För hur mekanismer är termoreguleringen av människokroppen. Mänsklig termoregulering: Vad är det? B. Kärnan och kroppens yttre mantel

Reglering av temperatur består i samordning av värmebehandlingar (kemisk termoregulering) och värmeöverföring (fysisk termoregulering).
Värmeproduktionsprocesser. I alla organ på grund av metabolismens process uppstår värmeproduktflöde. Därför har blod som når organen som regel en högre temperatur än den som strömmar. Men rollen som olika organ i värmeprodukten är annorlunda. I ett viloläge på levern står för cirka 20% av den totala värmeprodukten, på andra interna organ - 56%, med - 20%, under fysisk ansträngning på skelettmuskler - upp till 90%, på inre organ - endast 8 %.
Således är den kraftfulla backupkällan för värmeprodukter muskeln i deras minskning. Förändringen av aktiviteten hos deras metabolism under lokomotioner är huvudmekanismen för värmeprodukt. Bland olika lokomotioner kan flera stadier av muskeldeltagande i värmeprodukten särskiljas.
1. Termoreguleringston. Samtidigt reduceras musklerna inte. Bara deras ton och metabolism ökar. Denna ton uppstår i allmänhet i musklerna i nacken, kroppen och lemmarna. Som ett resultat ökar värmeprodukten med 50-100%.
2. Skärningen uppstår omedvetet och ligger i den periodiska aktiviteten hos högspänningsmotorenheter på bakgrunden av termoreguleringston. Vid darrning, riktas all energi endast en ökning av värmegenerering, medan i konventionella lokomotioner, är en del av energin förbrukad för att flytta motsvarande lem, och delen är termogenesen. Vid darrning stiger värmeprodukter med 2-3 gånger. En rysning börjar ofta med nackens muskler, ansikten. Detta beror på det faktum att första av allt blodtemperaturen bör öka, vilket flyter till hjärnan.
3. Godtyckliga minskningar är att medvetet öka muskelkontraktionen. Detta observeras vid låga externa temperaturförhållanden, när de två första stadierna inte räcker. Med godtyckliga förkortningar kan värmeprodukter öka med 10-20 gånger.
Reglering av värmeprodukt i musklerna i Cutyazan med påverkan av A-Motormätare på funktionen och metabolismen / musklerna, i andra vävnader - det sympatiska nervsystemet och katekolaminerna (ökar integrationens intensitet med 50%) och åtgärden av hormoner, särskilt tyroxin, vilket ökar värmeprodukten nästan två gånger.
En signifikant roll i termogenesen av lipider, som kännetecknas av hydrolys betydligt mer energi (9,3 kcal / g) än kolhydrater (4,1 kcal / g). Av särskild betydelse, särskilt hos barn, har brunt fett.
Processer av värmeöverföring Det händer på följande sätt - strålning, konvektion, avdunstning och värmeledningsförmåga.
Strålning sker med hjälp av infraröd långvågstrålning. Detta kräver en temperaturgradient mellan varm hud och kalla väggar och andra miljöobjekt. Således beror storleken på strålning på temperaturen och ytan av huden.
Den termiska ledningsförmågan utförs med direkt kontakt av kroppen med föremål (avföring, säng, etc.). Samtidigt bestäms värmeöverföringshastigheten från en uppvärmd kropp till ett mindre uppvärmt föremål av temperaturgradienten och deras termiska industri. Återgången av värme på detta sätt signifikant (14 gånger) ökar när en person är i vattnet. Delvis genom att utföra värme som överförs från de inre organen till kroppsytan. Men denna process hämmas på grund av den låga termiska ledningsförmågan hos fett.
Konvektionsväg. Luften i kontakt med kroppsytan, i närvaro av temperaturer, värmer upp. Samtidigt blir det lättare och, stigande från kroppen, frigör platsen för nya luftdelar. Således tar det en del av värmen. Intensiteten av naturlig konvektion kan ökas på grund av en ytterligare luftrörelse, en minskning av hindren när den är tillåten till kroppen (lämplig kläder).
Avdunstning svettas. Vid rumstemperatur i en man ges ca 20% av värmen på grund av avdunstning.
Värmeledningsförmåga, Konvektion och strålning är de passiva vägarna för värmeöverföring baserat på fysikens lagar. De är endast effektiva samtidigt som man behåller en positiv temperaturgradient. Ju mindre temperaturskillnad mellan kroppen och miljön, desto mindre värme ges. Med samma indikatorer eller vid höga omgivande temperaturer är de nämnda banorna inte bara inte effektiva, men kroppen är uppvärmning. Under dessa förhållanden utlöses endast en värmeåtervinningsmekanism i kroppen i samband med processerna för svettning och potoviparovoyvane. Här används både fysiska mönster (energikostnader per förångningsprocess) och biologisk (svettning). Kylning av huden bidrar till det faktum att 0,58 kcal konsumeras för avdunstning av 1 ml. Om inte händer
swift-avdunstning minskar effektiviteten av värmeöverföring kraftigt. M.
Avdunstningsgraden är hundra beror på temperaturgradienten och mättnaden av den omgivande luftvattenfärjan. Ju högre fuktighet, desto mindre effektiv blir det värmeöverföringen. Effektiviteten av värmeöverföring minskar dramatiskt när de är i vatten eller i täta kläder. Samtidigt tvingas kroppen att kompensera för frånvaro av sweatparovane på grund av en ökning av svettning.
Avdunstning har två mekanismer: a) pospiration - utan deltagande av svettkörtlar b) avdunstning - med det aktiva deltagandet av svettkörtlar.
Pottiring - Indunstning av vatten från lungans yta, slemhinnor, läder, som alltid är våt. Denna avdunstning är inte reglerad, det beror på temperaturgradienten och luftfuktigheten hos luften, dess värde är ca 600 ml / dag. Ju högre luftfuktighet, desto mindre effektiv denna typ av värmeöverföring.
Mekanismen för utsöndring av svett. Krukat järn består av två delar: själva körteln, som ligger i det subtermala skiktet och utgångskanaler som öppnar på ytan av huden. Den primära hemligheten är formad i körteln, och i kanalerna, på grund av reabsorption, bildas en sekundär hemlighet - svettas.
Primärhemlighet som blodplasma. Skillnaden ligger i det faktum att det i denna hemlighet inte finns några proteiner och glukos, mindre Na +. Så i den initiala svettningen är natriumkoncentrationen ca 144 nmol / l, klor-104 nmol / l. Dessa joner absorberas aktivt när svetten passerar genom utgångskanaler, vilket ger vattenabsorption. Absorptionsprocessen beror i stor utsträckning på bildningshastigheten och främjandet av svett som dessa processer är aktiva, desto större Na + och SL-förblir. Med en stark svettning i svetten kan upp till hälften av koncentrationen av dessa joner förbli. Det starka intaget åtföljs av en ökning av koncentrationen av urea (upp till 4 gånger högre än i plasma) och kalium (upp till 1,2 gånger mer än i plasma). Den totala höga koncentrationen av joner, som bildar en hög nivå av osmotiskt tryck, ger en minskning av reabsorption och isolering från och med en stor mängd vatten.
Med en stark svettning kan en hel del NaCl spenderas (upp till 15-30 g / dag). Det finns emellertid mekanismer i kroppen som säkerställer bevarandet av dessa viktiga joner med stor svettning. De är inblandade i anpassningsprocesser, i synnerhet aldosteron förbättrar Na + reabsorption.
Svettkörtlernas funktioner justeras med speciella mekanismer. Det sympatiska nervsystemet påverkas av deras aktivitet, men mediatorn är acetylkolin. Sekretoriska celler, utom M-cholinoreceptorer, har också adrenoreceptorer som reagerar på blodkedekolerna. Aktiveringen av svettkörtlernas funktioner åtföljs av en ökning av blodtillförseln.
Mängden tilldelad svot kan nå 1,5 l / h, och i anpassade personer - upp till 3 l / h.
Vid rumstemperatur i en man ges ca 60% av värmen på grund av strålning, ca 12-15% - luftkonvektion, ca 20% - avdunstning, 2-5% av värmeledningsförmågan. Men det här förhållandet beror på ett antal villkor, särskilt på temperaturen för den yttre miljön.
Huvudrollen i regleringen av värmeöverföringsprocesser spelas av blodtillförseln till huden. Minskningen av hudens kärl, upptäckten av arteriovenösa anastomoser bidrar till en mindre tillströmning av värme från kärnan till skalet och håller den i kroppen. Tvärtom, när läderfartygs expansion, kan temperaturen öka med 7-8 ° C. Det ökar också värmeöverföringen.
Villkorligt kan huden kallas ett radiatorsystem i kroppen. Bloodstock i huden kan variera från 0 till 30% mock. Tonen i hudkärlen styrs av ett sympatiskt nervsystem.
Således är kroppstemperaturen en balans mellan värmeprodukt- och värmeöverföringsprocesser. När värmeproducerande råder över värmeöverföringen ökar kroppstemperaturen och tvärtom, om värmeöverföringen är högre än värmeprodukten, reduceras kroppstemperaturen.

