoríparas.
Pusmacia - Evaporación del agua de la superficie de los pulmones, las membranas mucosas, el cuero, que siempre está mojado. Esta evaporación no está regulada, depende del gradiente de temperatura y la humedad del aire ambiente, su valor es de aproximadamente 600 ml / día. Cuanto mayor sea la humedad, menos efectiva este tipo de transferencia de calor.
El mecanismo de la secreción de sudor. El hierro en maceta consta de dos partes: la glándula en sí, que se encuentra en la capa subtermal, y los conductos de salida se abren en la superficie de la piel. El secreto primario se forma en la glándula, y en los conductos, debido a la reabsorción, se forma un secreto secundario: sudor.
Secreto primario como plasma sanguíneo. La diferencia radica en el hecho de que en este secreto no hay proteínas y glucosa, menos Na +. Entonces, en el sudor inicial, la concentración de sodio es de aproximadamente 144 nmol / l, cloro - 104 nmol / l. Estos iones se absorben activamente cuando el sudor pasa a través de conductos de salida, proporcionando absorción de agua. El proceso de absorción depende en gran medida de la tasa de formación y la promoción del sudor que estos procesos están activos, el mayor Na + y SL permanecen. Con una fuerte sudoración en el sudor, hasta la mitad de la concentración de estos iones puede permanecer. La ingesta fuerte se acompaña de un aumento en la concentración de urea (hasta 4 veces más alta que en plasma) y potasio (hasta 1,2 veces más que en plasma). La alta concentración total de iones, formando un alto nivel de presión osmótica, proporciona una disminución de la reabsorción y el aislamiento desde entonces una gran cantidad de agua.
Con una sudoración fuerte, se puede gastar un montón de NaCl (hasta 15-30 g / día). Sin embargo, hay mecanismos en el cuerpo que aseguran la preservación de estos iones importantes con una gran sudoración. En particular, están involucrados en los procesos de adaptación, en particular, la aldosterona mejora la reabsorción de Na +.
Las funciones de las glándulas sudoríparas son ajustadas por mecanismos especiales. El sistema nervioso simpático está influenciado por su actividad, pero el mediador es acetilcolina. Las células secretoras, excepto los m-cholinoreceptores, también tienen adrenoreceptores que reaccionan a las catecolas de la sangre. La activación de las funciones de las glándulas sudoríferas está acompañada por un aumento en su suministro de sangre.
La cantidad de sudor asignada puede alcanzar 1.5 l / h, y en personas adaptadas, hasta 3 l / h.
A la temperatura ambiente en un hombre, aproximadamente el 60% del calor se administra debido a la radiación, aproximadamente 12-15% - convección del aire, aproximadamente el 20%: evaporación, 2-5% de conductividad térmica. Pero esta relación depende de una serie de condiciones, en particular sobre la temperatura del entorno externo.
El papel principal en la regulación de los procesos de transferencia de calor se desempeña el suministro de sangre a la piel. El estrechamiento de los vasos de la piel, el descubrimiento de anastomosis arteriovenosos contribuye a una afluencia menor de calor del núcleo a la cáscara y mantenerlo en el cuerpo. Por el contrario, cuando la expansión de los recipientes de cuero, su temperatura puede aumentar en 7-8 ° C. También aumenta la transferencia de calor.
Condicionalmente, la piel se puede llamar un sistema radiador del cuerpo. Bloodstock en la piel puede variar de 0 a 30% de burlas. El tono de los vasos de la piel está controlado por un sistema nervioso simpático.
Por lo tanto, la temperatura corporal es un equilibrio entre los procesos de productos térmicos y de transferencia de calor. Cuando la producción de calor prevalece sobre la transferencia de calor, la temperatura corporal aumenta y, por el contrario, si la transferencia de calor es mayor que el producto de calor, se reduce la temperatura corporal.
A. La vida humana solo puede filtrarse en un rango de temperatura estrecho.
La temperatura tiene un impacto significativo en el flujo de procesos vitales en el cuerpo humano y en su actividad fisiológica. Los procesos de vida se limitan a un rango de temperatura estrecho del entorno interno en el que pueden producirse reacciones de enzimas básicas. Para una persona, una disminución de la temperatura corporal por debajo de 25 ° C y su aumento superior a 43 ° C suele ser mortalmente. Especialmente sensible a los cambios en las células nerviosas de temperatura.
Calor Causa sudoración intensiva, que conduce a deshidratación del cuerpo, pérdida de sales minerales y vitaminas solubles en agua. La consecuencia de estos procesos es el engrosamiento de la sangre, una violación del metabolismo de la sal, la secreción gástrica, el desarrollo de un déficit de vitaminas. La reducción permitida del peso durante la evaporación es de 2-3%. Cuando la pérdida de peso de la evaporación es del 6%, se viole la actividad mental y con una pérdida de peso del 15-20%, la muerte viene. La acción sistemática de la alta temperatura causa cambios en el sistema cardiovascular: el aumento en el pulso, el cambio en la presión arterial, debilitando la capacidad funcional del corazón. La exposición a largo plazo a la alta temperatura conduce a la acumulación de calor en el cuerpo, mientras que la temperatura corporal puede aumentar a 38-41 ° C y puede ocurrir un golpe térmico con la pérdida de la conciencia.
Temperaturas bajas Puede haber causas de enfriamiento y sobrecofring el organismo. Cuando se enfríe en el cuerpo, la transferencia de calor se reduce reflexivamente y aumenta los aumentos de productos térmicos. La reducción de la transferencia de calor se produce debido a los espasmos (estrechamiento) de los vasos, lo que aumenta la resistencia térmica de los tejidos del cuerpo. La exposición a largo plazo a la temperatura baja conduce a un spa vascular resistente, trastornos de los tejidos. El crecimiento del producto térmico durante el enfriamiento se logra mediante un aumento en los procesos metabólicos oxidativos en el cuerpo (una disminución en la temperatura corporal a 1 ° C se acompaña de un aumento en los procesos metabólicos a 10 ° C). El impacto de las bajas temperaturas está acompañado por un aumento en la presión arterial, el volumen de inhalación y una disminución en la frecuencia respiratoria. Enfriamiento del cuerpo cambia el intercambio de carbohidratos. El enfriamiento grande está acompañado por una disminución en la temperatura corporal, la opresión de los órganos y los sistemas corporales.
B. El núcleo y la cubierta exterior del cuerpo.
Desde el punto de vista de la termorregulación, el cuerpo humano se puede representar consistiendo en dos componentes: externo cáscara e interno núcleos.
Centro- Esto es parte del cuerpo, que tiene una temperatura constante (órganos internos), y cáscara- Parte del cuerpo en el que hay un gradiente de temperatura (estos son tejidos de la capa superficial del cuerpo con un espesor de 2,5 cm). A través de la cáscara hay intercambio de calor entre el núcleo y el medio ambiente, es decir, los cambios en la conductividad térmica de la carcasa determinan la constancia de la temperatura del kernel. La conductividad térmica varía debido a los cambios en el suministro de sangre y el flujo sanguíneo del tejido de la cubierta.
La temperatura de diferentes secciones del núcleo es diferente. Por ejemplo, en el hígado: 37.8-38.0 ° C, en el cerebro: 36.9-37.8 ° C. En general, la temperatura del núcleo del cuerpo humano es 37.0 ° C. Esto se logra utilizando los procesos de termorregulación endógena, cuyo resultado es un equilibrio estable entre la cantidad de calor producido en el cuerpo ( producción de calor) y la cantidad de calor disipado por el cuerpo por el mismo tiempo en el medio ambiente ( prensa de calor).
La temperatura humana de la piel en diferentes áreas varía de 24.4 ° C a 34.4 ° C. La temperatura más baja se observa en los dedos de las piernas, la más alta, en la axila. Se basa en la medición de la temperatura en la axila, el cuerpo generalmente se juzga en el momento del tiempo.
De acuerdo con los datos promediados, la temperatura promedio de la persona desnuda en una temperatura del aire cómoda es de 33-34 ° C. Hay fluctuaciones diarias en la temperatura corporal. La amplitud de las oscilaciones puede alcanzar el 1 ° C. La temperatura del cuerpo es mínima en el reloj preliminar (3-4 horas) y el máximo durante el día (16-18 horas).
También se conoce el fenómeno de la asimetría de la temperatura. Se observa alrededor del 54% de los casos, y la temperatura en la depresión axilar izquierda es ligeramente más alta que en la derecha. Son posibles la asimetría y otras áreas de la piel, y la gravedad de la asimetría es más de 0.5 ° C testifica a la patología.
V. Intercambio de calor. El balance de la generación de calor y la transferencia de calor en el cuerpo humano.
Los procesos de la vida humana están acompañados de una generación de calor continua en su cuerpo y el impacto del calor formado en el medio ambiente. El intercambio de energía térmica entre el organismo y el medio ambiente se llama de intercambio de calor. El producto de calor y la transferencia de calor se debe a las actividades del sistema nervioso central, que regula el metabolismo, la circulación sanguínea, la sudoración y la actividad de los músculos esqueléticos.
El cuerpo humano es un sistema autorregulador con una fuente de calor interna, en la que, en condiciones normales, el producto térmico (cantidad de calor formado) es igual a la cantidad de calor dado al entorno externo (transferencia de calor). La constancia de la temperatura corporal se llama isotermia. Asegura la independencia de los procesos metabólicos en tejidos y órganos de las fluctuaciones de temperatura ambiente.
La temperatura interna del cuerpo humano es constante (36.5-37 ° C) debido al control de la intensidad de la transferencia de calor y calor, dependiendo de la temperatura del entorno externo. Y la temperatura de la piel humana cuando se expone a condiciones externas se puede cambiar en límites relativamente amplios.
En el cuerpo de una persona durante 1 hora, se forma mucho calor según sea necesario para hervir 1 litro de agua helada. Y si el cuerpo era impenetrable para calentar el caso, luego una hora más tarde, la temperatura corporal se habría elevado aproximadamente 1.5 ° C, mientras que el reloj alcanzaría el punto de ebullición del agua. Durante el trabajo físico severo, la formación de calor aumenta varias veces. Aún así, la temperatura de nuestro cuerpo no cambia. ¿Por qué? Es precisamente en el equilibrio de los procesos de educación y calor de calor en el cuerpo.
El factor principal que determina el nivel de equilibrio térmico es temperatura ambiental. Con su desviación de una zona cómoda en el cuerpo, se establece un nuevo nivel de equilibrio térmico, proporcionando isotermia en los nuevos entornos de entorno. Tal constancia de la temperatura corporal está garantizada por el mecanismo. termorregulaciónque comprende el proceso de generación de calor y el proceso de generación de calor que está regulado por neuro-endocrino a través.
El concepto de la termorregulación del cuerpo..
Temorregulación - Esta es una combinación de procesos fisiológicos destinados a mantener la temperatura de constancia relativa del núcleo del organismo en condiciones de cambios en la temperatura del medio utilizando la regulación del producto térmico y la transferencia de calor. La termorregulación está dirigida a prevenir los trastornos del equilibrio térmico del cuerpo o en su restauración, si ya se han producido violaciones, y se lleva a cabo por neuro-humoral a través.
Se cree que la termorregulación se caracteriza solo por animales homototérmicos (incluyen mamíferos (incluida una persona), aves), cuyo cuerpo tiene la capacidad de mantener la temperatura de las áreas internas del cuerpo a un relativamente constante y bastante alto. Nivel (alrededor de 37-38 ° C en mamíferos y 40-42 ° C en aves) independientemente de los cambios en la temperatura ambiente.
El mecanismo de termorregulación puede representarse como un sistema de autónomo cibernotético con retroalimentación. Las fluctuaciones de temperatura ambiente actúan sobre la educación especial del receptor ( termoreceptor), sensible al cambio de temperatura. Los termeeceptores se transmiten a la información de los centros de termorregulación sobre el estado térmico del órgano, a su vez, los centros de termorregulación a través de las fibras nerviosas, las hormonas y otras sustancias biológicamente activas cambian el nivel de transferencia de calor y producción de calor o secciones corporales (termorregulación local) , o el cuerpo en su conjunto. Cuando los centros de termorregulación están apagados con productos químicos especiales, el cuerpo pierde la capacidad de mantener la constancia de la temperatura. Esta característica en los últimos años se utiliza en medicina para enfriamiento artificial del cuerpo durante las operaciones quirúrgicas complejas en el corazón.
Piel termoreceptores.
Se estima que una persona tiene aproximadamente 150.000 receptores de frío y 16,000 receptores térmicos que reaccionan a los cambios en la temperatura de los órganos internos. Los términos termoreceptores están ubicados en la piel, en los órganos internos, tracto respiratorio, músculos esqueléticos y el sistema nervioso central.
El cuero termoreceptor está adaptando rápidamente y reacciona no tanto a la temperatura misma como sus cambios. El número máximo de receptores está en el área de la cabeza y el cuello, el mínimo en las extremidades.
