Kimyasal termoregülasyon mekanizmaları. İnsan termoregülasyonu: nedir? Sorular ve görevler

Sıcak kanlı hayvanlarda ve insanlarda (homeotermik organizmalar olarak adlandırılır), soğuk kanlı (veya poikilotermik) organizmaların aksine, sabit vücut sıcaklığı varoluş için bir önkoşuldur, içsel homeostazın (veya sabitliğin) ana parametrelerinden biridir. vücudun çevresi.

Vücudun ("çekirdeği") termal homeostazını sağlayan fizyolojik mekanizmalar ikiye ayrılır. fonksiyonel gruplar: kimyasal ve fiziksel termoregülasyon mekanizmaları. Kimyasal termoregülasyon, vücudun ısı üretiminin düzenlenmesidir. Metabolizmanın redoks reaksiyonları sırasında vücutta sürekli olarak ısı üretilir. Aynı zamanda, bir kısmı dış ortama verilir, ne kadar fazla olursa, vücut ve çevre arasındaki sıcaklık farkı o kadar büyük olur. Bu nedenle, çevre sıcaklığındaki bir düşüşle sabit bir vücut sıcaklığının korunması, metabolik süreçlerde ve buna eşlik eden ısı oluşumunda karşılık gelen bir artış gerektirir, bu da ısı kaybını telafi eder ve vücudun genel ısı dengesinin korunmasına ve korunmasına yol açar. iç sıcaklığın sabitliği. Ortam sıcaklığındaki bir düşüşe tepki olarak ısı üretiminin refleks olarak arttırılması sürecine kimyasal termoregülasyon denir. Enerjinin ısı şeklinde salınması, tüm organ ve dokuların fonksiyonel yüküne eşlik eder ve tüm canlı organizmaların karakteristiğidir. İnsan vücudunun özelliği, değişen bir sıcaklığa tepki olarak ısı üretimindeki bir değişikliğin, içlerinde ana fizyolojik sistemlerin işleyiş seviyesini etkilemeyen vücudun özel bir tepkisini temsil etmesi gerçeğinde yatmaktadır.

Spesifik termoregülatuar ısı üretimi, esas olarak iskelet kaslarında yoğunlaşır ve aşağıdakilerle ilişkilidir: özel formlar doğrudan motor aktivitelerini etkilemeyen kasların işleyişi. Soğutma sırasında ısı üretiminde bir artış, dinlenme kasında ve ayrıca belirli zehirlerin etkisiyle kasılma işlevi yapay olarak kapatıldığında da meydana gelebilir.

Kaslarda belirli termoregülatuar ısı üretiminin en yaygın mekanizmalarından biri termoregülatuar ton olarak adlandırılır. Soğutulduğunda harici olarak hareketsiz bir kasın elektriksel aktivitesinde bir artış olarak kaydedilen fibrillerin mikro kasılmaları ile ifade edilir. Termoregülatuar ton, kasın oksijen tüketimini bazen %150'den fazla artırır. Daha güçlü soğutma ile termoregülatuar tonda keskin bir artış ile birlikte, soğuk titreme şeklinde görünür kas kasılmaları dahil edilir. Bu durumda gaz değişimi %300 - 400'e yükselir. Termoregülatuar ısı üretimine katılım payı açısından kasların eşit olmaması karakteristiktir.

Soğuğa uzun süre maruz kaldığında, kasılma tipi termojenez, kastaki doku solunumunu, oluşum fazının ve ATP'nin sonraki dökümü düşer. Bu mekanizma kas kasılma aktivitesi ile ilişkili değildir. Serbest solunum sırasında açığa çıkan toplam ısı kütlesi pratik olarak maya termojenezindekiyle aynıdır, ancak ısı enerjisinin çoğu hemen tüketilir ve oksidatif süreçler ADP veya inorganik fosfat eksikliği ile engellenemez.

İkinci durum, uzun süre yüksek düzeyde ısı üretimini serbestçe sürdürmeyi mümkün kılar.

Ortam sıcaklığının insan vücudu üzerindeki etkisinin neden olduğu metabolizma yoğunluğundaki değişiklikler doğaldır. Belirli bir dış sıcaklık aralığında, dinlenen bir organizmanın değişimine karşılık gelen ısı üretimi, “normal” (aktif yoğunlaştırma olmadan) ısı transferi ile tamamen telafi edilir. Vücut ve çevre arasındaki ısı alışverişi dengelidir. Bu sıcaklık aralığına termonötral bölge denir. Bu bölgedeki döviz kuru minimumdur. Genellikle kritik bir noktadan bahsederler, bu da çevre ile ısı dengesinin sağlandığı belirli bir sıcaklık değerini ima eder. Teorik olarak, bu doğrudur, ancak metabolizmadaki sürekli düzensiz dalgalanmalar ve kapakların ısı yalıtım özelliklerinin kararsızlığı nedeniyle deneysel olarak böyle bir noktayı belirlemek pratik olarak imkansızdır.

Termonötral bölge dışındaki ortamın sıcaklığındaki azalma, vücudun ısı dengesi yeni koşullar altında dengelenene kadar metabolizma ve ısı üretiminde refleks olarak artışa neden olur. Bu nedenle, vücut ısısı değişmeden kalır.

Termonötral bölge dışındaki ortamın sıcaklığındaki bir artış, çalışmaları için ek enerji tüketimi gerektiren ısı salınımını aktive etmek için mekanizmaların aktivasyonunun neden olduğu metabolizma seviyesinde bir artışa da neden olur. Bu, sıcaklığın da sabit kaldığı bir fiziksel termoregülasyon bölgesi oluşturur. Belirli bir eşiğe ulaşıldığında, ısı transferini arttırma mekanizmaları etkisiz hale gelir, aşırı ısınma başlar ve nihayetinde organizmanın ölümü.

1902'de Rubner, bu mekanizmaların iki türünü ayırt etmeyi önerdi - "kimyasal" ve "fiziksel" termoregülasyon. Birincisi, dokulardaki ısı üretimindeki bir değişiklikle ilişkilidir (voltaj kimyasal reaksiyonlar değişimi), ikincisi, ısı transferi ve ısı yeniden dağıtımı ile karakterize edilir. Kan dolaşımı ile birlikte terleme, fiziksel termoregülasyonda önemli bir rol oynar, bu nedenle cildin özel bir ısı transferi işlevi vardır - burada kaslardaki veya "çekirdekteki" ısıtılmış kan soğur, burada terleme ve terleme mekanizmaları gerçekleştirilir. .

b "Normalde" ısı iletimi ihmal edilebilir, çünkü havanın ısıl iletkenliği düşüktür. Suyun ısıl iletkenliği 20 kat daha yüksektir; bu nedenle, iletim yoluyla ısı transferi önemli bir rol oynar ve ıslak giysiler, nemli çoraplar vb. durumlarda önemli bir hipotermi faktörü haline gelir.

b Konveksiyon yoluyla daha verimli ısı transferi (yani hareketli gaz veya sıvı parçacıkları, ısıtılmış katmanlarını soğutulmuş olanlarla karıştırarak). V hava ortamı hareketsiz haldeyken bile, konveksiyonla ısı transferi, ısı kaybının %30'unu oluşturur. Rüzgarda veya insan hareketi sırasında konveksiyonun rolü daha da artar.

b Isıtılmış bir vücuttan soğuğa radyasyon yoluyla ısı transferi, Stefan-Boltzmann yasasına göre gerçekleşir ve cildin (giysilerin) ve çevreleyen nesnelerin yüzeyinin dördüncü derecesinin farkıyla orantılıdır. Bu şekilde, "konfor" koşulları altında, çıplak bir kişi termal enerjinin% 45'ini verir, ancak sıcak giyimli bir kişi için radyasyon ısı kaybı özel bir rol oynamaz.

b Deriden ve akciğer yüzeyinden nemin buharlaşması da "konfor" koşullarında ısı transferinin (%25'e kadar) etkili bir yoludur. Yüksek ortam sıcaklıkları ve yoğun kas aktivitesi koşullarında, terin buharlaşmasıyla ısı transferi baskın bir rol oynar - 1 gram ter ile 0,6 kcal enerji taşınır. Yoğun kas aktivitesi koşulları altında bir kişinin sekiz saatlik bir çalışma gününde 10 - 12 litre sıvı verebileceğini hesaba katarsak, terle kaybedilen toplam ısı hacmini hesaplamak zor değildir. Soğukta, iyi giyimli bir insanda ter ile ısı kaybı azdır, ancak burada bile solunumdan kaynaklanan ısı transferini hesaba katmak gerekir. Bu süreçte, iki ısı transfer mekanizması aynı anda birleştirilir - konveksiyon ve buharlaşma. Solunumla ısı ve sıvı kaybı, özellikle düşük atmosferik nem koşullarında yoğun kas aktivitesi ile oldukça önemlidir.

Termoregülasyon süreçlerini etkileyen temel bir faktör, derinin vazomotor (vazomotor) reaksiyonlarıdır. Vasküler yatağın en belirgin daralmasıyla, ısı kaybı maksimum genişleme ile% 70 oranında azalabilir -% 90 oranında artar.

Kimyasal termoregülasyondaki tür farklılıkları, ana (termo-nötrallik bölgesinde) metabolizma seviyesindeki, termonötral bölgenin konumu ve genişliğindeki, kimyasal termoregülasyonun yoğunluğundaki (sıcaklıkta bir düşüşle metabolizmada bir artış) farklılıkta ifade edilir. ortamın 1 "C) yanı sıra termoregülasyonun etkili etki aralığında. Tüm bu parametreler, bireysel türlerin ekolojik özgüllüğünü yansıtır ve adaptif olarak değişir. Coğrafi konum bölge, yılın mevsimi, rakım ve bir dizi diğer çevresel faktör.