Temperaturen hos människokroppen och högre djur bibehålls på en relativt konstant nivå, trots fluktuationerna i omgivningstemperaturen. Detta är beständigheten av kroppstemperaturen bär ett namn. isotermi.

Isotermisk kännetecknas endast av den så kallade homootermeller varmblodigt, djur och saknas poikilotermic, eller kallblodiga djur, temperaturen på vars kropp är variabel och är inte mycket annorlunda än omgivningstemperatur.

Isotermi i processen med ontogenes utvecklas gradvis. En nyfödd bebis har förmågan att upprätthålla kroppstemperaturens konstant är långt ifrån perfekt. Som ett resultat kan kylning uppstå (hypotermi) eller överhettning (hypertermi) Organismen vid sådana omgivande temperaturer som inte påverkar den vuxna. Lika, även ett litet muskelarbete, som ett långt barns långt, kan leda till en ökning av kroppstemperaturen. Kroppen av för tidiga barn är ännu mindre kapabel att upprätthålla kroppstemperaturens konstant, som de i stor utsträckning beror på temperaturen på livsmiljön.

Värmebildning uppträder på grund av att de kontinuerligt utföra exoterma reaktioner. Dessa reaktioner går i alla organ och vävnader, men med olika intensitet. I vävnaderna och organen som producerar aktivt arbete - i muskelvävnad, lever, njurar, frigörs mer värme än i mindre aktiv bindväv, ben, brosk.

Värmeförlust av organ och vävnader beror i stor utsträckning av deras plats: ytligt belägna organ, såsom läder, skelettmuskler, ger mer värme och kyls mer än inre organ som är mer skyddade mot kylning.

Kroppstemperaturen hos en frisk person är lika med 36,5-36,9 ° C. Fred och sömn ner och muskelaktivitet ökar kroppstemperaturen. Den maximala temperaturen observeras vid 16-18 timmar på kvällen, minsta - vid 3-4 h. I arbetare, som arbetar i nattskift, kan temperaturfluktuationer vara omvända.

Kroppstemperaturens konstans hos människor kan bibehållas endast under jämställdhetens tillstånd av värmegenerering och värmeförlust av hela organismen. Detta uppnås med hjälp av fysiologiska mekanismer för termoregulering. Det manifesteras som ett resultat av interaktionen mellan värmegenererings- och värmeöverföringsprocesser som regleras av neuroendokrina mekanismer. Termranguleringen är gjord för att dela på kemiska och fysiska.

Kemisk termoregulering Det utförs genom att ändra värmegenereringsnivån, d.v.s. Förstärkning eller försvagning av metabolismens intensitet i kroppens celler och är viktigt för att bibehålla kroppstemperaturens konstant, både under normala förhållanden och när omgivningstemperaturen ändras.

Den mest intensiva värmeproduktionen i kroppen sker i musklerna. Även om en person ligger orörlig, men musklerna är spänd, intensiteten av oxidativa processer och samtidigt ökar värmeproduktionen med 10%. En liten motoraktivitet leder till en ökning av värmegenerering med 50-80%, och tung muskelarbete är 400-500%.

Vid kalla förhållanden ökar värmegenerering i musklerna, även om en person är i ett stationärt tillstånd. Detta beror på det faktum att kylning av kroppens yta, som verkar på receptorer som uppfattar kall irritation, uppskattar de oskäliga ofrivilliga muskelkontraktioner som manifierats i form av darrande (frossa). I det här fallet förbättras organismens utbytesprocesser signifikant, förbrukningen av syre och kolhydrater med muskelvävnad ökar, vilket medför ökningen av värmegenerering. Även en godtycklig imitation av darrande ökar värmegenerering med 200%. Om muskelavslappnande medel introducerades i kroppen - ämnen som bryter mot överföringen av nervpulser från nerven till muskeln och därigenom eliminerar reflexmuskärnstammen, även med en ökning av omgivningstemperaturen, är det en minskning av kroppstemperaturen.

I kemisk termoregulering spelar lever och njurar en viktig roll. Blodtemperaturen hos den hepatiska venen ligger över den hepatiska artärens blodflödestemperatur, vilket indikerar intensiv värmeproduktion i detta organ. När kroppen kyls ökar värmeprodukter i levern.

Utsläpp av energi i kroppen utförs på grund av det oxidativa förfallet av proteiner, fetter och kolhydrater; Därför är alla mekanismer som reglerar oxidativa processer reglerade och värmeproduktion.

Fysisk termoregulering Det utförs av förändringar i värmen av värmen av kroppen. Det tar särskild vikt vid upprätthållandet av kroppstemperaturens konstant under kroppens vistelse under en förhöjd omgivningstemperatur.

Värmeöverföringen utförs på väg värmeutsläpp (strålvärmeöverföring), eller konvektion, de där. Rörelse och rörlig uppvärmd luftvärme värmebaserad de där. Recoil värmevedel direkt i kontakt med kroppens yta och avdunstning av vatten Från ytan av huden och lungorna.

Hos människor, under normala förhållanden är värmeförlust genom värmeförluster liten, eftersom luft och kläder är dåliga värmeledare. Strålning, avdunstning och konvektion Fortsätt med olika intensitet beroende på omgivningstemperaturen. I en person i vila vid lufttemperaturen på ca 20 ° C och en total värmeöverföring motsvarande till 419 kJ (100 kcal) per timme, förlorad 66% med strålning, på grund av indunstning av vatten - 19%, konvektion - 15% av total värmeförlust av kroppen. Med ökad omgivningstemperatur upp till 35 ° C blir värmeöverföringen genom strålning och konvektion den omöjliga och kroppstemperaturen bibehålls på en konstant nivå enbart genom indunstning av vatten från hudens yta och lungalveol.

Kläder minskar värmeöverföringen. Viktminskningen hindras av det lagret av rörelsefri luft, som ligger mellan kläder och hud, eftersom luften är en dålig värmeledare. De värmeisoleringsegenskaperna hos kläder är högre än den minsta av sin struktur som innehåller luft. Detta förklarar de goda värmeisolerande egenskaperna hos ull- och pälskläder. Lufttemperaturen under kläder är 30 ° C. Tvärtom, den nakna kroppen förlorar värme, eftersom luften på dess yta ersätts hela tiden. Därför är temperaturen på huden hos de nakna delarna av kroppen mycket lägre än klädd.

I de kalla blodkärlen i huden, främst arterioler, smal: mer blod strömmar in i bukhålans kärl och därigenom begränsas till värmeöverföring. Ytskikt av hud, vilket blir mindre varmt blod, avger mindre värmeöverföring minskar. Med stark kylning av huden uppträder dessutom arteriovenösa anastomoser, vilket minskar mängden blod som kommer in i kapillärerna, och därigenom förhindrar värmeöverföringen.

Omfördelningen av blodet som uppstår i kylan - en minskning av mängden blod som cirkulerar genom ytkärl och en ökning av mängden blod som passerar genom kärlarna hos inre organ, hjälper till att bevara värme i de inre organen.

Med en ökning av omgivningstemperaturen expanderar läderkärlen, den mängd blod som cirkulerar i dem ökar. Volymen av cirkulerande blod i hela kroppen ökar också på grund av övergången av vatten från vävnader i kärlen, och även för att mjälten och andra blodomlopp kastas in i det övergripande blodflödet. En ökning av mängden blod som cirkulerar genom kärlens yta bidrar till värmeöverföringen genom strålning och konvektion.

För att bevara konstantiken hos den mänskliga kroppstemperaturen vid hög omgivningstemperatur, svettens huvuddel från hudens yta, som beror på luftens relativa fuktighet. I mättade vattenpar kan vattnet inte avdunsta. Därför, med hög luftfuktighet av atmosfärisk luft, är höga temperaturer tyngre än vid låg fuktighet. I mättad vattenånga luft (till exempel i bad) är svetten markerad i stora mängder, men avdunstar inte och strömmar från huden. Sådan svettning bidrar inte till värmeåtervinning: Endast den del av svetten, som avdunstar från hudytan, är viktig för värmeöverföring (den här delen av svetten heter effektiv svettning).

Dåligt överförd till luft-ogenomträngliga kläder (gummi, etc.), vilket förhindrar förångning av svett: luftskiktet mellan kläder och kroppen är snabbt mättat med par och den ytterligare avdunstningen av svettstopparna.

Eftersom något av vattnet avdunstar ljus i form av ångor som mättar utandad luft, deltar andningen också i att bibehålla kroppstemperaturen på en konstant nivå. Med en hög omgivande temperatur är andningscentret reflexivt upphetsad, med lågtryckande, blir andningen mindre djup.

