Методи за терморегулация на човешкото тяло. Как се осъществява терморегулацията в тялото? От какво зависи терморегулацията на човешкото тяло?

Човешкото тяло има постоянна температура от 36,6 С. За поддържане на нейното постоянство върху човешката кожа има два вида анализатори: едни реагират на студ, други на топлина. Температурните анализатори предпазват тялото от хипотермия и прегряване и спомагат за поддържането на постоянна телесна температура. Съвкупността от процеси на генериране на топлина и пренос на топлина, които протичат в тялото и позволяват поддържането на постоянна телесна температура, се нарича терморегулация.

Механизмът на генериране на топлина има химическа терморегулация, а преносът на топлина има физическа терморегулация. Повишеното генериране на топлина се постига чрез повишаване на интензивността на енергийния метаболизъм, като основен принос за него има мускулната дейност. Така в покой генерирането на топлина е 111,6-125,5 W, а по време на интензивна мускулна работа - 313,6-418,4 W.

За протичането на нормални физиологични процеси в човешкото тяло е необходимо генерираната от тялото топлина да бъде отведена в околната среда. Освобождаването на топлина от тялото в околната среда възниква в резултат на човешката топлопроводимост чрез дрехите, конвекцията на тялото, излъчването на околните повърхности, изпаряването на влагата от повърхността, част от топлината се изразходва за нагряване на издишания въздух. При високи температури на закрито кръвоносните съдове на човека се разширяват, което води до повишен приток на кръв към повърхността на тялото и повишен пренос на топлина към околната среда. Заедно с потта тялото губи значително количество минерални соли (до 1%, включително 0,4-0,6 NaCl). При неблагоприятни производствени условия загубата на течност е 8-10 литра на смяна и до 60 грама в нея. трапезна сол (общо в тялото е около 140 грама NaCl). Загубата на кръв лишава кръвта от способността й да задържа вода и води до нарушаване на сърдечно-съдовата система. Освен това при високи температури въглехидратите и мазнините се консумират лесно и протеините се разрушават, което също може да доведе до негативни последици. Смята се за допустимо човек да намали теглото си с 2-3% чрез изпаряване на влага - дехидратация на тялото. Дехидратацията с 6% води до нарушена умствена дейност и намалена зрителна острота; изпаряването на влагата с 15-20% води до смърт.

За възстановяване на водния баланс на работещите при повишени температури са инсталирани пунктове за попълване с подсолена (около 0,5% NaCl) газирана вода. В някои случаи за тази цел се използва протеиново-витаминна напитка. В горещ климат се препоръчва да се пие охладена вода или чай.

Въпреки това, при t = 35 °C в околната среда преносът на топлина чрез конвекция и излъчване спира. Когато температурата на околната среда се понижи, кръвоносните съдове се стесняват и притока на кръв към повърхността на тялото се забавя, а топлообменът намалява. Нормалното топлинно благополучие възниква, когато топлинното излъчване на човек се възприема напълно от околната среда, т.к. тогава се осъществява топлинен баланс. В този случай температурата на вътрешните органи остава постоянна. Ако производството на топлина от тялото не може да бъде напълно прехвърлено в околната среда, температурата на вътрешните органи се повишава и такова топлинно благополучие се характеризира с понятието „горещо“. Прегряването води до хипертермия - прегряване на тялото над допустимото (до 38-39 градуса С), със същите симптоми като при топлинен удар. В случай, че околната среда възприема повече топлина, отколкото се произвежда от човек, тялото се охлажда (студено). Продължителното излагане на ниски температури, висока подвижност на въздуха и влажност може да предизвика охлаждане и дори хипотермия на тялото - хипотемия.

Топлоизолацията на човек в покой (покой в ​​седнало или легнало положение) от околната среда води до повишаване на температурата на вътрешните органи с 1,2 градуса C само след 1 час. Топлоизолацията на лице, извършващо умерена работа, ще доведе до повишаване на температурата с 5 градуса по Целзий. и ще се доближи много до максимално допустимото.

Топлинното благосъстояние на човек, топлинният баланс в системата човек-среда зависи от температурата на околната среда. околната среда, подвижността и относителната влажност, атмосферното налягане, температурата на околните предмети и интензивността на физическото нагряване на тялото.

Влажността на въздуха влияе върху терморегулацията на тялото: високата влажност (повече от 85%) затруднява терморегулацията поради намалено изпаряване на потта, а твърде ниската (по-малко от 20%) причинява изсушаване на лигавицата на дихателните пътища. Оптималното ниво на влажност е 40-60%. Движението на въздуха има голямо влияние върху човешкото благосъстояние. В гореща стая спомага за увеличаване на топлообмена от човешкото тяло и подобрява състоянието при ниски температури. През зимния сезон скоростта на въздуха не трябва да надвишава 0,2 - 0,5 m/s, а през лятото - 0,2 - 1 m/s. Скоростта на въздуха може да има неблагоприятен ефект върху разпространението на вредни вещества.

Необходимият състав на въздуха може да бъде постигнат чрез извършване на следните мерки:

• 1) механизация и автоматизация на производствените процеси, включително дистанционно управление. Тези мерки предпазват от вредни вещества и топлинно излъчване. Увеличете производителността на труда;
• 2) използването на технологични процеси и оборудване, които изключват образуването на вредни вещества. Уплътняващото оборудване, съдържащо вредни вещества, е от голямо значение;
• 3) защита от източници на топлинно излъчване;
• 4) вентилационни и отоплителни устройства;
• 5) използване на лични предпазни средства.

