Виды терморегуляции организма

Виды терморегуляции организма

Терморегуляция — это механизм, который позволяет живым организмам поддерживать постоянство внутренней среды. Большинство процессов в теле человека зависят от температуры: обмен веществ, синтез белков и гормонов, пищеварение, когнитивные функции. Кроме того, перегрев или переохлаждение могут привести к серьезным заболеваниям и даже смерти.

Диапазон температур

Для нормальной жизнедеятельности человека крайне важна терморегуляция. Температура тела здоровых людей находится в узком диапазоне от 36.0 до 37.0 по Цельсию. Резкое снижение или увеличение данных значений обычно приводит к летальному исходу.

На жаре человек интенсивно потеет. Потеря жидкости таким способом приводит к обезвоживанию, иногда довольно серьезному. Вместе с потом организм покидают витамины и минеральные вещества. Из-за дегидратации кровь становится гуще, нарушается обмен веществ. Нормальная потеря воды во время потоотделения – до трех процентов от общей массы тела. Если это значение перевалило за шестипроцентный барьер, страдают когнитивные функции. Для смертельного исхода достаточно двадцати процентов. Кроме того, существует еще одна опасность. Во время длительного пребывания на солнце организм накапливает больше тепла, чем отдает в окружающую среду, и по закону термодинамического равновесия постепенно тело человека нагревается до температуры воздуха, то есть до 39-41 градуса Цельсия. Это влечет за собой тепловой удар и потерю сознания. Сердечно-сосудистая система тоже работает на износ: пульс учащается, давление повышается, кровь с трудом проходит по сосудам.

Переохлаждение не менее опасно для человека. На холоде сосуды организма сужаются, что вызывает ишемию тканей. И если воздействие холодной температуры длительное, то возможно отмирание участков кожи или мышц. Низкие температуры влияют и на обмен веществ, который совершается в несколько раз быстрее, так как организму нужна энергия для обогрева.

Ядро и оболочка

Условно все тело человека можно разделить на два уровня: ядро и оболочка. Ядро (по большей части это внутренние органы) имеет постоянную температуру около тридцати семи градусов. Это достигается балансом между теплопродукцией и теплоотдачей. Оболочка же представляет собой барьер между окружающей средой и ядром толщиной 2,5 см. Терморегуляция – это способность оболочки поддерживать постоянную температуру ядра.

Кожа здорового человека на разных участках может нагреваться от 24 до 36,6 градусов. Самые холодные – кончики пальцев, а самое теплое место – подмышка. Колебания температуры тела в течение суток достигают одного градуса: самая низкая — рано утром, а высокая – в шесть вечера.

Теплообразование и теплоотдача

Что такое терморегуляция и как она поддерживается в организме человека? На этот вопрос ответить не так легко, как кажется на первый взгляд. В нашем теле непрерывно образуется тепло, которое по большей части расходуется на обогрев внешней среды. Это процесс называется теплообменом. Регулируется он при помощи нервной системы, от результатов его зависят обмен веществ, деятельность сердца, сокращение мышц и т. д.

В норме теплопродукция равна теплоотдаче, то есть наблюдается изотермия. Причины терморегуляции просты – это помогает сохранить неприкосновенной температуру ядра и обеспечить определенную независимость организма от внешних условий. За час в человеке образует достаточно тепла для того, чтобы закипятить литр воды. И если бы не теплоотдача, то уже через трое суток после рождения все мы в буквальном смысле сварились бы изнутри. Поэтому процессы, помогающие людям избавиться от лишнего тепла, крайне важны.

Закаливание

Терморегуляция и закаливание идут рука об руку. Организм приспосабливается к воздействию все более низких или высоких температур, формируются новые механизмы сохранения постоянной температуры ядра.

В домашних условиях известно несколько самых распространенных способов закаливания. Например, обтирание прохладной водой. В первый раз вода должна быть 30 градусов, затем 28, 26 и так, пока не дойдет до 15 градусов Цельсия. Когда организм привыкнет к холоду, можно с обтираний переходить на обливания или душ. Эффективными признали также воздушные и солнечные ванны. Поначалу продолжительность сеансов не должна превышать 15 минут, но со временем можно довести время до 60. Однако стоит помнить, что длительная инсоляция может привести к проблемам с кожей и онкологическим заболеваниям.

