1) Innledning ………………………………………………………………………………….3

2) Poikilotermi, heterotermi, homeotermi …………………………...4

3) Prinsipper for kroppstemperaturregulering, varmebalanse ……………5

4) Fysiologi av temoreseptorer ………………………………………………………6

5) Termoreguleringssentraler …………………………………………………………...8

a) varmeoverføringssentre ………………………………………………………...9

b) varmeproduksjonssentre …………………………………………………..10

6) Mekanismer for varmeproduksjon …………………………………………………..10

a) kontraktil termogenese ………………………………………………11

b) ikke-skjelvende termogenese …………………………………………………………………12

7) Varmeoverføringsmekanismer ……………………………………………………….12

a) varmeledning …………………………………………………………...13

b) varmestråling ………………………………………………………………….13

c) konveksjon …………………………………………………………………..14

d) fordampning …………………………………………………………………..14

8) Metabolisme ………………………………………………………………….16

9) Ernæring ………………………………………………………………………………….17

10) Konklusjon …………………………………………………………………...20

11) Liste over brukt litteratur …………………………………………..23

INTRODUKSJON

Uansett hvor forskjellige former for manifestasjon av livet er, er de alltid uløselig knyttet til transformasjonen av energi. Energimetabolisme er en egenskap som er iboende i hver levende celle. Energirike næringsstoffer tas opp og omdannes kjemisk, og metabolske sluttprodukter med lavere energiinnhold frigjøres fra cellen. I følge termodynamikkens første lov forsvinner ikke energi og oppstår ikke igjen. Organismer må motta energi i en form som er tilgjengelig for dem fra miljøet og returnere til miljøet en passende mengde energi i en form som er mindre egnet for videre bruk.

For rundt et århundre siden slo den franske fysiologen Claude Bernard fast at den levende organismen og miljøet danner et enkelt system, siden det er en kontinuerlig utveksling av materie og energi mellom dem. Den normale vitale aktiviteten til organismen støttes av reguleringen av interne komponenter, som krever energiforbruk. Bruken av kjemisk energi i kroppen kalles energimetabolisme: det er han som tjener som en indikator på kroppens generelle tilstand og fysiologiske aktivitet.

Utvekslings- (eller metabolske) prosesser, der spesifikke elementer i kroppen syntetiseres fra den absorberte maten, kalles anabolisme; følgelig kalles de metabolske prosessene der de strukturelle elementene i kroppen eller de absorberte matproduktene forfaller, katabolisme.

En levende organisme produserer varme, som brukes til å varme opp kroppen. Den spesifikke varmekapasiteten til menneskekroppen (mengden varme som kreves for å varme vevet med 1 ° C) er i gjennomsnitt 0,83 kcal / kg per 1 grad (for vann - 1 kcal / kg per grad). For å øke kroppstemperaturen til en person som veier 70 kg med 1 °, bør 58,1 kcal (0,83 70) brukes. I gjennomsnitt tildeler en person som veier 70 kg i hvile ca 72 kcal / time. Følgelig, hvis det ikke var noen andre prosess - varmeoverføring, ville menneskelig vev hver time varmes opp med 1,24 ° (72:58,1). Dette skjer imidlertid ikke, siden normalt, i hvile, er hastigheten på varmeproduksjonen lik hastigheten på tapet. Dette kalles varmebalansen, som er basert på prosessene for regulering av varmeproduksjon og varmeoverføring. Til sammen kalles dette termoregulering.

POIKILOTHERMIA, HETEROTHERMIA, HOMOYOTHERMIA

Det er et lavere stadium i utviklingen av termoreguleringssystemet, hvor temperaturen på dyrets kropp hovedsakelig avhenger av temperaturen i miljøet: når den synker, faller også kroppstemperaturen og omvendt. Denne tilstanden av kroppstemperatur kalles poikilotermi, og dyr kalles poikilotermi. En typisk representant for poikilotermer er frosken. Om vinteren nærmer kroppstemperaturen til frosken null. I denne tilstanden er den fortsatt i stand til å gjøre lange hopp, men ikke mer enn 12-15 cm. Om sommeren når kroppstemperaturen 20-25 ° C, og den kan hoppe mye lenger - opptil 1 m. inn i en tilstand av suspendert animasjon. Det er mikroorganismer der den optimale temperaturen i miljøet varierer fra 0°C til minus 60°C, for eksempel mikrober som lever i isens tykkelse, eller omvendt mikroorganismer som tåler omgivelsestemperaturen fra +70 °C til + 120 °C, for eksempel varmekildemikrober.

Mekanismer for varmeproduksjon og varmeoverføring.

A - rollen til organer i varmeproduksjon

B - rollen til organer i varmeoverføring

En rekke dyr, for eksempel flaggermus, gnagere, noen fuglearter, for eksempel kolibrier, tilhører gruppen av heterotermiske organismer: under noen forhold er de poikiloterme organismer, under andre er de homoioterme.

Pattedyr er homoiotermiske organismer (varmblodige), der det er isotermi, eller konstant kroppstemperatur. Isotermi er imidlertid relativt: temperaturen på vev som ikke ligger dypere enn 3 cm fra kroppens overflate (hud, subkutant vev, overfladiske muskler), eller membraner, avhenger i stor grad av den ytre temperaturen, mens kjernen i kroppen, dvs. , sentralnervesystemet , indre organer, skjelettmuskler, som ligger dypere enn 3 cm, har en relativt konstant temperatur, uavhengig av omgivelsestemperaturen. Således har varmblodige dyr et poikilotermisk skall og en homeoterm "kjerne" eller "kjerne".

Organer for varmeproduksjon og styring av varmeproduksjon.

K - cortex, Kzh - hud, CGt - sentre av hypothalamus, Sdts - vasomotorisk senter, Pm - medulla oblongata, Sm - ryggmarg, Gf - hypofysen, TG - thyreoideastimulerende hormon, Zhvs - endokrine kjertler, Hm - hormoner , M - muskel , Pch - lever, Ptr - fordøyelseskanalen, a, b - flyt av trimimpulser.

Hos mennesker nærmer gjennomsnittstemperaturen i hjernen, blodet og indre organer seg 37 °C. Den fysiologiske grensen for fluktuasjoner av denne temperaturen er 1,5°. En endring i temperaturen i blodet og indre organer hos en person med 2-2,5 ° C fra gjennomsnittsnivået er ledsaget av et brudd på fysiologiske funksjoner, og en kroppstemperatur over 43 ° C er praktisk talt uforenlig med menneskeliv.

PRINSIPPER FOR REGULERING AV KROPPSTEMPERATUR,

TERMISK BALANSE

Temperaturen til kjernen (kroppen) bestemmes av to strømninger - varmeutvikling (varmeproduksjon) og varmeoverføring (varmefrigjøring). I den termonøytrale eller komfortsonen (ved 27-32°C) er det balanse mellom varmeproduksjon og varmetap. For eksempel, under forhold med fysiologisk hvile, produserer kroppen omtrent 1,18 kcal / minutt (eller omtrent 70 kcal per time) og samme mengde varme slippes ut i miljøet. Ved lave omgivelsestemperaturer, til tross for beskyttelsesmekanismen, øker varmetapet i kroppen. Under disse forholdene, for å opprettholde kroppstemperaturen, må kroppen tilsvarende øke varmeproduksjonen. Dermed oppstår et nytt nivå av varmebalanse. For eksempel, ved en lufttemperatur på 10 ° C, når varmeoverføringen 120 kcal / t (under komfortable forhold - 70 kcal / t), derfor, for å opprettholde kroppstemperaturen på et konstant nivå, må varmeproduksjonen også øke til 120 kcal / t. h.

Ved høy omgivelsestemperatur, for eksempel ved 40°C, reduseres varmeeffekten betydelig, for eksempel til 40 kcal/t (i stedet for 70 kcal/t i et behagelig miljø). For å opprettholde en konstant kroppstemperatur må varmeproduksjonen også ned til ca 40 kcal/time. Et nytt nivå av varmebalanse er etablert, som sikrer opprettholdelse av kroppstemperaturen.

Den ledende faktoren som bestemmer nivået av varmebalanse er derfor omgivelsestemperaturen.

Gitt at varmeproduksjonen varierer avhengig av typen fysisk aktivitet til en person, og mengden varmeoverføring i stor grad avhenger av omgivelsestemperaturen, er mekanismer for regulering av varmeproduksjon og varmeoverføring nødvendige. De utføres med deltakelse av spesialiserte strukturer i hjernen, forent i sentrum av termoregulering. Prinsippet for regulering er at kontrollenheten (termoreguleringssentralen) mottar informasjon fra termoreseptorer. Basert på denne informasjonen genererer den slike kommandoer, på grunn av hvilke aktiviteten til kontrollobjekter (arbeidsstrukturer som bestemmer intensiteten av varmeproduksjon og varmeoverføring) endres slik at et nytt nivå av varmebalanse oppstår, som et resultat av at kroppen temperaturen holder seg på et konstant nivå. Termoreguleringssystemet kan fungere i sporingsmodus eller i henhold til prinsippet om mismatch - temperaturen på blodet har endret seg, aktiviteten til kontrollobjektene endres. Imidlertid sørger termoreguleringssystemet også for en mildere måte å opprettholde en konstant kroppstemperatur på, som er basert på prinsippet om regulering ved forstyrrelse: en endring i temperaturen i omgivelsene fanges opp, og uten å vente på at den skal påvirke blodtemperaturen , vises kommandoer i systemet som endrer driften av kontrollobjekter på en slik måte at temperaturen på blodet forblir konstant. I tillegg kan termoreguleringssystemet også fungere i prediktiv kontrollmodus, det vil si tidlig kontroll (disse er betingede reflekser): en person er akkurat i ferd med å gå ut i vintergaten, og varmeproduksjonen hans øker allerede, noe som er nødvendig for å kompensere for varmetap som vil oppstå hos en person utendørs under lave temperaturforhold. I alle tilfeller, for optimal regulering av intensiteten av varmeproduksjon og varmeoverføring, er informasjon om temperaturen på kroppen (kjerne og skall) nødvendig. Det overføres til CNS fra termoreseptorer.

FYSIOLOGI AV TERMORESEPTORER

Termoreseptorer er lokalisert på forskjellige deler av huden, i indre organer (i mage, tarm, livmor, blære), i luftveiene, slimhinner, hornhinnen i øyet, skjelettmuskulatur, blodårer, inkludert arterier, aorta og carotis soner, i mange store årer, så vel som i hjernebarken, ryggmargen, retikulær formasjon, midthjernen, hypothalamus.

Termoreseptorer i CNS er mest sannsynlig nevroner som samtidig fungerer som reseptorer og rollen til en afferent nevron.

Hudens termoreseptorer har blitt studert mest fullstendig. De fleste termoreseptorer er i hodebunnen (ansiktet) og halsen. I gjennomsnitt er det 1 termoreseptor per 1 mm 2 av hudoverflaten. Hudens termoreseptorer er delt inn i kulde og varme. I sin tur er kalde underinndelt i faktisk kalde (spesifikke), som bare reagerer på endringer i temperatur, og taktil-kalde, eller ikke-spesifikke, som samtidig kan reagere på endringer i temperatur og trykk.

Kuldereseptorer er lokalisert i en dybde på 0,17 mm fra hudoverflaten. Det er rundt 250 tusen av dem totalt. De reagerer på temperaturendringer med en kort latent periode. I dette tilfellet avhenger frekvensen av aksjonspotensialet lineært av temperaturen i området fra 41 ° til 10 ° C: jo lavere temperatur, desto høyere pulsfrekvens. Optimal følsomhet er i området fra 15° til 30°C, og ifølge noen kilder - opptil 34°C.

Termiske reseptorer ligger dypere - i en avstand på 0,3 mm fra hudoverflaten. Det er rundt 30 tusen av dem totalt. De reagerer på temperaturendringer lineært i området fra 20° til 50°C: jo høyere temperatur, desto høyere er frekvensen for generering av aksjonspotensial. Optimal følsomhet i området 34-43°C.

Blant kulde- og varmereseptorer er det reseptorpopulasjoner med ulik følsomhet: noen reagerer på en temperaturendring på 0,1 °C (svært følsomme reseptorer), andre på en temperaturendring på 1 °C (middels sensitivitetsreseptorer), og andre på en endring i temperatur 10°C (høy terskel eller lav sensitivitetsreseptorer).

Informasjon fra hudreseptorene går til CNS langs de afferente fibrene i A-delta-gruppen og langs fibrene i C-gruppen; den når CNS med forskjellige hastigheter. Det er mest sannsynlig at impulser fra kuldereseptorer går langs A-delta-fibrene.

Impulsen fra hudreseptorene kommer inn i ryggmargen, der de andre nevronene er lokalisert, og gir opphav til spinothalamiske banen, som ender i ventrobasalkjernene i thalamus, hvorfra en del av informasjonen kommer inn i den sensorimotoriske sonen i hjernebarken, og en del går til de hypotalamiske sentrene for termoregulering.

De høyere delene av sentralnervesystemet (cortex og limbisk system) gir dannelse av varmefølelse (varme, kulde, termisk komfort, termisk ubehag). Følelsen av komfort er bygget på strømmen av impulser fra termoreseptorene i skallet (hovedsakelig huden). Derfor kan kroppen bli "lurt" - hvis kroppen ved høye temperaturer avkjøles med kaldt vann, slik tilfellet er med sommerbading i varmen, skapes en følelse av termisk komfort.

TERMOREGULERINGSSENTER

Termoregulering utføres hovedsakelig med deltagelse av sentralnervesystemet, selv om enkelte termoreguleringsprosesser uten sentralnervesystemet også er mulige. Så det er kjent at blodårene i huden selv kan reagere på kulde: på grunn av den termiske følsomheten til glatte muskelceller for kulde, oppstår avslapning av glatte muskler, derfor oppstår først en reflekspasme i kulden, som er ledsaget av smerte, og deretter utvider fartøyet seg på grunn av den direkte effekten av kulde på glatte muskelceller. Dermed gjør kombinasjonen av to reguleringsmekanismer det mulig på den ene siden å holde på varmen, og på den andre siden å hindre at vev opplever oksygenmangel.

Termoreguleringssentre er i vid forstand et sett med nevroner involvert i termoregulering. De finnes i ulike områder av sentralnervesystemet, inkludert - i hjernebarken, det limbiske systemet (amygdala-komplekset, hippocampus), thalamus, hypothalamus, midten, medulla oblongata og ryggmargen. Hver del av hjernen utfører sine egne oppgaver. Spesielt gir cortex, limbiske system og thalamus kontroll over aktiviteten til de hypotalamiske sentrene og ryggradsstrukturene, og danner adekvat menneskelig oppførsel under ulike miljøtemperaturforhold (arbeidsstilling, klær, frivillig motorisk aktivitet) og opplevelser av varme, kulde eller komfort. . Ved hjelp av hjernebarken utføres forhånd (tidlig) termoregulering - betingede reflekser dannes. For eksempel har en person som skal ut om vinteren en økning i varmeproduksjonen på forhånd.

Det sympatiske og somatiske nervesystemet er involvert i termoregulering. Det sympatiske systemet regulerer prosessene for varmeproduksjon (glykogenolyse, lipolyse), varmeoverføringsprosesser (svette, varmeoverføring ved varmestråling, varmeledning og konveksjon - på grunn av endringer i hudfartøyets tone). Det somatiske systemet regulerer tonisk spenning, frivillig og ufrivillig fasisk aktivitet av skjelettmuskulaturen, dvs. prosessene med kontraktil termogenese.

Hypothalamus spiller en stor rolle i termoregulering. Den skiller mellom klynger av nevroner som regulerer varmeoverføring (varmeoverføringssenter) og varmeproduksjon.

For første gang ble eksistensen av slike sentre i hypothalamus oppdaget av K. Bernard. Han produserte en "termisk injeksjon" (mekanisk irriterte dyrets hypothalamus), hvoretter kroppstemperaturen økte.

Dyr med ødelagte kjerner i den preoptiske regionen av hypothalamus tolererer ikke høye miljøtemperaturer godt. Irritasjon av disse strukturene av elektrisk strøm fører til vasodilatasjon av huden, svette og utseende av termisk kortpustethet. Denne akkumuleringen av kjerner (hovedsakelig paraventrikulær, supraoptisk, suprachiasmatisk) kalles "varmeoverføringssenteret".

