A. Človeško življenje lahko le pušča v ozkem temperaturnem območju.
Temperatura pomembno vpliva na pretok vitalnih procesov v človeškem telesu in fiziološki aktivnosti. Življenjski procesi so omejeni na ozko temperaturno območje notranjega okolja, v katerem se lahko pojavijo osnovne encimske reakcije. Za osebo je zmanjšanje telesne temperature pod 25 ° C in njeno povečanje nad 43 ° C je običajno smrtno. Še posebej občutljivo na spremembe temperaturnih živčnih celic.
Heat. Povzroča intenzivno znojenje, ki vodi do dehidracije telesa, izgubo mineralnih soli in vodotopnih vitaminov. Posledica teh procesov je zgoščevanje krvi, kršitev metabolizma soli, izločanja želodca, razvoj vitaminskega primanjkljaja. Dovoljeno zmanjšanje teže med izhlapevanjem je 2-3%. Ko je izguba telesne teže iz izhlapevanja 6%, je kršena duševna dejavnost, s 15-20% izguba teže, smrt prihaja. Sistematično delovanje visoke temperature povzroča spremembe kardiovaskularnega sistema: povečanje impulza, sprememba krvnega tlaka, oslabitev funkcionalne sposobnosti srca. Dolgoročna izpostavljenost visoki temperaturi vodi do kopičenja toplote v telesu, medtem ko se telesna temperatura lahko poveča na 38-41 ° C in lahko pride do toplotnega udara z izgubo zavesti.
Nizke temperature Obstajajo lahko vzroki za hlajenje in superkonziranje organizma. Pri hlajenju v telesu je prenos toplote refleksno zmanjšan in se poveča toplotni proizvod. Zmanjšanje prenosa toplote se pojavi zaradi krčev (zožega) plovil, kar povečuje toplotno odpornost telesnih tkiv. Dolgoročna izpostavljenost nizki temperaturi vodi do odporne vaskularne spa, tkivne motnje. Rast toplotnega proizvoda med hlajenjem dosežemo s povečanjem oksidativnih presnovnih procesov v telesu (zmanjšanje telesne temperature pri 1 ° C je priloženo povečanje presnovnih procesov pri 10 ° C). Vpliv nizkih temperatur spremlja povečanje krvnega tlaka, volumen pri vdihavanju in zmanjšanje dihalne frekvence. Hlajenje telesa spremeni izmenjavo ogljikovih hidratov. Veliko hlajenje spremlja znižanje telesne temperature, zatiranje organov in telesnih sistemov.
B. Jedro in zunanjo lupino telesa.
Z vidika termoregulacije je lahko človeško telo zastopano sestavljeno iz dveh komponent - zunanji shell. In notranja jedra.
Jedro- to je del telesa, ki ima stalno temperaturo (notranje organe) in shell.- del telesa, v katerem je temperaturni gradient (to so tkiva površinskega sloja telesa z debelino 2,5 cm). Skozi lupino je izmenjava toplote med jedrom in okoljem, ki je, spremembe v toplotni prevodnosti lupine določajo stalnost temperature jedra. Toplotna prevodnost se razlikuje zaradi sprememb v oskrbi s krvjo in pretokom krvnega pretoka lupine.
Temperatura različnih odsekov jedra je drugačna. Na primer, v jetrih: 37.8-38,0 ° C, v možganih: 36,9-37,8 ° C. Na splošno je temperatura jedra človeškega telesa 37,0 ° C. To se doseže z uporabo procesov endogenega termoregulacije, rezultat katerega je stabilno ravnovesje med količino toplote, proizvedene v telesu ( proizvodnja toplote) in količino toplote, ki jo telo razprši istočasno v okolju ( toplota Pritisnite).
Temperatura človeške kože na različnih območjih sega od 24,4 ° C do 34,4 ° C. Najnižja temperatura opazimo na prstih nog, najvišje - v pazduho. Temelji na merjenju temperature v pazduho, telo se običajno presoja v trenutku časa.
Po povprečnih podatkih je povprečna temperatura gole osebe v udobni temperaturi zraka 33-34 ° C. Obstajajo dnevna nihanja telesne temperature. Amplituda nihanja lahko doseže 1 ° C. Temperatura telesa je minimalna v predhodni uri (3-4 ure) in največ podnevi (16-18 ur).
Znano je tudi fenomen asimetrije temperature. Opazimo se približno 54% primerov, temperatura v levi aksilarni depresiji pa je nekoliko višja kot v desno. Asimetrija in druga območja kože so možna, resnost asimetrije pa je več kot 0,5 ° C, kar dokazuje patologijo.
V. Exchange toplote. Ravnotežje proizvodnje toplote in prenosa toplote v človeškem telesu.
Človeški življenjski procesi spremljajo stalno proizvodnjo toplote v svojem telesu in vpliv oblikovane toplote v okolje. Izmenjava toplotne energije med organizmom in okoljem se imenuje izmenjava toplote. Toplotni produkt in prenos toplote je posledica dejavnosti centralnega živčnega sistema, ki ureja metabolizem, krvni obtok, potenje in aktivnost skeletnih mišic.
Človeško telo je samoregulativni sistem z notranjim virom toplote, v katerem je v normalnih razmerah toplotno-produkt (količina oblikovane toplote) enaka količini toplote, ki se da zunanjemu okolju (prenos toplote). Klicanja se imenuje konstantnost telesne temperature izotermija. Zagotavlja neodvisnost presnovnih procesov v tkivih in organih iz nihanj temperatur okolice.
Notranja temperatura človeškega telesa je konstantna (36,5-37 ° C) zaradi nadzora intenzivnosti toplotnega proizvoda in prenosa toplote, odvisno od temperature zunanjega okolja. In temperatura človeške kože, kadar je izpostavljena zunanjim pogojem, se lahko spremeni v razmeroma širokih mejah.
V telesu osebe za 1 uro, toliko toplote je oblikovana, kot je potrebno za kuhanje 1 litra ledene vode. In če telo je bilo neprepustno, da se ogreva ohišje, potem uro kasneje, telesna temperatura bi se dvignila približno 1,5 ° C, medtem ko bi uro dosegla vrelišče voda. Med hudim fizičnim delom se nastajanja toplote večkrat poveča. Kljub temu se temperatura našega telesa ne spremeni. Zakaj? Prav zaradi uravnoteženja procesov izobraževanja in toplote toplote v telesu.
Glavni dejavnik, ki določa raven toplotnega ravnovesja, je temperatura okolja. Z odstopanjem od udobnega območja v telesu je ustanovljena nova raven toplotnega ravnovesja, ki zagotavlja izotermijo v novih okoljskih okoljih. Takšno stalnost telesne temperature zagotavlja mehanizem termoregulacijaki obsega proces proizvodnje toplote in proces proizvodnje toplote, ki ga regulira nevro-endokrine skozi.
Koncept termoregulacije telesa.
Temoregulacija - To je kombinacija fizioloških procesov, katerih cilj je ohraniti relativno temperaturo konsionanja organizma jedra pod pogoji sprememb temperature medija z uporabo regulacije toplotnega proizvoda in prenosa toplote. Termoregulacija je namenjena preprečevanju motenj toplotnega ravnovesja telesa ali na njegovo obnovo, če so se take kršitve že zgodile, in jo izvajajo nevro-humoralni skozi.
Menijo, da je termoregulacija označena samo s homotermalnimi živalmi (vključujejo sesalce (vključno z osebo), ptice), katere telo ima sposobnost, da ohrani temperaturo notranjih območij telesa na relativno konstantni in dokaj visok (približno 37-38 ° C pri sesalcih in 40-42 ° C v pticah) ne glede na spremembe temperature okolja.
Mehanizem termoregulacije lahko zastopa kot kibernetski samoupravni sistem s povratnimi informacijami. Temperaturna nihanja temperature okolja delujejo na posebnem izobraževanju receptorjev ( thermoreceptor.), občutljive na spremembe temperature. Termoreceptorji se prenašajo na termoregulacijske centre informacije o termalnem stanju organa, nato pa centri termoregulacije skozi živčna vlakna, hormoni in druge biološko aktivne snovi spremenijo raven prenosa toplote in proizvodnje toplote ali telesa (lokalna termoregulacija) ali telo kot celota. Ko so centri termoregulacije izklopljeni s posebnimi kemikalijami, telo izgubi sposobnost ohranjanja stanja temperature. Ta funkcija v zadnjih letih se uporablja v medicini za umetno hlajenje telesa med kompleksnimi kirurškimi operacijami na srcu.
Koži termoreceptorji.
Ocenjuje se, da ima oseba približno 150.000 hladnih in 16.000 toplotnih receptorjev, ki se odzivajo na spremembe temperature notranjih organov. Termoreceptorji se nahajajo v koži, v notranjih organih, dihalnih poteh, skeletnih mišicah in centralnega živčnega sistema.
Termoreceptor usnje se hitro prilagaja in se ne odzove toliko pri temperaturi sama kot njene spremembe. Največje število receptorjev je na območju glave in vratu, minimalno na okončinah.
Hladni receptorji so manj občutljivi in \u200b\u200bnjihov prag občutljivosti je 0,012 ° C (pri ohladitvi). Prag občutljivosti toplotnih receptorjev je višji in je 0,007 ° C. To je verjetno posledica večje nevarnosti za telo pregrevanja.
D. Vrste termoregulacije.
Termoregulacija lahko razdelimo na dve glavni vrsti.:
1. Fizična termoregulacija:
Izhlapevanje (potenje);
Sevanje (sevanje);
Konvekcija.
2. Kemična termoregulacija.
Pogodbena termogeneza;
Termogeneza ne-kulture.
Fizična termoregulacija (Postopek, ki odstrani toploto iz telesa) - zagotavlja ohranjanje nesnosti telesne temperature zaradi spremembe toplote toplote s strani organizma z vodenjem skozi kožo (prevodnost in konvekcijo), radiaySisuScript (sevanje) in izhlapevanja od vode. Vrnitev toplote, ki nastane v telesu, je urejena s spreminjanjem toplotne prevodnosti kože, podkožnega maščobnega sloja in epidermis. Prenos toplote je v veliki meri urejen z dinamiko krvnega obtoka v toplotnih prevodnih in toplotnih izolacijskih tkivih. S povečanjem temperature okolice v prenosu toplote se začne prevladuje izhlapevanje.
Prevodnja, konvekcija in sevanje so pasivne poti prenosa toplote, ki temelji na zakoni fizike. Učinkovito so samo ob ohranjanju pozitivnega temperaturnega gradienta. Manj temperaturne razlike med telesom in okoljem, manj toplote. Z enakimi kazalniki ali pri visokih temperaturah okolja omenjene poti niso samo ne veljavne, vendar se telo pojavi tudi. Pod temi pogoji se v telesu sproži samo en mehanizem za obnovitev toplote.
Pri nizki temperaturi okolja (15 ° C in spodaj) je približno 90% dnevnega prenosa toplote zaradi nadzora toplote in emisije toplote. Pod temi pogoji ni vidnega znojenja. Pri temperaturi zraka 18-22 ° C, prenos toplote zaradi toplotne prevodnosti in emisije toplote se zmanjšuje, vendar toplotne izgube povečuje z organizmom z izhlapevanjem vlage s površine kože. Z naraščajočo temperaturo okolice do 35 ° C postane prenos toplote z sevanjem in konvekcijo nemogoče, telesna temperatura pa se vzdržuje na konstantni ravni samo z izhlapevanjem vode s površine kože in alveola pljuč. Z visoko vlažnostjo, ko je izhlapevanje vode težko, se lahko pojavi pregrevanje telesa in razvije toplotni udarec.
V osebi na počitku pri temperaturi zraka okoli 20 ° C in skupni prenos toplote enakovredno na 419 kJ (100 kcal) na uro, 66% izgubi z uporabo sevanja, izhlapevanja vode - 19%, konvekcijo - 15% celotne toplote izgubo telesa.
Kemična termoregulacija(Postopek, ki zagotavlja nastanek toplote v telesu), se izvaja skozi presnovo in s toplotnimi proizvodi takih tkiv kot mišice, kot tudi jetra, rjave maščobe, to je spremembe na ravni proizvodnje toplote - zaradi dobiček ali oslabitev intenzivnosti presnove v celicah telesa. Pri oksidaciji organskih snovi se energija sprosti. Del energije gre v sintezo ATP (adenozin trifosfat je nukleotid, ki igra izjemno pomembno vlogo pri izmenjavi energije in snovi v telesu). Ta potencialna energija lahko telo uporabi v svojih prihodnjih dejavnostih. Vir toplote v telesu je vse tkiva. Kri, ki teče skozi tkanino, segreje. Povečanje temperature okolja povzroča refleksno zmanjšanje metabolizma, kot posledica tega, se toplotna generacija zmanjšuje v telesu. Z zmanjšanjem temperature okolice, se intenzivnost presnovnih procesov povečuje odsevno in toplotno proizvodnjo se izboljša.
Vključitev kemične termoregulacije se pojavi, ko se fizična termoregulacija izkaže za nezadostna, da bi ohranila stalnost telesne temperature.
Razmislite o teh vrstah termoregulacije.
Fizična termoregulacija:
Spodaj fizična termoregulacija Razumeti kombinacijo fizioloških procesov, ki vodijo do sprememb v ravni prenosa toplote. Obstajajo naslednji načini, kako izterjati toploto s organizem v okolju:
Izhlapevanje (potenje);
Sevanje (sevanje);
Prenos toplote (prevodnost);
Konvekcija.
