Реферат: Терморегуляция

Температуратела многихживотных изменяетсяв зависимостиот температурыокружающейсреды. Такиеживотные называютсяпойкилотермными,т. е. животнымис непостояннойтемпературойтела. Их активностьсущественнозависит оттемпературыокружающейсреды, т. к. последняяопределяетскоростьбиохимическихреакций, протекающихв организме(их скоростьвозрастаетв 2-3 раза приповышениитемпературына каждые 10градусов).

Температуратела человекаи высших животныхподдерживаетсяна постоянномуровне, несмотряна значительныеколебаниятемпературыокружающейсреды. Такиеживотные спостояннойтемпературойтела называютсягомойотермными.Гомойотермныеорганизмы, имеяпостояннуютемпературутела, ведутактивный образжизни призначительныхколебанияхтемпературывнешней среды.Некоторыегомойотермныеживотные могутна время выключатьтерморегуляциюи становитьсяпойкилотермными.

Изотермия— постоянствотемпературытела — имеетдля организмабольшое значение, т. к. она, во-первых, обеспечиваетнезависимостьобменных процессовв тканях и органахот колебанийтемпературыокружающейсреды; во-вторых, обеспечиваеттемпературныеусловия дляоптимальнойактивностиферментов.

Температураотдельныхучастков телачеловека различна, что связанос неодинаковымиусловиямитеплопродукциии отдачи тепла.В состояниипокоя и умереннойфизическойнагрузки наибольшаятеплопродукцияи наименьшаятеплоотдачапроисходитво внутреннихорганах, поэтомуих температуравысокая (самаявысокая впечени—37,8-38 °С).От внутреннихорганов теплопереноситсякровью к поверхноститела, где теплопродукциянебольшая, новысокая теплоотдача, поэтому температуракожных покрововне высокая.Наиболее низкаятемпературакожи у человекаотмечаетсяв области кистейи стоп, значительновыше она вподмышечнойвпадине, гдеона обычноизмеряется(температуруможно измерятьв полости рта, в паховой складке, в прямой кишке).В нормальныхусловиях уздоровогочеловека температурав подмышечнойвпадине равна36,5-36,9 °С. В течениесуток температуратела человекаколеблется: минимальнаяв 3-4 часа, максимальная— в 16-18 часов.

Способностьгомойотермныхживотных поддерживатьтемпературутела на постоянномуровне обеспечиваетсядвумя взаимосвязаннымипроцессами- теплообразованиеми теплоотдачей,равенствокоторых обеспечиваетизотермиюорганизма.

Процессы, связанные собразованиемтепла в организме, объединяютпонятием химическаятерморегуляция,а процессы, обеспечивающиеотдачу тепла— физическаятерморегуляция.

Химическаятерморегуляция.Химическаятерморегуляцияобеспечиваетопределенныйуровень теплопродукции, необходимыйдля нормальногоосуществленияферментативныхпроцессов втканях. Образованиетепла в организмепроисходитвследствиенепрерывносовершающихсяэкзотермическихреакций, которыепротекают вовсех органахи тканях, но сразличнойинтенсивностью.Наиболее интенсивноеобразованиетепла происходитв мышцах. Еслидаже человеклежит неподвижно, но с напряженноймускулатурой, то теплообразованиеповышаетсяна 10%. Незначительнаядвигательнаяактивностьприводит кповышениютеплообразованияна 50-80%, а тяжелаямышечная работа— на 400-500%.

В условияххолода теплообразованиев мышцах резковозрастает.Это обусловленотем, что охлаждениеповерхноститела приводитк рефлекторномубеспорядочномусокращениюмышц — мышечнойдрожи.

В процессахтеплообразования, кроме мышц, значительнуюроль играютпечень и почки.При охлаждениитела теплопродукцияв печени возрастает.

Физическаятерморегуляция.Физическаятерморегуляцияосуществляетсяпутем измененияотдачи теплаорганизмом.

Теплоотдачаосуществляетсяследующимипутями:

• излучением(радиацией);

• проведением(кондукцией);

• конвекцией;

• испарением.

Теплоизлучение(радиация)обеспечиваетотдачу теплаорганизмомокружающейего среде припомощи инфракрасногоизлучения споверхноститела. Путемрадиации организмотдает большуючасть тепла.В состояниипокоя и в условияхтемпературногокомфорта засчет радиациивыделяетсяболее 60% тепла, образующегосяв организме.