Med ødeleggelsen av nevroner i de bakre delene av hypothalamus, tåler dyret ikke kulde godt. Elektrisk stimulering av dette området forårsaker en økning i kroppstemperatur, muskelskjelvinger, en økning i lipolyse, glykogenolyse. Det antas at disse nevronene hovedsakelig er konsentrert i regionen til de ventromediale og dorsomediale kjernene i hypothalamus. Akkumuleringen av disse kjernene ble kalt "senteret for varmeproduksjon."

Ødeleggelsen av sentrene for termoregulering gjør en homoioterm organisme til en poikiloterm.

I følge K. P. Ivanov (1983, 1984) er det sensoriske, integrerende og efferente nevroner i sentrene for varmeproduksjon og varmeoverføring. Sensoriske nevroner mottar informasjon fra termoreseptorer lokalisert i periferien, så vel som direkte fra blodet som bader nevronene. K. P. Ivanov deler sensoriske nevroner i to typer: 1) oppfatter informasjon fra perifere termoreseptorer og 2) oppfatter blodtemperatur. Informasjon fra sensoriske nevroner går til integrerende nevroner, hvor all informasjon om tilstanden til temperaturen til kjernen og skallet til kroppen summeres, dvs. disse nevronene "beregner" gjennomsnittlig kroppstemperatur. Deretter sendes informasjonen til kommandoneuronene, der den nåværende verdien av gjennomsnittlig kroppstemperatur sammenlignes med et gitt nivå. Spørsmålet om nevronene som setter dette nivået forblir åpent. Men det er sannsynlig at det er slike nevroner, og de kan være lokalisert i cortex, det limbiske systemet eller, mer sannsynlig, i hypothalamus. Så hvis det oppdages et avvik fra det gitte nivået som et resultat av sammenligningen, blir efferente nevroner begeistret: i sentrum av varmeoverføringen er disse nevronene som regulerer svette, hudens vaskulære tone og volumet av sirkulerende blod , og i sentrum av varmeproduksjonen er dette nevroner som regulerer prosessen med varmegenerering. Det er fortsatt uklart om hvert senter (varmeoverføring og varmeproduksjon) er engasjert i "beregninger" og tar selvstendige beslutninger, eller om det er et annet separat senter hvor denne prosessen finner sted.

varmeoverføringssentre. Når de efferente nevronene i varmeoverføringssenteret er begeistret, kan den vaskulære tonen i huden avta. Dette skyldes effekten av de efferente nevronene i varmeoverføringssenteret ("hudkar") på det vasomotoriske senteret, som igjen påvirker aktiviteten til de spinale sympatiske nevronene som sender en strøm av impulser til de glatte musklene i hudkarene. Som et resultat, når de hypotalamiske nevronene til "hudkarene" er begeistret, synker tonen i hudkarene, hudens blodstrøm øker og varmeoverføringen øker på grunn av varmestråling, varmeledning og konveksjon. Økt hudblodstrøm bidrar også til økt svette (varmetap ved fordampning). Hvis endringen i hudens blodstrøm ikke er nok til å frigjøre varme, blir nevroner begeistret, noe som fører til frigjøring av blod fra bloddepotene og derved til en økning i volumet av varmeoverføring. Hvis denne mekanismen ikke bidrar til normalisering av temperaturen, blir de efferente nevronene i varmeemisjonssenteret begeistret, som begeistrer de sympatiske nevronene som aktiverer svettekjertlene, disse nevronene i hypothalamus kan betinget kalles "svetteregulerende nevroner" , eller nevroner som regulerer svette. Sympatiske nevroner som aktiverer svette er lokalisert i sidesøylene i ryggmargen (Th 2 -L 2), og postganglioniske nevroner er lokalisert i de sympatiske gangliene. Postganglioniske fibre som fører til svettekjertlene er kolinerge, deres mediator er acetylkolin, som øker aktiviteten til svettekjertelen på grunn av interaksjon med dens M-kolinerge reseptorer (blokker - atropin).

varmeproduksjonssentre. De efferente nevronene i senteret for varmeproduksjon kan også betinget deles inn i flere typer, som hver inkluderer den tilsvarende mekanismen for varmeproduksjon.

a) Noen nevroner aktiverer det sympatiske systemet når de er opphisset, noe som resulterer i en økning i intensiteten av energigenererende prosesser (lipolyse, glykogenolyse, glykolyse, oksidativ fosforylering). Spesielt sympatiske nerver, på grunn av interaksjonen mellom deres mediator (norepinefrin) med beta-adrenerge reseptorer, aktiverer prosessene med glykogenolyse og glykolyse i leveren, og prosessene med lipolyse i brunt fett.

Samtidig, når det sympatiske nervesystemet er opphisset, øker utskillelsen av binyremarghormoner - adrenalin og noradrenalin, som øker varmeproduksjonen i leveren, skjelettmuskulaturen, brunt fett, aktiverende glykogenolyse, glykolyse og lipolyse.

b) Det er efferente nevroner i hypothalamus som påvirker hypofysen, og gjennom den - skjoldbruskkjertelen: produksjonen av jodholdige hormoner (T 3 og T 4) øker, noe som muligens på grunn av frakobling av oksidative fosforyleringsprosesser , øke strømmen av primær varme, det vil si at under deres påvirkning avtar akkumuleringen av energi i ATP, og mesteparten av energien spres i form av varme.

c) I det hypotalamiske senteret for varmeproduksjon er det også en populasjon av efferente nevroner, hvis eksitasjon fører til utseendet av termoregulatorisk tonus (samtidig øker tonen i skjelettmuskulaturen, på grunn av hvilken varmeutviklingen øker med omtrent 40 -60%) eller faselignende sammentrekninger av individuell muskel
fibre, som kalles "shiver". I alle disse tilfellene blir kommandoen fra de efferente nevronene i hypothalamus til slutt overført til alfamotorneuronene. Den sentrale tremorbanen er en efferent vei fra hypothalamus til alfamotoriske nevroner gjennom mellomformasjoner, spesielt gjennom tegmentum i mellomhjernen (tektospinalbanen) og gjennom den røde kjernen (rubrospinalkanalen). Detaljene rundt denne stien er fortsatt uklare.

MEKANISMER FOR VARMEPRODUKSJON

Varmekilden i kroppen er eksoterme reaksjoner av oksidasjon av proteiner, fett, karbohydrater, samt ATP-hydrolyse. Under hydrolysen av næringsstoffer lagres en del av den frigjorte energien i ATP, og en del spres i form av varme (primærvarme). Ved bruk av energien som er akkumulert i AHF, brukes en del av energien til å utføre nyttig arbeid, en del spres i form av varme (sekundær varme). Dermed er to varmestrømmer - primær og sekundær - varmeproduksjon. Ved høy temperatur i omgivelsene eller når en person kommer i kontakt med en varm kropp, kan kroppen motta en del av varmen utenfra (eksogen varme).

Hvis det er nødvendig å øke varmeproduksjonen (for eksempel under forhold med lav omgivelsestemperatur), i tillegg til muligheten for å hente varme fra utsiden, er det mekanismer i kroppen som øker varmeproduksjonen.

Klassifisering av varmeproduksjonsmekanismer:

1. Kontraktil termogenese - varmeproduksjon som følge av skjelettmuskelsammentrekning:

a) frivillig aktivitet av bevegelsesapparatet;

b) termoregulatorisk tone;

c) kald muskelskjelving, eller ufrivillig rytmisk aktivitet av skjelettmuskulaturen.

2. Ikke-skjelvende termogenese, eller ikke-skjelvende termogenese (varmeproduksjon som følge av aktivering av glykolyse, glykogenolyse og lipolyse):

a) i skjelettmuskulaturen (på grunn av frakobling av oksidativ fosforylering);

b) i leveren;

c) i brunt fett;

d) på grunn av matens spesifikke dynamiske virkning.

kontraktil termogenese

Med muskelkontraksjon øker ATP-hydrolyse, og derfor øker strømmen av sekundær varme, som går til å varme opp kroppen. Vilkårlig muskelaktivitet skjer hovedsakelig under påvirkning av hjernebarken. Menneskelig erfaring viser at under forhold med lav miljøtemperatur er bevegelse nødvendig. Derfor realiseres betingede reflekshandlinger, og den frivillige motoriske aktiviteten øker. Jo høyere den er, jo høyere er varmeproduksjonen. Det er mulig å øke den med 3-5 ganger sammenlignet med verdien av hovedbørsen. Vanligvis, med en reduksjon i temperaturen i miljøet og blodtemperaturen, er den første reaksjonen en økning i termoregulatorisk tone. Det ble først identifisert i 1937 hos dyr, og i 1952 hos mennesker. Ved hjelp av metoden for elektromyografi har det blitt vist at med en økning i muskeltonus forårsaket av hypotermi, øker den elektriske aktiviteten til musklene. Fra synet på sammentrekningsmekanikken er den hermoregulatoriske tonen en mikrovibrasjon. I gjennomsnitt, når det vises, øker varmeproduksjonen med 20-45% av det opprinnelige nivået. Med mer signifikant hypotermi, blir den termoregulatoriske tonen til muskelkald skjelving. Termoregulatorisk tone er mer økonomisk enn muskelskjelvinger. Vanligvis er musklene i hodet og nakken involvert i opprettelsen.

Skjelving, eller kald muskelskjelving, er en ufrivillig rytmisk aktivitet av overfladisk lokaliserte muskler, som et resultat av at varmeproduksjonen øker med 2-3 ganger sammenlignet med det opprinnelige nivået. Vanligvis oppstår skjelving først i musklene i hodet og nakken, deretter i bagasjerommet og til slutt i lemmene. Det antas at effektiviteten av varmeproduksjon under skjelving er 2,5 ganger høyere enn ved frivillig aktivitet.

Signaler fra nevronene i hypothalamus går gjennom den "sentrale skjelvingsveien" (tektum og rød kjerne) til alfamotorneuronene i ryggmargen, hvorfra signalene går til de tilsvarende musklene, og forårsaker deres aktivitet. Curariforme stoffer (muskelavslappende midler), på grunn av blokkeringen av H-kolinerge reseptorer, blokkerer utviklingen av termoregulatorisk tonus og kald skjelving. Dette brukes til å skape kunstig hypotermi, og tas også i betraktning ved kirurgiske inngrep der muskelavslappende midler brukes.

Ikke-skjelvende termogenese

Det utføres ved å øke oksidasjonsprosessene og redusere effektiviteten av konjugering av oksidativ fosforylering. Hovedstedet for varmeproduksjon er skjelettmuskulatur, lever, brunt fett. På grunn av denne typen termogenese kan varmeproduksjonen øke med 3 ganger.

I skjelettmuskulaturen er en økning i ikke-kontraktil termogenese assosiert med en reduksjon i effektiviteten av oksidativ fosforylering på grunn av frakobling av oksidasjon og fosforylering, i leveren - hovedsakelig gjennom aktivering av glykogenolyse og påfølgende oksidasjon av glukose. Brunt fett øker varmeproduksjonen på grunn av lipolyse (under påvirkning av sympatiske påvirkninger og adrenalin). Brunt fett er lokalisert i occipital-regionen, mellom skulderbladene, i mediastinum langs de store karene, i armhulene. I hvile genereres omtrent 10 % av varmen i brunt fett. Når det avkjøles, øker rollen til brunt fett dramatisk. Med kuldetilpasning (hos innbyggere i de arktiske sonene) øker massen av brunt fett og dets bidrag til den totale varmeproduksjonen.

Reguleringen av prosessene for ikke-skjelvende termogenese utføres ved å aktivere det sympatiske systemet og produksjonen av skjoldbruskkjertelhormoner (de kobler fra oksidativ fosforylering) og binyremargen.

VARMEOVERFØRINGSMEKANISMER

Hoveddelen av varmen genereres i de indre organene. Derfor må den indre varmestrømmen som skal fjernes fra kroppen nærme seg huden. Varmeoverføring fra indre organer utføres på grunn av varmeledning (mindre enn 50 % av varmen overføres på denne måten) og konveksjon, dvs. varme- og masseoverføring. Blod er på grunn av sin høye varmekapasitet en god varmeleder.

Den andre varmefluksen er fluksen som ledes fra huden til omgivelsene. Det kalles den ytre strømmen. Når man vurderer varmeoverføringsmekanismer, menes vanligvis denne strømmen.

Varmeoverføring til miljøet utføres ved hjelp av 4 hovedmekanismer:

1) fordampning;

2) varmeledning;

3) varmestråling;

4) konveksjon.

Mekanismer for varmeoverføring og kontroll av varmeavgivelse.

K - cortex, Kzh - hud, CGt - sentre av hypothalamus, Sdts - vasomotorisk senter, Pm - medulla oblongata, Sm - ryggmarg, Gf - hypofysen, TG - thyreoideastimulerende hormon, Zhvs - endokrine kjertler, Hm - hormoner , Ptr - fordøyelseskanalen, Ks - blodårer, L - lunger, a, b - flyt av afferente impulser.

Bidraget fra hver mekanisme til varmeoverføring bestemmes av miljøtilstanden og hastigheten på varmeproduksjonen i kroppen. Under forhold med termisk komfort avgis hoveddelen av varmen på grunn av varmeledning, varmestråling og konveksjon, og bare 19-20% - gjennom fordampning. Ved høy omgivelsestemperatur avgis opptil 75-90 % av varmen på grunn av fordampning.

Varmeledning- dette er en måte å avgi varme til en kropp som er i direkte kontakt med menneskekroppen. Jo lavere temperaturen på denne kroppen er, desto høyere temperaturgradient, desto høyere er varmetapet på grunn av denne mekanismen. Vanligvis er denne metoden for varmeoverføring begrenset til klær og luftlaget, som er gode varmeisolatorer, samt det subkutane fettlaget. Jo tykkere dette laget er, jo mindre sannsynlig er det å overføre varme til en kald kropp.

Varmestråling- varmeoverføring fra hudområder som ikke er dekket av klær. Oppstår ved langbølget infrarød stråling, så denne typen varmeoverføring kalles også strålingsvarmeoverføring. Under forhold med termisk komfort avgis opptil 60 % av varmen på grunn av denne mekanismen. Effektiviteten til varmestråling avhenger av temperaturgradienten (jo høyere den er, jo mer varme avgis), av området som stråling oppstår fra, av antall objekter i miljøet som absorberer infrarøde stråler.

Konveksjon. Luften i kontakt med huden varmes opp og stiger, dens plass tas av en "kald" porsjon luft osv. På denne måten, på grunn av varme og masseoverføring, avgis opptil 15 % av varmen under forhold termisk komfort.

I alle disse mekanismene spiller hudens blodstrøm en viktig rolle: når intensiteten øker på grunn av en reduksjon i tonen i arteriolære glatte muskelceller og lukking av arteriovenøse shunts, øker varmeoverføringen betydelig. Dette forenkles også av en økning i volumet av sirkulerende blod: jo større verdi, jo høyere er muligheten for varmeoverføring til miljøet. I kulden oppstår motsatte prosesser - hudens blodstrøm reduseres, inkludert på grunn av direkte overføring av arterielt blod fra arteriene til venene, forbi kapillærene, volumet av sirkulerende blod reduseres, og atferdsreaksjonen endres også: en person eller dyr tar instinktivt en "kalachik" -posisjon, fordi i dette tilfellet reduseres varmeoverføringsområdet med 35%, hos dyr legges reaksjonen til dette - "gåsehud" - stigningen av hudhår (piloereksjon) , som øker cellulariteten til huden og reduserer muligheten for varmeoverføring.

Hendene utgjør en liten del av kroppsoverflaten - bare 6%, men opptil 60% av varmen avgis av huden ved hjelp av mekanismen for tørr varmeoverføring (varmestråling, konveksjon).

Fordampning. Varmeoverføring skjer på grunn av energiforbruk (0,58 kcal per 1 ml vann) for fordampning av vann. Det er to typer fordampning, eller svette: umerkelig og merkbar svette.

a) umerkelig svette er fordampning av vann fra slimhinnene i luftveiene og vann som siver gjennom epitelet i huden (vevsvæske). Normalt fordamper opptil 400 ml vann gjennom luftveiene per dag, det vil si at det gis 400x0,58 kcal = 232 kcal / dag. Om nødvendig kan denne verdien økes på grunn av den såkalte termiske dyspnéen, som skyldes påvirkningen av nevronene i varmeoverføringssenteret på de respiratoriske nevronene i hjernestammen.