Således bibehålls konstanten av kroppstemperaturen genom gemensam åtgärd å ena sidan mekanismerna som reglerar intensiteten hos metabolismen och den värmegenerering som är beroende av den (den kemiska regleringen av värme) och på de andra mekanismerna som reglerar värme överföring (fysisk reglering av värme) (bild 9.10).

Fikon. 9.10.

Reglering av isotermi. Regleringsreaktioner som säkerställer bevarandet av kroppstemperaturens konstans är komplexa reflexhandlingar som uppstår som svar på temperaturirritation av hudreceptorer, hud och subkutana kärl, såväl som CNS själv. Dessa receptorer som uppfattar kallt och värme kallas termoreceptorer. Med en relativt konstant omgivningstemperatur från receptorer i centrala nervsystemet mottas rytmiska pulser, vilket återspeglar deras toniska aktivitet. Frekvensen av dessa pulser är maximal för kalla receptorer av huden och hudkärlen vid en temperatur av 20-30 ° C och för hudvärmreceptorer - vid en temperatur av 38-43 ° C. Med en kraftig kylning av huden ökar frekvensen av impulsering i kalla receptorer, och med snabb uppvärmning blir den mindre eller stoppad. På samma temperaturfall reagerar termiska receptorer direkt motsatta. Termiska och kalla CNS-receptorer reagerar på en förändring av blodtemperatur som strömmar mot nervsystemet (centrala termistorer). Huvuddelen av värmen produceras av skelettmuskler och inre organ som bildar kärnan, och huden skapar ett skal som syftar till att bevara eller avlägsna värme från kroppen (bild 9.11).

Fikon. 9,11.

I hypotalamus finns det huvudsakliga centra termoregulering,som samordnar många och komplexa processer som säkerställer bevarandet av kroppstemperatur på konstant nivå. Detta bevisas av det faktum att förstörelsen av hypotalamus medför förlusten av förmågan att reglera kroppstemperaturen och gör djuret caothelotermisk, medan avlägsnandet av cortexen av en stor hjärna, en randig kropp och visuella stötar inte märkbart reflekteras i värmegenererings- och värmeöverföringsprocesserna.

Vid genomförandet av den hypotalamiska regleringen av kroppstemperatur är kördor av intern utsöndring involverad, främst sköldkörtel och binjurar.

Tryroidkörtelns deltagande i termoregulering bevisas av det faktum att införandet av ett djurdjurserum av ett annat djur i blodet, vilket var i kylan under lång tid, orsakar den första ökningen av metabolismen. En sådan effekt observeras endast under upprätthållande i det andra djurets sköldkörteln. Självklart, under sin vistelse under kylförhållanden, förbättras sköldkörtelhormonet i sköldkörtelkörtelns blod, vilket ökar metabolismen och följaktligen värmebildning.

Adrenalkörtlarnas deltagande i termoregulering beror på frisättningen av adrenalin i blodet, vilket intensifierar oxidativa processer i vävnaderna, i synnerhet i musklerna, ökar värmegenerering och smalnar hudkärlen, vilket minskar värmeöverföringen. Därför kan adrenalin orsaka en ökning av kroppstemperaturen ( adrenalin hypertermi).

Hypotermi och hypertermi. Om en person är lång i förhållanden med signifikant ökad eller minskad omgivningstemperatur, kan mekanismerna för fysisk och kemisk värme termorellation, tack vare som under normala förhållanden, kroppstemperaturens konstancy vara otillräcklig: kroppen är underkylning - hypotermi eller överhettning - hypertermi.

Hypotermi - Ett tillstånd där kroppstemperaturen faller under 35 ° C. Snabbare än hypotermi uppträder när nedsänks i kallt vatten. I detta fall observerar initialt excitation av det sympatiska nervsystemet, reflekteras värmeöverföringen och värmeproduktflödet är förstärkt. Den senare bidrar till sammandragningen av musklerna - den muskulösa darrande. Efter en tid börjar kroppstemperaturen fortfarande minska. Samtidigt observeras ett tillstånd som liknar anestesi: försvinnandet av känslighet, försvagning av reflexreaktioner, en minskning av nervcentralernas excitabilitet. Intensiteten av metabolisk intensitet minskar kraftigt, andningen saktar ner, hjärtförkortningar skärs, hjärtutmatning minskar, blodtrycket minskar (vid en kroppstemperatur av 24-25 ° C, det kan vara 15-20% av källan).

Under de senaste åren skapas artificiellt hypotermi med kroppskylning upp till 24-28 ° C i operativ operationer i kirurgisk klinik på hjärtat och CNS. Betydelsen av denna händelse är att hypotermi signifikant minskar metabolismen av hjärnämnena och följaktligen behovet av detta organ i syre. Som ett resultat blir det möjligt en längre blästring av hjärnan (i stället för 3-5 minuter vid normala temperaturer upp till 15-20 minuter vid 25-28 ° C), och det betyder att med hypotermi är patienter lättare att överföra den tillfälliga Avstängning av hjärtaktivitet och stoppa andan.

Kryoterapi används i några andra sjukdomar.

HyperTermia - Ett tillstånd där kroppstemperaturen stiger över 37 ° C. Det förekommer med den varaktiga effekten av hög omgivande temperatur, speciellt med våt luft och därför en liten effektiv svettning. Hypertermi kan inträffa under påverkan av vissa endogena faktorer som ökar värmegenerering (tyroxin, fettsyror etc.). En skarp hypertermi vid vilken kroppstemperaturen når 40-41 ° C, åtföljd av ett allvarligt gemensamt tillstånd av kroppen och kallas en värmestream.

Från hypertermi bör en sådan temperaturförändring särskiljas när de yttre förhållandena inte ändras, men själva termoreguleringsprocessen bryts. Ett exempel på en sådan överträdelse kan fungera som en smittsam feber. En av anledningarna till dess förekomst är den höga känsligheten hos de hypotalamiska centra för reglering av värmeväxling till vissa kemiska föreningar, i synnerhet till bakteriska toxiner.

Således är balansen av faktorer som är ansvariga för värmeflöde och värmeöverföring huvudmekanismen för termoregulering.

Frågor och uppgifter

1. Vad är proteins roll i kroppen? Vad är kärnan i regleringen av proteinbyte?
2. Vad är rollen som kolhydrater i kroppen? Vad är kärnan i förordningen om kolhydratutbyte?
3. Vad är fettens roll i kroppen? Vad är kärnan i regleringen av fettmetabolism?
4. Vilket värde är vitaminer i en persons liv?
5. Värdet av fysisk och kemisk termoregulering i kroppen. Svara Förklara svaret.
6. Under de senaste åren skapas artificiellt hypotermi med kroppskylning till 24-28 ° C i praktiken i operativ operationer i kirurgisk klinik på hjärtat och CNS. Vad är meningen med denna händelse?

Temoregulering - Det här är en process som ger kroppens förmåga att upprätthålla kroppstemperatur på en viss nivå, oavsett omgivningstemperatur.

Termostatcentret kan vara upphetsad som humoral (temperatur som strömmar genom den) och reflex (när det är irriterande med varma eller kalla hudreceptorer). Excitationen av termostagulatoriska centrum aktiveras av alla termiska regleringsmaterial: intensiteten av oxidativa processer, tonen i skelettmusklerna, kärl, utsöndring av svettkörtlar, andningsrörelser. Intensiteten av oxidativa processer kan förändras antingen genom det vegetativa nervsystemet, eller genom att ändra sekretion av sköldkörtelhormonerna och hjärndelen av binjurarna. Ändra arbetet i musklerna, prospektering eller smörjning av kärl, utsöndring av svett, förändras förändringen i andningsrörelserna reflexivt genom kärl, andningsorgan och svettningscentraler.

Bark

Hålet för termoregulering är i sin tur under kontrollen av hjärnans cortex. Om djuret överhettas i den avdelade atmosfären och det inträffar med motsvarande vanliga latoriella reaktioner, då efter ett tag, kommer endast oblast-romanen (utan överhettning) att orsaka samma reaktion som uppvärmning. Således finns det en konditionaloreflektor-gjuten reaktion, som uppstår med deltagandet av barken av stora semi-bollar.

Temperaturgränserna för livet är väldigt breda. Tvisterna för många bakat-Riy tålar uppvärmning till 150 °, och några av dem förlorar inte lönsamheten vid temperaturer nära absolut noll. Å andra sidan, i de heta nycklarna av Island Island (Italien) vid en temperatur på ca 85 °, lever några infusioner. Det finns fortfarande mycket tillräckligt studerat här. Fisk, insekter och till och med däggdjur kan frysas och försiktigt försvinnas. Till exempel frystes karpet upp till 15 ° under noll och igen, gradvis ruttna, återvände till liv, men frysning minst en grad under 15 är redan katastrofalt för djuret. Det är emellertid också känt att när frysande spermier i en temperatur är nära minus 200 ° och deras långsiktiga lagring vid denna temperatur sparar sin del normal livskraft och befruktning.