Aşırı ısınma sırasında vücut sıcaklığını sabit tutmayı amaçlayan düzenleyici reaksiyonlar, dış ortama ısı transferini arttırmak için çeşitli mekanizmalarla temsil edilir. Bunlar arasında ısı transferi, vücut yüzeyinden ve/veya üst solunum yollarından nemin buharlaşmasını yoğunlaştırarak yaygın ve yüksek verimlidir. Nem buharlaştığında, ısı tüketilir ve bu da ısı dengesinin korunmasına yardımcı olabilir. Vücudun aşırı ısınmaya başladığına dair işaretler olduğunda reaksiyon başlar.

Bu nedenle, insan vücudundaki ısı alışverişindeki uyarlanabilir değişiklikler, çoğu insanda olduğu gibi yalnızca yüksek düzeyde metabolizmayı sürdürmeyi değil, aynı zamanda enerji rezervlerinin tükenmesini tehdit eden koşullarda düşük bir seviyeyi ayarlamayı da amaçlayabilir.

A. İnsan yaşamı ancak dar bir sıcaklık aralığında gerçekleşebilir.

Sıcaklık, insan vücudundaki yaşam süreçlerinin seyri ve fizyolojik aktivitesi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Yaşam süreçleri, ana enzimatik reaksiyonların meydana gelebileceği iç ortamın dar bir sıcaklık aralığı ile sınırlıdır. Bir kişi için vücut ısısının 25 ° C'nin altına düşmesi ve 43 ° C'nin üzerine çıkması genellikle ölümcüldür. Sinir hücreleri özellikle sıcaklık değişimlerine karşı hassastır.

Sıcaklık vücudun dehidrasyonuna, mineral tuzlarının ve suda çözünen vitaminlerin kaybına yol açan yoğun terlemeye neden olur. Bu süreçlerin sonucu kan kalınlaşması, bozulmuş tuz metabolizması, mide salgılanması ve vitamin eksikliğinin gelişmesidir. Buharlaşma yoluyla izin verilen ağırlık kaybı %2-3'tür. Buharlaşmadan %6 oranında kilo kaybı ile zihinsel aktivite bozulur ve %15-20 oranında kilo kaybı ile ölüm meydana gelir. Yüksek sıcaklığın sistematik etkisi, kardiyovasküler sistemde değişikliklere neden olur: artan kalp hızı, kan basıncındaki değişiklikler, kalbin fonksiyonel kapasitesinin zayıflaması. Yüksek sıcaklıklara uzun süre maruz kalmak vücutta ısı birikmesine neden olurken, vücut ısısı 38-41 °C'ye kadar yükselebilir ve bilinç kaybı ile birlikte sıcak çarpması meydana gelebilir.

Düşük sıcaklık vücudun soğumasına ve hipotermiye neden olabilir. Vücutta soğuma ile birlikte ısı transferi refleks olarak azalır ve ısı üretimi artar. Kan damarlarının spazmı (daralması) nedeniyle ısı transferinde bir azalma, vücut dokularının termal direncinde bir artış meydana gelir. Düşük sıcaklıklara uzun süre maruz kalmak, kalıcı vasküler spazm, doku yetersiz beslenmesine yol açar. Soğutma sırasında ısı üretiminde bir artış, vücuttaki oksidatif metabolik süreçlerin çabasıyla elde edilir (vücut sıcaklığında 1 ° C'lik bir azalmaya, metabolik işlemlerde 10 ° C'lik bir artış eşlik eder). Düşük sıcaklıklara maruz kalmaya kan basıncında, solunum hacminde bir artış ve solunum hızında bir azalma eşlik eder. Vücudu soğutmak karbonhidrat metabolizmasını değiştirir. Büyük soğutmaya vücut sıcaklığındaki azalma, organların ve vücut sistemlerinin işlevlerinin baskılanması eşlik eder.

B. Vücudun çekirdeği ve dış kabuğu.

Termoregülasyon açısından, insan vücudu iki bileşenden oluşan olarak temsil edilebilir - dış kabuk ve iç çekirdekler.

Çekirdek vücudun sabit bir sıcaklığa sahip bir parçasıdır (iç organlar) ve kabuk- vücudun bir sıcaklık gradyanı olan bir kısmı (bunlar, vücudun yüzey tabakasının 2,5 cm kalınlığındaki dokularıdır). Çekirdek ile ortam arasındaki ısı alışverişi kabuk aracılığıyla gerçekleşir, yani kabuğun ısıl iletkenliğindeki değişiklikler çekirdek sıcaklığının sabitliğini belirler. Isıl iletkenlik, kan akışındaki ve membran dokularının kan doldurmasındaki değişikliklere bağlı olarak değişir.

Çekirdeğin farklı bölümlerinin sıcaklığı farklıdır. Örneğin karaciğerde: 37.8-38.0°C, beyinde: 36.9-37.8°C. Genel olarak, insan vücudunun çekirdeğinin sıcaklığı 37,0 °C Bu, birim zamanda vücutta üretilen ısı miktarı arasında istikrarlı bir denge olan endojen termoregülasyon süreçleriyle elde edilir ( ısı ürünleri) ve aynı zamanda vücudun çevreye yaydığı ısı miktarı ( ısı dağılımı).

İnsan derisinin farklı bölgelerdeki sıcaklığı 24.4 ° С ile 34.4 ° С arasında değişmektedir. En düşük sıcaklık ayak parmaklarında, en yüksek sıcaklık koltuk altında görülür. Belirli bir andaki vücut sıcaklığının genellikle koltukaltındaki sıcaklığın ölçülmesi esasına göre karar verilir.

Ortalama verilere göre, rahat bir hava sıcaklığında çıplak bir kişinin ortalama cilt sıcaklığı 33-34 ° C'dir. Vücut ısısında günlük dalgalanmalar vardır. Titreşim genliği 1 ° C'ye ulaşabilir. Vücut ısısı sabahtan önce (3-4 saat) minimum, gündüz (16-18 saat) maksimumdur.

Sıcaklık asimetrisi olgusu da bilinmektedir. Vakaların yaklaşık %54'ünde görülür ve sol koltukaltındaki sıcaklık sağdakinden biraz daha yüksektir. Cildin diğer bölgelerinde de asimetri mümkündür ve asimetrinin 0,5 ° C'den fazla olması patolojiyi gösterir.

B. Isı transferi. İnsan vücudunda ısı üretimi ve ısı transferi dengesi.

İnsan yaşam süreçlerine vücudunda sürekli ısı üretimi ve üretilen ısının çevreye salınması eşlik eder. Vücut ile çevre arasındaki ısı enerjisi değişimine p denir. ısı değişimi. Isı üretimi ve ısı transferi merkezin faaliyetlerinden kaynaklanmaktadır. gergin sistem metabolizmayı, kan dolaşımını, terlemeyi ve iskelet kası aktivitesini düzenler.

İnsan vücudu, normal koşullar altında ısı üretiminin (üretilen ısı miktarı) dış ortama aktarılan ısı miktarına (ısı transferi) eşit olduğu, bir iç ısı kaynağına sahip kendi kendini düzenleyen bir sistemdir. Vücut ısısının sabitliğine denir izotermal... Doku ve organlardaki metabolik süreçlerin ortam sıcaklığındaki dalgalanmalardan bağımsızlığını sağlar.

Dış ortamın sıcaklığına bağlı olarak ısı üretimi ve ısı transferinin yoğunluğunun düzenlenmesi nedeniyle insan vücudunun iç sıcaklığı sabittir (36.5-37 °C). Ve dış koşulların etkisi altındaki insan derisinin sıcaklığı nispeten geniş bir aralıkta değişebilir.

İnsan vücudunda 1 saat içinde 1 litre buzlu suyu kaynatmak için gerekli olan ısı üretilir. Ve vücut ısı geçirmez bir durumda olsaydı, o zaman bir saat içinde vücut ısısı yaklaşık 1.5 ° C yükselir ve 40 saat içinde suyun kaynama noktasına ulaşırdı. Sert fiziksel çalışma sırasında, ısı üretimi birkaç kez artar. Ve yine de vücut ısımız değişmez. Niye ya? Her şey vücuttaki ısı oluşum ve transfer süreçlerini dengelemekle ilgilidir.

Isı dengesinin seviyesini belirleyen en önemli faktör, ortam sıcaklığı. Vücuttaki rahat bölgeden saptığında, yeni seviyeısı dengesi, yeni çevre koşullarında izoterm sağlar. Vücut ısısının bu sabitliği mekanizma tarafından sağlanır. termoregülasyon nöro-endokrin yol tarafından düzenlenen ısı üretimi süreci ve ısı salınımı süreci dahil.

D. Vücudun termoregülasyonu kavramı.

termoregülasyon- Bu, ısı üretimi ve ısı transferinin düzenlenmesi yoluyla çevre sıcaklığındaki değişiklikler koşulları altında vücudun çekirdeğinin sıcaklığının nispi sabitliğini korumayı amaçlayan bir dizi fizyolojik süreçtir. Termoregülasyon, vücudun termal dengesindeki bozuklukları önlemeyi veya bu tür rahatsızlıklar meydana geldiyse onu geri kazanmayı amaçlar ve nöro-hümoral bir şekilde gerçekleştirilir.

Termoregülasyonun yalnızca homeotermik hayvanların (bunlar arasında memeliler (insanlar dahil) ve kuşları içerir), vücudunun iç bölgelerinin sıcaklığını nispeten sabit ve yeterli bir seviyede tutma kabiliyetine sahip olduğu genel olarak kabul edilir. yüksek seviye ortam sıcaklığındaki değişikliklerden bağımsız olarak (memelilerde yaklaşık 37-38 °C ve kuşlarda 40-42 °C).