Терморецепторы

Кожа в терморегуляции организма играет ключевую роль. Как самый большой орган человеческого организма, она выполняет множество функций, в том числе содержит терморецепторы (холодовые и тепловые). Известно, что холодовых примерно в десять раз больше, поэтому мы гораздо чувствительнее к низким температурам. Наибольшее скопление рецепторов находится на лице, шее, а меньше всего — в кончиках пальцев. Однако чувствительность у них имеет обратную пропорцию относительно количества. Несмотря на то что тепловых рецепторов больше они почти в два раза чувствительнее, чем холодовые.

Читайте также:  В чем купать новорожденного ребенка травы

Виды терморегуляции

Терморегуляция – это целый конгломерат процессов, направленных на поддержание постоянной температуры тела при помощи теплообмена. Механизм работы этой системы можно описать при помощи принципа «обратной связи». То есть сначала изменяется температура окружающей среды, на это реагируют рецепторы кожи и передают сигнал в головной мозг. А уже оттуда идет регуляция выработки тепла и его отдачи.

Все процессы терморегуляции можно разделить на два вида:

Физическая терморегуляция, в свою очередь, делится на испарение, излучение, теплопроведение и конвекцию. Среди химических процессов выделяют сократительный и несократительный термогенез.

Физическая терморегуляция

Физическая терморегуляция – это совокупность процессов, обеспечивающих удаление тепла из организма. Для этого природой предусмотрено несколько способов:

Кроме того, организм может регулировать интенсивность кровообращения и степень расширения сосудов кожи, что также влияет на потерю тепла. Еще один механизм отдачи тепла – потоотделение. Оно наиболее эффективно в случае жаркого климата или искусственного повышения температуры окружающей среды.

В состоянии покоя, при комфортной температуре в 20 градусов Цельсия, человек путем излучения теряет около шестидесяти процентов тепла, испаряет всего двадцать, а остальное приходится на кондукцию и конвекцию. Всего за час мы теряем около ста килокалорий или четырехсот девятнадцать джоулей.

Испарение и излучение

Испарение – это выделение энергии в окружающее пространство за счет потери влаги через кожу или слизистые. Иначе этот процесс называется потоотделение. Находясь в комфортной температуре (около двадцати градусов Цельсия), человек каждый час теряет около 36 грамм жидкости. При повышении температуры или интенсивной работе это показатель увеличивается иногда до двух литров в час.

Если воздух сухой, то высокая температура переносится человеком сравнительно хорошо, так как есть возможность для испарения пота. Однако во влажном климате даже тридцать градусов жары могут быть смертельны.

Излучение – путь отдачи тепла при помощи электромагнитного излучения. Человек излучает тепло начиная с того момента, как температура окружающей среды падает ниже температуры тела, то есть практически всегда. Чтобы предотвратить потерю тепла в холодное время хода, нужно оставить минимальное количество открытых участков кожи. Одежда может приостановить излучение и уменьшить количество выделяемого тепла, но полностью прекратить его не в состоянии.

Даже положение тела участвует в терморегуляции. Когда животному или человеку холодно, он старается сгруппироваться (свернуться), чтобы как можно меньше поверхности тела контактировало с внешней средой. И наоборот, если тепло, то и люди и животные стараются раскрыться, чтобы увеличить площадь кожи для излучения.

Кондукция и конвекция

Кондукция проявляется, когда человек соприкасается с другими телами. Она зависит от времени контакта, площади предмета и теплопроводности материала.

Для того чтобы не получить обморожение или не заболеть, необходимо придерживаться элементарных правил:

— не сидеть на холодных камнях;

— зимой не хватать голыми руками металлические предметы;

— на природе не сидеть на голой земле, а всегда что-то подкладывать (спальник, коврик, одежду);

— не ходить в мокрой одежде зимой.