I gjennomsnitt siver rundt 240 ml vann gjennom epidermis per dag. På grunn av dette gis 240 0,58 kcal \u003d 139 kcal / dag. Denne verdien avhenger ikke av reguleringsprosessene og ulike miljøfaktorer.

Begge typer umerkelig svette per dag lar deg gi (400 + 240) 0,58 = 371 kcal.

b) merkbar svette (varmeavgivelse ved fordampning av svette) I gjennomsnitt frigjøres 400-500 ml svette per dag ved en behagelig miljøtemperatur, derfor avgis det opptil 300 kcal. Om nødvendig kan imidlertid svettevolumet øke med opptil 12 l / dag, det vil si at nesten 7000 kcal per dag kan gis ved svette. I timen kan svettekjertler produsere opptil 1,5 liter, og ifølge enkelte kilder - opptil 3 liter svette.

Effektiviteten til fordampning avhenger i stor grad av miljøet: jo høyere temperatur og jo lavere luftfuktighet (luftmetning med vanndamp), jo høyere effektivitet er svette som varmeoverføringsmekanisme. Ved 100 % metning av luften med vanndamp er fordampning umulig.

Svettekjertler består av en terminal del, eller kropp, og en svettekanal, som åpner seg utover gjennom svetteporen. I henhold til arten av sekresjon er svettekjertler delt inn i ekkrine (merokrine) og apokrine kjertler. Apokrine kjertler er lokalisert hovedsakelig i armhulen, i kjønnsregionen, så vel som i regionen av labia, perineum og areola. Apokrine kjertler skiller ut et fettstoff rikt på organiske forbindelser. Spørsmålet om deres innervasjon diskuteres - noen hevder at det er adrenerg sympatisk, andre mener at det er fraværende i det hele tatt og sekresjonsproduksjon avhenger av hormonene i binyremargen (adrenalin og noradrenalin).

Modifiserte apokrine kjertler er ciliærkjertlene som ligger i øyelokkene nær øyevippene, samt kjertlene som produserer ørevoks i den ytre hørselskanalen, og nesekjertlene (vestibulekjertlene). Imidlertid deltar ikke apokrine kjertler i fordampning. Eccrine, eller merokrine, svettekjertler er lokalisert i huden på nesten alle områder av kroppen. Det er mer enn 2 millioner av dem totalt (selv om det er mennesker der de er nesten helt fraværende). De fleste svettekjertler er på håndflatene og sålene (over 400 per 1 cm 2) og i huden på pubis (ca. 300 per 1 cm 2). Hastigheten av svettedannelse, samt involvering av svettekjertlene i forskjellige deler av kroppen, varierer mye.

I henhold til dens kjemiske sammensetning er svette en hypotonisk løsning: den inneholder 0,3 % natriumklorid (nesten 0,9 % i blodet), urea, glukose, aminosyrer, ammonium og små mengder melkesyre. Svettes pH varierer fra 4,2 til 7, med et gjennomsnitt på pH = 6. Egenvekten er 1,001-1,006. Siden svette er et hypotonisk medium, med rikelig svette, går mer vann tapt enn salter, og en økning i osmotisk trykk kan oppstå i blodet. Derfor er rikelig svetting full av en endring i vann-saltmetabolismen.

Svettekjertlene innerveres av sympatiske kolinerge fibre - acetylkolin frigjøres ved endene deres, som interagerer med M-kolinerge reseptorer, og øker svetteproduksjonen. Preganglioniske nevroner er lokalisert i de laterale kolonnene av ryggmargen på nivået av Th 2 -L 2 , og postganglioniske nevroner - i den sympatiske stammen.

Hvis det er nødvendig å øke varmeoverføringen ved å svette, aktiveres nevronene i cortex, det limbiske systemet og hovedsakelig hypothalamus. Signaler fra de hypotalamiske nevronene går til nevronene i ryggmargen og involverer gradvis ulike deler av huden i prosessen med svette: først ansiktet, pannen, nakken, deretter stammen og lemmer.

Det er ulike måter å aktivt påvirke svetteprosessen. For eksempel, mange febernedsettende midler, eller febernedsettende: aspirin og andre salisylater - øker svette og reduserer derved kroppstemperaturen (det er økt varmeoverføring ved fordampning). Lindens blomsterstander, bringebær, hovblader har også en svevende effekt.

METABOLISME

Metabolisme er prosessen med metabolisme av stoffer som kommer inn i kroppen, som et resultat av at mer komplekse eller omvendt enklere stoffer kan dannes fra disse stoffene.

Menneskekroppen, som organismene til andre representanter for dyre- og planteverdenen, er et åpent termodynamisk system. Den mottar konstant en strøm av gratis energi. Samtidig gir det energi til miljøet, for det meste avskrevet (bundet). Takket være disse to strømmene forblir entropien til en levende organisme (graden av uorden, kaos, degradering) på et konstant (minimum) nivå. Når, av en eller annen grunn, strømmen av fri energi (negentropi) avtar (eller dannelsen av bundet energi øker), øker den totale entropien til organismen, noe som kan føre til dens termodynamiske død.

I følge termodynamikken til levende systemer er livet en kamp med entropi, en kamp mellom systemorden og degradering. I følge den velkjente Prigogine-ligningen skjer minimumsøkningen i entropi dersom hastigheten på negentropistrømmen er lik hastigheten på entropistrømmen inn i mediet.

Gratis energi til kroppen kan bare komme fra mat. Det er akkumulert i komplekse kjemiske bindinger av proteiner, fett og karbohydrater. For å frigjøre denne energien gjennomgår næringsstoffer først hydrolyse og deretter oksidasjon under anaerobe eller aerobe forhold.

I prosessen med hydrolyse, som utføres i mage-tarmkanalen, frigjøres en ubetydelig del av den frie energien (mindre enn 0,5%). Det kan ikke brukes til behovene til bioenergi, siden det ikke akkumuleres av makroerger av ATP-typen. Det blir bare til termisk energi (primær varme), som brukes av kroppen for å opprettholde temperaturhomeostase.

Det andre stadiet av energifrigjøring er prosessen med anaerob oksidasjon. Spesielt frigjøres omtrent 5 % av all fri energi fra glukose på denne måten når den oksideres til melkesyre. Denne energien akkumuleres imidlertid av ATP macroerg og brukes til å utføre nyttig arbeid, for eksempel for muskelkontraksjon, for driften av natrium-kalium-pumpen, men til slutt blir den også til varme, som kalles sekundær varme.

Trinn 3 - hovedstadiet for energifrigjøring - opptil 94,5% av all energi som kan frigjøres under kroppens forhold. Denne prosessen utføres i Krebs-syklusen: den oksiderer pyrodruesyre (et produkt av glukoseoksidasjon) og acetylkoenzym A (et produkt av oksidasjon av aminosyrer og fettsyrer). I prosessen med aerob oksidasjon frigjøres fri energi som et resultat av løsrivelse av hydrogen og overføring av elektroner og protoner gjennom kjeden av respiratoriske enzymer til oksygen. Samtidig skjer ikke frigjøringen av energi på en gang, men gradvis kan derfor mesteparten av denne frie energien (ca. 52-55%) akkumuleres til makroerg energi (ATP). Resten går tapt i form av primær varme som et resultat av "ufullkommenhet" av biologisk oksidasjon. Etter å ha brukt den frie energien som er lagret i ATP for å utføre nyttig arbeid, blir den til sekundær varme.

Dermed blir all den frie energien som frigjøres under oksidasjonen av næringsstoffer til slutt omdannet til termisk energi. Derfor er måling av mengden termisk energi som kroppen frigjør en metode for å bestemme kroppens energiforbruk.

Som et resultat av oksidasjon omdannes glukose, aminosyrer og fettsyrer i kroppen til karbondioksid og vann.

Energimetabolismen til en dyreorganisme (bruttometabolisme) består av grunnstoffskiftet og arbeidsøkningen til grunnstoffskiftet. Den opprinnelige verdien av nivået av metabolske prosesser er hovedutvekslingen. Disse standardbetingelsene for å bestemme basal metabolisme karakteriserer de faktorene som kan påvirke intensiteten av metabolske prosesser hos mennesker. For eksempel er stoffskiftet utsatt for daglige svingninger, som øker om morgenen og avtar om natten. Intensiteten av stoffskiftet øker også under fysisk og mentalt arbeid. Inntak av næringsstoffer og deres videre fordøyelse har en betydelig innvirkning på stoffskiftet, spesielt hvis næringsstoffene er av proteinkarakter. Dette fenomenet kalles den spesifikke dynamiske handlingen til mat. En økning i intensiteten av metabolisme etter å ha tatt et proteinmåltid kan vare i 12-18 timer. Og til slutt, hvis omgivelsestemperaturen faller under komforttemperaturen, så intensiteten av metabolske prosesser øker. Forskyvninger i avkjølingsretningen fører til større økning i stoffskiftet enn tilsvarende forskyvninger i retning av økende temperatur.

Selv med full og streng overholdelse av standardbetingelser, kan verdien av basalmetabolismen hos friske mennesker variere. Denne variasjonen forklares av forskjeller i alder, kjønn, høyde og kroppsvekt. Som regel tas verdien på 4,2 kJ / kg t som en omtrentlig verdi av standard (grunnleggende) metabolsk hastighet; for en person som veier 70 kg, er den tilsvarende basale metabolske hastigheten omtrent 7100 kJ / dag (1700 kcal / dag).

ERNÆRING

Ernæring er prosessen med assimilering av kroppen av stoffer som er nødvendige for å bygge og fornye kroppsvev, samt for å dekke energikostnader.

Generelt inkluderte utviklingen av ernæringsbehovene til dyreorganismer prosessen med å begrense deres egen syntese av en rekke forbindelser med en samtidig utvidelse av forbruket av visse typer organiske forbindelser. Dette førte til isolering av en hel gruppe stoffer som er uunnværlige for høyere dyr og mennesker, dvs. nødvendige for metabolisme, men ikke syntetisert uavhengig.

Bruk av matprodukter, hovedsakelig bestående av komplekse forbindelser av plante- eller animalsk opprinnelse, for kroppens energi- eller plastbehov er kun mulig etter hydrolyse av disse produktene og transformasjon til relativt enkle forbindelser, blottet for artsspesifisitet. Næringsbehovet til ulike dyrearter er forskjellig avhengig av hvilke næringsstoffer kroppen er i stand til å syntetisere og hvilke som må komme utenfra. Og likevel er forskjellene i ernæringsbehov hovedsakelig på grunn av måtene for fordøyelse (hydrolyse) av mat. Dette skyldes det faktum at i høyere dyreorganismer foregår mellomliggende metabolske prosesser på lignende måte.

I metabolisme (metabolisme) og energi skilles to prosesser: anabolisme og katabolisme. Under anabolisme forstå helheten av prosesser rettet mot å bygge kroppens strukturer hovedsakelig gjennom syntese av komplekse organiske stoffer; under katabolisme - et sett med prosesser for nedbrytning av komplekse organiske forbindelser og bruk av relativt enkle stoffer dannet i prosessen med energiutveksling. Anabolisme og katabolisme er basert på prosessene med henholdsvis assimilering og dissimilering, som er sammenkoblet i kroppen og balansert i en normal kropp.

Generelt er behovene til dyr ganske homogene: de trenger næringsstoffer med lignende struktur for energiutveksling; i stoffer som aminosyrer, puriner og noen lipider for å bygge komplekse proteinmolekyler og cellestrukturer; i spesielle metabolske katalysatorer og cellemembranstabilisatorer; i uorganiske ioner og forbindelser for fysiske og kjemiske prosesser i kroppen og til slutt i et universelt biologisk løsningsmiddel - vann - for å skape et miljø for cellulær metabolisme.

Til syvende og sist inkluderer maten til svært organiserte organismer organiske stoffer, hvorav de aller fleste er proteiner, lipider og karbohydrater. Produktene av deres hydrolyse - aminosyrer, fettsyrer, glyserol og monosakkarider - brukes på energiforsyningen til kroppen. I prosessene med energiutveksling er aminosyrer, fettsyrer og monosakkarider forbundet med vanlige transformasjonsveier. Derfor kan matstoffer som energibærere byttes ut i samsvar med energiverdien (den isodynamiske regelen).

Energiverdien (kaloriverdien) til mat estimeres av mengden termisk energi som frigjøres under forbrenning av 1 g matstoff (fysiologisk kaloriverdi), som tradisjonelt uttrykkes i kilokalorier eller i SI - i joule (1 kcal \u003d 4,187). kJ). Beregninger viste at energiverdien til fett (38,9 kJ/g; 9,3 kcal/g) er dobbelt så høy som til proteiner og karbohydrater (17,2 kJ/g; 4,1 kcal/g). Proteiner og karbohydrater har samme energiverdi og kan erstattes 1:1 i vektforhold.

For å opprettholde en stasjonær tilstand av organismen, må det totale energiforbruket dekkes av inntak av næringsstoffer som har en tilsvarende energireserve i sine kjemiske bindinger. Hvis mengden innkommende mat ikke er nok til å dekke energiforbruket, blir energiforbruket kompensert av interne reserver, hovedsakelig fett. Hvis massen av innkommende mat når det gjelder energibærere overstiger energiforbruket, er prosessen med å lagre fett i gang, uavhengig av sammensetningen av maten.

Imidlertid bør man alltid huske at disse tre energikildene også er plastmaterialet til dyreorganismen. Derfor er langsiktig utelukkelse av ett av de tre næringsstoffene fra kostholdet og erstatning med en energisk ekvivalent mengde av et annet stoff uakseptabelt.

KONKLUSJON

Livet er forbundet med et kontinuerlig forbruk av energi, som er nødvendig for kroppens funksjon. Fra termodynamikkens synspunkt tilhører levende organismer åpne systemer, siden de for deres eksistens kontinuerlig utveksler stoffer og energi med det ytre miljøet. Energikilden til levende organismer er kjemiske transformasjoner av organiske stoffer som kommer fra miljøet. Transformasjonen av disse stoffene fra komplekse til enkle fører til frigjøring av energi som finnes i kjemiske bindinger. Utvinning av energi fra kjemiske bindinger utføres hovedsakelig med forbruk av molekylært oksygen (aerob utveksling); oksidasjon i en rekke kjeder innledes av oksygenfri spaltning (anaerob metabolisme).

Hovedenergiakkumulatoren for bruk i cellulære prosesser er adenosintrifosfat (ATP). Ved hjelp av ATP-energi gis muligheten for proteinsyntese, celledeling, opprettholdelse av deres osmotiske gradient, muskelsammentrekning osv. I henhold til termodynamikkens første lov er den kjemiske energien til ATP, som har gått gjennom mellomstadier, til slutt blir til varme, som går tapt av kroppen. Derfor er intensiteten av kroppens energiutveksling summen av energiforbruk på funksjonen til cellulære systemer, akkumulert energi og dets tap i form av varme.

Livet til en organisme avhenger av flyten av kjemiske reaksjoner med konvertering av alle typer energi til varme. Hastigheten av kjemiske reaksjoner, og dermed energiutvekslingen, avhenger av temperaturen i vevene. Varme som den endelige transformasjonen av energi er i stand til å bevege seg fra et område med høyere temperatur til et område med lavere. Temperaturen til vev bestemmes av forholdet mellom hastigheten på metabolsk varmeproduksjon av deres cellulære strukturer og hastigheten på spredningen av den resulterende varmen til miljøet. Derfor er varmeveksling mellom organismen og det ytre miljø en vesentlig betingelse for eksistensen av dyreorganismer. For å opprettholde normal (optimal) kroppstemperatur har dyreorganismer et system for å regulere varmevekslingen med omgivelsene.