Termoregülasyon mekanizması, geri beslemeli sibernetik kendi kendini yöneten bir sistem olarak temsil edilebilir. Çevredeki havadaki sıcaklık dalgalanmaları özel reseptör oluşumlarına etki eder ( termoreseptörler), sıcaklık değişimlerine duyarlıdır. Termoreseptörler, organın termal durumu hakkındaki bilgileri termoregülasyon merkezlerine, sırayla termoregülasyon merkezlerine sinir lifleri, hormonlar ve diğer biyolojik olarak iletir. aktif maddelerısı transferi ve ısı üretimi veya vücudun bölümlerini (yerel termoregülasyon) veya bir bütün olarak vücudun seviyesini değiştirin. Özel termoregülasyon merkezlerini kapatırken kimyasallar vücut sabit bir sıcaklığı koruma yeteneğini kaybeder. Son yıllarda, bu özellik tıpta kalpteki karmaşık cerrahi operasyonlar sırasında vücudun yapay olarak soğutulması için kullanılmıştır.

Deri termoreseptörleri.

İnsanların, sıcaklıktaki değişikliklere tepki veren yaklaşık 150.000 soğuk reseptörü ve 16.000 ısı reseptörü olduğu tahmin edilmektedir. iç organlar... Termoreseptörler deri, iç organlar, solunum yolu, iskelet kası ve merkezi sinir sisteminde bulunur.

Derinin termoreseptörleri hızla adapte olur ve sıcaklığa değil, değişikliklerine tepki verir. Maksimum reseptör sayısı baş ve boyun bölgesinde, minimum - ekstremitelerde bulunur.

Soğuk alıcılar daha az duyarlıdır ve hassasiyet eşikleri 0,012 °C'dir (soğuduğunda). Isı reseptörlerinin hassasiyet eşiği daha yüksektir ve 0.007 ° C'dir. Bu muhtemelen vücuda aşırı ısınma tehlikesinden kaynaklanmaktadır.

D. Termoregülasyon türleri.

Termoregülasyon iki ana tipe ayrılabilir:

1. Fiziksel termoregülasyon:

Buharlaşma (terleme);

Radyasyon (radyasyon);

Konveksiyon.

2. Kimyasal termoregülasyon.

Kontraktil termojenez;

Kontraktil olmayan termojenez.

Fiziksel termoregülasyon(vücuttan ısıyı uzaklaştıran bir süreç) - cilt yoluyla iletim (iletim ve konveksiyon), radyasyon (radyasyon) ve suyun buharlaşması yoluyla vücut tarafından ısı salınımını değiştirerek sabit bir vücut sıcaklığının korunmasını sağlar. Vücutta sürekli olarak üretilen ısının geri dönüşü, derinin, deri altı yağ tabakasının ve epidermisin termal iletkenliğindeki değişikliklerle düzenlenir. Isı transferi büyük ölçüde ısı ileten ve ısı yalıtkan dokulardaki kan dolaşımının dinamikleri tarafından düzenlenir. Ortam sıcaklığının artması ile ısı transferinde buharlaşma hakim olmaya başlar.

İletim, taşınım ve radyasyon, fizik yasalarına dayanan pasif ısı transfer yollarıdır. Yalnızca pozitif bir sıcaklık gradyanı muhafaza edildiğinde etkilidirler. Vücut ve çevre arasındaki sıcaklık farkı ne kadar küçük olursa, o kadar az ısı verilir. Aynı göstergelerle veya yüksek ortam sıcaklığında, bu yollar sadece etkisiz olmakla kalmaz, aynı zamanda vücut da ısıtılır. Bu koşullar altında, vücutta sadece bir ısı transferi mekanizması tetiklenir - terleme.

Düşük ortam sıcaklıklarında (15 °C ve altı), günlük ısı transferinin yaklaşık %90'ı ısı iletimi ve ısı radyasyonu nedeniyle gerçekleşir. Bu koşullar altında gözle görülür bir terleme olmaz. 18-22 °C hava sıcaklığında, termal iletkenlik ve ısı radyasyonu nedeniyle ısı transferi azalır, ancak nemin cilt yüzeyinden buharlaşmasıyla vücudun ısı kaybı artar. Ortam sıcaklığı 35 °C'ye yükseldiğinde, radyasyon ve konveksiyon yoluyla ısı transferi imkansız hale gelir ve vücut sıcaklığı, yalnızca cildin yüzeyinden ve akciğerlerin alveollerinden suyun buharlaşmasıyla sabit bir seviyede tutulur. Yüksek hava nemi ile suyun buharlaşması zor olduğunda vücudun aşırı ısınması meydana gelebilir ve sıcak çarpması gelişebilir.

Yaklaşık 20 ° C'lik bir hava sıcaklığında ve saatte 419 kJ'ye (100 kcal) eşit bir toplam ısı transferinde dinlenen bir kişide, radyasyon, su buharlaşması -% 19, konveksiyon -% 15 yardımıyla% 66 kaybedilir. nın-nin toplam kayıp vücut tarafından ısı.

kimyasal termoregülasyon(vücutta ısı oluşumunu sağlayan bir işlem) - metabolizma yoluyla ve kas gibi dokuların yanı sıra karaciğer, kahverengi yağların ısı üretimi yoluyla yani ısı üretim düzeyini değiştirerek gerçekleştirilir - vücut hücrelerinde metabolizmanın yoğunluğunu artırarak veya zayıflatarak. oksidasyon sırasında organik madde enerji açığa çıkar. Enerjinin bir kısmı gider ATP sentezi(adenosin trifosfat, vücuttaki enerji ve maddelerin metabolizmasında son derece önemli bir rol oynayan bir nükleotittir). Bu potansiyel enerji, vücut tarafından daha sonraki aktivitelerinde kullanılabilir. Tüm dokular vücuttaki ısı kaynağıdır. Kan dokulardan geçer ve ısınır. Ortam sıcaklığındaki bir artış, metabolizmada refleks bir azalmaya neden olur ve bunun sonucunda vücutta ısı üretimi azalır. Ortam sıcaklığındaki azalma ile metabolik süreçlerin yoğunluğu refleks olarak artar ve ısı üretimi artar.

Kimyasal termoregülasyonun dahil edilmesi, fiziksel termoregülasyon sabit bir vücut sıcaklığını korumak için yetersiz olduğunda meydana gelir.

Bu tür termoregülasyonları ele alalım.

Fiziksel termoregülasyon:

Altında fiziksel termoregülasyon Isı transferi seviyesinde bir değişikliğe yol açan fizyolojik süreçlerin bütününü anlar. Vücuttan çevreye ısı aktarmanın aşağıdaki yolları vardır:

Buharlaşma (terleme);

Radyasyon (radyasyon);

Isı iletimi (iletim);

Konveksiyon.

Onları daha ayrıntılı olarak ele alalım:

1. Buharlaşma (terleme):

Buharlaşma (terleme) Ter veya nemin deri yüzeyinden ve solunum yollarının mukoza zarlarından buharlaşması nedeniyle çevreye termal enerjinin salınmasıdır. İnsanlarda ter, cildin ter bezleri tarafından sürekli olarak atılır ("palpabl" veya glandüler, su kaybı), solunum yolunun mukoza zarları nemlenir ("algılanamaz" su kaybı). Aynı zamanda, vücut tarafından “somut” su kaybı, buharlaşma tarafından verilen toplam ısı miktarı üzerinde “algılanamaz” olandan daha önemli bir etkiye sahiptir.

Yaklaşık 20 °C'lik bir ortam sıcaklığında, nem buharlaşması yaklaşık 36 g/saattir. Bir kişi 1 g suyun buharlaşmasına 0,58 kcal termal enerji harcadığından, bu koşullar altında bir yetişkinin vücudunun buharlaşma yoluyla tüm yayılan ısının yaklaşık %20'sini çevreye saldığını hesaplamak kolaydır. Dış sıcaklıktaki artış, fiziksel iş performansı, ısı yalıtımlı giysilerde uzun süre kalma terlemeyi arttırır ve 500-2.000 g / saate kadar çıkabilir.

Bir kişi nemli havada nispeten düşük bir ortam sıcaklığına (32 ° C) tolerans göstermez. Tamamen kuru havada, bir kişi 50-55 ° C sıcaklıkta 2-3 saat gözle görülür aşırı ısınma olmadan kalabilir. Hava geçirmeyen (kauçuk, yoğun, vb.) terin buharlaşmasını önleyen giysiler de kötü tolere edilir: giysiler ve vücut arasındaki hava tabakası hızla buharlarla doyurulur ve terin daha fazla buharlaşması durur.

Buharlaşma yardımı ile ısı transferi işlemi, termoregülasyon yöntemlerinden sadece biri olmasına rağmen, istisnai bir avantaja sahiptir - dış sıcaklık cildin ortalama sıcaklığını aşarsa, vücut dış ortama ısı veremez. aşağıda tartışacağımız diğer termoregülasyon yöntemleri (radyasyon, konveksiyon ve iletim) ile. Bu koşullar altında, vücut dışarıdan ısıyı emmeye başlar ve ısıyı dağıtmanın tek yolu, vücudun yüzeyinden nemin buharlaşmasını arttırmaktır. Bu tür bir buharlaşma, ortam hava nemi %100'ün altında kaldığı sürece mümkündür. Yoğun terleme, yüksek nem ve düşük hava hareketi hızı ile, ter damlaları buharlaşmaya zaman olmadığında, vücut yüzeyinden birleşip boşaldığında, buharlaşma yoluyla ısı transferi daha az etkili hale gelir.

