Mehanizmi termoregulacije. Ljudska termoregulacija: Što je to? Mehanizam kemijske termoregulacije je prehrambene tvari

Regulacija temperature sastoji se u koordinaciji toplinske procese (kemijska termoregulacija) i prijenosa topline (fizička termoregulacija).
Procesi proizvodnje topline. U svim organima zbog procesa metabolizma dolazi do toka topline protoka. Stoga, krv koja dopire do organa, u pravilu ima višu temperaturu od te teče. No, uloga različitih organa u toplinskom proizvodu je drugačiji. U stanju mirovanja na računima jetre za oko 20% ukupnog toplinskog proizvoda, na drugim unutarnjim organima - 56%, za 20%, tijekom fizičkog napora na skeletne mišiće - do 90%, na unutarnjim organima - samo 8 %.
Dakle, snažan sigurnosni izvor topline je mišić u njihovom smanjenju. Promjena aktivnosti njihovog metabolizma pod lokomotions je glavni mehanizam toplinskog proizvoda. Među raznim lokomotionama može se razlikovati nekoliko stupnjeva sudjelovanja mišića u toplinskom proizvodu.
1. ton termoregulacije. U isto vrijeme, mišići se ne smanjuju. Povećavaju se samo njihov ton i metabolizam. Ovaj ton općenito se pojavljuje u mišićima vrata, tijela i udovima. Kao rezultat toga, toplinski proizvod se povećava za 50-100%.
2. Driver se podsvjesno nastaje i leži u periodičnoj aktivnosti visokonaponskih motornih jedinica na pozadini tona termoregulacije. Kada se drhti, sva energija je usmjerena samo na povećanje proizvodnje topline, dok se u konvencionalnim lokomotionama konzumira dio energije za pomicanje odgovarajućeg ekstremiteta, a dio je termogeneza. Kada drhte, toplinski proizvodi se diže za 2-3 puta. Shiver često počinje s mišićima vrata, lica. To je zbog činjenice da bi se prije svega ta temperatura krvi trebala povećati, koja teče u mozak.
3. Proizvodno smanjenje svjesno povećavaju kontrakciju mišića. To se promatra u niskim uvjetima vanjskog temperature, kada prve dvije faze nisu dovoljne. S proizvoljnim kraticama, toplinski proizvodi mogu se povećati za 10-20 puta.
Reguliranje toplinskog proizvoda u mišićima Cutyazana s utjecajem motornih metara na funkciju i metabolizam / mišiće, u drugim tkivima - simpatički živčani sustav i kateholamini (povećati intenzitet metabolizma za 50%) i djelovanje hormona, osobito tiroksina, koji povećava toplinski proizvod gotovo dva puta.
Značajnu ulogu u termogenezi lipida, koja se odlikuje hidrolizom značajno više energije (9,3 kcal / g) od ugljikohidrata (4,1 kcal / g). Od posebne važnosti, posebno u djece, ima smeđe masti.
Procesi prijenosa topline To se događa na sljedeći način - zračenje, konvekcija, isparavanje i toplinska provodljivost.
Zračenje se događa uz pomoć infracrvenog zračenja dugog vala. To zahtijeva temperaturni gradijent između tople kože i hladnih zidova i drugih ekoloških objekata. Dakle, veličina zračenja ovisi o temperaturi i površini kože.
Termička vodljivost se provodi s izravnim dodirom tijela s objektima (stolica, krevet, itd.). U isto vrijeme, brzina prijenosa topline iz grijanog tijela do manje zagrijanog objekta određuje se temperaturni gradijent i njihovom termalnom industrijom. Povratak topline na ovaj način značajno (14 puta) se povećava kada je osoba u vodi. Djelomično provođenjem topline prenesene s unutarnjih organa na površinu tijela. Ali ovaj proces je inhibiran zbog niske toplinske vodljivosti masti.
Staza konvekcije. Zrak u dodiru s površinom tijela, u prisutnosti temperatura, zagrijava se. U isto vrijeme postaje lakše i, diže iz tijela, oslobađa mjesto za nove zračne porcije. Stoga je potrebno dio topline. Intenzitet prirodne konvekcije može se povećati zbog dodatnog kretanja zraka, smanjenjem prepreka kada se primlje u tijelo (odgovarajuća odjeća).
Znoj uparavanju. Na sobnoj temperaturi u čovjeku se daje oko 20% topline zbog isparavanja.
Toplinska vodljivostKonvekcija i zračenje su pasivni putovi prijenosa topline na temelju zakona fizike. Oni su učinkoviti samo zadržavajući pozitivan temperaturni gradijent. Što je manje temperaturna razlika između tijela i okoliša, daje se manja topline. S istim pokazateljima ili na visokim temperaturama okoline navedeni putovi ne samo da nisu učinkovite, ali tijelo je grijanje. Pod tim uvjetima, samo jedan mehanizam za povrat topline pokreće se u tijelu povezan s procesima znojenja i potoviparovouvana. Ovdje se koriste i fizički obrasci (troškovi energije po procesu isparavanja) i biološko (znojenje). Hlađenje kože doprinosi činjenici da se konzumira 0,58 kcal za isparavanje od 1 ml. Ako se ne dogodi
swift isparavanje, učinkovitost prijenosa topline oštro smanjuje. M.
Stopa isparavanja je stotinu ovisi o temperaturnom gradijentu i zasićenju trajekta okolne zračne vode. Što je viša vlažnost, manje učinkovito postaje prijenos topline. Učinkovitost prijenosa topline dramatično se smanjuje kada je u vodi ili u gustoj odjeći. U isto vrijeme, tijelo je prisiljeno nadoknaditi odsutnost Sweatparane zbog povećanja znojenja.
Isparavanje ima dva mehanizma: a) Positanost - bez sudjelovanja znojnih žlijezda b) isparavanje - uz aktivno sudjelovanje znoja žlijezda.
Pušenost - isparavanje vode s površine pluća, sluznice, kože, koja je uvijek mokra. Ovo isparavanje nije regulirano, ovisi o temperaturnom gradijentu i vlažnosti okolnog zraka, njegova vrijednost je oko 600 ml / dan. Što je viša vlažnost, to je manje učinkovita ova vrsta prijenosa topline.
Mehanizam izlučivanja znoja. Željezo sa saksiji sastoji se od dva dijela: samog žlijezda, koja se nalazi u subtermelnom sloju, a izlazni kanali koji se otvaraju na površini kože. Primarna tajna formirana je u žlijezdu, au kanalima, zbog reapsorpcije, formira se sekundarna tajna - znoj.
Primarna tajna poput krvne plazme. Razlika leži u činjenici da u ovoj tajnosti nema proteina i glukoze, manje Na +. Dakle, u početnom znoju koncentraciji natrija je oko 144 nmol / l, klor - 104 nmol / l. Ovi se ioni aktivno apsorbiraju kada znoj prolazi kroz izlazne kanale, osiguravajući apsorpciju vode. Proces apsorpcije u velikoj mjeri ovisi o brzini formiranja i promicanje znoja da su ti procesi aktivni, veći NA + i SL-ostaci. Uz jako znojenje u znoju, do polovice koncentracije ovih iona može ostati. Snažan unos je popraćen povećanjem koncentracije uree (do 4 puta više nego u plazmi) i kalij (do 1,2 puta više nego u plazmi). Ukupna visoka koncentracija iona, formirajući visoku razinu osmotskog tlaka, osigurava smanjenje reapsorpcije i izolacije od tada velike količine vode.
Uz jako znojenje, može se potrošiti mnogo NACL-a (do 15-30 g / dan). Međutim, u tijelu postoje mehanizmi koji osiguravaju očuvanje tih važnih iona s velikim znojenjem. Oni su uključeni u procese prilagodbe, posebno aldosteron poboljšava na + reapsorpciju.
Funkcije znojnih žlijezda prilagođene su posebnim mehanizmima. Na simpatički živčani sustav utječen je njihovom aktivnošću, ali posrednik je acetilkolin. Sekretorske stanice, osim m-kolinoreceptora, također imaju adrenoreceptore koji reagiraju na katehole krvi. Aktivacija funkcija žlijezda znojenja prati se povećanjem opskrbe krvlju.
Količina dodijeljenog znoja može doseći 1.5 l / h, te u prilagođenim osobama - do 3 l / h.
Na sobnoj temperaturi u čovjeku, oko 60% topline daje se zbog zračenja, oko 12-15% - zračni konvekciju, oko 20% - isparavanje, 2-5% toplinske vodljivosti. No, taj omjer ovisi o nizu uvjeta, posebno na temperaturi vanjskog okruženja.
Glavna uloga u regulaciji procesa prijenosa topline odigra se po dovodu krvi na kožu. Sužavanje plovila kože, otkriće arteriovenih anastomoza doprinosi manjem priljevu topline iz kernela do ljuske i održava ga u tijelu. Naprotiv, kada ekspanzija kožnih posuda, njegova temperatura može povećati za 7-8 ° C. Također povećava prijenos topline.
Uvjetno, koža se može nazvati radijatorskom sustavom tijela. Bloodstock u koži može varirati od 0 do 30% ismijavati. Ton kožnih posuda kontrolira simpatički živčani sustav.
Prema tome, tjelesna temperatura je ravnoteža između procesa toplinske produkta i topline. Kada se proizvodnja topline prevladava preko prijenosa topline, temperatura tijela se povećava i naprotiv, ako je prijenos topline veći od toplinskog produkta, temperatura tjelesne temperature je smanjena.

A. Ljudski život može samo curiti u uskom temperaturnom rasponu.

Temperatura ima značajan utjecaj na protok vitalnih procesa u ljudskom tijelu i na njegovu fiziološku aktivnost. Životni procesi su ograničeni na uski temperaturni raspon unutarnjeg okruženja u kojem se mogu pojaviti osnovne reakcije enzima. Za osobu, smanjenje tjelesne temperature ispod 25 ° C i njegovo povećanje iznad 43 ° C obično je smrtno. Posebno osjetljiva na promjene u temperaturnim živčanim stanicama.

Toplina To uzrokuje intenzivno znojenje, što dovodi do dehidracije tijela, gubitak mineralnih soli i vitamina topivih u vodi. Posljedica tih procesa je zadebljanje krvi, kršenje metabolizma soli, želučana sekrecija, razvoj deficita vitamina. Dopuštena smanjenja težine tijekom isparavanja je 2-3%. Kada je gubitak težine iz isparavanja 6%, mentalna aktivnost je povrijeđena, a sa 15-20% gubitka težine, dolazi smrt. Sustavno djelovanje visoke temperature uzrokuje promjene kardiovaskularnog sustava: povećanje pulsa, promjena krvnog tlaka, slabljenje funkcionalne sposobnosti srca. Dugotrajna izloženost visokoj temperaturi dovodi do nakupljanja topline u tijelu, dok se tjelesna temperatura može povećati na 38-41 ° C, a toplinski udar može se dogoditi s gubitkom svijesti.

Niske temperature Mogu postojati uzroci hlađenja i supercooling organizma. Prilikom hlađenja u tijelu, prijenos topline se refleksno smanjuje i toplinski produkt se povećava. Smanjenje prijenosa topline nastaje zbog grčeva (sužavanje) plovila, povećavajući toplinsku otpornost tjelesnih tkiva. Dugotrajna izloženost niskoj temperaturi dovodi do otpornih vaskularnih spa, poremećaja tkiva. Rast topline-produkta tijekom hlađenja postiže se povećanjem oksidativnih metaboličkih procesa u tijelu (smanjenje tjelesne temperature na 1 ° C je popraćeno povećanjem metaboličkih procesa na 10 ° C). Utjecaj niskih temperatura popraćeno je povećanjem krvnog tlaka, volumena inhalacije i smanjenjem respiratorne frekvencije. Hlađenje tijela mijenja razmjenu ugljikohidrata. Veliko hlađenje je popraćeno smanjenjem tjelesne temperature, ugnjetavanja organa i tjelesnih sustava.

B. jezgra i vanjska ljuska tijela.

Sa stajališta termoregulacije, ljudsko tijelo može biti predstavljeno sastoje se od dvije komponente - vanjske ljuska i unutarnji nuklei.

Jezgra- Ovo je dio tijela, koji ima konstantnu temperaturu (unutarnje organe), i ljuska- Dio tijela u kojem postoji temperaturni gradijent (to su tkiva površinskog sloja tijela debljinom od 2,5 cm). Kroz školjku nalazi se izmjena topline između jezgre i okoliša, odnosno promjene u toplinskoj vodljivosti ljuske određuje postojanost temperature kernela. Termička vodljivost varira zbog promjena u dovodu krvi i protoka krvi od tkiva ljuske.

Temperatura različitih dijelova kernela je drugačija. Na primjer, u jetri: 37,8-38,0 ° C, u mozgu: 36,9-37,8 ° C. Općenito, temperatura jezgre ljudskog tijela je 37,0 ° C. To se postiže korištenjem procesa endogene termoregulacije, čiji je rezultat stabilna ravnoteža između količine topline proizvedene u tijelu ( proizvodnja topline) i količina topline koja tijelo rasprši u isto vrijeme u okolišu ( toplotna preša).

Temperatura ljudske kože u različitim područjima kreće se od 24,4 ° C do 34,4 ° C. Na najnižoj temperaturi se uočava na prstima nogu, najviša - u pazuhu. Temelji se na mjerenju temperature u pazuhu, tijelo se obično ocjenjuje u trenutku vremena.

Prema prosječnim podacima, prosječna temperatura gole osobe u ugodnoj temperaturi zraka je 33-34 ° C. Postoje dnevne fluktuacije u tjelesnoj temperaturi. Amplituda oscilacija može doseći 1 ° C. Temperatura tijela je minimalna u preliminarnom satu (3-4 sata) i maksimum u danu (16-18 sati).

