Termoregulačné mechanizmy. Ľudská termoregulácia: Čo je to? Mechanizmus chemickej termoregulácie je potravinárskymi látkami

Regulácia teploty spočíva v koordinácii tepelných procesov (chemická termoregulácia) a prenos tepla (fyzická termoregulácia).
Procesy výroby tepla. Vo všetkých orgánoch v dôsledku procesu metabolizmu dochádza k prietoku tepelného produktu. Preto má krv, ktorá dosahuje orgány, spravidla má vyššiu teplotu ako ten prúdenie. Úloha rôznych orgánov v tepelnom produkte sa však líši. V stave odpočinku na pečeni predstavuje približne 20% celkového tepelného výrobku na iných vnútorných orgánoch - 56%, o - 20%, počas fyzickej námahy na kostrové svaly - až 90%, na vnútorných orgánoch - len 8% %.
Výkonný záložný zdroj tepelných výrobkov je teda svalom v ich redukcii. Zmena aktivity ich metabolizmu v lokomónoch je hlavným mechanizmom tepelného produktu. Medzi rôznymi lokomotíciami možno rozlíšiť niekoľko stupňov svalovej účasti na tepelne produkte.
1. Termoregulačný tón. Súčasne sa svaly neznižujú. Len ich tón a metabolizmus. Tento tón vzniká všeobecne vo svaloch krku, tela a končatiny. Výsledkom je, že tepelný produkt sa zvyšuje o 50-100%.
2. The chvent vzniká nevedome a leží v periodickej aktivite vysokonapäťových motorových jednotiek na pozadí tónu termoregulácie. Pri chvenie sa všetka energia zameriava len na zvýšenie výroby tepla, zatiaľ čo v konvenčných lokomotiách sa časť energie spotrebuje na pohyb zodpovedajúcej končatiny a časť je termogenéza. Pri chvejúcich sa tepelných výrobkov stúpajú o 2-3 krát. Chvost sa často začína svalmi krku, tváre. Je to spôsobené tým, že by sa mala zvýšiť v prvom rade krvná teplota, ktorá prúdi do mozgu.
3. Ovoľné zníženia majú vedome zvýšiť svalovú kontrakciu. Toto je pozorované pri nízkych vonkajších teplotných podmienkach, keď prvé dva stupne nestačia. S ľubovoľnými skratkami sa tepelné výrobky môžu zvýšiť o 10-20 krát.
Nariadenie tepelného produktu vo svaloch Cutyazanu s vplyvom A-motorami na funkciu a metabolizmus / svaly, v iných tkanivách - sympatický nervový systém a katecholamíny (zvýšenie intenzity metabolizmu o 50%) a akciu hormónov, najmä tyroxínu, ktorý zvyšuje tepelný produkt takmer dvakrát.
Významná úloha v termogenéze lipidov, ktorá sa rozlišuje hydrolýzou podstatne viac energie (9,3 kcal / g) ako sacharidy (4,1 kcal / g). Obzvlášť dôležité, najmä u detí, má hnedý tuk.
Procesy prenosu tepla Stáva sa to nasledujúcimi spôsobmi - žiarením, konvekciou, odparovaním a tepelnou vodivosťou.
Radiation sa vyskytuje s pomocou infračerveného žiarenia s dlhým vlnou. To si vyžaduje teplotný gradient medzi teplou pokožkou a studenými stenami a inými environmentálnymi predmetmi. Veľkosť žiarenia teda závisí od teploty a povrchu kože.
Tepelná vodivosť sa vykonáva s priamym kontaktom tela s objektmi (stolica, posteľ, atď.). Zároveň sa miera prenosu tepla z vyhrievaného telesa na menej vyhrievaný predmetom určí teplotným gradientom a ich tepelným priemyslom. Týmto spôsobom sa výnosný návrat tepla (14-krát) sa zvyšuje, keď je osoba vo vode. Čiastočne vykonaním tepla prevedené z vnútorných orgánov na povrch tela. Tento proces je však inhibovaný v dôsledku nízkej tepelnej vodivosti tuku.
Konvekčná cesta. Vzduch v kontakte s povrchom tela v prítomnosti teplôt sa zahrieva. Zároveň sa stáva jednoduchším a stúpajúcim z tela, uvoľní miesto na nové vzduchové časti. Preto sa podieľa na tepla. Intenzita prirodzenej konvekcie môže byť zvýšená z dôvodu prídavného pohybu vzduchu, zníženie prekážok, keď je prijatý do tela (vhodné oblečenie).
Odparovanie pot. Pri izbovej teplote u muža sa podáva približne 20% tepla v dôsledku odparovania.
Tepelná vodivosťKonvekcia a žiarenie sú pasívnymi dráhami prenosu tepla založeného na zákonoch fyziky. Sú účinné len pri zachovaní kladného teplotného gradientu. Čím menej teplotného rozdielu medzi telom a životným prostredím je uvedené menej tepla. S týmito ukazovateľmi alebo pri vysokých teplotách okolia, uvedené cesty nie sú nielen účinné, ale telo je vykurovanie. Za týchto podmienok sa v tele spojenom s procesmi potenia a potiparovoyvanu spustí len jeden mechanizmus rekuperácie tepla. Tu sa používajú fyzické vzory (náklady na energiu na proces odparovania) a biologický (potenie). Chladenie kože prispieva k tomu, že 0,58 kcal sa spotrebuje na odparovanie 1 ml. Ak sa to nestane
rýchle odparovanie, efektívnosť prenosu tepla prudko znižuje. M.
Rýchlosť odparovania je sto závisí od teplotného gradientu a nasýtenia okolitej vzduchovej vodnej trajektovej trajektúry. Čím vyššia je vlhkosť, tým menej účinné sa stáva prenos tepla. Účinnosť tepla prevodu sa dramaticky znižuje, keď vo vode alebo v hustom oblečení. Súčasne je telo nútené kompenzovať absenciu tkaniny z dôvodu zvýšenia potenia.
Odparovanie má dva mechanizmy: a) Poslavácia - bez účasti potných žliaz B) Odparovanie - s aktívnou účasťou potných žliaz.
Pančucha - Odparovanie vody z povrchu pľúc, slizníc, kože, ktorá je vždy mokrá. Toto odparovanie nie je regulované, závisí od teploty gradientu a vlhkosti okolitého vzduchu, jeho hodnota je približne 600 ml / deň. Čím vyššia je vlhkosť, tým menej účinný tento typ prenosu tepla.
Mechanizmus sekrécie potu. Črepné železo sa skladá z dvoch častí: samotná žľaza, ktorá sa nachádza v subtherálnej vrstve a výstupné kanály otvárajú na povrchu kože. Primárne tajomstvo je vytvorené v žľaze av kanáloch, v dôsledku reabsorpcie, je vytvorený sekundárny tajomstvo - pot.
Primárne tajomstvo ako krvná plazma. Rozdiel spočíva v tom, že v tomto tajnosti nie sú žiadne proteíny a glukóza, menej Na +. Takže, v počiatočnom potku, koncentrácia sodíka je približne 144 nmol / l, chlór - 104 nmol / l. Tieto ióny sa aktívne absorbujú, keď sa pot prechádza cez výstupné kanály, čím sa zabezpečí absorpcia vody. Proces absorpcie do značnej miery závisí od rýchlosti tvorby a propagácie potu, ktoré sú aktívne tieto procesy, väčšie na + a SL-zostáva. So silným potením v pot, až do polovice koncentrácie týchto iónov môže zostať. Silný príjem je sprevádzaný zvýšením koncentrácie močoviny (až 4-krát vyšší ako v plazme) a draslíku (až 1,2-krát viac ako v plazme). Celková vysoká koncentrácia iónov, ktoré tvoria vysokú úroveň osmotického tlaku, poskytuje zníženie reabsorpcie a izolácie z potom veľkého množstva vody.
So silným potením je možné minúť veľa NaCl (až 15-30 g / deň). Existujú však mechanizmy v tele, ktoré zabezpečujú zachovanie týchto dôležitých iónov s veľkým potením. Sú zapojené do adaptačných procesov, najmä aldosterón zvyšuje Reabsorpciu NA +.
Funkcie potných žliaz sú upravené špeciálnymi mechanizmami. Sympatický nervový systém je ovplyvnený ich aktivitom, ale mediátor je acetylcholín. Sekrečné bunky, okrem M-cholinoreceptorov, majú tiež adrenoreceptory, ktoré reagujú na katecholas krvi. Aktivácia funkcií potných žliaz je sprevádzaná zvýšením jeho zásobovania krvi.
Množstvo prideleného potu môže dosiahnuť 1,5 l / h a v upravených ľuďoch - až 3 l / h.
Pri izbovej teplote u muža sa podáva približne 60% tepla v dôsledku žiarenia, asi 12-15% - konvekcia vzduchu, asi 20% - odparovanie, 2-5% tepelnej vodivosti. Tento pomer však závisí od viacerých podmienok, najmä na teplote vonkajšieho prostredia.
Hlavná úloha v regulácii procesov prenosu tepla zohráva zásobovanie krvi k pokožke. Zúženie ciev kože, objav arteriovenóznych anastomózy prispieva k menšiemu prílevu tepla z jadra do škrupiny a udržiavať ho v tele. Naopak, keď sa expanzia kožených ciev, jeho teplota sa môže zvýšiť o 7-8 ° C. Zvyšuje tiež prenos tepla.
Pod podmienečne môže byť koža nazývaná chladičovým systémom tela. Bloodstock v koži sa môže líšiť od 0 do 30% falošného. Tón nádob s pokožkami je riadený sympatickým nervovým systémom.
Telesná teplota je teda rovnováha medzi procesmi tepelného produktu a tepla. Keď sa vytvára tepelný výrobu nad prenosom tepla, sa zvyšuje telesná teplota a naopak, ak je prenos tepla vyšší ako tepelný produkt, telesná teplota sa znižuje.

A. Ľudský život môže uniknúť len v úzkom rozsahu teplôt.

Teplota má významný vplyv na tok životne dôležitých procesov v ľudskom tele a na jeho fyziologickú aktivitu. Životné procesy sú obmedzené na úzky teplotný rozsah vnútorného prostredia, v ktorom sa môžu vyskytnúť základné enzýmové reakcie. Pre osobu je zvyčajne zníženie telesnej teploty pod 25 ° C a jej zvýšenie nad 43 ° C. Obzvlášť citlivé na zmeny v teplotných nervových bunkách.

Tepla Spôsobuje intenzívne potenie, čo vedie k dehydratácii tela, strata minerálnych solí a vo vode rozpustné vitamíny. Dôsledkom týchto procesov je zhrubňovanie krvi, porušenie metabolizmu soli, sekréciu žalúdka, vývoj deficitu vitamínov. Prípustné zníženie hmotnosti počas odparovania je 2-3%. Keď je strata hmotnosti z odparovania 6%, mentálna aktivita je porušená, a s 15-20% chudnutie, smrť príde. Systematické pôsobenie vysokej teploty spôsobuje zmeny kardiovaskulárneho systému: zvýšenie pulzu, zmena krvného tlaku, oslabenie funkčnej schopnosti srdca. Dlhodobé vystavenie vysokej teplote vedie k hromadeniu tepla v tele, zatiaľ čo telesná teplota sa môže zvýšiť na 38-41 ° C a môže dôjsť k tepelnú úderu so stratou vedomia.

Nízke teploty Môžu existovať príčiny chladenia a supercolezity organizmu. Pri ochladení v tele je prenos tepla reflexívne znížený a zvyšuje tepelný produkt. Znižovanie prenosu tepla dochádza v dôsledku kŕčov (zúženia) ciev, zvýšenie tepelného odporu telesných tkanív. Dlhodobé vystavenie nízkej teplote vedie k rezistentným vaskulárnym kúpeľom, tkanivovým poruchám. Rast tepelného produktu počas chladenia sa dosiahne zvýšením oxidačných metabolických procesov v tele (zníženie telesnej teploty pri teplote 1 ° C, je sprevádzaná zvýšením metabolických procesov pri 10 ° C). Vplyv nízkych teplôt je sprevádzaný zvýšením krvného tlaku, objem inhalácie a zníženie respiračnej frekvencie. Chladenie tela mení sacharidovú výmenu. Veľké chladenie je sprevádzané znížením telesnej teploty, útlaku orgánov a tela.

B. Jadro a vonkajší obal tela.

Z hľadiska termoregulácie môže byť ľudské telo reprezentované pozostávajúce z dvoch zložiek - Škrupina a interné jadrá.

Jadro- Toto je časť tela, ktorá má konštantnú teplotu (vnútorné orgány) a Škrupina- časť tela, v ktorom je teplotný gradient (tieto sú tkanivá povrchovej vrstvy tela s hrúbkou 2,5 cm). Prostredníctvom plášťa je výmena tepla medzi jadrom a prostredím, to znamená, že zmeny v tepelnej vodivosti škrupiny určujú stálosť teploty jadra. Tepelná vodivosť sa mení v dôsledku zmien v krvnom prívode a prietoku krvného tkaniva.

Teplota rôznych častí jadra je iná. Napríklad v pečeni: 37,8-38,0 ° C, v mozgu: 36,9-37,8 ° C. Všeobecne platí, že teplota jadra ľudského tela je 37,0 ° C. To sa dosahuje použitím procesov endogénnej termoregulácie, ktorých výsledkom je stabilná rovnováha medzi množstvom tepla produkovaného v tele ( výroba tepla) a množstvo tepla rozptýlené telom v rovnakom čase v životnom prostredí ( tepelný lis).

Teplota ľudského kože v rôznych oblastiach sa pohybuje od 24,4 ° C do 34,4 ° C. Najnižšia teplota je pozorovaná na prstoch nôh, najvyššie - v podpazu. Je založený na meraní teploty v podpazuní, telo sa zvyčajne posudzuje v čase času.

Podľa spriemerných údajov je priemerná teplota nahej osoby v pohodlnom teplote vzduchu 33-34 ° C. Tam sú denné výkyvy telesnej teploty. Amplitúda oscilácií môže dosiahnuť 1 ° C. Teplota tela je minimálna v predbežných hodinách (3-4 hodiny) a maximum v deň (16-18 hodín).