Los receptores fríos son menos sensibles y su umbral de sensibilidad es de 0.012 ° C (cuando se enfría). El umbral de la sensibilidad de los receptores térmicos es mayor y es de 0.007 ° C. Esto probablemente se debe al mayor peligro para el cuerpo de sobrecalentamiento.
D. Tipos de termorregulación.
La termorregulación se puede dividir en dos tipos principales.:
1. Termorregulación física:
Evaporación (sudoración);
Radiación (radiación);
Convección.
2. Termorregulación química.
Termogénesis contráctil;
Termogénesis no cultura.
Termorregulación física (El proceso que elimina el calor del cuerpo): garantiza la preservación de la constancia de la temperatura corporal debido al cambio en el calor del calor por el organismo realizando a través de la piel (conducción y convección), radiayscript (radiación) y evaporación de agua. El retorno del calor generado en el cuerpo está regulado cambiando la conductividad térmica de la piel, la capa de grasa subcutánea y la epidermis. La transferencia de calor está regulada en gran medida por la dinámica de la circulación sanguínea en los tejidos térmicos conductores y aislantes térmicos. Con un aumento en la temperatura ambiente en la transferencia de calor, comienza a dominar la evaporación.
La conducción, la convección y la radiación son las vías pasivas de la transferencia de calor en función de las leyes de la física. Son efectivos solo al tiempo que mantienen un gradiente de temperatura positivo. Cuanto menor sea la diferencia de temperatura entre el cuerpo y el medio ambiente, se da menos calor. Con los mismos indicadores o a altas temperaturas ambientales, las rutas mencionadas no solo no son efectivas, sino que también está ocurriendo el cuerpo. En estas condiciones, solo se activa un mecanismo de recuperación de calor en el cuerpo: la sudoración.
A baja temperatura ambiente (15 ° C y abajo), aproximadamente el 90% de la transferencia de calor diaria se produce debido al control de calor y la emisión de calor. Bajo estas condiciones, no hay sudoración visible. A la temperatura del aire de 18-22 ° C, la transferencia de calor debido a la conductividad térmica y la emisión de calor disminuye, pero la pérdida de calor aumenta por el organismo por evaporación de la humedad de la superficie de la piel. Con una temperatura ambiente creciente hasta 35 ° C, la transferencia de calor con radiación y convección se vuelve imposible, y la temperatura corporal se mantiene a un nivel constante únicamente por evaporación del agua de la superficie de la piel y los pulmones alvéolos. Con una alta humedad, cuando la evaporación del agua es difícil, el sobrecalentamiento del cuerpo puede ocurrir y desarrollar un golpe de calor.
En una persona en reposo a la temperatura del aire de aproximadamente 20 ° C y una transferencia total de calor, igualante a 419 kJ (100 kcal) por hora, el 66% se pierde utilizando radiación, evaporación del agua - 19%, convección - 15% del calor total Pérdida por el cuerpo.
Termorregulación química(El proceso que garantiza la formación de calor en el cuerpo) se implementa a través del metabolismo y a través de los productos de calor de tales tejidos como los músculos, así como el hígado, la grasa marrón, es decir, los cambios en el nivel de generación de calor. a la ganancia o debilitando la intensidad del metabolismo en las células del cuerpo. Cuando se oxidan sustancias orgánicas, se libera energía. Parte de la energía va a la síntesis de ATP (el trifosfato de adenosina es un nucleótido, que desempeña un papel extremadamente importante en el intercambio de energía y sustancias en el cuerpo). Esta energía potencial puede ser utilizada por el cuerpo en sus futuras actividades. La fuente de calor en el cuerpo es todos los tejidos. La sangre, que fluye a través de la tela, se calienta. Un aumento en la temperatura ambiente provoca una reducción refleja en el metabolismo, como resultado de esto, la generación de calor disminuye en el cuerpo. Con una disminución en la temperatura ambiente, la intensidad de los procesos metabólicos aumenta reflexicamente y se mejora la generación de calor.
La inclusión de la termorregulación química se produce cuando la termorregulación física resulta insuficiente para mantener la constancia de la temperatura corporal.
Considere estos tipos de termorregulación.
Termorregulación física:
Debajo termorregulación física Comprenda la combinación de procesos fisiológicos que conducen a cambios en el nivel de transferencia de calor. Hay las siguientes maneras de recuperar el calor por el organismo en el medio ambiente:
Evaporación (sudoración);
Radiación (radiación);
Transferencia de calor (conducción);
Convección.
Considéralos con más detalle:
1. Evaporación (sudoración):
Evaporación (sudoración)- Esta es una recuperación de la energía térmica en el entorno debido a la evaporación del sudor o la humedad de la superficie de la piel y las membranas mucosas del tracto respiratorio. Una persona es liberada constantemente por sudor por glándulas sudoríparas de la piel ("tangible", o fervor, pérdida de agua), las membranas mucosas del tracto respiratorio (pérdida de agua "irrevomable") se humedecen. Al mismo tiempo, la pérdida de agua "tangible" por parte del cuerpo tiene un impacto más significativo en la cantidad total de calor que el calor del calor que "irrelevante".
A la temperatura media exterior, aproximadamente 20 ° C, la evaporación de la humedad es de aproximadamente 36 g / h. Dado que la evaporación de 1 g de agua en humanos gastó 0.58 kcal de energía térmica, no es difícil calcular que por evaporación por el organismo de un adulto, da alrededor del 20% de toda la disipación de calor en estas condiciones. Mayor temperatura externa, trabajo físico, estadía a largo plazo en ropa de aislamiento térmico refuerza la sudoración y puede aumentar a 500-2,000 g / h.
Una persona no tolera la temperatura ambiente relativamente baja (32 ° C) durante el aire mojado. En aire absolutamente seco, una persona puede estar sin notable sobrecalentamiento durante 2-3 horas a una temperatura de 50-55 ° C. También está mal transferido por ropa impenetrable de aire (caucho, denso, etc.), que evita la evaporación del sudor: una capa de aire entre la ropa y el cuerpo se sature rápidamente con pares y la evaporación adicional de las paradas de sudor.
En el proceso de transferencia de calor utilizando la evaporación, aunque es solo uno de los métodos de termorregulación, existe una dignidad excepcional: si la temperatura externa excede la temperatura promedio de la piel, entonces el cuerpo no puede dar calor al medio externo con Otros métodos de termorregulación (radiación, convección y conducción), que veremos a continuación. El cuerpo bajo estas condiciones comienza a absorber el calor del exterior, y la única forma de dispersión de calor se convierte en un aumento en la evaporación de la humedad de la superficie del cuerpo. Dicha evaporación es posible hasta que la humedad ambiental sigue siendo inferior al 100%. Con la sudoración intensiva, la humedad alta y el bajo movimiento de aire, cuando las gotas del sudor, no se están evaporando, se fusionan y fluyen de la superficie del cuerpo, la transferencia de calor por evaporación se vuelve menos efectiva.
Al evaporar el sudor, nuestro cuerpo da su energía. En realidad, debido a la energía de nuestro cuerpo, la molécula fluida (es decir, el sudor) desgarra los enlaces moleculares y se mueve del líquido al estado gaseoso. La energía se gasta en la ruptura de las conexiones y, como resultado, la temperatura corporal disminuye. El refrigerador trabaja en el mismo principio. Se las arregla para mantener la temperatura dentro de la cámara, mucho más baja que la temperatura ambiente. Hace esto debido a la electricidad consumida. Y lo hacemos utilizando la energía obtenida de la división de productos alimenticios.
Reducir el calor de la evaporación puede ayudar a controlar sobre la selección de la ropa. La ropa debe seleccionarse sobre la base de las condiciones climáticas y la actividad actual. No seas perezoso para eliminar la ropa excesiva cuando las cargas están creciendo. Usted sudará menos. Y no seas perezoso para usarlo de nuevo cuando las cargas se detienen. Retire la humedad y la máquina de viento si no hay lluvia con el viento, de lo contrario la ropa se burlará del interior, desde su sudor. Y, en contacto con la ropa mojada, perdemos el calor y la conductividad térmica. El agua 25 veces mejor que el aire lleva a cabo el calor. Entonces, en ropa mojada, perdemos calor 25 veces más rápido. Por eso es importante apoyar la ropa seca.
La evaporación se divide en 2 tipos:
pero) Permiso sin precedencia (Sin la participación de las glándulas sudoríferas) es la evaporación del agua de la superficie de la luz, las membranas mucosas del tracto respiratorio y el agua, que se filtran a través del epitelio de la piel (evaporación de la superficie de la piel, incluso si la piel está seca ).
Durante el día a través del tracto respiratorio, hasta 400 ml de agua se evapora, es decir, El cuerpo pierde hasta 232 kcal por día. Si es necesario, este valor se puede aumentar por dificultad térmica de la respiración. A través de la epidermis, en promedio, aproximadamente 240 ml de filtraciones de agua por día. En consecuencia, de esta manera el cuerpo pierde hasta 139 kcal por día. Este valor, por regla general, no depende de los procesos de regulación y los diversos factores ambientales.
b) Permisos de fieltro(Con la participación activa de las glándulas sudoríparas). - Este es el retorno del calor por evaporación del sudor. En promedio, se distinguen 400-500 ml de sudor durante una temperatura cómoda del medio, por lo tanto, se administran hasta 300 kcal de energía. La evaporación de 1 litros de olla en una persona con un peso corporal de 75 kg puede disminuir la temperatura corporal a 10ºC. Sin embargo, si es necesario, el volumen de sudoración puede aumentar a 12 l por día, es decir, Sudándose, puede perder hasta 7.000 kcal por día.
La eficiencia de evaporación depende en gran medida del medio: cuanto mayor sea la temperatura y la menor humedad, mayor será la eficiencia de sudoración como un mecanismo de retroceso de calor. Con 100% de humedad, la evaporación es imposible. Con alta humedad del aire atmosférico, las altas temperaturas son más pesadas que a baja humedad. En el aire de vapor de agua saturado (por ejemplo, en el baño), el sudor se resalta en grandes cantidades, pero no se evapora y fluye de la piel. Dicha sudoración no contribuye a la recuperación de calor: solo la parte del sudor, que se evapora de la superficie de la piel, es importante para la transferencia de calor (esta parte del sudor es una sudorificación efectiva).
2. Radiación (radiación):
Radiación (radiación)- Esta es una forma de retroceder el calor en el entorno de la superficie del cuerpo humano en forma de ondas electromagnéticas del rango infrarrojo (A \u003d 5-20 μm). Debido a la radiación, todos los objetos dan energía, cuya temperatura está por encima del cero absoluto. La radiación electromagnética pasa libremente a través del vacío, el aire atmosférico también puede considerarse "transparente".
Como se sabe, cualquier objeto que se calienta por encima de la temperatura ambiente irradia el calor. Todos lo sintieron sentados junto al fuego. El fuego irradia el calor y calienta los artículos alrededor. Al mismo tiempo, el fuego pierde su calor.
El cuerpo humano comienza a emitir calor tan pronto como la temperatura ambiente disminuye más abajo que la temperatura de la superficie de la piel. Para evitar la pérdida de calor por radiación, debe proteger las áreas abiertas del cuerpo. Esto se hace con la ropa. Por lo tanto, creamos una capa de aire en ropa entre la piel y el medio ambiente. La temperatura de esta capa será igual a la temperatura corporal y la pérdida de calor por disminución de la radiación. ¿Por qué la pérdida de calor no se detiene en absoluto? Porque ahora la ropa climatizada emitirá calor, perdiéndolo. Y, incluso poniéndose otra capa de ropa, no detienes la radiación.
La cantidad de calor disipada por el organismo en el medio ambiente por radiación es proporcional al área de la superficie de radiación (área de la superficie corporal, no cubierta con ropa) y la diferencia en los valores promedio de la temperatura de la piel y el medio ambiente. A temperatura ambiente de 20 ° C y la humedad relativa de 40-60%, el cuerpo de un adulto disipa alrededor del 40-50% del calor total. Si la temperatura ambiente excede la temperatura media de la piel, el cuerpo humano, absorbe los rayos infrarrojos emitidos por los objetos circundantes se calienta.
La transferencia de calor por radiación aumenta cuando la temperatura ambiente disminuye y disminuye cuando aumenta. En condiciones de temperatura ambiente constante, la radiación de la superficie del cuerpo aumenta con la creciente temperatura de la piel y disminuye cuando se reduce. Si las temperaturas de la superficie promedio de la piel y el entorno están alineadas (la diferencia de temperatura se vuelve igual a cero), entonces la devolución del calor por radiación se vuelve imposible.
Redujo la transferencia de calor del cuerpo por radiación al reducir el área de la superficie de radiación. cambiando la posición del cuerpo. Por ejemplo, cuando un perro o un gato está frío, se convierten en una maraña, reduciendo así la superficie de la transferencia de calor; Cuando está caliente, los animales, por el contrario, tome la posición a la que aumenta la superficie de transferencia de calor tanto como sea posible. Este método de termorregulación física no está privado tanto de una persona, "girándose en la pelota" durante el sueño en la habitación fría.