Оценката на условията на труд се основава на изследване на санитарно-хигиенните фактори на работната среда, тежестта и интензивността на трудовия процес. Въз основа на резултатите от изследването се изготвя Карта на условията на труд на работното място. По време на работа е необходимо да се определят: производствени фактори на конкретно работно място, предмет на лабораторни изследвания; нормативни стойности на максимално допустимите параметри на факторите на работната среда и трудовия процес, като се използва система от стандарти за безопасност на труда, санитарни норми и правила и други стандарти за защита на труда; действителните стойности на параметрите на факторите на производствената среда чрез лабораторни изследвания, инструментални измервания или чрез изчисления. Уредите и средствата за измерване трябва да отговарят на метрологичните изисквания и да бъдат изпитвани в установения срок.

Условията на труд се класифицират на:

Оптималните микроклиматични условия са комбинация от параметри на микроклимата, които при продължително и систематично излагане на човек осигуряват общо и локално усещане за топлинен комфорт по време на 8-часова работна смяна.

Приемливите микроклиматични условия са такива комбинации от параметри на микроклимата, които при продължително и систематично излагане на човек могат да причинят напрежение в терморегулаторните реакции и които не надхвърлят физиологичните адаптивни възможности на човек.

Биология и генетика

Има няколко механизма за отделяне на топлина в околната среда. Радиацията е пренос на топлина под формата на електромагнитни вълни в инфрачервения диапазон. Количеството топлина, разсейвано от тялото в околната среда чрез радиация, е пропорционално на повърхността на радиацията, повърхността на тялото, непокрита от дрехите, и температурния градиент. При околна температура от 20C и относителна влажност на въздуха от 4060, тялото на възрастен човек разсейва чрез радиация около 4050 от общата отделена топлина.

Терморегулация, видове терморегулация.

Терморегулация това е набор от физиологични процеси, чиято дейност е насочена към поддържане на относително постоянство на основната температура в условия на променящи се температури на околната среда чрез регулиране на производството на топлина и преноса на топлина. Терморегулацията е насочена към предотвратяване на нарушения в топлинния баланс на организма или възстановяването му, ако такива вече са възникнали, и се осъществява по неврохуморален път.

Терморегулацията може да бъде разделена на два основни типа: химична и физическа терморегулация.

Те от своя страна също са разделени на няколко вида:

1. Химична терморегулация

Контрактилна термогенеза

Неконтрактилна термогенеза.

1. Физическа терморегулация

Радиация.

Топлинна проводимост (проводимост)

Конвекция

Изпарение

Нека разгледаме тези видове терморегулация по-подробно.

Химична терморегулация

Контрактилна термогенеза

Този тип терморегулация работи, ако ни е студено и трябва да повишим телесната си температура. Този метод се състои в свиване на мускулите.

Когато мускулите се свиват, хидролизата на АТФ се увеличава, следователно потокът от вторична топлина, използвана за затопляне на тялото, се увеличава.

Волевата дейност на мускулната система се осъществява главно под влиянието на мозъчната кора. В този случай е възможно увеличаване на производството на топлина с 35 пъти в сравнение със стойността на основния метаболизъм.

Обикновено, когато температурата на околната среда и температурата на кръвта се понижат, първата реакция е повишаване на терморегулаторния тонус(косата по тялото „настръхва“, появяват се „настръхвания“). От гледна точка на механиката на свиване, този тон е микровибрация и ви позволява да увеличите производството на топлина с 25-40% от първоначалното ниво. Обикновено в създаването на тонус участват мускулите на главата и шията.

При по-значителна хипотермия терморегулаторният тонус преминава встудени мускулни тремори. Студеното треперене е неволна ритмична активност на повърхностните мускули, в резултат на което се увеличава производството на топлина. Смята се, че производството на топлина по време на студено треперене е 2,5 пъти по-високо, отколкото по време на доброволна мускулна активност.

Описаният механизъм работи на рефлекторно ниво, без участието на нашето съзнание. Но можете също така да повишите телесната си температура с помощта на съзнателна физическа активност.

При извършване на физическа активност с различна интензивност производството на топлина се увеличава 515 пъти в сравнение с нивото на покой. През първите 15-30 минути продължителна работа температурата в сърцевината се покачва доста бързо до относително стационарно ниво, след което остава на това ниво или продължава бавно да се повишава.

Неконтрактилна термогенеза

Този тип терморегулация може да доведе както до повишаване, така и до понижаване на телесната температура.

Осъществява се чрез ускоряване или забавяне на катаболитните метаболитни процеси. А това от своя страна ще доведе до намаляване или увеличаване на производството на топлина. Благодарение на този тип термогенеза производството на топлина може да се увеличи 3 пъти.

Регулирането на процесите на неконтрактилна термогенеза се осъществява чрез активиране на симпатиковата нервна система, производството на тиреоидни хормони и надбъбречната медула.

Физическа терморегулация

Физическата терморегулация се разбира като набор от физиологични процеси, водещи до промени в нивото на пренос на топлина. Има няколко механизма за отделяне на топлина в околната среда.