Dyreorganismer er delt inn i poikilotermiske og homeotermiske. Poikilotherms (står på de nedre trinnene på den fylogenetiske stigen) har ufullkomne, men fortsatt ganske effektive mekanismer for termoregulering. Disse mekanismene inkluderer et kjemisk temperaturkompensasjonssystem som gjør det mulig å opprettholde en stabil energiutveksling med betydelige endringer i kroppstemperatur, termoregulering ved atferd (valg av optimal miljøtemperatur) og temperaturhysterese (evnen til å fange varme fra det ytre miljø raskere enn å miste den ).

Homeothermi er en senere ervervelse av utviklingen av dyreverdenen. Fugler og pattedyr er klassifisert som virkelig homoiotermiske dyr, siden disse dyrene er i stand til å opprettholde en konstant kroppstemperatur innenfor 2 ° C med relativt store svingninger i temperaturen i det ytre miljøet.

Homoiotermi er basert på et høyere nivå av energiutveksling enn hos poikilotermiske dyr på grunn av den økte rollen til skjoldbruskkjertelhormoner som stimulerer funksjonen til den cellulære natriumpumpen. Høy energiutveksling førte til dannelsen av perfekte mekanismer for regulering av termisk energi i kroppen.

En rekke dyr tilhører gruppen av heterotermiske organismer: under noen forhold er de poikiloterme organismer, under andre er de homoioterme.

For å opprettholde en konstant kroppstemperatur har homoiotermiske dyr kjemisk og fysisk termoregulering. Fysisk termoregulering utføres ved å endre den termiske ledningsevnen til integumentære vev i kroppen (endring i hudens blodstrøm, piloereksjon, fordampning av fuktighet fra overflaten av kroppen eller munnhulen).

Kjemisk termoregulering utføres ved å øke varmeutviklingen i kroppen. Det er to hovedkilder til kjemisk termoregulering (kontrollert varmeutvikling): kontraktil termogenese på grunn av den frivillige aktiviteten til bevegelsesapparatet, termoregulatorisk tonus og muskelskjelving, og ikke-kontraktil termogenese på grunn av brunt fettvev, den spesifikke dynamiske virkningen av mat, etc.

Varmeutveksling styres av aktiviteten til termoreseptorer, informasjon som kommer inn i termoreguleringssenteret til hypothalamus, som styrer reaksjonene til kjemisk og fysisk termoregulering.

Langvarig eksponering for høye eller lave omgivelsestemperaturer fører til betydelige endringer i kroppens egenskaper, og øker dens motstand mot virkningen av passende temperaturfaktorer.

Konstruksjon og fornyelse av kroppsvev, samt dekning av kroppens energiforbruk, må forsynes med tilstrekkelig næring. Det er to prosesser i metabolisme og energi: anabolisme og katabolisme. Anabolisme forstås som et sett med prosesser rettet mot å bygge kroppens strukturer, hovedsakelig gjennom syntese av komplekse organiske stoffer. Katabolisme er et sett med prosesser for nedbrytning av komplekse organiske stoffer for å frigjøre energi. Anabolisme og katabolisme er basert på prosessene med henholdsvis assimilering og dissimilering, som er sammenkoblet og balansert.

Dyrenes ernæringsbehov er ganske homogene: de nødvendige stoffene for energimetabolisme (proteiner, fett, karbohydrater), stoffer for å bygge komplekse proteinmolekyler og cellulære strukturer (aminosyrer, puriner, lipider, karbohydrater), spesielle metabolismekatalysatorer (vitaminer) og cellemembranstabilisatorer (antioksidanter), uorganiske ioner og universelle biologiske løsemidler - vann.

Energiverdien til mat bestemmes av mengden termisk energi som frigjøres ved forbrenning av 1 g matstoff (fysiologisk brennverdi).

Rasjonell ernæring forstås som ernæring som er tilstrekkelig i kvantitet og komplett i kvalitet. Grunnlaget for rasjonell ernæring er balanse, det vil si det optimale forholdet mellom konsumert mat. Et balansert kosthold bør inneholde proteiner, fett og karbohydrater i et masseforhold på omtrent 1:1:4. Kvalitetsmessig skal maten være komplett, dvs. inneholde proteiner (inkludert essensielle aminosyrer), essensielle fettsyrer (det såkalte vitamin F), vitaminer, hvorav de fleste er en del av katalyserende systemer, og en stor gruppe vitamin- som stoffer, uorganiske elementer og vann.

BIBLIOGRAFI

1) McMurray V. Metabolisme hos mennesker. M., 1980.

2) Norton A., Edholm O. Mann i kalde forhold. M., 1957.

3) Generelt kurs i menneske- og dyrefysiologi / redigert av A. D. Nozdrachev. M., 1991. bok. 2.

4) Fundamentals of Physiology / red. P. Sterki. M., 1984.

5) Slonim A.D. Utviklingen av termoregulering. L., 1986.

6) Termoreguleringens fysiologi: En guide til fysiologi / ed.K. P. Ivanova. L., 1984.

7) Menneskelig fysiologi / red. N.A. Agadzhanyan, V.I. Tsirkin. SPb., 1998.

8) Human Physiology / red. R. Schmidt, G. Thevs. M., 1986. T. 4.

Hvis temperaturen på kroppen overstiger temperaturen i miljøet, vil kroppen avgi varme til omgivelsene. Frigjøring av varme til miljøet skjer ved stråling, varmeledning, konveksjon og fordampning.

En økning i temperaturen i omgivelsene over kroppstemperaturen fører til en økning i kroppstemperaturen på grunn av stråling og ledning. Under disse forholdene utføres frigjøringen fra overflødig varme og kjøling kun ved svettefordampning. Bevegelsen av luft nær huden øker fordampningshastigheten og øker dermed effektiviteten av varmetapet (viftens kjøleeffekt).

Fysisk termoregulering (varmespredning.) Hvis temperaturen på kroppen overstiger temperaturen i miljøet, vil kroppen avgi varme til omgivelsene. Varme frigjøres til miljøet stråling, ledning av varme, konveksjon og fordampning.

Stråling. En naken person ved romtemperatur taper ca 60% fra varmen som avgis ved stråling fra infrarøde bølger med en lengde på 760 nm.

Konveksjon (15% avgitt varme) - tap av varme ved overføring av bevegelige partikler av luft eller vann. Mengden varme tapt ved konveksjonsmetoden øker med økende lufthastighet (vifte, vind). I vann er verdien av varmeoverføring ved ledning og konveksjon mange ganger større enn i luft.

Holder- kontakt varmeoverføring ( 3% avgitt varme) når kroppens overflate kommer i kontakt med fysiske kropper (stol, gulv, pute, klær osv.).

Stråling, konveksjon og ledning oppstår når kroppstemperaturen er høyere enn omgivelsestemperaturen . Hvis kroppsoverflatetemperaturen er lik eller lavere enn omgivelsestemperaturen, blir disse metodene for varmetap fra kroppen ineffektive. For eksempel, under normale forhold, spiller varmeledning en liten rolle, fordi. luft og klær leder ikke varmen godt.

Fordampning- en nødvendig mekanisme for varmeavgivelse ved høye temperaturer. Fordampning av vann fra overflaten av kroppen fører til tap 2,43 kJ (0,58 kcal) varme per gram fordampet vann.

umerkelig fordampning - Resultatet av kontinuerlig diffusjon av vannmolekyler gjennom huden og luftveiene, kontrolleres ikke av temperaturreguleringssystemet. Selv uten synlig svette, fordamper vann fra overflaten av huden og lungene innenfor 700 - 850 ml vann på en dag(300 - 350 ml - fra overflaten av lungene, 400 - 500 ml - fra overflaten av huden) , forårsaker varmetap av bestillingen 12–16 kcal/time.

Intensiteten av prosessen avhenger av relativ fuktighet : i luft mettet med vanndamp forekommer ikke fordampning. Derfor, i badekaret, frigjøres svette i store mengder, men fordamper ikke og renner fra overflaten av huden - ineffektiv svette .

Under tungt fysisk arbeid under forhold med høy temperatur i miljøet, kan svette nå 10-12 l/dag. Etter en kraftig muskelbelastning avgis den ved fordampning 75% varme, stråling 12%, konveksjon 13% (til sammenligning: in i hvile kl 20 0 FRA – andelen stråling er 66%, fordampning - 19%, konveksjon - 15%).

Sammen med svette går det tapt en stor mengde salter (primært natriumklorid) og vitamin C. I denne forbindelse bør forbruket av disse stoffene økes betydelig i kostholdet til folk som jobber i varme butikker og i varmt klima.

delta i varmeoverføring hud, slimhinner, lunger, kardiovaskulære og ekskresjonssystemer .

En spesielt viktig rolle i prosessene med varmeoverføring spilles av tilstanden til hudkarene, så vel som hyppigheten av hjertesammentrekninger og respirasjon.

Det kardiovaskulære systemet påvirker intensiteten av varmeoverføring på grunn av omfordeling av blod i karene og endringer i volumet av sirkulerende blod.

I kulda hud blodårer, hovedsakelig arterioler, smale; arteriovenøse anastomoser åpner seg. Dette reduserer mengden blod i kapillærene. Som et resultat øker den termiske isolasjonen av kroppen, og varmen beholdes ved å begrense varmeoverføringen. På grunn av omfordelingen av blod øker den volumetriske hastigheten på blodstrømmen i de indre organene - dette bidrar til bevaring av varme i dem - varmekonserveringsreaksjon .

Når omgivelsestemperaturen stiger:

1) hudkar utvider seg, mengden blod som sirkulerer i dem øker;

2) volumet av sirkulerende blod øker på grunn av overføring av vann fra vevet til karene og utstøting av blod fra milten og andre bloddepoter. Som et resultat øker varmeoverføringen ved stråling og konveksjon.

Luftveiene - et lignende resultat oppstår med økt pust på grunn av fjerning av mer oppvarmet luft fra kroppen. Det er spesielt viktig hos ikke-svette dyr ( enten uten svettekjertler eller har tykt hår som hindrer svette)- hunder, katter osv. Med en økning i temperaturen i miljøet utvikler de seg termisk dyspné - veldig rask, men ekstremt grunn pust. Øker fordampningen av vann fra munnslimhinnen og øvre luftveier.

Varmeoverføring forhindres :

1) subkutant fettlag - på grunn av den lave varmeledningsevnen til fett;

2) klær - på grunn av det faktum at mellom den og huden er det et lag med stillestående luft, som er en dårlig varmeleder (temperaturen når 30 0 C). De varmeisolerende egenskapene til klær er jo bedre, jo finere er strukturen - ull og pels. Klær som er ugjennomtrengelig for luft (gummi) tolereres dårlig - luftlaget mellom det og kroppen blir raskt mettet med vanndamp og fordampningen stopper.

3) endring i kroppsstilling : når det er kaldt, "ruller dyr opp til en ball", noe som reduserer varmeoverføringsoverflaten; når det er varmt, tvert imot, tar de en posisjon der det øker;

4) hudmuskelreaksjon - for mennesker har den en rudimentær betydning ("gåseskinn"), hos dyr endrer den pelsens cellularitet, som et resultat av at den varmeisolerende rollen til ull forbedres.

Konstantiteten til kroppstemperaturen er sikret ved felles handling av mekanismer som regulerer på den ene siden intensiteten av metabolismen og varmeutviklingen som avhenger av den (kjemisk termoregulering), og på den annen side varmeoverføring (fysisk termoregulering) .

På denne måten, nyttig adaptivt resultat aktiviteten til det betraktede funksjonelle systemet er konstanten ikke av temperaturen på huden (temperatur "skall"), men temperatur på indre organer (temperatur "kjerne")

FUNKSJONELLT SYSTEM SOM GIR KONSTANT KROPPSTEMPERATUR

1 lenke - nyttig adaptivt resultat - opprettholde kroppstemperaturen på et konstant nivå.

2 lenke - reseptorer . Termoresepsjon utføres av de frie endene av tynne sensoriske fibre av type A (delta) og C.

( Regulering av temperaturkonstans er en kompleks reflekshandling, som utføres som et resultat av irritasjon av reseptorene i huden, huden og subkutane kar, samt sentralnervesystemet.)

3 koblinger til det funksjonelle systemet - nervesenter

4-leddet funksjonssystem – utøvende organer. Kroppstemperaturen bestemmes av intensitetsforholdet:

1) varmeutvikling

2) varmeavledning

MEKANISMER FOR TERMOREGULERING

De nervøse mekanismene for termoregulering har i utgangspunktet refleksbuer, som inkluderer reseptorformasjoner (varme- og kuldereseptorer). Gjennom afferente nervefibre når impulser fra reseptorapparatet en rekke hovedsentre for autonom regulering, først og fremst strukturene til hypothalamus. Den efferente delen av refleksbuen er de sympatiske og parasympatiske nervefibrene som innerverer de indre organene, så vel som karene. Efferente impulser utføres også langs motoriske somatiske fibre som regulerer aktiviteten til skjelettmuskulaturen.

Lokalisering og egenskaper til termoreseptorer.

Perifer termoreseptorer er i huden, subkutane vev, hud og subkutane kar. Hudens termoreseptorer er ikke-innkapslede nerveender. .

Sentrale termoreseptorer lokalisert i den mediale preoptiske regionen av hypothalamus (sentrale termosensorneuroner), den retikulære dannelsen av midthjernen og ryggmargen.)

Termiske og kalde reseptorer i sentralnervesystemet reagerer på endringer i temperaturen i blodet som strømmer til nervesentrene. En økning i varmeutvikling ble notert under avkjøling av halspulsåren, som bringer blod til hjernen.

Bevis for sentrale termoreseptorer :

1 ) nedsenking av denerverte baklemmer hunder i kaldt vann forårsaker skjelving av musklene i hodet, forbenene, overkroppen og en økning i varmeutvikling. Dette skyldes det faktum at "kaldt" blod irriterer de sentrale termoreseptorene;

2)under avkjøling av halspulsåren, som bringer blod til hjernen , utvikler skjelving og vasokonstriksjon av huden, noe som fører til henholdsvis en økning i varmeproduksjon og en begrensning av varmeoverføring.

Termoreseptorer er funnet i luftveiene, i medulla oblongata og i motorisk cortex.

Dermed har menneskekroppen et dobbelt system for å kontrollere kroppstemperaturen: påvirkningen fra det ytre miljøet (varme eller kulde) oppdages hudreseptorformasjoner , blir temperaturen i det indre miljøet registrert termoreseptorer av indre organer og strukturer i sentralnervesystemet.

Funksjonell mobilitet av termoreseptorer. Evnen til hudtermoreseptorer til å endre sin følsomhet for temperatureffekter avhengig av endringer i kroppens generelle tilstand gjenspeiler den universelle egenskapen til reseptorer oppdaget av P.G. Snyakin og ringte "funksjonell reseptormobilitet".

I tillegg er termoreseptorer delt inn for varme og kulde .

X maltreseptorer er plassert i tykkelsen av huden, på en dybde ca 0,17 mm, termiske reseptorer - i en dybde på 0,3 mm . Det totale antallet punkter på hudoverflaten som oppfatter kulde overstiger betydelig antall punkter som oppfatter varme. Kulde- og varmereseptorer er plassert ujevnt på hudoverflaten. Det er individuelle soner med foretrukket lokalisering av varme- og kalde termoreseptorer.

Perifere termoreseptorer er dominert av kald , blant de sentrale - termiske . Ved en omgivelsestemperatur som er optimal for mennesker, genererer termoreseptorer utslipp med en stasjonær frekvens. Med en nedgang i omgivelsestemperaturen øker frekvensen av impulser og kuldereseptorer, mens de av termiske reseptorer avtar. Tvert imot, med en økning i omgivelsestemperaturen, øker og avtar frekvensen av impulser av termiske reseptorer - kaldt.

Pulsfrekvensen til kald hudreseptorer er maksimal ved en temperatur på 20-30 0 C, og for termiske reseptorer er temperaturen 38-43 0 FRA . Føle seg varm - brennende- forekommer ved temperaturer over 45 0 C og oppfattes av andre reseptorer - varmt eller brennende reseptorer (ca tilhører polymodale nociceptorer og er en mellomkobling mellom termoreseptorer og nociceptorer).

Rollen til nervesentre.