Preminjajo jih podrobneje:
1. Izhlapevanje (potenje):
Izhlapevanje (potenje)- To je okrevanje toplotne energije v okolje zaradi izhlapevanja znoja ali vlage s površine kože in sluznice dihalnih poti. Oseba se nenehno sprosti z znojem z znojnimi žlezami kože ("oprijemljiva", ali Fervor, izguba vode), sluznice dihalnih poti ("Nepremomarna" izguba vode), navlažene. Hkrati pa ima "oprijemljiva" izguba vode s strani telesa pomembnejši vpliv na skupno količino toplote kot toplota toplote kot "nepomembno".
Pri zunanji temperaturi medija, približno 20 ° C, je izhlapevanje vlage približno 36 g / h. Ker je izhlapevanje 1 g vode v ljudi poraslo 0,58 kcal toplotne energije, ni težko izračunati, da z izhlapevanjem s strani organizma odraslega, daje približno 20% celotnega odvajanja toplote v teh pogojih. Povečana zunanja temperatura, fizično delo, dolgoročno bivanje v toplotnih izolacijskih oblačil Okrepiti znojenje in se lahko poveča na 500-2000 g / h.
Oseba ne prenaša relativno nizke temperature okolja (32 ° C) med mokrim zrakom. V popolnoma suhem zraku je lahko oseba brez opaznega pregrevanja za 2-3 ure pri temperaturi 50-55 ° C. Prav tako se slabo prenese z zračno neprepustno obleko (guma, gosta itd.), Ki preprečuje izhlapevanje znoja: plast zraka med oblačili in telo hitro nasičen s pari in nadaljnje izhlapevanje znoja se ustavi.
V postopku prenosa toplote z izhlapevanjem, čeprav je to le ena od metod termoregulacije, obstaja eno izjemno dostojanstvo - če zunanja temperatura presega povprečno temperaturo kože, se telo ne more dati toplote zunanjega medija z Druge metode termoregulacije (sevanje, konvekcija in prevodnost), ki jih bomo pogledali spodaj. Organ pod temi pogoji začne absorpcijo toplote od zunaj, in edini način razprševanja toplote postane povečanje izhlapevanja vlage iz telesne površine. Takšno izhlapevanje je možno, dokler okoljska vlažnost ostaja manjša od 100%. Z intenzivnim potenjem, visokim vlagom in nizkim zračnim gibanjem, ko se znoj kapljice, ne izrekajo, da izhlapi, združi in pretok iz telesne površine, prenos toplote z izhlapevanjem manj učinkovit.
Ko izhlapevanje znoja, naše telo daje energijo. Pravzaprav, zaradi energije našega telesa, tekočinska molekula (tj. Znoj) raztrgajte molekularne vezi in se premikajo iz tekočine v plinasto stanje. Energija se porabi za prekinitev povezav in, kot rezultat, se telesna temperatura pade. Hladilnik deluje na istem principu. Upravlja temperaturo znotraj komore, veliko nižje od temperature okolja. To počne zaradi porabe električne energije. In to počnemo z uporabo energije, pridobljene iz delitve živilskih proizvodov.
Zmanjšajte toploto iz izhlapevanja lahko pomaga nadzorovati izbiro oblačil. Oblačila je treba izbrati na podlagi vremenskih razmer in trenutne dejavnosti. Ne bodite leni, da odstranite prekomerna oblačila, ko obremenitve rastejo. Znanje boste manj. In ne bodite leni, da ga spet nosite, ko se obremenitve ustavijo. Odstranite vlago in veter, če ni dežja z vetrom, sicer se bodo oblačila pospešila od znotraj, iz vašega znoja. In v stiku z mokrimi oblačili izgubimo toploto in toplotno prevodnost. Voda 25-krat boljša od zraka izvede toploto. Torej, v mokrih oblačilih izgubimo toplote 25-krat hitreje. Zato je pomembno podpreti suha oblačila.
Izhlapevanje je razdeljeno na 2 tipi:
vendar) Nepredvidljivo dovoljenje (Brez udeležbe znojnih žlez) je izhlapevanje vode iz površine svetlobe, sluznice dihalnega trakta in vode, ki pušča skozi epitelijo kože (izhlapevanje s površine kože, tudi če je koža suha ).
Čez dan skozi dihalni trak, do 400 ml vode izhlapi, t.j. Telo izgubi do 232 kcal na dan. Če je potrebno, se ta vrednost lahko poveča s toplotno kratko dihanja. Skozi povrhnjice, v povprečju, približno 240 ml vodnih merps na dan. Posledično na ta način telo izgubi do 139 kcal na dan. Ta vrednost praviloma ni odvisna od postopkov regulacije in različnih okoljskih dejavnikov.
b) Felt Dovoljenja(z aktivno udeležbo znojnih žlez) - To je vrnitev toplote z izhlapevanjem znoja. V povprečju se 400-500 ml znoja razlikuje med udobno temperaturo medija, zato je podan do 300 kcal energije. Izhlapevanje 1 litrov lonca v osebi s telesno maso 75 kg lahko zniža telesno temperaturo pri 10 ° C. Vendar, če je potrebno, se lahko obseg znojenja poveča na 12 l na dan, t.j. Z znojenjem lahko izgubite do 7.000 kcal na dan.
Učinkovitost izhlapevanja je v veliki meri odvisna od medija: višja je temperatura in nižja vlažnost, večja je učinkovitost znojenja kot toplotno povratni mehanizem. Z 100% vlažnostjo je izhlapevanje nemogoče. Z visoko vlažnostjo atmosferskega zraka so visoke temperature težke kot pri nizki vlažnosti. V nasičen vodni parni zrak (na primer v kopeli) znoj je poudarjen v velikih količinah, vendar ne izhlapi in teče iz kože. Takšno znojenje ne prispeva k rekuperaciji toplote: samo del znoja, ki izhlapi s površine kože, je pomemben za prenos toplote (ta del znoja je učinkovito znojenje).
2. Sevanje (sevanje):
Sevanje (sevanje)- To je način povračila toplote v okolje površine človeškega telesa v obliki elektromagnetnih valov infrardečega območja (A \u003d 5-20 μm). Zaradi sevanja vse predmete dajejo energijo, katere temperatura je nad absolutno ničlo. Elektromagnetno sevanje prosto preide skozi vakuum, atmosferski zrak, ki ga lahko obravnavamo tudi "pregleden".
Kot je znano, vsak predmet, ki se ogreva nad temperaturo okolice, ki izžareva toploto. Vsakdo je čutil, da sedi požar. Požar izžareva toploto in segreje predmete okoli. Hkrati ogenj izgubi toploto.
Človeško telo začne oddajati toploto takoj, ko temperatura okolice pade nižja od temperature površine kože. Da bi preprečili toplotno izgubo zaradi sevanja, morate zaščititi odprta območja telesa. To je narejeno z oblačili. Tako smo ustvarili plast zraka v oblačilih med kožo in okoljem. Temperatura te plasti bo enaka telesni temperaturi in izgubi toplote z zmanjšanjem sevanja. Zakaj se toplotna izguba sploh ne ustavi? Ker se zdaj ogrevana oblačila oddajajo toploto, jo izgubijo. In tudi dajanje na drugo plast oblačil, ne prenehate sevanja.
Količina toplote, ki jo je organizem razpršila v okolje z sevanjem, je sorazmerna s površino površine sevanja (telesna površina, ki ni prekrita z oblačili) in razlika v povprečnih vrednostih temperature kože in okolja. Pri sobni temperaturi 20 ° C in relativne vlažnosti 40-60% telo odraslega razprši približno 40-50% skupne toplote. Če temperatura okolice preseže povprečno temperaturo kože, se ogreje človeško telo, absorbiranje infrardečih žarkov, ki jih oddajajo okoliški predmeti.
Prenos toplote z sevanjem se poveča, ko se temperatura okolice zmanjšuje in zmanjša, ko se poveča. Pod pogoji stalne temperature okolja, sevanje s površine telesa se poveča s povečanjem temperature kože in se zmanjša, ko se zmanjša. Če so povprečne površinske temperature kože in okolja poravnane (temperaturna razlika postane enaka nič), potem vrnitev toplote s sevanjem postane nemogoča.
Zmanjšal prenos toplote telesa z sevanjem z zmanjšanjem površine površine sevanja - s spreminjanjem položaja telesa. Na primer, ko je pes ali mačka hladna, se spremenijo v zaplet, s čimer se zmanjša površina prenosa toplote; Ko je vroče, živali, nasprotno, se na nasprotno, da se površina prenosa toplote čim bolj poveča. Ta metoda fizičnega termoregulacije ni prikrajšana za osebo, "se obrne v žogo" med spanjem v hladilnici.
3. Opozorilo o toploti (prevodnost):
Prevod toplote (stanje) - To je način vračanja toplote, ki poteka pri stiku s stikom telesa z drugimi fizičnimi telesi. Količina toplote, ki se da organizem v okolje v tej metodi, je sorazmerna z razliko v povprečni temperaturi kontaktnih teles, površine stika s površinami, toploto toplotnega stika in toplotno prevodnostjo neaktivnega telesa.
Izguba toplote s toplotno prevodnostjo se pojavi, ko pride do neposrednega stika s hladnim predmetom. Na tej točki naše telo daje toplino. Hitrost toplotne izgube je močno odvisna od toplotne prevodnosti elementa, s katerimi smo v stiku. Na primer, toplotna prevodnost kamna je 10-krat višja od lesa. Zato, sedel na kamnu, bomo izgubili toploto veliko hitreje. Verjetno ste opazili, da je sedenje na kamnu nekako hladnejše kot na dnevniku.
Sklep? Izolirajte svoje telo iz hladnih predmetov s slabimi toplotnimi vodniki. Preprosto, na primer, če potujete v gorah, je urejeno za ustavitev, sedi na turistični preproga ali oblačilni skorji. Za noč, se prepričajte, da postavite touring preprogo za spalno vrečko, ki ustreza vremenskim razmeram. Ali, kot zadnja možnost, debela plast suhe trave ali igel. Zemlja se dobro porabi (in zato »izbrati«) toploto in se ponoči zelo ohladi. Pozimi, ne vzemite kovinskih predmetov z golimi rokami. Uporabite rokavice. V hudih zmrzali iz kovinskih predmetov lahko dobite lokalni ozebline.
Za suh zrak, adipose tkivo je značilna nizka toplotna prevodnost in so toplotni izolatorji (slabi toplotni vodniki). Oblačila zmanjšuje prenos toplote. Izguba toplote preprečuje plast nepremičnega zraka, ki se nahaja med oblačili in kožo. Termične izolacijske lastnosti oblačil je višja od najmanjše njegove strukture, ki vsebuje zrak. To pojasnjuje dobre toplotne izolacijske lastnosti volne in krzna oblačil, kar omogoča zmanjšanje razprševanja toplote s prevodnostjo toplote. Temperatura zraka pod oblačili doseže 30 ° C. In nasprotno, golo telo izgubi toploto, saj se zrak na njeni površini ves čas zamenja. Zato je temperatura kože golih delov telesa precej nižja od oblečenega.
Mokra, nasičena z vodnim parnim zrakom je značilna visoka toplotna prevodnost. Zato je prebivališče osebe v visokem nosilcu vlažnosti pri nizkih temperaturah spremlja povečanje toplotne izgube telesa. Mokra oblačila izgubi tudi njene toplotne izolacijske lastnosti.
4. Konvekcija:
Konvekcija- To je metoda prenosa toplote telesa, ki se izvaja s prenosom toplote s premikanjem zračnih delcev (voda). Za razprševanje toplote je konvekcija potrebna krepitev površine telesa z nižjo temperaturo z nižjo temperaturo kot temperatura kože. Hkrati se zračno plast intenzivna s kožo segreje, zmanjšuje njeno gostoto, dvigne in se nadomesti s hladnejšim in bolj gostenim zrakom. Pod pogoji, ko je temperatura zraka 20 ° C, in relativna vlažnost je 40-60%, telo odraslega razprši v okolje s toploto, ki spreminja in konvekcijo približno 25-30% toplote (osnovna konvekcija). Z naraščajočo hitrostjo pretoka zraka (veter, prezračevanje) se intenzivnost prenosa toplote (prisilna konvekcija) bistveno poveča.
Bistvo procesa konvekcije je v naslednjem - Naše telo se ogreje zrak v bližini kože; Ogrevan zrak postane lažje hladno in se vzpenja navzgor, in nadomešča hladen zrak, ki se ponovno segreje, postane lažje in razseljen z naslednjim delom mraza. Če se ogrevan zrak ne zajame z oblačili, bo ta proces neskončen. Pravzaprav nismo toplih oblačil, ampak zrak, ki ga je odložila.
Ko veter piha, se stanje poslabša. Veter nosi ogromne dele neogrevanega zraka. Tudi ko nosimo topel pulover, je veter smiselen, da se iz njega odpelje toplo zrak. Ista stvar se zgodi, ko se premikamo. Naše telo je "strmoglavilo" v zrak, in teče okoli nas, deluje kot veter. To tudi pomnoži iz izgube toplote.
Kakšna je rešitev? Nosite plast za veter, veter in neproducirane hlače. Ne pozabite na zaščito vratu in glave. Zaradi aktivnega krvnega obtoka možganov so vratu in glava najbolj ogrevani deli telesa, zato so toplotne izgube zelo velike od njih. Tudi v hladnem vremenu se morate izogibati pihanju, obemu pa med vožnjo in pri izbiri prostora za nočitev.