Теплопроведениепроисходитпри контактес предметами, температуракоторых нижетемпературытела. Путемтеплопроведенияорганизмомтеряется около3% тепла.

Конвекцияобеспечиваетотдачу теплаприлегающемук телу воздухуили жидкости.В процессеконвекции теплоуносится отповерхностикоки потокомвоздуха илижидкости. Путемконвекцииорганизмомотдается около15% тепла.

Отдача теплаорганизмомосуществляетсятакже путемиспаренияводы с поверхностикожи и со слизистыхоболочек дыхательнымпутей в процесседыхания. Испарениеводы с поверхноститела происходитпри выделениипота. Даже вусловияхтемпературногокомфорта и приотсутствиивидимогопотоотделениячерез кожуиспаряетсядо 0,5 л воды всутки. Испарение1 л пота у человекаможет понизитьтемпературутела на 10°С. Путемиспарения изорганизмаудаляется около20% тепла. Притемпературеокружающейсреды, равнойили выше температурытела человека, когда другиеспособы отдачитепла резкоуменьшаются, испарение водыстановитсяглавным способомотдачи тепла.Отдача теплаиспарениемуменьшаетсяпри увеличениивлажностивоздуха н полностьюпрекращаетсяпри 100% относительнойвлажности.

Регуляцияпостоянстватемпературытела. Температуратела являетсяконстантойорганизма, определяющейпостоянствоскоростибиохимическихреакций—одногоиз важнейшихусловий жизнедеятельностиорганизма.Поддержаниепостоянстватемпературытела осуществляетсяпо принципусаморегуляции, путем формированияфункциональнойсистемы терморегуляции.Системообразующимфактором (константой)этой функциональнойсистемы являетсятемпературакрови в правомпредсердии(37" С). Рефлекторныеизмененияпроцессовтерморегуляциипроисходятпри раздражениитепловых ихолодовыхрецепторов, расположенныхв кожных покровах, в слизистыхоболочкахдыхательныхпутей, во внутреннихорганах, в сосудах, в различныхотделах ЦНС(гипоталамусе, ретикулярнойформации, продолговатоми спинном мозге, двигательнойкоре и др.). Особеннобольшое количествоцентральныхтерморецепторов, которые реагируютна изменениетемпературыкрови, находитсяв гипоталамусе.

В гипоталамусерасположеныгруппы ядер, составляющихцентр терморегуляции, состоящий, всвою очередь, из центратеплообразованияи центра теплоотдачи.Центртеплообразованиярасположенв каудальнойчасти гипоталамуса.При разрушенииэтого участкамозга у животногонарушаютсямеханизмытеплообразованияи такое животноестановитсянеспособнымподдерживатьтемпературутела при понижениитемпературыокружающейсреды, и развиваетсягипотермия.Центртеплоотдачирасположенв переднемгипоталамусе(между переднейкомиссуройи зрительнымперекрестом).При разрушенииэтой областиживотное такжетеряет способностьподдерживатьизотермию, приэтом способностьпереноситьнизкие температурыу него сохраняется.

Кроме гипоталамусана процессытерморегуляцииоказываютвлияние и другиеструктуры ЦНС: центры спинногомозга, полосатоетело, ретикулярнаяформация стволамозга, корабольших полушарийголовногомозга. Из этихструктур гипоталамус, ретикулярнаяформация иосцилляторныецентры спинногомозга играютведущую рольв рефлекторнойрегуляциитемпературытела. Например, при снижениитемпературыокружающейсреды возбуждениеот холодовыхрецепторовпоступает поафферентнымнервам в центрытеплопродукциигипоталамусаи осцилляторныецентры спинногомозга. Отсюдавозбуждениеидет по двигательнымнервам к мышцам, увеличиваяих тонус, а затемвызывает мышечнуюдрожь, что приводитк значительномуувеличениютеплообразования.По вегетативнымнервам возбуждениепоступает ксосудам (особеннокожных покровов)и вызываетуменьшениеих просвета.В результатеэтого поверхностныеслои кожи получаютменьше теплойкрови и, следовательно, отдают меньшетепла.