Známej tiež je fenomén asymetrie teploty. Pozoruje sa asi 54% prípadov a teplota v ľavej axilárnej depresii je o niečo vyššia ako vpravo. Asymetria a iné oblasti kože sú možné a závažnosť asymetrie je viac ako 0,5 ° C svedčí o patológii.

V. Výmena tepla. Rovnováha výroby tepla a prenos tepla v ľudskom tele.

Procesy ľudského života sú sprevádzané kontinuálnym výrobou tepla v tele a vplyv vytvoreného tepla do životného prostredia. Výmena tepelnej energie medzi organizmom a životným prostredím sa nazýva výmena tepla. Tepelný produkt a prenos tepla je spôsobený činnosťou centrálneho nervového systému, ktorý upravuje metabolizmus, krvný obeh, potenie a aktivitu kostrových svalov.

Ľudské telo je samoregulačný systém s vnútorným zdrojom tepla, v ktorom sa za normálnych podmienok, tepelne produktu (množstvo tvarovaného tepla) rovná množstvu tepla udeleného vonkajšiemu prostrediu (prenos tepla). Costanta telesnej teploty sa nazýva izothermia. Zabezpečuje nezávislosť metabolických procesov v tkanivách a orgánoch z okolitých teplôt výkyvov.

Vnútorná teplota ľudského tela je konštantná (36,5-37 ° C) v dôsledku kontroly intenzity tepelného produktu a prenosu tepla, v závislosti od teploty vonkajšieho prostredia. A teplota ľudskej pokožky, keď je vystavená externým podmienkam, sa môže zmeniť v relatívne širokých limitoch.

V tele človeka po dobu 1 hodiny, toľko tepla je vytvorené podľa potreby na varenie 1 litra ľadovej vody. A ak je telo nepreniknuteľné na teplo puzdro, potom o hodinu neskôr, telesná teplota by vzrástla asi 1,5 ° C, zatiaľ čo hodiny by sa dostali do teploty varu vody. Počas závažnej fyzickej práce sa tvorba tepla niekoľkokrát zvyšuje. Teplota nášho tela sa stále nezmení. Prečo? Práve v vyvažovaní procesov vzdelávania a tepla tepla v tele.

Vedúci faktor určujúci úroveň tepelnej rovnováhy je teplota životného prostredia. S jeho odchýlkou \u200b\u200bod pohodlnej zóny v tele je vytvorená nová úroveň tepelnej rovnováhy, poskytuje izothermiu v nových prostrediach prostredia. Takáto stálosť telesnej teploty je zabezpečená mechanizmom termoreguláciaVytvorenie procesu výroby tepla a procesu tvorby tepla, ktorý je regulovaný neuro-endokrinom prostredníctvom.

Koncept termoregulácie tela.

Temporegulácia - Ide o kombináciu fyziologických procesov zameraných na udržanie relatívnej teploty konštantu jadra organizmu za podmienok zmien teploty média s použitím regulácie tepelného produktu a prenos tepla. Termoregulácia je zameraná na prevenciu porúch tepelnej rovnováhy tela alebo na jeho obnove, ak sa takéto porušovanie už vyskytli, a vykonáva sa neuro-humoral.

Predpokladá sa, že termoregulácia je charakterizovaná iba homotermálnymi zvieratami (zahŕňajú cicavce (vrátane osoby), vtákov), ktorých telo má schopnosť udržať teplotu vnútorných oblastí tela pri relatívne konštantnom a pomerne vysokej úrovni (približne 37-38 ° C u cicavcov a 40-42 ° C u vtákov) bez ohľadu na zmeny v okolitej teplote.

Termoregulačný mechanizmus môže byť reprezentovaný ako cyberotetický samosprávny systém so spätnou väzbou. Kolísanie teploty okolia zákona o špeciálnom vzdelávaní receptora ( teroreceptor), citlivé na zmenu teploty. Termoreceptory sa prenášajú do termoregulačných centier Informácie o tepelnom stave orgánu, zase, termoregulačných centier cez nervové vlákna, hormóny a iné biologicky účinné látky menia úroveň prenosu tepla a výroby tepla alebo telesných úsekov (lokálna termoregulácia) alebo telo ako celok. Keď sú termoregulačné centrá vypnuté so špeciálnymi chemikáliami, telo stráca schopnosť udržiavať stálosť teploty. Táto funkcia v posledných rokoch sa používa v medicíne na umelé chladenie tela počas komplexných chirurgických operácií v srdci.

Kožné termoreceptory.

Odhaduje sa, že osoba má približne 150 000 studených a 16 000 termálnych receptorov, ktoré reagujú na zmeny teploty vnútorných orgánov. Termoreceptory sa nachádzajú v koži, vo vnútorných orgánoch, dýchacích cestách, kostrové svaly a centrálny nervový systém.

Termoreceptor Koža sa rýchlo prispôsobuje a reaguje nie je toľko pri samotnej teplote ako jej zmeny. Maximálny počet receptorov je v oblasti hlavy a krku, minimum na končatinách.

Studené receptory sú menej citlivé a ich prahová hodnota citlivosti je 0,012 ° C (pri ochladení). Prahová hodnota citlivosti tepelných receptorov je vyššia a je 0,007 ° C. To je pravdepodobne spôsobené väčším nebezpečenstvom pre telo prehriatia.

D. Typy termoregulácie.

Termoregulácia môže byť rozdelená do dvoch hlavných typov.:

1. Fyzická termoregulácia:

Odparovanie (potenie);

Žiarenie (žiarenie);

Konvekcia.

2. Chemická termoregulácia.

Kontraktilná termogenéza;

Nekultúrny termogenéza.

Fyzická termoregulácia (Proces, ktorý odstraňuje teplo z tela) - zabezpečuje zachovanie stálosti telesnej teploty v dôsledku zmeny tepla teploty organizmom vedením cez kožu (vedenie a konvekciu), radiálascript (žiarenie) a odparovanie z vody. Návrat tepla generovaného v tele je regulovaný zmenou tepelnej vodivosti kože, subkutánnej vrstvy tukov a epidermis. Transfer tepla je do značnej miery regulovaný dynamikou krvného obehu v tepelných vodivých a tepelne izolačných tkanivách. So zvýšením teploty okolia v prenose tepla začne ovládnuť odparovanie.

Vedenie, konvekcia a žiarenie sú pasívnymi dráhami prenosu tepla založeného na zákonoch fyziky. Sú účinné len pri zachovaní kladného teplotného gradientu. Čím menej teplotného rozdielu medzi telom a životným prostredím je uvedené menej tepla. S rovnakými ukazovateľmi alebo pri vysokých teplotách okolia, uvedené cesty nie sú nielen účinné, ale telo sa tiež vyskytuje. Za týchto podmienok sa v telesovom potení spustí len jeden mechanizmus rekuperácie tepla.

Pri nízkej teplote okolia (15 ° C a nižšie), asi 90% denného prenosu tepla dochádza v dôsledku regulácie tepla a emisií tepla. Za týchto podmienok nie je viditeľný potenie. Pri teplote vzduchu 18-22 ° C, prenos tepla v dôsledku tepelnej vodivosti a emisií tepla klesá, ale tepelná strata sa zvyšuje organizmom odparením vlhkosti z povrchu kože. S rastúcou teplotou okolia do 35 ° C, prenos tepla so žiarením a konvekciou sa stáva nemožným a telesná teplota sa udržiava na konštantnej úrovni výlučne odparovaním vody z povrchu kože a alveoli pľúc. S vysokou vlhkosťou, keď je odparovanie vody ťažké, môže dôjsť k prehriatiu telu a vyvinúť teplo.

V osobe v pokoji pri teplote vzduchu približne 20 ° C a celkový prenos tepla rovný 419 kJ (100 kcal) za hodinu, 66% sa stratí s použitím žiarenia, odparovaním vody - 19%, konvekcia - 15% celkového tepla strata podľa tela.

Chemická termoregulácia(Proces, ktorý zabezpečuje tvorbu tepla v tele), je implementovaná metabolizmom a cez tepelné produkty takýchto tkanív ako svalov, ako aj pečeň, hnedý tuk, to znamená, že zmeny v úrovni výroby tepla - splatnosť k zisku alebo oslabeniu intenzity metabolizmu v bunkách tela. Pri oxidovaní organických látok sa uvoľňuje energia. Časť energie ide na syntézu ATP (adenozínom trifosfát je nukleotid, ktorý hrá mimoriadne dôležitú úlohu pri výmene energie a látok v tele). Táto potenciálna energia môže telo používať vo svojich budúcich činnostiach. Zdrojom tepla v tele je všetky tkanivá. Krv, tečúca tkanina, zahrieva sa. Zvýšenie okolitej teploty spôsobuje redukciu redukcie metabolizmu, v dôsledku toho, že sa výroba tepla znižuje v tele. S poklesom teploty okolia sa intenzita metabolických procesov zvyšuje odrazne a generácia tepla je zvýšená.

Zahrnutie chemickej termoregulácie dochádza, keď sa fyzická termoregulácia ukáže, že je nedostatočná na udržanie stálosti telesnej teploty.

Zvážte tieto typy termoregulácie.

Fyzická termoregulácia:

Pod fyzická termoregulácia Pochopiť kombináciu fyziologických procesov, ktoré vedú k zmenám v úrovni prenosu tepla. Existujú nasledujúce spôsoby, ako obnoviť teplo organizmom v prostredí:

Odparovanie (potenie);

Žiarenie (žiarenie);

Prenos tepla (vedenie);

Konvekcia.

Zvážte ich podrobnejšie:

1. Odparovanie (potenie):

Odparovanie (potenie)- Toto je obnovenie tepelnej energie do životného prostredia v dôsledku odparovania potu alebo vlhkosti z povrchu kože a slizníc dýchacích ciest. Osoba je neustále uvoľnená potnom potných žľazach kože ("hmatateľná" alebo horlivosť, strata vody), sliznice dýchacích ciest ("neodstraňovateľná" strata vody) sú navlhčené. Zároveň má "hmatateľná" strata vody z tela významnejší vplyv na celkové množstvo tepla ako teplo tepla ako "irelevantné".

Pri vonkajšej teplote média, približne 20 ° C, odparovanie vlhkosti je asi 36 g / h. Vzhľadom k tomu, odparovanie 1 g vody u ľudí strávil 0,58 kcal tepelnej energie, nie je ťažké vypočítať, že odparovaním organizmom dospelej osoby poskytuje približne 20% celého rozptylu tepla v týchto podmienkach. Zvýšená vonkajšia teplota, fyzická práca, dlhodobý pobyt v tepelnom izolácii oblečenie posilňujú potenie a môže sa zvýšiť na 500-2000 g / h.

Osoba netoleruje relatívne nízku teplotu okolia (32 ° C) počas mokrého vzduchu. V absolútnom suchom vzduchu môže byť osoba bez výrazného prehriatia počas 2-3 hodín pri teplote 50 až 55 ° C. Je tiež zle prenesený vzduchotesným odevom (guma, hustá, atď.), Ktorý zabraňuje odparovaniu potu: vrstva vzduchu medzi oblečením a telom je rýchlo nasýtený pármi a ďalšie odparovanie potu sa zastaví.

V procese prenosu tepla s použitím odparovania, hoci je to len jedna z metód termoregulácie, existuje jedna výnimočná dôstojnosť - ak vonkajšia teplota prekročí priemernú teplotu kože, potom telo nemôže dať teplo na vonkajšie médium Iné metódy termoregulácie (žiarenie, konvekcia a vedenie), ktoré budeme vyzerať nižšie. Telo za týchto podmienok začína absorbovať teplo zvonku a jediný spôsob rozptylu tepla sa stáva zvýšením odparovania vlhkosti z povrchu tela. Takéto odparovanie je možné, kým environmentálna vlhkosť zostane nižšia ako 100%. S intenzívnym potením, vysokou vlhkosťou a nízkym pohybom vzduchu, keď sa potene kvapky, nepokeleje na odparovanie, zlúčenie a prietoku z povrchu tela, prenos tepla odparovaním sa stáva menej účinným.

Pri odparení potu, naše telo dáva energiu. V skutočnosti, kvôli energii nášho tela, tekutinová molekula (t.j. pot) roztrhať molekulárne väzby a pohybovať sa z kvapaliny do plynného stavu. Energia sa vynakladá na prestávku pripojení a v dôsledku toho klesá telesná teplota. Chladnička funguje na rovnakom princípe. Spravuje udržiavať teplotu vo vnútri komory, oveľa nižšia ako okolitá teplota. To robí to spôsobené spotrebovanou elektrinou. A robíme to pomocou energie získanej z rozdelenia potravinárskych výrobkov.

Znížte teplo z odparovania, môže pomôcť kontrolovať cez výber oblečenia. Oblečenie je potrebné zvoliť na základe poveternostných podmienok a aktuálnej činnosti. Nebuďte leniví, aby ste odstránili nadmerné oblečenie, keď rastie. Budete sa potiť menej. A nebudú leniví, aby ste ho znova nosili, keď zaťaženie zaťaženia. Odstráňte vlhkosť a veternú silu, ak nie je dážď s vetrom, inak sa oblečenie posmieva z vnútra, z vášho potu. A v kontakte s mokrým oblečením stratíme tepelnú a tepelnú vodivosť. Voda 25-krát lepšia ako vzduch vykonáva teplo. Takže v mokrom oblečení stratíme teplo 25 krát rýchlejšie. Preto je dôležité podporovať suché oblečenie.

Odparovanie je rozdelené na 2 typy:

ale) Bezpreceratívne povolenie (Bez účasti potných žliaz) je odparovanie vody z povrchu svetla, sliznice dýchacích ciest a vody, unikajúcej epitelu kože (odparovanie z povrchu kože, aj keď je koža suchá ).

Počas dňa dýchacích ciest sa do 400 ml vody odparí, t.j. Telo stráca až 232 kcal za deň. V prípade potreby sa táto hodnota môže zvýšiť tepelnou dýchaním. Prostredníctvom epidermy, v priemere asi 240 ml vody presaknite za deň. V dôsledku toho, že telo stráca až 139 kcal za deň. Táto hodnota spravidla nezávisí od regulačných procesov a rôznych environmentálnych faktorov.

b) plstené povolenia(S aktívnou účasťou potných žliaz) - Toto je návrat tepla odparením potu. V priemere sa počas pohodlnej teploty média rozlišuje 400-500 ml potu, až 300 kcal energie. Odparovanie 1 litrov hrnca u osoby s telesnou hmotnosťou 75 kg môže znížiť telesnú teplotu pri 10 ° C. Avšak, ak je to potrebné, objem potenia sa môže zvýšiť na 12 l za deň, t.j. Potením môžete stratiť až 7000 kcal denne.