Kemična termoregulacija:
Kemična termoregulacijageneracija toplote se izvede zaradi sprememb na ravni metabolizma (oksidativni postopki), ki jih povzroča mikrovibracija mišic (nihaj), ki vodi do spremembe v tvorbi toplote v telesu.
Vir toplote v telesu je eksotermna reakcije oksidacije beljakovin, maščob, ogljikovih hidratov, pa tudi atp hidrolize (adenozin trifhosfat je nukleotid, ki igra izjemno pomembno vlogo pri izmenjavi energije in snovi v telesu; najprej Ta spojina je znana kot univerzalni vir energije za vse biokemične procese, ki se pojavljajo v sistemih v živo). Ko se v ATP naberejo cepitev hranil, se nekatera sproščena energija nabira v ATP, se del razprši kot toplota (primarna toplota - 65-70% energije). Pri uporabi makroenerskih vezi molekul ATP, del energije gre na zmogljivost uporabnega dela, in del se razprši (sekundarna toplota). Tako sta dva toplotna toka - primarni in sekundarni - toplotno-produkt.
Kemična termoregulacija je pomembna za vzdrževanje nespremenljivega telesne temperature pod normalnimi pogoji in ko se temperatura okolice spremeni. Pri ljudeh je prišlo do pridobitve proizvodnje toplote zaradi povečanja intenzivnosti presnove, zlasti, ko postane temperatura okolice pod optimalno temperaturo ali območje udobja. Za osebo v navadnih lahkih oblačil je ta cona v 18-20 ° C, za gola pa 28 ° C.
Optimalna temperatura med bivanjem v vodi je višja kot v zraku. To je posledica dejstva, da voda z visoko toplotno zmogljivostjo in toplotno prevodnostjo ohladi telo 14-krat močnejše od zraka, zato v hladni kopeli, metabolizem poveča veliko več kot med ostali zrak pri istem temperaturi.
Najbolj intenzivna proizvodnja toplote v telesu se pojavi v mišicah. Tudi če oseba leži nepremična, vendar z napetimi mišicami, intenzivnostjo oksidativnih procesov, in hkrati generacija toplote, povečanje za 10%. Majhna motorna aktivnost vodi do povečanja proizvodnje toplote za 50-80%, in težka mišična dela - za 400-500%.
V kemični termoregulaciji, jeter in ledvice igrajo pomembno vlogo. Temperatura krvi žilnih žil je nad temperaturo krvi v jetrno arterijo, ki označuje intenzivno proizvodnjo toplote v tem organu. Ko telo ohladi, se toplotni izdelki v jetrih povečajo.
Po potrebi povečajte toplotni izdelek, poleg možnosti pridobitve toplote od zunaj, se mehanizmi uporabljajo v telesu, ki povečuje proizvodnjo toplotne energije. Ti mehanizmi vključujejo STRANKLILEin Neobdelana termogenezija.
1. Pogodbena termogeneza.
Ta vrsta termoregulacije deluje, če je hladna in morate dvigniti telesno temperaturo. Ta metoda je v Zmanjšana mišica. Pri rezanju mišic se hidroliza ATP poveča, zato tok sekundarne toplote, ki se dviga na segrevanje telesa poveča.
Arbitrarna dejavnost mišičnega aparata se v glavnem pojavlja pod vplivom lubja velikih hemisferjev. Hkrati je povečanje toplotnega proizvoda mogoče za 3-5 krat v primerjavi z obsegom glavne izmenjave.
Običajno, z zmanjšanjem temperature temperature medija in krvi, je prva reakcija povečajte ton termoregulacije (Lasje na telesu »konec stojala«, se prikažejo »gosbumps«). Z vidika rezalne mehanike je ta ton mikrovibracija in vam omogoča, da povečate toploto za 25-40% začetne ravni. Običajno se mišice vratu, glave, trupa in udov sodelujejo pri ustvarjanju tona.
Z pomembnejšim prenašanjem, termoregulacijski ton prehaja v posebno vrsto mišičnih kontrakcij - mišično hladno tremor.V katerih mišice ne ustvarjajo koristnega dela in njihovo zmanjšanje je usmerjeno izključno na segrevanje. Povečajte proizvodnjo toplote. Shiver se pogosto začne z mišicami vratu, obrazov. To je pojasnjeno z dejstvom, da se mora najprej temperatura krvi povečati, kar teče v možgane. Menijo, da je toplotno proizvodnja s hladnimi tresenjami 2-3-krat višja kot pri poljubnih mišičnih aktivnosti.
Opisani mehanizem deluje na ravni refleksa, brez sodelovanja naše zavesti. Vendar je mogoče dvigniti telesno temperaturo zavestna motorna dejavnost. Pri izvajanju fizičnega napor različnih moči, toplotne izdelke se poveča 5-15-krat v primerjavi s stopnjo počitka. Temperatura jedra v prvih 15-30 minutah dolgoročnega dela je dokaj hitra do razmeroma stacionarne ravni in nato shranjena na tej ravni ali se še naprej počasi povečuje.
2. Nekomurna termogeneza:
Ta vrsta termoregulacije lahko povzroči povečanje in znižajo telesno temperaturo. Izvaja se s pospeševanjem ali upočasnim katabolični presnovni procesi (oksidacija maščobnih kislin). In to bo posledično pripeljalo do zmanjšanja ali povečanja toplotnega izdelka. Zaradi te vrste termogeneze lahko raven toplotnega proizvoda pri ljudeh lahko poveča 3-krat v primerjavi z nivojem glavne izmenjave.
Urejanje postopkov, ki niso koncientne termogeneze, se izvaja z aktiviranjem simpatičnega živčnega sistema, proizvodnjo hormonov ščitnice in možganske plasti nadledvične žleze.
E. Upravljanje termoregulacije.
Hipotalamus.
Sistem termoregulacije je sestavljen iz številnih elementov z medsebojnimi funkcijami. Informacije o temperaturi prihajajo iz termistorjev in s pomočjo živčnega sistema vstopi v možgane.
Glavna vloga v termoregulaciji hipotalamus.. Vsebuje glavne centre termoregulacije, ki usklajujejo številne in kompleksne procese, ki zagotavljajo ohranitev telesne temperature na stalni ravni.
Hipotalamus. - To je majhno območje v vmesnih možganih, ki vključuje veliko število celičnih skupin (več kot 30 jeder), ki ureja nevroendokrino aktivnost možganov in homeostaze (sposobnost ohranjanja stanja njene notranje države) telesa . Hipotalamus je povezan z živčnim načinom s skoraj vsemi oddelki centralnega živčnega sistema, vključno z lubjem, hipokampusom, mandljem, cerebelumom, možganskim sodom in hrbtenjačo. Skupaj s hipofizionom, hipotalamus tvori hipotalamični-hipofizen sistem, v katerem hipotalamus nadzoruje sproščanje hipofiznih hormonov in je osrednja povezava med živčni in endokrini sistem. Poudarja hormone in nevropeptide in ureja takšne funkcije kot občutek lakote in žeje, termoregulacijo telesa, spolnega vedenja, spanja in budnosti (cirkadian ritmi). Raziskave Zadnja leta kažejo, da ima hipotalamus pomembno vlogo pri ureditvi višjih funkcij, kot so spomin in čustveno stanje, in s tem sodeluje pri oblikovanju različnih vidikov vedenja.
Uničenje centrov hipotalamusa ali kršitve živčnih vezi vodi do izgube sposobnosti za nastavitev telesne temperature.
V sprednji hipotalamus obstajajo nevroni, ki nadzorujejo procese prenosa toplote(Zagotavljajo fizično termoregulacijo - zoženje plovil, potenje). Pri uničevanju nevronov sprednjega hipotalamusa telesa, ki slabo tolera visoke temperature, vendar se ohranja fiziološka aktivnost v hladnih pogojih.
Zadnji hipotalamusni nevroni nadzorujejo procese proizvodnje toplote(Zagotavljajo kemično termoregulacijo - krepitev proizvodnje toplote, mišično tresenje). Če je njihova škoda motena z zmožnostjo krepitve izmenjave energije, tako da telo ne prenaša mraza.
Živalske celice, občutljive na toplotno občutljive na krmilnem območju hipotalamusa, neposredno "merjenje" temperature arterijske krvi, ki teče skozi možgane, in imajo visoko občutljivost na temperaturne spremembe (zmožnost razlikovanja razlike v temperaturi krvi v 0,011 ° C ). Razmerje med hladnimi in toplotno občutljivimi nevroni v hipotalamusu je 1: 6, zato so centralni termistorji prednostno aktivirani s povečanjem temperature "jedra" človeškega telesa.
Na podlagi analize in integracije informacij o vrednosti temperature krvi in \u200b\u200bperifernih tkiv, se v prectični regiji hipotalamusa nenehno določi s srednjo (integralno) telesno temperaturo. Ti podatki se prenašajo z vstavljanjem nevronov v skupino nevronov sprednjega dela hipotalamusa, ki je definiran v telesu določena raven telesne temperature - "namestitvena točka" termoregulacije. Na podlagi analize in primerjav vrednosti povprečne telesne temperature in določene temperaturne vrednosti, ki jih je treba urediti, mehanizmi "namestitvene točke" z učinkovanimi nevroni zadnjega hipotalamusa vplivajo na procese prenosa toplote ali toplotnih proizvodov da bi izpolnili dejansko in vnaprej določeno temperaturo.
Zato je zaradi funkcije toplotnega nadzornega centra vzpostavljen ravnotežje med toplotnim proizvodom in prenosom toplote, kar omogoča ohranjanje telesne temperature v optimalnem organizmu za življenjsko dobo telesa.
Endokrini sistem.
Hipotalamus upravlja toplotno-produkt in procese prenosa toplote, ki pošiljajo živčne impulze na žleze notranjega izločanja, predvsem ščitnice in nadledvične žleze.
Sodelovanje Ščitnica Termoregulacija je posledica dejstva, da učinek zmanjšane temperature vodi do povečane dodelitve njenih hormonov (tiroksina, triodotironin), pospešuje presnovo in torej generacijo toplote.
Vlogo nadledvične žlezepovezan je s sproščanjem kateholaminov (adrenalin, noradrenalina, dopamin), ki, ojačanje ali zmanjšanje oksidativnih procesov v tkivih (na primer, mišičasti), povečajo ali zmanjšajo toplotne posode in ozke ali povečanje kožnih žil s spremembo ravni prenos toplote.
1. Uvod ............................................... ............................. 33.
2) Poikilotermia, heterotermija, homotermija ........................... ... 4
3) Načela regulacije telesne temperature, toplotno ravnovesje ........... ... 5
4) Fiziologija Temorothettors .............................................. ..... 6.
5) centri termoregulacije ............................................ .......... ... 8. 8.
a) centri prenosa toplote ............................................ .......... ... 9.
b) centri toplotnih proizvodov ............................................ .......10.
6) Mehanizmi proizvodnje toplote ................................................. .... ..10.
a) Pogodbena termogeneza ............................................. 11
b) Neobdelana termogeneza .......................................... 12
7) Mehanizmi prenosa toplote ............................................... ......... .12.
a) prenos toplote .............................................. ........... ... 13.
b) emisija toplote .............................................. .............. .13.
c) konvekcija ............................................... ............................... .14.
d) izhlapevanje ............................................... ................... ..14.
8) Metabolizem ............................................... ................... .16.
9) Hrana ............................................... ........................................... 17.
10) Zaključek ............................................... .................................... ... 20.
11) Seznam literature .......................................... .. 23.
Uvod
Ne glede na to, kako različne oblike manifestacije življenja so vedno neločljivo povezana s pretvorbo energije. Energetska izmenjava je značilnost, ki je del vsake žive celice. Bogata z energijskimi hranili se absorbirajo in kemično pretvorjene, končne metode metabolizma z nižjo energijsko vsebnostjo pa so ločene od celice. Po prvem pravu termodinamike energija ne izgine in se ne pojavi več. Organizmi morajo prejeti energije v okolju, ki so jim na voljo, in vrniti ustrezno količino energije v obliki, ki je manj primerna za nadaljnjo uporabo.
Okoli stoletja, francoski fiziolog Claude Bernard ugotovil, da živi organizem in medij tvorita en sam sistem, vrzel tako med njimi nastane stalno presnovo in energijo. Običajna življenjska dejavnost telesa se ohranja z ureditvijo notranjih komponent, ki zahtevajo stroške energije. Uporaba kemijske energije v telesu se imenuje izmenjava energije: to je, da služi kot kazalnik splošnega stanja in fiziološke aktivnosti telesa.
Exchange (ali metabolični) postopki, v katerem so specifični elementi telesa sintetizirani iz absorpcijskih živil, imenovanih anabolizem; V skladu s tem so ti presnovni procesi, v katerih so strukturni elementi telesa ali absorbirane živilske proizvode razpadejo, imenuje katabolizem.
Organizem v živo proizvaja toploto, ki gre za ogrevanje telesa. Posebna toplotna zmogljivost človeškega telesa (količina toplote, potrebne za ogrevanje tkiva, je 1 ° C), ki je enaka povprečju 0,83 kcal / kg na 1 stopnjo (za vodo - 1 kcal / kg na stopnjo). Za povečanje telesne temperature osebe, ki tehta 70 kg na 1 °, je treba porabiti 58,1 kcal (0,83 70). V povprečju se oseba, ki tehta 70 kg v miru, razlikuje približno 72 kcal / uro. Zato, če ni bilo drugega postopka - prenosa toplote, bi se človeško tkivo segrelo pri 1,24 ° (72: 58,1). Vendar pa se to ne pojavi, ker je v normalnih razmerah hitrost toplotnih proizvodov enaka hitrosti njegove izgube. To je ime toplotne bilance, ki temelji na procesih regulacije toplotnega proizvoda in prenosa toplote. Vse skupaj se imenuje termoregulacija.
