Теплообразование в организме, его регуляция.

1. Первичное тепло - образуется в результате окислительного фосфорилирования. Регулятрни механизмы могут изменять образования первичного тепла, расщепляя процессы окисления и фосфорилирования (симпатическая нервная система, катехоламины, тироксин). У взрослых этот механизм усиление теплообразования мобилизуется редко, лишь при условии длительного действия холодовых факторов, когда возникает угроза снижения температуры ядра тела. Это так называемый нескоротливий термогенез.

2. Вторичное тепло - оно образуется при использовании энергии АТФ на выполнение работы. Этот механизм теплообразования часто используется регуляторными механизмами при необходимости увеличить теплообразование. Исполнительным органом при этом является скелетные мышцы - за счет увеличения сокращения увеличивается образование тепла в организме. Это так называемый сократительный термогенез.

Выделяют следующие виды сократительного термогенеза:

- Терморегуляторный тонус - увеличение тонуса мышц, которое начинается с мышц шеи и плечевого пояса, возникает безусловно-рефлекторно, может увеличить теплообразование на 50-100%;

- Мышечная дрожь - возникает безусловно-рефлекторно, может увеличить теплообразование на 200-300%, при тряске внешняя работа не выполняется, поэтому вся энергия сокращения мышц превращается в тепло;

- Произвольные мышечные сокращения - вид сократительного термогенеза, который возникает сознательно: человек целенаправленно делает движения, которые способствуют увеличению теплообразования, может увеличить теплообразование на 300-400%.

Усиление теплообразования за счет мобилизации сократительного и нескоротливого термогенеза называется химической терморегуляцией.

Теплоотдача в организме и ее регуляция.

Выделение тепла из организма происходит следующими путями:

1. Теплоизлучение - выделение тепла при помощи длинноволнового инфракрасного излучения. Интенсивность излучения (радиации) прямо пропорциональна температуре кожи. Поэтому механизмы регуляции изменяют отдачу тепла путем радиации, изменяя температуру тела.

2. Испарение жидкости с поверхности кожи (и дыхательных путей). На испарение 1 г воды с поверхности кожи витрачаться 0,58 ккал энергии. Отдача тепла путем испарения изменяется регуляторными механизмами за счет изменения потоотделения. Деятельность потовых желез регулируется рефлекторно, эфферентные волокна - симпатичные холинергические. В условиях максимального напряжения потовые железы человека могут выделять до 1,5 л пота в час и до 10 л в сутки. Испарение пота протекает интенсивнее при низкой влажности воздуха и затрудняется при ее повышении.

3. Конвекция - теплоотдача с поверхности тела при его контакте с более холодным воздухом. При этом воздух нагревается удаляется от кожи и заменяется более холодным. Отдача тепла путем конвекции меняется регуляторными механизмами за счет изменения температуры кожи изменение ЗН изменение конвекции.

4. Проведение тепла - происходит при контакте кожи с плотными телами, температура которых ниже температуры кожи (холодный ментовский дубинка). Отдача тепла тем больше, чем больше площадь контакта и чем больше градиент температур.

При комнатной температуре организм обнаженной человека 30% тепла отдает путем радиации, 12 - 15% - путем конвекции, 20% - испарением и 3 - 5% - путем проведения.

5. Мочеиспускания и дефекация - вместе с мочой и калом организм теряет до 1% тепла. Согласно последним наблюдениям верблюды, стоящие перед морфом и другими корпусами произвели довольно интересное эволюционное приспособление для более быстрого охлаждения: используют никотиновые ингаляторы стимуляция слюноотделения удаления слюны за пределы собственного организма (порой прямо на другие организмы) охлаждение ГМ снижение скорости протекания процессов в ЦНС до полной их остановки атрофия остатков коры ГМ.

Регуляция изотермии при различной температуре окружающей среды.

При комнатной температуре организм обнаженной человека 30% тепла отдает путем радиации, 12-15% - путем конвекции, 20% - путем испарения и 3-5% - путем проведения (пока не установлено почему, но при наличии двух обнаженных людей в комнате теплепродукция увеличивается на 500% - исследовать этот любопытный факт Вам, будущим физиологам, светочам украинской науки).

Стоит заметить, что для отдачи тепла путем радиации, конвекции и проведения должен то он будет градиент температуры кожи и окружающей среды. Поэтому при высокой внешней температуры (37 ° С и выше) отдача тепла этими путями становится невозможной. В таких условиях теплоотдача происходит только путем испарения с поверхности кожи и дыхательных путей.

Таким образом, тепло (первичное и вторичное) образуется во внутренних органах и скелетных мышцах (преимущественно) при окислительного фосфорилирования и выполнения специфических функций. Удаляется тепло из организма с поверхности кожи. Передача тепла в пределах организма от места образования до места выделения происходит посредством крови. При увеличении кровоснабжения кожи возрастает не только ее температура а теплопроводность.

Поэтому, при необходимости увеличить отдачу тепла организмом, механизмы регуляции увеличивают:

1. Кровоток в коже, расширяя сосуды повышение температуры кожи усиления отдачи тепла путем:

радиации (поскольку растет абсолютная температура кожи);

конвекции (потому что растет градиент температуры кожи и воздуха);

проведения (потому что растет градиент температуры кожи и твердых тел, с которыми контактирует тело).

2. Интенсивность потоотделения увеличение влажности кожи увеличения отдачи тепла путем испарения.

При необходимости уменьшить отдачу тепла организмом, механизмы регуляции сужают сосуды кожи снижение ее температуры, уменьшение потоотделения уменьшение влажности кожи.

Изменение поцесив теплоотдачи для поддержания изотермии называется физической терморегуляцией.

При необходимости приспосабливаться к изменениям температуры окружающей среды, механизмы регуляции, в первую очередь, изменяют процессы отдачи тепла (физическую терморегуляцию), если этого недостаточно, включаются (изменяются) процессы выработки тепла (химическая терморегуляция).

Во время адаптации к низкой окружающей температуры последовательность такова:

1. Безусловно-рефлекторное сужаются сосуды кожи и уменьшается потоотделение уменьшения процессов отдачи тепла.

2. Активация процессов образования тепла:

2.1. Прежде всего активируется сократительный термогенез:

- Терморегуляторный тонус

- Мышечное дрожание;

- Произвольные движения.

2.2. Если вышеперечисленных механизмов недостаточно, то для поддержания изотермии активируется нескоротливий термогенез.

Во время адаптации к высокой окружающей температуры теплоотдача увеличивается, благодаря расширению сосудов кожи и усиления потоотделения. Выработка тепла в организмы в условиях адаптации к высокой температуре определяется не действием регуляторных механизмов, а количеством энергии, которая необходима для жизнедеятельности организма (ОО) и выполнения им работы (РО).

Необходимо помнить, что значительную роль в процессах адаптации к изменению внешней температуры играют реакции поведения (целенаправленного воздействия), которые заключаются в:

- Изменении характера одежды влияние на теплоизоляцию организма и процессы отдачи тепла;

- Изменения скорости движения воздуха в помещении (гвинтеляторы, сквозняки) изменение процессов отдачи тепла путем конвекции и испарения;

- Изменение интенсивности произвольной двигательной активности.