Účinnosť odparovania vo veľkej miere závisí od média: čím vyššia je teplota a nižšia vlhkosť, tým vyššia je účinnosť potenia ako mechanizmus spätného odberu tepla. S 100% vlhkosťou je odparovanie nemožné. S vysokou vlhkosťou atmosférického vzduchu sú vysoké teploty ťažšie ako pri nízkej vlhkosti. V nasýtenej vodnej pary vzduchu (napríklad vo vani) sa potiahne potu vo veľkých množstvách, ale neodparí sa a tokuje z kože. Takýto potenie neprispieva k rekuperácii tepla: len časť potu, ktorá sa odparuje z povrchu kože, je dôležitý pre prenos tepla (táto časť potu je účinný potenie).

2. žiarenie (žiarenie):

Žiarenie (žiarenie)- Toto je spôsob spätného vzťaho s teplom do prostredia povrchu ľudského tela vo forme elektromagnetických vĺn infračerveného rozsahu (A \u003d 5-20 μm). Vzhľadom na žiarenie, všetky objekty poskytujú energiu, ktorej teplota je nad absolútnu nulu. Elektromagnetické žiarenie voľne prechádza cez vákuum, atmosférický vzduch môže byť tiež považovaný za "transparentný".

Ako je známe, akýkoľvek objekt, ktorý sa zahreje nad teplotou okolia, vyžaruje teplo. Všetci to cítili, že sedí pri ohni. Oheň vyžaruje teplo a ohrieva položky okolo. Zároveň oheň stráca svoje teplo.

Ľudské telo začína vyžarovať teplo, akonáhle teplota okolia nižšia ako teplota povrchu kože. Aby ste zabránili vzniku tepla žiarením, musíte chrániť otvorené oblasti tela. To sa robí s oblečením. Takže vytvárame vrstvu vzduchu v oblečení medzi kožou a životným prostredím. Teplota tejto vrstvy sa rovná telesnej teplote a strate tepla pomocou zníženia žiarenia. Prečo tepelné straty nezastaví vôbec? Pretože teraz vyhrievané oblečenie vydá teplo, stráca ho. A, dokonca aj na ďalšiu vrstvu oblečenia, nezastavíte žiarenie.

Množstvo tepla rozptýlené organizmom do životného prostredia pomocou žiarenia je úmerné ploche žiarenia povrchu (plocha povrchu tela, nie je pokrytá oblečením) a rozdielom v priemerných hodnotách teploty pokožky a životného prostredia. Pri teplote okolia 20 ° C a relatívnej vlhkosti 40-60%, telo dospelých rozptýlých približne 40-50% celkového tepla. Ak teplota okolia presiahne priemernú teplotu pokožky, ľudské telo, absorpčné infračervené lúče emitované okolitými predmetmi sa zahreje.

Prenos tepla pomocou žiarenia sa zvyšuje, keď sa teplota okolia znižuje a znižuje sa, keď sa zvýši. Za podmienok konštantnej teploty okolia sa žiarenie z povrchu tela zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou pokožky a znižuje sa. Ak sú priemerné povrchové teploty pokožky a prostredie zarovnané (teplotný rozdiel sa rovná nule), potom sa vráti teplo žiarením.

Znížil prenos tepla tela ožarovaním znížením oblasti žiarenia povrchu - zmenou polohy tela. Napríklad, keď je pes alebo mačka zima, sa zmenia na spleť, čím sa znižuje povrch prenosu tepla; Keď je horúci, zvieratá, naopak, vezmite pozíciu, pri ktorej sa povrch prenosu tepla zvyšuje čo najviac. Tento spôsob fyzickej termoregulácie nie je zbavený osoby, "otáča sa v lopte" počas spánku v chladnej miestnosti.

3. Zváženie tepla (vedenie):

Vedenie tepla (stav) - Toto je spôsob, ako vrátiť teplo, ktorý sa koná pri kontakte s kontaktom tela s inými fyzickými telesami. Množstvo tepla podávaného organizmom do životného prostredia v tomto spôsobe je úmerné rozdielu v priemernej teplote kontaktných telies, oblasť kontaktovacích povrchov, tepelného kontaktu a tepelnej vodivosti neaktívneho tela.

Tepelné straty s tepelnou vodivosťou sa vyskytuje, keď sa vyskytne priamy kontakt s chladným objektom. V tomto bode, naše telo dáva svoje teplo. Rýchlosť tepelnej straty dôrazne závisí od tepelnej vodivosti položky, s ktorou sme v kontakte. Napríklad tepelná vodivosť kameňa je 10-krát vyššia ako drevo. Preto sedieť na kameni, stratíme tepla oveľa rýchlejšie. Pravdepodobne ste si všimli, že sedieť na kameni je nejako chladnejšie ako na denníku.

Rozhodnutie? Izolovať vaše telo z studených predmetov so zlými vodičmi tepla. Jednoducho povedané, napríklad, ak cestujete v horách, je usporiadaný pre zastavenie, sedieť na turistickej koberec alebo oblečenie kôry. Pre noc, uistite sa, že doštite koberec na spací vak, čo zodpovedá poveternostným podmienkam. Alebo ako posledná možnosť, hrubá vrstva suchej trávy alebo ihiel. Zem strávi dobre (a preto "vyberá") teplo a je veľmi chladená v noci. V zime neberte kovové predmety s holými rukami. Použite rukavice. V ťažkých mrazoch z kovových predmetov môžete získať miestny mrazit.

Suchý vzduch, tukové tkanivo sa vyznačuje nízkou tepelnou vodivosťou a sú tepelné izolátory (zlé tepelné vodiče). Oblečenie znižuje prenos tepla. Tepelné straty zabraňuje vrstvu nehybného vzduchu, ktorý sa nachádza medzi oblečením a kožou. Tepelné izolačné vlastnosti oblečenia sú vyššie ako najmenšie zo svojej štruktúry obsahujúcej vzduch. To vysvetľuje dobré tepelné izolačné vlastnosti vlny a kožušiny oblečenie, čo umožňuje znížiť rozptyl tepla teplom. Teplota vzduchu pod oblečením dosahuje 30 ° C. A naopak, nahé telo stráca teplo, pretože vzduch na jeho povrchu je vymenený po celú dobu. Preto je teplota kože nahé časti tela oveľa nižšia ako oblečená.

Mokré, nasýtené vodným vzduchom sa vyznačuje vysokou tepelnou vodivosťou. Rezidencia osoby vo vysokej vlhkosti pri nízkych teplotách je preto sprevádzaná zvýšením tepla tepla. Mokré oblečenie tiež stráca svoje tepelné izolačné vlastnosti.

4. Konvekcia:

Konvekcia- Toto je spôsob prenosu tepla tela, ktorý sa uskutočňuje prenosom tepla pohyblivými časticami vzduchu (voda). Na rozptyl tepla, konvekcia vyžaduje posilnenie povrchu tela s nižšou teplotou s nižšou teplotou ako teplota pokožky. Súčasne sa vzduchová vrstva intenzívna s pokožkou zahrieva, znižuje jeho hustotu, stúpa a je nahradený chladnejším a hustom vzduchu. Za podmienok, keď je teplota vzduchu 20 ° C, a relatívna vlhkosť je 40-60%, telo rozptýlenia dospelých do životného prostredia podľa 25-30% tepla (základná konvekcia). S rastúcou rýchlosťou prúdenia vzduchu (vetranie, vetranie) sa významne zvyšuje intenzita prenosu tepla (nútená konvekcia).

Podstatou konvekčného procesu spočíva v nasledujúcom - Naše telo ohrieva vzduch v blízkosti pokožky; Vyhrievaný vzduch sa stáva ľahší studený a stúpa a nahrádza studený vzduch, ktorý sa opäť zahrieva, stáva sa jednoduchšou a vysídlenou časťou zima. Ak sa vyhrievaný vzduch nezachytáva s oblečením, potom tento proces bude nekonečný. V skutočnosti nie sme teplé oblečenie, ale vzduch, ktorý je oneskorený.

Keď vietor fúka, situácia sa zhoršuje. Vietor nesie obrovské časti neohrečeného vzduchu. Aj keď nosíme teplý sveter, vietor stojí za to, aby sa z neho vytrhol teplý vzduch. To isté sa stane, keď sa pohybujeme. Naše telo je "havarované" do vzduchu a tokuje okolo nás, koná ako vietor. To tiež znásobuje stratu tepla.

Aké je riešenie? Noste vetruvú vrstvu: vetrovky a neprodukované nohavice. Nezabudnite na ochranu krku a hlavy. Kvôli aktívnemu krvnému obehu mozgu, krk a hlava sú najviac vyhrievané časti tela, takže tepelné straty sú od nich veľmi veľké. Tiež v chladnom počasí, musíte sa vyhnúť fúkaným miestam pri jazde a pri výbere miesta pre cez noc.

Chemická termoregulácia:

Chemická termoreguláciavytvorenie tepla sa uskutočňuje v dôsledku zmien hladiny metabolizmu (oxidačné procesy) spôsobené mikrovribráciou svalov (oscilácií), čo vedie k zmene tvorby tepla v tele.

Zdroj tepla v tele je exotermickými reakciami oxidácie proteínov, tukov, sacharidov, ako aj hydrolýzy ATP (adenozín-triffosfát je nukleotid, ktorý hrá mimoriadne dôležitú úlohu pri výmene energie a látok v tele; predovšetkým , Táto zlúčenina je známa ako univerzálny zdroj energie pre všetky biochemické procesy vyskytujúce sa v živých systémoch). Keď sa živinaké štiepenie, niektoré z uvoľnenej energie sa akumulujú v ATP, časť je rozptýlená ako teplo (primárne teplo - 65-70% energie). Pri použití makro-ergických väzieb ATP molekúl, časť energie ide do výkonu užitočnej práce a dipúšovej časti (sekundárne teplo). Dva tepelné fluxy - primárne a sekundárne - sú tepelný produkt.

Chemická termoregulácia je dôležitá pre udržanie stálosti telesnej teploty za normálnych podmienok a pri zmenách teploty okolia. U ľudí sa zaznamená zisk výroby tepla v dôsledku zvýšenia intenzity metabolizmu, najmä keď sa teplota okolia stáva pod optimálnou teplotou alebo komfortnou zónou. Pre osobu v bežnom svetelnom oblečení je táto zóna do 18-20 ° C a pre nahé je 28 ° C.

Optimálna teplota pri pobyte vo vode je vyššia ako vo vzduchu. Je to spôsobené tým, že voda s vysokou tepelnou kapacitou a tepelnou vodivosťou ochladzuje telo 14-krát silnejšie ako vzduch, preto v chladnom kúpeli, metabolizmus sa zvyšuje oveľa viac, než počas vzduchu zostane pri rovnakej teplote.

Najintenzívnejšia generácia tepla v tele sa vyskytuje vo svaloch. Aj keď osoba leží nehybne, ale s napätými svalymi, intenzitou oxidačných procesov a súčasne tvorba tepla, zvýšenie o 10%. Malá motorická aktivita vedie k zvýšeniu výroby tepla o 50-80% a ťažkú \u200b\u200bsvalovú prácu - o 400-500%.

V chemickej termoregulácii zohrávajú významnú úlohu pečeň a obličky. Krvná teplota pečeňových žíl je nad krvnou teplotou pečeňovej artérie, ktorá indikuje intenzívne generovanie tepla v tomto orgáne. Keď je telo ochladzované, tepelné výrobky v pečeni sa zvyšujú.

V prípade potreby zvýšiť tepelný produkt, okrem možnosti získania tepla zvonku, sa v tele používajú mechanizmy, ktoré zvyšujú výrobu tepelnej energie. Tieto mechanizmy zahŕňajú zmluvnýa Nepotrebovaná termogenéza.

1. Zmluvná termogenéza.

Tento typ termoregulácie funguje, ak je studený a musíte zvýšiť telesnú teplotu. Táto metóda je v Znížený sval. Pri rezaní svalov sa zvyšuje hydrolýza ATP, preto sa prúd sekundárneho tepla zvyšuje na zahriatie tela.

Ľubovoľná aktivita svalového prístroja sa vyskytuje hlavne pod vplyvom kôry veľkých hemisfér. Zároveň je možné zvýšenie tepelného produktu možné o 3-5-krát v porovnaní s veľkosťou hlavnej výmeny.

Zvyčajne, s poklesom teploty média a teploty krvi, prvá reakcia je zvýšte tón termoregulácie (Vlasy na tele "stojan", "goosebumps"). Z hľadiska reznej mechaniky je tento tón mikrovribrácia a umožňuje zvýšiť teplo pre 25-40% počiatočnej úrovne. Zvyčajne sa svaly krku, hlava, trup a končatiny zúčastňujú na vytváraní tónu.

S výraznejším opätovným zafarbením sa tón termoregulácie prechádza do špeciálneho typu svalových kontrakcií - svalový studený tremorV ktorom svaly nerobia užitočnú prácu a ich redukcia sa zameriava výlučne na teplo. Zvýšenie výroby tepla. Chvost sa často začína svalmi krku, tváre. To je vysvetlené skutočnosťou, že v prvom rade by sa mala zvýšiť teplota krvi, ktorá prúdi do mozgu. Predpokladá sa, že tepelné výrobu s chladiacimi triaškami je 2-3 krát vyššie ako pri ľubovoľnej svalovej aktivite.

Opísaný mechanizmus funguje na reflexnej úrovni, bez účasti nášho vedomia. Ale je možné zvýšiť telesnú teplotu vedúca motorová činnosť. Pri vykonávaní fyzickej námahy rôzneho výkonu sa tepelné výrobky zvyšujú 5-15-krát v porovnaní s úrovňou odpočinku. Teplota jadra počas prvých 15-30 minút dlhodobej práce je pomerne rýchla až na relatívne stacionárnu úroveň, a potom uskladnená na tejto úrovni alebo sa naďalej pomaly zvyšuje.