Također je poznat fenomen asimetrije temperature. Primijećeno je oko 54% slučajeva, a temperatura u lijevoj aksilarnoj depresiji je nešto viša nego u desnoj strani. Moguća je asimetrija i druga područja kože, a ozbiljnost asimetrije je više od 0,5 ° C svjedoče o patologiji.

V. izmjena topline. Ravnoteža proizvodnje topline i prijenosa topline u ljudskom tijelu.

Ljudski životni procesi popraćeni su kontinuiranom proizvodnjom topline u tijelu i utjecaj formirane topline u okoliš. Razmjena toplinske energije između organizma i okoliša naziva se izmjena topline. Toplinski produkt i prijenos topline posljedica su aktivnosti središnjeg živčanog sustava, regulirajući metabolizam, cirkulaciju krvi, znojenje i aktivnosti skeletnih mišića.

Ljudsko tijelo je samoregulatorski sustav s unutarnjim izvorom topline, u kojoj, u normalnim uvjetima, toplinski produkt (količina formirane topline) jednaka je količini topline koja se daje vanjskom okruženju (prijenos topline). Konstantnost tjelesne temperature se zove izotermia, Osigurava neovisnost metaboličkih procesa u tkivima i organima iz fluktuacija temperature okoline.

Unutarnja temperatura ljudskog tijela je konstantna (36,5-37 ° C) zbog kontrole intenziteta toplinskog produkta i prijenosa topline, ovisno o temperaturi vanjskog okruženja. I temperatura ljudske kože kada je izložena vanjskim uvjetima može se mijenjati u relativno širokim granicama.

U tijelu osobe za 1 sat, toliko se toplina formira po potrebi da kuka 1 litru ledene vode. A ako je tijelo neprobojno za zagrijavanje kućišta, zatim sat vremena kasnije, tjelesna temperatura bi se povećala oko 1,5 ° C, dok će sat doći do točke vrenja vode. Tijekom teških fizičkog rada, formiranje topline povećava se nekoliko puta. Ipak, temperatura našeg tijela ne mijenja. Zašto? Upravo u balansiranju procesa obrazovanja i topline topline u tijelu.

Vodeći faktor koji određuje razinu toplinske ravnoteže je temperatura okoliša. Sa svojim odstupanjem iz udobne zone u tijelu uspostavlja se nova razina toplinske ravnoteže, osiguravajući izotermiju u novom okruženju okoliša. Takvo postojanost tjelesne temperature osigurava mehanizam termoregulacijaSadrži proces proizvodnje topline i proces proizvodnje topline koji je reguliran neuro-endokrinom kroz.

Koncept termoregulacije tijela.

Temoregulacija - To je kombinacija fizioloških procesa usmjerenih na održavanje relativne postojane temperature organizma jezgre u uvjetima promjena temperature medija pomoću regulacije toplinske produkta i prijenosa topline. Termoregulacija je usmjerena na sprječavanje poremećaja toplinske ravnoteže tijela ili na njegovu obnovu, ako su se takva kršenja već dogodila, a provodi se neuro-humoralom.

Vjeruje se da je termoregulacija karakterizirana samo homotermalnim životinjama (uključujući sisavce (uključujući osobu), ptice), čije tijelo ima sposobnost održavanja temperature unutarnjih područja tijela na relativno konstantnoj i prilično visokoj razini Razina (oko 37-38 ° C kod sisavaca i 40-42 ° C u pticama) bez obzira na promjene u sobnoj temperaturi.

Mehanizam termoregulacije može biti predstavljen kao kibernetitski samoupravni sustav s povratnim informacijama. Fluktuacije temperature okoline djeluju na posebno obrazovanje receptora ( termoreceptor), osjetljivi na promjenu temperature. Termoreceptori se prenose na informacije o termoregulacijskim centrima o toplinskom stanju organa, pak, termoregulacija centara kroz živčane vlakna, hormone i druge biološki aktivne tvari mijenjaju razinu prijenosa topline i proizvodnje topline ili dijelova tijela (lokalna termoregulacija) ili tijelo u cjelini. Kada su centri termoregulacije isključeni s posebnim kemikalijama, tijelo gubi sposobnost održavanja postojanosti temperature. Ova značajka u posljednjih nekoliko godina koristi se u medicini za umjetno hlađenje tijela tijekom složenih kirurških operacija na srcu.

Termoreceptori kože.

Procjenjuje se da osoba ima oko 150.000 hladnih i 16.000 toplinskih receptora koji reagiraju na promjene u temperaturi unutarnjih organa. Termoreceptori se nalaze u koži, u unutarnjim organima, respiratorni trakt, skeletni mišići i središnji živčani sustav.

Termoreceptorska koža brzo se prilagođava i ne reagira toliko na samoj temperaturi kao svoje promjene. Maksimalni broj receptora je u području glave i vrata, minimum na udovima.

Hladni receptori su manje osjetljivi i njihov prag osjetljivosti je 0,012 ° C (kada se ohladi). Prag osjetljivosti toplinskih receptora je veći i je 0.007 ° C. To je vjerojatno zbog veće opasnosti za tijelo pregrijavanja.

D. Vrste termoregulacije.

Termoregulacija se može podijeliti u dvije glavne vrste.:

1. Fizička termoregulacija:

Isparavanje (znojenje);

Zračenje (zračenje);

Konvekcija.

2. Kemijska termoregulacija.

Kontraktilna termogeneza;

Termogeneza ne-kulture.

Fizička termoregulacija (Proces koji uklanja toplinu iz tijela) - osigurava očuvanje postojanosti tjelesne temperature zbog promjene topline topline organizmom provođenjem kroz kožu (provođenje i konvekciju), RadiayScript (zračenje) i isparavanje od vode. Povrat topline nastalog u tijelu reguliran je promjenom toplinske vodljivosti kože, potkožnog sloja masti i epidermisa. Prijenos topline je u velikoj mjeri reguliran dinamikom cirkulacije krvi u toplinskom provođenju i toplinskim izolacijskim tkivima. Uz povećanje temperature okoline u prijenosu topline počinje dominirati isparavanjem.

Provođenje, konvekcija i zračenje su pasivni putovi prijenosa topline na temelju zakona fizike. Oni su učinkoviti samo zadržavajući pozitivan temperaturni gradijent. Što je manje temperaturna razlika između tijela i okoliša, daje se manja topline. S istim pokazateljima ili na visokim temperaturama okoline, navedeni putovi ne samo da nisu učinkovite, ali se također događa tijelo. Pod tim uvjetima, samo jedan mehanizam za povrat topline pokreće se u tijelu - znojenje.

Na niskoj temperaturi okoline (15 ° C i dolje), oko 90% dnevnog prijenosa topline dolazi zbog kontrole topline i emisije topline. Pod tim uvjetima ne postoji vidljivo znojenje. Na temperaturi zraka od 18-22 ° C, prijenos topline zbog toplinske vodljivosti i emisije topline smanjuje se, ali gubitak topline se povećava od strane organizma isparavanjem vlage s površine kože. S povećanjem temperature okoline do 35 ° C, prijenos topline s zračenjem i konvekcijom postaje nemoguć, a tjelesna temperatura se održava na konstantnoj razini isključivo isparavanjem vode s površine kože i alveoli pluća. Uz visoku vlažnost, kada je isparavanje vode teško, može doći do pregrijavanja tijela i razviti toplinski udarac.

U osobi na odmoru na temperaturi zraka od oko 20 ° C i ukupnom prijenosu topline na poprimi 419 KJ (100 kcal) po satu, 66% je izgubljeno pomoću zračenja, isparavanja vode - 19%, konvekcija - 15% ukupne topline gubitak tijela.

Kemijska termoregulacija(Proces koji osigurava stvaranje topline u tijelu) se provodi kroz metabolizam i kroz toplinske proizvode takvih tkiva kao i mišiće, kao i jetru, smeđe masti, to jest, promjene u razini proizvodnje topline - zbog do dobitka ili slabljenje intenziteta metabolizma u stanicama tijela. Kada se oslobađa oksidiranje organskih tvari, energija se oslobađa. Dio energije ide na sintezu ATP-a (adenozin trifosfat je nukleotid, koji igra iznimno važnu ulogu u razmjeni energije i tvari u tijelu). Ova potencijalna energija može koristiti tijelo u budućim aktivnostima. Izvor topline u tijelu je sva tkiva. Krv, teče kroz tkaninu, zagrijava se. Povećanje ambijentalne temperature uzrokuje refleksno smanjenje metabolizma, kao rezultat toga, generiranje topline se smanjuje u tijelu. S smanjenjem temperature okoline, intenzitet metaboličkih procesa povećava refleksično i povećava se stvaranje topline.

Uključivanje kemijske termoregulacije nastaje kada se ispada fizička termoregulacija nedovoljnom da se održava postojanost tjelesne temperature.

Razmotrite ove vrste termoregulacije.

Fizička termoregulacija:

Pod, ispod fizička termoregulacija Razumjeti kombinaciju fizioloških procesa koji vode do promjena u razini prijenosa topline. Postoje sljedeći načini za oporavak topline organizmom u okolišu:

Isparavanje (znojenje);

Zračenje (zračenje);

Prijenos topline (provođenje);

Konvekcija.

Razmotrite ih detaljnije:

1. Uparavanje (znojenje):

Isparavanje (znojenje)- Ovo je oporavak toplinske energije u okoliš zbog isparavanja znoja ili vlage s površine kože i sluznice respiratornog trakta. Osoba se stalno oslobađa znojem žlijezda kože ("opipljivi", ili žar, gubitak vode), sluznice respiratornog trakta ("nepravilno" gubitak vode) su navlažene. U isto vrijeme, "opipljiv" gubitak vode od strane tijela ima značajniji utjecaj na ukupnu količinu topline od topline topline od "nevažnog".

Na vanjskoj temperaturi srednje temperature, oko 20 ° C, isparavanje vlage je oko 36 g / h. Budući da isparavanje od 1 g vode kod ljudi proveo je 0,58 kcal toplinske energije, nije teško izračunati to isparavanjem od organizma odrasle osobe, daje oko 20% cjelokupnog rasipanja topline u tim uvjetima. Povećana vanjska temperatura, fizički rad, dugoročni boravak u toplinskoj izolaciji Ojačajte znojenje i može se povećati na 500-2,000 g / h.

Osoba ne tolerira relativno nisku temperaturu okoline (32 ° C) tijekom vlažnog zraka. U apsolutno suhom zraku, osoba može biti bez vidljivog pregrijavanja 2-3 sata na temperaturi od 50-55 ° C. Također je slabo prenesena zrakom neprobojna odjeća (gume, gusta, itd.), Što sprječava isparavanje znoja: sloj zraka između odjeće i tijela je brzo zasićena parovima i daljnje uparavanje znoja zaustavlja.

U procesu prijenosa topline pomoću isparavanja, iako je samo jedan od metoda termoregulacije, postoji jedno izuzetno dostojanstvo - ako vanjska temperatura premašuje prosječnu temperaturu kože, tada tijelo ne može dati toplinu na vanjskom mediju s Ostale metode termoregulacije (zračenje, konvekcija i provođenje), koje ćemo pogledati ispod. Tijelo pod ovim uvjetima počinje apsorbirati toplinu izvana, a jedini način raspršenja topline postaje povećanje isparavanja vlage iz površine tijela. Takvo uparavanje je moguće sve dok vlažnost okoliša ne ostane manje od 100%. S intenzivnim znojenjem, visokom vlagom i niskim zračnim pokretom, kada znoj kapi, ne ugasiti da se isparimo, spojite se i protok iz površine tijela, prijenos topline isparavanjem postaje sve manje učinkovito.

Kada isparava znoj, naše tijelo daje energiju. Zapravo, zbog energije našeg tijela, molekula tekućine (tj. Znoj) obojeni molekularne veze i premjestite iz tekućine u plinovito stanje. Energija se troši na pauzu veza i, kao rezultat toga, temperatura tijela pada. Hladnjak radi na istom principu. Uspijeva održavati temperaturu unutar komore, znatno niže od temperature okoline. To čini zbog potrošnje električne energije. I to radimo koristeći energiju dobivenu iz cijepanja prehrambenih proizvoda.

Smanjite toplinu iz isparavanja može pomoći u kontroli tijekom odabira odjeće. Odjeća treba odabrati na temelju vremenskih uvjeta i trenutne aktivnosti. Nemojte biti lijeni da biste uklonili prekomjernu odjeću kada opterećenja rastu. Manje ćete se znojiti. I nemojte biti lijeni da ga ponovno nosite kada se opterećenja zaustave. Uklonite vlagu i vjetru ako nema kiše s vjetrom, inače će se odjeća ismijavati iznutra, iz znoja. I, u dodiru s vlažnom odjećom, gubimo toplinu i toplinsku vodljivost. Voda 25 puta bolja od zraka provodi toplinu. Dakle, u mokrim odjećom gubimo toplinu 25 puta brže. Zato je važno podržati suhu odjeću.

Uparavanje je podijeljeno u 2 vrste:

ali) Nedostatno dopuštenje (bez sudjelovanja znojnih žlijezda) je isparavanje vode s površine svjetlosti, sluznice respiratornog trakta i vode, curi kroz epitel kože (isparavanje s površine kože, čak i ako je koža suha ).