På den här sidan, material på teman:

Värmeväxling

Värmen är kapabel att endast flytta från den högre temperaturen i regionen är lägre. Därför stoppar flödet av termisk energi från den levande organismen i miljön tills kroppstemperaturen är högre än temperaturen på mediet.

Kroppstemperaturen bestäms av förhållandet mellan hastigheten hos det metaboliska värmeproduktflödet av cellulära strukturer och hastigheten för dispersion av den resulterande termiska energin i miljön. Följaktligen är värmeväxlingen mellan kroppen och mediet ett integrerat tillstånd för förekomsten av varmblodiga organismer. Överträdelse av förhållandet mellan dessa processer leder till en förändring i kroppstemperatur.

Livet kan flöda i ett smalt temperaturområde.

Möjligheten till aktivitetsprocesser är begränsad till ett smalt temperaturområde för det inre mediet, i vilket grundläggande enzymreaktioner kan uppstå. För en person är en minskning av kroppstemperaturen under 25 ° C och dess ökning över 43 ° C vanligtvis dödligt. Speciellt känslig för förändringar i temperaturnervceller.

Kärnan och kroppens yttre skal

Ur termoreguleringssynpunkt kan människokroppen representeras bestående av två komponenter: ett yttre skal och internt, kärna. Kärnan är en del av kroppen som har en konstant temperatur, och skalet är en del av kroppen där det finns en temperaturgradient. Genom skalet finns värmeväxling mellan kärnan och miljön.

Temoregulering

Termoreeguleringen är en uppsättning fysiologiska processer som syftar till att upprätthålla den relativa konstantiteten hos kärntemperaturen under förhållanden av förändringar i medietens temperatur genom reglering av värmeprodukt och värmeöverföring. Termranguleringen syftar till att förhindra störningar i kroppens värmebalans eller på dess restaurering, om sådana överträdelser redan har inträffat och utförs av neuro-humoral genom.

Typ av termoregulering

Termranguleringen kan delas upp i två huvudtyper:

Kemisk och fysisk termoregulering. De är i sin tur också uppdelade i flera arter:

Kemisk termoregulering
Upphävande termogenes
- icke-brännare termogenes
Fysisk termoregulering

Strålning
-Proping (ledning)
-Konvektion
-Avdunstning

Tänk på dessa typer av termoregulering mer.

Kemisk termoregulering

Reglering av volymen av värmeprodukt

Kemisk termoregulering av värmegenerering - utförs på grund av förändringar i den metaboliska nivån, vilket leder till en förändring i värmebildningen i kroppen. Källan till värme i kroppen är exoterma reaktioner av oxidation av proteiner, fetter, kolhydrater, såväl som hydrolys av ATP.

När näringsämnen klyvning, ackumuleras en del av den frigjorda energin i ATP, delas en del som värme (primär värme - 65-70% energi). Vid användning av makro-ergiska bindningar av ATP-molekyler går en del av energin till prestanda av användbart arbete, och delningen släpper ut (sekundär värme). Således är två värmeflödringar - primära och sekundära - värmeprodukt.

Vid behov, ökar värmeprodukten, förutom möjligheten att erhålla värme från utsidan, används mekanismer i kroppen som ökar produktionen av termisk energi.

Sådana mekanismer innefattar kontraktil och icke-slitna termogenes.

Upphävande termogenes

Denna typ av termoregulering fungerar om vi är kalla och det är nödvändigt att höja kroppstemperaturen. Denna metod är i sammandragning av musklerna.

Vid skärning av muskler ökar hydrolys av ATP, därför ökar flödet av sekundär värme som uppstår för att värma kroppen.

Den muskelapparatens godtyckliga aktivitet, förekommer huvudsakligen under påverkan av barken av stora hemisfärer. Samtidigt är ökningen av värmeprodukten möjlig med 3-5 gånger jämfört med huvudväxlingens storlek.

Vanligtvis, med en minskning av temperaturen hos mediet och blodtemperaturen, är den första reaktionen en ökning av termoreguleringstonen. (håret på kroppen "Stå upp slutet", "Goosebumps" visas). Ur skärmmekanikens synvinkel är den här tonen mikrofibrering och låter dig öka värmen för 25-40% av den ursprungliga nivån. Vanligtvis deltar huvudets och nackens muskler i skapandet av tonen.

Med en mer signifikant superkylning går termoreguleringstonen in i muskulös kall tremor. Den kalla darrande är en ofrivillig rytmisk aktivitet av ytligt belägna muskler, som ett resultat av vilket värmeproduktökningar. Det antas att värmeprodukt med kalla tremor 2,5 gånger högre än med godtycklig muskelaktivitet.

Den beskrivna mekanismen fungerar på reflexnivå, utan deltagande av vårt medvetande. Men det är möjligt att höja kroppstemperaturen med medveten motorns aktivitet.

Vid utförande av fysisk ansträngning ökar värmeprodukterna 5-15 gånger jämfört med viloläge. Kärntemperaturen under de första 15-30 minuters långsiktiga arbeten är ganska snabbt upp till en relativt stationär nivå och sedan lagras på denna nivå eller fortsätter att öka långsamt.

Non-slitna termogenes

Denna typ av termoregulering kan leda, både förbättra och sänka kroppstemperaturen.

Det utförs genom att accelerera eller sänka de kataboliska metaboliska processerna. Och det kommer i sin tur att leda till en minskning av eller ökande värmeprodukt. På grund av denna typ av termogenes kan värmeprodukter växa 3 gånger.

Reglering av icke-samvetsriktade termogenesprocesser utförs genom att aktivera det sympatiska nervsystemet, produktionen av hormoner av sköldkörteln och hjärnskiktet av binjurarna.

Fysisk termoregulering

Under fysisk termoregulering, kombinationen av fysiologiska processer som leder till en förändring i värmeöverföringsnivån. Det finns flera värmeåtervinningsmekanismer i miljön.

Strålning

Värmeledning (tillstånd)

Konvektion

avdunstning - Avkastning av termisk energi i miljön på grund av förångning av svett eller fukt från hudens och slemhinnans yta. På grund av avdunstningen ger kroppen i förhållanden med bekväm temperatur ca 20% av den totala värmeavledningen. Avdunstning är uppdelad i 2 typer.

Oekommande tillåtelse - Indunstning av vatten med slemhinnor (genom andning) och vattenläckage genom hudepitelet ( Avdunstning från hudytan. Det går även om huden är torr.).

Under dagen genom luftvägarna, upp till 400 ml vattenavdunst, d.v.s. Kroppen förlorar upp till 232 kcal per dag. Om det behövs kan detta värde ökas genom termisk andfåddhet.

Genom epidermis, i genomsnitt ca 240 ml vatten sipper per dag. Följaktligen förlorar kroppen upp till 139 kcal per dag. Detta värde är i regel inte beroende av regleringsprocesserna och olika miljöfaktorer.

Foderbehörigheter - Roterande värme genom pottdunstning. I genomsnitt kännetecknas 400-500 ml svett under en bekväm temperatur på mediet, därför ges upp till 300 kcal av energi. Men om nödvändigt kan volymen av svettning öka till 12 l per dag, d.v.s. Genom att svettas kan du förlora upp till 7 000 kcal per dag.

Kontroll av termoregulering

Hypotalamus

Termoreguleringssystemet består av ett antal element med inbyggda funktioner. Information om temperaturen kommer från termistorer och med hjälp av nervsystemet kommer in i hjärnan.

Huvudrollen i termoregulering spelar hypotalamus. Förstörelsen av dess centra eller störningar av nervösa anslutningar leder till förlusten av förmågan att justera kroppstemperaturen. I den främre hypotalamus finns neuroner som styr processen med värmeöverföring. Vid förstörelsen av neuronerna av den främre hypotalamusen tolererar kroppen inte höga temperaturer, men den fysiologiska aktiviteten hos de kalla förhållandena är bevarad. Neuronerna av den bakre hypotalamusen styr processerna för värmeprodukt. Om de är skadade störs förmågan att stärka energiutbytet, så kroppen tolererar inte förkylningen.

Endokrina systemet

Hypothalamus hanterar värmeprodukt- och värmeöverföringsprocesser, som sänder nervimpulser till körtlarna av intern utsöndring, främst sköldkörtel och binjurar.

Tryroidkörtelns deltagande i termoregulering beror på det faktum att effekten av minskad temperatur leder till den förbättrade fördelningen av dess hormoner, accelererar metabolismen och därmed värmegenerering.

Adrenalkörtlarens roll är förknippad med frisättningen av katekolaminer i blodet, vilket förstärker eller reducerar oxidativa processer i vävnader (till exempel muskulös), ökar eller minskar värmekärlen och smala eller ökar hudkärlen, ändrar nivån på värmeöverföring.