2. Neprekompatná termogenéza:

Tento typ termoregulácie môže viesť tak zvýšenie a zníženie telesnej teploty. Vykonáva sa urýchľovaním alebo spomalením katabolických metabolických procesov (oxidácia mastných kyselín). A to zase povedie k zníženiu alebo zvyšujúcemu sa tepelného výrobku. Vďaka tomuto typu termogenézy môže hladina tepelného produktu u ľudí 3-krát rásť v porovnaní s úrovňou hlavnej výmeny.

Nariadenie o procesoch termogenézy s nedodenívami sa vykonáva aktiváciou sympatického nervového systému, výroby hormónov štítnej žľazy a mozgovej vrstvy nadobličiek.

E. Riadenie termoregulácie.

Hypotalamus.

Termoregulačný systém pozostáva z množstva prvkov s vzájomne prepojenými funkciami. Informácie o teplote pochádzajú z termistorov as pomocou nervového systému vstupuje do mozgu.

Hlavná úloha v termoregulácii hrá hypotalamus. Obsahuje hlavné centrá termoregulácie, ktoré koordinujú početné a komplexné procesy, ktoré zabezpečujú zachovanie telesnej teploty na konštantnej úrovni.

Hypotalamus - Toto je malá plocha v strednom mozgu, ktorá zahŕňa veľký počet bunkových skupín (viac ako 30 jadier), ktoré regulujú neuroendokrinnú aktivitu mozgu a homeostázy (schopnosť udržať stálosť svojho vnútorného stavu) tela . Hypotalamus je spojený nervóznymi spôsobmi s takmer všetkými oddeleniami centrálneho nervového systému, vrátane kôry, hipokampu, maládneho, cerebellum, mozgového vala a miechy. Spolu s hypofyziom, hypotalamus tvorí hypotalamický-hypofýzu systému, v ktorom hypotalamus kontroluje uvoľňovanie hypofýzových hormónov a je centrálnym spojením medzi nervovým a endokrinným systémom. Zdôrazňuje hormóny a neuropeptidy a reguluje také funkcie ako pocit hladu a smäd, termoreguláciu tela, sexuálneho správania, spánku a bdelosti (cirkadiánske rytmy). Výskum Posledné roky ukazujú, že Hypotalamus zohráva dôležitú úlohu v regulácii vyšších funkcií, ako je pamäť a emocionálny stav, a tým sa zúčastňuje na formácii rôznych aspektov správania.

Zničenie centier hypotalamu alebo porušenia nervových väzieb vedie k strate schopnosti nastaviť telesnú teplotu.

V prednom hypotalamskom sú neuróny, ktoré riadia procesy prenosu tepla(Poskytujú fyzickú termoreguláciu - zúženie plavidiel, potenie). Pri zničení neurónov predného hypotalamu, telo zle toleruje vysoké teploty, ale fyziologická aktivita v chladných podmienkach je zachovaná.

Zadné hypotalamské neuróny kontrolné procesy výroby tepla(Poskytujú chemickú termoreguláciu - posilnenie výroby tepla, svalnatého chvenia). Ak je ich poškodenie narušená schopnosť posilniť energetickú výmenu, takže telo netoleruje chlad.

Nerozoškodzovo citlivé nervové bunky prektického priestoru hypotalamu priamo "meranie" teploty tepovej krvi prúdiacej cez mozog a majú vysokú citlivosť na zmeny teploty (schopné rozlišovať rozdiel v krvnej teplote v 0,011 ° C ). Pomer studených a tepelne citlivých neurónov v hypotalames je 1: 6, takže centrálne termistory sa výhodne aktivujú zvýšením teploty "jadra" ľudského tela.

Na základe analýzy a integrácie informácií o hodnote krvnej teploty a periférnych tkanív sa v prednortoálnej oblasti hypotalamu kontinuálne stanoví priemerná (integrálna) telesná teplota. Tieto údaje sa prenášajú vložením neurónov do skupiny neurónov prednej časti hypotalamu, definované v tele určitú úroveň telesnej teploty - "miesto inštalácie" termoregulácie. Na základe analýzy a porovnania hodnôt priemernej telesnej teploty a špecifikovanej hodnoty teploty, ktorá sa má regulovať, mechanizmy "montážneho bodu" prostredníctvom efektorových neurónov zadného hypotalamu ovplyvňujú procesy prenosu tepla alebo tepelných výrobkov aby sa dosiahol skutočná a vopred určená teplota.

Vzhľadom na funkciu tepelného riadiaceho centra je stanovená rovnováha medzi tepelným produktom a prenosom tepla, čo umožňuje udržanie telesnej teploty v optimálnom organizme pre život tela.

Endokrinný systém.

Hypothalamus riadi procesy prenosu tepelného produktu a tepla, posielanie nervových impulzov do žliaz vnútornej sekrécie, najmä štítnej žľazy a nadobličiek.

Účasť štítna žľaza Thermoregulácia je spôsobená skutočnosťou, že účinok zníženej teploty vedie k zvýšeniu pridelenia jeho hormónov (tyroxín, trijiodothyronín), urýchľuje metabolizmus, a teda generovanie tepla.

Úloha nadobličkyje spojená s uvoľňovaním katecholamínov (adrenalínu, norepinenanalín, dopamínu), ktorý, výstužných alebo redukčných oxidačných procesov v tkanivách (napríklad svalov), zvýšenie alebo zníženie tepelných ciev a úzkych alebo zvýšením kožných ciev zmenou úrovne Prenos tepla.

1. Úvod ............................................... ............................... 33

2) poikilotermia, heterotermia, homoothermia ........................... ... 4

3) Zásady regulácie teploty tela, tepelná rovnováha .............. ... 5

4) Fyziológia Temorotheptory ................................................ ..... 6

5) Centrá termoregulácie .............................................. .......... ... 8

a) Centrá prenosu tepla .............................................. .......... ... 9

b) Centrá tepelného výrobku .............................................. ......10

6) Mechanizmy výroby tepla ............................................... .....10

a) zmluvná termogenéza ............................................... 11

b) ne-opotrebovaná termogenéza ............................................ 12

7) Mechanizmy prenosu tepla ............................................... ......... .12

a) prenos tepla ................................................ ........... ... 13

b) emisie tepla ................................................ .............. .13

c) konvekcia ................................................... ............................... ..14

d) odparovanie ................................................. ................... ..14

8) Metabolizmus ................................................. ................... .16

9) Potraviny ................................................. ............................................... 17

10) Záver ................................................. .................................... ... 20

11) Zoznam použitých literatúry ............................................ .. 23

Úvod

Bez ohľadu na to, aké rôznorodé formy prejavu života sú vždy neoddeliteľne spojené s konverziou energie. Energetická výmena je súčasťou každej živej bunky. Bohaté s energetickými živinami sa absorbujú a chemicky konvertujú a konečné spôsoby metabolizmu s nižším obsahom energie sú oddelené od bunky. Podľa prvého zákona termodynamiky, energia nezmizne a nestane sa opäť. Organizmy by mali dostávať energiu v prostredí, ktoré sú k dispozícii, a vrátiť zodpovedajúce množstvo energie vo forme menej vhodnej na ďalšie použitie.

Okolo rokom Francúzsky fyziológ Claude Bernard zistil, že živý organizmus a médium tvoria jeden systém, priepasť medzi nimi sa vyskytuje kontinuálny metabolizmus a energia. Normálna životná činnosť orgánu je udržiavaná reguláciou vnútorných zložiek vyžadujúcich náklady na energiu. Použitie chemickej energie v tele sa nazýva energetická výmena: to je, že slúži ako ukazovateľ celkového stavu a fyziologickej aktivity tela.

Výmena (alebo metabolické) procesy, počas ktorého sú špecifické prvky tela syntetizované z absorbovaných potravín, nazývaných anabolizmus; V súlade s tým, tieto metabolické procesy, počas ktorých sú rozpadnuté konštrukčné prvky tela alebo absorbovaných potravinárskych výrobkov, nazývaných katabolizmus.

Živý organizmus produkuje teplo, ktoré ide do zahrievania tela. Špecifická tepelná kapacita ľudského tela (množstvo tepla potrebného na ohrev tkaniva je 1 ° C) rovné v priemere 0,83 kcal / kg na 1 stupeň (pre vodu - 1 kcal / kg na stupeň). Na zvýšenie telesnej teploty osoby s hmotnosťou 70 kg na 1 ° sa má použiť 58,1 kcal (0,83 70). V priemere osoba váži 70 kg v mieri odlišuje približne 72 kcal / hod. Preto, ak neexistoval žiadny druhý proces - prenos tepla, potom sa ľudské tkanivo zahrieva na 1,24 ° (72: 58,1). To však nevyskytuje, pretože za normálnych podmienok sa rýchlosť tepelných výrobkov rovná rýchlosti jeho straty. Toto je názov tepelnej rovnováhy, ktorá je založená na procese regulácie tepelného produktu a prenosu tepla. Všetky spolu sa nazýva termoregulácia.

Poikilotermia, heterothermia, homoothermia

V evolúcii termoregulačného systému existuje nižšia úroveň, na ktorej telesná teplota zvieraťa závisí najmä od teploty média: keď sa znižuje, telesná teplota tiež spadá naopak. Tento stav telesnej teploty dostal názov katakotérie a zvieratá sú ulovené. Typický zástupca poikilotherman je žaba. V zime sa telesná teplota žaby blíži nulu. V tomto stave je stále schopný vykonávať dlhodobé skoky, ale nie viac ako 12-15 cm. V lete sa telesná teplota dosiahne 20-25 ° C, a to môže skákať oveľa ďalej - až 1 m. Zvyčajne Pri nízkych teplotách prúdia do stavu anabiózy. Existujú mikroorganizmy, pre ktoré sa optimálna teplota média líši od 0 ° C do mínus 60 ° C, napríklad mikróby žijúce vo vrstve ľadu, alebo naopak, mikroorganizmy, ktoré vykonávajú teplotu média od + 70 ° C až + 120 ° C, napríklad mikróby horúce pružiny.

Výroba tepla a mechanizmy prenosu tepla.

A - Úloha orgánov v tepla

B - Úloha orgánov v prenose tepla

Niekoľko zvierat, ako je netopiera, hlodavce, niektoré druhy vtákov, napríklad, kolibrík patrí do skupiny heterotetermálnych organizmov: pri niektorých podmienkach sú chytení organizmom, s iným - homoothermalom.

Cicavce patria do homotermálnych organizmov (teplokrv), ktoré majú izothermiu, alebo stálosť telesnej teploty. Avšak, izotermia má relatívnu povahu: teplota tkanív, ktoré sa nachádzajú, nie je hlbšie ako 3 cm od povrchu tela (kože, subkutánne vlákno, povrchové svaly) alebo shell, - do značnej miery závisí od vonkajšej teploty, zatiaľ čo jadro Telo, tj centrum, vnútorné orgány, kostrové svaly, umiestnené hlbšie 3 cm, majú relatívne konštantnú teplotu bez ohľadu na teplotu okolia. Teplé krvavé majú teda žieravé puzdro a homoothermické "jadro" alebo "jadro".

Tepelné výrobné orgány a riadenie vývoja tepla.

Do - kôra, KZH - Koža, TSGT - centrá hypotalamu, CDC - Vasomotor Center, PM - Čistý mozog, CM - Spinal Cam, GF - Guipofysia, TG - Tireotropický Hormon, GWS - prsia vnútornej sekrécie, GM - Hormóny, M - sval, ak - pečeň, PTP - tráviaci trakt, A, B - tok diferenčného impulzu.

Účtovníctvo priemernej teploty mozgu, krvi, vnútorných orgánov sa blíži 37 ° C. Fyziologický limit oscilácií tejto teploty je 1,5 °. Zmena teploty krvi a vnútorného orgánu u ľudí o 2-2,5 ° C na strednej úrovni je sprevádzaná porušením fyziologických funkcií a telesná teplota je vyššia ako 43 ° C je takmer nekompatibilná s ľudským životom.

Zásady regulácie teploty tela, \\ t

Tepelná rovnováha

Teplota jadra (telo) je určená dvoma prúdmi - výrobu tepla (tepelný produkt) a prenos tepla (výroba tepla). S tepelnou neutrálnou alebo pohodlnou zónou (pri 27-32 ° C) existuje rovnováha medzi tepelným produktom a prenosom tepla. Napríklad v podmienkach fyziologického mieru v tele, asi 1,18 kcal / minútu (alebo asi 70 kcal za hodinu) (alebo asi 70 kcal za hodinu) a rovnaké množstvo tepla je dané prostrediu. Pri nízkom teplotovom médiu, napriek ochrannému mechanizmu, chudnutie sa zvyšuje podľa tela. Za týchto podmienok by malo byť telo ekvivalentné teplu telesnej teploty, aby sa zachovala telesná teplota. Existuje teda nová úroveň tepelnej rovnováhy. Napríklad pri teplote vzduchu 10 ° C, prenos tepla dosiahne 120 kcal / hodinu (pod pohodliou - 70 kcal / hod.), Preto, aby sa tela telesná teplota na konštantnej úrovni zvýšila aj na 120 kcal / hod.

Pri vysokej teplote okolia, napríklad pri 40 ° C, rekuperácii tepla sa výrazne znižuje, napríklad až do 40 kcal / hodinu (namiesto 70 kcal / hod. V pohodlnom prostredí). Na udržanie stálosti telesnej teploty by sa tepelné výrobky mali tiež znížiť približne 40 kcal / hod. Je vytvorená nová úroveň tepelnej rovnováhy, ktorá poskytuje údržbu telesnej teploty.

Predným faktorom, ktorý určuje úroveň tepelnej rovnováhy, je teda teplota okolia.