Poikilotermia, heterothermia, homothermia
V razvoju sistema termoregulacije je nižja raven, na kateri je telesna temperatura živali odvisna predvsem od temperature medija: ko se zmanjšuje, telesna temperatura pade tudi na nasprotno. To stanje telesne temperature je prejelo ime Kacitotermije, živali pa se ujamejo. Tipičen PoikiloTerman predstavnik je žaba. Pozimi, telesna temperatura žabe se približuje nič. V tem stanju je še vedno sposoben opravljati dolgoročne skoke, vendar ne več kot 12-15 cm. Poleti se telesna temperatura doseže 20-25 ° C, in lahko skoči veliko dlje - na 1 m. Običajno Pri nizkih temperaturah, katotermične živali tečejo na stanje anabiji. Obstajajo mikroorganizmi, za katere je optimalna temperatura medija spreminja od 0 ° C do minus 60 ° C, na primer mikrobe, ki živijo v sloju ledu, ali pa na nasprotju, mikroorganizmi, ki izvajajo temperaturo medija od + 70 ° C do + 120 ° C, na primer, mikroberi vroče vzmeti.
Mehanizmi proizvodnje toplote in prenosa toplote.
A - Vloga organov v vročini
B - Vloga organov pri prenosu toplote
Številne živali, kot so netopir, glodalci, nekatere vrste ptic, na primer, hrana, ki spada v skupino heterotermalnih organizmov: pri nekaterih pogojih jih ujamejo organizmi, z drugimi - homotermalno.
Sesalci spadajo v homotermalne organizme (toplo krvi), ki imajo izotermijo, ali stalnost telesne temperature. Vendar pa ima izotermija relativna narava: temperatura tkiv, ki se nahajajo, ni poglobljena od 3 cm od telesne površine (usnje, subkutana vlakna, površinske mišice) ali lupine, - v veliki meri odvisna od zunanje temperature, medtem ko jedro Telo, tj. Cent, notranji organi, skeletne mišice, ki se nahajajo globlje 3 cm, imajo relativno konstantno temperaturo, ne glede na temperaturo okolice. Tako se toplokrvna, kavstična ohišje in homotermalno "jedro", ali "jedro".
Organ proizvodnje toplote in upravljanje toplote.
Na - lubje, KZH - usnje, TSGT - centri hipotalamus, CDC - Vasomotor center, PM - CLEAR Brain, CM - Spinal CAM, GF - Gviplomska Hormon, Tg - Tireotropski hormon, GWS - prsi notranjega sekrizije, GM - hormonov, M - mišice, če - jetra, PTP - prebavni trakt, A, B - pretok diferencialnega impulza.
Računovanje povprečne temperature možganov, krvi, notranji organi se približujejo 37 ° C. Fiziološka omejitev nihanja te temperature je 1,5 °. Sprememba krvi in \u200b\u200bnotranje temperature organov pri ljudeh za 2-2,5 ° C na srednjem nivoju spremlja kršitev fizioloških funkcij, telesna temperatura pa je nad 43 ° C, je skoraj nezdružljiva s človeškim življenjem.
Načela regulacije telesne temperature, \\ t
Termalno ravnovesje
Temperatura jedra (telo) je določena z dvema tokoma - generacija toplote (toplotnim proizvodom) in prenosom toplote (generacija toplote). S toplotno nevtralno ali udobno cono (pri 27-32 ° C) je ravnovesje med toplotnim proizvodom in prenosom toplote. Na primer, v pogojih fiziološkega miru v telesu, približno 1,18 kcal / minute (ali približno 70 kcal na uro) proizvaja (ali približno 70 kcal na uro) in enaka količina toplote je dana okolju. Pri nizkotemperaturnem mediju, kljub zaščitni mehanizma, se izguba teže poveča s strani telesa. Pod temi pogoji mora biti telo enakovredno vročini telesne temperature, da ohrani telesno temperaturo. Tako obstaja nova raven toplotnega ravnovesja. Na primer, pri temperaturi zraka 10 ° C prenos toplote doseže 120 kcal / uro (pod udobjem - 70 kcal / uro), zato je treba ohraniti telesno temperaturo na konstantni ravni, se toplotni pretok izdelka poveča na 120 KCAL / uro.
Pri visoki temperaturi okolja, na primer, pri 40 ° C, se toplotna regalacija znatno zmanjšuje, na primer do 40 kcal / uro (namesto 70 kcal / uro v udobnem okolju). Da bi ohranili stalnost telesne temperature, se toplotni izdelki zmanjšajo tudi približno 40 kcal / uro. Ustanovljena je nova raven toplotnega ravnovesja, ki zagotavlja vzdrževanje telesne temperature.
Tako je vodilni dejavnik, ki določa raven toplotnega ravnovesja, temperatura okolice.
Glede na to, da se toplotni izdelki razlikujejo glede na vrsto fizične aktivnosti ljudi, in obseg prenosa toplote je v veliki meri odvisen od temperature okolja, so potrebni mehanizmi regulacije toplotnega proizvoda in prenosa toplote. Izvajajo se s sodelovanjem specializiranih možganskih struktur v središče termoregulacije. Načelo ureditve je, da nadzorna naprava (termoregulacijski center) prejme informacije iz termistorjev. Na podlagi teh informacij, ki proizvaja takšne skupine, zaradi katerih se aktivnosti kontrolnih objektov (delovne strukture, ki določajo intenzivnost toplotnega proizvoda in prenosa toplote), spreminja na tak način, da obstaja nova raven toplotnega ravnovesja, kot rezultat Od katerih telesna temperatura ostane na stalni ravni. Sistem termoregulacije lahko deluje v načinu sledenja ali na načelu neusklajenosti - temperatura krvi se je spremenila, delovanje kontrolnih objektov se spremeni. Vendar pa je v sistemu termoregulacijskega sistema zagotovljena tudi mehkejša metoda vzdrževanja nesnosti telesne temperature, ki temelji na načelu ureditve z motnjami: sprememba temperature medija je ujeta in ne čaka, ko je To se odraža v temperaturi krvi, sistem nastane ukaze, ki spreminjajo delovanje kontrolnih objektov na ta način, da je temperatura krvi shranjena konstanta. Poleg tega lahko sistem termoregulacije deluje v načinu nadzora napovedi, tj. Zgodnje kontrolo (to so pogojni refleksi): oseba bo samo dosegla zimsko ulico, in že povečuje izdelke toplote, potrebne za kompenzacijo toplotne izgube To se bo pojavilo človek na ulici pri nizkih temperaturah. V vseh primerih morajo informacije o telesni temperaturi (jedro in lupini) optimalno uravnavati intenzivnost toplotnega produkta in prenosa toplote. Prenaša se na CNS iz termistorjev.
Fiziologija termistorjev
Termistorji se nahajajo na različnih področjih kože, v notranjih organih (v želodcu, črevesju, urinu, urinarnem mehurčku), v dihalnem traktu, sluznica, roženica očesa, skeletne mišice, krvne žile, vključno V arterijah, aortnih in karotidnih conah, v mnogih velikih žilah, kot tudi v skorji velikih polobli, hrbtenjače, retikularne tvorbe, srednjih možganov, hipotalamusa.
Termoreceptorji CNS so najverjetnejši nevroni, ki istočasno opravljajo vlogo receptorjev in vloge afferent nevrona.
Najbolj v celoti preučevali termistor kože. Večina termistorjev na koži glave (obraz) in vratu. V povprečju 1 mm 2 površine kože predstavlja 1 termoreceptor. Termistorji kože so razdeljeni na hladno in toplotno. Po drugi strani pa je hladno razdeljen na hladno (specifično), ki se odziva samo na spremembe temperature, in taktično hladno ali nespecifično, ki je lahko odgovoren tudi za spremembo temperature in tlaka.
Hladni receptorji se nahajajo na globini 0,17 mm od površine kože. Obstaja približno 250 tisoč vseh. Reagira na spremembo temperature s kratkim latentnim obdobjem. V tem primeru je pogostnost potenciala delovanja linearno odvisna od temperature v območju od 41 ° do 10 ° C: nižja temperatura, višja je frekvenca pulziranja. Optimalna občutljivost v območju od 15 ° do 30 ° C, in po nekaterih podatkih - do 34 ° C.
Toplotni receptorji so globlje - na razdalji 0,3 mm od površine kože. Obstaja približno 30 tisoč njih. Odziva na spremembo temperature linearno v območju od 20 ° do 50 ° C: višja temperatura, višja je pogostost generiranja akcijskega potenciala. Optimalna občutljivost v območju 34-43 ° C.
Med hladnimi in toplotnimi receptorji obstajajo različne občutljivosti prebivalstva receptorjev: nekateri se odzivajo na spremembo temperature, ki so enake 0,1 ° C (zelo občutljivi receptorji), drugi - spremeniti temperaturo, ki je enaka 1 ° C (srednje občutljivost receptorjev), Tretjič - spremeniti 10 ° С (visoke hitrosti ali nizke občutljive receptorje).
Informacije iz kožnih receptorjev so v osrednjem živčnem sistemu na aferentnih vlaken skupine A-Delta in vlakna skupine C, v CNS, ki jih prinaša različne hitrosti. Najverjetneje, da so impulzi iz hladnih receptorjev na vlaknih A-Delta.
Impulzaciji kožnih receptorjev vstopa v hrbtenjaško vrvico, kjer se nahajajo drugi nevroni, kar povzroča spinatelamično pot, ki se konča v vrednostih talamus ventrikularne jeder, od koder del informacij vstopi v območje motorja senzorja velikih poloble, del pa je hipotalamične centre termoregulacije.
Najvišji odseki CNS (lubja in limbičnega sistema) zagotavljajo nastanek toplote (toplotno, hladno, udobje temperature, nelagodje temperature). Občutek udobja temelji na pretoku impulza iz termoreceptorjev lupine (predvsem usnja). Zato je telo lahko "prevara" - če v visokih temperaturnih razmerah ohladi telo s hladno vodo, saj se zgodi s poletnim kopanjem v vročini, potem je ustvarjen občutek temperaturnega udobja.
Centri termoregulacija
Termoregulacija se večinoma izvaja z udeležbo CNS, čeprav so možne tudi nekateri procesi termoregulacije brez CNS. Torej je znano, da se krvne žile kože lahko sami odzivajo na mraz: zaradi občutljivosti toplote gladkih mišičnih celic do mraza, se pojavi gladke mišice sprostitev, zato se na mrazu na začetku nahaja refleksni krč, ki ga spremlja boleč občutek, nato pa se plovilo širi zaradi neposrednega vpliva mraza za gladke mišične celice. Tako je kombinacija dveh mehanizmov ureditve omogoča, da se na eni strani ohrani toploto, na drugi strani pa - ne dovoljuje tkiva, da preskusijo kisik stradanje.
Termoregulacijski centri so v širšem smislu niz nevronov, ki sodelujejo v termoregulaciji. Našli so na različnih področjih centralnega živčnega sistema, tudi v skorji velikih hemisferjev, limbičnega sistema (Amygdalar kompleksa, hipokampus), Thalamus, hipotalamus, povprečni, podolgovate in hrbtenjače. Vsak oddelek možganov izpolnjuje svoje naloge. Zlasti lubje, limbični sistem in Talamus zagotavljajo nadzor nad dejavnostmi hipotalamic centrov in hrbtenjak, ki tvorijo ustrezno človeško vedenje v različnih temperaturnih pogojih medija (delovna drže, oblačila, samovoljno motorna aktivnost) in občutki toplote, mraz ali udobje. S pomočjo velikih hemisferjev se izvedemo predplačilo (zgodnje) termoregulacijo - konvencionalni refleksi so oblikovani. Na primer, človek, ki je zbral, da vstopi na ulico v zimskem povečanju vnaprej toplotni izdelek.
V termoregulaciji sodelujejo sočutni in somatski živčni sistemi. Simpatični sistem ureja procese toplotnega produkta (glikogenoliza, lipoliza), procese prenosa toplote (znojenje, prenos toplote s toplotno emisijo, upravljanje toplote in konvekcijo - s spreminjanjem tona kožnih žil). Somatski sistem ureja tonični stres, poljubno in neprostovoljno fazno aktivnost skeletnih mišic, tj. Procesi pogodbene termogeneze.
Glavna vloga v termoregulaciji igra hipotalamus. Razlikuje akumulacije nevronov, ki urejajo prenos toplote (center za prenos toplote) in toplotni izdelek.
Prvič, obstoj takih centrov v hipotalamus najdemo K. Bernard. Izdelala je "injekcijo toplote" (mehansko razdražena hipotalamusna žival), po kateri se dvigne telesna temperatura.
Živali z uničenim jedrom preventivnega območja hipotalama slabo nosijo visoke temperature okolice. Draženje električnega udara teh struktur vodi do širitve kožnih plovil, znojenje, videz toplotne kratkosti. To je skupina jeder (predvsem paraventrikularna, suprasoptična, suprahiamatična) in dobil ime "centra za toplotne izdelke".
Pri uničevanju nevronov zadnjih oddelkov hipotalamusa, žival ne prenaša mraza. Elektrostimulacija te regije povzroča povečanje telesne temperature, mišičnega tresenja, povečanje lipolize, glikogenolize. Ti nevroni verjamejo, da so ti nevroni večinoma osredotočeni na področje centromedicialnega in domomalnega jedra hipotalamusa. Kopičenje teh jeder je prejelo ime »Centra za proizvodnjo toplote«.
