Химическая и физическая терморегуляция

Способность организма человека поддерживать изотермию, или тепловой гомеостаз, обеспечивается за счет взаимосвязанных процес­сов - теплообразования и теплоотдачи. При этом необходимо, чтобы теп­лообразование равнялось теплоотдаче. Такое взаимосочетание процессов теплообразования и теплоотдачи достигается с помощью физиологических механизмов терморегуляции.

Процесс образования тепла в организме называется химической терморегуляцией, процесс, обеспечивающий удаление тепла из орга­низма, называется физической терморегуляцией. Химическая терморе­гуляция имеет особенно большое значение при низкой температуре среды. Образование тепла происходит в результате окислительных экзотермиче­ских реакций в различных тканях и органах (в мышцах - 60%, печени -30%, почках, легких, желудке - 10%). Главную роль в теплопродукции у человека играют мышцы и печень.

Пути повышения теплопродукции при действии холода:

1) произвольная мышечная деятельность; небольшая двигательная активность ведет к увеличению теплообразования на 50-80%, а тяжелая мышечная работа - на 400-500%, т.е. в 4-5 раз;

2) непроизвольное сокращение мышц, проявляющееся в виде холодовой дрожи (озноба), повышает энергетический обмен и образование те­пла в 2-4 раза;

3) рефлекторное повышение интенсивности обменных процессов в мышечной ткани без ее сокращения (так называемый несократительный мышечный термогенез);

4) интенсификация образования тепла печенью и почками.

При повышении температуры окружающей среды теплообразование в организме уменьшается вследствие рефлекторного снижения обмена ве­ществ.

При повышении или понижении температуры окружающей среды рефлекторно изменяется не только теплообразование, но и теплоотдача, причем при понижении температуры отдача тепла уменьшается, а при по­вышении температуры - увеличивается.

Физическая терморегуляция (т.е. теплоотдача) осуществляется сле­дующими физическими процессами:

1) конвекцией, т.е. путем движения и перемещения нагреваемого телом воздуха;

2) радиацией, т.е. путем теплоизлучения (отдачи тепла телом в виде лучистой энергии инфракрасных лучей);

3) испарением воды с поверхности кожи и легких.

В основном теплоотдача у человека осуществ­ляется через кожу. Конвекция и радиация тесно связаны с функцией сосу­дистой системы.

При высокой температуре наружного воздуха (от 22 до 35°С) сосуды внутренних органов суживаются, кожные сосуды расширяются, теплоотдача повышается. В условиях более низкой температуры внешней среду (менее 18°С) сосуды внутренних органов расширяются, а кожные сосуду суживаются. Теплоотдача уменьшается, т.е. происходит накопление тепла. В целом при повышении температуры внешней среды в организме челове­ка теплопродукция уменьшается, теплоотдача увеличивается, при пониже­нии температуры - наоборот: теплопродукция увеличивается, теплоотдача уменьшается.

При температуре наружного воздуха, равной или выше температуры тела человека, для сохранения изотермии происходит интенсивное испа­рение пота. На испарение 1 мл пота при температуре тела человека затра­чивается 0,58 ккал тепла. Этот путь теплоотдачи осуществляется главным образом за счет функций потовых желез. Испарение влаги с поверхности легких и дыхательных путей у человека играет меньшую роль, так как с выдыхаемым воздухом за сутки испаряется всего 350 мл воды. С потом же обычно человек теряет за сутки в среднем около 500 мл воды, а с ним око­ло 300 ккал тепла. При температуре наружного воздуха 36°С для поддер­жания изотермии необходимо испарение 4,5 л воды с затратой 2500-2800 ккал тепла. При тяжелой мышечной работе человек может выделять до 9-12 л пота в день, а в горячих цехах даже до 15 л.

Следует помнить, что испарение воды зависит от относительной влажности воздуха. В насыщенном водяными парами воздухе вода испа­ряться не может. Поэтому при большой влажности воздуха, когда испаре­ние воды затруднено, жара переносится тяжело, может возникнуть пере­гревание тела (гипертермия) и развиться тепловой удар. Температура тела, при которой наступает расстройство сознания (бред), находится в диапа­зоне 40-41°С, а при температуре тела выше 43°С наступает гибель орга­низма.

Таким образом, постоянство температуры тела человека поддержива­ется путем совместного действия, с одной стороны, механизмов, регули­рующих интенсивность обмена веществ и теплообразования (химическая регуляция тепла), а с другой - механизмов, регулирующих теплоотдачу (физическая регуляция тепла).