Vzhľadom na to, že tepelné výrobky sa líšia v závislosti od typu ľudskej fyzickej aktivity a veľkosť prenosu tepla závisí do značnej miery na teplote okolia, sú potrebné mechanizmy regulácie tepelného produktu a prenos tepla. Vykonávajú sa s účasťou špecializovaných mozgových štruktúr v kombinácii do stredu termoregulácie. Princípom regulácie je, že kontrolné zariadenie (termoregulačné centrum) prijíma informácie z termistorov. Na základe týchto informácií vytvára takéto tímy, vďaka ktorým sa činnosť riadiacich zariadení (pracovné štruktúry, ktoré určujú intenzitu tepelne produktu a prenos tepla), takým spôsobom, že existuje nová úroveň tepelnej rovnováhy, ako výsledok z ktorých telesná teplota zostáva na konštantnej úrovni. Termoregulačný systém môže pracovať v režime sledovania alebo na princípe nesúladu - zmenila sa teplota krvi, fungovanie kontrolných objektov sa mení. Avšak, v termoregulačnom systéme je tiež poskytnutý mäkšia metóda udržiavania stálosti telesnej teploty, ktorá je založená na princípe regulácie rušnosťou: zmena teploty média je zachytená a nečaká na to, keď Odráža sa v krvnej teplote, systém vzniká príkazov, ktoré takto menia prevádzku kontrolných objektov týmto spôsobom, že teplota krvi sa uloží konštantná. Okrem toho, termoregulačný systém môže fungovať v režime predikcie kontrola, tj skoré ovládanie (sú podmienené reflexy): človek sa dostane do zimnej ulice, a on už zvýšil produkty tepla potrebného na kompenzáciu tepelnej straty To sa vyskytne muž na ulici pri nízkych teplotách. Vo všetkých prípadoch sú potrebné informácie o telesnej teplote (jadro a shell) na optimálne regulovanie intenzity tepelného produktu a prenosu tepla. Odovzdáva sa na CNS z termistorov.

Fyziológia termistorov

Termistory sa nachádzajú na rôznych oblastiach kože, vo vnútorných orgánoch (v žalúdku, črevách, moči, močovej bubline), v dýchacích cestách, slizniciach, rohovke oka, kostrové svaly, krvné cievy, vrátane Vo artériách, aortálnych a karotických zónach, v mnohých veľkých žilách, ako aj v kôre veľkých hemisfér, miechy, retikulárnej formácie, stredného mozgu, hypotalamu.

Termoreceptory CNS sú s najväčšou pravdepodobnosťou neuróny, ktoré súčasne vykonávajú úlohu receptorov a úlohu aferentného neurónu.

Najplnejšie študoval termistory kože. Väčšina termistorov na koži hlavy (tváre) a krku. V priemere 1 mm 2 povrchu kože predstavuje 1 termoreceptor. Kožné termistory sú rozdelené na studené a tepelné. Na druhej strane, chlad je rozdelený na vlastné studené (špecifické), reaguje len na zmenu teploty, a taktické chladné alebo nešpecifické, ktoré môžu byť tiež zodpovedné za zmenu teploty a tlaku.

Studené receptory sú umiestnené v hĺbke 0,17 mm od povrchu kože. Existuje asi 250 tisíc všetkých. Reagujte na zmenu teploty s krátkym latentným obdobím. V tomto prípade frekvencia potenciálu účinku lineárne závisí od teploty v rozsahu od 41 ° do 10 ° C: Spustite teplotu, tým vyššia je pulzujúca frekvencia. Optimálna citlivosť v rozsahu od 15 ° do 30 ° C a podľa niektorých dát - až 34 ° C.

Tepelné receptory sú hlbšie - vo vzdialenosti 0,3 mm od povrchu kože. Existuje asi 30 tisíc. Reagujte na zmenu teploty lineárne v rozsahu od 20 ° C do 50 ° C: Čím vyššia je teplota, tým vyššia je frekvencia generovania akčného potenciálu. Optimálna citlivosť v rozsahu 34-43 ° C.

Medzi studenými a tepelnými receptormi existujú rôzne citlivosť populácie receptora: niektoré reagujú na zmenu teploty, rovnajúcu sa 0,1 ° C (vysoko citlivé receptory), iné - zmeniť teplotu rovnú 1 ° C (receptory strednej citlivosti), Tretia - zmeniť 10 ° С (vysokorýchlostné alebo nízke receptory citlivosti).

Informácie z receptorov kože sú v centrálnom nervovom systéme na aferentných vláknach skupiny A-delta a vláknami skupiny C, v CNS prichádza k rôznym rýchlostiam. S najväčšou pravdepodobnosťou, že impulzy z studených receptorov sú na vláknach A-delty.

Impulzácia z receptorov kože vstupuje do miechy, kde sa nachádzajú druhé neuróny, čo vedie k vzniku spinatelumickej dráhy, ktorá končí v hodnotách senzorovej motorálnej zóny, z ktorých časť informácií vstúpi do zóny motora senzorov veľkých hemisférov a časť je hypotalamické centrá termoregulácie.

Najvyššie časti CNS (kôra a limbic systém) poskytujú tvorbu tepelného napájania (tepla, studená, teplotový komfort, nepohodlie teploty). Pocit pohodlia je založený na toku impulzie z termoreceptorov plášťa (hlavne kože). Preto telo môže byť "bláznovstvo" - ak pri vysokých teplotných podmienkach vychladnúť telo s chladnou vodou, pretože sa to stane s letným kúpaním v teple, potom sa vytvorí pocit pohodlia teploty.

Termoregulácia

Termoregulácia sa vykonáva najmä s účasťou CNS, hoci niektoré procesy termoregulácie bez CNS sú tiež možné. Takže je známe, že krvné cievy kože môžu reagovať sami na zima: vďaka tepelnej citlivosti hladkých svalových buniek do studenej, hladké svaly relaxáciu dochádza, takže v zime na začiatku je reflexný spazmus, ktorý je sprevádzaný bolestivým pocitom a potom sa nádoba rozširuje v dôsledku priameho nárazu zima na bunky hladkého svalstva. Kombinácia dvoch nariaďovacích mechanizmov teda umožňuje na jednej strane udržiavať teplo, a na druhej strane - neumožňujú tkanivá na testovanie krehkého hladovania.

Termoregulačné centrá sú v širšom zmysle súboru neurónov zúčastňujúcich sa na termoregulácii. Zistili sa v rôznych oblastiach centrálneho nervového systému, vrátane v kôre veľkých hemisfér, limbický systém (Amygdalar komplex, hipokampus), thalamus, hypotalamus, priemerný, podlhovastý a miech. Každé oddelenie mozgu plní svoje úlohy. Najmä kôra, limbický systém a talamus poskytujú kontrolu nad aktivitami hypotalamických centier a miechových štruktúr, ktoré tvoria primerané ľudské správanie pri rôznych teplotných podmienkach média (pracovná pozícia, odev, ľubovoľná motorická aktivita) a pocity tepla, chladu alebo pohodlie. S pomocou veľkých hemisfér, advance (skoré) termoregulácie sa uskutočňujú - sú vytvorené konvenčné reflexy. Napríklad, muž, ktorý sa zhromaždil, aby vstúpil do ulice v zime zvyšuje vopred tepelný produkt.

Sympatické a somatické nervové systémy sa podieľajú na termoregulácii. Sympatický systém reguluje procesy tepelného produktu (glycogenozýza, lipolýza), procesy prenosu tepla (potenie, prenos tepla podľa emisií tepla, hospodárenia s teplom a konvekciou - zmenou tónu kože plavidiel). Somatický systém reguluje tonický stres, ľubovoľnú a nedobrovoľnú aktivitu fázy kostrových svalov, t.j. procesy kontraktilnej termogenézy.

Hlavná úloha v termoregulácii hrá hypotalamus. Rozlišuje akumulácie neurónov regulujúcich prenos tepla (teplota tepla) a tepelný produkt.

Prvýkrát, existencia takýchto centier v hypotalamemu našiel K. Bernard. Vytvorila "tepelnú injekciu" (mechanicky podráždený hypotalamický zviera), po ktorom sa telesná teplota stúpa.

Zvieratá s zničeným jadrom prevencie oblasti hypotalamu slabo nesú vysoké teploty okolia. Podráždenie elektrického šoku z týchto štruktúr vedie k rozšíreniu kože plavidiel, potenie, vzhľad tepelnej drážky. Jedná sa o klarka jadier (hlavne paraventrikulárna, suprasoptic, suprahiamatic) a dostal názov "Centrum pre tepelné výrobky".

Pri zničení neurónov zadných oddelení hypotalamu, zviera netoleruje chlad. Elektrostimulácia tejto oblasti spôsobuje zvýšenie telesnej teploty, triaška svalov, zvýšenie lipolýzy, glykogénolýza. Títo neuróny sa domnievajú, že tieto neuróny sú sústredené hlavne v oblasti centromedicínskych a domdomalných jadier hypotalamu. Akumulácia týchto jadier získala názov "Centrum výroby tepla".

Zničenie termoregulačných centier zmení homotermálny organizmus v palobnom.

Podľa K. P. Ivanov (1983, 1984), v centrách tepelného produktu a prenos tepla, existujú zmyslové, integračné a efulentné neuróny. Senzorické neuróny vnímajú informácie z termistorov umiestnených na okraji, ako aj priamo z krvi, prania neurónov. K. P. Ivanov rozdeľuje zmyslové neuróny do dvoch typov: 1) vnímajú informácie z periférnych termistorov a 2) vnímania krvnej teploty. Informácie z zmyslových neurónov vstupuje do integrácie neurónov, kde sa vyskytuje súčet všetkých informácií o stave teploty jadra a shell tela, t.j. tieto neuróny "vypočítať" priemernú telesnú teplotu. Potom informácie vstupujú na velenie neurónov, v ktorých je aktuálna hodnota priemernej telesnej teploty ťahaná na určenú úroveň. Otázka neurónov, ktorí stanovujú túto úroveň, zostáva otvorená. Ale pravdepodobne existujú také neuróny, a môžu byť usporiadané v kôre, limbický systém alebo s najväčšou pravdepodobnosťou v hypotalame. Ak je tak zistená odchýlka od špecifikovanej úrovne, účinné neuróny sú nadšené: v strede prenosu tepla - to sú neuróny regulujúce potenie, tón kožných ciev, objem cirkulácie Krv a v strede tepelného produktu - to sú neuróny, ktoré regulujú proces tvorby tepla. Zatiaľ nie je jasné, každé centrum (tepelné a tepelné výrobky) sa zaoberá "výpočty" a nezávisle robí rozhodnutia, alebo existuje ďalšie oddelené centrum, kde sa tento proces vykonáva.

Centier prenosu tepla. Keď úsilie efedentných neurónov tepelného prenosu môže znížiť pokožku kožných ciev. Toto sa uskutočňuje v dôsledku nárazu efúzných neurónov centra prenosu tepla ("kožné nádoby") na vazomotorovom centre, ktoré zase ovplyvňuje aktivitu chrbtice sympatických neurónov, pričom posiela tok impulzov na hladké svaly kože. V dôsledku toho, keď hypotalamické neuróny "kožných ciev" znižuje tón kože plavidiel, zvýšenie prietoku krvi kože a návrat tepla zvyšuje v dôsledku emisií tepla, riadenia tepla a konvekcie. Amplifikácia prietoku krvi kože prispieva k zvýšeniu potenia (regenerácia tepla odparovaním). Ak zmena prietoku krvi kože nestačí na návrat tepla, potom sú neuróny nadšené, čo vedie k vyhadzovaniu krvi z krvného depa a tým k zvýšeniu objemu prenosu tepla. Ak tento mechanizmus neprispieva k normalizácii teploty, účinné neuróny centra prenosu tepla sú vzrušené, ktoré vzrušujú sympatické neuróny, ktoré aktivujú potné žľazy, tieto neuróny hypotalamu sa môžu podmieniť "natiahnutím neurónov", alebo neuróny regulácie potenia. Sympatické neuróny, ktoré aktivujú potenie, sú umiestnené v bočných pilieroch miechy (TH2-1) a Postganglyonické neuróny sú lokalizované v sympatickom ganglii. Postgangngling vlákna, ktoré idú do potných žliaz, sú cholinergné, ich mediátor je acetylcholín, ktorý zvyšuje aktivitu potu žľazy v dôsledku interakcie s M-cholinoreceptormi (bielo atropín).

Centier tepelného produktu. Eferterentné neuróny centra tepelného produktu môžu byť tiež rozdelené do niekoľkých typov, z ktorých každý obsahuje príslušný mechanizmus tepelného produktu.

a) Niektoré neuróny pri ich excitácii aktivujú sympatický systém, v dôsledku čoho sa zvyšuje intenzita procesov vytvárajúcich energiu (lipolýza, glycogelýza, glykoliz, oxidačný fosforyláciu). Najmä sympatické nervy v dôsledku interakcie ich mediátora (norepinenalínu) s beta-adrenoreceptormi aktivujú spôsoby glykogénnym a glykolýzou v pečeni, spôsoby lipolýzy v oleji hnedej.

Zároveň, keď je sympatický nervový systém nadšený, sekrécia hormónov mozgovej vrstvy je prírastky - adrenalín a norepinenalín, ktorý zvyšuje výrobu tepla v pečeni, kostrové svaly, brezohnedá, aktivačná glykogénolýza, glykoliz a lipolýza .

b) V hypotalamsku sú efférne neuróny, ktoré ovplyvňujú hypofýzu a cez ňu - na štítnej žľaze: produkty hormónov obsahujúcich jód (T3 a T4), čo môže zvýšiť proces oxidačnej fosforylácie, zvýšenie Tok primárneho tepla, tak ďalej. E. Pod ich vplyvom sa znižuje akumulácia energie v ATP a väčšina energie sa rozptyľuje vo forme tepla.

c) V hypotalamickom centre tepelného produktu existuje aj populácia effénnych neurónov, ktorých excitácia vedie k vzniku tónu termoregulácie (zvýšenie tónu v kostrových svaloch, v dôsledku čoho sa výroba tepla zvyšuje približne o 40- 60%) alebo fázové rezy jednotlivých svalov
Vlákna, ktoré sa nazývali "chventing". Vo všetkých týchto prípadoch je tím z effénnych neurónov hypotalamu prenáša, nakoniec, na alfa-motoneurons. Centrálna trasnícka cesta je efulentná cesta, ktorá pochádza z hypotalamu na alfa-mothlína prostredníctvom medziproduktov, najmä prostredníctvom stredného mozgového pneumatiky (textospinálna cesta) a cez červené jadro (rudrostinálny trakt). Podrobnosti o tejto ceste ešte nie sú jasné.