1. Радиация пренос на топлина под формата на електромагнитни вълни в инфрачервения диапазон. Благодарение на радиацията всички обекти, чиято температура е над абсолютната нула, отделят енергия. Електромагнитното излъчване преминава свободно през вакуум; атмосферният въздух също може да се счита за "прозрачен" за него. Количеството топлина, разсейвано от тялото в околната среда чрез радиация, е пропорционално на повърхността на радиацията (площта на повърхността на тялото, непокрита от дрехи) и температурния градиент. При температура на околната среда 20°C и относителна влажност на въздуха 40-60% тялото на възрастен човек разсейва около 40-50% от общата топлина, отделена от радиацията.
2. Топлинна проводимост (проводимост)методът на пренос на топлина при директен контакт на тялото с други физически обекти. Количеството топлина, отделено в околната среда по този метод, е пропорционално на разликата в средните температури на контактуващите тела, площта на контактните повърхности, времето на термичен контакт и топлопроводимостта.
3. Конвекция пренос на топлина, осъществяван чрез пренос на топлина от движещи се частици въздух (вода). Въздухът в контакт с кожата се нагрява и издига, мястото му се заема от „студена“ част от въздуха и т.н. В условията на топлинен комфорт тялото губи до 15% от общата топлина, отделена по този начин.
4. Изпарение освобождаване на топлинна енергия в околната среда поради изпаряване на пот или влага от повърхността на кожата и лигавиците на дихателните пътища. Благодарение на изпарението, тялото отделя около 20% от цялата разсеяна топлина при комфортна температура. Изпарението се разделя на 2 вида.

Неусетно изпотяванеизпаряване на вода от лигавиците на дихателните пътища(чрез дишане) и вода, просмукваща се през епитела на кожата (Изпарение от повърхността на кожата.Действа дори ако кожата е суха.)

През дихателните пътища на ден се изпаряват до 400 мл вода, т.е. тялото губи до 232 kcal на ден. Ако е необходимо, тази стойност може да бъде увеличена поради термичен задух.

Средно около 240 ml вода се просмуква през епидермиса на ден. Следователно, по този начин тялото губи до 139 kcal на ден. Тази стойност, като правило, не зависи от регулаторните процеси и различни фактори на околната среда.

Възприемано изпотяванепренос на топлина презизпаряване на потта . Средно 400-500 ml пот се отделят на ден при комфортна температура на околната среда, следователно се освобождават до 300 kcal енергия. Въпреки това, ако е необходимо, обемът на изпотяване може да се увеличи до 12　 л на ден, т.е. Чрез изпотяване можете да загубите до 7000 kcal на ден.

Ефективността на изпарението до голяма степен зависи от околната среда: колкото по-висока е температурата и по-ниска влажност, толкова по-ефективно е изпотяването като механизъм за пренос на топлина. При 100% влажност изпарението е невъзможно.

Човешката терморегулация е набор от изключително важни механизми, които поддържат стабилността на температурния режим на тялото при различни условия на околната среда. Но защо човек се нуждае толкова много от постоянна телесна температура и какво се случва, ако тя започне да се колебае? Как протичат процесите на терморегулация и какво да правим, ако естественият механизъм се провали? Повече за всичко това по-долу.

Човекът, както повечето бозайници, е хомеотермично същество. Хомеотермията е способността на тялото да осигурява постоянно ниво на температура, главно чрез физиологични и биохимични реакции.

Терморегулацията на човешкото тяло е еволюционно формирана съвкупност от механизми, които действат чрез хуморална (чрез течната среда) и нервна регулация, метаболизъм (метаболизъм) и енергиен метаболизъм. Различните механизми имат различни методи и условия на работа, така че тяхното активиране зависи от времето на деня, пола на човека, броя на живите години и дори положението на Земята в орбита.

Човешка топлинна карта

Терморегулацията в човешкото тяло се осъществява рефлексивно. Специални системи, чието действие е насочено към контролиране на температурата, регулират интензивността на отделяне или абсорбиране на топлина.

Човешка система за терморегулация

Поддържането на телесната температура на постоянно зададено ниво се осъществява с помощта на два противоположни механизма на терморегулация на човешкото тяло - отделяне на топлина и производство на топлина.

Механизъм на производство на топлина

Механизмът на производство на топлина или химическата терморегулация на човек е процес, който допринася за повишаване на телесната температура. Среща се във всички метаболизми, но най-вече в мускулните влакна, чернодробните клетки и кафявите мастни клетки. По един или друг начин всички тъканни структури участват в производството на топлина. Във всяка клетка на човешкото тяло протичат окислителни процеси, които разграждат органичните вещества, по време на които част от освободената енергия се изразходва за нагряване на тялото, а основното количество се изразходва за синтеза на аденозинтрифосфатна киселина (АТФ). Тази връзка е удобна форма за съхранение, транспортиране и използване на енергия.

Ето как изглежда една молекула АТФ

Когато температурата спадне, скоростта на метаболитните процеси в човешкото тяло рефлексивно намалява и обратно. Химическата регулация се активира в случаите, когато физическият компонент на топлообмена не е достатъчен за поддържане на нормална температурна стойност.

Механизмът на производство на топлина се активира при получаване на сигнали от рецепторите за студ. Това се случва, когато температурата на околната среда падне под така наречената „зона на комфорт“, която за леко облечен човек е в температурния диапазон от 17 до 21 градуса, а за гол човек е приблизително 27-28 градуса. Струва си да се отбележи, че за всеки индивид „зоната на комфорт“ се определя индивидуално, тя може да варира в зависимост от здравословното състояние, телесното тегло, мястото на пребиваване, времето на годината и др.

За да се увеличи производството на топлина в тялото, се активират механизми за термогенеза. Сред тях са следните.

1. Контрактивен.

Този механизъм се активира от мускулна работа, по време на която се ускорява разграждането на аденотрифосфата. Когато се раздели, се отделя вторична топлина, която ефективно затопля тялото.

В този случай мускулните контракции възникват неволно - при получаване на импулси, идващи от кората на главния мозък. В резултат на това може да се наблюдава значително (до пет пъти) увеличение на топлоотделянето в човешкото тяло.