Tijekom dana kroz respiratorni trakt, do 400 ml vode ispari, tj. Tijelo gubi do 232 kcal dnevno. Ako je potrebno, ta se vrijednost može povećati toplinskom kratkog disanja. Kroz epidermisa u prosjeku, oko 240 ml vode dnevno. Prema tome, na taj način tijelo gubi do 139 kcal dnevno. Ova vrijednost, u pravilu ne ovisi o procesima regulacije i različitim čimbenicima okoliša.

b) osjetiti dozvole(uz aktivno sudjelovanje znojnih žlijezda) - Ovo je povratak topline isparavanjem znoja. U prosjeku se odlikuje 400-500 ml znoja tijekom udobne temperature medija, dakle, do 300 kcal energije. Isparavanje 1 litara lonca kod osobe s tjelesnom težinom od 75 kg može smanjiti tjelesnu temperaturu na 10 ° C. Međutim, ako je potrebno, volumen znojenja može se povećati na 12 L dnevno, tj. Znojenjem možete izgubiti do 7.000 kcal dnevno.

Učinkovitost isparavanja u velikoj mjeri ovisi o mediju: što je viša temperatura i niža vlažnost, to je veća učinkovitost znojenja kao mehanizam za povratak topline. Sa 100% vlage, uparavanje je nemoguće. Uz visoku vlažnost atmosferskog zraka, visoke temperature su teže nego na niskoj vlažnosti. U zasićenom vodenom pare zraku (na primjer, u kadi) znoj je istaknut u velikim količinama, ali ne isparava i teče iz kože. Takvo znojenje ne doprinosi oporavku topline: samo dio znoja, koji isparava s površine kože, važan je za prijenos topline (ovaj dio znoja je učinkovito znojenje).

2. zračenje (zračenje):

Zračenje (zračenje)- To je način da se toplina zagrijava u okoliš površine ljudske tjelesne površine u obliku elektromagnetskih valova infracrvenog raspona (a \u003d 5-20 uM). Zbog zračenja, svi objekti daju energiju, čija je temperatura iznad apsolutne nule. Elektromagnetsko zračenje slobodno prolazi kroz vakuum, a atmosferski zrak za to također se može smatrati "transparentnim".

Kao što je poznato, bilo koji objekt koji se zagrijava iznad temperature okoline zrači toplinu. Svi su osjetili kako sjedi pokraj vatre. Vatra zrači toplinu i zagrijava stavke oko. U isto vrijeme, vatra gubi svoju toplinu.

Ljudsko tijelo počinje emitirati toplinu čim temperatura okoline padne niže od temperature površine kože. Da biste spriječili gubitak topline zračenjem, morate zaštititi otvorena područja tijela. To se radi s odjećom. Dakle, stvaramo sloj zraka u odjeći između kože i okoliša. Temperatura ovog sloja bit će jednaka temperaturi tjelesne temperature i gubitku topline pomoću smanjenja zračenja. Zašto gubitak topline uopće ne zaustavlja? Jer sada grijana odjeća će emitirati toplinu, gubeći ga. I čak i stavljajući drugi sloj odjeće, ne zaustavljate zračenje.

Količina topline raspršenog organizmom u okoliš zračenjem proporcionalno je području površine zračenja (površina tijela, koja nije pokrivena odjećom) i razlika u prosječnim vrijednostima temperature kože i okoliša. Na sobnoj temperaturi od 20 ° C i relativne vlažnosti od 40-60%, tijelo odraslih raspršuje oko 40-50% ukupne topline. Ako temperatura okoline premašuje prosječnu temperaturu kože, ljudsko tijelo, apsorbira infracrvene zrake koje se emitiraju okolnim objektima zagrijavaju se.

Prijenos topline zračenjem se povećava kada se temperatura okoline smanjuje i smanjuje kada se poveća. U uvjetima stalne temperature okoline, zračenje s površine tijela se povećava s povećanjem temperature kože i smanjuje se kada se smanjuje. Ako su prosječne površinske temperature kože i okoliša poravnate (temperaturna razlika postaje jednaka nuli), tada povratak topline zračenjem postaje nemoguć.

Smanjio prijenos topline tijela zračenjem smanjenjem površine zračenja - promjenom položaja tijela, Na primjer, kada je pas ili mačka hladna, pretvaraju se u zaplet, čime se smanjuje površina prijenosa topline; Kada je vruće, životinje, naprotiv, zauzeti položaj na kojem se površina prijenosa topline povećava što je više moguće. Ova metoda fizičke termoregulacije nije lišena i osobe, "okrećući se u loptu" tijekom sna u hladnoj sobi.

3. Toplinska razmatranja (provođenje):

Provođenje topline (stanje) - To je način povratka topline, koji se odvija prilikom kontaktiranja kontakta s drugim fizičkim tijelima. Količina topline koja se daje organizmu u okoliš u ovoj metodi proporcionalna je razlici u prosječnoj temperaturi kontaktnih tijela, površine kontaktiranja površina, topline toplinskog kontakta i toplinske vodljivosti neaktivnog tijela.

Gubitak topline s toplinskom vodljivošću nastaje kada se pojavljuje izravan kontakt s hladnim predmetom. U ovom trenutku naše tijelo daje toplinu. Brzina gubitka topline snažno ovisi o toplinskoj provodljivosti stavke s kojom smo u kontaktu. Na primjer, toplinska vodljivost kamena je 10 puta veća od drva. Stoga, sjedeći na kamen, mi ćemo brže izgubiti toplinu. Vjerojatno ste primijetili da je sjedenje na kamen nekako hladniji nego na dnevniku.

Odluka? Izolirajte svoje tijelo od hladnih predmeta s lošim toplinskim vodičima. Jednostavno rečeno, na primjer, ako putujete u planinama, postavljen je za zaustavljanje, sjednite na turističkoj tepih ili odjeću. Za noć, budite sigurni da stavite turneju za vreću za spavanje, što odgovara vremenskim uvjetima. Ili, kao posljednje sredstvo, debeli sloj suhe trave ili igala. Zemlja dobro provodi (i stoga "odabire") toplinu i vrlo je ohlađena noću. Zimi ne uzimajte metalne predmete golim rukama. Koristite rukavice. U teškim mramovima iz metalnih objekata možete dobiti lokalni frostbit.

Suhi zrak, masno tkivo karakterizira niska toplinska vodljivost i su toplinski izolatori (loši toplinski vodiči). Odjeća smanjuje prijenos topline. Gubitak topline sprječava sloj nepomičnog zraka, koji se nalazi između odjeće i kože. Termička izolacijska svojstva odjeće veća je od najmanja od njegove strukture koja sadrži zrak. To objašnjava dobru toplinske izolacijska svojstva vune i krznene odjeće, što omogućuje smanjenje topline raspršivanje toplinom. Temperatura zraka pod odjećom doseže 30 ° C. I, naprotiv, golo tijelo gubi vrućinu, jer je zrak na njegovoj površini zamijenjen cijelo vrijeme. Stoga je temperatura kože golih dijelova tijela znatno niža nego odjevena.

Mokro, zasićeno vodnim zrakom pare karakterizira visoka toplinska vodljivost. Stoga je prebivalište osobe u visokoj vlažnosti na niskim temperaturama popraćena povećanjem toplinskog gubitka tijela. Mokra odjeća također gubi svojstva izolacije topline.

4. Konvekcija:

Konvekcija- To je metoda prijenosa topline tijela, provodi se prijenosom topline pomicanjem čestica zraka (voda). Za raspršivanje topline, konvekcija zahtijeva jačanje površine tijela s nižom temperaturom s nižom temperaturom od temperature kože. U isto vrijeme, zračni sloj intenzivan s kožom se zagrijava, smanjuje njezinu gustoću, raste i zamijenjen je hladnijim i gustim zrakom. Pod uvjetima, kada je temperatura zraka 20 ° C, a relativna vlažnost je 40-60%, tijelo odraslih raspršuje u okoliš tako da se organizira i konvekcija oko 25-30% topline (osnovna konvekcija). Uz povećanu brzinu protoka zraka (vjetar, ventilacija), intenzitet prijenosa topline (prisilno konvekcija) se značajno povećava.

Suština procesa konvekcije leži u sljedećem - Naše tijelo zagrijava zrak blizu kože; Grijani zrak postaje lakše hladno i uspon, a zamjenjuje hladan zrak, koji se ponovno zagrijava, postaje lakše i raseljenije za sljedeći dio hladnoće. Ako zagrijani zrak ne uhvati s odjećom, tada će ovaj proces biti beskonačan. Zapravo, nismo topla odjeća, ali zrak koji je odgođena.

Kada vjetar puše, situacija se pogoršava. Vjetar nosi ogromne obroke neželjenog zraka. Čak i kad nosimo topli džemper, vjetar je vrijedno voziti iz tog toplog zraka. Isto se događa kada se krećemo. Naše tijelo je "srušilo se" u zrak i teče oko nas, djelujući kao vjetar. To također umnožava gubitak topline.

Što je rješenje? Nosite svjetiljku otpornog na vjetar: vjetrobrana i neprozirene hlače. Ne zaboravite na zaštitu vrata i glave. Zbog aktivne krvne cirkulacije mozga, vrat i glava su najzahtjevniji dijelovi tijela, tako da su toplinski gubici vrlo veliki od njih. Također, u hladnom vremenu trebate izbjegavati puhane mjesta i tijekom vožnje i pri odabiru mjesta za preko noći.

Kemijska termoregulacija:

Kemijska termoregulacijageneracija topline provodi se zbog promjena u razini metabolizma (oksidativni procesi) uzrokovane mikroviranjem mišića (oscilacija), što dovodi do promjene u formiranju topline u tijelu.

Izvor topline u tijelu je egzotermne reakcije oksidacije proteina, masti, ugljikohidrata, kao i hidrolizu ATP (adenozin trifOsfat je nukleotid, koji igra iznimno važnu ulogu u razmjeni energije i tvari u tijelu; prije svega , Ovaj spoj je poznat kao univerzalni izvor energije za sve biokemijske procese koji se pojavljuju u živim sustavima). Kada se dekolte hranjivih tvari, neke od puštene energije akumuliraju u ATP-u, dio se rasprši kao toplina (primarna toplina - 65-70% energije). Kada se koriste makroergijske veze ATP molekula, dio energije ide na izvedbu korisnog rada, a dio rasipa (sekundarna toplina). Dakle, dva toplinska toplina - primarna i sekundarna - su toplinski produkt.

Kemijska termoregulacija važna je za održavanje postojanosti tjelesne temperature u normalnim uvjetima i kada se mijenja temperatura okoline. Kod ljudi, zabilježen je dobitak proizvodnje topline zbog povećanja intenziteta metabolizma, posebno, kada temperatura okoline postane ispod optimalne temperature ili zone udobnosti. Za osobu u uobičajenoj laganoj odjeći, ova zona je unutar 18-20 ° C, a za goli je 28 ° C.

Optimalna temperatura tijekom boravka u vodi viša je nego u zraku. To je zbog činjenice da voda s visokim toplinskim kapacitetom i toplinskom vodljivošću hladi tijelo 14 puta jače od zraka, dakle, u hladnoj kupelji, metabolizam se povećava mnogo više nego tijekom zračnog boravka na istoj temperaturi.

Najintenzivnija proizvodnja topline u tijelu javlja se u mišićima. Čak i ako osoba leži nepomično, ali s napetim mišićima, intenzitet oksidacijskih procesa, i istovremeno generiranje topline, povećanje za 10%. Mala motorna aktivnost dovodi do povećanja proizvodnje topline za 50-80%, a teški mišićni rad - za 400-500%.

U kemijskoj termoregulaciji, jetra i bubrezi igraju značajnu ulogu. Temperatura krvi vena je iznad temperature krvi arterije jetre, što ukazuje na intenzivnu proizvodnju topline u ovom organu. Kada se tijelo ohladi, toplinski proizvodi u se jetri povećavaju.

Ako je potrebno, povećajte toplinski proizvod, osim mogućnosti dobivanja topline izvana, mehanizmi se koriste u tijelu koje povećavaju proizvodnju toplinske energije. Ovi mehanizmi uključuju kontraktilani ne istrošena termogeneza.

1. Ugovaranje termogeneze.

Ova vrsta termoregulacije radi ako je hladna i morate podići tjelesnu temperaturu. Ova metoda je u Smanjeni mišić, Pri rezanju mišića se povećava hidroliza ATP-a, stoga se protok sekundarne topline raste do zagrijavanja tijela povećava.

Proizvodna aktivnost mišićnog aparata, uglavnom se javlja pod utjecajem kore velikih hemisfera. U isto vrijeme, povećanje toplinskog proizvoda je moguće za 3-5 puta u usporedbi s veličinom glavne izmjene.

Obično, s smanjenjem temperature medija i temperature krvi, prva reakcija je povećajte ton termoregulacije (Kosa na tijelu "Stand End", pojavljuju se "goosebumps"). Sa stajališta mehanike rezanja, ovaj ton je mikrovigracija i omogućuje vam povećanje topline za 25-40% početne razine. Obično, mišići vrata, glave, tora i udova sudjeluju u stvaranju tona.

Uz značajnije oštrice, ton termoregulacije prolazi u poseban tip kontrakcija mišića - mišićni hladni tremorU kojima mišići ne čine koristan rad i njihovo smanjenje usmjereno je isključivo za toplinu. Povećajte proizvodnju topline. Shiver često počinje s mišićima vrata, lica. To se objašnjava činjenicom da, prije svega, treba povećati temperaturu krvi, koja teče u mozak. Vjeruje se da je topline s hladnim treslovima 2-3 puta veća nego s proizvoljnim aktivnostima mišića.

Opisani mehanizam radi na refleksnoj razini, bez sudjelovanja naše svijesti. Ali moguće je podići tjelesnu temperaturu svjesna motorna aktivnost, Prilikom izvođenja fizičkog napora različite snage, toplinski proizvodi povećavaju 5-15 puta u usporedbi s razinom odmora. Temperatura kernela tijekom prvih 15-30 minuta dugogodišnjeg rada prilično je brza do relativno stacionarne razine, a zatim pohranjene na toj razini ili se nastavlja polako povećavati.