Å opprettholde kroppstemperaturen på et optimalt nivå for metabolisme utføres på grunn av sentralnervesystemets regulatoriske påvirkning. For første gang ble tilstedeværelsen i hjernen av et senter som er i stand til å endre kroppstemperatur oppdaget på 80-tallet XIX i. C. Bernard . Hans erfaring, kalt "termisk injeksjon", besto av følgende: en elektrode ble introdusert i området av diencephalon gjennom et borehull, noe som forårsaket irritasjon av denne regionen. Etter 2-3 timer etter introduksjonen av elektroden oppsto en vedvarende økning i kroppstemperaturen til dyret. I videre studier ble det funnet at den viktigste rollen i prosessene med termoregulering tilhører hypothalamus.

I henhold til moderne konsepter utføres termoregulering distribuert system , hvorav hoveddelen er hypothalamus termoregulatorisk mekanisme

Det ble eksperimentelt fastslått at de viktigste (hoved) sentrene for termoregulering er lokalisert i hypothalamus (på grunn av dem oppfattes endringer i det ytre og indre miljøet). Når de er ødelagt hypothalamus - evnen til å regulere kroppstemperaturen går tapt og dyret blir poikilotermisk.. Nevronene i hypothalamus-regionen adresseres også av impulsen som oppstår i termoreseptorene til de indre organene og overflaten av huden. Sensorisk informasjon fra termoreseptorer forplanter seg langs A-delta nervefibre og gjennom lemniscale veier til thalamus-nevroner, og deretter til hypothalamus og sensorimotorisk område av hjernebarken.

Det er kjent at reguleringen av prosessen varmeutvikling(kjemisk termoregulering) utføres av aktiviteten kjerner i bakre hypothalamus; prosesser fysisk termoregulering(varmeoverføring) pga kjerner i den fremre hypothalamus. Dermed er det to reguleringssentre i hypothalamus: varmegenererende senter og varmeoverføringssenter .

Varmeoverføringssentre (fremre kjerner i hypothalamus) - ødeleggelsen av disse strukturene fører til det faktum at dyr mister evnen til å opprettholde en konstant kroppstemperatur under forhold med høy omgivelsestemperatur. Samtidig begynner kroppstemperaturen å øke, dyrene går inn i en tilstand hypertermi, og hypertermi kan utvikle seg selv ved romtemperatur. Irritasjon av disse strukturene gjennom implanterte elektroder elektrisk støt forårsaker et karakteristisk syndrom hos dyr: kortpustethet, utvidelse av overfladiske kar i huden, fall i kroppstemperatur. Den muskulære skjelvingen forårsaket av forkjøling opphører.

Varmegenereringssentre (lateral-dorsal hypothalamus) - deres ødeleggelse fører til det faktum at dyr mister evnen til å opprettholde en konstant kroppstemperatur under forhold med lav omgivelsestemperatur. Kroppstemperaturen deres under disse forholdene begynner å synke, og dyrene går inn i en tilstand av hypotermi. Elektrisk stimulering av de tilsvarende sentrene i hypothalamus forårsaker følgende syndrom hos dyr: 1) innsnevring av de overfladiske karene i huden;

Temperaturregulering består i å koordinere prosessene for varmeproduksjon (kjemisk termoregulering) og varmeoverføring (fysisk termoregulering).
Varmeproduksjonsprosesser. I alle organer, som et resultat av metabolske prosesser, oppstår varmeproduksjon. Derfor har blodet som strømmer fra organene, som regel en høyere temperatur enn det som strømmer inn. Men rollen til ulike organer i varmeproduksjonen er forskjellig. I hvile står leveren for omtrent 20% av den totale varmeproduksjonen, for andre indre organer - 56%, for - 20%, under fysisk aktivitet på skjelettmuskulaturen - opptil 90%, for indre organer - bare 8%.
En kraftig reservekilde for varmeproduksjon er derfor musklene under deres sammentrekning. Endringen i aktiviteten til deres metabolisme under bevegelse er hovedmekanismen for varmeproduksjon. Blant de ulike bevegelsene kan man skille flere stadier av muskeldeltakelse i varmeproduksjonen.
1. Termoregulatorisk tone. I dette tilfellet trekker ikke musklene seg sammen. Bare tonus og metabolisme øker. Denne tonen forekommer generelt i musklene i nakken, bagasjerommet og lemmene. Som et resultat øker varmeproduksjonen med 50-100%.
2. Skjelving oppstår ubevisst og består i den periodiske aktiviteten til motoriske enheter med høy terskel mot bakgrunnen av termoregulatorisk tone. Under skjelving blir all energi kun rettet mot økende varmeutvikling, mens under vanlig bevegelse brukes en del av energien på å bevege den tilsvarende lem, og en del på termogenese. Ved skjelving øker varmeproduksjonen med 2-3 ganger. Skjelving begynner ofte med musklene i nakken, ansiktet. Dette skyldes det faktum at først og fremst bør temperaturen på blodet som strømmer til hjernen stige.
3. Vilkårlige sammentrekninger består i en bevisst økning i muskelkontraksjon. Dette observeres under forhold med lav ytre temperatur, når de to første stadiene ikke er nok. Ved vilkårlige sammentrekninger kan varmeproduksjonen øke med 10-20 ganger.
Reguleringen av varmeproduksjonen i muskler skyldes påvirkning av a-motoneuroner på funksjon og metabolisme / muskler, i andre vev - det sympatiske nervesystemet og katekolaminer (øker stoffskiftet med 50%) og virkningen av hormoner, spesielt tyroksin, som nesten dobler varmeproduksjonen.
En betydelig rolle i termogenese er lipider, som frigjør under hydrolyse mye mer energi (9,3 kcal / g) enn karbohydrater (4,1 kcal / g). Av spesiell betydning, spesielt hos barn, er brunt fett.
Varmeoverføringsprosesser skjer på følgende måter - stråling, konveksjon, fordampning og varmeledning.
Stråling skjer ved hjelp av infrarød langbølget stråling. Dette krever en temperaturgradient mellom varm hud og kalde vegger og andre miljøobjekter. Dermed avhenger mengden av stråling av temperaturen og overflaten på huden.
Termisk ledningsevne utføres med direkte kontakt av kroppen med gjenstander (stol, seng, etc.). I dette tilfellet bestemmes varmeoverføringshastigheten fra et mer oppvarmet legeme til et mindre oppvarmet objekt av temperaturgradienten og deres varmeledningsevne. Varmeoverføringen på denne måten øker betydelig (14 ganger) når en person er i vann. Delvis ved ledning overføres varme fra indre organer til overflaten av kroppen. Men denne prosessen er hemmet på grunn av den lave varmeledningsevnen til fett.
konveksjonsvei. Luften i kontakt med overflaten av kroppen, i nærvær av en temperaturgradient, varmes opp. Samtidig blir den lettere og stiger opp fra kroppen og gir plass til nye porsjoner luft. Dermed tar det bort noe av varmen. Intensiteten til naturlig konveksjon kan økes ved ytterligere bevegelse av luft, noe som reduserer hindringer når den kommer inn i kroppen (passende klær).
Fordampning av svette. Ved romtemperatur hos en avkledd person avgis ca 20 % av varmen ved fordampning.
Termisk ledningsevne, konveksjon og stråling er passive varmeoverføringsveier basert på fysikkens lover. De er effektive bare hvis en positiv temperaturgradient opprettholdes. Jo mindre temperaturforskjell mellom kropp og miljø, jo mindre varme avgis. Med de samme indikatorene eller ved høy omgivelsestemperatur er de nevnte måtene ikke bare ineffektive, men kroppen varmes opp. Under disse forholdene utløses bare en mekanisme for varmeoverføring i kroppen, assosiert med prosessene med svette og svette. Her brukes både fysiske lover (energikostnader for fordampningsprosessen) og biologiske (svette). Avkjøling av huden forenkles av det faktum at 0,58 kcal forbrukes for å fordampe 1 ml svette. Hvis ikke skjer
fordampning av svette, effektiviteten av varmeoverføring reduseres kraftig. M
Shotus fordampningshastighet avhenger av temperaturgradienten og metningen av den omkringliggende luften med vanndamp. Jo høyere luftfuktighet, jo mindre effektiv blir denne varmeoverføringsveien. Effektiviteten av varmeoverføring reduseres kraftig når du er i vann eller i tettsittende klær. I dette tilfellet blir kroppen tvunget til å kompensere for mangelen på svette ved å øke svettingen.
Fordampning har to mekanismer: a) svette - uten deltakelse av svettekjertler b) fordampning - med aktiv deltakelse av svettekjertler.
Svette- fordampning av vann fra overflaten av lungene, slimhinnene, huden, som alltid er våt. Denne fordampningen er ikke regulert, den avhenger av temperaturgradienten og fuktigheten til den omkringliggende luften, verdien er omtrent 600 ml / dag. Jo høyere luftfuktighet, jo mindre effektiv er denne typen varmeoverføring.
Mekanisme for svettesekresjon. Svettekjertelen består av to deler: selve kjertelen, som ligger i det subdermale laget, og utskillelseskanalene som åpner seg på overflaten av huden. I kjertelen dannes en primær hemmelighet, og i kanalene, på grunn av reabsorpsjon, dannes en sekundær hemmelighet - svette.
Primær hemmelighet som ligner på blodplasma. Forskjellen er at det ikke er proteiner og glukose i denne hemmeligheten, det er mindre Na +. Så i den første svetten er konsentrasjonen av natrium omtrent 144 nmol / l, klor - 104 nmol / l. Disse ionene absorberes aktivt under svettens passasje gjennom utskillelseskanalene, noe som sikrer absorpsjon av vann. Prosessen med absorpsjon avhenger i stor grad av dannelseshastigheten og fremme av svette at disse prosessene er aktive, jo mer Na + og Cl-rester. Ved kraftig svette kan opptil halvparten av konsentrasjonen av disse ionene forbli i svetten. Sterk svette er ledsaget av en økning i konsentrasjonen av urea (opptil 4 ganger høyere enn i plasma) og kalium (opptil 1,2 ganger høyere enn i plasma). Den totale høye konsentrasjonen av ioner, som danner et høyt nivå av osmotisk trykk, sikrer en reduksjon i reabsorpsjon og frigjøring av en stor mengde vann med svette.
Ved sterk svetting kan mye NaCl brukes (opptil 15-30 g / dag). Det er imidlertid mekanismer i kroppen som sikrer bevaring av disse viktige ionene ved kraftig svette. De er involvert i tilpasningsprosesser, spesielt forbedrer aldosteron reabsorpsjonen av Na +.
Svettekjertlenes funksjoner reguleres av spesielle mekanismer. Aktiviteten deres påvirkes av det sympatiske nervesystemet, men mediatoren her er acetylkolin. Sekretoriske celler, i tillegg til M-kolinerge reseptorer, har også adrenoreseptorer som reagerer på katekolaminer i blodet. Aktivering av funksjonen til svettekjertlene er ledsaget av en økning i blodtilførselen.
Mengden svette som frigjøres kan nå 1,5 l / t, og hos tilpassede personer - opptil 3 l / t.
Ved romtemperatur hos en naken person avgis ca. 60% av varmen på grunn av stråling, ca. 12-15% - luftkonveksjon, ca. 20% - fordampning, 2-5% - termisk ledningsevne. Men dette forholdet avhenger av en rekke forhold, spesielt av omgivelsestemperaturen.
Hovedrollen i reguleringen av varmeoverføringsprosesser spilles av endringer i blodtilførselen til huden. Innsnevringen av karene i huden, åpningen av arteriovenøse anastomoser bidrar til en mindre tilstrømning av varme fra kjernen til skallet og dens bevaring i kroppen. Tvert imot, med utvidelse av hudkar, kan temperaturen stige med 7-8 ° C. Samtidig øker også varmeoverføringen.
Konvensjonelt kan huden kalles kroppens radiatorsystem. Blodstrømmen i huden kan variere fra 0 til 30 % av IOC. Hudens vaskulære tone styres av det sympatiske nervesystemet.
Dermed er kroppstemperatur en balanse mellom prosessene for varmeproduksjon og varmeoverføring. Når varmeproduksjonen råder over varmetapet, stiger kroppstemperaturen, og omvendt, hvis varmetapet er høyere enn varmeproduksjonen, synker kroppstemperaturen.

Spørsmål 1. Hva er termoregulering?

Termoregulering er et sett med fysiologiske prosesser i menneskekroppen og varmblodige dyr som tar sikte på å opprettholde en konstant kroppstemperatur.

Spørsmål 2. Hvorfor er termoregulering nødvendig for kroppen?

Termoregulering er viktig. Med en reduksjon i kroppstemperatur oppstår en økning i varmeutvikling (med et avvik fra den optimale temperaturen). Når en person blir avkjølt, på grunn av virkningen på kalde reseptorer, vises en skjelving, som er en tilfeldig ufrivillig muskelkontraksjon. På grunn av skjelving øker energikostnadene, noe som medfører en økning i varmeutvikling og følgelig kroppstemperatur.

Når omgivelsestemperaturen stiger, utvider blodårene i huden seg, mer blod strømmer gjennom dem, huden varmes opp og varmeoverføringen til omgivelsene øker.

Spørsmål 3. Hva er mekanismene for termoregulering?

Blodårer gjennomsyrer hele kroppen vår og trenger inn i musklene, leveren og andre organer der varme genereres. Blodet i disse organene varmes opp og strømmer gjennom karene til andre deler av kroppen og avgir deler av varmen. Så blodet bærer varme gjennom hele kroppen, som om det utjevner temperaturen inne i kroppen.

Spørsmål 4. Hva er menneskets kroppstemperatur?

Både om vinteren og sommeren er temperaturen på overflaten av huden til en sunn person 36,6 ° C, og dens naturlige svingninger overstiger ikke 2 ° C.

Spørsmål 5. Hvordan endres lumen i blodårene med endringer i lufttemperaturen?

Når omgivelsestemperaturen blir høy, utvider blodårene i huden seg, mer blod strømmer gjennom dem, huden varmes opp og varmeoverføringen til omgivelsene øker. Hvis temperaturen i luften rundt synker, har kroppen en tendens til å spare på varmen. Lumenene i blodårene smalner, varmeoverføringen avtar.

Spørsmål 6. Hvilken rolle spiller huden i prosessen med termoregulering?

Mer enn 80 % av varmen går tapt gjennom overflaten av huden. Når kapillærene utvider seg, frigjøres varme; når de trekker seg sammen, beholdes varmen. Utskillelse av fuktighet med salter og urea i form av svette. Det indre laget av huden, selve huden (dermis), er ansvarlig for denne funksjonen. Dette er hudens rolle i prosessen med termoregulering.

Spørsmål 7. Hva er svette?

Svette er en vandig løsning av salter og organiske stoffer som skilles ut av svettekjertlene. Fordamping av svette tjener til termoregulering hos mange pattedyrarter.

Spørsmål 8. Hvordan utføres svette?

Svette er prosessen med utskillelse av en flytende sekresjon (svette) fra svettekjertlene på hudoverflaten. Ved den svette utføres av hl. arr. ekkrine kjertler, lokalisert nesten på hele hudoverflaten, mens sekresjonen av apokrine svettekjertler reduseres.

Normalt har svette en refleks karakter. Det første leddet i svetterefleksen er termoreseptorene i huden, indre organer og muskler, tilstrekkelig irritasjon for dette er høy lufttemperatur, varm eller krydret mat og væsker, økt varmeproduksjon under fysisk anstrengelse, feber eller følelsesmessige opplevelser. De efferente nervene som innerverer svettekjertlene tilhører det sympatiske nervesystemet, men er av kolinerg natur; svettesekresjon forsterkes av acetylkolin og undertrykkes av atropin.

I den efferente delen av refleksbuen til svetterefleksen kan 5 nivåer skilles: 1) veien fra hjernebarken til hypothalamus; 2) fra hypothalamus til medulla oblongata; 3) fra medulla oblongata, delvis kryssende, nærmer fibrene seg til nevronene til de laterale hornene i ryggmargen på nivået av Th2-L2; 4) fra nevronene til de laterale hornene i ryggmargen til nodene til grensens sympatiske kjede; 5) fra nevronene i den sympatiske kjeden til svettekjertlene.

Spørsmål 9. Hva påvirker intensiteten av svette?

Det er flere grunner til å svette. Disse er lufttemperatur, dens bevegelse og fuktighet.