Ето как кожата реагира на студа

При леко понижаване на температурата се повишава терморегулаторният тонус, което ясно се проявява в появата на "гъши" по кожата и повдигането на космите.

Неконтролираните мускулни контракции по време на контрактилната термогенеза се наричат ​​студено треперене. Възможно е да се повиши телесната температура с помощта на мускулни контракции съзнателно - чрез показване на физическа активност. Физическата активност увеличава производството на топлина до 15 пъти.

2. Неконтрактивен.

Този тип термогенеза може да увеличи производството на топлина почти три пъти. Основава се на катаболизма (разграждането) на мастните киселини. Този механизъм се регулира от симпатиковата нервна система и хормоните, секретирани от щитовидната жлеза и надбъбречната медула.

Механизъм за пренос на топлина

Механизмът за пренос на топлина или физическият компонент на терморегулацията е процесът на освобождаване на тялото от излишната топлина. Постоянната температура се поддържа чрез отвеждане на топлина през кожата (чрез проводимост и конвекция), излъчване и отстраняване на влага.

Част от преноса на топлина се дължи на топлопроводимостта на кожата и слоя мастна тъкан. Процесът се регулира до голяма степен от кръвообращението. В този случай топлината от човешката кожа се прехвърля към твърди предмети при допир (кондукция) или към околния въздух (конвекция). Конвекцията съставлява значителна част от топлообмена - 25-30% от човешката топлина се пренася във въздуха.

Радиация или емисия е прехвърлянето на човешка енергия в пространството или върху околните обекти, които имат по-ниска температура. До половината от човешката топлина се губи с радиация.

И накрая, изпарението на влагата от повърхността на кожата или от дихателните органи, което представлява 23-29% от загубата на топлина. Колкото повече телесната температура надвишава нормата, толкова по-активно тялото се охлажда чрез изпаряване - повърхността на тялото се покрива с пот.

В случай, че температурата на околната среда значително надвишава вътрешния показател на тялото, изпарението остава единственият ефективен механизъм за охлаждане, всички останали спират да работят. Ако високата външна температура е придружена и от висока влажност, което затруднява изпотяването (т.е. изпаряването на водата), тогава човек може да прегрее и да получи топлинен удар.

Нека разгледаме по-подробно механизмите на физическо регулиране на телесната температура:

изпотяване

Същността на този вид топлообмен е, че енергията се насочва в околната среда чрез изпаряване на влагата от кожата и лигавиците, покриващи дихателните пътища.

Този тип топлообмен е един от най-важните, тъй като, както вече беше отбелязано, той може да продължи в среда с високи температури, при условие че процентът на влажност на въздуха е по-малък от 100. Това се обяснява с факта, че колкото по-висока е влажност на въздуха, толкова по-лошо ще се изпари водата.

Важно условие за ефективността на изпотяването е циркулацията на въздуха. Следователно, ако човек носи дрехи, които са непропускливи за обмен на въздух, след известно време потта ще загуби способността си да се изпарява, тъй като влажността на въздуха под дрехите ще надвишава 100%. Това ще доведе до прегряване.

В процеса на изпотяване енергията на човешкото тяло се изразходва за разрушаване на молекулярните връзки на течността. Загубвайки молекулярните си връзки, водата приема газообразно състояние, а междувременно излишната енергия напуска тялото.

Изпаряването на вода от лигавиците на дихателните пътища и изпаряването през повърхностната тъкан - епитела (дори когато кожата изглежда суха) се нарича незабележимо изпотяване. Активната работа на потните жлези, по време на която се получава обилно изпотяване и пренос на топлина, се нарича осезаемо изпотяване.

Излъчване на електромагнитни вълни

Този метод на пренос на топлина работи чрез излъчване на инфрачервени електромагнитни вълни. Според законите на физиката всеки обект, чиято температура се повиши над температурата на околната среда, започва да отделя топлина чрез излъчване.

Човешко инфрачервено лъчение

За да предотврати прекомерната загуба на топлина по този начин, човечеството изобрети дрехите. Платът на облеклото помага да се създаде слой въздух, чиято температура приема стойността на телесната температура. Това намалява радиацията.

Количеството топлина, разсейвано от обект, е пропорционално на повърхността на радиацията. Това означава, че като промените позицията на тялото си, можете да регулирате топлинната си мощност.

Провеждане

Проводимост или топлопроводимост възниква, когато човек докосне друг предмет. Но премахването на излишната топлина може да се случи само ако обектът, с който човекът е влязъл в контакт, има по-ниска температура.

Важно е да запомните, че въздухът с нисък процент на влажност и мазнини имат ниска стойност на топлопроводимост, следователно те са топлоизолатори.

Конвекция

Същността на този метод на пренос на топлина е преносът на енергия от въздуха, циркулиращ около тялото, при условие че неговата температура е по-ниска от телесната. Хладният въздух в момента на контакт с кожата се затопля и се втурва нагоре, като се заменя с нова доза студен въздух, разположен по-ниско поради високата си плътност.

Дрехите играят важна роля за предотвратяване на загубата на твърде много топлина от тялото по време на конвекция. Той представлява бариера, която забавя циркулацията на въздуха и по този начин конвекцията.

Център за терморегулация

Центърът на човешката терморегулация се намира в мозъка, а именно в хипоталамуса. Хипоталамусът е част от диенцефалона, която включва много клетки (около 30 ядра). Функциите на тази формация са да поддържа хомеостазата (т.е. способността на тялото да се саморегулира) и дейността на невроендокринната система.