2. Nesumliantno termogeneza:

Ova vrsta termoregulacije može dovesti i povećanje i smanjiti tjelesnu temperaturu. Provodi se ubrzavanjem ili usporavanjem kataboličkih metaboličkih procesa (oksidacija masnih kiselina). A to će zauzvrat dovesti do smanjenja ili povećanja toplinskog proizvoda. Zbog ove vrste termogeneze, razina topline proizvoda kod ljudi može rasti 3 puta u usporedbi s razinom glavne razmjene.

Reguliranje procesa ne-savjesnih termogeneza provodi se aktiviranjem simpatičkog živčanog sustava, proizvodnje hormona štitnjače i mozga sloja nadbubrežnih žlijezda.

E. upravljanje termoregulacijom.

Hipotalamus.

Sustav termoregulacije sastoji se od brojnih elemenata s međusobno povezanim funkcijama. Informacije o temperaturi dolazi od termoristora i uz pomoć živčanog sustava ulazi u mozak.

Glavna uloga u termoregulaciji igra hipotalamus, Sadrži glavne centre termoregulacije, koji koordiniraju brojne i složene procese koji osiguravaju očuvanje tjelesne temperature na konstantnoj razini.

Hipotalamus - Ovo je malo područje u međuprodukt mozgu, koji uključuje veliki broj staničnih skupina (preko 30 jezgra), koji reguliraju neuroendokrinu aktivnost mozga i homeostaze (sposobnost održavanja postojanosti unutarnjeg stanja) tijela , Hipotalamus je povezan nervoznim načinima s gotovo svim odjelima središnjeg živčanog sustava, uključujući koru, hipokampus, badež, cerebelum, bradu i kralježnice. Zajedno s hipofizorom, hipotalamus tvori hipotalamički sustav hipofize u kojem hipotalamus kontrolira oslobađanje hipofize hormona i središnja je veza između živčanog i endokrinog sustava. Ističe hormone i neuropeptide i regulira takve funkcije kao osjećaj gladi i žeđi, termoregulacije tijela, seksualnog ponašanja, spavanja i budnosti (cirkadijanski ritmovi). Istraživanje posljednjih godina pokazuju da hipotalamus igra važnu ulogu u regulaciji viših funkcija, kao što su pamćenje i emocionalno stanje, a time i sudjeluje u formiranju različitih aspekata ponašanja.

Uništavanje centara hipotalamusa ili kršenja živčanih veza dovodi do gubitka sposobnosti podešavanja tjelesne temperature.

U prednjem hipotalamusu postoje neuroni koji kontroliraju procese prijenosa topline(Oni pružaju fizičku termoregulaciju - sužavanje plovila, znojenje). U uništenju neurona prednjeg hipotalamusa, tijelo slabo tolerira visoke temperature, ali se sačuva fiziološka aktivnost u hladnim uvjetima.

Stražnji proizvodi za generiranje grijanja na stražnjim hipotalamus(Oni pružaju kemijsku termoregulaciju - jačanje proizvodnje topline, mišićavo drhtanje). Ako je njihova oštećenja poremećena sposobnošću da ojača energetsku razmjenu, tako da tijelo ne tolerira hladnoću.

Žaločine osjetljive na toplinu postupka postupka hipotalamusa izravno "mjere" temperaturu arterijske krvi teče kroz mozak i imaju visoku osjetljivost na promjene temperature (sposobni razlikovati razliku u temperaturi krvi u 0,011 ° C. ). Omjer hladnih i toplinski osjetljivih neurona u hipotalamusu je 1: 6, tako da su središnji termoristori poželjno aktivirani povećanjem temperature "jezgre" ljudskog tijela.

Na temelju analize i integracije informacija o vrijednosti temperature krvi i perifernih tkiva, u preklopljivoj regiji hipotalamusa kontinuirano se određuje srednjom (integralnom) tjelesnom temperaturom. Ti se podaci prenose kroz umetanje neurona u skupinu neurona prednjeg dijela hipotalamusa, definiranog u tijelu određenu razinu tjelesne temperature - "instalacijska točka" termoregulacije. Na temelju analize i usporedbe vrijednosti prosječne tjelesne temperature i specificirane temperaturne vrijednosti koja se regulira, mehanizmi "instalacijske točke" kroz efektorske neurone stražnjeg hipotalamusa utječu na procese prijenosa topline ili toplinske proizvode kako bi se pridržavali stvarne i unaprijed određene temperature.

Dakle, zbog funkcije toplinskog upravljačkog centra, uspostavlja se ravnoteža između topline i prijenosa topline, što omogućuje održavanje tjelesne temperature u optimalnom organizmu za život tijela.

Endokrilni sustav.

Hipotalamus upravlja procesima topline i prijenosa topline, slanje živčanih impulsa na žlijezde unutarnje sekrecije, uglavnom štitnjače i nadbubrežne žlijezde.

Sudjelovanje Štitnjača Termoregulacija je zbog činjenice da učinak smanjene temperature dovodi do poboljšane raspodjele svojih hormona (tiroksin, triodotiron), ubrzavajući metabolizam i stoga, toplinske energije.

Uloga nadbubrežne žlijezdeona je povezana s oslobađanjem kateholamina (adrenalin, norepinerenalin, dopamin), koji, ojačanjem ili smanjenjem oksidativnih procesa u tkivima (na primjer, mišića), povećavaju ili smanjene toplinske žile i užuruju ili povećavaju kožne posude promjenom razine prijenos topline.

1. Uvod ............................................... ............................. 33

2) poikilotermija, heterothermija, homotermija ........................... ... 4

3) Načela regulacije tjelesne temperature, toplinska ravnoteža ............

4) Temoroteptori fiziologije .............................................. ..... 6

5) Centri termoregulacije ............................................ .......... ... 8

a) Centri prijenosa topline ............................................ .......... ... 9

b) centri za toplinske proizvode ............................................ ..... ..10

6) Mehanizmi proizvodnje topline ............................................. .... ..10

a) Termogeneza ugovaranja ............................................. 11

b) ne istrošena termogeneza .......................................... 12

7) Mehanizmi prijenosa topline ............................................. ......... .12

a) Prijenos topline .............................................. ........... ... 13

b) emisija topline .............................................. .............. .13

c) konvekcija ............................................... ............................... ..14

d) isparavanje ............................................... ................... ..14

8) Metabolizam ............................................... ................... .16

9) Hrana ............................................... ........................................... 17

10) Zaključak ............................................... .................................... ... 20

11) Popis korištene literature .......................................... .. 23

Uvod

Bez obzira na to koliko su različiti oblici manifestacije života, uvijek su neraskidivo povezani s konverzijom energije. Energija razmjena je značajka koja je svojstvena svakoj živi stanici. Bogati s hranjivim tvarima energije apsorbiraju i kemijski prevede, a konačni postupci metabolizma s nižim sadržajem energije odvojene su od stanice. Prema prvom zakonu termodinamike, energija ne nestaje i ne događa se ponovno. Organizmi bi trebali primati energiju u okruženju na raspolaganju im i vratiti odgovarajuću količinu energije u obliku manje pogodan za daljnju uporabu.

Prije oko stoljeća francuski fiziolog Claude Bernard otkrio je da živi organizam i medij formira jedan sustav, jaz i između njih javlja kontinuirani metabolizam i energiju. Normalna životna aktivnost tijela održava se regulacijom unutarnjih komponenti koje zahtijevaju troškove energije. Korištenje kemijske energije u tijelu naziva se energetska razmjena: to je ona koja služi kao pokazatelj cjelokupnog stanja i fiziološke aktivnosti tijela.

Procese razmjene (ili metaboličkih), tijekom kojih se specifični elementi tijela sintetiziraju iz apsorbirane hrane, nazvani anabolizmom; Prema tome, oni metabolički procesi, tijekom kojih su strukturni elementi tijela ili apsorbirani prehrambeni proizvodi raspadaju se, nazvani katabolizam.

Živi organizam proizvodi toplinu koja ide zagrijavanju tijela. Specifični toplinski kapacitet ljudskog tijela (količina topline potrebne za zagrijavanje tkiva je 1 ° C) jednaka u prosjeku 0,83 kcal / kg na 1 stupnju (za vodu - 1 kcal / kg po stupnju). Kako bi se povećala tjelesna temperatura osobe koja teži 70 kg na 1 °, 58,1 kcal treba potrošiti (0,83 70). U prosjeku, osoba težine 70 kg u miru razlikuje oko 72 kcal / sat. Stoga, ako nije bilo drugog procesa - prijenos topline, ljudsko tkivo bi se zagrijavalo na 1,24 ° (72: 58,1). Međutim, to se ne događa, jer u normalnim uvjetima, brzina toplinskih proizvoda jednaka je brzini njezina gubitka. Ovo je naziv toplinske ravnoteže, koji se temelji na procesima regulacije topline i prijenosa topline. Svi zajedno nazivaju se termoregulacija.

Poikilotermija, heterotermija, homotermija

U evoluciji sustava termoregulacije postoji niža razina na kojoj tjelesna temperatura životinje ovisi uglavnom o temperaturi medija: kada se smanjuje, tjelesna temperatura također pada naprotiv. Ovo stanje tjelesne temperature primilo je ime kakototermije, a životinje su uhvaćene. Tipični Predstavnik Poikiloterman je žaba. Zimi, tjelesna temperatura žaba prilazi nuli. U tom stanju, još uvijek je sposoban obavljati dugoročne skokove, ali ne više od 12-15 cm. Ljeti, tjelesna temperatura doseže ga 20-25 ° C, a može skočiti mnogo dalje - na 1 m. Obično Na niskim temperaturama, katoterične životinje teče u stanje anabioze. Postoje mikroorganizmi za koje optimalna temperatura medija varira od 0 ° C do minus 60 ° C, na primjer, mikrobi živi u sloju leda, ili, naprotiv, mikroorganizmi koji provode temperaturu medija od + 70 ° C do + 120 ° C, na primjer, mikroba vrućim izvorima.

Mehanizmi za proizvodnju topline i prijenosa topline.

A - uloga organa u toplini

B - Uloga organa u prijenosu topline

Broj životinja, kao što su šišmiš, glodavci, neke vrste ptica, na primjer, Hummingbird spada u skupinu heterotermalnih organizama: u nekim uvjetima su uhvaćeni od strane organizama, s drugim - homotermalnim.

Sisavci pripadaju homotermalnim organizmima (toplo krvi), koji imaju izotermiju, ili postojanost tjelesne temperature. Međutim, izotermia ima relativnu prirodu: temperatura tkiva nalazi se ne dublja od 3 cm od površine tijela (koža, potkožno vlakna, površinski mišići) ili ljuske, - u velikoj mjeri ovisi o vanjskoj temperaturi, dok je jezgra Tijelo, tj. Cent, unutarnji organi, skeletni mišići, koji se nalaze dublje 3 cm, imaju relativno konstantnu temperaturu, bez obzira na temperaturu okoline. Dakle, toplokrvni imaju kaustično kućište i homotermalnu "jezgru" ili "jezgru".

Upravljanje organima za proizvodnju topline i upravljanje toplinom.

Do - kore, KZH - koža, TSGT - Centri hipotalamusa, CDC - Vazomotorni centar, PM - čist mozak, CM - Spinalna cam, GF - Guipophysia, TG - tirotropni hormon, GWS - grudi unutarnje izlučivanje, GM - hormoni, M - mišić, ako - jetra, PTP - probavni trakt, a, b - protok diferencijalnog impulsa.

Računovodstvo prosječne temperature mozga, krvi, unutarnjih organa približava se 37 ° C. Fiziološka granica oscilacija ove temperature je 1,5 °. Promjena krvi i unutarnje temperature organa kod ljudi za 2-2,5 ° C na srednjoj razini popraćena je kršenjem fizioloških funkcija, a tjelesna temperatura je iznad 43 ° C gotovo je nespojiva s ljudskim životom.

Načela regulacije tjelesne temperature,

Toplinska ravnoteža

Temperatura jezgre (tijela) određena je s dva toka - proizvodnja topline (toplinski proizvod) i prijenos topline (proizvodnja topline). Uz toplinsku neutralnu ili udobnu zonu (na 27-32 ° C), postoji ravnoteža između topline i prijenosa topline. Na primjer, u uvjetima fiziološkog mira u tijelu je proizvedeno oko 1,18 kcal / minuti (ili oko 70 kcal po satu) (ili oko 70 kcal po satu) i ista količina topline daje se okolišu. Na niskom temperaturnom mediju, unatoč zaštitnom mehanizmu, gubitak težine se povećava za tijelo. Pod tim uvjetima, tijelo bi trebalo biti ekvivalentno topline tjelesne temperature za očuvanje tjelesne temperature. Dakle, postoji nova razina toplinske ravnoteže. Na primjer, na temperaturi zraka 10 ° C, prijenos topline doseže 120 kcal / sat (u udobnosti - 70 kcal / sat), dakle, za održavanje tjelesne temperature na konstantnoj razini, toplinski protok proizvoda također treba povećati na 120 kcal / sat.

Na visokoj temperaturi okoline, na primjer, na 40 ° C, povrat topline značajno se smanjuje, na primjer, do 40 kcal / sat (umjesto 70 kcal / sat u ugodnom okruženju). Da bi se održala postojanost tjelesne temperature, toplinski proizvodi također bi trebali smanjiti približno 40 kcal / sat. Utvrđena je nova razina toplinske ravnoteže koja osigurava održavanje tjelesne temperature.

Dakle, vodeći faktor koji određuje razinu toplinske ravnoteže je temperatura okoline.