3. Consideración de calor (conducción):
Conducción de calor (condición) - Esta es una forma de devolver el calor, que tiene lugar cuando se pone en contacto con el contacto del cuerpo con otros cuerpos físicos. La cantidad de calor dado al organismo en el medio ambiente en este método es proporcional a la diferencia en la temperatura promedio de los cuerpos de contacto, el área de las superficies de contacto, el calor del contacto térmico y la conductividad térmica del cuerpo inactivo.
La pérdida de calor con conductividad térmica se produce cuando se produce contacto directo con un objeto frío. En este punto, nuestro cuerpo da su calor. La velocidad de la pérdida de calor depende en gran medida de la conductividad térmica del artículo con el que estamos en contacto. Por ejemplo, la conductividad térmica de la piedra es 10 veces más alta que la madera. Por lo tanto, sentado en la piedra, perderemos calor mucho más rápido. Probablemente notas que sentarse en la piedra es de alguna manera más fría que en un registro.
¿Decisión? Aísle su cuerpo de artículos fríos con malos conductores de calor. Simplemente ponga, por ejemplo, si está viajando en las montañas, está dispuesto para detenerse, sentarse en una alfombra turística o una costra de ropa. Para la noche, asegúrese de poner la alfombra de giro para el saco de dormir, correspondiente a las condiciones climáticas. O, como último recurso, la gruesa capa de hierba seca o agujas. La Tierra gasta bien (y, por lo tanto, "selecciona") calor y está muy enfriada por la noche. En invierno, no tome artículos de metal con las manos desnudas. Usar guantes. En heladas severas de objetos metálicos, puede obtener congelación local.
El aire seco, el tejido adiposo se caracteriza por una baja conductividad térmica y son aislantes térmicos (conductores de calor de malos). La ropa reduce la transferencia de calor. La pérdida de calor evita la capa de aire inmóvil, que se encuentra entre la ropa y la piel. Las propiedades de aislamiento térmico de la ropa son más altas que las más pequeñas de su estructura que contiene aire. Esto explica las buenas propiedades de aislamiento térmico de la ropa de lana y piel, lo que hace posible reducir la dispersión térmica por la conducción de calor. La temperatura del aire debajo de la ropa alcanza los 30 ° C. Y, por el contrario, el cuerpo desnudo pierde calor, ya que el aire en su superficie se reemplaza todo el tiempo. Por lo tanto, la temperatura de la piel de las partes del cuerpo desnudos es mucho más bajo que vestida.
Mojado, saturado con aire de vapor de agua se caracteriza por alta conductividad térmica. Por lo tanto, la residencia de una persona en un medio de alta humedad a bajas temperaturas está acompañada por un aumento en la pérdida de calor del cuerpo. La ropa húmeda también pierde sus propiedades de aislamiento térmico.
4. Convección:
Convección- Este es el método de transferencia de calor del cuerpo, realizado transfiriendo calor moviendo partículas de aire (agua). Para la dispersión térmica, la convección requiere fortalecer la superficie del cuerpo con una temperatura más baja con una temperatura más baja que la temperatura de la piel. Al mismo tiempo, la capa de aire intensiva con la piel se calienta, reduce su densidad, se eleva y se reemplaza por un aire más frío y más denso. En condiciones, cuando la temperatura del aire es de 20 ° C, y la humedad relativa es del 40-60%, el cuerpo de un adulto disipó en el medio ambiente mediante la reacción de calor y la convección de alrededor del 25-30% del calor (convección básica). Con una velocidad creciente de flujo de aire (viento, ventilación), la intensidad de la transferencia de calor (convección forzada) está aumentando significativamente.
La esencia del proceso de convección radica en lo siguiente. - Nuestro cuerpo calienta el aire cerca de la piel; El aire caliente se vuelve más fácil y se sube, y reemplaza el aire frío, que se calienta de nuevo, se vuelve más fácil y desplazado por la siguiente parte del frío. Si el aire caliente no captura con la ropa, este proceso será infinito. De hecho, no somos ropa cálida, sino el aire que se retrasa.
Cuando el viento sopla, la situación empeora. El viento lleva enormes porciones de aire sin calefacción. Incluso cuando usamos un suéter cálido, el viento vale la pena para expulsar el aire caliente. Lo mismo sucede cuando nos estamos moviendo. Nuestro cuerpo está "estrellado" en el aire, y nos fluye a nuestro alrededor, actuando como el viento. Esto también multiplica la pérdida de calor.
¿Cual es la solución? Use una capa a prueba de viento: rompevientos y pantalones impredecidos. No se olvide de la protección del cuello y la cabeza. Debido a la circulación de la sangre activa del cerebro, el cuello y la cabeza son las partes más climatizadas del cuerpo, por lo que las pérdidas de calor son muy grandes de ellas. Además, en frío, debe evitar los lugares soplados mientras conduce y al elegir un lugar para pasar la noche.
Termorregulación química:
Termorregulación químicala generación de calor se lleva a cabo debido a cambios en el nivel de metabolismo (procesos oxidativos) causados \u200b\u200bpor la microvibración de los músculos (oscilaciones), lo que conduce a un cambio en la formación de calor en el cuerpo.
La fuente de calor en el cuerpo es reacciones exotérmicas de la oxidación de las proteínas, las grasas, los carbohidratos, así como la hidrólisis ATP (el trifosfato de adenosina es un nucleótido, que desempeña un papel extremadamente importante en el intercambio de energía y sustancias en el cuerpo; ante todo , este compuesto se conoce como una fuente de energía universal para todos los procesos bioquímicos que ocurren en sistemas en vivo). Cuando la escisión de nutrientes, parte de la energía liberada se acumula en ATP, la pieza se disipa como calor (calor primario - 65-70% de energía). Cuando se utilizan enlaces macro-ergicos de moléculas ATP, parte de la energía va al rendimiento del trabajo útil y se disipa parte (calor secundario). Por lo tanto, dos flujos de calor, primaria y secundaria, son productos térmicos.
La termorregulación química es importante para mantener la constancia de la temperatura corporal tanto en condiciones normales como cuando la temperatura ambiente cambia. En humanos, la ganancia de la generación de calor debido a un aumento en la intensidad del metabolismo, en particular, cuando la temperatura ambiente se vuelve por debajo de la temperatura óptima, o la zona de confort. Para una persona en ropa de luz ordinaria, esta zona está dentro de 18-20 ° C, y para desnuda es 28 ° C.
La temperatura óptima durante la permanencia en el agua es mayor que en el aire. Esto se debe al hecho de que el agua con alta capacidad de calor y conductividad térmica enfría el cuerpo 14 veces más fuerte que el aire, por lo tanto, en el baño fresco, el metabolismo aumenta mucho más que durante la estancia de aire a la misma temperatura.
La generación de calor más intensiva en el cuerpo ocurre en los músculos. Incluso si una persona se encuentra inmóvil, pero con músculos tensos, la intensidad de los procesos oxidativos, y al mismo tiempo la generación de calor, aumenta en un 10%. Una pequeña actividad motora conduce a un aumento en la generación de calor en un 50-80%, y el trabajo muscular intenso, por 400-500%.
En la termorregulación química, el hígado y los riñones desempeñan un papel importante. La temperatura sanguínea de las venas hepáticas está por encima de la temperatura sanguínea de la arteria hepática, lo que indica una generación de calor intensiva en este órgano. Cuando el cuerpo se enfría, los productos de calor en el hígado aumentan.
Si es necesario, aumente el producto de calor, además de la posibilidad de obtener calor del exterior, los mecanismos se utilizan en el cuerpo que aumentan la producción de energía térmica. Estos mecanismos incluyen contractibley termogénesis no desgastada.
1. Contratación de termogénesis.
Este tipo de termorregulación funciona si está frío y necesita elevar la temperatura corporal. Este método está en Músculo reducido. Al cortar los músculos, la hidrólisis de ATP aumenta, por lo tanto, el flujo de calor secundario que se eleva al calentamiento aumenta el cuerpo.
La actividad arbitraria del aparato muscular, se produce principalmente bajo la influencia de la corteza de los hemisferios grandes. Al mismo tiempo, el aumento del producto térmico es posible en 3-5 veces en comparación con la magnitud del intercambio principal.
Por lo general, con una disminución en la temperatura de la temperatura media y de la sangre, la primera reacción es aumentar el tono de termorregulación. (El cabello en el cuerpo "Stand Fin", aparecen "goosebumps"). Desde el punto de vista de la mecánica de corte, este tono es la microvibración y le permite aumentar el calor durante 25-40% del nivel inicial. Por lo general, los músculos del cuello, la cabeza, el torso y las extremidades participan en la creación del tono.
Con una sobrecarga más significativa, el tono de termorregulación pasa a un tipo especial de contracciones musculares. tembloroso musculosoEn el que los músculos no hacen un trabajo útil y su reducción se dirige exclusivamente al calentamiento. Aumente la generación de calor. Un escalofrío comienza a menudo con los músculos del cuello, caras. Esto se explica por el hecho de que, en primer lugar, la temperatura de la sangre debe aumentar, que fluye hacia el cerebro. Se cree que la producción de calor con tremores fríos es de 2 a 3 veces más alta que con la actividad muscular arbitraria.
El mecanismo descrito funciona en el nivel reflejo, sin la participación de nuestra conciencia. Pero es posible elevar la temperatura corporal. actividad motora consciente. Al realizar el esfuerzo físico de diferente potencia, los productos de calor aumentan 5-15 veces en comparación con el nivel de descanso. La temperatura del kernel durante los primeros 15-30 minutos de trabajo a largo plazo es bastante rápida hasta un nivel relativamente estacionario, y luego se almacena a este nivel o continúa aumentando lentamente.
2. Termogénesis incomliant:
Este tipo de termorregulación puede provocar tanto el aumento como el menor temperatura corporal. Se lleva a cabo acelerando o ralentizando los procesos metabólicos catabólicos (oxidación de los ácidos grasos). Y esto, a su vez, conducirá a una disminución en o aumentando el producto de calor. Debido a este tipo de termogénesis, el nivel de producto térmico en humanos puede crecer 3 veces en comparación con el nivel del intercambio principal.
La regulación de los procesos de termogénesis no concientantes se lleva a cabo activando el sistema nervioso simpático, la producción de hormonas de la capa de tiroides y cerebro de las glándulas suprarrenales.
E. La gestión de la termorregulación.
Hipotálamo.
El sistema de termorregulación consiste en una serie de elementos con funciones interrelacionadas. La información sobre la temperatura proviene de los termistores y con la ayuda del sistema nervioso ingresa al cerebro.
El papel principal en la termorregulación juega. hipotálamo. Contiene los principales centros de termorregulación, que coordinan numerosos y complejos procesos que aseguran la preservación de la temperatura corporal a un nivel constante.
Hipotálamo - Este es un área pequeña en el cerebro intermedio, que incluye una gran cantidad de grupos celulares (más de 30 núcleos), que regulan la actividad neuroendocrina del cerebro y la homeostasis (la capacidad de mantener la constancia de su estado interno) del cuerpo. . El hipotálamo está conectado por formas nerviosas con casi todos los departamentos del sistema nervioso central, incluida la corteza, el hipocampo, la almendra, el cerebelo, el cilindro cerebral y la médula espinal. Junto con el hipofisoma, el hipotálamo forma un sistema hipotalámico-hipofisario en el que el hipotálamo controla la liberación de hormonas pituitarias y es un vínculo central entre el sistema nervioso y endocrino. Destaca las hormonas y los neuropéptidos, y regula tales funciones como una sensación de hambre y sed, termorregulación del cuerpo, comportamiento sexual, sueño y vigilia (ritmos circadianos). Investigación Los últimos años muestran que el hipotálamo desempeña un papel importante en la regulación de las funciones más altas, como la memoria y el estado emocional, y, por lo tanto, participa en la formación de diversos aspectos del comportamiento.
La destrucción de los centros del hipotálamo o violación de los enlaces nerviosos conduce a la pérdida de la capacidad de ajustar la temperatura corporal.
En el frontal hipotalamus hay neuronas que controlan los procesos de transferencia de calor.(Proporcionan termorregulación física: el estrechamiento de los vasos, sudoración). En la destrucción de las neuronas del hipotálamo delantero, el cuerpo tolera mal las altas temperaturas, pero se preserva la actividad fisiológica en las condiciones frías.
Procesos de generación de calor del control de las neuronas de hipotálamo trasero(Proporcionan termorregulación química: fortalecimiento de la generación de calor, temblor muscular). Si su daño se ve afectado por la capacidad de fortalecer el intercambio de energía, por lo que el cuerpo no tolera el frío.