Uničenje termoregulacijskih centrov v palotermiki spremeni homotermalni organizem.
Po mnenju K. P. Ivanov (1983, 1984), v centrih toplotnega produkta in prenosa toplote, obstajajo senzorične, integrirane in e-eurons nevronov. Sensory Neurons zaznavajo informacije iz termistorjev, ki se nahajajo na obrobju, kot tudi neposredno iz krvi, pranje nevronov. K. P. Ivanov deli senzorične nevrone v dve vrsti: 1) zaznavanje informacij iz perifernih termistorjev in 2) zaznavanje temperature krvi. Informacije od senzoričnih nevronov vstopajo v integracijo nevronov, kjer se pojavi vsota vseh informacij o stanju temperature jedra in lupine telesa, t.j. ti nevroni "izračunajo" povprečno telesno temperaturo. Nato informacije vstopijo na ukazne nevrone, v katerih se trenutna vrednost povprečne telesne temperature potegne na določeni ravni. Vprašanje nevronov, ki določajo to raven, ostaja odprto. Ampak verjetno obstajajo takšni nevroni, in jih je mogoče urediti v skorjo, mehak sistema ali, bolj verjetno v hipotalamusu. Torej, če je zaradi primerjave odkrit odstopanje od določene ravni, so učinkovani nevroni navdušeni: v središču prenosa toplote - to so nevroni, ki urejajo znojenje, ton žil kože, volumen kroženja Kri in v središču toplotnega proizvoda - to so nevroni, ki urejajo postopek nastanka toplote. Še ne ostane jasno, vsak center (toplotni prenos in toplotni izdelki) se ukvarja z "izračuni" in neodvisno sprejemajo odločitve, ali pa obstaja še en ločen center, kjer se ta postopek izvaja.
Centri prenosa toplote. Ko se prizadevanja izpadniškega nevrona centra za prenos toplote lahko zmanjšajo kožo kožnih žil. To se izvede zaradi vpliva Effalent nevronov centra za prenos toplote ("kožne plovila") na VASOMOTOR CENTER, ki posledici aktivnosti hrbtenjačnih simpatičnih nevronov, ki pošiljajo tok impulzov na gladke mišice kožnih plovil. Posledica tega je, ko hipotalamični nevroni "kožnih žil" zmanjšajo ton kožnih plovil, se poveča pretok krvi kože in se vrnitev toplote poveča zaradi emisije toplote, upravljanja toplote in konvekcije. Povladovanje pretoka krvi kože prispeva k povečanju znojenja (obnovitev toplote z izhlapevanjem). Če sprememba pretoka krvi kože ni dovolj za vrnitev toplote, so nevroni navdušeni, ki vodijo do izmetavanja krvi iz skladišča krvi in, torej na povečanje prostornine prenosa toplote. Če ta mehanizem ne prispeva k normalizaciji temperature, so učinkovani nevroni centra za prenos toplote navdušeni, ki vznemirjajo simpatične nevrone, ki aktivirajo znojne žleze, ti nevroni hipotalamusa lahko pogojno imenujemo "raztezanje nevronov" ali nevronov uravnavanje znojenja. Simpatični nevroni, ki aktivirajo znojenje, se nahajajo na stranskih stebrih hrbtenjače (TH 2 -L2), in postGlonic nevronov so lokalizirani v simpatični gangliji. PostGangwangling vlakna, ki gredo na znojne žleze so holinergic, njihov mediator je acetilholin, ki povečuje aktivnost znojne žleze zaradi interakcije z M-holinoreceptorji (blokator - atropin).
Centri toplotnega izdelka. Efferterintni nevroni centra toplotnega proizvoda lahko razdelimo tudi na več vrst, od katerih vsaka vključuje ustrezen mehanizem toplotnega proizvoda.
a) Nekateri nevroni pri njihovem vzbujanju aktivirajo simpatični sistem, zaradi česar je intenzivnost procesov, ki proizvajajo energijo (lipoliza, glikogenoliza, glikoliz, oksidativne fosforilacije). Zlasti sočutni živci zaradi interakcije svojega mediatorja (norepinenalina) z beta-adenoreceptorji aktivirajo procese glikogenolize in glikolize v jetrih, procesi lipolize v olju rjave barve.
Hkrati, ko je vzburjen simpatični živčni sistem, je izločanje hormonov možganov, ki se poveča - adrenalin in norepinenalin, ki povečuje proizvodnjo toplote v jetrih, skeletnih mišicah, breza rjava, aktiviranje glikogenolize, glikoliza in lipolize .
b) V hipotalamusu obstajajo izpadni nevroni, ki vplivajo na hipofizno žlezo, in prek njega - na ščitnični žleza: izdelki iz joda, ki vsebujejo hormone, ki vsebujejo jod (T3 in T 4) povečanje, kar lahko poveča proces oksidativne fosforilacije, povečanje Pretok primarne toplote, tako naprej. E. Pod njihovim vplivom se zniža kopičenje energije v ATP, večina energije pa se odvaja v obliki toplote.
c) V hipotalamičnem središču toplotnega proizvoda obstaja tudi populacija izpadnikov nevronov, ki vzbuja, ki vodi do videza termoregulacijskega tona (ton se poveča v skeletnih mišicah, zaradi česar se proizvodnja toplote poveča za približno 40- 60%) ali se pojavijo fazni kosi posameznih mišic
Vlakna, ki so bila imenovana "tresenje". V vseh teh primerih se ekipa iz Effesent nevronov hipotalamusa prenese, na koncu, na alfa-motoneurons. Osrednja treserna pot je izpadniška pot, ki prihaja iz hipotalamusa do alfa-motnelane skozi vmesne formacije, zlasti skozi srednje možganske pnevmatike (tekstovno potovanje) in skozi rdeče jedro (rubrostinal trakt). Podrobnosti te poti še niso jasne.
Mehanizmi proizvodnje toplote
Vir toplote v telesu je eksotermne reakcije oksidacije beljakovin, maščob, ogljikovih hidratov, kot tudi hidrolize ATP. Pri hidrolizi hranilnih snovi se nekatera sproščena energija nabere v ATP, del pa se razprši kot toplota (primarna toplota). Ko uporabljate energijo, nabrano v AGF, del energije, je za izvedbo uporabnega dela, del se razprši kot toplota (sekundarna toplota). Tako sta dva toplotna toka - primarni in sekundarni - toplotno-produkt. Z visoko temperaturo medija ali stika osebe z vročim telesom, je del toplote mogoče dobiti od zunaj (eksogena toplota).
Če je potrebno, za povečanje toplotnega izdelka (na primer pod pogoji nizke temperature medija), poleg možnosti toplote, ki se pridobi od zunaj, obstajajo mehanizmi v telesu, ki poveča toplotne izdelke.
Razvrstitev mehanizmov toplotnega proizvoda:
1. Ustvarjalna termogeneza - toplotne izdelke zaradi zmanjšanja skeletnih mišic:
a) arbitrarna dejavnost enote lokomotorke;
b) Termoregulacijski ton;
c) hladno mišično tresenje ali nehoteno ritmično aktivnost skeletnih mišic.
2. Socratic Termogenesis ali nerezivna termogeneza (proizvodnja toplote kot posledica aktiviranja glikolize, glikogenolize in lipolize): \\ t
a) v skeletnih mišicah (zaradi neobdelane oksidativne fosforilacije);
b) v jetrih;
c) v žarku;
d) zaradi posebnega dinamičnega delovanja hrane.
Pogodbena termogeneza
Pri rezanju mišic se hidroliza ATP poveča, zato se tok sekundarne toplote povečuje, kar gre za ogrevanje telesa. Samovoljna mišična dejavnost, večinoma, se pojavlja pod vplivom lubja velikih hemisferjev. Človekova izkušnja kaže, da je v nizkih pogojih medija potrebno premakniti. Zato se izvajajo pogojni refleksni akti, se povečuje samovoljna motorna aktivnost. Kar je višje, višji toplotni izdelek. Možno je, da ga povečate v 3-5 krat v primerjavi z obsegom glavne izmenjave. Običajno, z zmanjšanjem temperature temperature medija in krvi, je prva reakcija povečanje termoregulacijskega tona. Prvič je bil razkriti leta 1937 pri živalih, leta 1952 pa je pri ljudeh. S pomočjo metode elektromiografije je bilo dokazano, da se s povečanjem tona mišic, ki jih povzroča superlooliranje, poveča električna aktivnost mišic. Z vidika rezanja mehanike je normormost mikrovibracija. V povprečju se, ko se pojavi, se toplotni proizvod poveča za 20-45% začetne ravni. Z pomembnejšim superlooliranjem, termoregulacijski ton preide v mišično hladno tresenje. Termoregulacijski ton je ekonomičen kot mišični tresenje. Običajno so mišice glave in vratu vključene v njegovo ustvarjanje.
Cravering, ali hladno mišično tremor, je nehotena ritmična aktivnost površinskih mišic, zaradi katere se toplotno proizvodnja poveča v primerjavi z začetno raven 2-3 krat. Običajno se prvič pojavijo tresenje v mišicah glave in vratu, nato Torso in, končno, okončine. Menijo, da je učinkovitost toplotnega proizvoda s tresenjem 2,5-krat višja kot med poljubnimi dejavnostmi.
Signali iz nevronov hipotalamusa gredo skozi "osrednje sranje" (Tektum in rdeče jedro) na alfa-motene na hrbtenjači hrbtenjače, od kod, kjer signali gredo na ustrezne mišice, kar povzroča njihovo dejavnost. Snovi, podobne pasu (mišične relaksante) zaradi blokade N-holinoreceptorjev blokirajo razvoj termoregulacijskega tona in hladnih treserjev. Uporablja se za ustvarjanje umetne hipotermije in upošteva tudi pri izvajanju operativnih intervencij, pod katerimi se uporablja Miorosanta.
Neobdelana termogenezija
Izvaja se s povečanjem procesov oksidacije in zmanjšanje učinkovitosti konjugacije oksidativne fosforilacije. Glavno mesto toplotnih izdelkov so skeletne mišice, jetra, rjava maščoba. Zaradi te vrste termogeneze se lahko toplotni izdelki povečajo 3-krat.
Pri skeletnih mišicah je povečanje neobveščene termogeneze povezano z zmanjšanjem učinkovitosti oksidativne fosforilacije zaradi nesoglasja oksidacije in fosforilacije, v jetrih - predvsem z aktiviranjem glikogenolize in naknadno oksidacijo glukoze. Rjava maščoba poveča toplotni izdelek zaradi lipolize (pod vplivom simpatičnih učinkov in adrenalina). Rjava maščoba se nahaja v okcipitalni regiji, med rezilami, v medimu, v velikih plovilih, v aksilarni depresurnosti. V miru počitka je približno 10% toplote nastalo v žarku. Ko se ohladi, se vloga rjave maščobe močno dvigne. Pri hladnem prilagajanju (prebivalci arktičnih območij) povečajo maso rjave maščobe in njen prispevek k splošnemu toplotnemu produktu.
Uredba nestorskih procesov termogeneze se izvaja z aktiviranjem simpatičnega sistema in proizvodnje ščitničnih hormonov (zavračajo oksidativno fosforijo) in možganske plasti nadledvične žleze.
Mehanizmi prenosa toplote
Večina toplote se oblikuje v notranjih organih. Zato mora biti notranji tok toplote za odstranjevanje iz telesa prišel na kožo. Prenos toplote iz notranjih organov se izvede zaradi prenosa toplote (na tak način manj kot 50% toplote) in konvekcije, t.e., toplotno potnik. Krva zaradi visoke toplotne zmogljivosti je topel dirigent toplote.
Drugi toplotni tok je tok, ki je usmerjen iz kože v sredo. Imenuje se tok na prostem. Glede na mehanizme prenosa toplote običajno pomenijo ta en tok.
Vpliv toplote v sredo se izvaja s pomočjo 4 glavnih mehanizmov:
1) izhlapevanje;
2) nadzor toplote;
3) emisija toplote;
4) Konvekcija.
Mehanizmi prenosa toplote in upravljanje toplote.
Na - lubje, KZH - usnje, TSGT - centri hipotalamusa, SDC - VASOMOTOR CENTER, PM - Belonable Brain, cm - hrbtenjačna kabel, gf - hipofiza, tg - tirotropski hormon, ZVS - žleze notranjega izločanja, GM - Hormoni, PTR - prebavo trakta, KS - krvne žile, L - svetloba, in, B - pretok aferentnih impulz.
Prispevek vsakega mehanizma na prenos toplote je določen s stanjem medija in hitrostjo proizvodnje toplote v telesu. V temperaturnem udobju je večina toplote podana zaradi prenosa toplote, emisije toplote in konvekcije ter le 19-20% - z izhlapevanjem. Pri visoki temperaturi srednje temperature je do 75-90% toplote dana zaradi izhlapevanja.
Prevodnost toplote - To je način za izterjavo toplotnega telesa, ki neposredno stopi v stik s človeškim telesom. Nižja temperatura tega telesa, višji je temperaturni gradient, višja je stopnja toplotne izgube zaradi tega mehanizma. Običajno je ta metoda rekuperacije toplote omejena z oblačili in zračnimi sloji, ki so dobri toplotni izolatorji, kot tudi subkutane maščobne plasti. Debelejši ta sloj, manjša verjetnost prenosa toplote v hladno telo.