A. Människans liv kan bara läcka i ett smalt temperaturområde.

Temperaturen har en signifikant inverkan på flödet av vitala processer i människokroppen och på dess fysiologiska aktivitet. Livsprocesser är begränsade till ett smalt temperaturområde för den interna miljön i vilken grundläggande enzymreaktioner kan uppstå. För en person är en minskning av kroppstemperaturen under 25 ° C och dess ökning över 43 ° C vanligtvis dödligt. Speciellt känslig för förändringar i temperaturnervceller.

Värme Det orsakar intensiv svettning, vilket leder till uttorkning av kroppen, förlust av mineralsalter och vattenlösliga vitaminer. Konsekvensen av dessa processer är blodförtjockning, ett brott mot saltmetabolism, magsekretion, utvecklingen av ett vitaminunderskott. Den tillåtna viktminskningen under avdunstning är 2-3%. När viktminskning från avdunstning är 6%, strider mental aktivitet, och med 15-20% viktminskning kommer döden. Den systematiska verkan av hög temperatur orsakar förändringar i kardiovaskulära systemet: ökningen i pulsen, förändringen i blodtrycket, försvagar hjärtans funktionella förmåga. Den långsiktiga exponeringen för den höga temperaturen leder till ackumulering av värme i kroppen, medan kroppstemperaturen kan öka till 38-41 ° C och ett termiskt slag kan uppstå med förlusten av medvetandet.

Låga temperaturer Det kan finnas orsaker till kylning och superkylning av organismen. Vid kylning i kroppen minskar värmeöverföringen reflexivt och värmeprodukten ökar. Att minska värmeöverföringen sker på grund av spasmer (minskning) av kärl, vilket ökar kroppsvävnadens värmebeständighet. Den långsiktiga exponeringen för den låga temperaturen leder till ett resistent vaskulärt spa, vävnadsstörningar. Tillväxten av värmeprodukten under kylning uppnås genom en ökning av oxidativa metaboliska processer i kroppen (en minskning av kroppstemperatur vid 1 ° C åtföljs av en ökning av metaboliska processer vid 10 ° C). Effekten av låga temperaturer åtföljs av en ökning av blodtrycket, inhalationsvolymen och en minskning av andningsfrekvensen. Kylning av kroppen ändrar kolhydratutbyte. Stor kylning åtföljs av en minskning av kroppstemperatur, förtryck av organ och kroppssystem.

B. Kärnan och kroppens yttre skal.

Ur termoreguleringssynpunkt kan människokroppen representeras bestående av två komponenter - extern skal och interna kärnor.

Kärna- Detta är en del av kroppen, som har en konstant temperatur (inre organ) och skal- En del av kroppen där det finns en temperaturgradient (dessa är vävnader av kroppens ytskikt med en tjocklek av 2,5 cm). Genom skalet finns värmeväxling mellan kärnan och miljön, det vill säga förändringar i skalets värmeledningsförmåga bestämma konstantiteten hos kärntemperaturen. Den värmeledningsförmåga varierar beroende på förändringar i blodtillförseln och blodflödet av skalvävnaden.

Temperaturen hos olika sektioner av kärnan är annorlunda. Till exempel i levern: 37,8-38,0 ° C, i hjärnan: 36,9-37,8 ° C. I allmänhet är temperaturen hos kärnan i människokroppen 37,0 ° C. Detta uppnås med användning av processerna för endogent termoregulering, vars resultat är en stabil jämvikt mellan mängden värme som produceras i kroppen ( värmeproduktion) och mängden värme som släpps av kroppen för samma tid i miljön ( värmepress).

Den mänskliga hudtemperaturen i olika områden sträcker sig från 24,4 ° C till 34,4 ° C. Den lägsta temperaturen observeras på benens fingrar, den högsta - i armhålan. Det är baserat på temperaturmätningen i armhålan, är kroppen vanligtvis bedömd vid tidpunkten.

Enligt genomsnittlig data är den genomsnittliga temperaturen hos den nakna personen i en bekväm lufttemperatur 33-34 ° C. Det finns dagliga fluktuationer i kroppstemperatur. Amplituden hos oscillationer kan nå 1 ° C. Kroppens temperatur är minimal i den preliminära klockan (3-4 timmar) och maximalt på dagtid (16-18 timmar).

Även känt är fenomenet asymmetri av temperatur. Den observeras cirka 54% av fallen, och temperaturen i den vänstra axillärdepressionen är något högre än till höger. Asymmetri och andra områden i huden är möjliga, och svårighetsgraden av asymmetri är mer än 0,5 ° C vittnar om patologi.

V. Värmeväxling. Balansen av värmegenerering och värmeöverföring i människokroppen.

De mänskliga livsprocesserna åtföljs av kontinuerlig värmegenerering i sin kropp och effekterna av den formade värmen i miljön. Utbytet av termisk energi mellan organismen och miljön kallas värmeväxling. Värmeprodukten och värmeöverföringen beror på centrala nervsystemet, reglerar metabolismen, blodcirkulationen, svettningen och aktiviteten hos skelettmusklerna.

Människokroppen är ett självreglerande system med en intern värmekälla, där, under normala förhållanden, värmeprodukt (mängd formad värme) är lika med mängden värme som ges till den yttre miljön (värmeöverföring). Kroppstemperaturens konstant kallas isotermi. Det säkerställer oberoende av metaboliska processer i vävnader och organ från omgivande temperaturfluktuationer.

Den inre temperaturen hos människokroppen är konstant (36,5-37 ° C) på grund av kontrollen av intensiteten hos värmeprodukt och värmeöverföring beroende på temperaturen hos den yttre miljön. Och temperaturen hos den mänskliga huden när den utsätts för yttre förhållanden kan ändras i relativt breda gränser.

I en persons kropp i 1 timme bildas så mycket värme som behövs för att koka 1 liter isigt vatten. Och om kroppen var ogenomtränglig att värma fallet, då en timme senare, skulle kroppstemperaturen ha stigit omkring 1,5 ° C, medan klockan skulle nå vattenkokpunkten. Under det allvarliga fysiska arbetet ökar värmebildning flera gånger. Ändå förändras inte temperaturen på vår kropp. Varför? Det är just i balansering av processerna för utbildning och värme av värme i kroppen.

Den ledande faktorn som bestämmer nivån på termisk balans är miljötemperatur. Med sin avvikelse från en bekväm zon i kroppen etableras en ny nivå av termisk balans, vilket ger isotermi i de nya miljömiljön. En sådan beständighet av kroppstemperaturen säkerställs av mekanismen termoreguleringinnefattande värmegenereringsprocess och värmegenereringsprocess som regleras av neuro-endokrin genom.

Konceptet av kroppens termoregulering.

Temoregulering - Detta är en kombination av fysiologiska processer som syftar till att upprätthålla den relativa konstancy temperaturen hos organismkärnan under förhållanden av förändringar i mediumets temperatur med användning av reglering av värmeprodukt och värmeöverföring. Termranguleringen syftar till att förhindra störningar i kroppens värmebalans eller på dess restaurering, om sådana överträdelser redan har inträffat och utförs av neuro-humoral genom.

Man tror att termoreeguleringen endast kännetecknas av homootermiska djur (de inkluderar däggdjur (inklusive en person), fåglar), vars kropp har förmågan att bibehålla temperaturen hos kroppens inre områden vid en relativt konstant och ganska hög Nivå (ca 37-38 ° C i däggdjur och 40-42 ° C i fåglar) Oavsett förändringar i omgivningstemperatur.

Termoreguleringsmekanismen kan representeras som ett cybernotiskt självstyrande system med feedback. De omgivande temperaturfluktuationerna agerar på speciell receptorns utbildning ( termoreceptor), känslig för temperaturförändring. Termoreceptorerna överförs till termoreguleringscentra informationen om organets termiska tillstånd, i sin tur, termoreguleringscentra genom nervfibrerna, hormonerna och andra biologiskt aktiva substanser förändrar nivån av värmeöverföring och värmeproduktion eller kroppssektioner (lokal termoregulering) , eller kroppen som helhet. När termoreguleringscentren är avstängda med speciella kemikalier, förlorar kroppen förmågan att bibehålla temperaturens konstantitet. Denna funktion de senaste åren används i medicin för konstgjord kylning av kroppen under komplex kirurgiska operationer i hjärtat.

Hudtermoreceptorer.

Det uppskattas att en person har cirka 150 000 kalla och 16 000 termiska receptorer som reagerar på förändringar i de inre organs temperatur. Termoreceptorer är belägna i huden, i de inre organen, luftvägarna, skelettmusklerna och centrala nervsystemet.

Termoreceptorläder anpassas snabbt och reagerar inte så mycket vid temperaturen själv som dess förändringar. Det maximala antalet receptorer är i huvudet och nacken, det minsta på benen.

Kallreceptorer är mindre känsliga och deras känslighetströskel är 0,012 ° C (vid kylning). Tröskeln för känsligheten hos termiska receptorer är högre och är 0,007 ° C. Detta beror förmodligen på den större risken för överhettningsorganet.