Las células nerviosas sensibles al calor del área precortic del hipotálamo "miden" directamente la temperatura de la sangre arterial que fluye a través del cerebro, y tienen una alta sensibilidad a los cambios de temperatura (capaz de distinguir la diferencia en la temperatura de la sangre en 0.011 ° C ). La proporción de neuronas frías y sensibles al calor en el hipotálamo es 1: 6, por lo que los termistores centrales se activan preferiblemente al aumentar la temperatura del "núcleo" del cuerpo humano.
Sobre la base del análisis e integración de la información sobre el valor de la temperatura de la sangre y los tejidos periféricos, en la región precortica del hipotálamo se determina continuamente por la temperatura media (integral) del cuerpo. Estos datos se transmiten a través de inserción de neuronas en el grupo de neuronas de la sección frontal del hipotálamo, definidas en el cuerpo un cierto nivel de temperatura corporal: "Punto de instalación" de termorregulación. Basado en el análisis y comparaciones de los valores de la temperatura del cuerpo promedio y el valor de temperatura especificado a regulado, los mecanismos del "punto de instalación" a través de las neuronas efectoras del hipotálamo trasero afectan los procesos de transferencia de calor o productos de calor. con el fin de cumplir con la temperatura real y predeterminada.
Por lo tanto, debido a la función del centro de control térmico, se establece el equilibrio entre el producto térmico y la transferencia de calor, lo que permite mantener la temperatura corporal en el organismo óptimo para la vida útil del cuerpo.
Sistema endocrino.
El hipotálamo administra los procesos de productos térmicos y de transferencia de calor, enviando impulsos nerviosos a las glándulas de la secreción interna, principalmente las glándulas tiroideas y suprarrenales.
Participación glándula tiroides La termorregulación se debe al hecho de que el efecto de la temperatura reducida conduce a una asignación mejorada de sus hormonas (tiroxina, triodotironina), acelerando el metabolismo y, por lo tanto, generación de calor.
Papel glándulas suprarrenalesse asocia con la liberación de catecolaminas (adrenalina, norepineralina, dopamina), que, reforzando o reduciendo los procesos oxidativos en tejidos (por ejemplo, muscular), aumenta o disminuyen los vasos de calor y reducen o aumentan los vasos de la piel cambiando el nivel de transferencia de calor.
1. Introducción ............................................... ............................. 33
2) Poikilotermia, Heterotermia, Homomotermia ........................... ... 4
3) Principios de la regulación de la temperatura corporal, balance térmico ............ ... 5
4) Temorotheptores de fisiología .............................................. ..... 6
5) Los centros de termorregulación ............................................ .......... ... 8
a) Centros de transferencia de calor .............................................. .......... ... 9
b) Centros de productos de calor .............................................. ......10.10
6) Mecanismos de producción de calor ............................................... .... ..10
a) TERMOGENESIS CONTRATANTE ............................................. 11
b) termogénesis no desgastada ............................................ 12
7) Mecanismos de transferencia de calor ............................................... ......... .12
a) Transferencia de calor .............................................. ........... ... 13
b) Emisión de calor .............................................. .............. .13
c) Convección ................................................. ................................14
d) evaporación ................................................. ....................14
8) Metabolismo ................................................. ................... .dieciséis
9) Comida ................................................. ........................................... 17
10) Conclusión ................................................. .................................... ... 20
11) Lista de literatura utilizada ............................................ .. 23
Introducción
No importa cuán diversas formas de manifestación de la vida, siempre están inextricablemente vinculadas con la conversión de energía. El intercambio de energía es una característica inherente a cada célula viva. Los ricos con nutrientes de energía son absorbidos y convertidos químicamente, y los métodos finales de metabolismo con menor contenido de energía están separados de la celda. Según la primera ley de la termodinámica, la energía no desaparece y no se vuelve a ocurrir. Los organismos deben recibir energía en un ambiente disponible para ellos y devolver la cantidad correspondiente de energía en la forma menos adecuada para su uso.
Hace alrededor del siglo, el fisiólogo francés Claude Bernard encontró que un organismo vivo y el medio forman un solo sistema, la brecha entre ellos ocurre el metabolismo y la energía continuos. La actividad de vida normal del cuerpo se mantiene mediante la regulación de los componentes internos que requieren costos de energía. El uso de energía química en el cuerpo se llama intercambio de energía: es lo que sirve como un indicador de la condición general y la actividad fisiológica del cuerpo.
Los procesos de intercambio (o metabólico), durante los cuales los elementos específicos del cuerpo se sintetizan de los alimentos absorbidos, llamados anabolismo; En consecuencia, esos procesos metabólicos, durante los cuales se desintegran los elementos estructurales del cuerpo o los productos alimenticios absorbidos, llamados catabolismo.
El organismo vivo produce calor que va a calentar el cuerpo. La capacidad de calor específica del cuerpo humano (la cantidad de calor requerida para calentar el tejido es 1 ° C) igual a un promedio de 0,83 kcal / kg por 1 grado (para el agua - 1 kcal / kg por grado). Para aumentar la temperatura corporal de una persona que pesa 70 kg por 1 °, se debe gastar 58.1 kcal (0.83 70). En promedio, la persona que pesa 70 kg en paz distingue alrededor de 72 kcal / hora. Por lo tanto, si no hubiera un segundo proceso, transferencia de calor, entonces el tejido humano se calentaría a 1.24 ° (72: 58,1). Sin embargo, esto no ocurre, ya que en condiciones normales, la velocidad de los productos de calor es igual a la velocidad de su pérdida. Este es el nombre del balance de calor, que se basa en los procesos de regulación de la transferencia de calor y calor. Todos juntos se llama termorregulación.
Poikilotermia, Heterotermia, Homomotermia
En la evolución del sistema de termorregulación, hay un nivel más bajo en el que la temperatura corporal del animal depende principalmente de la temperatura del medio: cuando disminuye, la temperatura corporal también cae por el contrario. Este estado de la temperatura del cuerpo recibió el nombre de la cacototermia, y los animales son atrapados. Un representante típico de Poikiloterman es una rana. En invierno, la temperatura corporal de la rana se acerca a cero. En este estado, todavía es capaz de realizar saltos a largo plazo, pero no más de 12-15 cm. En verano, la temperatura corporal lo alcanza 20-25 ° C, y puede saltar mucho más lejos, a 1 m. Generalmente En bajas temperaturas, los animales caototérmicos fluyen al estado de anabiosis. Hay microorganismos para los cuales la temperatura óptima del medio varía de 0 ° C a menos 60 ° C, por ejemplo, microbios que viven en la capa de hielo, o, por el contrario, los microorganismos que realizan la temperatura del medio de + 70 ° C a + 120 ° C, por ejemplo, Microbes Hot Springs.
Producción de calor y mecanismos de transferencia de calor.
A - El papel de los órganos en el calor.
B - El papel de los órganos en la transferencia de calor.
Un número de animales, como un murciélago, roedores, algunas especies de aves, por ejemplo, el colibrí pertenece al grupo de organismos heterotérmicos: en algunas afecciones que son atrapadas por los organismos, con otros homóotérmicos.
Los mamíferos pertenecen a organismos homototérmicos (sangre caliente), que tienen isotermia, o la constancia de la temperatura corporal. Sin embargo, la isotermia tiene una naturaleza relativa: la temperatura de los tejidos ubicada no es más profunda de 3 cm de la superficie del cuerpo (cuero, fibra subcutánea, músculos de la superficie), o cáscara,, en gran medida, depende de la temperatura externa, mientras que el núcleo de la El cuerpo, es decir, el centavo, los órganos internos, los músculos esqueléticos, ubicados más profundos de 3 cm, tienen una temperatura relativamente constante, independientemente de la temperatura ambiente. Por lo tanto, con sangre cálida tiene una carcasa cáustica y un "núcleo" homotérmico, o "núcleo".
Gestión de órganos de producción de calor y desarrollo de calor.
To - Bark, KZH - Cuero, TSGT - Centros de Hipotalamus, CDC - Vasomotor Center, PM - Cerebro limpio, CM - CAM APLIADA, GF - GUIPOFISIO, TG - Hormon TiraTrópico, GWS - Senos de secreción interna, GM - Hormonas, M - Músculo, IF-HIVE, PTP - Tracto digestivo, A, B - Flujo de un impulso diferencial.
Contabilizando la temperatura promedio del cerebro, la sangre, los órganos internos se acercan a 37 ° C. El límite fisiológico de las oscilaciones de esta temperatura es de 1.5 °. El cambio en la sangre y la temperatura del órgano interno en los humanos en 2-2.5 ° C en el nivel medio se acompaña de una violación de las funciones fisiológicas, y la temperatura corporal es superior a 43 ° C es casi incompatible con la vida humana.
Principios de la regulación de la temperatura corporal,
Balance térmico
La temperatura del núcleo (cuerpo) está determinada por dos flujos: generación de calor (producto de calor) y transferencia de calor (generación de calor). Con una zona termo neutra, o cómoda (a 27-32 ° C), existe un equilibrio entre el producto térmico y la transferencia de calor. Por ejemplo, en las condiciones de la paz fisiológica en el cuerpo, se producen aproximadamente 1,18 kcal / minuto (o aproximadamente 70 kcal por hora) (o aproximadamente 70 kcal por hora) y se da la misma cantidad de calor al medio ambiente. A un medio de baja temperatura, a pesar del mecanismo de protección, la pérdida de peso aumenta el cuerpo. En estas condiciones, el cuerpo debe ser equivalente al calor de la temperatura corporal para conservar la temperatura corporal. Por lo tanto, hay un nuevo nivel de equilibrio térmico. Por ejemplo, a una temperatura de aire 10 ° C, la transferencia de calor alcanza 120 kcal / hora (bajo comodidad - 70 kcal / hora), por lo tanto, para mantener la temperatura corporal a un nivel constante, el flujo de producto de calor también debe aumentar a 120 kcal / hora.
A una temperatura ambiente alta, por ejemplo, a 40 ° C, la recuperación de calor disminuye significativamente, por ejemplo, hasta 40 kcal / hora (en lugar de 70 kcal / hora en un ambiente cómodo). Para mantener la constancia de la temperatura corporal, los productos de calor también deben disminuir aproximadamente 40 kcal / hora. Se establece un nuevo nivel de equilibrio térmico, lo que proporciona el mantenimiento de la temperatura corporal.
Por lo tanto, el factor principal que determina el nivel de equilibrio térmico es la temperatura ambiente.
Teniendo en cuenta que los productos de calor varían según el tipo de actividad física humana, y la magnitud de la transferencia de calor depende en gran medida de la temperatura ambiente, se necesitan los mecanismos de regulación de producto térmico y transferencia de calor. Se llevan a cabo con la participación de estructuras cerebrales especializadas combinadas en el centro de termorregulación. El principio de regulación es que el dispositivo de control (Centro de termorregulación) recibe información de los termistores. Sobre la base de esta información, produce tales equipos debido a que la actividad de las instalaciones de control (estructuras de trabajo que determinan la intensidad de la transferencia de calor y calor) cambia de tal manera que existe un nuevo nivel de equilibrio térmico, como resultado de los cuales la temperatura corporal permanece a un nivel constante. El sistema de termorregulación puede operar en modo de seguimiento o en el principio de desajuste: la temperatura de la sangre ha cambiado, el funcionamiento de los objetos de control cambia. Sin embargo, en el sistema de termorregulación, también se proporciona un método más suave para mantener la constancia de la temperatura corporal, que se basa en el principio de regulación por perturbación: el cambio en la temperatura del medio se captura, y no lo está esperando cuando Se refleja en la temperatura de la sangre, el sistema surge comandos que cambian el funcionamiento de los objetos de control de esta manera, que la temperatura de la sangre se guarda constante. Además, el sistema de termorregulación puede funcionar en el modo de control de predicción, es decir, el control temprano (estos son reflejos condicionales): una persona solo va a llegar a la calle de invierno, y ya ha aumentado los productos de calor requerido para compensar la pérdida de calor. Eso ocurrirá un hombre en la calle a bajas temperaturas. En todos los casos, se requiere información sobre la temperatura corporal (kernel y shell) para regular de manera óptima la intensidad del producto térmico y la transferencia de calor. Se transmite al SNC de los termistores.
Fisiología de los termistores.
Los termistores se encuentran en diferentes áreas de la piel, en los órganos internos (en el estómago, los intestinos, la orina, la burbuja urinaria), en el tracto respiratorio, la mucosa, la córnea del ojo, los músculos esqueléticos, los vasos sanguíneos, incluidos En las arterias, las zonas aORTales y las zonas caróticas, en muchas venas grandes, así como en la corteza de hemisferios grandes, médula espinal, formación reticular, cerebro medio, hipotálamo.
Los termeeceptores de los SNC son las neuronas más probables que realizan simultáneamente el papel de los receptores y el papel de la neurona aferente.
Los más plenamente estudiados son los termistores de la piel. La mayoría de los termistores en la piel de la cabeza (cara) y el cuello. En promedio, 1 mm 2 de la superficie de la piel representa 1 termoreceptor. Los termistores de la piel se dividen en frío y térmico. A su vez, el frío se divide en en realidad frío (específico), respondiendo solo al cambio de temperatura, y el frío tacto o no específico, que también puede ser responsable del cambio de la temperatura y la presión.