Една от най-важните функции на хипоталамуса е да осигурява и контролира действията, насочени към терморегулацията на тялото.

При изпълнение на тази функция в центъра на терморегулацията на човека протичат следните процеси:

1. Периферните и централните терморецептори предават информация към предния хипоталамус.
2. В зависимост от това дали тялото ни се нуждае от отопление или охлаждане, се активира центърът за производство на топлина или центърът за пренос на топлина.

Когато импулсите се предават от студените рецептори, центърът за производство на топлина започва да функционира. Намира се в задната част на хипоталамуса. От ядрата импулсите преминават през симпатиковата нервна система, увеличавайки скоростта на метаболитните процеси, свивайки кръвоносните съдове и активирайки скелетните мускули.

Ако тялото започне да се прегрява, центърът за пренос на топлина започва да работи активно. Намира се в ядрата на предния хипоталамус. Възникващите там импулси са антагонисти на механизма за производство на топлина. Под тяхно влияние кръвоносните съдове на човек се разширяват, изпотяването се увеличава и тялото се охлажда.

Други части на централната неравномерна система също участват в терморегулацията на човека, а именно кората на главния мозък, лимбичната система и ретикуларната формация.

Основната функция на температурния център в мозъка е да поддържа постоянен температурен режим. Определя се от общата стойност на температурата на тялото, когато и двата механизма (топлопроизводство и топлообмен) са най-малко активни.

Органите за вътрешна секреция също играят важна роля в терморегулацията на човешкото тяло. При ниски температури щитовидната жлеза увеличава производството на хормони, които ускоряват метаболитните процеси. Надбъбречните жлези имат способността да контролират загубата на топлина чрез хормони, които регулират окислителните процеси.

Нарушения на терморегулацията на тялото: причини, симптоми и лечение

Нарушенията на терморегулацията са внезапни промени в телесната температура или отклонения от нормата от 36,6 градуса по Целзий.

Температурните колебания могат да бъдат причинени както от външни, така и от вътрешни фактори, като болести.

Експертите разграничават следните нарушения на терморегулацията:

• втрисане;
• втрисане с хиперкинеза (неволни мускулни контракции);
• хипотермия (хипотермия). Посветен на хипотермия;
• хипертермия (прегряване на тялото).

Има много причини за нарушения на терморегулацията, най-честите от които са изброени по-долу:

• Придобит или вроден дефект на хипоталамуса (ако това е проблемът, тогава температурните промени могат да бъдат придружени от неизправности в стомашно-чревния тракт, дихателната система и сърдечно-съдовата система).
• Изменението на климата (като външен фактор).
• Злоупотребата с алкохол.
• Последица от процеса на стареене.
• Психични разстройства.
• Вегето-съдова дистония (на нашия уебсайт можете да прочетете за температурните промени по време на VSD).

В зависимост от причината, температурните промени могат да бъдат придружени от различни симптоми, често срещани от които са треска, главоболие, загуба на съзнание, смущения в храносмилателната система и учестено дишане.

Ако има нарушения в регулирането на телесната температура, трябва да се консултирате с невролог. Основните принципи за лечение на този проблем са:

• приемане на лекарства, които влияят на емоционалното състояние на пациента (ако причината е психично разстройство);
• приемане на лекарства, които засягат дейността на централната нервна система;
• приемане на лекарства, които насърчават повишен пренос на топлина в кръвоносните съдове на кожата;
• обща терапия, която включва: физическа активност, втвърдяване, здравословно хранене, прием на витамини.

Терморегулация е способността на човешкото тяло да регулира топлообмена с околната среда и да поддържа телесната температура в определени граници (36,1 - 37,2 ° C).

Терморегулацията се осигурява чрез промяна на два компонента на процеса на топлообмен: производство на топлинаИ пренос на топлина.

От двата метода за поддържане на топлинно равновесие, регулирането на топлообмена е от първостепенно значение, т.к този път е по-променлив и контролируем в тялото, докато регулирането на производството на топлина играе положителна роля главно при ниски температури на въздуха, докато при високи температури възможността за регулиране на топлообмена чрез намаляване на производството на топлина е ограничена.

Нормално топлинно благополучие се получава, когато се поддържа топлинен баланс.

Qt.o.= Qt.v.

Тук Qt.o.– количеството топлина, генерирано от човек, и Qt.v.– количеството топлина, получено от човек от околната среда. Това съответствие характеризира средата като удобна. В комфортни условия човек не изпитва смущаващи топлинни усещания за студ или прегряване.

Уравнението на топлинния баланс ("човек - околна среда") има формата

Qt.o.= q k + q t + q i + q isp + q d,

Където q до– индикатор за конвекция;

q t– индикатор за топлопроводимост през облеклото;

р и– радиационен индикатор;

q isp –скорост на изпаряване на кожата;

q d –индикатор за изпаряване на влага по време на дишане.

Топлообменът между човек и околната среда се осъществява: чрез конвекция в резултат на измиване на тялото с въздух ( q до), топлопроводимост през дрехите ( q t), радиация към околните повърхности ( р и), изпаряване на влагата от повърхността на кожата ( q използване), изпаряване на влага по време на дишане ( q d).

Количеството топлина, генерирано от човешкото тяло, зависи от степента на физическо натоварване при определени климатични условия и варира от 85 (в покой) до 500 J/s (усилена работа). В покой при температура на околната среда +18 °C, пропорцията q доИ q tе около 30%, р и– 45%, q isp – 20%, q d – 5% от цялата отделена топлина.

Процесите на топлорегулация се осъществяват основно по три начина: биохимичен; чрез промяна на интензивността на кръвообращението и интензивността на изпотяване.