Težka - vrnitev toplote iz kožnih mest, ki ni prekrita z oblačili. Pojavi se skozi dolgovalno infrardečo sevanje, zato se ta vrsta prenosa toplote imenuje tudi prenos toplote sevanja. Pod pogoji temperaturnega udobja, do 60% toplote, na račun tega mehanizma. Učinkovitost emisije toplote je odvisna od temperaturnega gradienta (višje je višja, večja je večja toplota), iz območja, s katerim se pojavi sevanje, iz števila objektov v mediju, ki absorbira infrardeče žarke.
Konvekcija. Zrak v stiku s kožo se segreje in se dvigne, njegovo mesto pa zavzema "hladen" del zraka itd. Na ta način se zaradi toplote Andarenenosa poda pod pogoji temperaturnega udobja do 15% toplote.
V vseh navedenih mehanizmih, krvni pretok kože igra veliko vlogo: ko se njegova intenzivnost poveča z zmanjšanjem tona gladkih mišičnih celic arteriolov in zaprtje arteriovenskih šantov - vrnitev toplote se znatno poveča. To prispeva tudi k povečanju količine kroženja krvi: večja njegova vrednost, večja je možnost prenosa toplote v sredo. Nasprotni procesi se pojavljajo v hladnem - se pretoka krvi kože, vključno z neposrednim prenosom arterijske krvi iz arterij v žilah, mimo kapilarov, se volumen kroženja krvi zmanjša, vedenjski odziv: oseba ali žival instinktivno Zasede "Kalachik" Pose, saj v tem primeru, se toplotno povratno območje zmanjšuje za 35%, živali dodajajo in reakcijo dodamo na to - dodamo "gos usnje" - kožo kože (pilomeseriranje), ki Poveča celice rezalnega pokrova in zmanjšuje možnost ogrevanja toplote.
Delež rok ima majhen del telesne površine - le 6%, vendar je njihova koža dana 60% toplote z uporabo mehanizma za prenos suhega toplote (emisije toplote, konvekcija).
Izhlapevanje. Vpliv toplote se pojavi zaradi odpadkov energije (0,58 kcal na 1 ml vode) za izhlapevanje vode. Obstajata dve vrsti uparjanja, ali dovoljenja: neopazno in smiselno perp.
a) Ne glede na rekreacijo izhlapevanje vode od sluznice dihal in vode, ki pošilja s kožo epitelium (tkivna tekočina). V dnevu skozi dihalni trakt, do 400 ml vode izhlapi, t.j. 400x0,58 kkal \u003d 232kkal / dan. Po potrebi se ta vrednost lahko poveča zaradi tako imenovane kratkotrajnosti toplote, ki je posledica vpliva nevronov centra za prenos toplote na dihalne nevrone možganskih stebla.
V povprečju je približno 240 ml vode jahta skozi povsem epidermis. Zato je zaradi tega podan 240 0,58kkal \u003d 139 kkal / dan. Ta vrednost ni odvisna od postopkov regulacije in različnih okoljskih dejavnikov.
Obe vrsti neopaznega na dan vam omogočata, da dajete (400 + 240) 0,58 \u003d 371 kcal.
b) Boj proti dovoljenjam (rekuperacija toplote z izhlapevanjem znoja). V povprečju na dan pri udobni temperaturi medija se razlikuje 400-500 ml znoja, torej do 300 kcal. Vendar pa se lahko, če je potrebno, obseg znojenja poveča na 12 l / dan, t.j., s potenjem, lahko date skoraj 7.000 kcal na dan. Za eno uro lahko znojne žleze proizvedejo do 1,5 litra in z nekaterimi viri - do 3 litre.
Učinkovitost izhlapevanja je v veliki meri odvisna od medija: višja je temperatura in pod vlago (zračno nasičenost vodne pare), večja je učinkovitost znojenja kot mehanizma za rekuperacijo toplote. S 100% nasičenostjo zraka v parih vode, izhlapevanje je nemogoče.
Sladki odtok iz konca dela ali telesa in znojnega kanala, ki včasih odpira znoj. Z naravo izločanja so otekalne žleze razdeljene na Eccsine (Murcinous) in Apocryne. Apokijske žleze so lokalizirane predvsem v aksilarni depresiji, na pubičnem območju, kot tudi na področju kalških ustnic, perineuma, bližnjega kroga prsi. Apokurične žleze izločajo drzno bogato z organskimi spojinami. Pogovori se o njihovem inervaciji - Nekateri trdijo, da je adrenergična simpatična, drugi verjamejo, da je na splošno odsoten in izdelki skrivnosti je odvisen od hormonov nadledvične brainstab (adrenalin in norepinenalina).
Trenutne žleze Apocryne so žitne žleze, ki se nahajajo v vekah na trepalnicah, kot tudi žleze, ki proizvajajo uho žveplo na zunanjem slušnem prehodu, in nosne žleze (končno žleze). V izhlapevanju pa niso vpletene apokrinske žleze. Eccrine ali zamrznjene, znojne žleze se nahajajo v koži skoraj vseh območij telesa. Obstaja le več kot 2 milijona njih (čeprav obstajajo ljudje, ki so skoraj popolnoma odsotni). Večina vseh znojnih žlez na palm in podplatih (več kot 400 na 1 cm 2) in v koži pubis (približno 300 na 1 cm 2). Hitrost hitrosti, kot tudi vključitev v aktivnost znojnih žlez, v različnih delih telesa zelo široko razlikuje.
Po kemijski sestavi, znoj je hipotonska rešitev: vsebuje 0,3% natrijevega klorida (v krvi - skoraj 0,9%), sečnino, glukoze, aminokislin, amonija, majhne količine mlečne kisline. PNT pH se giblje od 4.2 do 7, v povprečju PH \u003d 6. Specifična teža - 1,001-1,006. Ker je znoj hipotonski medij, potem je z bogato potenje, voda se bolj izgubi kot soli, in povečanje osmotskega tlaka se lahko pojavi v krvi. Tako je bogato znojenje polno spreminjanja presnove z vodo s soljo.
Sladke žleze so inervirane s simpatičnimi holinergičnimi vlakni - acetilholin se sprosti v njihovih koncih, ki interakcijo z M-holinoreceptorji, povečanje znojnih izdelkov. Preggangionarni nevroni se nahajajo na stranskih stebrih hrbtenjače na ravni 2 -L2 in postgangle nevronov - v simpatičnem deblu.
Če je potrebno povečati prenos toplote po razmaščenju, se nevroni kortexa, limbičnega sistema in predvsem hipotalamus pojavi. Od hipotalamičnih nevronov, signalov gredo na nevrone hrbtenjače in postopoma vključujejo druga področja kože v proces znojenja: najprej obraz, čelo, vrat, nato telo in ud.
Obstajajo različni načini aktivnega vpliva na proces znojenja. Na primer, veliko antipiretičnih zdravil ali anti-piretike: aspirin in drugi salicilati - povečajo otekanje in tako zmanjšajo telesno temperaturo (ojačan prenos toplote z izhlapevanjem). Vsedeni so tudi socvetje limov, jagode maline in listov mačeha.
Metabolizem
Izmenjava snovi je proces presnove snovi, vpisanih v telo, zaradi česar je bolj zapleteno ali, nasprotno, se lahko iz teh snovi oblikujejo bolj preproste snovi.
Človeško telo, pa tudi organizmi drugih predstavnikov živalskega in rastlinskega sveta, je odprt termodinamični sistem. Nenehno teče pretok proste energije. Hkrati pa daje energijo okolju, večinoma implantiran (povezan). Zahvaljujoč tem dvema potokov, entropija živega organizma (stopnja motnje, kaos, degradacija) ostaja na konstantni (najmanjši) ravni. Kadar se iz nekega razloga pretok proste energije (nekontropni) zmanjša (ali nastajanja povezanih energetskih povečanj), se skupna entropija organizma poveča, kar lahko privede do termodinamične smrti.
Glede na termodinamiko živih sistemov je življenje boj proti entropiji, boj sistema naročanja z degradacijo. Glede na znano enačbo opreme, se povečanje minimalnega entropije pojavi, če je hitrost negativnega toka enaka hitrosti pretoka entropije v sredo.
Brezplačna energija za telo lahko pride samo s hrano. Zbiljeno je v kompleksnih kemijskih vezi beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov. Da bi osvobodili to energijo, so hranila prvič podvržena hidrolizi in nato oksidacijo v anaerobnih ali aerobnih pogojih.
V procesu hidrolize, ki se izvaja v prebavnem traktu, izvede rahlo kos proste energije (manj kot 0,5%). Ne more se uporabljati za potrebe bioenergije, saj se ne zbira makroerangs tipa ATP. Vklopi se samo v toplotni energiji (primarna toplota), ki jo telo uporablja za vzdrževanje temperature homeostaze.
2. faza sproščanja energije je anaerobični oksidacijski proces. Zlasti na ta način se sprosti približno 5% vse proste energije iz glukoze med oksidacijo na mlečno kislino. Ta energija pa se nabira ATP Macroeerg ATP in se uporablja za izvedbo uporabnega dela, na primer za krčenje mišic, za delo natrijeve kalijeve črpalke, toda na koncu se obrne tudi v toplino, ki se imenuje sekundarna Toplota.
3. stopnja je glavna faza sproščanja energije - do 94,5% vse energije, ki je sposobna sprostiti v telesu telesa. Ta postopek se izvaja v ciklu KREBS: v njej se pojavi oksidacija pirovinoične kisline (produkt oksidacije glukoze) in acetilcoencim A (aminokislinski oksidacijski produkt in maščobne kisline). V procesu aerobnega oksidacije se prosta energija sprosti zaradi ločevanja vodika in prenosa njegovih elektronov in protonov vzdolž vezja dihalnih encimov na kisik. Hkrati pa sprostitev energije ni hkrati, temveč postopoma, zato je večina te proste energije (približno 52-55%) mogoče nabirati v Macroeherga Energy (ATP). Ostalo, ki je posledica "nepopolnosti" biološke oksidacije, se izgubi v obliki primarne toplote. Po uporabi brezplačne energije, shranjene v ATP, se spremeni v sekundarno toplino.
Tako se vsa brezplačna energija, ki se sprošča med oksidacijo hranil, na koncu spremeni v toplotno energijo. Zato se količina toplotne energije, ki jo dodeli telo, odlikuje po metodi določanja energetskega motorja telesa.
Zaradi oksidacije glukoze se aminokisline in maščobne kisline v telesu pretvorijo v ogljikov dioksid in vodo.
Energetska izmenjava živalskega organizma (bruto izmenjava) je sestavljena iz glavne izmenjave in delovnega povečanja glavne izmenjave. Začetna vrednost ravni presnovnih procesov je glavna izmenjava. Za te standardne pogoje za določanje glavne izmenjave so značilni dejavniki, ki lahko vplivajo na intenzivnost presnovnih procesov pri ljudeh. Na primer, intenzivnost presnove je dovzetna za dnevna nihanja, ki se zjutraj poveča in se ponoči zmanjšuje. Intenzivnost izmenjave se povečuje tudi pri telesnem in duševnem delu. Pomemben vpliv na stopnjo izmenjave je poraba hranilnih snovi in \u200b\u200bnjihova nadaljnja prebava je še posebej v primeru, da imajo hranila proteinsko naravo. Ta pojav se imenuje specifične dinamične metode. Jedo intenzivnost presnove po sprejetju prehrane beljakovin se lahko nadaljuje 12-18 ur. In končno, če temperatura okolice postane pod udobje temperature, se povečuje intenzivnost postopkov izmenjave. Premiki v smeri hlajenja vodijo do večje ojačitve presnove kot ustrezne premike za povečanje temperature.
Tudi s polnim in strogim upoštevanjem standardnih pogojev se lahko obseg glavne izmenjave zdravih ljudi razlikuje. Ta variabilnost je pojasnjena z različicami v starosti, polju, rasti, telesni teži. Vrednost 4,2 kg / kg H se praviloma upošteva kot približna vrednost standardne (glavne) intenzivnosti metabolizma. Za osebo, ki tehta 70 kg, je ustrezen primarni tečaj približno 7100 kJ / dan (1700 kcal / dan).
Hrane
Moč je proces, ki je asimiliral organizem snovi, ki so potrebne za izgradnjo in posodobitev telesnih tkiv, pa tudi za kritje stroškov energije.
Na splošno je razvoj prehranskih potreb živalskih organizmov vključeval proces omejevanja lastne sinteze številnih spojin s sočasno širjenjem porabe organskih spojin nekaterih vrst. To je privedlo do dodelitve celotne skupine snovi, nenadomestljivih za višje živali in osebo, ki je, ki je potrebna za metabolizem, vendar se ne sintetizirajo.
Uporaba živil, ki sestojijo predvsem iz kompleksnih spojin rastlinskega ali živalskega izvora, za potrebe energije ali plastike telesa je možno šele po hidrolizi teh sredstev in preoblikovanja v razmeroma preproste spojine brez specifičnosti vrst. Prehranske potrebe različnih vrst živali se razlikujejo, odvisno od tega, kaj hrane snovi, ki jih telo sposobno sintetizirati in kaj bi morala prišla od zunaj. In vendar pa so predvsem razlike v prehranskih potrebah posledica prebave (hidrolize) živila. To je posledica dejstva, da pri najvišjih živalskih organizmih vmesni presnovni procesi nadaljujejo na podoben način.