D. Typer av termoregulering.

Termoregulering kan delas upp i två huvudtyper.:

1. Fysisk termoregulering:

Avdunstning (svettning);

Strålning (strålning);

Konvektion.

2. Kemisk termoregulering.

Kontraktil termogenes;

Icke-kultur termogenes.

Fysisk termoregulering (Processen som tar bort värme från kroppen) - säkerställer bevarandet av kroppstemperaturens konstancy på grund av förändringen i värmevärmen genom att genomföra genom huden (ledning och konvektion), radiayshus (strålning) och avdunstning av vatten. Återgången av den värme som alstras i kroppen regleras genom att ändra den värmeledningsförmågan hos huden, subkutan fettskikt och epidermis. Värmeöverföringen regleras i stor utsträckning av dynamiken i blodcirkulationen i termiska ledande och värmeisolerande vävnader. Med en ökning av omgivningstemperaturen i värmeöverföringen börjar dominera avdunstning.

Ledning, konvektion och strålning är de passiva vägarna för värmeöverföring baserat på fysikens lagar. De är endast effektiva samtidigt som man behåller en positiv temperaturgradient. Ju mindre temperaturskillnad mellan kroppen och miljön, desto mindre värme ges. Med samma indikatorer eller vid höga omgivande temperaturer är de nämnda banorna inte bara inte effektiva, men kroppen uppstår också. Under dessa förhållanden utlöses endast en värmeåtervinningsmekanism i kroppsvettningen.

Vid låg omgivningstemperatur (15 ° C och under) uppträder ca 90% av den dagliga värmeöverföringen på grund av värmekontroll och värmemission. Under dessa förhållanden finns det ingen synlig svettning. Vid lufttemperaturen 18-22 ° C minskar värmeöverföring på grund av värmeledningsförmåga och värmeutsläpp, men värmeförlusten ökar av organismen genom indunstning av fukt från ytan av huden. Med ökad omgivningstemperatur upp till 35 ° C blir värmeöverföring med strålning och konvektion omöjlig, och kroppstemperaturen bibehålls på en konstant nivå enbart genom indunstning av vatten från ytan av huden och alveoli-lungorna. Med hög luftfuktighet, när avdunstningen av vatten är svårt, kan kroppsöverhettning uppstå och utveckla ett värmeblås.

I en person i vila vid lufttemperaturen på ca 20 ° C och en total värmeöverföring motsvarar 419 kJ (100 kcal) per timme, är 66% förlorad med strålning, vattenindunstning - 19%, konvektion - 15% av den totala värmen förlust av kroppen.

Kemisk termoregulering(Processen som säkerställer bildandet av värme i kroppen) implementeras genom metabolismen och genom värmeprodukterna av sådana vävnader som muskler, såväl som lever, brunt fett, det vill säga förändringar i värmegenereringsnivån - förfallen till förstärkningen eller försvagningen av ämnesintensiteten i kroppens celler. Vid oxidation av organiska ämnen släpps energi. En del av energin går till syntesen av ATP (adenosin-trifosfat är en nukleotid, som spelar en extremt viktig roll i utbytet av energi och ämnen i kroppen). Denna potentiella energi kan användas av kroppen i sina framtida aktiviteter. Källan till värme i kroppen är alla vävnader. Blod, som strömmar genom tyget, värmer upp. En ökning av omgivande temperatur orsakar en reflexreduktion i metabolism, som ett resultat av detta, värmegenerering minskar i kroppen. Med en minskning av omgivningstemperaturen ökar intensiteten av metaboliska processer reflekterande och värmeproduktionen förbättras.

Inkluderingen av kemisk termoregulering uppstår när fysisk termoregulering visar sig vara otillräcklig för att bibehålla kroppstemperaturens konstancy.

Tänk på dessa typer av termoregulering.

Fysisk termoregulering:

Under fysisk termoregulering Förstå kombinationen av fysiologiska processer som leder till förändringar i värmeöverföringsnivån. Det finns följande sätt att återställa värmen av organismen i miljön:

Avdunstning (svettning);

Strålning (strålning);

Värmeöverföring (ledning);

Konvektion.

Tänk på dem mer detaljerat:

1. Avdunstning (svettning):

Avdunstning (svettning)- Detta är en återhämtning av termisk energi i miljön på grund av förångning av svett eller fukt från ytan av huden och slemhinnorna i luftvägarna. En person frigörs ständigt av svett med svettkörtlar i huden ("konkret" eller fervor, vattenförlust), slemhinnorna i luftvägarna ("irevomable" vattenförlust) fuktas. Samtidigt har den "materiella" vattenförlusten av kroppen en mer signifikant inverkan på den totala mängden värme än värme av värme än "irrelevant".

Vid den yttre medietemperaturen är ca 20 ° C, indunstningen av fukt ca 36 g / h. Eftersom avdunstningen av 1 g vatten hos människor tillbringade 0,58 kcal termisk energi är det inte svårt att beräkna det genom indunstning av en vuxenens organism, ger den ca 20% av hela värmeavledningen under dessa betingelser. Ökad yttre temperatur, fysiskt arbete, långsiktig vistelse i värmeisoleringskläder förstärker svettningen och det kan öka till 500-2000 g / h.

En person tolererar inte den relativt låga omgivande temperaturen (32 ° C) under våt luft. I absolut torr luft kan en person vara utan märkbar överhettning i 2-3 timmar vid en temperatur av 50-55 ° C. Det är också dåligt överförd med luft-ogenomträngliga kläder (gummi, tät, etc.), vilket förhindrar förångning av svett: ett lager av luft mellan kläder och kroppen är snabbt mättad med par och ytterligare avdunstning av svettstopp.

I processen med värmeöverföring med användning av avdunstning, även om det bara är en av metoderna för termoregulering, finns det en exceptionell värdighet - om den yttre temperaturen överstiger hudens genomsnittstemperatur, kan kroppen inte ge värme till det yttre mediet med Andra metoder för termoregulering (strålning, konvektion och ledning), som vi kommer att se nedan. Kroppen under dessa betingelser börjar absorbera värme från utsidan, och det enda sättet att värma spridning blir en ökning av avdunstningen av fukt från kroppsytan. Sådan förångning är möjlig tills miljöfuktigheten är mindre än 100%. Med intensiv svettning, hög luftfuktighet och låg luftrörelse, när svettfall, inte soughering för att avdunsta, sammanfoga och flöda från kroppsytan, blir värmeöverföring genom indunstning mindre effektiv.

Vid förångning av svett, ger vår kropp sin energi. I själva verket på grund av kroppens energi slår fluidmolekylen (dvs svett) de molekylära bindningarna och rör sig från vätskan till gasformigt tillstånd. Energi spenderas på byten av anslutningar, och som ett resultat faller kroppstemperaturen. Kylskåpet arbetar med samma princip. Den lyckas upprätthålla temperaturen inuti kammaren, mycket lägre än omgivningstemperaturen. Det beror på att el konsumeras. Och vi gör det med hjälp av den energi som erhålls från splittring av livsmedelsprodukter.

Minska värmen från avdunstning kan hjälpa till att kontrollera över urvalet av kläder. Kläder måste väljas utifrån väderförhållanden och aktuell aktivitet. Var inte lat för att ta bort överdrivna kläder när belastningarna växer. Du kommer att svettas mindre. Och var inte lat för att bära den igen när belastningarna slutar. Ta bort fukt och vindkraft om det inte finns något regn med vinden, annars kommer kläderna att mocka från insidan, från din svett. Och, i kontakt med våta kläder, förlorar vi värme och värmeledningsförmåga. Vatten 25 gånger bättre än luft utför värme. Så, i våta kläder, förlorar vi värme 25 gånger snabbare. Det är därför det är viktigt att stödja torra kläder.

Avdunstning är uppdelad i 2 typer:

men) Oekommande tillåtelse (Utan deltagande av svettkörtlar) är avdunstning av vatten från ytan av ljus, slemhinnor i luftvägarna och vatten, läcker genom hudens epitel (avdunstning från hudens yta, även om huden är torr ).

Under dagen genom luftvägarna, upp till 400 ml vattenavdunst, d.v.s. Kroppen förlorar upp till 232 kcal per dag. Om det behövs kan detta värde ökas genom termisk andfåddhet. Genom epidermis, i genomsnitt ca 240 ml vatten sipper per dag. Följaktligen förlorar kroppen upp till 139 kcal per dag. Detta värde är i regel inte beroende av regleringsprocesserna och olika miljöfaktorer.

b) Filtbehörigheter(med det aktiva deltagandet av svettkörtlar) - Detta är återkomsten av värme genom avdunstning av svett. I genomsnitt kännetecknas 400-500 ml svett under en bekväm temperatur på mediet, därför ges upp till 300 kcal av energi. Avdunstningen av 1 liter kruka i en person med en kroppsvikt på 75 kg kan sänka kroppstemperaturen vid 10 ° C. Men om nödvändigt kan volymen av svettning öka till 12 l per dag, d.v.s. Genom att svettas kan du förlora upp till 7 000 kcal per dag.