Ter buharlaştığında vücudumuz enerjisinden vazgeçer. Aslında vücudumuzun enerjisi sayesinde sıvı moleküller (yani ter) moleküler bağları kırar ve sıvıdan gaz haline geçer. Bağları kırmak için enerji harcanır ve sonuç olarak vücut ısısı düşer. Buzdolabı aynı şekilde çalışır. Odanın içindeki sıcaklığı ortam sıcaklığından çok daha düşük tutmayı başarır. Bunu tüketilen elektrik sayesinde yapar. Bunu da besinlerin parçalanmasından elde edilen enerjiyi kullanarak yapıyoruz.

Giysi seçimini kontrol etmek, buharlaşmadan kaynaklanan ısı kaybını azaltmaya yardımcı olabilir. Giysiler hava koşullarına ve mevcut aktiviteye göre seçilmelidir. Yük büyüdüğünde fazla kıyafetleri çıkarmak için tembel olmayın. Daha az terleyeceksiniz. Ve yükler durduğunda tekrar takmak için tembel olmayın. Rüzgarla yağmur yağmıyorsa nemi ve rüzgar korumasını kaldırın, aksi takdirde kıyafetleriniz terinizden içeriden ıslanır. Ayrıca ıslak giysilerle temas halinde termal iletkenlik yoluyla da ısı kaybederiz. Su, ısıyı havadan 25 kat daha iyi iletir. Bu, ıslak giysilerde 25 kat daha hızlı ısı kaybettiğimiz anlamına gelir. Bu nedenle giysilerinizi kuru tutmanız önemlidir.

Buharlaşma 2 türe ayrılır:

a) algılanamayan terleme(ter bezlerinin katılımı olmadan) suyun akciğerlerin yüzeyinden buharlaşması, solunum yolunun mukoza zarları ve cildin epitelinden sızan su (cilt kuru olsa bile cildin yüzeyinden buharlaşma meydana gelir) ).

Günde 400 ml'ye kadar su solunum yolundan buharlaşır, yani. vücut günde 232 kcal'ye kadar kaybeder. Gerekirse termal nefes darlığı nedeniyle bu değer artırılabilir. Ortalama olarak, epidermisten günde yaklaşık 240 ml su sızar. Dolayısıyla bu şekilde vücut günde 139 kcal kadar kaybeder. Bu değer, kural olarak, düzenleyici süreçlere ve çeşitli çevresel faktörlere bağlı değildir.

b) Algılanan terleme(en aktif katılım ter bezleri) - terin buharlaşmasıyla açığa çıkan ısıdır. Ortalama olarak, ortamın rahat bir sıcaklığında günde 400-500 ml ter salınır, bu nedenle 300 kcal'ye kadar enerji verilir. 75 kg ağırlığındaki bir kişide 1 litre terin buharlaşması vücut ısısını 10°C kadar düşürebilir. Ancak gerekirse terleme hacmi günde 12 litreye kadar çıkabilir, yani. terleyerek günde 7.000 kcal'a kadar kaybedebilirsiniz.

Buharlaşmanın verimliliği büyük ölçüde çevreye bağlıdır: sıcaklık ne kadar yüksek ve nem ne kadar düşükse, bir ısı transfer mekanizması olarak terlemenin etkinliği o kadar yüksek olur. %100 nemde buharlaşma mümkün değildir. Yüksek atmosferik nemde, yüksek sıcaklıkları tolere etmek, düşük nemden daha zordur. Su buharıyla doymuş havada (örneğin banyoda), ter büyük miktarlarda salınır, ancak buharlaşmaz ve deriden akar. Bu tür bir terleme, ısının serbest kalmasına katkıda bulunmaz: terin sadece cilt yüzeyinden buharlaşan kısmı ısı transferi için önemlidir (terin bu kısmı etkili terlemeyi oluşturur).

2. Radyasyon (radyasyon):

Radyasyon (radyasyon) insan vücudunun yüzeyinden kızılötesi (a=5-20 mikron) aralığında elektromanyetik dalgalar şeklinde ısıyı çevreye aktarma yöntemidir. Sıcaklığı mutlak sıfırın üzerinde olan tüm nesneler radyasyon nedeniyle enerji verir. Elektromanyetik radyasyon bir vakumdan serbestçe geçer, atmosferik hava da onun için "şeffaf" olarak kabul edilebilir.

Bildiğiniz gibi ortam sıcaklığının üzerinde ısıtılan herhangi bir nesne ısı yayar. Herkes ateşin yanında oturduğunu hissetti. Bir şenlik ateşi ısı yayar ve etrafındaki nesneleri ısıtır. Bu durumda ateş ısısını kaybeder.

İnsan vücudu, ortam sıcaklığı cilt yüzeyinin sıcaklığının altına düşer düşmez ısı yaymaya başlar. Radyasyondan kaynaklanan ısı kaybını önlemek için vücudun açıkta kalan bölgelerini korumanız gerekir. Bu giysi ile yapılır. Böylece giysilerde cilt ile çevre arasında bir hava tabakası oluşturuyoruz. Bu tabakanın sıcaklığı vücut sıcaklığına eşit olacak ve radyasyonla ısı kaybı azalacaktır. Isı kaybı neden tamamen durmuyor? Çünkü artık ısıtılan giysiler ısıyı yayar ve kaybeder. Ve bir kat daha giysi giyseniz bile radyasyonu durduramayacaksınız.

Radyasyonla vücudun çevreye yaydığı ısı miktarı, radyasyonun yüzey alanı (vücut yüzeyinin giysi tarafından kaplanmayan alanı) ile deri ve vücudun ortalama sıcaklıkları arasındaki farkla orantılıdır. Çevre. 20 °C'lik bir ortam sıcaklığında ve %40-60'lık bir bağıl nemde, bir yetişkinin vücudu, yayılan toplam ısının yaklaşık %40-50'sini radyasyon yoluyla yayar. Ortam sıcaklığı cildin ortalama sıcaklığını aşarsa, çevredeki nesnelerden yayılan kızılötesi ışınları emen insan vücudu ısınır.

Radyasyon yoluyla ısı transferi ortam sıcaklığı azaldıkça artar ve sıcaklık arttıkça azalır. Sabit ortam sıcaklığı koşullarında, vücut yüzeyinden gelen radyasyon, artan cilt sıcaklığı ile artar ve azalan cilt sıcaklığı ile azalır. Cilt yüzeyinin ve ortamın ortalama sıcaklıkları eşitlenirse (sıcaklık farkı sıfıra eşit olur), o zaman radyasyonla ısı salınımı imkansız hale gelir.

Radyasyonun yüzey alanını azaltarak vücudun ısı transferini radyasyonla azaltmak mümkündür - vücut pozisyonunda değişiklik... Örneğin, bir köpek veya kedi üşüdüğünde, bir top gibi kıvrılarak ısı transfer yüzeyini azaltır; sıcak olduğunda, hayvanlar, aksine, ısı transfer yüzeyinin maksimize edildiği bir pozisyon alırlar. Bir kişi, soğuk bir odada uyurken "bir topun içine kıvrılarak" bu fiziksel termoregülasyon yönteminden yoksun değildir.

3. Isı iletimi (iletim):

Isı iletimi (iletim)- bu, temas halinde gerçekleşen, insan vücudunun başkalarıyla teması sırasında oluşan ısıyı aktarmanın bir yoludur. fiziksel bedenler... Bu yöntemle vücudun çevreye verdiği ısı miktarı, temas eden cisimlerin ortalama sıcaklıkları, temas eden yüzeylerin alanı, ısıl temas süresi ve temas eden cisimlerin ısıl iletkenliği arasındaki fark ile orantılıdır. gövde.

Soğuk bir nesne ile doğrudan temas meydana geldiğinde termal iletkenlik ile ısı kaybı meydana gelir. Bu anda vücudumuz ısısını bırakır. Isı kaybı oranı, temas ettiğimiz nesnenin termal iletkenliğine büyük ölçüde bağlıdır. Örneğin taşın ısıl iletkenliği ahşaba göre 10 kat daha fazladır. Bu nedenle, bir taşın üzerinde otururken ısıyı çok daha hızlı kaybederiz. Muhtemelen bir taş üzerinde oturmanın bir kütük üzerinde oturmaktan daha soğuk olduğunu fark etmişsinizdir.

Çözüm? Zayıf ısı iletkenleri kullanarak vücudunuzu soğuk nesnelerden yalıtın. Basitçe söylemek gerekirse, örneğin dağlarda seyahat ediyorsanız, mola verdiğinizde bir turist halısına veya bir rulo giysiye oturun. Geceleri uyku tulumunuzun altına hava durumuna uygun bir seyahat matı koyduğunuzdan emin olun. Veya son çare olarak kalın bir kuru ot veya iğne tabakası. Dünya ısıyı iyi iletir (ve dolayısıyla “alır”) ve geceleri çok fazla soğur. Kışın metal nesneleri çıplak elle tutmayın. Eldiven kullanın. V çok soğuk metal nesnelerden yerel donma elde edilebilir.

Kuru hava, yağ dokusu, düşük ısı iletkenliği ile karakterize edilir ve ısı yalıtkanlarıdır (zayıf ısı iletkenleri). Giysiler ısı transferini azaltır. Giysi ile cilt arasında kalan durgun hava tabakası ısı kaybını önler. Giysilerin ısı yalıtım özellikleri ne kadar yüksekse, hava içeren yapısının hücreselliği o kadar incedir. Bu, insan vücudunun termal iletim yoluyla ısı yayılımını azaltmasını mümkün kılan yünlü ve kürklü giysilerin iyi ısı yalıtım özelliklerini açıklar. Giysilerin altındaki hava sıcaklığı 30 ° C'ye ulaşır. Tersine, çıplak bir vücut, yüzeyindeki hava sürekli değiştiği için ısı kaybeder. Bu nedenle vücudun açıkta kalan kısımlarının cilt ısısı, giyinik kısımlara göre çok daha düşüktür.