SYNES AT

Hvorfor stiger ikke kroppstemperaturen selv i veldig varmt vær?

I ekstrem varme, når kroppstemperaturen er under omgivelsestemperaturen, kan utvidelsen av blodårene ikke lenger øke varmeoverføringen. I dette tilfellet elimineres faren for overoppheting ved svette. Fordamper, svette absorberer en stor mengde varme fra overflaten av huden. Det er derfor menneskets kroppstemperatur ikke stiger selv i det varmeste været. En person kunne tåle en temperatur på 70-80 ° C, men samtidig bør han ha 9-16 liter svette i løpet av noen timer.

Introduksjon

1. Hypothalamus er termostaten din

1.1 Ledning og konveksjon

1.2 Stråling

1.3 Fordampning

2.1 Svettekjertler

2.2 Glatt muskel rundt arteriolene

2.3 Skjelettmuskulatur

2.4 Endokrine kjertler

3. Tilpasning og termoregulering

3.1 Tilpasning til lav temperatureksponering

3.1.1 Fysiologiske reaksjoner på trening i lave omgivelsestemperaturer

3.1.2 Metabolske reaksjoner

3.2 Tilpasning til høye temperaturer

3.3 Vurdering av termiske stimuli

4. Mekanismer for termoregulering

Mekanismene som regulerer kroppstemperaturen ligner termostaten som regulerer omgivelseslufttemperaturen, selv om de er mer komplekse i drift og mer nøyaktige. Sensoriske nerveender - termoreseptorer - oppdager endringer i kroppstemperatur og overfører denne informasjonen til kroppens termostat - hypothalamus. Som svar på en endring i reseptorimpulser aktiverer hypothalamus mekanismer som regulerer oppvarming eller avkjøling av kroppen. Som en termostat har hypothalamus et innledende temperaturnivå som den prøver å opprettholde. Dette er normal kroppstemperatur. Det minste avvik fra dette nivået fører til et signal til termoreguleringssenteret som ligger i hypothalamus om behovet for korreksjon (fig. 1).

Endringer i kroppstemperatur oppfattes av to typer termoreseptorer - sentrale og perifere. Sentrale reseptorer er lokalisert i hypothalamus og kontrollerer temperaturen i blodet som omgir hjernen. De er svært følsomme for de minste (fra 0,01°C) endringer i blodtemperaturen. En endring i temperaturen i blodet som passerer gjennom hypothalamus aktiverer reflekser, som, avhengig av behovet, enten holder på eller avgir varmen.

Perifere reseptorer, lokalisert over hele overflaten av huden, kontrollerer omgivelsestemperaturen. De sender informasjon til hypothalamus så vel som til hjernebarken, og gir en bevisst oppfatning av temperatur på en slik måte at du vilkårlig kan kontrollere om du er i et miljø med lav eller høy temperatur.

For at en kropp skal avgi varme til miljøet, må varmen som genereres av den "ha tilgang" til det ytre miljøet. Varme fra dypet av kroppen (kjernen) transporteres av blodet til huden, hvorfra den kan passere inn i miljøet gjennom en av følgende fire mekanismer: ledning, konveksjon, stråling og fordampning. (Fig. 2)

1.1 Ledning og konveksjon

Varmeledning er overføring av varme fra ett objekt til et annet på grunn av direkte molekylær kontakt. For eksempel kan varme generert dypt i kroppen overføres gjennom tilstøtende vev til den når overflaten av kroppen. Det kan deretter overføres til klær eller luften rundt. Hvis lufttemperaturen er høyere enn temperaturen på hudoverflaten, overføres luftvarmen til overflaten av huden, noe som øker temperaturen.

Konveksjon er overføring av varme gjennom en bevegelig strøm av luft eller væske. Luften rundt oss er i konstant bevegelse. Luften sirkulerer rundt kroppen vår, berører overflaten av huden, og bærer bort molekylene som har fått varme som følge av kontakt med huden. Jo sterkere luftbevegelsen er, desto høyere intensitet er varmeoverføringen på grunn av konveksjon. I kombinasjon med ledning kan konveksjon også gi en økning i kroppstemperaturen i et miljø med høy lufttemperatur.

1.2 Stråling

I hvile er stråling hovedprosessen for å overføre overflødig varme til kroppen. Ved normal romtemperatur overfører kroppen til en naken person omtrent 60 % av "overflødig" varme gjennom stråling. Varme overføres i form av infrarøde stråler.

1.3 Fordampning

Fordampning er hovedprosessen for varmespredning under trening. Under muskelaktivitet på grunn av fordampning mister kroppen omtrent 80% av varmen, mens den er i hvile - ikke mer enn 20%. Noe fordamping skjer uten at vi merker det, men etter hvert som væsken fordamper går også varme tapt. Dette er de såkalte umerkelige varmetapene. De utgjør omtrent 10 %. Det skal bemerkes at umerkelige varmetap er relativt konstante. Med en økning i kroppstemperaturen intensiveres svetteprosessen. Når svette når overflaten av huden, endres den fra en flytende tilstand til en gassform på grunn av varmen i huden. Dermed, med en økning i kroppstemperatur, øker rollen til svette betydelig.

Overføringen av kroppsvarme til ytre skader utføres ved ledning, konveksjon, stråling og fordampning. Når du utfører fysisk aktivitet, er hovedmekanismen for varmeoverføring fordampning, spesielt hvis omgivelsestemperaturen nærmer seg kroppstemperatur.

2. Effektorer som endrer kroppstemperatur

Med svingninger i kroppstemperaturen utføres gjenopprettingen av normal kroppstemperatur, som regel, av følgende fire faktorer:

1) svettekjertler;

2) glatt muskulatur som omgir arterioler;

3) skjelettmuskulatur;

4) en rekke endokrine kjertler.

Når temperaturen i huden eller blodet stiger, sender hypothalamus impulser til svettekjertlene om behovet for aktiv svette, som fukter huden. Jo høyere kroppstemperatur, jo mer svette. Dens fordampning tar varme fra overflaten av huden.

Når hud- og blodtemperaturen stiger, sender hypothalamus signaler til arteriolene i glatt muskel som leverer blod til huden, og får dem til å utvide seg. Som et resultat øker blodtilførselen til huden. Blod transporterer varme fra dypet av kroppen til overflaten av huden, hvor den spres ut i det ytre miljøet ved ledning, konveksjon, stråling og fordampning.

Skjelettmuskelen trer i aksjon når det er behov for å generere mer varme. Under forhold med lav lufttemperatur sender termoreseptorer i huden signaler til hypothalamus. På samme måte, med en reduksjon i blodtemperatur, fikseres endringen av de sentrale reseptorene i hypothalamus. Som svar på informasjonen som mottas, aktiverer hypothalamus hjernesentrene som regulerer muskeltonen. Disse sentrene stimulerer skjelvingsprosessen, som er en rask syklus med ufrivillig sammentrekning og avspenning av skjelettmuskulaturen. Som et resultat av denne økte muskelaktiviteten produseres mer varme for å opprettholde eller øke kroppstemperaturen.

Kroppsceller øker intensiteten av stoffskiftet under påvirkning av en rekke hormoner. Dette påvirker varmebalansen, da en økning i stoffskiftet gir økt energiproduksjon. Avkjøling av kroppen stimulerer frigjøringen av tyroksin fra skjoldbruskkjertelen. Tyroksin kan øke intensiteten av metabolismen i kroppen med mer enn 100 %. I tillegg øker adrenalin og noradrenalin aktiviteten til det sympatiske nervesystemet. Følgelig påvirker de stoffskiftet direkte i nesten alle kroppsceller. Hva skjer med menneskekroppen når temperaturparametrene endres? I dette tilfellet utvikler han spesifikke tilpasningsreaksjoner med hensyn til hver faktor, det vil si at han tilpasser seg. Tilpasning er prosessen med å tilpasse seg miljøforhold. Hvordan tilpasser den seg til temperaturendringer?

4. Mekanismer for termoregulering

Hos varmblodige dyr og mennesker (de såkalte homoioterme organismer), i motsetning til kaldblodige (eller poikiloterme), er en konstant kroppstemperatur en forutsetning for eksistens, en av hovedparametrene for homeostase (eller konstanthet) av det indre miljøet i kroppen.

Fysiologiske mekanismer som gir termisk homeostase av kroppen (dens "kjerne") er delt inn i to funksjonelle grupper: mekanismene for kjemisk og fysisk termoregulering. Kjemisk termoregulering er reguleringen av kroppsvarmeproduksjonen. Varme produseres konstant i kroppen i prosessen med redoksreaksjoner av metabolisme. Samtidig gis en del av det til det ytre miljøet jo mer, jo større er forskjellen mellom temperaturen i kroppen og miljøet. Derfor krever å opprettholde en stabil kroppstemperatur med en nedgang i omgivelsestemperaturen en tilsvarende økning i metabolske prosesser og den medfølgende varmeutviklingen, noe som kompenserer for varmetapet og fører til bevaring av den totale varmebalansen i kroppen og opprettholdelse av en konstant indre temperatur. . Prosessen med refleksforbedring av varmeproduksjon som svar på en reduksjon i omgivelsestemperatur kalles kjemisk termoregulering. Frigjøring av energi i form av varme følger med den funksjonelle belastningen av alle organer og vev og er karakteristisk for alle levende organismer. Spesifisiteten til menneskekroppen er at endringen i varmeproduksjonen som en reaksjon på skiftende temperatur er en spesiell reaksjon av kroppen som ikke påvirker funksjonsnivået til de viktigste fysiologiske systemene.

Spesifikk termoregulatorisk varmeutvikling er hovedsakelig konsentrert i skjelettmuskulaturen og er assosiert med spesielle former for muskelfunksjon som ikke påvirker deres direkte motoriske aktivitet. En økning i varmeutvikling under avkjøling kan også forekomme i en hvilende muskel, så vel som når den kontraktile funksjonen er kunstig slått av ved virkningen av spesifikke giftstoffer.

En av de vanligste mekanismene for spesifikk termoregulatorisk varmegenerering i muskler er den såkalte termoregulatoriske tonen. Det uttrykkes ved mikrokontraksjoner av fibriller, registrert som en økning i den elektriske aktiviteten til en eksternt ubevegelig muskel under avkjølingen. Termoregulatorisk tonus øker oksygenforbruket i muskelen, noen ganger med mer enn 150 %. Med sterkere avkjøling, sammen med en kraftig økning i termoregulatorisk tonus, inkluderes synlige muskelsammentrekninger i form av kald skjelving. Gassutveksling i dette tilfellet øker opptil 300-400%. Karakteristisk er at musklene er ulik når det gjelder andelen av deltakelse i termoregulatorisk varmeutvikling.

Ved langvarig eksponering for kulde kan den kontraktile typen termogenese erstattes (eller suppleres) i en eller annen grad ved å bytte vevsånding i muskelen til den såkalte frie (ikke-fosforylerende) banen, der dannelsesfasen og påfølgende nedbryting av ATP faller ut. Denne mekanismen er ikke assosiert med den kontraktile aktiviteten til musklene. Den totale massen av varme som frigjøres under fri respirasjon er praktisk talt den samme som under gjærtermogenese, men mesteparten av varmeenergien forbrukes umiddelbart, og oksidative prosesser kan ikke hemmes av mangel på ADP eller uorganisk fosfat.

Sistnevnte forhold gjør det mulig å fritt opprettholde et høyt nivå av varmeutvikling i lang tid.

Endringer i intensiteten av metabolisme forårsaket av påvirkning av miljøtemperatur på menneskekroppen er naturlige. I et visst område av ytre temperaturer blir varmeproduksjon som tilsvarer utvekslingen av en hvilende organisme fullstendig kompensert av dens "normale" (uten aktiv intensivering) varmeoverføring. Kroppens varmeveksling med omgivelsene er balansert. Dette temperaturområdet kalles den termonøytrale sonen. Utvekslingsnivået i denne sonen er minimalt. Ofte snakker de om et kritisk punkt, som antyder en spesifikk temperaturverdi der en termisk balanse med miljøet oppnås. Teoretisk er dette sant, men det er praktisk talt umulig å etablere et slikt punkt eksperimentelt på grunn av konstante uregelmessige svingninger i metabolismen og ustabiliteten til de varmeisolerende egenskapene til dekslene.

En nedgang i temperaturen i omgivelsene utenfor den termonøytrale sonen forårsaker en refleksøkning i nivået av metabolisme og varmeproduksjon inntil kroppens varmebalanse er balansert under nye forhold. På grunn av dette forblir kroppstemperaturen uendret.

En økning i temperaturen i miljøet utenfor den termonøytrale sonen forårsaker også en økning i nivået av metabolisme, som er forårsaket av aktivering av mekanismer for aktivering av varmeoverføring, som krever ekstra energikostnader for arbeidet deres. Dette danner en sone med fysisk termoregulering, der temperaturen også holder seg stabil. Etter å ha nådd en viss terskel, viser mekanismene for å forbedre varmeoverføringen seg å være ineffektive, overoppheting begynner og til slutt organismens død.

Tilbake i 1902 foreslo Rubner å skille mellom to typer av disse mekanismene - "kjemisk" og "fysisk" termoregulering. Den første er assosiert med en endring i varmeproduksjonen i vev (spenningen av kjemiske utvekslingsreaksjoner), den andre er preget av varmeoverføring og omfordeling av varme. Sammen med blodsirkulasjonen tilhører en viktig rolle i fysisk termoregulering svette, derfor tilhører en spesiell funksjon av varmeoverføring huden - her avkjøles blodet som varmes opp i musklene eller i "kjernen", og mekanismene for svette og svette er realisert her.

b I den "normale" varmeledning kan neglisjeres, fordi luftens varmeledningsevne er lav. Den termiske ledningsevnen til vann er 20 ganger høyere, så varmeoverføring ved ledning spiller en betydelig rolle og blir en betydelig faktor i hypotermi i tilfelle av våte klær, fuktige sokker, etc.

b Mer effektiv varmeoverføring ved konveksjon (dvs. bevegelse av gass- eller væskepartikler, blanding av deres oppvarmede lag med avkjølte lag). I et luftmiljø, selv i hvile, utgjør varmeoverføring ved konveksjon opptil 30 % av varmetapet. Rollen til konveksjon i vinden eller i bevegelsen til en person øker enda mer.

b Overføringen av varme ved stråling fra et oppvarmet legeme til et kaldt skjer i henhold til Stefan-Boltzmann-loven og er proporsjonal med forskjellen i de fjerde temperaturgradene til huden (klærne) og overflaten til omgivende gjenstander. På denne måten, under "komfort"-forhold, gir en naken person opp til 45% av termisk energi, men for en varmt kledd person spiller ikke varmetap ved stråling en spesiell rolle.

b Fordampning av fuktighet fra huden og overflaten av lungene er også en effektiv måte for varmeoverføring (opptil 25%) under "komfort"-forhold. Under forhold med høy omgivelsestemperatur og intens muskelaktivitet, spiller varmeoverføring ved svettefordampning en dominerende rolle - 0,6 kcal energi fraktes med 1 gram svette. Det er lett å beregne den totale mengden varme som går tapt med svette, gitt at under forhold med intens muskelaktivitet kan en person gi opptil 10-12 liter væske på en åtte timers arbeidsdag. I kulde er varmetapet gjennom svette hos en velkledd person lite, men også her må man ta hensyn til varmeoverføring på grunn av pust. I denne prosessen kombineres to mekanismer for varmeoverføring samtidig - konveksjon og fordampning. Tapet av varme og væske med åndedrett er ganske betydelig, spesielt under intens muskelaktivitet under forhold med lav luftfuktighet.

En betydelig faktor som påvirker prosessene med termoregulering er vasomotoriske (vasomotoriske) reaksjoner i huden. Med den mest uttalte innsnevringen av karsengen kan varmetapet reduseres med 70%, med maksimal utvidelse - øke med 90%.

Spesifikke forskjeller i kjemisk termoregulering uttrykkes i forskjellen i nivået av hovedmetabolismen (i sonen for termonøytralitet), posisjonen og bredden til den termonøytrale sonen, intensiteten av kjemisk termoregulering (en økning i metabolismen med en reduksjon i omgivelsene) temperatur med 1C), så vel som i området for effektiv termoregulering. Alle disse parameterne gjenspeiler den økologiske spesifisiteten til individuelle arter og endres adaptivt avhengig av den geografiske plasseringen av regionen, årstiden, høyden og en rekke andre miljøfaktorer.