Mechanizmy výroby tepla

Zdrojom tepla v tele je exotermické reakcie oxidácie proteínov, tukov, sacharidov, ako aj hydrolýzou ATP. Pri hydrolýze živín sa niektoré z uvoľnenej energie akumulujú sa do ATP a časť sa rozptýli ako teplo (primárne teplo). Pri použití energie akumulovanej v AGF sa časť energie vykonáva na vykonanie užitočnej práce, časť je rozptýlená ako teplo (sekundárne teplo). Dva tepelné fluxy - primárne a sekundárne - sú tepelný produkt. S vysokou teplotou média alebo kontaktu osoby s horúcim telom je možné získať časť tepla zvonku (exogénne teplo).

V prípade potreby zvýšiť tepelný produkt (napríklad za podmienok nízkeho stredného prostredia), okrem možnosti získania tepla zvonku, existujú mechanizmy v tele, ktoré zvyšujú tepelné výrobky.

Klasifikácia mechanizmov tepelného produktu:

1. Kreatívna termogenéza - tepelné výrobky v dôsledku redukcie kostrových svalov:

a) ľubovoľná aktivita lokomotorickej jednotky;

b) tón termoregulácie;

c) triaška studeného svalstva alebo nedobrovoľná rytmická aktivita kostrových svalov.

2. SOCRATICKÁ TERPREKNOSŤ ALEBO UNREHABLE THERMOGÉROVANÁ (Výroba tepla v dôsledku aktivácie glykolýzy, glykozolýzy a lipolýzy):

a) v kostrových svaloch (v dôsledku nejednotnosti oxidačnej fosforylácie);

b) v pečeni;

c) v lúča;

d) Vzhľadom na špecifické dynamické pôsobenie potravín.

Zmluvná termogenéza

Pri rezaní svalov sa hydrolýza ATP zvyšuje, a preto sa zvyšuje tok sekundárneho tepla, ktorý ide na zahriatie tela. Rozbaľovacia svalová aktivita, hlavne nastáva pod vplyvom kôry veľkých hemisférov. Skúsenosti človeka ukazujú, že v nízkych podmienkach média je potrebné pohybovať. Preto sa realizujú podmienené reflexné akty, zvyšuje sa ľubovoľná činnosť motora. Čím je vyšší, tým vyšší je tepelný produkt. Je možné ho zvýšiť v 3-5-krát v porovnaní s veľkosťou hlavnej výmeny. Zvyčajne, s poklesom teploty médiovej a krvnej teploty, prvá reakcia je zvýšenie tónu termoregulácie. Prvýkrát bol zjavený v roku 1937 u zvierat a v roku 1952 - u ľudí. S pomocou spôsobu elektromyografie sa ukázalo, že zvyšuje sa tón svalov spôsobených supercolením, sa zvyšuje elektrická aktivita svalov. Z hľadiska rezania mechaniky je grimózový tón mikrovribrácia. V priemere, keď sa zdá, že tepelný produkt sa zvyšuje o 20-45% pôvodnej úrovne. S výraznejším supercolením sa tón termoregulácie prechádza do svalovej chlade. Termoregulačný tón je ekonomický ako svalnatý chvenie. Zvyčajne sú svaly hlavy a krku zapojené do jeho stvorenia.

Triatie, alebo triaška studeného svalstva, je nedobrovoľná rytmická aktivita povrchových svalov, v dôsledku čoho zvýšenie tepelného výroby v porovnaní s počiatočnou úrovňou 2-3 krát. Zvyčajne ste najprv vznikli chvenie v svaloch hlavy a krku, potom trup a konečne, končatiny. Predpokladá sa, že účinnosť tepelného produktu s triaškou je 2,5-krát vyššia ako počas ľubovoľných činností.

Signály z neurónov hypotalamu prechádzajú cez "centrálne hovno" (tektum a červené jadro) na alfa-mothlínach miechy, od miesta, kde signály prejdú na vhodné svaly, čo spôsobuje ich aktivitu. Látky podobné prúžkom (svalové relaxanty) v dôsledku blokády N-cholinoreceptorov blokujú vývoj tón termoregulácie a chladiacich trasov. Používa sa na vytvorenie umelej hypotermie, a tiež berie do úvahy pri vykonávaní prevádzkových intervencií, za ktorých sa vzťahuje Miorosanta.

Nepotrebovaná termogenéza

Vykonáva sa zvýšením procesov oxidácie a zníženie účinnosti konjugácie oxidačnej fosforylácie. Hlavným miestom tepelných výrobkov je kostrové svaly, pečeň, hnedý tuk. Vzhľadom na tento typ termogenézy sa tepelné výrobky môžu zvýšiť 3-krát.

V kostrových svaloch je zvýšenie nevedomej termogenézy spojené so znížením účinnosti oxidačnej fosforylácie v dôsledku nezhody oxidácie a fosforylácie, v pečeni - hlavne aktiváciou glykogénolýzy a následnou oxidáciou glukózy. Hnedý tuk zvyšuje tepelný produkt v dôsledku lipolýzy (pod vplyvom sympatických účinkov a adrenalínu). Hnedý tuk sa nachádza v priemyselnej oblasti, medzi lopatkami, v mediídii v priebehu veľkých ciev, v axilárnych depresívnych hodinách. V pokoji odpočinku sa v lúči vytvorí približne 10% tepla. Po ochladení prudko stúpa úloha hnedého tuku. Pri adaptácii za studena (obyvatelia arktických zón) zvyšuje hmotnosť hnedého tuku a jeho príspevok k všeobecnému tepelného produktu.

Regulácia procesov termogenézy s nedokolením sa vykonáva aktiváciou sympatického systému a produkciou hormónov štítnej žľazy (zamieta oxidačný fosforyláciu) a mozgovú vrstvu nadobličiek.

Mechanizmy prenosu tepla

Vnútorná časť tepla je vytvorená vo vnútorných orgánoch. Preto musí byť vnútorný prúd tepla na odstránenie z tela prísť na kožu. Prenos tepla z vnútorných orgánov sa uskutočňuje v dôsledku prenosu tepla (takým spôsobom menším ako 50% tepla) a konvekcie, t.j. tepelného cestujúceho. Krv vďaka svojej vysokej tepelnej kapacite je teplý vodič tepla.

Druhý tok tepla je prúd zameraný z pokožky v stredu. Nazýva sa vonkajší prúd. Vzhľadom na mechanizmy prenosu tepla, zvyčajne znamenajú tento jeden prúd.

Vplyv tepla v stredu sa vykonáva s pomocou 4 hlavných mechanizmov:

1) Odparovanie;

2) Controlling tepla;

3) emisie tepla;

4) konvekcia.

Mechanizmy prenosu tepla a riadenie vydania tepla.

Na - kôra, KZH - koža, TSGT - centrá hypotalamu, SDC - Vasomotor Center, PM - Zostatočná mozgu, CM - miechu, GF - hypofýzu, TG - Thyrotropický hormón, ZVS - žľazy vnútornej sekrécie, GM - Hormóny, pTR - tráviaci trakt, KS - krvné cievy, L - svetlo, a, B - tok aferentnej impulzie.

Príspevok každého mechanizmu na prenos tepla je určený podmienkou média a rýchlosť výroby tepla v tele. Pri teplotnom komforte je objem tepla podávaný v dôsledku prenosu tepla, emisie tepla a konvekcie a len 19-20% - odparovaním. Pri vysokej strednej teplote sa podáva až 75 až 90% tepla v dôsledku odparovania.

Vedenie tepla - Toto je spôsob, ako obnoviť tepelné telo, ktoré priamo kontaktuje ľudské telo. Čím nižšia je teplota tohto telesa, tým vyšší teplotný gradient, tým vyššia je rýchlosť tepelnej straty v dôsledku tohto mechanizmu. Zvyčajne je tento spôsob regenerácie tepla obmedzený odevmi a vrstvami vzduchu, ktoré sú dobrým tepelným izolátorom, ako aj podkožné vrstvy tukov. Silnejšia táto vrstva, tým menšia pravdepodobnosť prenosu tepla do chladného tela.

Ťažký - návrat tepla z miest kože, nie je pokrytý oblečením. Vyskytuje sa cez dlhé vlnové infračervené žiarenie, takže tento typ tepla prenos je tiež nazývaný prenos tepla žiarenia. Za podmienok teploty sa podáva do výšky 60% tepla na úkor tohto mechanizmu. Efektívnosť emisií tepla závisí od teploty gradientu (čím vyšší je vyšší, tým viac tepla je uvedené), z oblasti, s ktorým dochádza k žiareniu, z počtu objektov v médiu, ktoré absorbujú infračervené lúče.

Konvekcia. Vzduch v kontakte s pokožkou sa zahrieva a stúpa, jeho miesto zaberá "studenú" časť vzduchu atď. Týmto spôsobom, vďaka tepelným andarenenosom, je uvedený za podmienok teploty pohodlia na 15% teplo.

Vo všetkých uvedených mechanizmoch zohráva prietok krvi kože veľkú úlohu: keď sa jej intenzita zvyšuje znížením tónu hladkých svalových buniek arteriolov a uzavretia arteriovenóznych skrubiek - návrat tepla sa výrazne zvyšuje. To tiež prispieva k zvýšeniu objemu obežnej krvi: čím väčšia je jeho hodnota, tým vyššia je možnosť prenosu tepla do stredu. Opačné procesy sa vyskytujú v zime - klesá prietok krvi kože, vrátane vzhľadom na priamy prenos arteriálnej krvi z tepien v žilách, obísť kapiláry, objem cirkulujúcej krv sa znižuje, odozva správania: osoba alebo zviera inštinktívne Zaberá "Kalachik" predstavujú, pretože v tomto prípade, oblasť spätného rázu sa znižuje o 35%, zvieratá pridávajú a reakcia sa pridá k tomu - pridá sa "husi kože" - koža kože (piloserekcia), ktorá Zvyšuje bunky rezacieho krytu a znižuje možnosť spätného rázu tepla.

Podiel rúk má malú časť povrchu tela - len 6%, ale ich koža sa podáva 60% tepla pomocou mechanizmu prenosu suchého tepla (emisie tepla, konvekcia).

Odparovanie. Vplyv tepla dochádza v dôsledku plytvania energie (0,58 kcal na 1 ml vody), aby sa odparí voda. Existujú dva typy odparovania, alebo povolenia: nepostrehnuteľné a rozumné PERP.

a) Nepozorovateľná rekreácia sa odparuje vody zo slizníc dýchacích ciest a vody, ktorá pretiahne prostredníctvom epitelu kože (tkanivová tekutina). Počas dňa dýchacích ciest sa odparí až 400 ml vody, t.j. 400x0,58 KKAL \u003d 232KKAL / deň. V prípade potreby sa táto hodnota môže zvýšiť v dôsledku tzv. Tepelného krátkosti, čo je spôsobené vplyvom neurónov centra prenosu tepla na dýchacích neurónov mozgového drieku.

V priemere, asi 240 ml vody pretrváva cez epidermis. Preto je uvedený 240 0,58kkal \u003d 139 KKAL / deň. Táto hodnota nezávisí od regulačných procesov a rôznych environmentálnych faktorov.

Oba typy nepostrehnuteľných denne vám umožňujú dať (400 + 240) 0,58 \u003d 371 kcal.

b) Bojové povolenia (regenerácia tepla odparením potu). V priemere za deň pri pohodlnej teplote média sa teda rozlišuje 400-500 ml potu, až do 300 kcal. Avšak, ak je to potrebné, objem potenia sa môže zvýšiť na 12 l / deň, t.j. potením, môžete dať takmer 7 000 kcal denne. Po dobu hodinu môžu potné žľazy produkovať až 1,5 litra, a niektorými zdrojmi - až 3 litra.

Účinnosť odparovania vo veľkej miere závisí od média: čím vyššia teplota a pod vlhkosťou (nasýtenie vzduchu vodnej pary), tým vyššia je účinnosť potenia ako mechanizmus obnovy tepla. S 100% nasýtením vzduchu v pároch vody je odparovanie nemožné.

Sladký odtok z koncovej časti alebo tela a potu potrubia, ktorý občas otvára pot. Pri povahe sekrécie, opuchy žliaz sú rozdelené do eckrine (murcin) a apokryne. Apokrické žľazy sú lokalizované hlavne v axilárnej depresii, v pubickom priestore, ako aj v oblasti zárodočných pier, perineum, v blízkosti bloku prsníka. Apokrické žľazy vylučujú tučné bohaté na organické zlúčeniny. Otázka ich inervácie je diskutovaná - niektoré tvrdia, že je to adrenergné sympatické, iní sa domnievajú, že je všeobecne neprítomný a výrobky tajomstva závisia od hormónov nadobličiek braintabs (adrenalín a norepinenalín).

Súčasné apokryne žľazy sú cereálne žľazy umiestnené v očných viečok pri rias, ako aj žľazy produkujúce ucho síru vo vonkajšom uličke sluchu a nosné žľazy (konečne žľazy). Pri odparení však nie sú zapojené apokrinové žľazy. Eckrín alebo mrazené, potné žľazy sa nachádzajú v koži takmer všetkých oblastí tela. Existuje len viac ako 2 milióny (aj keď sú ľudia, ktorí majú takmer úplne chýbajú). Väčšina všetkých potných žliaz na dlaňach a podrážkach (viac ako 400 na 1 cm2) a v koži publia (asi 300 na 1 cm2). Rýchlosť rýchlosti, ako aj zahrnutie do aktivity potných žliaz, v rôznych častiach tela sa veľmi veľmi líšia.

Chemickým zložením je potený hypotonický roztok: obsahuje 0,3% chloridu sodného (v krvi - takmer 0,9%), močovina, glukóza, aminokyseliny, amónium, malé množstvá kyseliny mliečnej. PNT pH sa líši od 4,2 do 7, v priemere pH \u003d 6. Špecifická hmotnosť - 1,001-1,006. Vzhľadom k tomu, potom je hypotonické médium, potom s hojným potením, voda je viac stratená ako soli a v krvi sa môže vyskytnúť zvýšenie osmotického tlaku. Takže hojné potenie je plnené zmenou metabolizmu vody-soľ.

Sladké žľazy sú inervované sympatickými cholinergnými vláknami - acetylcholín sa uvoľňuje v ich koncoch, ktoré interagujú s M-cholinoreceptormi, čím sa zvyšuje potné produkty. Preposteniárne neuróny sa nachádzajú v bočných pilieroch miechy na úrovni 2-gl 2 a postgangle neurónov - v sympatickom trupe.