Los receptores fríos se encuentran a una profundidad de 0,17 mm de la superficie de la piel. Hay alrededor de 250 mil de todos. Reaccionar a un cambio de temperatura con un corto período latente. En este caso, la frecuencia del potencial de la acción depende linealmente de la temperatura en el intervalo de 41 ° a 10 ° C: cuanto menor sea la temperatura, mayor será la frecuencia de pulsación. Sensibilidad óptima en el rango de 15 ° a 30 ° C, y de acuerdo con algunos datos, hasta 34 ° C.
Los receptores térmicos son más profundos, a una distancia de 0,3 mm de la superficie de la piel. Hay unos 30 mil ellos. Reacciona a un cambio de temperatura linealmente en el intervalo de 20 ° a 50 ° C: mayor será la temperatura, mayor será la frecuencia de generación del potencial de acción. Sensibilidad óptima en el rango de 34-43 ° C.
Entre los receptores fríos y térmicos, hay varias sensibilidad a la población del receptor: algunos reaccionan a un cambio de temperatura, igual a 0.1 ° C (receptores altamente sensibles), otros, para cambiar la temperatura igual a 1 ° C (receptores de sensibilidad media), la Tercero - para cambiar 10 ° С (receptores de alta velocidad, o baja sensibilidad).
La información de los receptores de la piel se encuentra en el sistema nervioso central en las fibras adentes del grupo A-Delta y las fibras del Grupo C, en el SNC se trata de diferentes velocidades. Lo más probable es que los pulsos de los receptores fríos estén en las fibras de A-Delta.
La impulsación de los receptores de la piel ingresa a la médula espinal, donde se ubican las segundas neuronas, dando lugar a la ruta espinatelámica, que termina en los valores de los núcleos ventriculares del talamus, desde donde la parte de la información ingresa a la zona del motor del sensor. de los hemisferios grandes, y la parte es para los centros hipotalámicos de la termorregulación.
Las secciones más altas del SNC (corteza y sistema límbico) proporcionan la formación de suministro de calor (calor, frío, confort de temperatura, incomodidad de temperatura). La sensación de confort se basa en el flujo de impulsamiento de los términos térmicos de la cáscara (principalmente cuero). Por lo tanto, el cuerpo puede ser "engañoso", si en condiciones de alta temperatura enfríe el cuerpo con agua fría, ya que sucede con un baño de verano en un calor, luego se crea una sensación de confort de temperatura.
Centros termorregulación
La termorregulación se realiza principalmente con la participación del SNC, aunque también son posibles algunos procesos de termorregulación sin CN. Entonces, se sabe que los vasos sanguíneos de la piel pueden reaccionar por sí mismos al frío: debido a la sensibilidad al calor de las células musculares lisas hasta el frío, se produce la relajación de los músculos lisos, por lo que en el frío al principio hay un espasmo reflejo, que se acompaña de una sensación dolorosa, y luego el recipiente se está expandiendo debido al impacto directo del frío para células musculares suaves. Por lo tanto, la combinación de dos mecanismos de regulación hace posible, por un lado, para mantener el calor, y en el otro, no permita que los tejidos prueben la inanición de oxígeno.
Los centros de termorregulación están en un sentido amplio, un conjunto de neuronas que participan en la termorregulación. Se encontraron en varios campos del sistema nervioso central, incluso en la corteza de hemisferios grandes, el sistema límbico (complejo de Amygdalar, hipocampo), tálamo, hipotálamo, promedio, oblongo y médula espinal. Cada departamento del cerebro cumple sus tareas. En particular, la corteza, el sistema límbico y el talamus brindan control sobre las actividades de los centros hipotalámicos y las estructuras de la columna vertebral, formando un comportamiento humano adecuado en varias condiciones de temperatura del medio (postura de trabajo, ropa, actividad motorizada arbitraria) y sensaciones de calor, frío. o consuelo. Con la ayuda de hemisferios grandes, la termorregulación anticipada (temprana) se realiza: se forman reflejos convencionales. Por ejemplo, un hombre que se reunió para entrar en la calle en el invierno aumenta de antemano el producto de calor.
Los sistemas nerviosos simpáticos y somáticos participan en la termorregulación. El sistema simpático regula los procesos de producto de calor (glicogenolisis, lipólisis), procesos de transferencia de calor (sudoración, transferencia de calor por emisión de calor, gestión de calor y convección, cambiando el tono de los vasos de la piel). El sistema somático regula el estrés tónico, una actividad de fase arbitraria e involuntaria de los músculos esqueléticos, es decir, los procesos de termogénesis contráctil.
El papel principal en la termorregulación juega el hipotálamo. Distingue las acumulaciones de las neuronas que regulan la transferencia de calor (centro de transferencia de calor) y el producto de calor.
Por primera vez, la existencia de tales centros en el hipotálamo encontró K. Bernard. Produjo una "inyección de calor" (animal de hipotálamo irritado mecánicamente), después de lo cual la temperatura corporal aumenta.
Los animales con núcleos destruidos del área de prevención del hipotálamo llevan mal temperaturas ambientales. La irritación de la descarga eléctrica de estas estructuras conduce a la expansión de los vasos de la piel, sudoración, la aparición de la dificultad térmica. Este es un grupo de núcleos (principalmente paraventricular, suprasóptico, suprahiamático) y obtuvo el nombre del "Centro para productos de calor".
En la destrucción de las neuronas de los departamentos traseros del hipotálamo, el animal no tolera el frío. La electrostimulación de esta región causa un aumento en la temperatura corporal, el temblor muscular, un aumento de la lipólisis, la glucogenólisis. Estas neuronas creen que estas neuronas se concentran principalmente en el campo de los núcleos centromédicos y domnicos del hipotálamo. La acumulación de estos núcleos recibió el nombre del "centro para la producción de calor".
La destrucción de los centros de termorregulación convierte un organismo homogotérmico en el palotérmico.
Según K. P. IVANOV (1983, 1984), en los centros de productos de calor y transferencia de calor, hay neuronas sensoriales, integradoras y eficientes. Las neuronas sensoriales perciben información de los termistores ubicados en la periferia, así como directamente de la sangre, las neuronas de lavado. K. P. Ivanov divide a las neuronas sensoriales en dos tipos: 1) Percibe la información de los termistores periféricos y 2) percibir la temperatura de la sangre. La información de las neuronas sensoriales ingresa a las neuronas integradoras, donde se produce la suma de toda la información sobre la temperatura del kernel y la cubierta corporal, es decir, estas neuronas "calculan" la temperatura del cuerpo promedio. Luego, la información ingresa a las neuronas de comando, en las que se extrae el valor actual de la temperatura del cuerpo promedio en el nivel especificado. La cuestión de las neuronas que establecen este nivel permanece abierto. Pero probablemente haya tales neuronas, y se pueden organizar en una corteza, un sistema límbico o, más probable en el hipotálamo. Entonces, si, como resultado de la comparación, se detecta la desviación del nivel especificado, las neuronas efectivas están entusiasmadas: en el centro de la transferencia de calor, estas son neuronas que regulan la sudoración, el tono de los vasos de la piel, el volumen de circulación. Sangre, y en el centro del producto térmico, estas son neuronas que regulan el proceso de formación de calor. Sigue aún claro, cada centro (transferencia de calor y productos de calor) está involucrado en "cálculos" e independientemente toma decisiones, o hay otro centro separado donde se realiza este proceso.
Centros de transferencia de calor. Cuando los esfuerzos de las neuronas eferentes del centro de transferencia de calor pueden disminuir la piel de los vasos de la piel. Esto se lleva a cabo debido al impacto de las neuronas eferentes del centro de transferencia de calor ("recipientes de la piel") en el Centro Vasomotor, que, a su vez, afecta la actividad de las neuronas simpáticas espinales, enviando el flujo de pulsos a los músculos lisos. de los vasos de la piel. Como resultado, cuando las neuronas hipotalámicas de los "vasos de la piel" disminuyen el tono de los vasos de la piel, aumenta el flujo sanguíneo de la piel y el retorno de los aumentos de calor debido a la emisión de calor, la gestión del calor y la convección. La amplificación del flujo sanguíneo de la piel contribuye al aumento de la sudoración (recuperación de calor por evaporación). Si el cambio en el flujo sanguíneo de la piel no es suficiente para devolver el calor, las neuronas están excitadas, lo que conduce a la expulsión de la sangre del depósito de sangre y, por lo tanto, a un aumento en el volumen de transferencia de calor. Si este mecanismo no contribuye a la normalización de la temperatura, las neuronas efectivas del centro de transferencia de calor están entusiasmadas, lo que excita las neuronas simpáticas que activan las glándulas sudoras, estas neuronas del hipotálamo pueden llamarse condicionalmente las "neuronas de estiramiento", o neuronas. Regulación de la sudoración. Las neuronas simpáticas que activan la sudoración se encuentran en los pilares laterales de la médula espinal (TH 2 -L 2), y las neuronas postganglicas se localizan en ganglios simpáticos. Las fibras postgangning que van a las glándulas del sudor son colinérgicas, su mediador es acetilcolina, lo que aumenta la actividad de la glándula sudordecida debido a la interacción con sus m-colinorreceptores (Bloqueador - Atropina).
Centros de producto de calor. Las neuronas eferteractivas del centro de productos de calor también se pueden dividir en varios tipos, cada uno de los cuales incluye el mecanismo apropiado del producto térmico.
a) Algunas neuronas a su excitación activan el sistema simpático, como resultado de lo cual aumenta la intensidad de los procesos que generan energía (lipólisis, glicogenólisis, glicoliz, fosforilación oxidativa aumenta). En particular, los nervios simpáticos debido a la interacción de su mediador (norepinenalina) con beta-adrenoreceptores activan los procesos de glicogenolisis y glicólisis en el hígado, los procesos de lipólisis en el aceite marrón.
Al mismo tiempo, cuando se emociona el sistema nervioso simpático, la secreción de las hormonas de la capa cerebral es incrementos: adrenalina y norepinenalina, que aumentan la producción de calor en el hígado, los músculos esqueléticos, un abedul marrón, la activación de la glucogenolisis, el glicoliz y la lipólisis. .
b) En el hipotálamo, hay neuronas euractas que afectan la glándula pituitaria, y a través de ella, en la glándula tiroides: los productos de las hormonas que contienen yodo (T 3 y T 4) aumentan, lo que puede aumentar el proceso de fosforilación oxidativa, aumento El flujo de calor primario, así sucesivamente. mi. Según su influencia, la acumulación de energía en ATP se reduce, y la mayor parte de la energía se disipa en forma de calor.
c) En el centro hipotalámico del producto térmico, también hay una población de neuronas eferentes, cuya excitación conduce a la aparición del tono de termorregulación (el tono aumenta en los músculos esqueléticos, debido a qué generación de calor aumenta en aproximadamente 40- 60%) o cortes en forma de fase de músculo individual ocurren
Las fibras que se llamaban "temblor". En todos estos casos, el equipo de las neuronas eferentes del hipotálamo se transmite, en última instancia, en motoneuronas alfa. La trayectoria temblorosa central es un camino eferente que proviene del hipotálamo a alfa-motocelas a través de formaciones intermedias, en particular, a través del neumático de cerebro medio (viaje texpinal) y a través del núcleo rojo (tracto rubrostino). Los detalles de este camino todavía no están claros.
Mecanismos de producción de calor.
La fuente de calor en el cuerpo es reacciones exotérmicas de la oxidación de proteínas, grasas, carbohidratos, así como la hidrólisis de ATP. En la hidrólisis de los nutrientes, parte de la energía liberada se acumula en ATP, y la parte se disipa como calor (calor primario). Cuando se utiliza la energía acumulada en AGF, parte de la energía va a realizar un trabajo útil, la pieza se disipa como calor (calor secundario). Por lo tanto, dos flujos de calor, primaria y secundaria, son productos térmicos. Con una alta temperatura del medio o contacto de una persona con un cuerpo caliente, parte del calor se puede obtener desde el exterior (calor exógeno).
Si es necesario, para aumentar el producto de calor (por ejemplo, en condiciones de baja temperatura media), además de la posibilidad de que se obtenga el exterior, hay mecanismos en el cuerpo que aumentan los productos de calor.
Clasificación de mecanismos de productos térmicos:
1. Termogénesis creativa: productos de calor como resultado de reducir los músculos esqueléticos:
a) Actividad arbitraria de la unidad locomotora;
b) Tono de termorregulación;
c) temblor muscular frío, o actividad rítmica involuntaria de los músculos esqueléticos.
2. Termogénesis socrática, o termogénesis uneficible (producción de calor como resultado de la activación de la glicólisis, la glucogenólisis y la lipólisis):
a) en los músculos esqueléticos (debido a la desunión de la fosforilación oxidativa);
b) en el hígado;
c) en la viga;
d) Debido a la acción dinámica específica de los alimentos.