Терморегулацията чрез биохимични средства променя интензивността на окислителните процеси, протичащи в тялото. Например, мускулни тремори, възникващи при силно охлаждане на тялото, увеличават отделянето на топлина до 125...200 J/s.

Терморегулацията чрез промяна на интензивността на кръвообращението е способността на тялото да регулира притока на кръв (което в този случай е охлаждащата течност) от вътрешните органи към повърхността на тялото чрез стесняване или разширяване на кръвоносните съдове. Преносът на топлина с кръвния поток е от голямо значение поради ниските коефициенти на топлопроводимост на тъканите на човешкото тяло - 0,314..1,45 W/(m °C). При високи температури на околната среда кръвоносните съдове на кожата се разширяват и към нея се влива голямо количество кръв от вътрешните органи и следователно повече топлина се отдава на околната среда. При ниски температури се получава обратното явление: стесняване на кръвоносните съдове на кожата, намаляване на притока на кръв към кожата и следователно по-малко топлина се пренася във външната среда. В пръстите кръвоснабдяването може да се промени дори 600 пъти.

Терморегулацията чрез промяна на интензивността на изпотяване включва промяна на процеса на пренос на топлина поради изпаряване. Изпарителното охлаждане на човешкото тяло е от голямо значение. И така, при 1W = 18°C,<р = 60 %, и» = 0 количество теплоты, отдаваемой человеком в окружающую среду при испарении влаги, составляет около 18 % общей теплоотдачи. При увеличении температуры окружающей среды до + 27°С доля (?„ возрастает до 30 % и при 36,6° С достигает 100 %.

Терморегулацията на тялото се извършва едновременно с всички средства. По този начин, когато температурата на въздуха се понижи, увеличаването на топлопредаването поради увеличаване на температурната разлика се възпрепятства от такива процеси като намаляване на влажността на кожата и следователно намаляване на топлопредаването чрез изпаряване, намаляване на температурата на кожата поради намаляване на интензивността на кръвния транспорт от вътрешните органи и в същото време намаляване на температурната разлика.

Експериментално е установено, че оптималният метаболизъм в организма и съответно максималната производителност на труда възникват, ако компонентите на процеса на топлообмен са в следните граници: & + (?t * 30%; O, * 45%; (? n * 20% и (? d * 5%. Този баланс характеризира липсата на напрежение в системата за терморегулация.

Параметрите на микроклимата на въздуха, които определят оптималния метаболизъм в организма и при които няма неприятни усещания или напрежение в системата за терморегулация, се наричат ​​комфортни или оптимални. Зоната, в която околната среда напълно отвежда генерираната от тялото топлина и няма напрежение в системата за терморегулация, се нарича зона на комфорт. Условията, при които нормалното топлинно състояние на човека се нарушава, се наричат ​​неудобни. При леко напрежение в системата за терморегулация и лек дискомфорт се установяват приемливи метеорологични условия.

Обменът на топлинна енергия между тялото и околната среда се нарича топлообмен. Един от показателите за топлообмен е телесната температура, която зависи от два фактора: образуването на топлина, тоест от интензивността на метаболитните процеси в тялото, и отделянето на топлина в околната среда. Животните, чиято телесна температура варира в зависимост от температурата на външната среда, се наричат ​​пойкилотермични или студенокръвни. Животните с постоянна телесна температура се наричат ​​хомеотермни (топлокръвни). Постоянността на телесната температура се нарича изотермия. Осигурява независимост на метаболитните процеси в тъканите и органите от колебания в температурата на околната среда.

Температура на човешкото тяло

Температурата на отделните части на човешкото тяло е различна. Най-ниската температура на кожата се наблюдава на ръцете и краката, най-високата е в подмишницата, където обикновено се определя. При здрав човек температурата в тази зона е 36-37° C. През деня се наблюдават леки повишения и спадове на телесната температура на човека в съответствие с дневния биоритъм: минималната температура се наблюдава в 2-4 сутринта, максимумът към 16-19 часа.

Температурата на мускулната тъкан в покой и на работа може да варира в рамките на 7° C. Температурата на вътрешните органи зависи от интензивността на метаболитните процеси. Най-интензивните метаболитни процеси протичат в черния дроб, който е "най-горещият" орган на тялото: температурата в чернодробната тъкан е 38-38,5 ° C. Температурата в ректума е 37-37,5 ° C. Въпреки това, тя може варират в рамките на 4-5°С в зависимост от наличието на изпражнения в него, кръвоснабдяването на лигавицата му и други причини. При бегачи на дълги разстояния (маратон) в края на състезанието температурата в ректума може да се повиши до 39-40 ° C.

Способността за поддържане на температурата на постоянно ниво се осигурява чрез взаимосвързани процеси - генериране на топлина и отделяне на топлина от тялото във външната среда. Ако генерирането на топлина е равно на преноса на топлина, тогава телесната температура остава постоянна. Процесът на образуване на топлина в тялото се нарича химическа терморегулация, процесът, който осигурява отстраняването на топлината от тялото, се нарича физическа терморегулация.

Химична терморегулация

Топлинният метаболизъм в тялото е тясно свързан с енергийния метаболизъм. Когато органичните вещества се окисляват, се освобождава енергия. Част от енергията отива за синтез на АТФ. Тази потенциална енергия може да се използва от тялото в по-нататъшната му дейност. Всички тъкани са източник на топлина в тялото. Кръвта, която тече през тъканта, се нагрява.