Ak je potrebné zvýšiť prenos tepla s chátraním, neuróny kortexu, limbického systému a hlavne hypotalamus. Z hypotalamických neurónov, signály chodia do neurónov miechy a postupne zahŕňajú rôzne oblasti pokožky v procese potenia: najprv tvár, čelo, krk, potom telo a končatinu.

Existujú rôzne spôsoby aktívneho nárazu na proces potenia. Napríklad mnohé antipyretické liečivá alebo antipropretín: aspirín a iné salicyláty - zvýšenie opuchu a tým znižujú telesnú teplotu (vystužený prenos tepla odparovaním). Kvetenstvo limetov, malinových bobúľ a a-nevlastných listov sú tiež posadnuté.

Metabolizmus

Výmena látok je proces metabolizmu látok zapísaných do tela, v dôsledku toho môže byť z týchto látok vytvorených zložitejšie alebo naopak jednoduchšie látky.

Ľudské telo, ako aj organizmy ostatných zástupcov sveta zvierat a rastlín, je otvorený termodynamický systém. Neustále preteká tok voľnej energie. Zároveň dáva energiu životnému prostrediu, najmä implantované (súvisiace). Vďaka týmto dvom prúdom zostáva entropia živých organizmov (stupeň poruchy, chaosu, degradácie) na konštantnej (minimálnej) úrovni. Keď z nejakého dôvodu, prietok voľnej energie (nonenntropy) klesá (alebo vytvorenie príbuzného zvyšovania energie), potom sa zvyšuje celková entropia organizmu, čo môže viesť k jeho termodynamickej smrti.

Podľa termodynamiky živých systémov je život boj proti entropii, bojom objednávkového systému s degradáciou. Podľa známych armatúr navyše nastane minimálny entropický nárast, ak sa rýchlosť nehášania toku rovná rýchlosti toku entropie v stredu.

Bezplatná energia pre telo môže prísť len s jedlom. Zhromažďuje sa v komplexných chemických väzbách proteínov, tukov a sacharidov. Aby sa táto energia uvoľnila, živiny sa najprv podrobia hydrolýze a potom oxidáciu v anaeróbnych alebo aeróbnych podmienkach.

V procese hydrolýzy, ktorý sa uskutočňuje v gastrointestinálnom trakte, sa uvoľňuje mierny kus voľnej energie (menej ako 0,5%). Nemôže byť použitý pre potreby bioenergie, pretože nie je akumulované makroerangy typu ATP. Otočí sa len v tepelnej energii (primárne teplo), ktoré telo používa na udržanie teploty homeostázy.

Druhá etapa uvoľňovania energie je anaeróbny oxidačný proces. Týmto spôsobom sa týmto spôsobom uvoľňuje približne 5% všetkých voľnej energie z glukózy počas oxidácie k kyseline mliečnej. Táto energia sa však akumuluje makroeergiou ATP a používa sa na vykonávanie užitočnej práce, napríklad pre svalovú kontrakciu, na prácu čerpadla sodíka-draslíka, ale nakoniec sa tiež zmení na teplo, ktoré sa nazýva sekundárne teplo.

3. etapa je hlavným štádiom uvoľňovania energie - až 94,5% všetkých energie, čo je schopné uvoľniť v tele tela. Tento proces sa vykonáva v cykle Krebss: dochádza v ňom oxidácia kyseliny pyrovinoovej (produkt oxidácie glukózy) a acetylkoenzým A (oxidačný produkt aminokyselín a mastných kyselín). V procese aeróbnej oxidácie sa voľná energia uvoľňuje v dôsledku separácie vodíka a prenosu jej elektrónov a protónov pozdĺž okruhu dýchacích enzýmov na kyslík. Zároveň uvoľňovanie energie nie je súčasne, ale postupne preto sa väčšina tejto voľnej energie (približne 52-55%) môže nahromadiť do makroeherga energie (ATP). Zvyšok v dôsledku "nedokonalosti" biologickej oxidácie sa stratí vo forme primárneho tepla. Po použití voľnej energie uloženej v ATP sa zmení na sekundárne teplo.

Tak, všetka voľná energia, ktorá sa uvoľňuje počas oxidácie živín, nakoniec sa zmení na tepelnú energiu. Preto je množstvo tepelnej energie, ktorú pridelenie tela vyznačuje spôsobom určenia energetického motora tela.

V dôsledku oxidácie glukózy, aminokyselín a mastných kyselín v telesov sa konvertujú na oxid uhličitý a vodu.

Výmena energie živočíšneho organizmu (hrubá výmena) sa skladá z hlavnej výmeny a pracovnej podpory k hlavnej výmene. Hlavnou výmenou je počiatočná hodnota úrovne metabolických procesov. Tieto štandardné podmienky na stanovenie hlavnej výmeny sú charakterizované faktormi, ktoré môžu ovplyvniť intenzitu metabolických procesov u ľudí. Napríklad intenzita metabolizmu je náchylná na každodenné výkyvy, ktoré sa zvyšujú ráno a znižujú v noci. Intenzita výmeny sa tiež zvyšuje fyzickou a duševnou prácou. Významný vplyv na úroveň výmeny je spotreba živín a ich ďalšie trávenie je najmä v prípade, že živiny majú proteínový charakter. Tento fenomén sa nazýva špecifické dynamické metódy. Jesť intenzitu metabolizmu po prijatí proteínových potravín môže pokračovať 12-18 hodín. A konečne, ak sa teplota okolia stáva pod pohodlnou teplotou, intenzita výmenných procesov sa zvyšuje. Posunie v smere chladenia vedú k väčšej amplifikácii metabolizmu ako zodpovedajúce posuny smerom k zvýšeniu teploty.

Aj pri plnom a prísnom súlade so štandardnými podmienkami sa môže rozsah hlavnej výmeny u zdravých ľudí líšiť. Táto variabilita je vysvetlená rozdielmi vo veku, oblasti, raste, telesnej hmotnosti. Hodnota 4,2 kk / kg h sa spravidla považuje za približnú hodnotu štandardnej (hlavnej) intenzity metabolizmu. Pre osobu s hmotnosťou 70 kg je zodpovedajúci primárny výmenný kurz približne 7100 kJ / deň (1700 kcal / deň).

Jedlo

Sila je proces asimilácie organizmu látok potrebných na vybudovanie a aktualizáciu svojich telesných tkanív, ako aj na pokrytie nákladov na energiu.

Všeobecne platí, že vývoj nutričných potrieb živočíšnych organizmov zahŕňal proces obmedzenia vlastnej syntézy radu zlúčenín so súčasným expanziou spotreby organických zlúčenín určitých typov. To viedlo k prideľovaniu celej skupiny látok, nenahraditeľné pre vyššie zvieratá a osoba, ktorá je nevyhnutná pre metabolizmus, ale nie sú syntetizované.

Použitie potravín pozostávajúcich najmä z komplexných zlúčenín rastlinného alebo živočíšneho pôvodu, na energetické alebo plastové potreby tela je možné len po hydrolýze týchto činidiel a transformácia na relatívne jednoduché zlúčeniny bez špecifickosti druhov. Nutričné \u200b\u200bpotreby rôznych typov zvierat sú odlišné v závislosti od toho, čo potravinové látky telo je schopné syntetizovať a čo by malo byť z vonkajšej strany. A napriek tomu sú väčšinou rozdiely v nutričných potrebách spôsobené tráviacimi potravinami (hydrolýzy). Je to spôsobené skutočnosťou, že pri najvyšších organizmoch na zvieratách medziprodukty metabolické procesy postupujú podobným spôsobom.

Pri výmene látok (metabolizmus) a energie rozlišujú medzi dvoma procesmi: anabolizmus a katabolizmus. Pod anabolizmom pochopiť kombináciu procesov zameraných na budovanie štruktúr tela hlavne prostredníctvom syntézy komplexných organických látok; Katabolizmom - súbor procesov rozpadu zložitých organických zlúčenín a používanie relatívne jednoduchých látok vytvorených počas procesov výmeny energie. Základom anabolizmu a katabolizmu je založený na spôsoboch asimilácie a disimulácie, ktoré sú v tele vzájomne prepojené a v normálnom organizme je vyvážený.

Všeobecne platí, že potreby zvierat sú pomerne homogénne: potrebujú podobné živiny na výmenu energie; v látkach typu aminokyselín, purínov a niektorých lipidov na konštrukciu zložitých proteínových molekúl a bunkových štruktúr; v špeciálnych metabolických katalyzátoroch a stabilizátoroch bunkových membrán; V anorganických iónoch a zlúčeninách fyzikálno-chemických procesov v tele a nakoniec, v univerzálnom biologickom rozpúšťadle - voda na vytvorenie bunkového metabolického média.

V konečnom dôsledku, zloženie potravín vysoko organizovaných organizmov zahŕňa organické látky, ktorého ohromujúca časť patrí k proteínom, lipidám a sacharidám. Produkty ich hydrolýzy - aminokyseliny, mastné kyseliny, glycerínu a monosahara sa vynakladajú na dodávku energie tela. V procesoch energetickej výmeny aminokyselín, mastných kyselín a Monosahara sú vzájomne prepojené bežnými cestami ich transformácie. Preto, ako dopravcovia energie, potravinové látky môžu byť zamenené v súlade s energetickou hodnotou (pravidlo izolácie).

Energetická (kalorická) hodnota potravín sa hodnotí množstvom tepelnej energie uvoľnenej počas spaľovania 1 g potraviny (fyziologické teplo spaľovania), ktorá je tradične vyjadrená v kilokalóriách alebo na SI - v Joule (1 kcal \u003d 4,187 KJ ). Výpočty ukázali, že energetická hodnota tukov (38,9 kJ / g; 9,3 kcal / g) je dvakrát vyššia ako proteín sacharidov (17,2 kJ / g; 4,1 kcal / g). Proteíny a sacharidy majú rovnakú energetickú hodnotu a môžu byť nahradené 1: 1 v hmotnostnom pomere.

Na udržanie stacionárneho stavu orgánu by sa celkové náklady na energiu mali vzťahovať tok stravovacích látok, ktoré zodpovedajú rovnocennej dodávke energie v ich chemických väzbách. Ak množstvo prichádzajúcich potravín na povlakovanie nestačí, energetici sú kompenzované vnútornými rezervami, najmä tukmi. Ak hmotnosť prichádzajúcej energie v energii prevyšuje spotrebu energie, potom proces skladovania tuku prebieha bez ohľadu na zloženie potravín.

Mali by sa však vždy pamätať, že tieto tri zdroje energie sú plastový materiál živočíšneho organizmu. Preto je dlhá výnimka jedného z troch živín z jedlej diéty a nahradenie ekvivalentného množstva inej látky je neprijateľné.

Záver

Život je konjugát s nepretržitou spotrebou energie, ktorá je nevyhnutná pre fungovanie tela. Z hľadiska termodynamiky sa živé organizmy týkajú otvorených systémov, pretože za ich existenciu sa neustále vymieňajú s vonkajšími strednými látkami a energiou. Zdrojom energie živých organizmov je chemická transformácia organických látok pochádzajúcich z životného prostredia. Konverzia týchto látok z komplexu do jednoduchých a vedie k uvoľneniu energie uzatvorenej v chemických väzieb. Extrakcia energie z chemických väzieb sa uskutočňuje najmä s nákladmi na molekulárny kyslík (aeróbna výmena); Oxidácia v rade reťazcov predchádza fexless delenia (anaeróbna výmena).

Hlavnou batériou energie na použitie v bunkových procesoch je adenozín triffosfát (ATP). Použitie ATP Energy, syntéza proteínu, bunkového delenia, udržiavania ich osmotického gradientu, svalovú skratku atď Podľa prvého zákona termodynamiky, chemickej energie ATP, prechádzajúce cez medziprodukty, nakoniec sa zmení na tepelnú, ktorá je stratená telo. Preto je intenzita energetickej výmeny tela je množstvo energetického motora do funkcie bunkových systémov, kumulovanej energie a jeho strate vo forme tepla.

Život tela závisí od toku chemických reakcií s transformáciou všetkých druhov energie do tepelnej. Rýchlosť chemických reakcií, a preto výmena energie závisí od teploty tkanív. Teplo sa ako konečná konverzia energie sa môže pohybovať z vyššej teploty v oblasti nižšia. Teplota tkaniva je určená pomerom rýchlosti toku metabolického tepelného výrobku svojich bunkových štruktúr a rýchlosť disperzie generovaného tepla do životného prostredia. V dôsledku toho je výmena tepla medzi organizmom a vonkajším prostredím neoddeliteľnou podmienkou pre existenciu živočíšnych organizmov. Na udržanie normálnej (optimálnej) telesnej teploty v živočíšnych organizmoch je systém výmeny tepla s médiom.

Živočíšne organizmy sú rozdelené do Capeillem a Homoothermal. Poikilotermic (stojaci pri nižších krokoch fylogenetického schodiska) majú nedokonalé, ale stále celkom efektívne mechanizmy termoregulácie. Medzi tieto mechanizmy patrí systém kompenzácie chemickej teploty, ktorý vám umožní držať stabilnú výmenu energie s významnou telesnou teplotou kvapiek, správanie termoregulácie (výber optimálneho stredného prostredia) a teploty hysterézie (schopnosť zachytiť teplo z vonkajšieho prostredia rýchlejšie, než stratiť ).

Homoothermia je neskorším akvizíciou vývoja svetového sveta. Skutočné homoothermické zvieratá zahŕňajú vtáky a cicavce, pretože tieto zvieratá sú schopné udržiavať trvalý rozsah 2 ° C telesnej teploty MINA relatívne širokých výkyvov vonkajšej teploty.

V srdci homoothermia je vyššia ako stanica PorcotterMall Zvieratá, úroveň energetickej výmeny posilnením úlohu hormónov štítnej žľazy, stimulujúcej prevádzku bunkovej sodíkovej pumpy. Vysoká energia viedla k tvorbe dokonalých mechanizmov na reguláciu tepelnej energie v tele.

Mnohé zvieratá patria do skupiny heterotetermálnych organizmov: pri niektorých podmienkach sú chytení organizmom, s iným homoothermickým.