Regulatoriske reaksjoner rettet mot å opprettholde en konstant kroppstemperatur under overoppheting er representert av ulike mekanismer for å forbedre varmeoverføringen til det ytre miljøet. Blant dem er varmeoverføring utbredt og har høy effektivitet ved å intensivere fordampningen av fuktighet fra overflaten av kroppen og (og) de øvre luftveiene. Når fuktighet fordamper, forbrukes varme, noe som kan bidra til å opprettholde varmebalansen. Reaksjonen slås på når det er tegn på en begynnende overoppheting av kroppen.

Så adaptive endringer i varmeoverføring i menneskekroppen kan ikke bare være rettet mot å opprettholde et høyt nivå av metabolisme, som hos de fleste, men også på å sette et lavt nivå under forhold som truer med å tømme energireservene.

Kroppstemperatur avhenger av to faktorer: intensiteten av varmeutvikling (varmeproduksjon) og mengden varmetap (varmeoverføring). Hovedbetingelsen for å opprettholde en konstant kroppstemperatur hos homoiotermiske dyr, inkludert mennesker ...

Tilpasning av kroppen til effektene av ulike temperaturer

Brudd på termoregulering kan oppstå når sentrale og perifere apparater med temperaturfølsomhet er skadet (blødninger, svulster i hypothalamus, noen infeksjoner) ...

Glomerulonefritt og graviditet

Hemodynamiske mekanismer for hypertensjon ved kronisk glomerulonefritt er forskjellige. I følge våre data utvikles en eukinetisk (med normal hjertevolum) eller hypokinetisk (med redusert minuttblodvolum) type sirkulasjon...

Akupunktur

Moderne medisin i diagnose, studie av etiologi, patogenese og metoder for behandling av sykdommer foretrekker å bruke spesifikke kategorier (morfologiske, fysiologiske, biokjemiske, etc.) ...

Intensivbehandling av alvorlig traumatisk hjerneskade

Med kraniocerebrale skader er tildelingen av soner med primær og sekundær skade gitt. Sonen med primær skade er et problem for nevrokirurger. Sonen for sekundær skade er et område av hjernen ...

Koronararteriesykdom. Bronkitt astma. Generelle egenskaper av vitaminer

Iskemisk hjertesykdom er en kronisk patologisk prosess forårsaket av utilstrekkelig blodtilførsel til myokardiet, i de aller fleste tilfeller på grunn av aterosklerose i koronararteriene (97 - 98%) ...

Syre-base balanse

I prosessen med metabolisme dannes sure produkter: 1) flyktig - CO2 ca. 15 000 mmol/dag (0,13 mmol/kg * min-1); 2) ikke-flyktig - H+ ca. 30-80 mmol (1 mmol/kg* dag-1); 3) melkesyre og pyrodruesyre (under oksidasjon av karbohydrater), svovelsyre, fosforsyre, urinsyre ...

Intestinal dysbiose og kroniske infeksjoner: urogenital, etc.

Brudd på ovennevnte kvantitative og kvalitative forhold mellom mikroorganismer i de angitte områdene av tynntarmen og tykktarmen (som er betegnet med begrepet "tarmdysbiose") er ledsaget av utbredelsen av påvirkninger ...

Mekanismer og konsekvenser av trombose

Trombose (fra gresk, fspmvpo-klump) er en livstids lokal parietal formasjon i karene eller hjertet til et tett konglomerat av blodceller og stabilisert fibrin. Selve konglomeratet er en trombe...

4. Brudd på hjerterytmen. 2.1 Tilbaketrekking av tungen Hos en pasient som fortsatt er i narkotisk søvn, avslappes musklene i ansiktet, tungen og kroppen. En avslappet tunge kan bevege seg ned og lukke luftveiene...

Funksjoner ved pasientbehandling i den postoperative perioden

Brudd på termoregulering etter anestesi kan uttrykkes i en kraftig økning eller reduksjon i kroppstemperatur, alvorlige frysninger. Om nødvendig må du dekke pasienten, eller omvendt ...

Homeothermi - konstanten av kroppstemperaturen - gjør en person uavhengig av temperaturforholdene for oppholdet, siden de som sikrer hans vitale aktivitet ...

Temperaturregulering består i å koordinere prosessene for varmeproduksjon (kjemisk termoregulering) og varmeoverføring (fysisk termoregulering).
Varmeproduksjonsprosesser. I alle organer, som et resultat av metabolske prosesser, oppstår varmeproduksjon. Derfor har blodet som strømmer fra organene, som regel en høyere temperatur enn det som strømmer inn. Men rollen til ulike organer i varmeproduksjonen er forskjellig. I hvile står leveren for omtrent 20% av den totale varmeproduksjonen, for andre indre organer - 56%, for - 20%, under fysisk aktivitet på skjelettmuskulaturen - opptil 90%, for indre organer - bare 8%.
En kraftig reservekilde for varmeproduksjon er derfor musklene under deres sammentrekning. Endringen i aktiviteten til deres metabolisme under bevegelse er hovedmekanismen for varmeproduksjon. Blant de ulike bevegelsene kan man skille flere stadier av muskeldeltakelse i varmeproduksjonen.
1. Termoregulatorisk tone. I dette tilfellet trekker ikke musklene seg sammen. Bare tonus og metabolisme øker. Denne tonen forekommer generelt i musklene i nakken, bagasjerommet og lemmene. Som et resultat øker varmeproduksjonen med 50-100%.
2. Skjelving oppstår ubevisst og består i den periodiske aktiviteten til motoriske enheter med høy terskel mot bakgrunnen av termoregulatorisk tone. Under skjelving blir all energi kun rettet mot økende varmeutvikling, mens under vanlig bevegelse brukes en del av energien på å bevege den tilsvarende lem, og en del på termogenese. Ved skjelving øker varmeproduksjonen med 2-3 ganger. Skjelving begynner ofte med musklene i nakken, ansiktet. Dette skyldes det faktum at først og fremst bør temperaturen på blodet som strømmer til hjernen stige.
3. Vilkårlige sammentrekninger består i en bevisst økning i muskelkontraksjon. Dette observeres under forhold med lav ytre temperatur, når de to første stadiene ikke er nok. Ved vilkårlige sammentrekninger kan varmeproduksjonen øke med 10-20 ganger.
Reguleringen av varmeproduksjonen i muskler skyldes påvirkning av a-motoneuroner på funksjon og metabolisme / muskler, i andre vev - det sympatiske nervesystemet og katekolaminer (øker stoffskiftet med 50%) og virkningen av hormoner, spesielt tyroksin, som nesten dobler varmeproduksjonen.
En betydelig rolle i termogenese er lipider, som frigjør under hydrolyse mye mer energi (9,3 kcal / g) enn karbohydrater (4,1 kcal / g). Av spesiell betydning, spesielt hos barn, er brunt fett.
Varmeoverføringsprosesser skjer på følgende måter - stråling, konveksjon, fordampning og varmeledning.
Stråling skjer ved hjelp av infrarød langbølget stråling. Dette krever en temperaturgradient mellom varm hud og kalde vegger og andre miljøobjekter. Dermed avhenger mengden av stråling av temperaturen og overflaten på huden.
Termisk ledningsevne utføres med direkte kontakt av kroppen med gjenstander (stol, seng, etc.). I dette tilfellet bestemmes varmeoverføringshastigheten fra et mer oppvarmet legeme til et mindre oppvarmet objekt av temperaturgradienten og deres varmeledningsevne. Varmeoverføringen på denne måten øker betydelig (14 ganger) når en person er i vann. Delvis ved ledning overføres varme fra indre organer til overflaten av kroppen. Men denne prosessen er hemmet på grunn av den lave varmeledningsevnen til fett.
konveksjonsvei. Luften i kontakt med overflaten av kroppen, i nærvær av en temperaturgradient, varmes opp. Samtidig blir den lettere og stiger opp fra kroppen og gir plass til nye porsjoner luft. Dermed tar det bort noe av varmen. Intensiteten til naturlig konveksjon kan økes ved ytterligere bevegelse av luft, noe som reduserer hindringer når den kommer inn i kroppen (passende klær).
Fordampning av svette. Ved romtemperatur hos en avkledd person avgis ca 20 % av varmen ved fordampning.
Termisk ledningsevne, konveksjon og stråling er passive varmeoverføringsveier basert på fysikkens lover. De er effektive bare hvis en positiv temperaturgradient opprettholdes. Jo mindre temperaturforskjell mellom kropp og miljø, jo mindre varme avgis. Med de samme indikatorene eller ved høy omgivelsestemperatur er de nevnte måtene ikke bare ineffektive, men kroppen varmes opp. Under disse forholdene utløses bare en mekanisme for varmeoverføring i kroppen, assosiert med prosessene med svette og svette. Her brukes både fysiske lover (energikostnader for fordampningsprosessen) og biologiske (svette). Avkjøling av huden forenkles av det faktum at 0,58 kcal forbrukes for å fordampe 1 ml svette. Hvis ikke skjer
fordampning av svette, effektiviteten av varmeoverføring reduseres kraftig. M
Shotus fordampningshastighet avhenger av temperaturgradienten og metningen av den omkringliggende luften med vanndamp. Jo høyere luftfuktighet, jo mindre effektiv blir denne varmeoverføringsveien. Effektiviteten av varmeoverføring reduseres kraftig når du er i vann eller i tettsittende klær. I dette tilfellet blir kroppen tvunget til å kompensere for mangelen på svette ved å øke svettingen.
Fordampning har to mekanismer: a) svette - uten deltakelse av svettekjertler b) fordampning - med aktiv deltakelse av svettekjertler.
Svette- fordampning av vann fra overflaten av lungene, slimhinnene, huden, som alltid er våt. Denne fordampningen er ikke regulert, den avhenger av temperaturgradienten og fuktigheten til den omkringliggende luften, verdien er omtrent 600 ml / dag. Jo høyere luftfuktighet, jo mindre effektiv er denne typen varmeoverføring.
Mekanisme for svettesekresjon. Svettekjertelen består av to deler: selve kjertelen, som ligger i det subdermale laget, og utskillelseskanalene som åpner seg på overflaten av huden. I kjertelen dannes en primær hemmelighet, og i kanalene, på grunn av reabsorpsjon, dannes en sekundær hemmelighet - svette.
Primær hemmelighet som ligner på blodplasma. Forskjellen er at det ikke er proteiner og glukose i denne hemmeligheten, det er mindre Na +. Så i den første svetten er konsentrasjonen av natrium omtrent 144 nmol / l, klor - 104 nmol / l. Disse ionene absorberes aktivt under svettens passasje gjennom utskillelseskanalene, noe som sikrer absorpsjon av vann. Prosessen med absorpsjon avhenger i stor grad av dannelseshastigheten og fremme av svette at disse prosessene er aktive, jo mer Na + og Cl-rester. Ved kraftig svette kan opptil halvparten av konsentrasjonen av disse ionene forbli i svetten. Sterk svette er ledsaget av en økning i konsentrasjonen av urea (opptil 4 ganger høyere enn i plasma) og kalium (opptil 1,2 ganger høyere enn i plasma). Den totale høye konsentrasjonen av ioner, som danner et høyt nivå av osmotisk trykk, sikrer en reduksjon i reabsorpsjon og frigjøring av en stor mengde vann med svette.
Ved sterk svetting kan mye NaCl brukes (opptil 15-30 g / dag). Det er imidlertid mekanismer i kroppen som sikrer bevaring av disse viktige ionene ved kraftig svette. De er involvert i tilpasningsprosesser, spesielt forbedrer aldosteron reabsorpsjonen av Na +.
Svettekjertlenes funksjoner reguleres av spesielle mekanismer. Aktiviteten deres påvirkes av det sympatiske nervesystemet, men mediatoren her er acetylkolin. Sekretoriske celler, i tillegg til M-kolinerge reseptorer, har også adrenoreseptorer som reagerer på katekolaminer i blodet. Aktivering av funksjonen til svettekjertlene er ledsaget av en økning i blodtilførselen.
Mengden svette som frigjøres kan nå 1,5 l / t, og hos tilpassede personer - opptil 3 l / t.
Ved romtemperatur hos en naken person avgis ca. 60% av varmen på grunn av stråling, ca. 12-15% - luftkonveksjon, ca. 20% - fordampning, 2-5% - termisk ledningsevne. Men dette forholdet avhenger av en rekke forhold, spesielt av omgivelsestemperaturen.
Hovedrollen i reguleringen av varmeoverføringsprosesser spilles av endringer i blodtilførselen til huden. Innsnevringen av karene i huden, åpningen av arteriovenøse anastomoser bidrar til en mindre tilstrømning av varme fra kjernen til skallet og dens bevaring i kroppen. Tvert imot, med utvidelse av hudkar, kan temperaturen stige med 7-8 ° C. Samtidig øker også varmeoverføringen.
Konvensjonelt kan huden kalles kroppens radiatorsystem. Blodstrømmen i huden kan variere fra 0 til 30 % av IOC. Hudens vaskulære tone styres av det sympatiske nervesystemet.
Dermed er kroppstemperatur en balanse mellom prosessene for varmeproduksjon og varmeoverføring. Når varmeproduksjonen råder over varmetapet, stiger kroppstemperaturen, og omvendt, hvis varmetapet er høyere enn varmeproduksjonen, synker kroppstemperaturen.

TERMOREGULERING OG HELSE

Området med menneskelig bolig strekker seg fra polarsonene, hvor lufttemperaturen noen ganger når -86 °C, til de ekvatoriale savannene og ørkenene, i de varmeste delene hvor den nærmer seg +50 °C i skyggen! Ikke desto mindre, i et så bredt temperaturområde, beholder en person aktiv vitalitet og tilstrekkelig ytelse på grunn av sin termiske stabilitet, når kroppstemperaturen svinger innenfor relativt smale grenser - fra 36 til 37 ° C.

Homeotermi - konstant kroppstemperatur - gjør en person uavhengig av temperaturforholdene for oppholdet, siden de biokjemiske reaksjonene som sikrer livet hans fortsetter å bli utført på et optimalt nivå på grunn av bevaring av tilstrekkelig aktivitet av vevsenzymer og vitaminer som gir dem, katalysere og aktivere visse aspekter av metabolisme, vevshormoner, nevrotransmittere og andre stoffer som kroppens normale funksjon er avhengig av. Temperaturskiftet i en eller annen retning endrer aktiviteten til disse stoffene kraftig, og i ulik grad for hver av dem - som et resultat oppstår dissosiasjon i aktiviteten til flyten av individuelle aspekter av metabolismen. Hos poikilotermiske, kaldblodige dyr, hvis kroppstemperatur bestemmes av omgivelsestemperaturen (øker eller synker sammen med sistnevnte), endres aktiviteten til deres vevsenzymer som biologiske katalysatorer sammen med endringer i ytre termiske forhold. Det er derfor, når temperaturen synker, reduseres graden av manifestasjon av deres vitale aktivitet opp til et fullstendig stopp - den såkalte suspenderte animasjonen, og ved en veldig høy temperatur oppstår enten død eller tørking, som i noen av poikilotermene er også en slags suspendert animasjon. Så, med en endring i ytre temperatur, kan den vitale aktiviteten til noen insekter (gresshopper) gjenopprettes både etter frysing til temperaturen til flytende nitrogen (–189 ° C) og etter tørking. Det er beskrevet et tilfelle av gjenopplivingen, om enn kortsiktig, av en gigantisk salamander frosset i en isbre, ifølge eksperter, for minst 5000 år siden.

Dermed gjør evnen til å opprettholde en konstant kroppstemperatur under forskjellige eksistensforhold varmblodige dyr uavhengige av naturens omstendigheter og i stand til å opprettholde et høyt levedyktighetsnivå. Denne evnen skyldes et komplekst system for termoregulering, som sikrer en reduksjon i varmeproduksjonen og dens aktive retur i tilfelle fare for overoppheting og aktivering av termogenese med begrenset varmeoverføring - i tilfelle fare for hypotermi.