Повишаването на температурата на околната среда предизвиква рефлекторно намаляване на метаболизма, в резултат на което генерирането на топлина в тялото намалява. Когато температурата на околната среда се понижи, интензивността на метаболитните процеси рефлекторно се увеличава и генерирането на топлина се увеличава. В по-голяма степен увеличаването на генерирането на топлина се дължи на повишената мускулна активност. Неволните мускулни контракции (треперене) са основната форма на повишено производство на топлина. Увеличаването на генерирането на топлина може да възникне в мускулната тъкан и поради рефлекторно увеличаване на интензивността на метаболитните процеси - неконтрактилна мускулна термогенеза.

Физическа терморегулация

Този процес се осъществява поради пренос на топлина към външната среда чрез конвекция (топлопроводимост), радиация (топлинно излъчване) и изпаряване на водата. Конвекцията е директен пренос на топлина към предмети или частици от околната среда, съседни на кожата . Колкото по-голяма е температурната разлика между повърхността на тялото и околния въздух, толкова по-интензивен е топлообменът.

Преносът на топлина се увеличава с движението на въздуха, като вятъра. Интензивността на топлообмена до голяма степен зависи от топлопроводимостта на околната среда. Преносът на топлина се извършва по-бързо във водата, отколкото във въздуха. Дрехите намаляват или дори спират топлопроводимостта.

Радиация - отделянето на топлина от тялото става чрез инфрачервено лъчение от повърхността на тялото. Поради това тялото губи по-голямата част от топлината. Интензивността на топлопроводимостта и топлинното излъчване до голяма степен се определя от температурата на кожата. Топлопредаването се регулира чрез рефлексна промяна в лумена на кожните съдове. С повишаването на температурата на околната среда артериолите и капилярите се разширяват и кожата става топла и зачервена. Това увеличава процесите на топлопроводимост и топлинно излъчване. При понижаване на температурата на въздуха артериолите и капилярите на кожата се стесняват. Кожата става бледа, количеството кръв, преминаваща през нейните съдове, намалява. Това води до понижаване на температурата му, топлообменът намалява и тялото задържа топлина.

Изпаряване на вода от повърхността на тялото (2/3 влага), както и по време на дишане (1/3 влага). Изпаряването на водата от повърхността на тялото става, когато се отделя потта. Дори при пълно отсъствие на видимо изпотяване през кожата се изпаряват до 0,5 литра вода на ден - невидимо изпотяване. Изпарението на 1 литър пот при човек с тегло 75 kg може да понижи телесната температура с 10°C.

В състояние на относителна почивка възрастен човек отделя 15% от топлината във външната среда чрез топлопроводимост, около 66% чрез топлинно излъчване и 19% чрез изпаряване на водата. Средно на ден човек губи около 0,8 литра пот, а с това и 500 kcal топлина. При дишане човек отделя около 0,5 литра вода всеки ден. При ниски температури на околната среда (15°C и по-ниски) около 90% от дневния пренос на топлина се дължи на топлопроводимост и топлинно излъчване. При тези условия не се получава видимо изпотяване.

При температура на въздуха 18-22 ° C преносът на топлина поради топлопроводимост и топлинно излъчване намалява, но загубата на топлина от тялото се увеличава чрез изпаряване на влагата от повърхността на кожата. При висока влажност на въздуха, когато изпарението на водата е затруднено, тялото може да се прегрее и да се развие топлинен удар. Дрехите, които са слабо пропускливи за водни пари, пречат на ефективното изпотяване и могат да причинят прегряване на човешкото тяло.

В горещи страни, по време на дълги преходи, в горещи работилници, човек губи голямо количество течност чрез потта. В същото време се появява чувство на жажда, която не се утолява от пиенето на вода. Това се дължи на факта, че голямо количество минерални соли се губят чрез потта. Ако добавите сол към питейната вода, чувството за жажда ще изчезне и благосъстоянието на хората ще се подобри.

Центрове за регулиране на топлообмена

Терморегулацията се осъществява рефлексивно. Колебанията в температурата на околната среда се възприемат от терморецепторите. Терморецепторите са разположени в голям брой в кожата, устната лигавица и горните дихателни пътища. Терморецептори са открити във вътрешните органи, вените, а също и в някои образувания на централната нервна система. Кожните терморецептори са много чувствителни към колебанията в температурата на околната среда. Те се възбуждат, когато температурата на околната среда се повиши с 0,007°C и се понижи с 0,012°C.

Нервните импулси, възникващи в терморецепторите, преминават през аферентни нервни влакна към гръбначния мозък. По пътищата те достигат до зрителния таламус, а от тях отиват в хипоталамичната област и в мозъчната кора. В резултат на това възникват усещания за топлина или студ на някои терморегулаторни рефлекси. Хипоталамусът е основният рефлекторен център на терморегулацията. Предните части на хипоталамуса контролират механизмите на физическата терморегулация, т.е. те са центърът на топлообмена. Задните части на хипоталамуса контролират химическата терморегулация и са център за производство на топлина. Кората на главния мозък играе важна роля в регулирането на телесната температура. Еферентните нерви на центъра за терморегулация са предимно симпатикови влакна.

Хормоналният механизъм също участва в регулирането на топлообмена, по-специално хормоните на щитовидната жлеза и надбъбречните жлези. Хормонът на щитовидната жлеза - тироксинът, повишава метаболизма в организма, увеличава производството на топлина. Притокът на тироксин в кръвта се увеличава, когато тялото се охлажда. Надбъбречният хормон - адреналин - засилва окислителните процеси, като по този начин увеличава генерирането на топлина. В допълнение, под въздействието на адреналина се получава вазоконстрикция, по-специално на кожните съдове, поради което преносът на топлина намалява.