Avdunstningseffektiviteten beror i stor utsträckning på mediet: Ju högre temperatur och nedre fuktighet, desto högre är effektiviteten av svettning som en värmebestämningsmekanism. Med 100% fuktighet är avdunstning omöjlig. Med hög luftfuktighet av atmosfärisk luft är höga temperaturer tyngre än vid låg fuktighet. I mättad vattenånga luft (till exempel i bad) är svetten markerad i stora mängder, men avdunstar inte och strömmar från huden. Sådan svettning bidrar inte till värmeåtervinning: endast den del av svetten, som avdunstar från hudens yta, är viktig för värmeöverföring (den här delen av svetten är en effektiv svettning).

2. Strålning (strålning):

Strålning (strålning)- Detta är ett sätt att återhämta värme i miljön hos den mänskliga kroppsytan i form av elektromagnetiska vågor av det infraröda området (A \u003d 5-20 μm). På grund av strålningen ger alla objekt energi, vars temperatur är över absolut noll. Elektromagnetisk strålning passerar fritt genom vakuumet, den atmosfäriska luften för den kan också betraktas som "transparent".

Såsom är känt utstrålar alla objekt som uppvärms över omgivningstemperaturen värme. Alla kände att det satt vid elden. Elden utstrålar värme och värmer objekten runt. Samtidigt förlorar elden sin värme.

Människokroppen börjar avge värme så snart omgivningstemperaturen sjunker lägre än hudytemperaturen. För att förhindra värmeförlusten genom strålning måste du skydda kroppens öppna områden. Detta görs med kläder. Således skapar vi ett lager av luft i kläder mellan huden och miljön. Temperaturen på detta skikt kommer att vara lika med kroppstemperaturen och värmeförlusten genom strålningsminskning. Varför slutar värmeförlusten inte alls? Eftersom nu de uppvärmda kläderna kommer att avge värme, förlora det. Och även sätta på ett annat lager av kläder, stoppar du inte strålning.

Mängden värme som sprids av organismen i miljön genom strålning är proportionell mot strålningsytans område (kroppsytan, inte täckt med kläder) och skillnaden i medelvärdena för hudtemperatur och miljö. Vid omgivande temperatur på 20 ° C och relativ fuktighet på 40-60% skingrar kroppen hos en vuxen omkring 40-50% av den totala värmen. Om omgivningstemperaturen överstiger den genomsnittliga hudtemperaturen, värms den mänskliga kroppen, absorberande infraröda strålar som emitteras av de omgivande föremålen.

Värmeöverföringen med strålning ökar när omgivningstemperaturen minskar och minskar när den ökas. Under förhållanden med konstant omgivningstemperatur ökar strålningen från kroppens yta med ökande hudtemperatur och minskar när den reduceras. Om de genomsnittliga yta temperaturerna i huden och miljön är inriktad (temperaturskillnaden blir lika med noll), blir återgången av värme genom strålning omöjlig.

Reducerade värmeöverföringen av kroppen genom strålning genom att reducera ytan av strålningsytan - genom att ändra kroppsposition. Till exempel, när en hund eller en katt är kall, blir de en förvirrande, vilket minskar ytan av värmeöverföring; När det är varmt, tar det tvärtom den position där värmeöverföringsytan ökar så mycket som möjligt. Denna metod för fysisk termoregulering är inte berövad av både en person, "vända sig i bollen" under sömnen i kylrummet.

3. Värmeövervägd (ledning):

Värmeledning (tillstånd) - Detta är ett sätt att återvända värme, som sker när man kontaktar kroppens kontakt med andra fysiska kroppar. Mängden värme som ges till organismen i miljön i denna metod är proportionell mot skillnaden i den genomsnittliga temperaturen hos de kontaktande kropparna, området för kontaktytor, värme av termisk kontakt och den inaktiva kroppens värmeledningsförmåga.

Värmeförlust med värmeledningsförmåga uppstår när direktkontakt med ett kallt objekt uppstår. Vid denna tidpunkt ger vår kropp sin värme. Hastigheten för värmeförlusten beror starkt på den termiska ledningsförmågan hos det föremål som vi är i kontakt. Till exempel är den termiska ledningsförmågan hos stenen 10 gånger högre än trä. Därför, sitter på stenen, kommer vi att förlora värme mycket snabbare. Du märkte nog att sitta på stenen är på något sätt kallare än på en logg.

Beslut? Isolera din kropp från kalla föremål med dåliga värmeledare. Enkelt uttryckt, till exempel, om du reser i bergen, är det ordnat för stannat, sitta på en turistmatta eller klädskorpa. För natten, var noga med att sätta touring matta för sovsäcken, som motsvarar väderförhållandena. Eller, som en sista utväg, det tjocka lagret av torrt gräs eller nålar. Jorden spenderar bra (och därför "väljer") värme och är mycket kyld på natten. På vintern, ta inte metallvaror med nakna händer. Använd handskar. I svåra frost från metallobjekt kan du få lokal frostbit.

Torr luft, adiposvävnad kännetecknas av låg värmeledningsförmåga och är värmeisolatorer (dåliga värmeledare). Kläder minskar värmeöverföringen. Värmeförlusten förhindrar skiktet av rörelsefri luft, som ligger mellan kläder och hud. De värmeisoleringsegenskaperna hos kläder är högre än den minsta av sin struktur som innehåller luft. Detta förklarar de goda värmeisoleringsegenskaperna hos ull- och pälskläder, vilket gör det möjligt att minska värmespridning genom värmeledning. Lufttemperaturen under kläder når 30 ° C. Och tvärtom förlorar den nakna kroppen värme, eftersom luften på dess yta ersätts hela tiden. Därför är temperaturen på huden hos de nakna kroppsdelarna mycket lägre än klädd.

Våt, mättad med vattenånga luft kännetecknas av hög värmeledningsförmåga. Därför åtföljs en persons bostad i ett högt fuktighetsmedium vid låga temperaturer av en ökning av kroppens värmeförlust. Våt kläder förlorar också sina värmeisoleringsegenskaper.

4. Konvektion:

Konvektion- Detta är metoden för värmeöverföring av kroppen, utförd genom överföring av värme genom att flytta luftpartiklar (vatten). För värmespridning kräver konvektion förstärkning av kroppens yta med en lägre temperatur med en lägre temperatur än hudtemperaturen. Samtidigt uppvärms luftskiktet intensivt med huden, minskar sin densitet, stiger och ersätts av kallare och mer tät luft. Under betingelser, när lufttemperaturen är 20 ° C, och den relativa luftfuktigheten är 40-60%, skingrar kroppen hos en vuxen i miljön genom att värma, återställa och konvektion ca 25-30% av värmen (grundläggande konvektion). Med ökande hastighet av luftflöde (vind, ventilation) ökar intensiteten av värmeöverföring (tvångskonvektion avsevärt.

Konsekvensen av konvektionsprocessen ligger i följande - Vår kropp värmer luften nära huden; Den uppvärmda luften blir lättare kall och klättrar upp, och det ersätter kall luft, som uppvärms igen, blir det lättare och förflyttat av nästa del av förkylningen. Om den uppvärmda luften inte fångar med kläder, kommer den här processen att vara oändlig. Faktum är att vi inte är varma kläder, men luften som hon är försenad.

När vinden blåser, förvärras situationen. Vinden bär stora delar av ouppvärmd luft. Även när vi bär en varm tröja är vinden värt att köra ut ur den varma luften. Samma sak händer när vi flyttar. Vår kropp är "kraschat" i luften, och det flyter runt oss, som vinner. Detta multiplicerar också värmeförlust.

Vad är lösningen? Använd ett vindtätt lager: windbreaker och oproducerade byxor. Glöm inte skyddet av nacke och huvud. På grund av hjärnans aktiva blodcirkulation är nacken och huvudet de mest uppvärmda delarna av kroppen, så värmeförluster är mycket stora från dem. Också i kallt väder måste du undvika blåst platser både under körning och när du väljer en plats för över natten.

Kemisk termoregulering:

Kemisk termoreguleringvärmegenereringen utförs på grund av förändringar i metabolismnivån (oxidativa processer) som orsakas av mikrofibrering av muskler (oscillationer), vilket leder till en förändring i uppbyggnaden av värme i kroppen.