Na udržanie konštantnej telesnej teploty majú homotermálne zvieratá chemickú a fyzickú termoreguláciu. Fyzická termoregulácia sa vykonáva zmenou tepelnej vodivosti povlakových tkanív tela (zmena prietoku krvi kože, pilooare, odparovanie vlhkosti z povrchu tela alebo ústnej dutiny).

Chemická termoregulácia sa vykonáva zvýšením výroby tepla v tele. Izolované dva hlavné zdroje chemickej termoregulácie (nastaviteľné generovanie tepla) sú izolované: kontraktívna termogenéza v dôsledku ľubovoľnej aktivity lokomotorického zariadenia, thyboregulácie tónu a svalových trasov a neozžené termogenézy v dôsledku tkaniva bóje tuk, špecifický dynamický účinok potravín, \\ t atď.

Kontrola výmeny tepla sa vykonáva aktivitami tmavých rozpready, informácie, z ktorých vstupuje do centra termoregulácie hypotalamu, ktorý riadi reakcie chemickej a fyzickej termoregulácie.

Dlhý pobyt vo vysokých alebo nízkych teplotách okolia vedie k významným zmenám v vlastnostiach tela, ktoré zvyšujú jeho odolnosť voči pôsobeniu vhodných teplôt faktorov.

Budovanie a aktualizácia telesných tkanív, ako aj povlak energetických buniek tela by mali byť vybavené primeranou výživou. V oblasti výmeny látok a energie rozlišujú dva procesy: anabolizmus a katabolizmus. Pod anabolizmom, kombinácia procesov zameraných na stavebné konštrukcie tela hlavne prostredníctvom syntézy komplexných organických látok. Katabolizmus je kombináciou procesov rozpadu komplexných organických látok s cieľom uvoľniť energiu. Základom anabolizmu a katabolizmu je založený na procesoch asimilácie a disimulácie, ktoré sú vzájomne prepojené a vyvážené.

Potravinové potreby zvierat sú pomerne homogénne: požadované látky na výmenu energie (proteíny, tuky, sacharidy), látky na konštrukciu komplexných proteínových molekúl a bunkových štruktúr (aminokyseliny, puríny, lipidy, sacharidy), špeciálne výmenné katalyzátory (vitamíny) a bunka Membránové stabilizátory (antioxidanty), anorganické ióny a univerzálne biologické rozpúšťadlo - voda.

Energetická hodnota potravín je určená množstvom tepelnej energie uvoľnenej počas spaľovania 1 g jedlej látky (fyziologické teplo spaľovania).

V rámci racionálnej výživy je potravina dostatočná v kvantitatívnych a plných kvalitatívnych podmienkach. Základ racionálnej výživy je vyvážený, t.j. optimálny pomer spotrebovanej potravy. Vyvážená výživa by mala obsahovať proteíny, tuky a sacharidy v hmotnostnom pomere, približne 1: 1: 4. Na kvalitatívne potraviny musia byť potraviny plné, tj obsahujú proteíny (vrátane nepostrádateľných aminokyselín), esenciálnych mastných kyselín (tzv. Vitamín F), vitamíny, väčšinu katalyzujúcich systémov a veľkú skupinu látok podobných vitamínu, anorganické prvky a vody.

BIBLIOGRAFIA

1) Mac-Murray V. Metabolizmus osoby. M., 1980.

2) Norton A., Edholm O. MAN v chladných podmienkach. M., 1957.

3) Všeobecný kurz ľudskej a živočíšnej fyziológie / blízky ED A. D. NOSDRACHEV. M., 1991. KN. 2.

4) Základy fyziológie / ed. P. Konter. M., 1984.

5) SLONIM A. D. Evolúcia termoregulácie. L., 1986.

6) Fyziológia termoregulácie: Physiological Manual / Editor P. Ivanova. L., 1984.

7) Ľudská fyziológia / ed. N.a.agadzhanyan, V.I. Cyrkina. St. Petersburg., 1998.

8) Ľudská fyziológia / ed. R. SCHMIDT, TEVS. M., 1986. T. 4.

Mechanizmy prenosu tepla v podmienkach chladu a tepla "\u003e

Mechanizmy prenosu tepla tela v podmienkach chladu a tepla: a) redistribúciu krvi medzi nádobami vnútorných orgánov a kožené povrchové cievy; b) Redistribúcia krvi v kožených nádobách.

Fyzická termoregulácia sa objavila v neskorších štádiách evolúcie. Jeho mechanizmy nemajú vplyv na procesy bunkovej výmeny. Mechanizmy fyzickej termoregulácie sú zapnuté reflexne a majú ako akýkoľvek reflektorový mechanizmus tri hlavné zložky. Po prvé, toto sú receptory, ktoré vnímajú zmenu teploty v tele alebo životné prostredie. Druhým odkazom je centrum termoregulácie. Tretie väzby sú efektory, ktoré menia procesy prenosu tepla pri zachovaní telesnej teploty na konštantnej úrovni. V tele, s výnimkou potenej žľazy, nie sú žiadne vlastné efektory reflexného mechanizmu fyzickej termoregulácie.

Hodnota fyzickej termoregulácie

Fyzická termoregulácia je regulácia prenosu tepla. Jeho mechanizmy poskytujú udržiavanie telesnej teploty na konštantnej úrovni ako za podmienok, keď telo ohrozuje prehriatie a pri ochladení.

Fyzická termoregulácia sa vykonáva zmenami tepla tepla. Trvá osobitný význam pri udržiavaní stálosti telesnej teploty počas pobytu tela pod zvýšenou teplotou okolia.

Transfer tepla sa vykonáva emisiou tepla (radiačným tepelným tepla), konvekcia, t.j. pohyb a miešanie vyhrievaného vzduchu, kontrola tepla, t.j. Otočte teplo s látkou v kontakte s povrchom tela. Povaha tepelného karosérie sa líši v závislosti od intenzity metabolizmu.

Strata tepla zabraňuje vrstvou stále vzduchu, ktorá je umiestnená medzi odevom a kožou, pretože vzduch je zlý tepelný vodič. Výrazne zabraňuje vrstvu prenosu tepla subkutánnej tukovej vlákna v dôsledku nízkej tepelnej vodivosti tuku.

Regulácia teploty

Teplota kože, a preto sa môže intenzita emisií tepla a vyrovnanie tepla pohybovať v chladných alebo horúcich podmienkach vonkajšieho prostredia v dôsledku redistribúcie krvi v plavidlách a pri zmene objemu cirkulujúceho krvi.

V chladných, krvných cievach kože, najmä arteriolov, úzke; Väčšie množstvo krvi vstupuje do ciev brušnej dutiny a tým obmedzené na prenos tepla. Povrchové vrstvy kože, dostať menej teplého krvi, vyžarujú menej tepla, takže prenos tepla sa zníži. Okrem toho, so silným ochladením kože, nastane arteriovenózne anastomózy, čo znižuje množstvo krvi prichádzajúcej do kapilár, a tým zabraňuje prenosu tepla.

Redistribúcia krvi, ktorá sa vyskytuje v chlade, je znížiť množstvo krvi cirkulujúce cez povrchové cievy, a zvýšenie množstva krvi prechádzajúceho plavidlami vnútorných orgánov, prispieva k zachovaniu tepla vo vnútorných orgánoch, \\ t Teplota je podporovaná na konštantnej úrovni.

S zvýšením teploty okolia sa kožené nádoby rozširuje, množstvo krvnej cirkulácie v nich sa zvyšuje. Objem cirkulujúcej krvi v celom tele sa tiež zvyšuje v dôsledku prechodu vody z tkanív v nádobách, a tiež preto, že slezina a iný krvný obeh sa hodia do celkového prietoku krvi. Zvýšenie množstva krvného obehu cez povrchové nádoby prispieva k prenosu tepla žiarením a konvekciou. Ak chcete zachovať stálosť telesnej teploty pri vysokých okolitých teplotách, je dôležitý potenie vzhľadom na prenos tepla počas odparovania vody.

Termoregulácia je spojená s mechanizmami na reguláciu hladiny tepelného produktu (chemická regulácia) a prenos tepla (fyzikálna regulácia). Zostatok tepelného produktu a prenosu tepla je riadený hypotalamusom integrujúcim senzorické, vegetatívne, emocionálne a motorické komponenty adaptívneho správania.

Vnímanie teploty sa uskutočňuje receptorovými formátmi telesného povrchu (kožných receptorov) a receptormi hlbokých teplôt v dýchacích cestách, nádobách, vnútorných orgánoch, v intermuschnych nervových plexoch gastrointestinálneho traktu. Podľa aferenčných nervov prichádzajú impulzy z týchto receptorov do stredu termoregulácie v hypotalame. Aktivuje rôzne mechanizmy poskytujúce alebo tepelný produkt alebo prenos tepla. Mechanizmus spätnej väzby zahŕňajúci nervový systém a prietok krvi mení citlivosť teplotných receptorov (obr. 15.4, 15.5). MEMO citlivé formácie sa nachádzajú aj v rôznych oblastiach centrálneho nervového systému - v motorickom kortexe, v hypotalamsku, v oblasti mozgu valca (konkulárna tvorba, podlhovastý mozog) a miechu.

V hypotalamsku, ktorý sa niekedy nazýva "telesný termostat", nie je len centrum, ktoré integruje rôzne zmyslové impulzy spojené s informáciami o tepelnom

Obr. 15.4.

zostatok tela, ale aj regulačné centrum motorických reakcií, ktoré riadia režimy teploty. Po narušení funkcií hypotalamu sa stratí schopnosť regulovať telesnú teplotu.

Riadenie kontroly prenosu tepla je spojené s predným hypotalamom, aby sa zabránilo prehriatiu - jeho neuróny sú citlivé na teplotu tečúcej krvi. Ak je porušená práca tohto centra, je udržiavaná kontrola telesnej teploty v studenom médiu, ale v tepla sa chýba a telesná teplota výrazne stúpa.

Ďalšie termoregulačné centrum, ktoré sa nachádza v zadnej hypotalamsku, riadi veľkosť tepla

Obr. 15.5. Účasť nervového systému v termoregulácii a tým zabraňuje nadmernému chladenie. Porušenie tohto centra znižuje schopnosť posilniť energetickú výmenu v chladnom prostredí a kvapky telesnej teploty.

Prenos tepla z vnútorných oblastí tela na končatiny v dôsledku zmien v objeme toku krvi je dôležitým prostriedkom regulácie prenosu tepla cez vazomotorické reakcie. Končatiny odolávajú oveľa väčší teplotný rozsah ako vnútorné oblasti tela a tvoria vynikajúcu teplotu "Outstals", t.j. Miesta, ktoré môžu zabezpečiť stratu veľkého alebo menšieho tepla v závislosti od prílevu tepla z vnútorných oblastí tela cez krvný obeh.

Termoregulácia je spojená so sympatickým nervovým systémom (pozri obr. 15.5). Je upravený tón plavidiel; Výsledkom je, že prítok krvi na pokožku (pozri CH. 4). Rozšírenie subkutánnych nádob je sprevádzané spomalením v nich a ohrevom prenosu tepla (obr. 15.6). So silným teplom sa prílev krvi na pokožku končatín prudko zvyšuje a prebytočné teplo sa rozptyľuje. Blízkosť žíl na povrch kože zvyšuje chladenie krvi, ktoré sa vracia do vnútorných oblastí tela.

Pri ochladení sa plavidlá zúžili, prítok krvi na periférii sa znižuje. U ľudí, ako krv prechádza veľkými plavidlami rúk a jogy, jeho teplotné kvapky. Chladená venózna krv, návrat do tela podľa plavidiel umiestnených v blízkosti tepien, zachytáva veľkú

Obr. 15.6. Reakcia povrchových ciev kože na zile (ale) a tepelnú expanziu b)

podiel tepla podávaného arteriálnym prietokom krvi. Takýto systém sa nazýva protiprúdovej výmeny tepla. Prispieva k návratu veľkého množstva tepla na vnútorné oblasti tela po krvi cez končatiny. Celkový účinok takéhoto systému je zníženie prenosu tepla. Pri teplote vzduchu v blízkosti nula, takýto systém nie je prospešný, pretože v dôsledku intenzívnej výmeny tepla medzi arteriálnou a venóznou krvou sa teplota prstov na rukách a na nohách môže významne znížiť, čo môže spôsobiť omrzlý.

Hlavný zdroj tepelného produktu je spojený so svalovými kontrakciami, ktoré sú podľa ľubovoľnej kontroly. Ďalším typom výstuže v tele môže byť svalnatý tremor - reakcia na chlad. Malý pohyb svalov s chvejúcim sa zvyšuje účinnosť tepelného produktu. Pri chvenie rytmicky a súčasne s vysokou frekvenciou, flexory a extenzory končatín a žuvacích svalov sa znižujú. Frekvencia a redukčná sila sa môže líšiť. Tremor je generovaný len vtedy, ak nie sú uvedené svalové svaly zapojené do iného typu aktivity. Môže byť prekonaný ľubovoľnou svalovou prácou. Arbilné pohyby, ako je chôdza, sú spojené so svalovou kontrakciou, ktorá prekonáva chvenie. A chvenie a chôdza je sprevádzaná tvorbou tepla. Zadné hypotalamské neuróny ovplyvňujú frekvenciu a silu svalovej kontrakcie pri chvenie. Centrum pochádza z centra termoregulácie v prednej hypotalame a zo svalových receptorov. Puzlivosť z mozgu prichádzajú na všetky úrovne miechy, kde vznikajú rytmické signály, čo spôsobuje chvenie vo svaloch.

Okrem toho je tepelná energia vytvorená, keď tuky, skladované v tukových tkanivách. Najefektívnejší v tomto zmysle je hnedý tuk, ktorý sa nachádza u novorodencov medzi čepeľami a hrudnou kosťou. V priebehu niekoľkých dní po narodení tepelného produktu, ktorý poskytuje bunky hnedého tuku - hlavnou reakciou na chlad. Neskôr sa u detí stáva chvenie takým reakciou. Hnedý tuk vo veľkých množstvách sa vyskytuje u zvierat, ktoré majú zimnú hibernáciu. Tukové štiepenie bieleho tukového tkaniva je menej efektívne. Biely tuk prispieva k vzdelaniu, ale zachovať teplo.