S obzirom na to da se proizvodi topline razlikuju ovisno o vrsti ljudske tjelesne aktivnosti, a veličina prijenosa topline uvelike ovisi o temperaturi okoline, potrebni su mehanizmi regulacije toplinske produkta i prijenosa topline. Oni se provode uz sudjelovanje specijaliziranih struktura mozga u kombinaciji u središte termoregulacije. Načelo regulacije je da upravljački uređaj (centar termoregulacije) dobiva informacije od termistora. Na temelju tih informacija, ona proizvodi takve momčadi zbog kojih se aktivnost kontrolnih objekata (radne strukture koje određuju intenzitet toplinskog proizvoda i prijenosa topline) mijenjaju na takav način da postoji nova razina toplinske ravnoteže, kao rezultat toga od kojih tjelesna temperatura ostaje na konstantnoj razini. Sustav termoregulacije može raditi u načinu praćenja ili na načelu neusklađenosti - temperatura krvi se promijenila, rad kontrolnih objekata mijenja. Međutim, u sustavu termoregulacije također se nalazi mekša metoda održavanja postojanosti tjelesne temperature, koja se temelji na načelu regulacije perturbacijom: zarobljena je promjena temperature medija, a ne čekaju Reflektira se u temperaturi krvi, sustav postavlja naredbe koje na taj način mijenjaju rad kontrolnih objekata, da se temperatura krvi spasi konstantna. Osim toga, sustav termoregulacije može funkcionirati u načinu kontrole predviđanja, tj. Ranu kontrolu (to su uvjetni refleksi): osoba će doći do zimske ulice, a on već povećava proizvode topline potrebne za nadoknadu gubitka topline To će se dogoditi čovjek na ulici na niskim temperaturama. U svim slučajevima, informacije o tjelesnoj temperaturi (kernel i ljuska) moraju optimalno regulirati intenzitet topline i prijenosa topline. Prenosi se CNS-u od termoristora.

Fiziologija termoristora

Termistori se nalaze na različitim područjima kože, u unutarnjim organima (u želucu, crijevima, urinu, urinarni mjehur), u respiratornom traktu, sluznice, rožnice oka, skeletni mišići, krvne žile, uključujući U arterijama, aortalnim i karotidnim zonama, u mnogim velikim venama, kao iu kore velikih hemisfera, leđne moždine, retikularno formiranje, srednji mozak, hipotalamus.

Termoreceptori CNS-a su najvjerojatnije neuroni koji istovremeno obavljaju ulogu receptora i ulogu aferentnog neurona.

Najbolje je proučavano termistore kože. Većina termistora na koži glave (lica) i vrat. U prosjeku, 1 mm 2 površine kože čini 1 termoreceptor. Termikori kože podijeljeni su na hladno i toplinsko. S druge strane, hladnoća je podijeljena na stvarno hladno (specifično), reagirajući samo na promjenu temperature i taktične hladne, ili ne-specifične, što također može biti odgovoran za promjenu temperature i tlaka.

Hladni receptori nalaze se na dubini od 0,17 mm od površine kože. Postoji oko 250 tisuća od svih. Reagirati na promjenu temperature s kratkim latentnim razdobljem. U tom slučaju, učestalost potencijala aktivnosti linearno ovisi o temperaturi u rasponu od 41 ° do 10 ° C: niže temperaturu, što je viša frekvencija pulsiranja. Optimalna osjetljivost u rasponu od 15 ° do 30 ° C, a prema nekim podacima - do 34 ° C.

Termalni receptori su dublji - na udaljenosti od 0,3 mm od površine kože. Ima ih oko 30 tisuća. Reagirati na promjenu temperature linearno u rasponu od 20 ° do 50 ° C: što je viša temperatura, viša je učestalost stvaranja akcijskog potencijala. Optimalna osjetljivost u rasponu od 34-43 ° C.

Među hladnim i termalnim receptorima postoje razne osjetljivost populacije receptora: neki reagiraju na promjenu temperature, jednake 0,1 ° C (vrlo osjetljivi receptori), drugi - za promjenu temperature jednake 1 ° C (receptori za osjetljivost srednje osjetljivosti), Treće - za promjenu 10 ° S (brzih ili niske receptore osjetljivosti).

Informacije iz receptora kože je u središnjem živčanom sustavu na aferentnim vlaknima a-delta skupine i vlakna skupine C, u CNS-u dolazi do različitih brzina. Najvjerojatnije da su impulsi iz hladnih receptora na vlaknima a-delte.

Impulacija iz receptora kože ulazi u leđnu moždinu, gdje se nalaze drugi neuroni, što dovodi do spinatelamičkog puta, koji završava u vrijednostima talamus ventrikularske jezgre, odakle dio informacija ulazi u zonu senzora motora velikih hemisfera, a dio je hipotalamičnih centara termoregulacije.

Najviši dijelovi CNS-a (ploča i limbic sustava) osiguravaju formiranje opskrbe topline (toplina, hladna, udobnost temperature, temperaturna nelagoda). Osjećaj udobnosti temelji se na protoku impulsacije od termorekatora ljuske (uglavnom kože). Stoga se tijelo može "prevariti" - ako se u visokim temperaturnim uvjetima ohladi tijelo hladnom vodom, kao što se događa s ljetnim kupanje u vrućini, tada stvara osjećaj temperaturne udobnosti.

Termoregulacija centara

Termoregulacija se uglavnom provodi uz sudjelovanje CNS-a, iako su mogući i neki procesi termoregulacije bez CNS-a. Dakle, poznato je da krvne žile kože mogu sami reagirati na hladnoću: zbog osjetljivosti topline glatkih mišićnih stanica na hladno, događa se glatke mišiće opuštanje, tako da u hladnoći na početku postoji refleksni grč, Koji je popraćen bolnim osjećajem, a zatim se plovilo širi zbog izravnog utjecaja hladnoće za glatke mišićne stanice. Dakle, kombinacija dvaju regulacijskih mehanizama omogućuje, s jedne strane, održavanje topline, a na drugoj - ne dopustiti da tkiva testira glad kisika.

Termoregulacijski centri su u širokom smislu skup neurona koji sudjeluju u termoregulaciji. Pronašli su u različitim područjima središnjeg živčanog sustava, uključujući u kore velikih hemisfera, limbičkog sustava (amigdalar kompleks, hipokampus), thalamus, hipotalamus, prosječnu, duguljastu i leđnu moždinu. Svaki mozak ispunjava svoje zadatke. Konkretno, kore, limbički sustav i talamus pružaju kontrolu nad aktivnostima hipotalamičkih centara i spinalnih konstrukcija, formirajući adekvatno ljudsko ponašanje u različitim temperaturnim uvjetima medija (radno držanje, odjeću, proizvoljnu motornu aktivnost) i senzacije topline, hladno ili udobnost. Uz pomoć velikih hemisfera, provodi se unaprijed (rano) termoregulacija - nastaju se konvencionalni refleksi. Na primjer, čovjek koji je okupio ulazak u ulicu u zimi povećava se unaprijed toplinski proizvod.

Sumpatični i somatski živčani sustavi sudjeluju u termoregulaciji. Simpatički sustav regulira procese toplinskog produkta (glikogenolize, lipolizu), procese prijenosa topline (znojenje, prijenos topline pomoću emisije topline, upravljanja toplinom i konvekcijom - mijenjajući ton kožnih žila). Somatski sustav regulira tonički stres, proizvoljnu i nevoljnu fazu aktivnosti skeletnih mišića, tj. Procesi kontraktilne termogeneze.

Glavna uloga u termoregulaciji igra hipotalamus. On razlikuje akumulacije neurona koji reguliraju prijenos topline (centar za prijenos topline) i toplinski proizvod.

Po prvi put, postojanje takvih centara u hipotalamusu pronađeno K. Bernard. Proizvedeno je "injekciju topline" (mehanički nadražena hipotalamusna životinja), nakon čega se tjelesna temperatura raste.

Životinje s uništenim jezgrom prevencije područja hipotalamusa loše nose visoke temperature okoline. Nadraživanje električnog šoka tih struktura dovodi do širenja kožnih žila, znojenje, izgled toplinske kratkog. Ovo je skupina jezgrama (uglavnom paraverikularni, suprasoptic, suprahiamatic) i dobio ime "Centra za toplinske proizvode".

U uništenju neurona stražnjih odjela hipotalamusa, životinja ne tolerira hladnoću. Elektrostimulacija ovog područja uzrokuje povećanje tjelesne temperature, mišićnog tremora, povećanje lipolize, glikogenolize. Ovi neuroni vjeruju da su ti neuroni uglavnom koncentrirani u području centromedicinskih i domomunskih jezgri hipotalamusa. Akumulacija ovih jezgri primila je ime "Centra za proizvodnju topline".

Uništavanje termoregulacijskih centara pretvara homotermni organizam u palotermično.

Prema K. P. Ivanov (1983, 1984), u centrima toplinske proizvode i prijenosa topline, postoje senzorni, integrirajući i eferentni neuroni. Senzorni neuroni percipiraju informacije od termistora koji se nalaze na periferiji, kao i izravno iz krvi, neurone pranja. K. P. Ivanov dijeli senzorni neuroni u dvije vrste: 1) percipiraju informacije iz perifernih termoristora i 2) percipiranje temperature krvi. Informacije iz senzornih neurona ulaze u integralne neurone, gdje se javlja zbroj svih informacija o stanju temperature kernela i ljuske tijela, tj. Ove neurone "izračunavaju" prosječnu tjelesnu temperaturu. Tada informacije unose naredbe neurone, u kojima je trenutna vrijednost prosječne tjelesne temperature povučena na određenu razinu. Pitanje neurona koje postavljaju ovu razinu ostaje otvorena. Ali vjerojatno postoje takvi neuroni i mogu se dogovoriti u kori, limbičkom sustavu ili, veću vjerojatnost u hipotalamusu. Dakle, ako je, kao rezultat usporedbe, otkriveno odstupanje od navedene razine, effectint neuroni su uzbuđeni: u središtu prijenosa topline - to su neuroni koji reguliraju znojenje, ton kožnih žila, volumen cirkulacije Krv, au središtu toplinskog proizvoda - to su neuroni koji reguliraju proces formiranja topline. Ona ostaje još jasna, svaki centar (prijenos topline i toplinske proizvode) bavi se "izračunima" i samostalno donosi odluke, ili postoji još jedan zasebni centar u kojem se taj proces izvodi.

Centri prijenosa topline. Kada se napori eferentnih neurona centra za prijenos topline mogu smanjiti kožu kožnih žila. To se provodi zbog utjecaja eferentnih neurona centra za prijenos topline ("kožnih žila") na Vasomotorni centar, koji, zauzvrat, utječe na aktivnost spinalnih simpatičkih neurona, slanje protoka impulsa na glatke mišiće kože posuda. Kao rezultat toga, kada hipotalamični neuroni "kožnih žila" smanjuju ton kožnih žila, protok krvi kože se povećava i povrat topline povećava zbog emisije topline, upravljanja toplinom i konvekcijom. Pojačanje protoka krvi kože doprinosi povećanju znojenja (oporavak topline isparavanjem). Ako promjena u protoku krvi kože nije dovoljna za povratak topline, onda su neuroni uzbuđeni, što dovodi do izbacivanja krvi iz krvi depo i, dakle, povećanju volumena prijenosa topline. Ako taj mehanizam ne doprinosi normalizaciji temperature, uzbuđeni su učinkoviti neuroni centra za prijenos topline, koji uzbuđuju simpatičke neurone koji aktiviraju znojne žlijezde, ovi neuroni hipotalamusa mogu se uvjetno zvati "neuroni" ili neuroni reguliranje znojenja. Simpatički neuroni koji aktiviraju znojenje nalaze se u bočnim stupovima leđne moždine (2-l 2), a postganglyonic neuroni su lokalizirani u simpatičkim ganglijama. Debgangngling vlakna koja idu u znojne žlijezde su cholinergic, njihov posrednik je acetilkolin, što povećava aktivnost znojne žlijezde zbog interakcije sa svojim M-kolinoreceptorima (blokator - atropin).

Centri toplinskog proizvoda. Ekviderentne neurone centra za toplinsku produkt također se mogu podijeliti u nekoliko vrsta, od kojih svaki uključuje odgovarajući mehanizam toplinske produkcije.

a) Neki neuroni na njihovom uzbuđenju aktiviraju simpatički sustav, kao rezultat kojih se povećava intenzitet procesa koji stvaraju energiju (lipolizu, glikogenolizu, glikoliz, oksidativna fosforilacija). Konkretno, simpatički živci zbog interakcije njihovog posrednika (norepinenalin) s beta-adrenoreceptorima aktiviraju procese glikogenolize i glikolize u jetri, procesi lipolize u ulju smeđe.

U isto vrijeme, kada je uzbuđen simpatički živčani sustav, izlučivanje hormona mozga je koracima - adrenalin i norepinenalin, koji povećavaju proizvodnju topline u jetri, skeletne mišiće, bređuju smeđe, aktiviraju glikogenolizu, glikoliz i lipolizu ,

b) U hipotalamusu postoje eferentni neuroni koji utječu na hipofizu, a kroz nju - na štitnjači: proizvodi hormona koji sadrže jod (t 3 i t 4), koji mogu povećati proces oksidativne fosforilacije, povećati Protok primarne topline, tako dalje. e. Pod njihovom utjecaju se smanjuje akumulacija energije u ATP, a većina energije se raspršuje u obliku topline.

c) u hipotalamičnom središtu toplinskog proizvoda, postoji i populacija efeantnih neurona, čija je ekscitacija dovodi do pojave tona termoregulacije (ton se povećava u skeletnim mišićima, zbog čega se proizvodnja topline povećava za oko 40- 60%) ili rezovi pojedinačnih mišića
Vlakna koja se zove "drhtanje". U svim tim slučajevima, tim iz eferentnih neurona hipotalamusa prenosi se, na kraju, na alfa-motoneuroni. Središnji drhtav put je efeantni put koji dolazi iz hipotalamusa do alfa-motlona kroz srednje formacije, posebno, kroz srednje gume mozga (tekstrospinalno putovanje) i kroz crvenu jezgru (rubrostinalni trakt). Detalji ovog puta još uvijek nisu jasne.