Конвекция – это динамичный способ потери тепла, который осуществляется движущимися частицами воды или воздуха, например, такие потоки создает ветер или вентилятор. Если просто, то тело, выделяя тепло, нагревает воздух рядом с кожей. Он становится легче, чем холодный, и поднимается выше, а его место занимает новая порция. Когда мы оказываемся на ветру или быстро движемся, воздух вокруг нас тоже перемещается быстрее, следовательно, тепло не задерживается возле кожи надолго.

Химическая терморегуляция

Терморегуляция и обмен веществ – тесно связанные понятия. Химический способ как раз основывается на изменении интенсивности процесса окисления и вибрации мышц. Энергию для обогрева организма получают путем гидролиза АТФ (аденозинтрифосфат). Он необходим для превращения сложных соединений в более простые. Тепло, которое при этом выделяется, рассеивается в окружающем пространстве. Это несократительный термогенез.

В зависимости от температуры окружающей среды обмен веществ может ускоряться или замедляться для сохранения постоянства ядра. Наиболее комфортно человек себя чувствует при 18-20 градусах Цельсия. Но это для воздуха. Вода же сильнее проводит тепло, поэтому и температура должна быть выше. Больше всего тепла производят мышцы во время аэробного гликолиза. Поэтому, когда нам холодно, тело начинает дрожать, чтобы увеличить теплопродукцию. Это состояние называется сократительный термогенез.

Читайте также:  Дофамин из чего образуется

Управление терморегуляцией

Терморегуляция мозга проходит так же, как и всего остального организма, с той разницей, что именно здесь находится центр, который всем процессом и управляет. В гипоталамусе расположен центр терморегуляции, координирующий скорость обменных процессов, сокращение мышц, и тонус сосудов кожи.

Чувствительные нервные клетки этого участка мозга могут различить колебания до сотых и тысячных долей градуса. Они анализируют поступающую информацию и по принципу обратной связи регулируют внутреннюю температуру, устанавливая ее в зависимости от внешних обстоятельств.

В подчинении у гипоталамуса находятся щитовидная железа и надпочечники. Первая влияет на скорость обмена веществ, а вторые — на тонус сосудов и окислительные процессы в мышцах. Используя нейромедиаторы и гормоны, гипоталамус корректирует состояние организма в соответствии с обстоятельствами.

Терморегуляция – способность поддерживать температуру тела на постоянном уровне независимо от колебаний температуры окружающей среды (изотермия).

Виды терморегуляции организма человека: — физическая терморегуляция; — химическая терморегуляция или эндокринная (не сократительный термогенез); — дрожательный термогенез.

При снижении температуры окружающей среды регулирование температуры тела, т.е. процесс терморегуляции, осуществляется тремя способами в следующей последовательности.

Физическая терморегуляция — сужение сосудов кожи и слизистых оболочек дыхательных путей, прекращение потоотделения. Если с помощью физической терморегуляции равновесие не восстановлено, включается химический компонент терморегуляции за счет «не сократительного термогенеза» (эндокринная регуляция, в частности, повышением выброса норадреналина, который называют «гормоном не сократительного термогенеза»). При дальнейшем охлаждении повышение теплообразования осуществляется за счет специфических форм сократительной активности поперечнополосатой и гладкой мускулатуры — холодовой мышечной дрожи, терморегуляционного мышечного тонуса и пилоромоторной реакции. Эта фаза «дрожательный термогенез» осуществляется с наиболее высокой затратой энергии и образованием тепла.

У здоровых людей при достаточном совершенстве механизмов регуляции температурного гомеостаза довольно продолжительные охлаждения компенсируются включением химического термогенеза с повышением затраты энергии, но без «срывов» процесса регуляции. Система регуляции температурного гомеостаза исключительно многокомпонентна, включает терморецепторы кожи и внутренних органов, проводящие пути (в составе спиноталамического тракта), центр регуляции — гипоталамус, кора головного мозга, оказывающая активирующее влияние тем более выраженное, чем выше частота афферентных импульсов. В качестве эффекторных органов выступает вегетативный отдел нервной системы, эндокринные органы, сердечно-сосудистая система. Для правильной регуляции имеют значение и концентрация химических веществ в организме и многие другие факторы.