Адаптиране на тялото към ниски температури на околната среда. Когато температурата на околната среда се понижи, възниква рефлексно възбуждане на хипоталамуса. Увеличаването на неговата активност стимулира хипофизната жлеза, което води до повишено освобождаване на тиротропин и кортикотропин, които повишават активността на щитовидната жлеза и надбъбречните жлези. Хормоните от тези жлези стимулират производството на топлина, така че при охлаждане се активират защитните механизми на тялото, повишавайки метаболизма, генерирането на топлина и намалявайки топлообмена.

Свързани с възрастта характеристики на терморегулацията

При деца от първата година от живота се наблюдават несъвършени механизми. В резултат на това, когато температурата на околната среда падне под 15 ° C, в тялото на детето настъпва хипотермия. През първата година от живота се наблюдава намаляване на преноса на топлина чрез топлопроводимост и топлинно излъчване и увеличаване на производството на топлина. Въпреки това, до 2-годишна възраст децата остават термолабилни (телесната температура се повишава след хранене при висока температура на околната среда). При деца от 3 до 10 години механизмите на терморегулация се подобряват, но тяхната нестабилност продължава да съществува.

В предпубертетната възраст и по време на пубертета (пубертета), когато се наблюдава повишен растеж на тялото и преструктуриране на неврохуморалната регулация на функциите, нестабилността на терморегулаторните механизми се увеличава в напреднала възраст, в сравнение с образуването на топлина в тялото зряла възраст.

Проблемът с втвърдяването на тялото

Във всички периоди от живота е необходимо да се закалява тялото. Закаляването се разбира като повишаване на устойчивостта на организма към неблагоприятни влияния на околната среда и на първо място към охлаждане. Закаляването се постига чрез използване на природни фактори – слънце, въздух и вода. Те действат върху нервните окончания и кръвоносните съдове на човешката кожа, повишават активността на нервната система и спомагат за засилване на метаболитните процеси. При постоянно излагане на природни фактори тялото свиква с тях. Закаляването на организма е ефективно, ако са изпълнени следните основни условия: а) систематично и постоянно използване на природните фактори; б) постепенно и систематично увеличаване на продължителността и силата на техния ефект (втвърдяването започва с използването на топла вода, постепенно понижаване на нейната температура и увеличаване на времето на водните процедури); в) втвърдяване с използване на стимули, контрастиращи по температура (топла - студена вода); г) индивидуален подход към закаляването.

Използването на естествени втвърдяващи фактори трябва да се комбинира с физическо възпитание и спорт. Сутрешните упражнения на чист въздух или в стаята с отворен прозорец със задължително излагане на значителна част от тялото и последващи водни процедури (обливане, душ) са полезни за втвърдяване. Втвърдяването е най-достъпното средство за подобряване на здравето на хората.

Нарушаване на терморегулацията на човешкото тяло

Несъвършенството на процесите на регулиране (патология на терморегулацията) може да се изрази във факта, че в първата фаза на процеса на регулиране (несъответствие и пререгулация) - първичното стесняване на кръвоносните съдове се заменя с рязко намаляване на техния тонус. От страна на носната кухина това се изразява в появата на пристъпи на кихане или затруднено назално дишане. В същото време се наблюдава повишаване на съдовата пропускливост на лигавиците на носната раковина. Недостатъчната физическа терморегулация може да наложи активирането на химическия компонент при по-високи температури, отколкото при здрави индивиди. Пациентите с този тип дисрегулация замръзват и треперят при много леки спадове на температурата на околната среда. Нарушение на регулацията с явления, характерни за неадекватна реакция на носната лигавица, възниква, когато пациентът е студен. Следващият тип дисрегулация - недостатъчност на физическата терморегулация - не се компенсира от химичния компонент и студено треперене. В резултат на това настъпва срив в регулацията без изразени усещания за студ и без треперене, тоест такива пациенти не треперят и не замръзват, но въпреки това настиват.

Механизмът на обостряне на хроничните възпалителни процеси в УНГ органите, когато механизмите за регулиране на температурната хомеостаза са нарушени, се обяснява с образуването на венозен застой в лигавицата на носа и фаринкса, повишаване на съдовата пропускливост, което създава благоприятни условия за развитието на микрофлора, която постоянно присъства във фокуса на хронично възпаление.

Всеки тип хомеотермични организми има области на тялото, през които се осъществява първичният обмен на топлина с околната среда, така наречените топлообменници. При хората такива топлообменници са ръцете и краката. Така от 7 до 80% от топлината от основния метаболизъм може да бъде отведена през ръцете, въпреки факта, че ръцете съставляват само 6% от масата на човешкото тяло. Ако е необходимо, кръвообращението в пръстите може да се увеличи 600 пъти. Естествено, функционалното състояние на съдовата регулация в областта на топлообменниците също влияе върху състоянието на лигавиците на носната кухина. Изследванията, проведени в лабораторията на М. Е. Маршак (1965), показват, че когато краката се потапят в студена вода, температурата на носната лигавица намалява синхронно с температурата на кожата на краката (адекватна реакция).

Въпреки това, при редица хора, на определен етап от действието на студен стимул, въпреки ниската температура на краката, настъпва рязко повишаване на температурата на носната лигавица, което е придружено от пристъпи на кихане и обилна носна освобождаване от отговорност (неадекватна реакция). В допълнение към зоните на топлообменника, зоната на самото лице (специална чувствителна към топлина зона при хората) и областта на шията са от голямо значение. Тези зони се използват широко при разработването на методологични методи за втвърдяване на хора с патология на УНГ органи.