Mehanizmi proizvodnje topline

Izvor topline u tijelu je egzotermne reakcije oksidacije proteina, masti, ugljikohidrata, kao i hidrolizu ATP-a. U hidrolize hranjivih tvari, neke od puštene energije se akumulira u ATP, a dio se rasprši kao toplina (primarna toplina). Kada se koristi energija akumulirana u AGF-u, dio energije ide za obavljanje korisnog rada, dio se rasprši kao toplina (sekundarna toplina). Dakle, dva toplinska toplina - primarna i sekundarna - su toplinski produkt. Uz visoku temperaturu medija ili kontakta osobe s vrućim tijelom, dio topline može se dobiti izvana (egzogena toplina).

Ako je potrebno, povećati toplinski proizvod (na primjer, pod uvjetima niske temperature), osim mogućnosti dobivanja topline izvana, postoje mehanizmi u tijelu koje povećavaju proizvode za toplinu.

Klasifikacija mehanizama toplinskih proizvoda:

1. Kreativna termogeneza - toplinski proizvodi kao rezultat smanjenja skeletnih mišića:

a) proizvoljna aktivnost lokomotorne jedinice;

b) ton termoregulacije;

c) tremor hladnog mišića ili nevoljne ritmičke aktivnosti skeletnih mišića.

2. Sokratsko termogeneza, ili nepoznavanje termogeneze (proizvodnja topline kao rezultat aktivacije glikolize, glikogenolize i lipolize):

a) u skeletnim mišićima (zbog nejedinstva oksidativne fosforilacije);

b) u jetri;

c) u snopu;

d) zbog specifičnog dinamičkog djelovanja hrane.

Termogeneza ugovaranja

Pri rezanju mišića se povećava hidroliza ATP-a i stoga se povećava protok sekundarne topline, što odlazi do zagrijavanja tijela. Proizvoljno mišićna aktivnost, uglavnom, javlja se pod utjecajem kore velikih hemisfera. Muško iskustvo pokazuje da je u niskim uvjetima medija potrebno za kretanje. Stoga se provode uvjetna refleksna djela, povećava se proizvoljna motorička aktivnost. Što je više, to je veći toplinski proizvod. Moguće je povećati u 3-5 puta u usporedbi s veličinom glavne razmjene. Obično, s smanjenjem temperature medija i temperature krvi, prva reakcija je povećanje tona termoregulacije. Prvi put je otkriven 1937. godine u životinjama, a 1952. - kod ljudi. Uz pomoć metode elektromiografije, pokazalo se da s povećanjem tona mišića uzrokovanih supercooling, električna aktivnost mišića se povećava. Sa stajališta mehanike rezanja, glomermost ton je mikroviracija. U prosjeku, kada se pojavi, toplinski proizvod se povećava za 20-45% početne razine. Uz značajniji supercooling, ton termoregulacije prolazi u mišićno hladno drhtanje. Ton termoregulacije je ekonomičan od mišićavog drhtanja. Obično su mišići glave i vrata uključeni u njegovo stvaranje.

Drhtanje ili drhtanje hladnog mišića, je nevoljna ritmička aktivnost površnih mišića, zbog čega se povećava toplinska povećava u odnosu na početnu razinu 2-3 puta. Obično, prvo se pojaviš drhtanje u mišićima glave i vrata, a zatim torzo i, konačno, udovi. Vjeruje se da je učinkovitost toplinskog proizvoda s drhtanjem 2,5 puta veća nego tijekom proizvoljnih aktivnosti.

Signali iz neurona hipotalamusa prolaze kroz "središnje sranje" (tectum i crvenu jezgru) do alfa-motlona leđne moždine, odakle su signali idu na odgovarajuće mišiće, uzrokujući njihovu aktivnost. Tvari nalik na trake (relaksanti mišića) zbog blokade N-kolinoreceptora blokiraju razvoj tona termoregulacije i hladne potrese. Koristi se za stvaranje umjetne hipotermije, a također uzima u obzir pri provođenju operativnih intervencija pod kojima se primjenjuje Miosanta.

Ne istrošena termogeneza

Provodi se povećanjem procesa oksidacije i smanjenje učinkovitosti konjugacije oksidativne fosforilacije. Glavno mjesto topline su skeletni mišići, jetra, smeđe masnoće. Zbog ove vrste termogeneze, toplinski proizvodi mogu se povećati 3 puta.

Kod skeletnih mišića povećanje ne-svjesnosti termogeneze povezano je s smanjenjem učinkovitosti oksidativne fosforilacije zbog neslaganja oksidacije i fosforilacije, u jetri - uglavnom aktiviranjem glikogenolize i naknadne oksidacije glukoze. Smeđe masti povećava toplinski proizvod zbog lipolize (pod utjecajem simpatičkih učinaka i adrenalina). Smeđa mast se nalazi u okcipitalnoj regiji, između oštrica, u medijalu tijekom velikih posuda, u aksilarnim deprimima. U miru odmora, u snopu se formira oko 10% topline. Kada se ohladi, uloga smeđe masti oštro se povećava. Kada hladna prilagodba (stanovnici arktičkih zona) povećavaju masu smeđe masti i njegov doprinos općem toplinskom proizvodu.

Regulacija procesa ne-savjesnih termogeneza provodi se aktiviranjem simpatičkog sustava i proizvodnje hormona štitnjače (oni odbacuju oksidativnu fosforilaciju) i mozga sloja nadbubrežnih žlijezda.

Mehanizmi prijenosa topline

Većina topline se formira u unutarnjim organima. Dakle, unutarnji tok topline za uklanjanje iz tijela mora doći na kožu. Prijenos topline iz unutarnjih organa provodi se zbog prijenosa topline (na takav način manje od 50% topline) i konvekcije, tj. Toplina. Krv zbog visokog topline kapaciteta je topli vodič topline.

Drugi tok topline je tok usmjeren iz kože u srijedu. Zove se vanjski potok. S obzirom na mehanizme prijenosa topline, obično znače ovaj tok.

Utjecaj topline u srijedu provodi se uz pomoć 4 glavnih mehanizama:

1) isparavanje;

2) kontroliranje topline;

3) emisija topline;

4) konvekcija.

Mehanizmi prijenosa topline i upravljanje otpuštanjem topline.

Kora, KZH - koža, TSGT - Centri hipotalamusa, SDC - Vazomotorni centar, PM - obvezni mozak, cm - kičmena moždina, GF - hipofiza, TG - tirotropni hormon, Zvs - žlijezde unutarnjeg sekrecije, GM - hormoni, PTR - probavni trakt, KS - krvne žile, L - svjetlo, i B - protok aferentne impulsacije.

Doprinos svakog mehanizma za prijenos topline određen je stanjem medija i brzinom proizvodnje topline u tijelu. U udobnosti temperature, najveći dio topline se daje zbog prijenosa topline, emisije topline i konvekcije i samo 19-20% - isparavanjem. Na visokoj temperaturi na visokoj srednjoj temperaturi daje se do 75-90% topline zbog isparavanja.

Provođenje topline - To je način da se oporavi toplinsko tijelo, koji izravno kontaktira ljudsko tijelo. Što je niža temperatura ovog tijela, viši gradijent temperature, to je veći brzina gubitka topline zbog ovog mehanizma. Obično je ova metoda oporavka topline ograničena odjećom i zračnim slojevima, koji su dobri toplinski izolatori, kao i potkožni debeli slojevi. Deblji ovaj sloj, manja vjerojatnost prijenosa topline u hladno tijelo.

Teška kategorija - povratak topline s mjesta kože, koji nije prekriven odjećom. Pojavljuje se kroz dugotrajno infracrveno zračenje, tako da se ova vrsta prijenosa topline naziva i prijenos topline zračenja. Pod uvjetima temperaturne udobnosti, do 60% topline se daje na štetu ovog mehanizma. Učinkovitost emisije topline ovisi o temperaturnom gradijentu (što je viši, više se daje toplina), iz područja s kojim se događa zračenje, od broja objekata u mediju koji apsorbira infracrvene zrake.

Konvekcija. Zrak u dodiru s kožom zagrijava i raste, njegovo mjesto zauzima "hladan" dio zraka, itd. Na taj način, zbog toplinske andarenenos, ona se daje pod uvjetima temperaturne udobnosti do 15% topline.

U svim navedenim mehanizmima, krvni protok krvi igra veliku ulogu: kada se njezin intenzitet poveća smanjenjem tona glatkih mišićnih stanica arteriola i zatvaranja arteriovenih shunts - povrat topline značajno se povećava. To također doprinosi povećanju obujma cirkulirajuće krvi: što je veća njegova vrijednost, to je veća mogućnost prijenosa topline u srijedu. Suprotni procesi se javljaju u hladnom - kožnom protoku krvi se smanjuje, uključujući i izravan prijenos arterijske krvi iz arterija u vene, zaobilazeći kapilare, volumen cirkulirajućeg krvi se smanjuje, odgovor ponašanja: osoba ili životinje instinktivno zauzimaju "kalachik" pozu, jer u ovom slučaju, područje zagrijavanja se smanjuje za 35%, životinje dodaju i reakcija se dodaje u to - dodaje se "guska koža" - koža kože (piloserekcija), koja Povećava stanice rezanja i smanjuje mogućnost zagrijavanja.

Udio ruku ima mali dio površine tijela - samo 6%, ali njihova koža se daje 60% topline pomoću mehanizma za prijenos topline (emisija topline, konvekcija).

Isparavanje. Utjecaj topline dolazi do gubitka energije (0,58 kcal po 1 ml vode) za isparavanje vode. Postoje dvije vrste isparavanja ili dozvole: neprimjetne i razumne počinitelje.

a) Nepoznata rekreacija je isparavanje vode iz respiratornog trakta sluznice i vode koja prodire kroz epitel na kožu (fluida tkiva). Tijekom dana kroz respiratorni trakt, do 400 ml vode ispari, tj 400x0,58 kkal \u003d 232kkal / dan. Ako je potrebno, ta se vrijednost može povećati zbog takozvane kratak topline, što je posljedica utjecaja neurona od centra za prijenos topline na respiratorne neurone stabljike mozga.

U prosjeku, oko 240 ml vode prodire kroz epidermu. Stoga, zbog toga se daje 240 0,58kkal \u003d 139 kkal / dan. Ova vrijednost ne ovisi o procesima regulacije i različitim čimbenicima okoliša.

Obje vrste neprimjenjivih dnevno omogućuju vam da date (400 + 240) 0,58 \u003d 371 kcal.

b) borba dopuštenja (povrat topline isparavanjem znoja). U prosjeku dnevno na udobnoj temperaturi medija, 400-500 ml znojenja se razlikuje, dakle, do 300 kcal. Međutim, ako je potrebno, volumen znojenja može se povećati na 12 l / dan, tj. Znojenjem, možete dati gotovo 7.000 kcal dnevno. Za jedan sat, znojne žlijezde mogu proizvesti do 1,5 litara, a nekim izvorima - do 3 litre.

Učinkovitost isparavanja u velikoj mjeri ovisi o mediju: što je viša temperatura i ispod vlage (zrak zasićenje vodene pare), viša je učinkovitost znojenja kao mehanizam za povrat topline. Sa 100% zrak zasićenja u parovima vode, uparavanje je nemoguće.

Slatki odvod od kraja ili tijela i kanal znojenja, koji ponekad otvara znoj. Prilikom izlučivanja, oticajne žlijezde su podijeljene na eccrine (umrljati) i apokrinske. Apokrijske žlijezde su lokalizirane uglavnom u aksilarnoj depresiji, u stidnom području, kao iu polju usne, perineum, krug dojke u blizini. Apokricijske žlijezde izlučuju podebljane bogate organskim spojevima. Raspravlja se o pitanju njihovog inervacije - neki tvrde da je to adrenergično suosjećajno, drugi vjeruju da je općenito odsutan i proizvodi tajne ovisi o hormonima nadbubrežnih brainstab (adrenalinski i norepinenalin).

Trenutne apokrinske žlijezde su žitarice smještene u kapcima u trepavicama, kao i žlijezde koje proizvode uši sumpor u vanjskom slušnom prolazu, a nosne žlijezde (konačno žlijezde). U isparavanju, međutim, apokrinske žlijezde nisu uključeni. Eccrine, ili smrznute, znojne žlijezde nalaze se u koži gotovo svih područja tijela. Ima ih samo više od 2 milijuna (iako postoje ljudi koji su gotovo potpuno odsutni). Većina svih žlijezda znoja na dlanovima i potplatima (preko 400 na 1 cm 2) i na koži pubisa (oko 300 na 1 cm 2). Stopa prebrze vožnje, kao i uključivanje u aktivnost znojnih žlijezda, u različitim dijelovima tijela razlikuje se vrlo široko.

Kemijskim sastavom, znoj je hipotonična otopina: sadrži 0,3% natrijevog klorida (u krvi - gotovo 0,9%), urea, glukoza, aminokiselina, amonijem, malim količinama mliječne kiseline. PNT pH varira od 4,2 do 7, u prosjeku pH \u003d 6. specifična težina - 1,001-1,006. Budući da je znoj hipotonični medij, onda s obiljem znojenja, voda je izgubljena od soli, a u krvi se može pojaviti povećanje osmotskog tlaka. Dakle, obilno znojenje je ispunjeno promjenom metabolizma vodene soli.