Su buharı ile doymuş nemli hava, yüksek ısı iletkenliği ile karakterize edilir. Bu nedenle, bir kişinin düşük sıcaklıkta yüksek nemli bir ortamda kalması, vücutta artan ısı kaybını beraberinde getirir. Islak giysiler de ısı yalıtım özelliklerini kaybeder.

4. Konveksiyon:

Konveksiyon- Bu, hareket eden hava parçacıkları (su) ile ısı transferi ile gerçekleştirilen vücuttan bir ısı transferi yöntemidir. Konveksiyon yoluyla ısı yayılımı için, vücut yüzeyinden cilt sıcaklığından daha düşük bir sıcaklıkta hava akışı gereklidir. Aynı zamanda, cilt ile temas eden hava tabakası ısınır, yoğunluğunu azaltır, yükselir ve yerini daha soğuk ve daha yoğun hava alır. Hava sıcaklığının 20 °C ve bağıl nemin %40-60 olduğu koşullarda, bir yetişkinin vücudu ısı iletimi ve konveksiyon (temel konveksiyon) yoluyla ısının yaklaşık %25-30'unu çevreye yayar. Hava akışlarının (rüzgar, havalandırma) hareket hızındaki artışla birlikte, ısı transferinin yoğunluğu (zorla konveksiyon) da önemli ölçüde artar.

Konveksiyon sürecinin özü aşağıdaki gibidir- vücudumuz deriye yakın havayı ısıtır; ısınan hava soğuk havadan daha hafif hale gelir ve yükselir ve onun yerini tekrar ısınan, daha hafif hale gelen ve bir sonraki soğuk hava tarafından yer değiştiren soğuk hava alır. Isınan hava giysiler tarafından tutulmazsa, bu işlem sonsuz olacaktır. Aslında bizi ısıtan giysiler değil, tuttuğu havadır.

Rüzgar estiğinde durum daha da kötüleşir. Rüzgar, ısıtılmamış havanın büyük kısımlarını taşır. Sıcak bir kazak giydiğimizde bile, rüzgarın sıcak havayı dışarı atmak için hiçbir maliyeti yoktur. Aynı şey hareket ettiğimizde de olur. Vücudumuz havaya "çarpıyor" ve rüzgar gibi hareket ederek etrafımızda akıyor. Bu da ısı kaybını arttırır.

Hangi çözüm? Rüzgarlık giyin: rüzgarlık ve rüzgar geçirmez pantolon. Boyun ve başın korunmasını unutmayınız. Beyindeki aktif kan dolaşımı nedeniyle boyun ve baş vücudun en çok ısınan bölgeleridir, bu nedenle onlardan ısı kaybı çok fazladır. Ayrıca soğuk havalarda hem araç kullanırken hem de yatacak yer seçerken havanın üflenmesinden kaçınmak gerekir.

Kimyasal termoregülasyon:

kimyasal termoregülasyonısı üretimi, vücutta ısı oluşumunda bir değişikliğe yol açan kasların (titreşimlerin) mikro titreşiminin neden olduğu metabolizma seviyesindeki (oksidatif süreçler) değişiklikler nedeniyle gerçekleştirilir.

Vücuttaki ısı kaynağı, proteinlerin, yağların, karbonhidratların oksidasyonunun ekzotermik reaksiyonlarının yanı sıra ATP'nin hidrolizidir (adenosin trifosfat, vücuttaki enerji ve maddelerin metabolizmasında son derece önemli bir rol oynayan bir nükleotittir; ilk olarak hepsi, bu bileşik, canlı sistemlerde meydana gelen tüm biyokimyasal süreçler için evrensel bir enerji kaynağı olarak bilinir). Besinlerin parçalanması sırasında açığa çıkan enerjinin bir kısmı ATP'de birikir, bir kısmı ısı şeklinde dağılır (birincil ısı enerjinin %65-70'idir). Yüksek enerjili bağlantılar kullanırken ATP molekülleri enerjinin bir kısmı yerine getirilmeye gider faydalı iş ve bir kısmı dağılır (ikincil ısı). Böylece, iki ısı akışı - birincil ve ikincil - ısı ürünleridir.

Kimyasal termoregülasyon, hem normal koşullar altında hem de ortam sıcaklığı değiştiğinde sabit bir vücut sıcaklığı sağlamak için gereklidir. İnsanlarda, özellikle ortam sıcaklığı optimum sıcaklığın veya konfor bölgesinin altına düştüğünde, metabolik hızdaki artışa bağlı olarak ısı üretiminde bir artış kaydedilmiştir. Sıradan hafif giysiler içindeki bir kişi için bu bölge 18-20 ° C aralığında ve çıplak bir kişi için 28 ° C'dir.

Sudayken optimum sıcaklık havadan daha yüksektir. Bunun nedeni, yüksek termal kapasiteye ve termal iletkenliğe sahip suyun vücudu havadan 14 kat daha fazla soğutması, bu nedenle serin bir banyoda metabolizmanın aynı sıcaklıkta havaya maruz kaldığından önemli ölçüde daha fazla artmasıdır.

Vücutta en yoğun ısı üretimi kaslarda meydana gelir. Bir kişi hareketsiz, ancak gergin kaslarla yatsa bile, oksidatif süreçlerin yoğunluğu ve aynı zamanda ısı üretimi %10 artar. Hafif fiziksel aktivite, ısı üretiminde %50-80 ve ağır kas çalışmasında %400-500 artışa neden olur.

Karaciğer ve böbrekler de kimyasal termoregülasyonda önemli bir rol oynar. Hepatik venin kan sıcaklığı, bu organda yoğun ısı oluşumunu gösteren hepatik arterin kan sıcaklığından daha yüksektir. Vücut soğuduğunda karaciğerde ısı üretimi artar.

Isı üretimini artırmak gerekirse, dışarıdan ısı alma olasılığına ek olarak, vücut ısı enerjisi üretimini artıran mekanizmalar kullanır. Bu tür mekanizmalar şunları içerir: kasılma ve kontraktil olmayan termojenez.

1. Kasılma termojenezi.

Bu tür termoregülasyon, üşüdüğümüzde ve vücut ısımızı yükseltmemiz gerektiğinde çalışır. Bu yöntem şunlardan oluşur: kas kasılması... Kas kasılması ile ATP hidrolizi artar, bu nedenle vücudun ısınmasına giden ikincil ısı akışı artar.

Kas aparatının gönüllü aktivitesi esas olarak serebral korteksin etkisi altında gerçekleşir. Aynı zamanda, bazal metabolizma değerine kıyasla ısı üretiminde 3-5 kat artış mümkündür.

Genellikle ortam sıcaklığı ve kan sıcaklığı düştüğünde ilk reaksiyon termoregülatör tonda artış(vücut kılları "uçta durur", "kaz dikenleri" görünür). Büzülme mekaniği açısından, bu ton bir mikrotitreşimdir ve ısı üretiminde başlangıç seviyesinden %25-40 oranında bir artışa izin verir. Genellikle boyun, baş, gövde ve uzuv kasları ton oluşturmada rol alır.

Daha belirgin hipotermi ile, termoregülatör ton, özel bir kas kasılmasına dönüşür - kas soğukluğu titremesi kasların yararlı işler yapmadığı ve kasılması yalnızca ısı üretmeyi amaçlar.Soğuk titreme, yüzeysel olarak yerleştirilmiş kasların istemsiz ritmik bir aktivitesidir, bunun sonucunda vücudun metabolik süreçleri önemli ölçüde artar, oksijen tüketimi ve kas dokusu tarafından karbonhidratlar artar, bu da artan ısı üretimine neden olur. Titremeler genellikle boyun ve yüz kaslarında başlar. Bunun nedeni, her şeyden önce beyne akan kanın sıcaklığının artması gerektiğidir. Soğuk titreme sırasındaki ısı üretiminin, gönüllü kas aktivitesinden 2-3 kat daha yüksek olduğuna inanılmaktadır.

Tarif edilen mekanizma, bilincimizin katılımı olmadan refleks düzeyinde çalışır. Bununla birlikte vücut ısısını da yükseltebilirsiniz. bilinçli motor aktivite... Farklı güçte fiziksel aktivite gerçekleştirirken, ısı üretimi dinlenme seviyesine göre 5-15 kat artar. Uzun süreli çalışmanın ilk 15-30 dakikasında, çekirdek sıcaklık nispeten hızlı bir şekilde nispeten sabit bir seviyeye yükselir ve daha sonra bu seviyede kalır veya yavaş yavaş yükselmeye devam eder.

2. Kontraktil olmayan termojenez:

Bu tip termoregülasyon, vücut sıcaklığında hem artışa hem de düşüşe neden olabilir. Katabolik metabolik süreçleri (oksidasyon) hızlandırarak veya yavaşlatarak gerçekleştirilir. yağ asitleri). Bu da ısı üretiminde bir azalmaya veya artışa yol açacaktır. Bu tip termojenez nedeniyle insanlarda ısı üretimi seviyesi bazal metabolizma seviyesine göre 3 kat artabilir.

Kontraktil olmayan termojenez süreçlerinin düzenlenmesi, sempatik sinir sistemi, tiroid hormonlarının üretimi ve adrenal medulla aktive edilerek gerçekleştirilir.

E. Termoregülasyon yönetimi.

Hipotalamus.