V izmenjavi snovi (presnova) in energije razlikujejo med dvema procesoma: anabolizem in katabolizem. Pod anabolijo razumejo kombinacijo procesov, namenjenih izgradnji struktur telesa, predvsem s sintezo kompleksnih organskih snovi; S katabolizmom - niz procesov propadanja kompleksnih organskih spojin in uporabo relativno preprostih snovi, ki so nastali med procesi izmenjave energije. Osnova anabolizma in katabolizma temelji na procesih asimilacije in disimulacije, ki je v telesu medsebojno povezana in v običajnem organizmu je uravnotežen.
Na splošno so potrebe živali precej homogene: potrebujejo podobna hranila za izmenjavo energije; v snoveh vrste aminokislin, purinih in nekaterih lipidov za izgradnjo kompleksnih beljakovinskih molekul in celičnih struktur; v posebnih metabolnih katalizatorjih in celičnih membranskih stabilizatorjev; V anorganskih ionih in spojinah fizikalno-kemijskih procesov v telesu in nazadnje, v univerzalnem biološkem topilu - voda za ustvarjanje celičnega presnovnega medija.
Konec koncev, sestava živil visoko organiziranih organizmov vključuje organske snovi, velik del katerega spada v beljakovine, lipide in ogljikove hidrate. Izdelki njihove hidrolize - aminokisline, maščobne kisline, glicerin in monosahara se porabijo za oskrbo z energijo telesa. V energetskih procesih aminokislin, maščobnih kislin in monosahare so med seboj povezane s skupnimi potezami njihovega preoblikovanja. Zato se lahko kot energetski prevozniki, prehrambene snovi zamenjajo v skladu z energijo (pravilo izolacije).
Energetska (kalorična) Vrednost hrane se ocenjuje z količino toplotne energije, sproščene med izgorevanjem 1 g živila (fiziološka toplota zgorevanja), ki je tradicionalno izražena v kilokalorijah ali na SI - v Joule (1 kcal \u003d 4,187 kJ ). Izračuni so pokazali, da je energetska vrednost maščob (38,9 kJ / g; 9,3 kcal / g) dvakrat višja od beljakovin ogljikovih hidratov (17,2 kJ / g; 4.1 kcal / g). Beljakovine in ogljikovi hidrati imajo enako energijsko vrednost in jih je mogoče zamenjati z 1: 1 v razmerju teže.
Da bi ohranili stacionarno stanje telesa, bi morali biti skupni stroški energije zajeti v pretoku prehranskih snovi, ki so enakovredne enakovredni oskrbi z energijo v njihovih kemijskih obveznicah. Če količina dohodne hrane za premaz ni dovolj, se energetike izplačajo z notranjimi rezervami, predvsem maščobami. Če masa vhodne energije v energiji presega porabo energije, je postopek maščob v teku ne glede na sestavo hrane.
Vendar pa je treba vedno spomniti, da so ti trije viri energije tako plastični material živalskega organizma. Zato je dolga izjema ene od treh hranil iz užitne prehrane in zamenjava energetske ekvivalentne količine druge snovi, nesprejemljiva.
Zaključek
Življenje je konjugacija s stalno porabo energije, ki je potrebna za delovanje telesa. Z vidika termodinamike se živi organizmi nanašajo na odprte sisteme, saj za njihov obstoj nenehno izmenjava z zunanjimi srednjimi snovmi in energijo. Vir energije živih organizmov je kemijska transformacija organskih snovi, ki prihajajo iz okolja. Pretvorba teh snovi iz kompleksa v enostavno in vodi do sproščanja energije, sklenjene v kemijskih obveznicah. Ekstrakcija energije iz kemičnih obveznic se izvaja predvsem s stroški molekularnega kisika (aerobne izmenjave); Oksidacija v številnih verigah je pred brezkovodno cepitev (anaerobna izmenjava).
Glavna baterija energije za uporabo v celičnih procesih je adenozin trifhosfat (ATP). Z uporabo energije ATP je sinteza proteina, celične divizije, vzdrževanja osmotskega gradienta, mišične okrajšave itd. V skladu s prvim zakonom termodinamike, kemijsko tehnologijo ATP, ki poteka skozi vmesne faze, se na koncu spremeni v toplotno, ki se izgubi s strani telesa. Zato je intenzivnost energetske izmenjave telesa količina energetskega motorja do funkcije celičnih sistemov, nabrano energijo in njeno izgubo v obliki toplote.
Življenjska doba telesa je odvisna od pretoka kemijskih reakcij s preoblikovanjem vseh vrst energije v toplotno. Stopnja kemijskih reakcij, zato je izmenjava energije odvisna od temperature tkiv. Toplota Kot končna pretvorba energije se lahko premakne iz višje temperature v regiji nižje. Temperatura tkiva se določi z razmerjem hitrosti pretoka presnovnega toplotnega izdelka iz njihovih celičnih struktur in hitrost razpršenosti nastale toplote v okolje. Zato je izmenjava toplote med organizmom in zunanjem okolja sestavni pogoj za obstoj živalskih organizmov. Da bi ohranili normalno (optimalno) telesno temperaturo v živalskih organizmih, je sistem izmenjave toplote z medijem.
Živalski organizmi so razdeljeni na ripel in homotermalno. Poikilotermic (stoji pri nižjih korakih filogenetskega stopnišča), ki je nepopolna, vendar še vedno precej učinkovitega termoregulacijske mehanizme. Ti mehanizmi vključujejo sistem kompenzacije kemikalije, ki vam omogoča, da držite enakomerno energetsko izmenjavo s pomembnimi kapljicami telesne temperature, termoregulacijsko vedenje (izbira optimalne temperature srednje temperature) in temperaturno histerezo (sposobnost zajemanja toplote iz zunanjega okolja hitreje, kot da izgubijo ).
Homothermia je pozneje pridobitev razvoja živalskega sveta. Pravi homotermalne živali vključujejo ptice in sesalce, saj lahko te živali ohranijo trajno območje 2 ° C telesne temperature mina relativno široka nihanja v zunanji temperaturi.
V središču homotermije je višja od tiste iz porcottermall živali, raven izmenjave energije s krepitvijo vloge ščitničnih hormonov, ki spodbujajo delovanje celične natrijeve črpalke. Visoka energetska izmenjava je privedla do oblikovanja popolnih mehanizmov za regulacijo toplotne energije v telesu.
Številne živali spadajo v skupino heterotermalnih organizmov: pri nekaterih pogojih jih ujamejo organizmi, z drugimi - homotermalni.
Da bi ohranili stalno telesno temperaturo, imajo homotermalne živali kemično in fizično termoregulacijo. Fizična termoregulacija se izvaja s spreminjanjem toplotne prevodnosti premaznih tkiv telesa (spreminjanje pretoka krvi kože, pilooare, izhlapevanje vlage iz telesne površine ali ustno votlino).
Kemična termoregulacija se izvaja s povečanjem proizvodnje toplote v telesu. Dva glavna viri kemične termoregulacije (nastavljiva proizvodnja toplote) so izolirana: pogodbena termogeneza zaradi samovoljne aktivnosti lokomotorske naprave, tona termoregulacije in mišičnih tresenja in nekoncistentne termogeneze zaradi seje maščobnega tkiva, specifičnega dinamičnega učinka hrane, itd.
Nadzor izmenjave toplote izvaja aktivnost temnih-zgodb, informacije, iz katerih vstopa v središče termoregulacije hipotalamusa, ki nadzoruje reakcije kemične in fizične termoregulacije.
Dolgo bivanje na visokih ali nizkih temperaturah okolice vodi do pomembnih sprememb v lastnostih telesa, ki povečujejo njegovo odpornost na delovanje ustreznih temperaturnih faktorjev.
Zgradba in posodabljanje telesnih tkiv, kot tudi prevleko energetskih celic telesa je treba zagotoviti ustrezno prehrano. V izmenjavi snovi in \u200b\u200benergije razlikujejo dva procesa: anabolizem in katabolizem. Pod anabolijo, kombinacija procesov, namenjenih gradnji strukturah telesa, predvsem s sintezo kompleksnih organskih snovi. Katabolizem je kombinacija propadanja procesov kompleksnih organskih snovi, da bi sprostila energijo. Osnova anabolizma in katabolizma temelji na procesih asimilacije in disimulacije, ki so medsebojno povezane in uravnotežene.
Potrebe po hrani živali so precej homogene: potrebne snovi za izmenjavo energije (beljakovine, maščobe, ogljikove hidrate), snovi za izgradnjo kompleksnih beljakovinskih molekul in celičnih konstrukcij (aminokislin, purine, lipidov, ogljikovih hidratov), \u200b\u200bposebne izmenjave katalizatorjev (vitamini) in celice Membranski stabilizatorji (antioksidanti), anorganski ioni in univerzalno biološko topilo - voda.
Energetska vrednost hrane se določi z zneskom toplotne energije, sproščene med izgorevanjem 1G užitne snovi (fiziološka toplota zgorevanja).
Pod racionalno prehrano, hrana zadostuje v kvantitativnem in polnem v kvalitativnem smislu. Osnova racionalne prehrane je uravnotežena, t.j. Optimalno razmerje med uživanjem hrane. Uravnotežena prehrana mora vključevati beljakovine, maščobe in ogljikove hidrate v masnem deležu, približno 1: 1: 4. Za hrano je kakovostna hrana polna, tj vsebujejo beljakovine (vključno z nepogrešljivimi aminokislinami), esencialnimi maščobnimi kislinami (tako imenovani vitaminski f), vitamini, večino katalizacijskih sistemov in veliko skupino vitaminov podobnih snovi, anorganskih Elementi in voda.
Bibliografija
1) Mac-Murray V. presnova osebe. M., 1980.
2) Norton A., Edholm O. Človek v hladnih pogojih. M., 1957.
3) Generalni potek človeške in živalske fiziologije / v bližini Ed A. D. Nosdrachev. M., 1991. KN. 2. \\ T
4) Osnove fiziologije / ed. P. KONTER. M., 1984.
5) Slonim A. D. Evolucija termoregulacije. L., 1986.
6) Fiziologija termoregulacije: fiziološki priročnik / urejevalnik P. Ivanova. L., 1984.
7) Človeška fiziologija / ED. N.A.AGADZHANYAN, V.I. Cyrikina. St. Petersburg., 1998.
8) Človeška fiziologija / ed. R. Schmidt, TEVS. M., 1986. T. 4.
Pri toplokrvnih živalih in človeku (tako imenovanih homotermičnih organizmih), v nasprotju s hladnokrvnim (ali kakototermikom), je stalna telesna temperatura predpogoj za obstoj, eden od kardinalnih parametrov homeostaze (ali konstantne) notranjost telesa.
Fiziološki mehanizmi, ki zagotavljajo toplotno homeostazo telesa (njegova "jedra"), so razdeljeni na dve funkcionalni skupini: mehanizmi kemijske in fizične termoregulacije. Kemična termoregulacija je ureditev toplotnega izdelka telesa. Toplota se nenehno proizvaja v telesu v procesu oksidativnega in sanacije presnove. V tem primeru se del njega daje zunanjemu okolju. Večja je večja je razlika v telesni temperaturi in mediju. Zato ohranjanje stabilne telesne temperature z zmanjšanjem temperature medija zahteva ustrezno izboljšanje presnovnih procesov in spremljanje njihove proizvodne toplote, ki kompenzira izgubo toplote in vodi do ohranjanja celotnega toplotnega ravnovesja telesa in vzdrževanje trajanje notranje temperature. Postopek refleksa pridobiva toplotno-produkt v odgovor na zmanjšanje temperature okolja in se imenuje kemična termoregulacija. Ločitev energije v obliki toplote spremlja funkcionalno obremenitev vseh organov in tkiv ter je značilna za vse žive organizme. Posebnosti človeškega telesa je sestavljena iz dejstva, da sprememba toplotnega proizvoda kot reakcija na spreminjajočo temperaturo predstavlja posebno reakcijo telesa, ki ne vpliva na raven delovanja glavnih fizioloških sistemov.
Posebna proizvodnja toplote termostata je koncentrirana predvsem v skeletnih mišicah in je povezana s posebnimi oblikami delovanja mišic, ki ne vplivajo na njihovo neposredno delovanje motorja. Povečana proizvodnja toplote med hlajenjem se lahko pojavi v mišicah počitka, kot tudi z umetno zaustavitvijo pogodbene funkcije z delovanjem posebnih strupov.
Eden od najpogostejših mehanizmov specifične proizvodnje toplote termostata v mišicah je tako imenovani termoregulacijski ton. Izražajo ga mikrokratski fibrili, zabeleženi v obliki povečanja električne aktivnosti zunanje mišice med hlajenjem. Termoregulacijski ton poveča porabo kisika mišice je včasih za več kot 150%. Z močnejšim hlajenjem, skupaj z močnim povečanjem tona termoregulacije, so vidne mišične kontrakcije vključene v obliko hladnih tresenj. Izmenjava plina hkrati se poveča na 300 - 400%. Značilnosti je, da je večina udeležbe v termostagulatornih mišicah generacije toplote neenakomerna.
Z dolgoročno izpostavljenostjo mraza se lahko pogodbena vrsta termogeneze substituira (ali dopolni) preklapljanje dihanja tkiva v mišicah na tako imenovani prosti (nefroperilizacijski) poti, po kateri se faza oblikovanja in naknadna delitev ATP je padel. Ta mehanizem ni povezan s pogodbenimi dejavnostmi mišic. Skupna toplota toplote, izdane s prostim dihanjem, je skoraj enaka kot s tresenjem termogenezo, vendar se večina toplotne energije nemudoma porabi, in oksidativne procese ne morejo injicirati pomanjkanje ADF ali anorganskega fosfata.