Slatke žlijezde su inervirane simpatičkim kolinergičkim vlaknima - acetilkolin se oslobađa u svojim završecima, koji interagira s m-kolinoreceptorima, povećanjem proizvoda od znoja. Preggangionary neuroni nalaze se u bočnim stupovima kičmene moždine na razini od 2-l 2, a nepokolebljivice - u simpatičkom deblu.

Ako je potrebno povećati prijenos topline diropidacijom, neuroni korteksa, limbičkog sustava i, uglavnom hipotalamus dolazi. Od hipotalamičnih neurona, signali idu u neurone leđne moždine i postupno uključuju različita područja kože u proces znojenja: prvo lice, čelo, vrat, zatim tijelo i ud.

Postoje različiti načini aktivnog utjecaja na proces znojenja. Na primjer, mnogi antipiretički lijekovi ili anti-piretika: aspirin i drugi salicilati - povećavaju oticanje i dakle, smanjuju temperaturu tjelesne temperature (ojačani prijenos topline isparavanjem). Posjeduju se i cvat likova, malina i i maglovitih listova.

METABOLIZAM

Razmjena tvari je proces metabolizma tvari upisanih u tijelo, kao rezultat toga složeniji ili, obrnuto, se može formirati jednostavnije tvari iz tih tvari.

Ljudsko tijelo, kao i organizmi drugih predstavnika životinjskog i biljnog svijeta, otvoren je termodinamički sustav. Stalno teče protok slobodne energije. U isto vrijeme, daje energiju za okoliš, uglavnom implantirano (povezano). Zahvaljujući ova dva toka, entropija živog organizma (stupanj poremećaja, kaos, degradacija) ostaje na konstantnoj (minimalnoj) razini. Kada iz nekog razloga, protok slobodne energije (neentropiji) se smanjuje (ili stvaranje povećanja povezane energije), tada se povećava ukupna entropija organizma, što može dovesti do termodinamičke smrti.

Prema termodinamici živih sustava, život je borba protiv entropije, borbu sustava naručivanja s degradacijom. Prema poznatoj jednadžbi priključci, minimalna povećanje entropije događa se ako je brzina neglentropskog toka jednaka brzini protoka entropije u srijedu.

Slobodna energija za tijelo može doći samo s hranom. Akumulira se u složenim kemijskim vezama proteina, masti i ugljikohidrata. Kako bi se oslobodila te energije, hranjive tvari su najprije podvrgnute hidrolizu, a zatim oksidacije u anaerobnim ili aerobnim uvjetima.

U postupku hidrolize, koji se provodi u gastrointestinalnom traktu, oslobađa se blagi komad slobodne energije (manje od 0,5%). Ne može se koristiti za potrebe bioenergije, jer se ne akumulira makroeranskim ATP-om. Ona se okreće samo u toplinsku energiju (primarna toplina), koju tijelo koristi za održavanje temperature homeostaze.

Druga faza oslobađanja energije je anaerobni proces oksidacije. Posebno, na taj način se oslobađa oko 5% svih slobodnih energije iz glukoze tijekom oksidacije do mliječne kiseline. Ta je energija, međutim, akumulirana od strane Macroeerga ATP-a i koristi se za obavljanje korisnog rada, na primjer, za kontrakciju mišića, za rad natrijeve kalijeve pumpe, ali u konačnici se također pretvara u toplinu, koja se naziva sekundarno toplina.

3. faza je glavna faza oslobađanja energije - do 94,5% svih energije, što se može oslobađati u tijelu tijela. Ovaj se proces provodi u Krebs ciklusu: to se događa u njoj oksidacije pirovinoinske kiseline (proizvod glukoze oksidacije) i acetilkoenzyme a (oksidacijski produkt aminokiselina i masne kiseline). U procesu aerobne oksidacije slobodna energija se oslobađa kao rezultat odvajanja vodika i prijenosa njegovih elektrona i protona duž kruga respiratornih enzima po kisiku. U isto vrijeme, oslobađanje energije nije istovremeno, ali se postupno, dakle, većina ove slobodne energije (približno 52-55%) može akumulirati u makroeherga energiju (ATP). Ostatak kao rezultat "nesavršenosti" biološke oksidacije gubi se u obliku primarne topline. Nakon korištenja slobodne energije pohranjene u ATP-u se pretvara u sekundarnu toplinu.

Dakle, sva slobodna energija, koja se oslobađa tijekom oksidacije hranjivih tvari, u konačnici se pretvara u toplinsku energiju. Stoga je količina toplinske energije koja se dodjeljuje tijelo razlikuje se metodom određivanja energetskog motora tijela.

Kao rezultat oksidacije glukoze, aminokiseline i masnih kiselina u tijelu se pretvaraju u ugljični dioksid i vodu.

Energetska izmjena životinjskog organizma (bruto razmjena) sastoji se od glavne razmjene i radnog poticaja na glavnu razmjenu. Početna vrijednost razine metaboličkih procesa je glavna razmjena. Ovi standardni uvjeti za određivanje glavne razmjene karakteriziraju čimbenici koji mogu utjecati na intenzitet metaboličkih procesa kod ljudi. Na primjer, intenzitet metabolizma je osjetljiv na dnevne fluktuacije, što se povećava ujutro i smanjuje se noću. Intenzitet razmjene također se povećava u fizičkom i mentalnom radu. Značajan utjecaj na razinu razmjene je potrošnja hranjivih tvari i njihova daljnja probava je posebno u slučaju da hranjive tvari imaju prirodu proteina. Ovaj fenomen se naziva specifične dinamičke metode. Jedenje intenziteta metabolizma nakon usvajanja proteinske hrane može se nastaviti 12-18 sati. I na kraju, ako temperatura okoline postane ispod temperature udobnosti, povećava se intenzitet procesa razmjene. Promjene u smjeru hlađenja dovode do veće amplifikacije metabolizma od odgovarajućih pomaka prema povećanju temperature.

Čak i uz punu i strogu usklađenost sa standardnim uvjetima, veličina glavne razmjene kod zdravih ljudi može varirati. Ova varijabilnost je objašnjena razlikama u dobi, polju, rastu, tjelesnoj težini. U pravilu, vrijednost od 4,2 k m / kg H uzima se kao približna vrijednost standardnog (glavnog) intenziteta metabolizma. Za osobu koja teži 70 kg, odgovarajući primarni tečaj je približno 7100 kJ / dan (1700 kcal / dan).

HRANA

Snaga je proces asimilacije organizma tvari potrebnih za izgradnju i ažuriranje njezinih tjelesnih tkiva, kao i za pokrivanje troškova energije.

Općenito, evolucija hranjivih potreba životinjskih organizama uključivala je proces ograničavanja vlastite sinteze brojnih spojeva uz istovremenu ekspanziju konzumacije organskih spojeva određenih vrsta. To je dovelo do dodjele cijele skupine tvari, nezamjenjivih za višim životinjama i osobi, to jest, neophodno za metabolizam, ali se ne sintetizira.

Korištenje namirnica koje se sastoje uglavnom od složenih spojeva biljnog ili životinjskog podrijetla, za energetske ili plastične potrebe tijela moguće je samo nakon hidrolize tih sredstava i transformacije u relativno jednostavne spojeve bez specifičnosti vrsta. Prehrambene potrebe različitih vrsta životinja razlikuju se ovisno o tome što hrana tvari tijelo može sintetizirati i što bi trebalo doći izvana. Pa ipak, uglavnom razlike u prehrambenim potrebama posljedica su namirnice probave (hidrolize). To je zbog činjenice da se na najvišim životinjskim organizmima međuproduktivni metabolički procesi postupaju na sličan način.

U razmjeni tvari (metabolizam) i energiju razlikuju dva procesa: anabolizam i katabolizam. Pod anabolizmom razumjeti kombinaciju procesa usmjerenih na izgradnju struktura tijela uglavnom kroz sintezu složenih organskih tvari; Prema katabolizmu - skup procesa propadanja složenih organskih spojeva i upotrebu relativno jednostavnih tvari oblikovanih tijekom procesa razmjene energije. Osnova anabolizma i katabolizma temelji se na procesima asimilacije i disimulacije, koji su u tijelu međusobno povezani iu normalnom organizmu uravnoteženi.

Općenito, potrebe životinja su prilično homogene: potrebne su slične hranjive tvari za razmjenu energije; u tvarima vrste aminokiselina, purina i nekih lipida za konstruiranje složenih molekula proteina i staničnih struktura; u posebnim metaboličkim katalizatorima i stabilizatorima staničnih membrana; U anorganskim ionima i spojevima fizikalno-kemijskim procesima u tijelu i, konačno, u univerzalnom biološkom otapalu - voda za stvaranje staničnog metaboličkog medija.

U konačnici, sastav hrane visoko organiziranih organizama uključuje organske tvari, od kojih je neodoljiv dio pripada proteinima, lipidima i ugljikohidratima. Proizvodi njihove hidrolize - aminokiseline, masne kiseline, glicerin i monosahara troše se na opskrbu energijom tijela. U procesima energetske izmjene aminokiselina, masne kiseline i monosahara međusobno su međusobno povezani uobičajenim putovima njihove transformacije. Stoga, kao što su energetski nosači, prehrambene tvari mogu se miješati u skladu s energetskom vrijednošću (pravilo izolacije).

Energy (kalorična) vrijednost hrane procjenjuje se količinom toplinske energije koja se oslobađa tijekom izgaranja 1 g hrane (fiziološka toplina izgaranja), koja se tradicionalno eksprimira u kilokalorijama ili na SI - u džulama (1 kcal \u003d 4,187 KJ ). Izračuni su pokazali da je energetska vrijednost masti (38,9 KJ / g; 9,3 kcal / g) dva puta veća od proteina ugljikohidrata (17,2 KJ / g; 4,1 kcal / g). Proteini i ugljikohidrati imaju istu energetsku vrijednost i mogu se zamijeniti s 1: 1 u omjeru težine.

Za održavanje stacionarnog stanja tijela, ukupni troškovi energije trebaju biti pokriveni protokom prehrambenih tvari koje su ekvivalentne ekvivalentnoj opskrbi energijom u njihovim kemijskim obveznicama. Ako je količina dolazne hrane za premaz nije dovoljna, energetski su se nadoknadili unutarnjim rezervama, uglavnom masti. Ako masa dolazne energije u energiji premašuje potrošnju energije, tada je u tijeku proces debelog skladišta bez obzira na sastav hrane.

Međutim, uvijek se treba pamtiti da su ta tri izvora energije i plastični materijal životinjskog organizma. Stoga je neprihvatljiva duga iznimka jedne od tri hranjive tvari iz jestive prehrane i zamjene ekvivalentne količine energije druge tvari.

Zaključak

Život je konjugiran s kontinuiranom potrošnjom energije, koja je potrebna za funkcioniranje tijela. Sa stajališta termodinamike, živi organizmi odnose se na otvorene sustave, jer za njihovo postojanje kontinuirano razmjenjuju s vanjskim srednjim tvarima i energijom. Izvor energije živih organizama je kemijska transformacija organskih tvari koje dolaze iz okoliša. Pretvorba tih tvari iz kompleksa u jednostavan i dovodi do oslobađanja energije zaključeno u kemijskim obveznicama. Ekstrakcija energije iz kemijskih obveznica provodi se uglavnom s troškovima molekularnog kisika (aerobna izmjena); Oksidaciju u brojnim lancima prethodi se podjelu bez oksida (anaerobna razmjena).

Glavna baterija energije za njegovo korištenje u staničnim procesima je adenozin trifhosfat (ATP). Koristeći ATP energiju, sintezu proteina, stanične podjele, održavanje njihovog osmotskog gradijenta, mišićne kratice, itd. Prema prvom zakonu termodinamike, kemijska ATP energija, prolazi kroz srednje faze, u konačnici se pretvara u toplinsku, koji je izgubljen od strane tijela. Stoga je intenzitet tjelesne energetske razmjene je količina energije motora za funkciju staničnih sustava, akumulirane energije i gubitak u obliku topline.

Život tijela ovisi o protoku kemijskih reakcija s transformacijom svih vrsta energije u toplinsku. Stopa kemijskih reakcija, a time i razmjena energije ovisi o temperaturi tkiva. Toplina kao konačna konverzija energije može se premjestiti s više temperature u regiji niže. Temperatura tkiva se određuje omjerom brzine protoka metaboličkog toplinskog produkta njihovih staničnih struktura i brzini disperzije nastale topline u okoliš. Prema tome, izmjena topline između organizma i vanjskog okruženja je integralni uvjet za postojanje životinjskih organizama. Za održavanje normalne (optimalne) tjelesne temperature u životinjskim organizmima postoji sustav izmjene topline s medijem.

Životinjski organizmi podijeljeni su u Capeillem i homoterme. Poikilotermič (stojeći na nižim koracima filogenetičkog stubišta) imaju nesavršene, ali još uvijek vrlo učinkovite mehanizme termoregulacije. Ti mehanizmi uključuju sustav kompenzacije temperature kemikalija koji vam omogućuje održavanje stalne energetske izmjene sa značajnim kapima tjelesne temperature, ponašanje termoregulacije (izbor optimalne srednje temperature) i histerezu temperature (sposobnost hvatanja topline iz vanjskog okruženja brže nego izgubiti ga ).

Homotermija je kasnija stjecanja evolucije životinjskog svijeta. Pravo homotermalne životinje uključuju ptice i sisavce, jer te životinje mogu održati trajni asortiman od 2 ° C tjelesne temperature mine relativno široke fluktuacije vanjske temperature.

U srcu homootermije je viša od one od porkottermall životinja, razina energetske razmjene jačanjem uloge hormona štitnjače, stimulirajući rad stanične natrijeve pumpe. Visoka energetska razmjena dovela je do stvaranja savršenih mehanizama za regulaciju toplinske energije u tijelu.