Termoregülatuar sistem, birbiriyle ilişkili işlevlere sahip bir dizi öğeden oluşur. Sıcaklık bilgisi termoreseptörlerden gelir ve sinir sistemi yardımıyla beyne gider.

Termoregülasyondaki ana rol şu şekilde oynanır: hipotalamus... Vücut sıcaklığının sabit bir seviyede tutulmasını sağlayan çok sayıda ve karmaşık süreci koordine eden ana termoregülasyon merkezlerini barındırır.

hipotalamus içeren diensefalonda küçük bir alandır Büyük sayı beynin nöroendokrin aktivitesini ve homeostazını düzenleyen hücre grupları (30'dan fazla çekirdek) iç durum) organizmanın. Hipotalamus, sinir yolları ile korteks, hipokampus, amigdala, beyincik, beyin sapı ve omurilik dahil olmak üzere merkezi sinir sisteminin hemen hemen tüm bölümlerine bağlanır. Hipofiz bezi ile birlikte hipotalamus, hipotalamusun hipofiz hormonlarının salınımını kontrol ettiği ve sinir ve endokrin sistemler arasındaki merkezi bağlantı olduğu hipotalamik-hipofiz sistemini oluşturur. Hormonları ve nöropeptidleri salgılar, açlık ve susuzluk, vücudun termoregülasyonu, cinsel davranış, uyku ve uyanıklık (sirkadiyen ritimler) gibi fonksiyonları düzenler. Araştırma son yıllar hipotalamusun hafıza ve hafıza gibi daha yüksek fonksiyonların düzenlenmesinde önemli bir rol oynadığını gösterir. duygusal durum ve böylece davranışın çeşitli yönlerinin oluşumuna katılır.

Hipotalamus merkezlerinin tahrip olması veya sinir bağlantılarının bozulması, vücut ısısını düzenleme yeteneğinin kaybolmasına yol açar.

Anterior hipotalamus, ısı transferi süreçlerini kontrol eden nöronları içerir.(fiziksel termoregülasyon sağlarlar - vazokonstriksiyon, terleme) Ön hipotalamusun nöronları yok edildiğinde, vücut yüksek sıcaklıklara tolerans göstermez, ancak fizyolojik aktivite soğuk koşullarda kalır.

Posterior hipotalamusun nöronları, ısı üretim süreçlerini kontrol eder.(kimyasal termoregülasyon sağlarlar - artan ısı üretimi, kas titremeleri) Hasar gördüklerinde, enerji alışverişini arttırma yeteneği bozulur, bu nedenle vücut soğuğa iyi tahammül etmez.

Hipotalamusun preoptik bölgesinin termosensitif sinir hücreleri, beyinden akan arteriyel kanın sıcaklığını doğrudan "ölçer" ve sıcaklık değişikliklerine karşı oldukça hassastır (0,011 ° C'lik kan sıcaklığındaki farkı ayırt edebilirler). Hipotalamustaki soğuğa ve ısıya duyarlı nöronların oranı 1: 6'dır, bu nedenle merkezi termoreseptörler ağırlıklı olarak insan vücudunun "çekirdeğinin" sıcaklığı yükseldiğinde aktive olur.

Kan ve periferik dokuların sıcaklığı hakkındaki bilgilerin analizine ve entegrasyonuna dayanarak, hipotalamusun preoptik bölgesinde vücut sıcaklığının ortalama (integral) değeri sürekli olarak belirlenir. Bu veriler interkalar nöronlar aracılığıyla ön hipotalamustaki bir grup nörona iletilir ve bunlar vücutta belirli bir vücut ısısı seviyesi belirler - termoregülasyon için bir "ayar noktası". Ortalama vücut sıcaklığının ve ayarlanacak hedef sıcaklık değerinin analizine ve karşılaştırılmasına dayanarak, arka hipotalamusun efektör nöronları aracılığıyla "ayar noktasının" mekanizmaları, getirmek için ısı transferi veya ısı üretimi süreçleri üzerinde hareket eder. gerçek ve hedef sıcaklık çizgide.

Böylece, termoregülasyon merkezinin işlevi nedeniyle, ısı üretimi ve ısı transferi arasında, vücut sıcaklığının organizmanın hayati aktivitesi için optimal sınırlar içinde tutulmasına izin veren bir denge kurulur.

Endokrin sistem.

Hipotalamus, ısı üretimi ve ısı transferi süreçlerini kontrol ederek, başta tiroid ve adrenal bezler olmak üzere endokrin bezlerine sinir uyarıları gönderir.

katılım tiroid bezi termoregülasyonda, düşük sıcaklığın etkisinin, metabolizmayı ve dolayısıyla ısı oluşumunu hızlandıran hormonlarının (tiroksin, triiyodotironin) artan salınımına yol açmasından kaynaklanmaktadır.

rol adrenal bezler katekolaminlerin (adrenalin, norepinefrin, dopamin) kan dolaşımına salınmasıyla ilişkili olup, bu, dokulardaki (örneğin kas) oksidatif süreçleri artırarak veya azaltarak, ısı üretimini arttırıp azaltır ve cilt damarlarını daraltır veya genişletir, ısı transferi.

Termoregülasyon, ısı üretimi (kimyasal düzenleme) ve ısı transferi (fiziksel düzenleme) seviyesinin düzenleme mekanizmaları ile ilişkilidir. Isı üretimi ve ısı transferi dengesi, adaptif davranışın duyusal, otonomik, duygusal ve motor bileşenlerini bütünleştiren hipotalamus tarafından kontrol edilir.

Sıcaklık algısı, vücut yüzeyinin (cilt reseptörleri) reseptör oluşumları ve solunum yolu, kan damarları, iç organlardaki derin sıcaklık reseptörleri, gastrointestinal sistemin intermusküler sinir pleksuslarında gerçekleştirilir. Bu reseptörlerden gelen uyarılar, afferent sinirler boyunca hipotalamustaki termoregülasyonun merkezine gider. Gerek ısı üretimi gerekse ısı transferi sağlayan çeşitli mekanizmaları harekete geçirir. Sinir sistemini ve kan akışını içeren bir geri besleme mekanizması, sıcaklık reseptörlerinin duyarlılığını değiştirir (Şekil 15.4, 15.5). Termosensitif oluşumlar da bulunur farklı bölgeler CNS - motor kortekste, hipotalamusta, beyin sapında (retiküler oluşum, medulla oblongata) ve omurilikte.

Bazen "vücudun termostatı" olarak da adlandırılan hipotalamusta, yalnızca ısıyla ilgili bilgilerle ilişkili çeşitli duyusal uyarıları birleştiren bir merkez yoktur.

Pirinç. 15.4.

vücudun yeni dengesi, aynı zamanda sıcaklıktaki değişiklikleri kontrol eden motor reaksiyonların düzenleme merkezi. Hipotalamusun işlev bozukluğundan sonra vücut ısısını düzenleme yeteneği kaybolur.

Anterior hipotalamus, aşırı ısınmayı önlemek için ısı transferinin düzenlenmesini kontrol eder - nöronları akan kanın sıcaklığına duyarlıdır. Bu merkezin çalışması bozulursa, soğuk bir ortamda vücut ısısı üzerinde kontrol sağlanır, ancak sıcakta yoktur ve vücut ısısı önemli ölçüde yükselir.

Arka hipotalamusta bulunan bir başka termoregülasyon merkezi, ısı üretiminin miktarını kontrol eder.

Pirinç. 15.5. Sinir sisteminin termoregülasyona katılması ve böylece aşırı soğumanın önüne geçilmesi. Bu merkezin çalışmasının bozulması, soğuk bir ortamda enerji metabolizmasını geliştirme yeteneğini azaltır ve vücut ısısı düşer.

Kan akışının hacmindeki değişikliklerin bir sonucu olarak vücudun iç bölgelerinden ekstremitelere ısı transferi, vazomotor reaksiyonlar yoluyla ısı transferini düzenlemenin önemli bir yoludur. Ekstremiteler, vücudun iç bölgelerinden çok daha geniş bir sıcaklık aralığına dayanabilir ve mükemmel sıcaklık "boşlukları" oluşturabilir, yani. vücudun iç kısmından kan dolaşımı yoluyla ısı akışına bağlı olarak daha fazla veya daha az ısı kaybedebilen yerler.

Termoregülasyon sempatik sinir sistemi ile ilişkilidir (bkz. Şekil 15.5). Damar tonusunu düzenler; sonuç olarak, cilde kan akışı değişir (bkz. Bölüm 4). Deri altı damarlarının genişlemesine, içlerinde kan akışında bir yavaşlama ve ısı transferinde bir artış eşlik eder (Şekil 15.6). Aşırı sıcakta, ekstremitelerin cildine kan akışı önemli ölçüde artar ve aşırı ısı dağılır. Damarların cilt yüzeyine yakınlığı, vücudun iç kısmına dönen kanın soğumasını arttırır.

Soğuduğunda damarlar daralır, çevreye kan akışı azalır. Bir insanda kan, ellerin ve yogilerin büyük damarlarından geçerken sıcaklığı düşer. Soğutulmuş venöz kan, atardamarların yakınında bulunan damarlar vasıtasıyla vücut içine dönerek büyük miktarda yakalar.

Pirinç. 15.6. Derinin yüzeysel damarlarının soğuğa tepkisi - daralma (a) ve ısı - genişleme (B)

arteriyel kan tarafından verilen ısının oranı. Böyle bir sistem denir ters akım ısı değişimi. Kanın uzuvlardan geçişinden sonra vücudun içine büyük miktarda ısının geri dönüşünü teşvik eder. Böyle bir sistemin genel etkisi, ısı transferinde bir azalmadır. Sıfıra yakın hava sıcaklıklarında, böyle bir sistem yararlı değildir, çünkü arteriyel ve venöz kan arasındaki yoğun ısı değişiminin bir sonucu olarak, parmakların ve ayak parmaklarının sıcaklığı önemli ölçüde düşebilir ve bu da donmaya neden olabilir.