В терморегуляциипринимаютучастие и гуморальныефакторы, преждевсего, гормоныщитовиднойжелезы (тироксини др.) и надпочечников(адреналин идр.). При снижениитемпературывнешней средыколичествотироксина иадреналинав крови возрастает.Эти гормонывместе с симпатическиминервными влияниямиусиливаютокислительныепроцессы, увеличиваятем самым количествотепла, образующегосяв организме.Адреналин, кроме того, суживаетпериферическиесосуды, чтоприводит кдальнейшемуснижению теплоотдачи.

Таким образом, при снижениитемпературыокружающейсреды включаютсянервно-гуморальныемеханизмы, которые приводятк значительномуусилениютеплообразованияи уменьшениютеплоотдачи, в результатечего температуратела в этихусловиях остаетсяпостоянной.

При повышениитемпературыокружающейсреды, рассмотренныевыше процессы, имеют противоположныйхарактер.

Если человекдлительноевремя находитсяв условияхзначительновысокой илинизкой температурыокружающейсреды, то регуляторныемеханизмы, спомощью которыхв обычных условияхподдерживаетсяизотермия, могут оказатьсянедостаточными.Если не применитьповеденческиеспособы регуляциитемпературы, направленныена охлаждениеили согреваниеорганизма, томожет наступитьперегревание— гипертермия— или переохлаждение— гипотермия.

Гипертермия— состояние, при которомтемпературатела повышаетсявыше 37 °С. Онавозникает припродолжительномдействии высокойтемпературыокружающейсреды, особеннопри высокойвлажностивоздуха. Резкаягипертермия, при которойтемпературатела достигает40-41 °С сопровождаетсятяжелым общимсостояниеморганизма иносит названиетепловогоудара.

Гипертермияможет наступитьпод влияниемнекоторыхэндогенныхфакторов, усиливающихпроцессытеплообразования(тироксин, жирныекислоты и др.), а также подвлияниеммикроорганизмов, так как гипоталамическиецентры терморегуляцииобладают высокойчувствительностьюк бактериальнымтоксинам.

Гипотермия— состояние, при которомтемпературатела снижаетсяниже 35 С. Быстреевсего гипотермиянаступает припогружениив холоднуюводу. При этомвначале наблюдаетсявозбуждениесимпатическогоотдела вегетативнойнервной системыи рефлекторноограничиваетсятеплоотдачаи усиливаетсятеплопродукция, особенно засчет мышечнойдрожи. Но черезнекоторое времятемпературатела все женачинает падать, при этом наблюдаетсясостояние, подобное наркозу: исчезновениечувствительности, ослаблениерефлекторныхреакций, снижениевозбудимостинервных центров, резкое снижениеинтенсивностиобмена веществ, замедлениедыхания, урежениесердечнойдеятельности, понижениеартериальногодавления.

В настоящеевремя искусственнаягипотермияс охлаждениемтела до 24-28 С находитприменениев хирургии приоперациях насердце и ЦНС.Гипотермиязначительноснижает обменвеществ головногомозга и, следовательно, уменьшаетпотребностьего в кислороде.Поэтому мозгв таких условияхспособен переноситьболее длительноеобескровливание(вместо 3-5 минпри нормальнойтемпературедо 15-20 мин при25-28 С), а это значит, что при гипотермииорганизм можетлегче переноситьвременноевыключениесердечнойдеятельностии остановкудыхания.

Для выключенияприспособительныхреакций, направленныхна поддержаниетемпературытела, при искусственнойгипотермииприменяютпрепараты, выключающиепередачу импульсовв симпатическомотделе вегетативнойнервной системы(ганглиоплегическиепрепараты) ипрекращающиепередачу возбужденияс нервов наскелетные мышцы(миорелаксанты).Гипотермиюпрекращаютпутем быстрогосогреваниятела.

Конецформы

/>

Литература:

Коробков А.В., Чеснокова С.А. Атлас по нормальной физиологиии.- М.: Медицина, 1986.

Основы физиологии человека / Под ред.Б.И.Ткаченко.- Санкт Петербург: Международный фонд истории науки, 1994.

Практикум по нормальной физиологии / Под ред. Н.А.Агаджаняна и А.В.Коробкова.- М.: Высшая школа, 1983.

Судаков К. В.Функциональные системы организма. — М.: Медицина, 1987.

Физиология человека / Под ред. Г. И. Косицкого- М.: Медицина, 1985.

Физиология человека / Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько.- М.: Медицина, 1997.

Шмидт Р., Тевс Г. Физиология человека: Пер. с англ. – М.: Мир, 1996.