Broj životinja pripada skupini heterotermalnih organizama: u nekim uvjetima su uhvaćeni od strane organizama, s drugim - homotermalnim.

Da bi se održala stalna tjelesna temperatura, homotermske životinje imaju kemijsku i fizičku termoregulaciju. Fizička termoregulacija se provodi promjenom toplinske vodljivosti tkiva premazivanja tijela (mijenjanje protoka krvi kože, piloooare, isparavanje vlage iz površine tijela ili oralne šupljine).

Kemijska termoregulacija se provodi povećanjem proizvodnje topline u tijelu. Dva glavna izvora kemijske termoregulacije (podesiva generacija topline) izolirani su: kontraktilna termogeneza zbog proizvoljne aktivnosti lokomotornog uređaja, ton termoregulacije i mišićnih trezora i ne-dosljedne termogeneze zbog plutača masnoće tkiva, specifičnog dinamičkog učinka hrane, itd

Kontrola izmjene topline provodi aktivnost tamno priča, informacije iz koje ulazi u središte termoregulacije hipotalamusa, kontrolirajući reakcije kemijske i fizičke termoregulacije.

Dugi boravak u visokim ili niskim temperaturama okoline dovodi do značajnih promjena u svojstvima tijela koje povećavaju otpornost na djelovanje odgovarajućih temperaturnih čimbenika.

Izgradnja i ažuriranje tjelesnih tkiva, kao i premaz tjelesnih energetskih stanica treba osigurati odgovarajućom prehranom. U razmjeni tvari i energije razlikuju dva procesa: anabolizam i katabolizam. Prema anabolizmu, kombinacija procesa usmjerenih na izgradnju struktura tijela uglavnom kroz sintezu složenih organskih tvari. Katabolizam je kombinacija procesa propadanja složenih organskih tvari kako bi se oslobodila energija. Osnova anabolizma i katabolizma temelji se na procesima asimilacije i disimulacije, koji su međusobno povezani i uravnoteženi.

Hrana potreba životinja su prilično homogene: potrebne tvari za razmjenu energije (proteini, masti, ugljikohidrate), tvari za konstruiranje složenih proteinskih molekula i staničnih struktura (aminokiseline, purine, lipida, ugljikohidrata), posebni katalizatori (vitamini) i stanice stabilizatori membrana (antioksidansi), anorganski ioni i univerzalno biološko otapalo - voda.

Energetska vrijednost hrane određena je količinom toplinske energije koja se oslobađa tijekom izgaranja 1G jestive tvari (fiziološka toplina izgaranja).

Pod racionalnom prehranom, hrana je dovoljna u kvantitativnom i punom u kvalitativnim uvjetima. Osnova racionalne prehrane je uravnotežena, tj. Optimalni omjer konzumira hrane. Uravnotežena prehrana treba sadržavati proteine, masti i ugljikohidrate u masovnom omjeru, približno 1: 1: 4. Za hranu kvalitativno, hrana mora biti puna, tj. Sadrže proteine \u200b\u200b(uključujući neophodne aminokiseline), esencijalne masne kiseline (tzv vitamin f), vitamine, većinu katalizirajućih sustava i veliku skupinu tvari nalik na vitaminu, anorganski elementi i voda.

BIBLIOGRAFIJA

1) Mac-Murray V. Metabolizam osobe. M., 1980.

2) Norton A., Edholm O. Čovjek u hladnim uvjetima. M., 1957.

3) Opći tijek ljudske i životinjske fiziologije / blizu Ed A. D. Nosdrachev. M., 1991 Kn. 2.

4) Osnove fiziologije / ed. P. Konter. M., 1984.

5) Slonim A. D. Evolucija termoregulacije. L., 1986.

6) Fiziologija termoregulacije: fiziološki priručnik / urednik P. Ivanova. L., 1984.

7) ljudska fiziologija / ed. N.a.agadzhanyan, V.i. Cyrkina. St. Petersburg., 1998.

8) ljudska fiziologija / ed. R. Schmidt, Tevs. M., 1986. T. 4.

Mehanizmi prijenosa topline tijela u uvjetima hladnoće i topline "\u003e

Mehanizmi prijenosa topline u uvjetima hladnoće i topline: a) preraspodjelu krvi između posuda unutarnjih organa i kožnih površinskih žila; b) preraspodjela krvi u kožnim plovilima.

Fizička termoregulacija pojavila se u kasnijim fazama evolucije. Njegovi mehanizmi ne utječu na procese razmjene stanica. Mehanizmi fizičke termoregulacije uključeni su refleksno i imaju kao bilo koji mehanizam reflektora tri glavne komponente. Prvo, to su receptori koji percipiraju promjenu temperature unutar tijela ili okoliša. Druga veza je središte termoregulacije. Treće veze su učinkoviti koji mijenjaju procese prijenosa topline uz održavanje tjelesne temperature na konstantnoj razini. U tijelu, osim znojenje, ne postoje vlastiti efektori refleksni mehanizam fizičke termoregulacije.

Vrijednost fizičke termoregulacije

Fizička termoregulacija je regulacija prijenosa topline. Njegovi mehanizmi pružaju održavanje tjelesne temperature na konstantnoj razini kao u uvjetima kada tijelo prijeti pregrijavanje i kada se ohladi.

Fizička termoregulacija provodi se promjenama topline topline u tijelu. Posebno je važno u održavanju postojanosti tjelesne temperature tijekom boravka tijela pod povišenom temperaturom okoline.

Prijenos topline provodi se emisija topline (prijenos topline zračenja), konvekcijom, tj. Pokretom i miješanjem grijanog zraka, kontrole topline, tj. Rotirajte toplinu s tvari u dodiru s površinom tijela. Priroda tjelesne količine topline varira ovisno o intenzitetu metabolizma.

Gubitak topline sprječava sloj i dalje zraka, koji se nalazi između odjeće i kože, jer je zrak loš toplinski vodič. Značajno sprječava sloj prijenosa topline potkožnog masnog vlakna zbog niske toplinske vodljivosti masti.

Regulacija temperature

Temperatura kože, i, posljedično, intenzitet emisije topline i niveliranje topline može varirati u hladnim ili vrućim uvjetima vanjskog okruženja kao rezultat preraspodjele krvi u posudama i pri mijenjanju volumena krvi.

U hladnim, krvnim žilama kože, uglavnom arteriola, uska; Veća količina krvi ulazi u posude abdominalne šupljine i time ograničena na prijenos topline. Površinski slojevi kože, uzimajući manje tople krvi, emitiraju manje topline, tako da se prijenos topline smanjuje. Osim toga, uz snažno hlađenje kože, pojavljuje se arteriovenske anastomoze, što smanjuje količinu krvi koja dolazi u kapilare, a time i sprječava prijenos topline.

Preraspodjela krvi koji se javlja u hladnoći je smanjiti količinu krvi cirkulira kroz površinske posude, a povećanje količine krvi prolazi kroz posude unutarnjih organa, doprinosi očuvanju topline u unutarnjim organima, temperatura je podržana na konstantnoj razini.

Uz povećanje temperature okoline, kožne posude se šire, količina cirkuliranja krvi u njima se povećava. Volumen cirkulirajućeg krvi u cijelom tijelu također se povećava zbog prijelaza vode iz tkiva u posudama, kao i zato što se slezene i drugi krvotovi bacaju u ukupni protok krvi. Povećanje količine krvi kroz površinske plovila tijela doprinosi prijenosu topline zračenjem i konvekcijom. Da bi se sačuvala postojanost tjelesne temperature na visokim temperaturama okoline, znojenje se događa zbog prijenosa topline tijekom isparavanja vode je važno.

Termoregulacija je povezana s mehanizmima za reguliranje razine toplinske produkcije (kemijska regulacija) i prijenos topline (fizikalna regulacija). Ravnoteža topline i prijenosa topline kontrolira se pomoću hipotalamusa integracija senzornih, vegetativnih, emocionalnih i motornih komponenti prilagodljivog ponašanja.

Percepcija temperature provodi se formacijama receptora površine tijela (receptori s kožom) i dubokim temperaturnim receptorima u respiratornom traktu, posudama, unutarnjim organima, u intermuschny živčanim pleksilama gastrointestinalnog trakta. Prema aferentnim živcima, impulsi iz ovih receptora dolaze do središta termoregulacije u hipotalamusu. On aktivira različite mehanizme koji osiguravaju ili toplinski proizvod ili prijenos topline. Mehanizam povratnih informacija koji uključuje živčani sustav i protok krvi mijenja osjetljivost temperaturnih receptora (Sl. 15.4, 15.5). Memo-osjetljive formacije se također nalaze u različitim područjima središnjeg živčanog sustava - u motornom korteksu, u hipotalamusu, u području bačve u mozgu (retikularna formacija, duguljastog mozga) i leđne moždine.

U hipotalamusu, koji se ponekad naziva "tijelo termostat", ne postoji samo centar koji integrira različite senzorne impulse povezane s informacijama o toplinskoj razini

Sl. 15.4.

ravnoteža tijela, ali i regulatorni centar motornih reakcija koje kontroliraju temperaturne načine. Nakon narušavanja funkcija hipotalamusa, sposobnost reguliranja tjelesne temperature je izgubljena.

Kontrola kontrole prijenosa topline povezan je s prednjim hipotalamusom kako bi se spriječilo pregrijavanje - njegovi neuroni su osjetljivi na temperaturu tekuće krvi. Ako se povrijedi rad ovog centra, održava se kontrola tjelesne temperature u hladnom mediju, ali u toplini nedostaje i tjelesna temperatura značajno povećava.

Još jedan termoregulacijski centar, koji se nalazi u stražnjem hipotalamusu, kontrolira veličinu topline

Sl. 15.5. Sudjelovanje živčanog sustava u termoregulaciji i time sprječava prekomjerno hlađenje. Kršenje ovog centra smanjuje sposobnost jačanja energetske razmjene u hladnom okruženju, a temperatura tjelesne temperature.

Prijenos topline iz unutarnjih područja tijela do udova kao posljedica promjena u volumenu protoka krvi je važno sredstvo za regulaciju prijenosa topline kroz vazomotorne reakcije. Udovi izdržati mnogo veći temperaturni raspon od unutarnjih područja tijela i čine izvrsnu temperaturu "izdržljive", tj. Mjesta koja mogu osigurati gubitak velike ili manje topline ovisno o priljevu topline iz unutarnjih područja tijela kroz krvotok.

Termoregulacija je povezana s simpatičkim živčanim sustavom (vidi sl. 15.5). Prilagođen je tonom plovila; Kao rezultat toga, dovod krvi na kožu se mijenja (vidi ch. 4). Proširenje potkožnih posuda popraćeno je usporavanjem i zagrijavanjem prijenosa topline (sl. 15.6). Uz snažnu toplinu, priliv krvi na koži udova se oštro povećava, a višak topline se raspršuje. Blizina vena na površini kože povećava hlađenje krvi, koji se vraća u unutarnje prostore tijela.

Kada se ohladi, posude su sužene, priljev krvi na periferiji je smanjen. Kod ljudi, dok krv prolazi kroz velike posude ruku i joge, njezine temperature kapi. Ohlađena venska krv, vraća se unutar tijela po plovilima smještenim u blizini arterija, hvata veliku

Sl. 15.6. Reakcija površinskih žila kože na hladno - sužavanje (ali) i toplinu - širenje (b)

udio topline koja se daje arterijskim protokom krvi. Takav sustav se zove protustrujna izmjena topline. To doprinosi povratku velike količine topline na unutarnje dijelove tijela nakon krvi kroz ud. Ukupni učinak takvog sustava je smanjenje prijenosa topline. Na temperaturi zraka blizu nule, takav sustav nije koristan, jer kao rezultat intenzivne izmjene topline između arterijske i venske krvi, temperatura prstiju na rukama i na nogama može značajno smanjiti, što može uzrokovati frostbite.

Glavni izvor toplinskog proizvoda povezan je s mišićnim kontrakcijama koje su pod proizvoljnom kontrolom. Druga vrsta ojačanja u tijelu može biti mišićni tremor - reakcija na hladnoću. Mali pokret mišića s drhtanjem povećava učinkovitost toplinskog proizvoda. Kada se drhte ritmički i istovremeno s visokom frekvencijom, fleksori i ekstenzori udova i mišići žvakanja su smanjeni. Učestalost i smanjenje čvrstoće mogu varirati. Tremor se generira samo ako navedeni mišići nisu uključeni u drugu vrstu aktivnosti. Može se prevladati proizvoljnim mišićima. Proizvoljni pokreti, kao što su hodanje, povezani su s kontrakcijom mišića, koji nadilazi drhtanje. I drhtanje, i hodanje je popraćeno formiranjem topline. Stražnji hipotalamusni neuroni utječu na frekvenciju i snagu mišićnih kontrakcija kada drhte. Centar dolazi iz središta termoregulacije u prednjem hipotalamusu i od mišićnih receptora. Pulsima iz mozga dolazi na sve razine leđne moždine, gdje se pojavljuju ritmički signali, uzrokujući drhtanje u mišićima.

Osim toga, toplinska energija se formira kada se masti, pohranjuju u masno tkivo. Najučinkovitiji u tom smislu je smeđe masnoće, nalazi se u novorođenčeti između oštrica i prsne kosti. U roku od nekoliko dana nakon rođenja toplinskog proizvoda, koji osiguravaju stanice smeđe masti - glavna reakcija na hladnoću. Kasnije u djece, drhtaj postaje takva reakcija. Smeđe masti u velikim količinama javlja se kod životinja koje imaju zimsko stanje hibernacije. Dekorenje masnoće bijelog masnog tkiva je manje učinkovit. Bijela mast doprinosi ne obrazovanju, nego za održavanje topline.