Isı üretiminin ana kaynağı, gönüllü kontrol altında olan kas kasılmaları ile ilişkilidir. Vücutta artan ısı üretiminin bir başka türü de kas titremeleri olabilir - soğuğa tepki. Titremeler sırasında kasların hafif bir hareketi, ısı üretiminin verimini arttırır. Titreme ile uzuvların fleksörleri ve ekstansörleri ve çiğneme kasları ritmik olarak ve aynı zamanda yüksek bir frekansla kasılır. Kasılma sıklığı ve gücü değişebilir. Titreme, yalnızca belirtilen kaslar başka bir aktivite türüne dahil değilse üretilir. Gönüllü kas çalışması ile üstesinden gelinebilir. Yürüme gibi gönüllü hareketler, titremelerin üstesinden gelen kas kasılması ile ilişkilidir. Hem titremeye hem de yürümeye ısı oluşumu eşlik eder. Posterior hipotalamusun nöronları, titreme sırasında kas kasılmalarının sıklığını ve gücünü etkiler. Bu merkez, ön hipotalamustaki termoregülasyon merkezinden ve kas reseptörlerinden uyarılar alır. Beyinden gelen uyarılar, kaslarda titremeye neden olan ritmik sinyallerin üretildiği omuriliğin tüm seviyelerine gider.

Dahası, Termal enerji yağ dokusunda depolanan yağın parçalanmasıyla oluşur. Bu anlamda en etkili olanı, yenidoğanlarda kürek kemikleri arasında ve göğüs kafesinin arkasında bulunan kahverengi yağdır. Doğumdan sonraki birkaç gün içinde, kahverengi yağ hücrelerinin sağladığı ısı üretimi, soğuğa karşı ana tepkidir. Daha sonra çocuklarda titreme böyle bir tepkiye dönüşür. Kahverengi yağ, kış uykusuna yatan hayvanlarda büyük miktarlarda bulunur. Beyaz yağ dokusundan yağ kırmak daha az etkilidir. Beyaz yağ oluşumuna değil, ısının tutulmasına katkıda bulunur.

Soğuk ve sıcak koşullarda vücudun ısı transfer mekanizmaları ">

Soğuk ve sıcak koşullarda vücudun ısı transfer mekanizmaları: a) kanın iç organların damarları ile deri yüzeyinin damarları arasında yeniden dağılımı; b) deri damarlarında kanın yeniden dağılımı.

Fiziksel termoregülasyon, evrimin daha sonraki bir aşamasında ortaya çıktı. Mekanizmaları hücresel metabolizma süreçlerini etkilemez. Fiziksel termoregülasyon mekanizmaları refleks olarak dahil edilir ve herhangi bir refleks mekanizması gibi üç ana bileşene sahiptir. Birincisi, bunlar vücuttaki veya çevredeki sıcaklıktaki değişiklikleri algılayan reseptörlerdir. İkinci bağlantı termoregülasyon merkezidir. Üçüncü halka ise ısı transfer sürecini değiştiren ve vücut sıcaklığını sabit bir seviyede tutan efektörlerdir. Vücutta, ter bezi dışında, fiziksel termoregülasyonun refleks mekanizmasının kendi efektörleri yoktur.

Fiziksel termoregülasyonun önemi

Fiziksel termoregülasyon, ısı transferinin düzenlenmesidir. Mekanizmaları, hem vücudun aşırı ısınma tehdidi altında olduğu durumlarda hem de soğuma sırasında vücut sıcaklığının sabit bir seviyede korunmasını sağlar.

Fiziksel termoregülasyon, vücuttan ısı salınımını değiştirerek gerçekleştirilir. Vücudun artan ortam sıcaklığı koşullarında kaldığı süre boyunca vücut sıcaklığının sabitliğini korumada özel bir önem kazanır.

Isı transferi, ısı radyasyonu (radyasyon ısı transferi), konveksiyon, yani vücut tarafından ısıtılan havanın hareketi ve karıştırılması, ısı iletimi, yani. vücut yüzeyi ile temas halinde olan bir madde tarafından ısı transferi. Vücut tarafından ısı transferinin doğası, metabolizmanın yoğunluğuna bağlı olarak değişir.

Hava zayıf bir ısı iletkeni olduğundan, giysiler ve cilt arasındaki durgun hava tabakası tarafından ısı kaybı önlenir. Deri altı yağ dokusu tabakası, yağın düşük termal iletkenliği nedeniyle ısı transferini önemli ölçüde önler.

Sıcaklık regülasyonu

Derinin sıcaklığı ve dolayısıyla ısı radyasyonunun ve ısı iletiminin yoğunluğu, kanın damarlarda yeniden dağılımı ve dolaşımdaki kan hacmindeki bir değişiklik sonucu dış ortamın soğuk veya sıcak koşullarında değişebilir.

Soğukta derinin kan damarları, özellikle arteriyoller daralır; karın boşluğunun damarlarına daha fazla kan girer ve bu nedenle ısı transferi sınırlıdır. Daha az sıcak kan alan cildin yüzeysel katmanları daha az ısı yayar, bu nedenle ısı transferi azalır. Ek olarak, cildin güçlü bir şekilde soğutulmasıyla, kılcal damarlara giren kan miktarını azaltan ve böylece ısı transferini önleyen arteriyovenöz anastomozlar açılır.

Soğukta oluşan kanın yeniden dağılımı - yüzeysel damarlardan dolaşan kan miktarının azalması ve iç organların damarlarından geçen kan miktarının artması - iç organlarda ısının korunmasına katkıda bulunur. , sıcaklığı sabit bir seviyede tutulur.

Ortam sıcaklığı yükseldiğinde derinin damarları genişler, içlerinde dolaşan kan miktarı artar. Vücutta dolaşan kanın hacmi, suyun dokulardan kan damarlarına taşınması ve ayrıca dalak ve diğer kan depolarının genel kan dolaşımına ilave kan atması nedeniyle de artar. Vücut yüzeyinin damarlarında dolaşan kan miktarındaki artış, radyasyon ve konveksiyon yoluyla ısı transferini destekler. Yüksek ortam sıcaklıklarında vücut sıcaklığını sabit tutmak için, suyun buharlaşması sırasında ısı transferi nedeniyle oluşan terleme de önemlidir.

İnsanların ve daha yüksek hayvanların vücut ısısı, ortam sıcaklığındaki dalgalanmalara rağmen nispeten sabit bir seviyede tutulur. Vücut ısısının bu sabitliğine izoterm denir.

İzotermi, yalnızca sözde homeotermal veya sıcak kanlı hayvanların özelliğidir. Vücut ısısı değişken olan ve ortam sıcaklığından çok az farklı olan poikilotermik veya soğuk kanlı hayvanlarda izotermi yoktur.

İzotermi, organizmanın gelişimi sırasında yavaş yavaş gelişir. Yeni doğmuş bir bebekte, sabit bir vücut ısısını koruma yeteneği zayıftır. Sonuç olarak, bir yetişkini etkilemeyen ortam sıcaklıklarında vücudun soğuması (hipotermi) veya aşırı ısınması (hipertermi) meydana gelebilir. Ayrıca bebeğin uzun süre ağlaması gibi küçük kas çalışmaları bile vücut ısısını yükseltebilir.

Sıcaklık, kimyasal reaksiyonların hızını ve yönünü belirleyen en önemli faktörlerden biridir. Metabolizmanın özü - yaşamın ana ve ayrılmaz özelliği - kimyasal enzimatik reaksiyonlardır. Bu nedenle sıcaklık, kesinlikle sabit bir seviyede tutulan vücudun en önemli sabitlerinden biridir. Organ ve dokuların yanı sıra bir bütün olarak organizmanın sıcaklığı, ısı üretiminin yoğunluğuna ve ısı transferinin miktarına bağlıdır.

Isı üretimi, sürekli olarak meydana gelen ekzotermik reaksiyonların bir sonucu olarak ortaya çıkar. Bu reaksiyonlar, değişen yoğunluk derecelerinde tüm organ ve dokularda meydana gelir. Aktif iş yapan doku ve organlarda - kas dokusunda, karaciğerde, böbreklerde, daha az aktif olandan daha fazla ısı açığa çıkar - bağ dokusu, kemikler, kıkırdak.

Isı transferi, ısının çevreye aktarılmasıdır, ısı üretim süreci ile sürekli ve eş zamanlı olarak devam eder.

Isı kaybı birkaç şekilde gerçekleşir. Isıtılmış herhangi bir vücut gibi, vücut da radyasyon yoluyla ısı verir. Ortam sıcaklığının vücut sıcaklığından daha düşük olduğu durumlarda, ısı, konveksiyon - ısıtma havası veya vücudun temas ettiği nesneler yoluyla serbest bırakılır. Son olarak, ısı transferi, vücudun yüzeyinden su - terin buharlaşmasıyla gerçekleştirilir. Isının bir kısmı solunan hava, idrar ve dışkı ile kaybedilir.

Farklı organların sıcaklığı farklıdır. Yani vücudun derinlerinde yer alan ve daha fazla ısı üretimi sağlayan karaciğer, insanlarda sıcaklığı çok daha düşük olan (giysilerle kaplı alanlarda, 29.5-33, 9°C) ve çevreye daha bağımlıdır. Ayrıca, cilt yüzeyinin farklı bölümleri farklı sıcaklıklara sahiptir. Tipik olarak, gövde ve kafa derisinin sıcaklığı (33-34 ° C), ekstremitelerin sıcaklığından daha yüksektir. Yukarıdan, "sabit vücut ısısı" kavramının şartlı olduğu sonucuna varılır. Hepsinden iyisi, bir bütün olarak vücudun ortalama sıcaklığı, en büyük damarlardaki kanın sıcaklığı ile karakterize edilir, çünkü içlerinde dolaşan kan aktif dokularda ısıtılır (böylece onları soğutur) ve ciltte soğutulur (eninde). aynı anda ısıtıyor).