Statistikk viser at i Russland er mer enn 40% av alle tilfeller av midlertidig funksjonshemming på grunn av forkjølelse, noe som gir lekmannen grunn til å vurdere termoreguleringssystemet som ufullkomment. Imidlertid er det mange fakta som peker på den høye naturlige motstanden til en person mot virkningen av lave temperaturer. Så yogier konkurrerer ved temperaturer under -20 ° C i hastigheten på å tørke våte ark med varmen fra kroppen, og sitter nakne på isen til en frossen innsjø. Svømming av spesialtrente svømmere over Beringstredet fra Alaska til Chukotka (mer enn 40 km) ved en vanntemperatur på +4°C - +6°C har blitt tradisjonell. Yakutene gnir nyfødte med snø, og ostjakene og tungusene senker dem i snø, skyller dem med kaldt vann og pakker dem så inn i reinsdyrskinn... I dette tilfellet burde man tilsynelatende heller snakke om perversjonen av de perfekte mekanismene til menneskelig termoregulering langt fra forholdene som dannet dem i evolusjonslivet til en moderne person enn om ufullkommenheten til selve mekanismene.

Mens de fleste av de vitale funksjonene - blodsirkulasjon, respirasjon, fordøyelse, etc. - har et bestemt strukturelt og funksjonelt apparat, har ikke termoregulering et slikt organ og er en funksjon av hele organismen som helhet.

I henhold til ordningen foreslått av I.P. Pavlov, kan en varmblodig organisme representeres som en relativt termostabil "kjerne" og et "skall" med et bredt temperaturområde. Kjernen, hvis temperatur varierer fra 36,8–37,5 ° C, inkluderer hovedsakelig vitale indre organer: hjertet, leveren, magen, tarmen, etc. Spesielt bemerkelsesverdig er rollen til leveren, som har en relativt høy temperatur - over 37,5 ° C, og tykktarmen, hvis mikroflora i løpet av sin livsaktivitet produserer mye varme, som opprettholder temperaturen på tilstøtende vev. Det termolabile skallet består av lemmer, hud og subkutant vev, muskler, etc. Temperaturen i forskjellige deler av skallet varierer mye. Temperaturen på tærne er altså omtrent 24°C, temperaturen i ankelleddet er 30–31°C, nesetippen er 25°C, armhulen, endetarmen er 36,5–36,9°C osv. Temperaturen på skallet er imidlertid veldig mobil, noe som bestemmes av forholdene for vital aktivitet og kroppens tilstand, og derfor kan tykkelsen variere fra veldig tynn i varme til veldig kraftig, og komprimere kjernen - i kulde. Slike forhold mellom kjernen og skallet skyldes at førstnevnte overveiende produserer varme (i hvile), mens sistnevnte må sørge for bevaring av denne varmen. Dette forklarer det faktum at hos herdede mennesker omslutter skallet i kulde raskt og pålitelig kjernen, og opprettholder optimale forhold for å opprettholde aktiviteten til vitale organer og systemer, mens hos ikke-herdede mennesker forblir skallet tynt selv under disse forholdene, skaper en trussel om hypotermi av kjernen (for eksempel med en reduksjon i temperatur lungene så lite som 0,5 ° C er det en trussel om lungebetennelse).

Den termiske stabiliteten til kroppen er hovedsakelig gitt av to komplementære reguleringsmekanismer - fysisk og kjemisk. Fysisk termoregulering Den aktiveres hovedsakelig når det er fare for overoppheting og består i overføring av varme til omgivelsene. Dette inkluderer alle mulige mekanismer for varmeoverføring: varmestråling, varmeoverføring, konveksjon og fordampning. Varmestråling utføres på grunn av infrarøde stråler som kommer fra huden som har høy temperatur. Varmeledning realiseres på grunn av temperaturforskjellen mellom huden og luften rundt. Økningen i denne forskjellen skyldes hyperemi - utvidelsen av hudkar og tilstrømningen av mer varmt blod fra de indre organene, og det er grunnen til at fargen på huden blir rosa i varmen. Samtidig bestemmes effektiviteten av varmeoverføring av den termiske ledningsevnen og varmekapasiteten til det ytre miljøet: for eksempel er disse indikatorene ved de tilsvarende temperaturene for vann 20–27 ganger høyere enn for luft. Fra dette blir det klart hvorfor den termokomfortable lufttemperaturen for en person er omtrent 18 ° C, og vann - 34 ° C. Varmeoverføring på grunn av fordampning av svette er svært effektiv, siden når 1 ml svette fordamper fra overflaten av kroppen, mister kroppen 0,56 kcal varme. Hvis vi tar i betraktning at en voksen produserer omtrent 800 ml svette selv under forhold med lav fysisk aktivitet, blir effektiviteten av denne metoden tydelig.

Under ulike livsforhold endres forholdet mellom varmetapet på en eller annen måte merkbart. Så, i hvile og ved optimal lufttemperatur, mister kroppen 31 % av den genererte varmen ved ledning, 44 % ved stråling, 22 % ved fordampning (inkludert på grunn av fuktighet fra luftveiene) og 3 % ved konveksjon. Med sterk vind øker konveksjonens rolle, med en økning i luftfuktighet - ledning, og med økt arbeid - fordampning (for eksempel med intens fysisk aktivitet når fordampning av svette noen ganger 3-4 liter per time!).

Kroppens varmeoverføringseffektivitet er eksepsjonelt høy. Biofysiske beregninger viser at et brudd på disse mekanismene, selv hos en person i hvile, vil føre til en økning i kroppstemperaturen innen en time opp til 37,5 ° C, og etter 6 timer - opp til 46-48 ° C, når irreversibel ødeleggelse av proteinstrukturer begynner.

Kjemisk termoregulering er spesielt viktig når det er fare for hypotermi. Tapet av ulldeksel av en person i forhold til dyr gjorde ham spesielt følsom for virkningen av lave temperaturer, noe som fremgår av det faktum at en person har nesten 30 ganger flere kuldereseptorer enn varmereseptorer. Samtidig har forbedringen av mekanismene for tilpasning til kulde ført til at en person tolererer en reduksjon i kroppstemperatur mye lettere enn økningen. Således tåler spedbarn lett en reduksjon i kroppstemperatur med 3–5 ° C, men det er vanskelig å tolerere en økning på 1–2 ° C. En voksen uten noen konsekvenser tolererer hypotermi opp til 33–34 ° C, men mister bevisstheten ved overoppheting fra eksterne kilder opp til 38,6 ° C, selv om han med feber fra infeksjon kan beholde bevisstheten selv ved 42 ° C. Samtidig ble tilfeller av gjenoppliving av frosne mennesker, hvis hudtemperatur falt under frysepunktet, notert.

Essensen av kjemisk termoregulering er å endre aktiviteten til metabolske prosesser i kroppen: ved høy ytre temperatur synker den, og ved lav øker den. Studier viser at med en reduksjon i omgivelsestemperaturen med 1 ° C hos en naken person i hvile, øker metabolsk aktivitet med 10%. (Men anestesi og de såkalte antipsykotika slår av de høyere reguleringsmekanismene for termisk stabilitet hos varmblodige dyr gjør dem avhengige av omgivelsestemperaturen, og når kroppstemperaturen avkjøles til 32 ° C, reduseres oksygenforbruket til 50 grader. %, ved 20 °C – til 20 %, og når +1 °С – opptil 1 % av det opprinnelige nivået.)

Spesielt viktig for å opprettholde kroppstemperaturen er tonen i skjelettmuskulaturen, som øker med en nedgang i omgivelsestemperaturen og avtar med oppvarmingen. Det er viktig at disse prosessene fortsetter jo mer aktivt, jo farligere er truende brudd på termisk stabilitet. Ved en lufttemperatur på 25–28 °C (og spesielt i kombinasjon med høy luftfuktighet), er musklene i stor grad avslappet, og den termiske energien som reproduseres av dem er ubetydelig. Tvert imot, med fare for hypotermi, blir skjelving mer og mer viktig - ukoordinerte sammentrekninger av muskelfibre, når eksternt mekanisk arbeid er nesten helt fraværende, og nesten all energien til sammentrekkende fibre omdannes til termisk energi (dette fenomenet kalles ikke-kontraktil termogenese). Det er derfor ikke noe overraskende i det faktum at under skjelving kan kroppens varmeproduksjon øke med mer enn tre ganger, og under anstrengende fysisk arbeid - med 10 eller flere ganger.

Lungene spiller også en utvilsomt rolle i kjemisk termoregulering, som på grunn av endringer i den metabolske aktiviteten til de høykalorifettene som er inkludert i deres struktur, opprettholder en relativt konstant temperatur, og det er grunnen til at blodet som strømmer fra ved høy ytre temperatur. lungene er kjøligere, og ved lav temperatur er det varmere enn innåndet luft.

De fysiske og kjemiske mekanismene for termoregulering fungerer med en høy grad av koordinering på grunn av tilstedeværelsen i sentralnervesystemet til det tilsvarende senteret i diencephalon (hypothalamus). Det er grunnen til at ved høye omgivelsestemperaturer på den ene siden øker varmeoverføringen (på grunn av en økning i hudtemperatur, fordampning av svette, etc.), og på den annen side avtar varmeproduksjonen (på grunn av en reduksjon i muskeltonus, overgangen til absorpsjon av mindre energiholdige produkter av kroppen) ; ved lave temperaturer, tvert imot: varmeproduksjonen øker og varmeoverføringen avtar.

Dermed tillater de perfekte mekanismene for menneskelig termoregulering å opprettholde optimal levedyktighet i et bredt spekter av ytre temperaturer.

Som svingninger i oksygeninnhold og pH, modulerer endringer i intracellulær temperatur metabolismen i cellene betydelig. Mange vitale enzymer fungerer i et smalt temperaturområde, noe som krever passende mekanismer for å opprettholde varmebalansen.

Varme genereres under metabolisme. Enhver økning i cellulær metabolisme (som følge av økte nivåer av skjoldbruskkjertelhormoner, adrenalin eller noradrenalin i blodet, en økning i basal metabolisme eller under trening) øker varmeproduksjonen. I menneskekroppen genereres 60 % av all varme i musklene, 30 % i leveren og 10 % i andre organer. I gjennomsnitt tildeler en person som veier 70 kg i hvile omtrent 72 kcal / time, og for å øke temperaturen med 1 ° C, må du bruke omtrent 58 kcal.

Termisk balanse er forholdet mellom prosessene for varmeproduksjon, varmeretensjon og varmeoverføring, dvs. balanse mellom systemer som produserer varme og systemer der denne varmen går tapt.

Varmeproduksjon er hovedsakelig et resultat av biokjemiske prosesser, varmeoverføring og varmeretensjon- hovedsakelig et resultat av fysiske prosesser.

Mekanismer for varmeproduksjon. Hovedmengden av varme i kroppen dannes under oksidasjon av proteiner, fett og karbohydrater, samt som et resultat av ATP-hydrolyse. Under forhold med lav omgivelsestemperatur i kroppen aktiveres ytterligere mekanismer for varmegenerering:

1. kontraktil termogenese(varmeutvikling på grunn av skjelettmuskelsammentrekning):

a) frivillig motorisk aktivitet;

b) kald muskelskjelving;

c) kald muskeltonus (økning i muskeltonus i kulde).

2. Ikke-skjelvende termogenese(varmeutvikling som et resultat av aktivering av katabolismeprosesser - glykolyse, glykogenolyse, lipolyse). Det kan observeres i skjelettmuskulatur, lever, brunt fett (på grunn av matens spesifikke dynamiske virkning).

varmeoverføringsmekanismer. Frigjøring av varme fra kroppen til miljøet utføres på følgende måter (figur):

1) fordampning- varmeoverføring på grunn av vannfordampning;

2) varmeledning- varmeoverføring ved direkte kontakt med den kalde luften i miljøet (minsker i nærvær av klær og subkutant fettlag);

3) varmestråling- varmeoverføring fra hudområder som ikke er dekket av klær;

4) konveksjon- varmeoverføring på grunn av oppvarming av de tilstøtende luftlagene, heve disse oppvarmede lagene og erstatte dem med kalde deler av luft.

Under forhold med termisk komfort (20 - 22 ° C), avgis hovedmengden varme på grunn av varmeledning, varmestråling og konveksjon, og bare 20% går tapt gjennom fordampning. Ved høye omgivelsestemperaturer går opptil 80 - 90 % av varmen tapt ved fordampning.

Varmetensjon er gitt av det subkutane fettlaget, hårfestet, klærne og opprettholdelse av en holdning der kroppsoverflaten og varmeoverføringsprosessene er minimale. Hos varmblodige dyr holdes temperaturen på et konstant nivå. I dette tilfellet kan 2 soner for å opprettholde kroppstemperatur skilles: homoiotermisk"kjerne" eller "kjerne" hvor temperaturen faktisk holdes konstant og poikilotermisk"skjede" - alt vev som ikke er dypere enn 3 cm fra overflaten av kroppen (hud, subkutant vev, etc.), hvis temperatur i stor grad avhenger av omgivelsestemperaturen. For å bestemme gjennomsnittlig kroppstemperatur, bruk Barton-formelen:

T kropp = 2/3 T kjerne + 1/3 T skall.

Bilde. (Raff, 2001)

Hos mennesker nærmer den gjennomsnittlige temperaturen i hjernen, blodet, indre organer 37 ° C. Den fysiologiske grensen for dens svingninger er 1,5 ° C. Kroppstemperatur over 43 ° C er praktisk talt uforenlig med menneskeliv. Eksistere døgn, dvs. døgnsvingninger i kroppstemperatur innen 1 °C. Minimumstemperaturen observeres i de tidlige morgentimene, maksimum - om ettermiddagen.

Ved en behagelig temperatur (20 - 22 ° C) i miljøet opprettholdes en viss balanse mellom varmeproduksjon og varmeoverføring. Ved en omgivelsestemperatur under 12 ° C øker varmeretensjonen og følgelig varmeproduksjonen, ved en omgivelsestemperatur over 22 ° C dominerer varmeoverføringsprosesser og varmeproduksjonen avtar.

Termoreguleringssentre er lokalisert i hypothalamus. I den fremre hypothalamus er det sentre for varmeoverføring, i den bakre - sentre for varmeproduksjon.

Termoreseptorer er lokalisert i huden, indre organer, luftveiene, skjelettmuskulaturen og sentralnervesystemet. De fleste termoreseptorer finnes i hodebunnen og nakken. Det er kulde og varme termoreseptorer. Det sympatiske nervesystemet regulerer prosessene for varmeproduksjon (glykogenolyse, lipolyse) og varmeoverføring (svette, endringer i tonen i hudkar, etc.). Det somatiske systemet regulerer tonisk spenning, frivillig og ufrivillig aktivitet av skjelettmuskulaturen, dvs. kontraktile termogenese prosesser.

hypertermi oppstår ved en omgivelsestemperatur over 37 0 C (spesielt ved høy luftfuktighet) eller med for intens varmeutvikling i kroppen under hardt fysisk arbeid. Samtidig, i det første (kompenserte) stadiet, utvider perifere kar seg, svette øker, pusten øker, noe som bidrar til å fjerne overflødig varme. I det andre stadiet (også i stand til å bli kompensert), til tross for økningen i varmeoverføring, stiger kroppstemperaturen, pust og puls blir hyppigere, og hodet begynner å gjøre vondt. Det tredje stadiet (ukompensert) er preget av et blodtrykksfall, hemming av pusten, forsvinningen av reflekser opp til døden.

Hypotermi oppstår når det er ubalanse mellom varmeproduksjon og varmeoverføring med overvekt av varmeoverføring. Oftest utvikler hypotermi på grunn av hypotermi ved lave omgivelsestemperaturer. Alkoholforgiftning, mangel på muskelbevegelser, utmattelse letter utviklingen av hypotermi. I den første fasen av hypotermi øker varmeproduksjonen i kroppen (på grunn av muskelskjelvinger og økt metabolisme) og varmeoverføringen avtar (på grunn av spasmer i perifere kar, redusert svetting) etc. I den andre (dekompenserte) fasen synker kroppstemperaturen, hjernens funksjoner reduseres og blodtrykket faller. Gjenoppretting av kroppsfunksjoner er bare mulig hvis kroppstemperaturen har falt til 24 - 26 0 С, men ikke lavere.