TERMÓGENCIA DE CONTRATANTE
Al cortar los músculos, la hidrólisis de ATP aumenta, y por lo tanto el flujo de calor secundario está aumentando, lo que va a calentar el cuerpo. La actividad muscular arbitraria, principalmente, ocurre bajo la influencia de la corteza de los hemisferios grandes. La experiencia del hombre muestra que en condiciones bajas del medio es necesario moverse. Por lo tanto, se están implementando actos reflejos condicionales, aumenta la actividad motorizada arbitraria. Lo que es más alto, cuanto mayor sea el producto de calor. Es posible aumentarlo en 3-5 veces en comparación con la magnitud del intercambio principal. Por lo general, con una disminución en la temperatura de la temperatura media y de la sangre, la primera reacción es un aumento en el tono de la termorregulación. Por primera vez, fue revelado en 1937 en animales, y en 1952, en humanos. Con la ayuda del método de electromiografía, se demostró que al aumentar el tono de los músculos causados \u200b\u200bpor la sobrecoolización, aumenta la actividad eléctrica de los músculos. Desde el punto de vista de la mecánica de corte, el tono de germormost es la microvibración. En promedio, cuando aparece, el producto térmico aumenta en un 20-45% del nivel inicial. Con una sobrecoolización más significativa, el tono de termorregulación pasa al tembloroso muscular. El tono de termorregulación es económico que el temblor muscular. Por lo general, los músculos de la cabeza y el cuello están involucrados en su creación.
Temblido, o temblor muscular frío, es una actividad rítmica involuntaria de los músculos superficiales, como resultado de qué aumentos productores de calor en comparación con el nivel inicial 2-3 veces. Por lo general, primero levantaste un temblor en los músculos de la cabeza y el cuello, luego el torso y, finalmente, las extremidades. Se cree que la efectividad del producto térmico con temblor es 2,5 veces mayor que durante las actividades arbitrarias.
Las señales de las neuronas del hipotálamo pasan a través de la "mierda central" (tectum y el núcleo rojo) a las alfa-motón de la médula espinal, desde donde las señales van a los músculos apropiados, causando su actividad. Las sustancias similares a las tiras (relajantes musculares) debido al bloqueo de los n-colinorreceptores bloquean el desarrollo del tono de termorregulación y los temblores fríos. Se utiliza para crear hipotermia artificial, y también tiene en cuenta al realizar intervenciones operativas bajo las cuales se aplica MIIROSANTA.
Termogénesis no desgastada
Se lleva a cabo aumentando los procesos de oxidación y reduce la eficiencia de la conjugación de la fosforilación oxidativa. El lugar principal de los productos de calor son músculos esqueléticos, hígado, grasa marrón. Debido a este tipo de termogénesis, los productos de calor pueden aumentar 3 veces.
En los músculos esqueléticos, un aumento en la termogénesis no consciente se asocia con una disminución en la eficiencia de la fosforilación oxidativa debido al desacuerdo de la oxidación y la fosforilación, en el hígado, principalmente al activar la glucogenólisis y la posterior oxidación de la glucosa. La grasa marrón aumenta el producto de calor debido a la lipólisis (bajo la influencia de los efectos simpáticos y la adrenalina). La grasa marrón se encuentra en la región occipital, entre las cuchillas, en el Medilion en el curso de grandes vasos, en las depresores axilares. En paz de descanso, aproximadamente el 10% del calor se forma en la viga. Cuando se enfría, el papel de la grasa marrón se eleva bruscamente. Cuando la adaptación fría (residentes de las zonas árticas) aumenta la masa de la grasa marrón y su contribución al producto térmico general.
La regulación de los procesos de termogénesis no concientatorios se lleva a cabo activando el sistema simpático y la producción de hormonas tiroideas (desestiman la fosforilación oxidativa) y la capa cerebral de las glándulas suprarrenales.
Mecanismos de transferencia de calor
La mayor parte del calor se forma en los órganos internos. Por lo tanto, la corriente interna de calor para la eliminación del cuerpo debe venir a la piel. La transferencia de calor de los órganos internos se realiza debido a la transferencia de calor (de tal manera, menos del 50% del calor) y la convección, es decir, el pasajero de calor. La sangre debida a su alta capacidad de calor es un cálido conductor de calor.
El segundo flujo de calor es un arroyo dirigido de la piel el miércoles. Se llama un arroyo al aire libre. Teniendo en cuenta los mecanismos de transferencia de calor, generalmente significan este flujo.
El impacto del calor el miércoles se lleva a cabo con la ayuda de 4 mecanismos principales:
1) evaporación;
2) control de calor;
3) Emisión de calor;
4) Convección.
Mecanismos de transferencia de calor y gestión de la liberación de calor.
To - Corteza, KZH - Cuero, TSGT - Centros de Hipotalamus, SDC - Vasomotor Center, PM - El cerebro oblongo, CM - Cordón espinal, GF - Glándula pituitaria, TG - Hormona tirotrópica, ZVS - Glándulas de secreción interna, GM - Hormonas, PTR - digestivo El tracto, KS - vasos sanguíneos, L - Luz, y, B - El flujo de impulsos aferentes.
La contribución de cada mecanismo a la transferencia de calor está determinada por la condición del medio y la velocidad de la producción de calor en el cuerpo. En la comodidad de la temperatura, la mayor parte del calor se administra debido a la transferencia de calor, la emisión de calor y la convección y solo el 19-20%, por evaporación. A una temperatura media alta, hasta el 75-90% del calor se da debido a la evaporación.
Conduccion de calor - Esta es una forma de recuperar el cuerpo del calor, que contacta directamente al cuerpo humano. Cuanto menor sea la temperatura de este cuerpo, mayor será el gradiente de temperatura, mayor será la tasa de pérdida de calor debido a este mecanismo. Por lo general, este método de recuperación de calor está limitado por ropa y capas de aire, que son buenos aislantes térmicos, así como capas de grasa subcutánea. Cuanto más gruesa esta capa, la menor probabilidad de transferencia de calor al cuerpo frío.
De peso pesado - El retorno del calor de los sitios de la piel, no cubierto con ropa. Ocurre a través de la radiación infrarroja de onda larga, por lo que este tipo de transferencia de calor también se llama transferencia de calor de radiación. Bajo las condiciones de la comodidad de la temperatura, se administran hasta el 60% del calor a expensas de este mecanismo. La eficiencia de la emisión de calor depende del gradiente de temperatura (cuanto más alto sea mayor, se proporciona más calor), desde el área con la que se produce la radiación, desde el número de objetos en el medio que absorben los rayos infrarrojos.
Convección. El aire en contacto con la piel se calienta y aumenta, su lugar ocupa una porción de aire "fría", etc. De esta manera, debido al calor y el calor, se administra bajo las condiciones de confort de temperatura al 15% de calor.
En todos los mecanismos listados, el flujo sanguíneo de la piel desempeña un papel importante: cuando su intensidad aumenta al reducir el tono de las células musculares lisas de las arteriolas y el cierre de derivaciones arteriovenosas: el retorno del calor aumenta significativamente. Esto también contribuye a un aumento en el volumen de la sangre circulante: mayor es su valor, mayor será la posibilidad de transferencia de calor al miércoles. Los procesos opuestos se producen en el frío: el flujo sanguíneo de la piel disminuye, incluso debido a la transferencia directa de la sangre arterial de las arterias en venas, pasando por alto los capilares, el volumen de la sangre circulante disminuye, la respuesta de comportamiento: una persona o un animal instintivamente Ocupa una postura de "kalachik", ya que en este caso, el área de retroceso de calor disminuye en un 35%, los animales se suman y se agrega la reacción a esto: se agrega el "cuero de ganso", la piel de la piel (piloserección), que Aumenta las células de la cubierta de corte y reduce la posibilidad de retroceso térmico.
La proporción de manos tiene una pequeña parte de la superficie del cuerpo, solo el 6%, pero su piel se administra al 60% del calor utilizando el mecanismo de transferencia de calor seco (emisiones de calor, convección).
Evaporación. El impacto del calor se produce debido a la pérdida de energía (0,58 kcal por 1 ml de agua) para evaporar agua. Hay dos tipos de evaporación, o permisos: PERP imperceptibles y sensibles.
a) La recreación imperceptible es la evaporación del agua del tracto respiratorio mucoso y el agua que se filtra a través del epitelio de la piel (líquido de tejido). Durante el día a través del tracto respiratorio, hasta 400 ml de agua se evapora, es decir, 400x0,58 kkal \u003d 232kkal / día. Si es necesario, este valor se puede aumentar debido a la llamada falta de calor, que se debe a la influencia de las neuronas del centro de transferencia de calor en las neuronas respiratorias del tallo cerebral.
En promedio, aproximadamente 240 ml de filtraciones de agua a través de la epidermis. Por lo tanto, debido a esto, se dan 240 0.58kal \u003d 139 kkal / día. Este valor no depende de los procesos de regulación y los diversos factores ambientales.
Ambos tipos de imperceptibles por día le permiten dar (400 + 240) 0.58 \u003d 371 kcal.
b) Permisos de lucha (recuperación de calor por evaporación del sudor). En el promedio por día a una temperatura cómoda del medio, se distingue 400-500 ml de sudor, por lo tanto, hasta 300 kcal. Sin embargo, si es necesario, el volumen de sudoración puede aumentar a 12 L / día, es decir, sudor, puede dar casi 7,000 kcal por día. Durante una hora, las glándulas sudoras pueden producir hasta 1,5 litros, y por algunas fuentes, hasta 3 litros.
La eficiencia de evaporación depende en gran medida del medio: cuanto mayor sea la temperatura y por debajo de la humedad (saturación de aire del vapor de agua), mayor será la efectividad de la sudoración como un mecanismo de recuperación de calor. Con saturación del aire 100% en pares de agua, la evaporación es imposible.
Drenaje dulce de la parte final, o cuerpo, y conducto de sudor, que se abre el sudor a veces. Por la naturaleza de la secreción, las glándulas hinchadas se dividen en ecrine (murcinoso) y apocryne. Las glándulas apoquiadas se localizan principalmente en la depresión axilar, en el área púbica, así como en el campo de los labios germinales, el perineo, el círculo de bloques cercanos del pecho. Las glándulas apoquiadas secretan un rico en negrita en compuestos orgánicos. Se discute la cuestión de su inervación, algunos argumentan que es comprensivo adrenérgico, otros creen que generalmente está ausente y los productos del secreto dependen de las hormonas de los Brainstabs suprarrenales (adrenalina y norepinenalina).
Las glándulas de apoocryne actuales son las glándulas de cereales ubicadas en los párpados en las pestañas, así como las glándulas que producen un azufre oído en el pasillo de audición externas, y las glándulas de la nariz (finalmente las glándulas). En la evaporación, sin embargo, las glándulas apokrin no están involucradas. Las glándulas ecrineas, congeladas y congeladas se encuentran en la piel de casi todas las áreas del cuerpo. Solo hay más de 2 millones de ellos (aunque hay personas que están casi completamente ausentes). La mayoría de todas las glándulas sudoras en las palmas y las suelas (más de 400 por 1 cm 2) y en la piel del pubis (aproximadamente 300 por 1 cm 2). La tasa de velocidad, así como la inclusión en la actividad de las glándulas sudoríparas, en diferentes partes del cuerpo varía muy ampliamente.
Por composición química, el sudor es una solución hipotónica: contiene un 0,3% de cloruro de sodio (en sangre, casi 0.9%), urea, glucosa, aminoácidos, amonio, pequeñas cantidades de ácido láctico. El pH PNT varía de 4.2 a 7, en promedio pH \u003d 6. Peso específico - 1,001-1.006. Dado que el sudor es un medio hipotónico, luego con abundante sudoración, el agua está más perdida que las sales, y puede producirse un aumento de la presión osmótica en la sangre. Por lo tanto, la sudoración abundante está llena de un cambio en el metabolismo de la sal de agua.
Las glándulas dulces están inervadas por las fibras cholinérgicas simpáticas: la acetilcolina se libera en sus finales, lo que interactúa con los m-colinorreceptores, aumentando los productos de sudor. Las neuronas de preggangionarias se encuentran en los pilares laterales de la médula espinal en el nivel de TH 2 -L 2, y las neuronas posguantadas, en el tronco simpático.
Si es necesario aumentar la transferencia de calor por dilapidación, se produce las neuronas de la corteza, el sistema límbico y, principalmente, se produce hipotálamo. Desde las neuronas hipotalámicas, las señales van a las neuronas de la médula espinal y gradualmente involucran diferentes áreas de la piel en el proceso de sudoración: primero la cara, la frente, el cuello, luego el cuerpo y la extremidad.
Hay varias formas de impacto activo en el proceso de sudoración. Por ejemplo, muchos medicamentos antipiréticos, o anti-piréticos: la aspirina y otros salicilatos, aumentan la hinchazón y, por lo tanto, reducen la temperatura corporal (transferencia de calor reforzada por evaporación). También se poseen la inflorescencia de las limas, las bayas de frambuesa y las hojas de madrastra.