Bir kişinin vücut ısısı genellikle koltuk altı ölçümüne göre değerlendirilir. Burada sıcaklık sağlıklı kişi 36.5 -36.9 ° C'ye eşittir. Klinikte rektumdaki sıcaklık sıklıkla ölçülür (özellikle bebeklerde), koltuk altından daha yüksek olduğu yerlerde ve ortalama 37.2-37.5 ° C sağlıklı bir insandaki sıcaklığa eşittir.

Vücut ısısı sabit kalmaz, gün içinde 0,5-0,7 °C aralığında dalgalanır. Dinlenme ve uyku sıcaklığı düşürür, kas aktivitesi onu arttırır. Maksimum vücut ısısı akşam saat 4-6'da, minimum - sabah saat 3-4'te gözlenir.

Bir insanda vücut sıcaklığının sabitliği, tüm vücudun ısı üretimi ve ısı aktarımının eşit olması şartıyla korunabilir. Bu, termoregülasyonun fizyolojik mekanizmalarıyla sağlanır. Termoregülasyon, nöro-endokrin yol tarafından düzenlenen ısı üretimi ve ısı transfer işlemlerinin bir kombinasyonu şeklinde kendini gösterir. Termoregülasyon genellikle kimyasal ve fiziksel olarak ikiye ayrılır.

Kimyasal termoregülasyon, ısı üretim seviyesi değiştirilerek gerçekleştirilir, yani. vücudun hücrelerinde metabolizmanın yoğunluğunu güçlendirmek veya zayıflatmak. Fiziksel termoregülasyon, ısı salınımının yoğunluğu değiştirilerek gerçekleştirilir.

Kas dokusunun aktivitesindeki bir artış nedeniyle, kontraktil termogon ile ısı üretiminde bir artış meydana gelir. İskelet istemli kaslar kasıldığında, ısı üretimi artar. Özel bir kas kasılması türü vardır - kasların yararlı işler yapmadığı ve kasılmalarının yalnızca ısı üretmeyi amaçladığı kas titremeleri.

Büzülmeyen termojenez ile kimyasal reaksiyonların seyri değişir. Disimilasyon süreçlerinde açığa çıkan enerjinin tamamı ATP molekülünde bulunmaz. Sentezlenen ATP moleküllerinin sayısı azalır, çünkü enerjinin bir kısmı anında ısıya dönüşür. Vücut ısınır, ancak çalışma yetenekleri azalır. Metabolik değişikliğe dayalı kimyasal termoregülasyon, vücut sıcaklığını sabit tutmak için çok pahalıdır.

Kimyasal termoregülasyon, hem normal koşullar altında hem de ortam sıcaklığı değiştiğinde sabit bir vücut sıcaklığını korumak için gereklidir. Organlar uzun süreli ve güçlü soğutmaya maruz kaldığında kimyasal termoregülasyon mekanizmaları aktive olur.

İnsanlarda, ortam sıcaklığı optimal sıcaklık veya konfor bölgesinin altına düşerse metabolizma hızındaki artışa bağlı olarak ısı üretiminde artış olur. Sıradan hafif giysilerle bu bölge 18-20 ° С aralığında ve çıplak bir kişi için - 28 ° С.

Vücutta en yoğun ısı üretimi kaslarda gerçekleşir. Bir kişi hareketsiz, ancak gergin kaslarla, oksidatif süreçlerle ve aynı zamanda ısı üretimiyle yatsa bile,% 10 artar. Hafif fiziksel aktivite, ısı üretiminde %50-80 ve ağır kas çalışmasında %400-500 artışa neden olur.

Soğuk koşullarda, kişi hareketsiz olsa bile kaslarda ısı üretimi artar. Bunun nedeni, soğuk tahrişi algılayan reseptörler üzerinde hareket eden vücut yüzeyinin soğumasının, refleks olarak titreme (titreme) şeklinde ortaya çıkan düzensiz istemsiz kas kasılmalarına neden olmasıdır. Bu durumda, vücudun metabolik süreçleri önemli ölçüde artar, kas dokusu tarafından oksijen ve karbonhidrat tüketimi artar, bu da ısı üretiminde bir artışa neden olur.

Kimyasal termoregülasyonda kaslara ek olarak karaciğer ve böbrekler de önemli bir rol oynar.

Vücutta enerji salınımı, proteinlerin, yağların ve karbonhidratların oksidatif parçalanması nedeniyle oluşur. Bu nedenle oksidatif süreçleri düzenleyen tüm mekanizmalar aynı zamanda ısı üretimini de düzenler.

Soğukta oluşan kanın yeniden dağılımı - yüzeysel damarlardan dolaşan kan miktarının azalması ve iç organların damarlarından geçen kan miktarının artması - ısının iç organlarda tutulmasına katkıda bulunur, sıcaklığı sabit bir seviyede tutulur.

Sabit bir vücut sıcaklığının korunmasını sağlayan düzenleyici reaksiyonlar, reseptörlerin sıcaklık uyarımına yanıt olarak ortaya çıkan karmaşık refleks eylemleridir.

Kimyasal ve fiziksel termoregülasyonun refleks mekanizmalarının tetiklendiği reseptörler, sıcağa ve soğuğa yanıt veren reseptörlere veya sıcak ve soğuk termoreseptörlere bölünür. Hem yüzeyde hem de vücudun içinde bulunurlar. Yüzeyden, derinin termoreseptörleri, hipotalamusun termoreseptörleri olan iç kısımdan özellikle önemlidir.

Termoregülatuar sistemin merkezi mekanizması, omurilikten serebral kortekse kadar, merkezi sinir sisteminin bir dizi bölümünden oluşur. Ona ana departman hipotalamusta bulunur ve bir ısı üretim merkezi ve bir ısı transfer merkezi olarak ikiye ayrılır. Hipotalamustan gelen uyarılar, inen yollar boyunca medulla oblongata ve omurilikte bulunan otonom sinir sisteminin merkezlerine veya çizgili kasları innerve eden nöronlara gider. Daha sonra, bitkisel ve somatik sinirler boyunca, bilgi termoregülasyonun efektörlerine gider: kaslar, ter bezleri, solunum ve kardiyovasküler sistemlerin merkezleri, vücudu korumak veya vermek için işlevlerini değiştirir. Hipotalamus yapıları ve hipofiz bezi arasındaki bağlantılardan dolayı, endokrin bezleri aracılığıyla nörohumoral bir şekilde termoregülasyonun merkezi yapıları, hücrelerdeki metabolizmanın yoğunluğunu etkileyerek ısı üretimini artırabilir. Bunlar elbette vücut ısısını düzenlemek için refleks mekanizmalardır. Hipotalamik merkezlerin serebral korteks ile yakın bağlantıları, termoregülasyon süreçlerinin şartlı refleks regülasyonunu, dış ortamdaki çeşitli değişikliklere yanıt olarak termoregülasyona dahil olan tüm organların aktivitesinde ince bir adaptif değişiklik sağlar.

Tek kendi efektörü - fiziksel termoregülasyonun icracısı - ter bezidir. Terleme, ısı transferinin en güçlü fizyolojik mekanizmasıdır, yani. soğutma. Sakin bir durumdaki bir kişi, terleme sırasında açığa çıkan nemin buharlaşmasıyla ısısının yaklaşık %20'sini ve kas çalışması sırasında %80'e kadarını kaybeder. Buharlaşma sürecinin yoğunluğu birçok faktöre bağlıdır: vücudun durumu, ortam sıcaklığı, hava hareketi ve nem. Suyun buharlaşması, fiziksel termoregülasyonda önemli bir faktördür. Ter bezinin kendi efektörüne ek olarak, solunum sırasında suyun salınması ve solunum yolu yüzeyinden buharlaşması ile de gerçekleştirilir. Bu nedenle solunum sistemi, fiziksel termoregülasyonun en önemli efektörlerinden biridir. Solunum hareketlerinin sıklığı ve derinliğindeki değişiklikler - vücut yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında ortaya çıkan termal dispne - insanlarda önemli bir termoregülasyon mekanizmasıdır. Fiziksel termoregülasyonun en önemli efektörlerinden biri, hem ısı transferi hem de ısı koruma problemlerini çözen ve dolayısıyla vücudu aşırı ısınma ve soğuma ile tehdit eden koşullar altında termoregülasyon süreçlerinde yer alan kardiyovasküler sistemdir. Isı, vücudun yüzeyinden çevreye salınır - cilt, deri altı yağ ve kısmen bitişik kaslar. Bu organların damarlarının çapındaki bir değişiklik, dolaşan "ısıtılmış" kan miktarının yeniden dağılımına yol açar. Isı transferinin azaltılması gereken durumlarda, vazokonstriksiyon meydana gelir, vücudun yüzeyine akan kan miktarı azalır ve arteriyovenöz anastomozlardan geçen ısıtılmış kan iç organların damarlarına akar. Vücut yüzeyinin sıcaklığı azalır ve ısı radyasyonu ve konveksiyon yoluyla ısı transferi azalır. Isı transferinde artış gerektiren durumlarda, vazodilatasyon vücut yüzeyine "sıcak" kan akışında bir artışa yol açar ve ısı transferi artar. Aynı zamanda bu koşullar altında terleme artar.