12. Функциональная система: понятие, структура, свойства, формирование и деятельность функциональной системы.

Теорию функциональных систем предложил еще в 30-х годах 20 века П. К. Анохин, т. к. рефлекторная теория не объясняла сложное поведение человека.

Под функциональной системой понимается динамическая саморегулирующаяся организация, избирательно объединяющая центральную нервную систему, периферические органы и ткани в целях достижения полезного для организма приспособительного результата (П. К. Анохин, 1975 г.). Например, система речеобразования, которая формируется в онтогенезе, а защитная — внутриутробно.

Каждая функциональная система, вне зависимости от сложности, имеет однотипную центральную организацию:

акцептор результата действия

принятие решения акцептора результата действия, эффекторного синтеза и оценка достигнутого результата действия.

Афферентный синтез является первой стадией формирования любой функциональной системы и обусловлен доминирующей на данный момент мотивацией, обстановочной афферентацией (воздействием на организм внешних факторов-рев трибун, жара, холод, ветер, дождь).

Доминирующая мотивация формируется на основе ведущей потребности, при участии мотивационных центров гипоталамуса (рекорд, первое место, приз, слава). Доминирующая мотивация активирует память, в которой заложена программа всей функциональной системы, участвующей в достижении результата.

На фоне мотивации, обстановочной афферентации и памяти действует пусковая афферентация (пусковой стимул, условный сигал — свисток, табло, флажок).

Этап афферентного синтеза обеспечивает постановку цели, достижению которой будет посвящена реализация функциональной системы.

Принятие решения является второй стадией функциональной системы. По физиологической сути — означает выбор единственной линии эффективного действия, направленного на реализацию ведущей потребности организма (например, обеспечение кислорода).

Акцептор результата действия является третьей стадией формирования функциональной системы, в которой происходит программирование основных параметров потребного результата, и на основе обратной афферентации о достигнутых параметрах реального результата осуществляется их постоянное сопоставление, сравнение и оценка. Информация о них поступает в акцептор благодаря обратной афферентации, которая позволяет исправить ошибки или довести акты (движения) до совершенных (сигналы от работающих мышц).

Акцептор результата действия — это идеальный образ (эталон) будущих результатов действия. Морфофункциональное — это нервный комплекс, куда приходят возбуждения афферентной (чувствительной) и эффекторной (двигательной) природы.

Читайте также:  Бронхомунал со скольки лет для детей

Стадия эфферентного синтеза начинается одновременно со стадией акцептора результата действия. Она состоит из программы действия, эфферентного возбуждения и заканчивается действием. В этой стадии возбуждение конвергирует (т. е. сходится) на те же промежуточные нейроны сенсомоторной коры, куда поступают афферентные возбуждения, несущие информацию о параметрах реального результата (v, L, F, t).

Если результаты не соответствуют прогнозу, то возникает реакция рассогласования, активирующая ориентировочно-исследовательскую реакцию. На ее основе формируется новый, более полный афферентный синтез, принимается более адекватное решение, что приводит к формированию более совершенной программы.

Основные признаки ФС. В заключение приведем следующие признаки функциональной системы, как они были сформулированы П.К. Анохиным:

ФС, как правило, является центрально-периферическим образованием, становясь, таким образом, конкретным аппаратом саморегуляции. Она поддерживает свое единство на основе циркуляции информации от периферии к центрам и от центров к периферии.

Существование любой ФС непременно связано с существованием какого-либо четко очерченного приспособительного эффекта. Именно этот конечный эффект определяет то или иное распределение возбуждения и активности по функциональной системе в целом.

Еще одним абсолютным признаком ФС является наличие рецептурных аппаратов, оценивающих результаты ее действия. В ряде случаев они могут быть врожденными, а в других — выработанными в процессе жизни.

Каждый приспособительный эффект ФС, т.е. результат какого-либо действия, совершаемого организмом, формирует поток обратных афферентаций, достаточно подробно представляющий все наглядные признаки (параметры) полученных результатов. В том случае, когда при подборе наиболее эффективного результата эта обратная афферентация закрепляет наиболее успешное действие, она становится «санкционирующей» (определяющей) афферентацией.