METABOLISMO
El intercambio de sustancias es el proceso de metabolismo de las sustancias matriculadas en el cuerpo, como resultado de las cuales más complejas o, a la inversa, las sustancias más simples pueden formarse a partir de estas sustancias.
El cuerpo humano, así como los organismos de otros representantes del mundo animal y de la planta, es un sistema termodinámico abierto. Fluye constantemente el flujo de energía libre. Al mismo tiempo, proporciona energía al medio ambiente, principalmente implantado (asociado). Gracias a estos dos arroyos, la entropía de un organismo vivo (grado de trastorno, caos, degradación) permanece en un nivel constante (mínimo). Cuando por alguna razón, el flujo de energía libre (no estícrito) disminuye (o la formación de aumentos de energía relacionados), luego aumenta la entropía total del organismo, lo que puede llevar a su muerte termodinámica.
Según la termodinámica de los sistemas vivos, la vida es la lucha contra la entropía, la lucha del sistema de pedido con degradación. De acuerdo con la ecuación de accesorios bien conocidos, el aumento mínimo de entropía se produce si la velocidad del flujo negado es igual a la velocidad del flujo de entropía el miércoles.
La energía libre para el cuerpo solo puede venir con comida. Se acumula en enlaces químicos complejos de proteínas, grasas y carbohidratos. Para liberar esta energía, los nutrientes se someten primero a hidrólisis y luego la oxidación en condiciones anaeróbicas o aeróbicas.
En el proceso de hidrólisis, que se lleva a cabo en el tracto gastrointestinal, se libera una ligera pieza de energía libre (menos del 0,5%). No se puede utilizar para las necesidades de la bioenergía, ya que no está acumulado por macroerangs del tipo ATP. Se vuelve solo en energía térmica (calor primario), que es utilizado por el cuerpo para mantener la homeostasis de la temperatura.
La 2ª etapa de la liberación de energía es un proceso de oxidación anaeróbica. En particular, de esta manera, se libera aproximadamente el 5% de toda la energía libre de la glucosa durante la oxidación al ácido láctico. Esta energía, sin embargo, está acumulada por la ATP de MacroEERG y se usa para realizar un trabajo útil, por ejemplo, para la contracción muscular, para el trabajo de la bomba de sodio-potasio, pero, en última instancia, también se convierte en calor, que se llama secundaria calor.
La tercera etapa es la etapa principal de la liberación de energía, hasta el 94.5% de toda la energía, que es capaz de liberarse en el cuerpo del cuerpo. Este proceso se lleva a cabo en el ciclo de Krebs: se produce en ella la oxidación del ácido pirovinoico (el producto de la oxidación de la glucosa) y el acetilcoenzimo A (producto de oxidación de aminoácidos y ácidos grasos). En el proceso de oxidación aeróbica, la energía libre se libera como resultado de la separación de hidrógeno y la transferencia de sus electrones y protones a lo largo del circuito de las enzimas respiratorias por oxígeno. Al mismo tiempo, la liberación de energía no es simultáneamente, pero gradualmente, por lo tanto, la mayor parte de esta energía libre (aproximadamente 52-55%) se puede acumular en la energía macroéherga (ATP). El resto como resultado de la "imperfección" de la oxidación biológica se pierde en forma de calor primario. Después de usar la energía libre almacenada en ATP, se convierte en calor secundario.
Por lo tanto, toda la energía libre, que se libera durante la oxidación de los nutrientes, en última instancia se convierte en energía térmica. Por lo tanto, la cantidad de energía térmica, que asigna el cuerpo se distingue por el método para determinar el motor de energía del cuerpo.
Como resultado de la oxidación de la glucosa, los aminoácidos y los ácidos grasos en el cuerpo se convierten en dióxido de carbono y agua.
El intercambio de energía de un organismo animal (intercambio bruto) está formado por el intercambio principal y un impulso de trabajo para el intercambio principal. El valor inicial del nivel de los procesos metabólicos es el intercambio principal. Estas condiciones estándar para determinar el intercambio principal se caracterizan por los factores que pueden afectar la intensidad de los procesos metabólicos en los humanos. Por ejemplo, la intensidad del metabolismo es susceptible a las fluctuaciones diarias, lo que aumenta por la mañana y disminuye por la noche. La intensidad del intercambio también está aumentando en el trabajo físico y mental. La influencia significativa en el nivel de intercambio es el consumo de nutrientes y su más digestión es especialmente en caso de que los nutrientes tengan una naturaleza proteica. Este fenómeno se llama métodos dinámicos específicos. Comer la intensidad del metabolismo después de adoptar alimentos de proteínas puede continuar durante 12-18 horas. Y, finalmente, si la temperatura ambiente se vuelve por debajo de la temperatura de confort, aumenta la intensidad de los procesos de intercambio. Los cambios en la dirección del enfriamiento conducen a una mayor amplificación del metabolismo que los cambios correspondientes hacia el aumento de la temperatura.
Incluso con el cumplimiento completo y estricto de las condiciones estándar, la magnitud del intercambio principal en personas sanas puede variar. Esta variabilidad se explica por las diferencias en edad, campo, crecimiento, peso corporal. Como regla general, el valor de 4.2 kJ / kg h se toma como el valor aproximado de la intensidad estándar (principal) del metabolismo. Para una persona que pesa 70 kg, el tipo de cambio principal correspondiente es de aproximadamente 7100 kJ / día (1700 kcal / día).
COMIDA
El poder es un proceso de asimilar el organismo de sustancias necesarias para construir y actualizar sus tejidos del cuerpo, así como para cubrir los costos de energía.
En general, la evolución de las necesidades nutricionales de los organismos animales incluía el proceso de limitar su propia síntesis de una serie de compuestos con expansión simultánea del consumo de compuestos orgánicos de ciertos tipos. Esto llevó a la asignación de todo un grupo de sustancias, insustituible para animales más altos y una persona, es decir, necesaria para el metabolismo, pero no se sintetiza.
El uso de alimentos que consiste principalmente en compuestos complejos de origen vegetal o animal, para las necesidades energéticas o plásticas del cuerpo es posible solo después de la hidrólisis de estos agentes y la transformación en compuestos relativamente simples sin especificidad. Las necesidades nutricionales de los diferentes tipos de animales son diferentes dependiendo de las sustancias alimentarias que el cuerpo pueda sintetizar y qué debería provenir del exterior. Y, sin embargo, en su mayoría las diferencias en las necesidades nutricionales se deben a los alimentos de digestión (hidrólisis). Esto se debe al hecho de que en los organismos animales más altos, los procesos metabólicos intermedios proceden de manera similar.
En el intercambio de sustancias (metabolismo) y la energía distingue entre dos procesos: anabolismo y catabolismo. Bajo el anabolismo entiende la combinación de procesos dirigidos a construir las estructuras del cuerpo principalmente a través de la síntesis de sustancias orgánicas complejas; Por catabolismo: un conjunto de procesos de decadencia de compuestos orgánicos complejos y el uso de sustancias relativamente simples formadas durante los procesos de intercambio de energía. La base del anabolismo y el catabolismo se basa en los procesos de asimilación y disimulación, que en el cuerpo están interrelacionados y en el organismo normal está equilibrado.
En general, las necesidades de los animales son bastante homogéneas: necesitan nutrientes similares para el intercambio de energía; en sustancias del tipo de aminoácidos, purines y algunos lípidos para construir moléculas de proteínas complejas y estructuras celulares; en catalizadores metabólicos especiales y estabilizadores de membrana celular; En iones inorgánicos y compuestos de procesos fisicoquímicos en el cuerpo y, finalmente, en un solvente biológico universal: agua para crear un medio metabólico celular.
En última instancia, la composición de la comida de organismos altamente organizados incluye sustancias orgánicas, la parte abrumadora de las cuales pertenece a proteínas, lípidos y carbohidratos. Los productos de su hidrólisis: los aminoácidos, los ácidos grasos, la glicerina y la monosahara se gastan en el suministro de energía del cuerpo. En los procesos de intercambio de energía de los aminoácidos, los ácidos grasos y Monosahara están interconectados por los caminos comunes de su transformación. Por lo tanto, como portadores de energía, las sustancias alimentarias se pueden intercambiar de acuerdo con el valor energético (la regla de aislamiento).
El valor de energía (calórica) de los alimentos se evalúa por la cantidad de energía térmica liberada durante la combustión de 1 g de la alimentación (calor fisiológico de la combustión), que se expresa tradicionalmente en kilocalorías o en julios si - en julios (1 kcal \u003d 4,187 kJ ). Los cálculos han demostrado que el valor de energía de las grasas (38.9 kJ / g; 9.3 kcal / g) es dos veces mayor que la proteína de los carbohidratos (17.2 kj / g; 4.1 kcal / g). Las proteínas y los carbohidratos tienen el mismo valor de energía y pueden reemplazarse con 1: 1 en la relación de peso.
Para mantener el estado estacionario del cuerpo, los costos totales de energía deben ser cubiertos por el flujo de sustancias dietéticas que son equivalentes al suministro de energía equivalente en sus enlaces químicos. Si la cantidad de alimentos entrantes para el recubrimiento no es suficiente, los Energéticos son compensados \u200b\u200bpor las reservas internas, principalmente la grasa. Si la masa de energía entrante en energía excede el consumo de energía, entonces el proceso de almacenamiento de grasa está en marcha independientemente de la composición de los alimentos.
Sin embargo, siempre debe recordarse que estas tres fuentes de energía son tanto el material plástico del organismo animal. Por lo tanto, una larga excepción de uno de los tres nutrientes de la dieta comestible y reemplazando la cantidad equivalente de energía de otra sustancia es inaceptable.
Conclusión
La vida es conjugada con un consumo continuo de energía, que es necesario para el funcionamiento del cuerpo. Desde el punto de vista de la termodinámica, los organismos vivos se relacionan con los sistemas abiertos, ya que por su existencia intercambian continuamente las sustancias y energía externas. La fuente de energía de los organismos vivos es la transformación química de las sustancias orgánicas provenientes del medio ambiente. La conversión de estas sustancias del complejo en simples y conduce a la liberación de energía concluida en los enlaces químicos. La extracción de energía de los enlaces químicos se lleva a cabo principalmente con el costo del oxígeno molecular (intercambio aeróbico); La oxidación en varias cadenas está precedida por una división de ONEless (intercambio anaeróbico).
La batería principal de energía para usarla en los procesos celulares es el trifosfato de adenosina (ATP). Usando la energía ATP, la síntesis de la proteína, la división celular, manteniendo su gradiente osmótico, la abreviatura muscular, etc. De acuerdo con la primera ley de la termodinámica, la energía química ATP, que pasa a través de las etapas intermedias, se convierte en una termal en última instancia, que se pierde. por el cuerpo. Por lo tanto, la intensidad del intercambio de energía del cuerpo es la cantidad de motor de energía a la función de los sistemas celulares, la energía acumulada y su pérdida en forma de calor.
La vida útil del cuerpo depende del flujo de reacciones químicas con la transformación de todos los tipos de energía en térmica. La tasa de reacciones químicas, y por lo tanto, el intercambio de energía depende de la temperatura de los tejidos. El calor como conversión de energía finita es capaz de moverse desde una temperatura más alta en la región inferior. La temperatura del tejido se determina mediante la relación de la velocidad del flujo de productos de calor metabólico de sus estructuras celulares y la velocidad de dispersión del calor generado en el medio ambiente. En consecuencia, el intercambio de calor entre el organismo y el entorno externo es una condición integral para la existencia de organismos animales. Para mantener la temperatura corporal normal (óptima) en los organismos animales, hay un sistema de intercambio de calor con un medio.
Los organismos animales se dividen en Caboillem y homototérmico. Poikilotérmico (de pie en los pasos más bajos de la escalera filogenética) tiene mecanismos de termorregulación imperfectos, pero aún bastante efectivos. Estos mecanismos incluyen un sistema de compensación de temperatura química que le permite mantener un intercambio de energía constante con caídas significativas de la temperatura corporal, el comportamiento de la termorregulación (la elección de la temperatura media óptima) y la histéresis de la temperatura (la capacidad de capturar el calor del entorno externo más rápido que perderlo. ).
La homootermia es una adquisición posterior de la evolución del mundo animal. Los verdaderos animales homototérmicos incluyen aves y mamíferos, ya que estos animales pueden mantener un rango permanente de 2 ° C de la temperatura corporal de la MINA fluctuaciones relativamente anchas en la temperatura externa.
En el corazón de la homogermia es más alta que la de los animales de porcottermall, el nivel de intercambio de energía al fortalecer el papel de las hormonas tiroideas, estimulando el funcionamiento de la bomba de sodio celular. El alto intercambio de energía llevó a la formación de mecanismos perfectos para la regulación de la energía térmica en el cuerpo.