Värmekällan i kroppen är exoterma reaktioner av oxidation av proteiner, fetter, kolhydrater, såväl som hydrolys ATP (adenosintrifosfat är en nukleotid, som spelar en extremt viktig roll i utbytet av energi och ämnen i kroppen; först av allt , denna förening är känd som en universell energikälla för alla biokemiska processer som uppstår i levande system). När näringsämnen klyvning, ackumuleras en del av den frigjorda energin i ATP, delas en del som värme (primär värme - 65-70% energi). Vid användning av makro-ergiska bindningar av ATP-molekyler går en del av energin till prestanda av användbart arbete, och delningen släpper ut (sekundär värme). Således är två värmeflödringar - primära och sekundära - värmeprodukt.

Kemisk termoregulering är viktigt för att upprätthålla kroppstemperaturens konstant både under normala förhållanden och när omgivningstemperaturen ändras. Hos människor noteras förstärkningen av värmeproduktion på grund av en ökning av ämnesintensiteten, i synnerhet när omgivningstemperaturen blir under den optimala temperaturen eller komfortzonen. För en person i vanliga lätta kläder är denna zon inom 18-20 ° C, och för naken är 28 ° C.

Den optimala temperaturen under vistning i vatten är högre än i luften. Detta beror på det faktum att vatten med hög värmekapacitet och värmeledningsförmåga kyler kroppen 14 gånger starkare än luft, därför i det kalla badet ökar metabolismen mycket mer än under luften vid samma temperatur.

Den mest intensiva värmeproduktionen i kroppen sker i musklerna. Även om en person ligger orörlig, men med en spända muskler, intensiteten av oxidativa processer och samtidigt värmeproduktion, ökar med 10%. En liten motoraktivitet leder till en ökning av värmegenerering med 50-80% och tung muskelarbete - med 400-500%.

I kemisk termoregulering spelar lever och njurar en viktig roll. Livets blodtemperatur är över blodtemperaturen hos leverartären, vilket indikerar intensiv värmeproduktion i detta organ. När kroppen kyls ökar värmeprodukter i levern.

Vid behov, ökar värmeprodukten, förutom möjligheten att erhålla värme från utsidan, används mekanismer i kroppen som ökar produktionen av termisk energi. Dessa mekanismer inkluderar kontraktiloch Non-slitna termogenes.

1. Uppleva termogenes.

Denna typ av termoregulering fungerar om det är kallt och du behöver höja kroppstemperaturen. Denna metod är i Minskad muskel. Vid skärning av muskler ökar hydrolys av ATP, därför ökar flödet av sekundär värme som uppstår för att värma kroppen.

Vanligtvis, med en minskning av temperaturen hos mediet och blodtemperaturen, är den första reaktionen Öka termoreguleringstonen (Håret på kroppen "Stand End", "Goosebumps" visas). Ur skärmmekanikens synvinkel är den här tonen mikrofibrering och låter dig öka värmen för 25-40% av den ursprungliga nivån. Vanligtvis deltar musklerna i nacken, huvudet, torso och lemmar i skapandet av ton.

Med en mer signifikant överkylning passerar termoreguleringstonen till en speciell typ av muskelkontraktioner - muskulös kall tremordär musklerna inte gör ett användbart arbete och deras reduktion riktas uteslutande för att värma ut. Öka värmeproduktionen. En rysning börjar ofta med nackens muskler, ansikten. Detta förklaras av det faktum att blodtemperaturen först och främst ska öka, vilket flyter till hjärnan. Det antas att värmeproducerande med kalla tremor är 2-3 gånger högre än med godtycklig muskelaktivitet.

Den beskrivna mekanismen fungerar på reflexnivå, utan deltagande av vårt medvetande. Men det är möjligt att höja kroppstemperaturen medveten motoraktivitet. Vid utförande av fysisk ansträngning ökar värmeprodukterna 5-15 gånger jämfört med viloläge. Kärntemperaturen under de första 15-30 minuters långsiktiga arbeten är ganska snabbt upp till en relativt stationär nivå och sedan lagras på denna nivå eller fortsätter att öka långsamt.

2. Incomliant termogenes:

Denna typ av termoregulering kan leda både ökningen och sänka kroppstemperaturen. Det utförs genom att accelerera eller sänka de kataboliska metaboliska processerna (oxidation av fettsyror). Och det kommer i sin tur att leda till en minskning av eller ökande värmeprodukt. På grund av denna typ av termogenes kan nivån på värmeprodukten hos människor växa 3 gånger jämfört med nivån på huvudväxeln.

Reglering av icke-samvetsriktade termogenesprocesser utförs genom att aktivera det sympatiska nervsystemet, produktionen av hormoner av sköldkörteln och hjärnskiktet av binjurarna.

E. Termoreguleringshanteringen.

Hypothalamus.

Termoreguleringssystemet består av ett antal element med inbyggda funktioner. Information om temperaturen kommer från termistorer och med hjälp av nervsystemet kommer in i hjärnan.

Huvudrollen i termoregulering spelar hypotalamus. Den innehåller huvudcentra av termoregulering, som samordnar många och komplexa processer som säkerställer bevarandet av kroppstemperatur på konstant nivå.

Hypotalamus - Detta är ett litet område i den mellanliggande hjärnan, som innehåller ett stort antal cellgrupper (över 30 kärnor), som reglerar hjärnans och homostosens neuroendokrinaktivitet (förmågan att bibehålla konstantiteten i dess interna tillstånd) av kroppen . Hypotalamus är ansluten med nervösa sätt med nästan alla avdelningar i centrala nervsystemet, inklusive bark, hippocampus, mandel, cerebellum, hjärnfat och ryggmärg. Tillsammans med hypofysomen bildar hypotalamus ett hypotalamiskt-hypofysystem där hypotalamus styr frigöring av hypofyshormoner och är en central länk mellan nervsystemet och endokrina systemet. Det lyfter fram hormoner och neuropeptider och reglerar sådana funktioner som en känsla av hunger och törst, termoregulering av kroppen, sexuellt beteende, sömn och vakenhet (cirkadiska rytmer). Forskning de senaste åren visar att hypotalamus spelar en viktig roll i regleringen av högre funktioner, såsom minne och emotionellt tillstånd, och därigenom deltar i bildandet av olika aspekter av beteende.

Förstörelsen av centrumet av hypotalamus eller kränkning av nervösa bindningar leder till förlusten av förmågan att justera kroppstemperaturen.

I den främre hypotalamus finns neuroner som styr värmeöverföringsprocesserna(De ger fysisk termoregulering - smalning av kärlen, svettning). Vid förstörelsen av neuronerna av den främre hypotalamusen toleres kroppen dåligt höga temperaturer, men fysiologisk aktivitet vid kalla förhållanden bevaras.

Bakre hypotalamusneuroner Kontroll värmegenereringsprocesser(De tillhandahåller kemisk termoregulering - förstärkning av värmegenerering, muskulös darrande). Om deras skada störs av förmågan att stärka energibörsen, tolererar kroppen inte förkylningen.

De värmekänsliga nervcellerna i det precothalamus precothalamus precothalamus precision "mäter" temperaturen hos det arteriella blodet som strömmar genom hjärnan och har hög känslighet för temperaturförändringar (kan skilja skillnaden i blodtemperatur i 0,011 ° C ). Förhållandet mellan kalla och värmekänsliga neuroner i hypotalamuset är 1: 6, så centrala termistorer aktiveras företrädesvis genom att temperaturen hos den "kärnan" av människokroppen ökar.

Baserat på analysen och integrationen av information om värdet av blodtemperatur och perifera vävnader bestäms kontinuerligt i den precotala regionen av hypotalamus av den genomsnittliga (integrerade) kroppstemperaturen. Dessa data överförs genom att infoga neuroner i gruppen av neuroner av den främre delen av hypotalamus, definierad i kroppen en viss nivå av kroppstemperatur - "installationspunkt" av termoregulering. Baserat på analysen och jämförelserna av värdena för den genomsnittliga kroppstemperaturen och det angivna temperaturvärdet som ska regleras påverkar mekanismerna för "installationspunkten" genom effektorneuronerna av den bakre hypotalamusen processerna för värmeöverföring eller värmeprodukter för att uppfylla den faktiska och förutbestämda temperaturen.

På grund av det värmekontrollcentrums funktion etableras således jämvikten mellan värmeprodukt och värmeöverföring, vilket gör det möjligt att bibehålla kroppstemperaturen i den optimala organismen för kroppens livslängd.

Endokrina systemet.

Hypothalamus hanterar värmeprodukt- och värmeöverföringsprocesser, sänder nervimpulser till körtlar av intern utsöndring, främst sköldkörtel och binjurar.

Deltagande sköldkörtel Termranguleringen beror på det faktum att effekten av minskad temperatur leder till ökad fördelning av dess hormoner (tyroxin, triiodotyronin), accelererar metabolismen och därmed värmegenerering.

Roll binjurarnadet är förknippat med frisättningen av katekolaminer (adrenalin, norepinerenalin, dopamin), som förstärker eller reducerar oxidativa processer i vävnader (till exempel muskulös), ökar eller minskar värmekärlen och smala eller ökar hudkärlen genom att ändra nivån på värmeöverföring.