Функциональные системы, на основе которых строится приспособительная деятельность новорожденных животных к характерным для них экологическим факторам, обладают всеми указанными выше чертами и архитектурно оказываются созревшими к моменту рождения. Из этого следует, что объединение частей ФС (принцип консолидации) должно стать функционально полноценным на каком-то сроке развития плода еще до момента рождения.

Значение теории ФС для психологии. Начиная с первых своих шагов, теория функциональных систем получила признание со стороны естественно-научно ориентированной психологии. В наиболее выпуклой форме значение нового этапа в развитии отечественной физиологии было сформулировано А.Р. Лурией (1978). Он считал, что внедрение теории функциональных систем позволяет по-новому подойти к решению многих проблем в организации физиологических основ поведения и психики.

Благодаря теории ФС:

произошла замена упрощенного понимания стимула как единственного возбудителя поведения более сложными представлениями о факторах, определяющих поведение, с включением в их число моделей потребного будущего или образа ожидаемого результата;

было сформулировано представление о роли «обратной афферентации» и ее значении для дальнейшей судьбы выполняемого действия, последнее радикально меняет картину, показывая, что все дальнейшее поведение зависит от успехов выполненного действия;

было введено представление о новом функциональном аппарате, осуществляющим сличение исходного образа ожидаемого результата с эффектом реального действия — «акцепторе» результатов действия.

Дата последнего обновления: 29.08.2020 г.

Количество просмотров: 9 878

Терморегуляция – это сложный физиологический процесс, который обеспечивает поддержание постоянной температуры тела и внутренней среды организма на уровне, необходимом для нормальной жизнедеятельности.

Механизмы терморегуляции

В процессе терморегуляции задействованы нервные и гуморальные (происходящие в жидких средах тела – крови, лимфе и т. д.) механизмы. Колебания температуры окружающей среды распознают специальные терморецепторы. Их существует два вида: тепловые и холодовые. От терморецепторов сигнал по проводящим путям поступает в головной мозг и активирует в нем центр температурной регуляции, находящийся в области гипоталамуса. Возбуждение разных отделов этого структурного образования приводит к изменению процессов теплообмена. Центр терморегуляции в мозге можно «выключить» при помощи некоторых физических веществ. В этом случае тело человека утратит способность поддерживать постоянную температуру.

За счет каких процессов осуществляется терморегуляция

Стабильность температуры тела и внутренней среды организма обеспечивается благодаря двум взаимно противоположным по своей сути процессам.

  • Теплопродукция. Это процесс выработки тепла человеческим телом, который зависит от интенсивности процесса обмена веществ (метаболизма). Если теплопродукция происходит слишком активно, возможно перегревание организма.
  • Теплоотдача. Тело человека может отдавать тепло в окружающую среду за счет трех механизмов: излучения (радиации), проведения (конвекции) и испарения пота. При сильном повышении температуры окружающей среды охлаждение также осуществляется за счет испарения жидкости со слизистых оболочек верхних дыхательных путей (поэтому может ощущаться пересыхание в горле). Незначительная часть тепла также выделяется из организма вместе с фекалиями и мочой.
Ссылка на основную публикацию
Виды инфекционных заболеваний и характер их протекания
Инфекционные болезни Эти инфекционные микроскопические организмы известны как патогены, и они могут быстро размножаться. Примеры патогенов включают в себя: бактерии;...
Виакард лекарство
Инструкция по применению Немного фактов Сердечный ритм - это четкий механизм, работа которого зависит от функциональных особенностей организма. Элькардио -...
Виардо форте для мужчин отзывы покупателей
Врач-андролог, Романов С.И.: Люди прекрасно знают, что наш организм работает за счёт витаминов и разнообразия полезных веществ. От них зависит...
Виды искривления позвоночника фото
Важность правильной осанки От правильности осанки во многом зависит здоровье человека, ведь позвоночник играет ключевую роль во взаимосвязях головного мозга...
Adblock detector