Varios animales pertenecen al grupo de organismos heterotérmicos: en algunas afecciones que son atrapadas por los organismos, con otros homóotérmicos.
Para mantener una temperatura corporal constante, los animales homototérmicos tienen termoorregulación química y física. La termorregulación física se lleva a cabo cambiando la conductividad térmica de los tejidos de recubrimiento del cuerpo (cambiando el flujo sanguíneo de la piel, la pilooe, la evaporación de la humedad de la superficie del cuerpo o la cavidad oral).
La termorregulación química se realiza aumentando la generación de calor en el cuerpo. Se aíslan dos fuentes principales de termorregulación química (generación de calor ajustable): termogénesis contráctil debido a la actividad arbitraria del dispositivo locomotor, tono de termorregulación y temblores musculares y termogénesis no consistente debido al tejido de grasa boya, un efecto dinámico específico de los alimentos. etc.
El control del intercambio de calor se lleva a cabo por la actividad de los nocivos oscuros, la información de la cual ingresa al centro de termorregulación del hipotálamo, controlando las reacciones de la termorregulación química y física.
Una larga estancia en temperaturas ambientales altas o bajas conduce a cambios significativos en las propiedades del cuerpo que aumentan su resistencia a la acción de los factores de temperatura adecuados.
El edificio y la actualización de los tejidos corporales, así como el recubrimiento de las células de energía del cuerpo deben proporcionarse con una nutrición adecuada. En el intercambio de sustancias y la energía distingue dos procesos: anabolismo y catabolismo. Bajo el anabolismo, la combinación de procesos destinados a construir estructuras del cuerpo principalmente a través de la síntesis de sustancias orgánicas complejas. El catabolismo es una combinación de los procesos de decaimiento de sustancias orgánicas complejas para liberar energía. La base del anabolismo y el catabolismo se basa en los procesos de asimilación y disimulación, que están interrelacionados y equilibrados.
Las necesidades alimentarias de los animales son bastante homogéneas: sustancias requeridas para el intercambio de energía (proteínas, grasas, carbohidratos), sustancias para construir moléculas de proteínas complejas y estructuras celulares (aminoácidos, purines, lípidos, carbohidratos), catalizadores de intercambio especiales (vitaminas) y células. Estabilizadores de membrana (antioxidantes), iones inorgánicos y solventes biológicos universales.
El valor de energía de los alimentos se determina por la cantidad de energía térmica liberada durante la combustión de la sustancia comestible 1G (calor fisiológico de la combustión).
Bajo la nutrición racional, los alimentos son suficientes en términos cuantitativos y completos en términos cualitativos. La base de la nutrición racional está equilibrada, es decir, la relación óptima de los alimentos consumidos. La nutrición equilibrada debe incluir proteínas, grasas y carbohidratos en la proporción de masas, aproximadamente 1: 1: 4. Para los alimentos cualitativamente, los alimentos deben estar llenos, es decir, contener proteínas (incluidos los aminoácidos indispensables), los ácidos grasos esenciales (la llamada vitamina F), las vitaminas, la mayoría de los sistemas de catalización, y un grupo grande de sustancias similares a la vitamina, inorgánica. Elementos y agua.
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Mecanismos de transferencia de calor del cuerpo en condiciones de frío y calor "\u003e
Los mecanismos de transferencia de calor del cuerpo en condiciones de frío y calor: a) la redistribución de la sangre entre los vasos de los órganos internos y los recipientes de la superficie de cuero; b) Redistribución de la sangre en recipientes de cuero.
La termorregulación física apareció en las últimas etapas de la evolución. Sus mecanismos no afectan los procesos de intercambio celular. Los mecanismos de la termorregulación física se encienden de forma reflexiva y tienen como un mecanismo de reflector tres componentes principales. Primero, estos son receptores que perciben el cambio de temperatura dentro del cuerpo o el medio ambiente. El segundo enlace es el centro de termorregulación. Los terceros enlaces son efectores que cambian los procesos de transferencia de calor mientras se mantienen la temperatura corporal a un nivel constante. En el cuerpo, a excepción de la glándula sudorada, no hay efectivos propios del mecanismo reflejo de la termorregulación física.
El valor de la termorregulación física.
La termorregulación física es la regulación de la transferencia de calor. Sus mecanismos proporcionan mantenimiento de la temperatura corporal a un nivel constante según las condiciones en que el cuerpo amenaza el sobrecalentamiento y cuando se enfría.
La termorregulación física se lleva a cabo por cambios en el calor del calor por parte del cuerpo. Se necesita importancia particular en el mantenimiento de la constancia de la temperatura corporal durante la estancia del cuerpo bajo una temperatura ambiente elevada.
La transferencia de calor se lleva a cabo por emisión de calor (transferencia de calor de radiación), convección, es decir, movimiento y agitación del aire caliente, control de calor, es decir, Gire el calor con una sustancia en contacto con la superficie del cuerpo. La naturaleza del cuerpo de retroceso de calor varía dependiendo de la intensidad del metabolismo.
La pérdida de calor evita la capa de aún aire, que se encuentra entre la ropa y la piel, ya que el aire es un mal conductor de calor. Previene significativamente la capa de transferencia de calor de fibra grasa subcutánea debido a la baja conductividad térmica de la grasa.
Regulación de la temperatura.
La temperatura de la piel, y, en consecuencia, la intensidad de la emisión de calor y la nivelación de calor puede variar en condiciones frías o calientes del entorno externo como resultado de la redistribución de la sangre en los vasos y al cambiar el volumen de sangre circulante.
En el frío, los vasos sanguíneos de la piel, principalmente arteriolos, estrechos; Una mayor cantidad de sangre entra en los vasos de la cavidad abdominal y, por lo tanto, limitado a la transferencia de calor. Capas de superficie de la piel, obteniendo menos sangre cálida, emiten menos calor, por lo que se reduce la transferencia de calor. Además, con un fuerte enfriamiento de la piel, ocurre las anastomosis arteriovenosas, lo que reduce la cantidad de sangre que se introduce en los capilares y, por lo tanto, evita la transferencia de calor.
La redistribución de la sangre que ocurre en el frío es reducir la cantidad de sangre que circula a través de los recipientes de la superficie, y un aumento en la cantidad de sangre que pasa a través de los vasos de los órganos internos, contribuye a la preservación del calor en los órganos internos. cuya temperatura se apoya a un nivel constante.
Con un aumento en la temperatura ambiente, los recipientes de cuero se expanden, la cantidad de sangre que circula en ellos aumenta. El volumen de sangre circulante en todo el cuerpo también está aumentando debido a la transición de agua de los tejidos en los vasos, y también porque el bazo y otro torrente sanguíneo se lanzan al flujo sanguíneo general. Un aumento en la cantidad de sangre que circula a través de los recipientes de la superficie del cuerpo contribuye a la transferencia de calor por radiación y convección. Para preservar la constancia de la temperatura corporal a altas temperaturas ambientales, la sudoración que se produce debido a la transferencia de calor durante la evaporación del agua es importante.
La termorregulación está asociada con los mecanismos para regular el nivel de producto térmico (regulación química) y la transferencia de calor (regulación física). El balance de productos térmicos y la transferencia de calor se controla mediante un hipotálamo que integra componentes sensoriales, vegetativos, emocionales y motores del comportamiento adaptativo.
La percepción de la temperatura se realiza mediante formaciones del receptor de la superficie del cuerpo (receptores de la piel) y los receptores de temperatura profunda en el tracto respiratorio, los vasos, los órganos internos, en los plexos nerviosos de Intermuschny del tracto gastrointestinal. Según los nervios aferentes, los impulsos de estos receptores llegan al centro de la termorregulación en el hipotálamo. Activa varios mecanismos que proporcionan o el producto de calor o la transferencia de calor. El mecanismo de retroalimentación que involucra el sistema nervioso y el flujo sanguíneo cambia la sensibilidad de los receptores de temperatura (Fig. 15.4, 15.5). Las formaciones sensibles a la nota también se ubican en diferentes áreas del sistema nervioso central, en la corteza del motor, en el hipotálamo, en el área del barril cerebral (formación reticular, el cerebro oblongo) y la médula espinal.
En el hipotálamo, que a veces se llama "Termostato del cuerpo", no solo hay un centro que integra varios impulsos sensoriales asociados con la información sobre el térmico
Higo. 15.4.
el equilibrio del cuerpo, pero también el centro regulatorio de las reacciones motoras que controlan los modos de temperatura. Después de interrumpir las funciones del hipotálamo, se pierde la capacidad de regular la temperatura corporal.
El control del control de transferencia de calor está conectado con el hipotálamo delantero para evitar el sobrecalentamiento: sus neuronas son sensibles a la temperatura de la sangre que fluye. Si se viole el trabajo de este centro, se mantiene el control de la temperatura corporal en un medio frío, pero en el calor que falta y la temperatura corporal aumenta significativamente.
Otro centro de termorregulación, ubicado en el hipotálamo trasero, controla el tamaño del calor.
Higo. 15.5. La participación del sistema nervioso en la termorregulación y, por lo tanto, previene el enfriamiento excesivo. La violación de este centro reduce la capacidad de fortalecer el intercambio de energía en un ambiente frío, y la temperatura corporal disminuye.
La transmisión de calor de las áreas interiores del cuerpo a las extremidades, como resultado de los cambios en el volumen de flujo sanguíneo, es un medio importante para regular la transferencia de calor a través de reacciones vasomotoras. Las extremidades soportan un rango de temperatura mucho mayor que las áreas interiores del cuerpo, y forman excelentes temperaturas "destacadas", es decir, Lugares que pueden garantizar la pérdida de calor grande o menor, dependiendo de la entrada de calor de las áreas interiores del cuerpo a través del torrente sanguíneo.
La termorregulación está asociada con el sistema nervioso simpático (ver Fig. 15.5). Se ajusta por el tono de los vasos; Como resultado, se cambia la afluencia de sangre a la piel (ver cap. 4). La expansión de los vasos subcutáneos se acompaña de una desaceleración en ellos y el calentamiento de la transferencia de calor (Fig. 15.6). Con un calor fuerte, la afluencia de sangre a la piel de las extremidades aumenta considerablemente, y el exceso de calor se disipa. La proximidad de las venas a la superficie de la piel aumenta el enfriamiento en la sangre, lo que regresa a las áreas internas del cuerpo.
Cuando se enfrían, los vasos se estrechan, se reduce la entrada de sangre en la periferia. En los humanos, a medida que la sangre pasa a través de grandes vasos de manos y yoga, su temperatura cae. Sangre venosa refrigerada, regresando dentro del cuerpo por embarcaciones ubicadas cerca de las arterias, captura un gran
Higo. 15.6. Reacción de los recipientes superficiales de la piel en el estrecho frío (pero) y calor - expansión (B)
la proporción de calor dado por flujo sanguíneo arterial. Tal sistema se llama intercambio de calor de contracorriente. Contribuye al retorno de una gran cantidad de calor a las áreas internas del cuerpo después de la sangre a través de las extremidades. El efecto total de dicho sistema es una disminución en la transferencia de calor. A la temperatura del aire cerca de cero, tal sistema no es beneficioso, ya que como resultado de un intercambio intensivo de calor entre la sangre arterial y venosa, la temperatura de los dedos en las manos y en las piernas puede disminuir significativamente, lo que puede causar congelación.
La fuente principal de producto térmico se asocia con las contracciones musculares que están bajo control arbitrario. Otro tipo de refuerzo en el cuerpo puede ser un temblor muscular, una reacción al frío. Un pequeño movimiento de los músculos con temblor aumenta la eficiencia del producto térmico. Al temblar rítmicamente y al mismo tiempo con una alta frecuencia, se reducen flexores y extensores de extremidades y músculos de mascar. La fuerza de frecuencia y reducción puede variar. El temblor se genera solo si los músculos indicados no están involucrados en otro tipo de actividad. Puede ser superado por el trabajo muscular arbitrario. Los movimientos arbitrarios, como caminar, están asociados con la contracción muscular, que supera el temblor. Y temblar, y caminar está acompañado por la formación de calor. Las neuronas de hipotálamo trasero afectan la frecuencia y la fuerza de las contracciones musculares cuando tiembla. El centro proviene del centro de termorregulación en el hipotálamo delantero y de los receptores musculares. Los pulsos del cerebro vienen a todos los niveles de la médula espinal, donde surgen señales rítmicas, causando temblor en los músculos.
Además, la energía térmica se forma cuando las grasas, almacenadas en tejido adiposo. El más efectivo en este sentido es la grasa marrón, ubicada en niños recién nacidos entre las cuchillas y el esternón. Dentro de unos días después del nacimiento del producto de calor, que es proporcionado por las células de la grasa marrón, la reacción principal hacia el frío. Más tarde en los niños, un escalofrío se convierte en tal reacción. La grasa marrón en grandes cantidades ocurre en animales que tienen una hibernación de invierno. La escisión de la grasa del tejido adiposo blanco es menos eficiente. La grasa blanca contribuye a la educación, sino para mantener el calor.
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