Slednji okoliščina vam omogoča, da dolgo ohranite visoko raven proizvodnje toplote za dolgo časa.
Spremembe v intenzivnosti presnove, ki jih povzroča vpliv temperature medija na človeško telo, je logično. V določenem intervalu zunanjih temperatur, toplotno-produkt, ki ustreza izmenjavi redajnega organizma, v celoti kompenzirana za "normalno" (brez aktivne intenzifikacije) prenosa toplote. Izmenjava toplote telesa z medijem je uravnotežena. Ta temperaturni interval se imenuje termalna pasovna cona. Raven izmenjave na tem območju je minimalen. Pogosto govorimo o kritični točki, kar pomeni določeno temperaturno vrednost, pri kateri je toplotna bilanca dosežena z medijem. Teoretično je to res, vendar eksperimentalno ugotovi, da je ta točka skoraj nemogoča zaradi nenehnih nezakonitih nihanj presnove in nestabilnosti toplotnih izolacijskih lastnosti pokrovov.
Zmanjšanje temperature medija, ki presega meje območja termalnega pasu, povzroči povečanje refleksa na ravni snovi in \u200b\u200btoplotnih proizvodov, da se uravnoteži toplotno ravnovesje telesa v novih pogojih. Zaradi tega ostane telesna temperatura nespremenjena.
Povečanje temperature medija zunaj območja termalnega pasu povzroča tudi povečanje ravni presnove, ki je posledica vključitve mehanizmov za aktiviranje ponovnega povračila toplote, ki zahteva dodatne stroške energije na njihovo delo. Tako se oblikuje območje fizične termoregulacije, v katerem temperatura ostane stabilna. Ob doseganju določenega praga so mehanizmi za povečanje prenosa toplote neučinkovit, se pregrevanje začne in na koncu smrt telesa.
Leta 1902 je os rudarje predlagal razlikovanje med dvema vrstama teh mehanizmov - termoregulacije "kemikalije" in "fizično". Prvi je povezan s spremembo toplotnega proizvoda v tkivih (napetost kemijskih reakcijskih reakcij), drugi pa je značilen prenos toplote in prerazporeditev toplote. Skupaj s krvnim obtokom pomembno vlogo pri fizični termoregulaciji pripada potenju, zato posebna funkcija prenosa toplote pripada koži - obstaja hlajenje krvi v mišicah ali v "jedru" krvi, mehanizmov Tu se izvajajo znojenje in potenje.
b V "normalnem" prenosu toplote je mogoče zanemariti, ker Zračna toplotna prevodnost je nizka. Toplotna prevodnost vode je 20-krat višja, zato ima prenos toplote pomembno vlogo in postane pomemben dejavnik pri superlooliju v primeru mokrih oblačil, surovih nogavic itd.
b je učinkovitejši prenos toplote s konvekcijo (i.e., gibanje delcev plina ali tekočine, mešanju njihovih ogrevanih plasti z ohlajenim). V zračnem okolju, tudi v okoljskih razmerah, konvekcija predstavlja do 30% toplotne izgube. Vloga konvekcije v vetru ali ko se oseba premakne, je še bolj narašča.
prenos toplote z sevanjem iz ogrevanega telesa do mraza se izvede v skladu s pravom Stefan-Boltzmann in je sorazmeren z razliko v četrti stopnji temperature kože (oblačila) in površino okoliških predmetov. Na ta način, v pogojih "Comfort", kolektor človek daje do 45% toplotne energije, vendar za toploto moškega oblečene, posebna vloga toplotne izgube ne igra sevanje.
jedo vlage s kože in površina pljuč je tudi učinkovit način prenosa toplote (do 25%) v pogojih "Comfort". Pod pogoji visoke temperature okolja in intenzivne mišične aktivnosti, prenos toplote z izhlapevanjem znoja igra prevladujočo vlogo - z 1 gram znoja, 0,6 kcal energije se izvede. To je enostavno izračunati skupno količino toplote, izgubljenega od takrat, če menimo, da v pogojih intenzivnih mišičnih dejavnosti, lahko oseba v osemurnem delovnem dnevu daje do 10 - 12 litrov tekočine. V mrazu toplotne izgube od takrat je dobro oblečena oseba majhna, ampak tudi tukaj je treba upoštevati prenos toplote zaradi dihanja. V tem procesu sta dva mehanizma prenosa toplote kombinirana naenkrat - konvekcijo in izhlapevanje. Izguba toplote in tekočine z dihanjem je precej pomembna, zlasti z intenzivnimi mišičnimi aktivnostmi pod pogoji nizke vlažnosti atmosferskega zraka.
Bistveni dejavnik, ki vpliva na procese termoregulacije, je vazomotorski (žilne) kožne reakcije. Z najvišjim izrazitim zožem vaskularnega kanala se lahko toplotna izguba zmanjša za 70%, z največjo širjenjem - povečanje za 90%.
Razlike vrste v kemični termoregulaciji so izražene v razlikami na ravni glavnega (na področju termalitrity) izmenjave, položaja in širine termalnega območja, intenzivnosti kemičnega termostata (povečanje izmenjave, ko Temperatura medija se zmanjša za 1 "c), kot tudi v območju učinkovite termoregulacije. Vsi ti parametri odražajo ekološke posebnosti posameznih vrst in prilagodljivo spreminjajo glede na geografski položaj regije, sezona leta, \\ t Višina nad morsko gladino in številni drugi okoljski dejavniki.
Regulativne reakcije, namenjene ohranjanju stalne telesne temperature med pregrevanjem, predstavljajo različni mehanizmi za ojačanje prenosa toplote na zunanje okolje. Med njimi so zelo razširjene in imajo visoko učinkovitost prenosa toplote z intenziviranjem izhlapevanja vlage s površine telesa ali (-e) zgornjega dihalnega trakta. Pri izhlapevanju vlage se porabi toplota, ki lahko prispeva k ohranjanju toplotne bilance. Reakcija je vključena v znake začetnega pregrevanja telesa.
Torej, prilagodljive spremembe v izmenjavi toplote v človeškem telesu se lahko usmerijo ne le, da ohranijo visoko stopnjo presnove, kot večina ljudi, ampak tudi na vgradnjo nizke ravni v razmerah, ki ogrožajo izčrpanje energetskih rezerv.
Temoregulacija - To je proces, ki zagotavlja sposobnost telesa, da ohrani telesno temperaturo na določeni ravni, ne glede na temperaturo okolice.
Termostatni center je lahko navdušen nad humoralom (temperatura, ki teče skozi IT) in refleks (pri dražitvi s toplo ali hladno kožo receptorjev). Vzbujanje termostagulacijskega centra aktivirajo vsi toplotni regulativni materiali: intenzivnost oksidativnih procesov, ton mišic okostja, plovila, izločanje znojnih žlez, premaknjenih dihal. Intenzivnost oksidativnih procesov se lahko spremeni bodisi prek vegetativnega živčnega sistema ali s spremembo izločanja ščitničnih hormonov in možganskem delu nadledvičnih žlez. Spreminjanje dela mišic, raziskovanja ali zoženja plovil, izločanje znoja, sprememba dihal premikov se pojavi refleksno skozi plovila, dihalne in znojenje centrov.
Cortex.
Središče termoregulacije je nato pod nadzorom kortena možganov. Če se žival pregreje v razgrajenem atmosferi in se pojavi z ustreznimi rednimi latoričnimi reakcijami, nato pa bo po nekaj časa le oblast-roman (brez pregrevanja) povzročil isto reakcijo kot ogrevanje. Tako je stanje pogojevalne opreme, ki se pojavi s sodelovanjem lubja velikih polgljev.
Temperaturne meje življenja so zelo široke. Spori mnogih Bakat-Riy vzdržujejo segrevanje na 150 °, nekateri pa ne izgubijo preživetja pri temperaturah blizu absolutne ničle. Po drugi strani pa v vročih ključah otoka otoka (Italija) pri temperaturi okoli 85 ° živete nekaj infuzories. Tukaj je še vedno dovolj preučevano. Ribe, žuželke in celo sesalci so lahko zamrznjene in nato skrbno izginile. Na primer, krap je bil zamrznjen do 15 ° pod ničlo in še enkrat, postopoma gnila, vrnil v življenje, vendar zamrznitev vsaj eno stopnjo pod 15 je že katastrofalna za žival. Vendar pa je znano tudi, da pri zamrznitvi sperme v temperaturi, ki je blizu minus 200 °, in njihovo dolgoročno skladiščenje pri tej temperaturi, njihov del prihrani normalno sposobnost preživetja in gnojenje.
Na tej strani je material na temah:
Temperatura človeškega telesa in višje živali se ohranja na relativno stalni ravni, kljub nihanjem temperature okolice. To je stalnost telesne temperature, ki nosi ime. izotermija.
Izotermični je značilna samo tako imenovana homotherm.ali toplokrvna, žival in manjkajoča poikilotermic, ali hladnokrvne, živali, temperatura telesa, ki je spremenljiva in se ne razlikuje od temperature okolice.
Izotermija v procesu ontogeneze se razvija postopoma. Novorojenček ima sposobnost ohranjanja stanja telesne temperature, je daleč od popolnega. Posledično se lahko pojavi hlajenje (hipotermija) ali pregrevanje (Hipertermija) Organizem pri takih temperaturah okolice, ki ne vplivajo na odrasle. Prav tako lahko celo majhno mišično delo, kot je dolg krik otroka, privede do povečanja telesne temperature. Organ prezgodnjih otrok je še manj sposoben ohraniti startnost telesne temperature, ki so v veliki meri odvisna od temperature habitata.
Oblikovanje toplote se pojavi zaradi neprekinjenega izvajanja eksotermnih reakcij. Te reakcije nadaljujejo v vseh organih in tkivih, vendar z različno intenzivnostjo. V tkivih in organih, ki proizvajajo aktivno delo - v mišičnem tkivu, jetra, ledvicah, več toplote se sprosti kot v manj aktivnem vezivnem tkivu, kosti, hrustancu.
Izguba toplote s strani organov in tkiv je odvisna od velikega obsega njihove lokacije: površinsko nameščenih organov, kot so usnjeni, skeletne mišice, dajejo več toplote in ohladijo več kot notranji organi, ki so bolj zaščiteni pred hlajenjem.
Telesna temperatura v zdravi osebi je enaka 36,5-36,9 ° C. Mir in spanje, mišična aktivnost pa povečuje telesno temperaturo. Najvišja temperatura opazimo pri 16-18 urah zvečer, najmanj na 3-4 h. V delavcih, ki delajo v nočnih premikah, lahko temperaturna nihanja obrnejo.
Stanja telesne temperature pri ljudeh se lahko vzdržuje le pod pogojem enakosti toplotne generacije in toplotne izgube celotnega organizma. To se doseže s pomočjo fizioloških mehanizmov termoregulacije. To se kaže kot posledica interakcije proizvodnje toplote in procesov prenosa toplote, ki jih regulirajo nevroendokrini mehanizmi. Termoregulacija je narejena, da se razdeli na kemično in fizično.
Kemična termoregulacija Izvaja se s spremembo ravni generacije toplote, t.j. Krepitev ali oslabitev intenzivnosti presnove v celicah telesa in je pomembno ohraniti stalnost telesne temperature pod normalnimi pogoji in ko se temperatura okolice spremeni.
Najbolj intenzivna proizvodnja toplote v telesu se pojavi v mišicah. Tudi če oseba leži nepremične, vendar so mišice napete, intenzivnost oksidativnih procesov, hkrati pa se rast toplote poveča za 10%. Majhna motorna aktivnost vodi do povečanja proizvodnje toplote za 50-80%, in težko mišično delo je 400-500%.
V hladnih pogojih se proizvodnja toplote v mišicah poveča, tudi če je oseba v stacionarnem stanju. To je posledica dejstva, da hlajenje površine telesa, ki deluje na receptorje, ki zaznavajo hladno draženje, refleksno vzbuja nedolževalne neprostovoljne mišične kontrakcije, izražene v obliki tresenja (mrzlica). V tem primeru se procesi izmenjave organizma bistveno povečajo, poraba kisika in ogljikovih hidratov z mišičnim tkivom povečuje, kar pomeni povečanje proizvodnje toplote. Tudi samovoljna imitacija tresenja poveča generacijo toplote za 200%. Če so bile uvedene mišične relaksante v telesno-snovi, ki kršijo prenos živčnih impulzov iz živca na mišico in s tem odpravljajo refleksne mišične tresenje, tudi s povečanjem temperature okolice, se zmanjšuje telesne temperature.
V kemični termoregulaciji, jeter in ledvice igrajo pomembno vlogo. Temperatura krvi jetrične vene je nad temperaturo pretoka krvi v jetrno arterijo, ki kaže intenzivno proizvodnjo toplote v tem organu. Ko telo ohladi, se toplotni izdelki v jetrih povečajo.
Sprostitev energije v telesu se izvaja zaradi oksidativnega razpadanja beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov; Zato so vsi mehanizmi, ki uravnavajo oksidativne procese, urejeni in proizvodnja toplote.
Fizična termoregulacija Izvaja se s spremembami toplote toplote s strani telesa. Posebej je pomembno pri ohranjanju stanja telesne temperature med bivanjem telesa pod povišano temperaturo okolja.
Prenos toplote se izvaja s pomočjo emisija toplote (prenos toplote sevanja), ali konvekcija, ti. gibanje in premikanje ogrevane zračne toplote na podlagi toplote ti. Ponavljajte toplotne snovi, ki so neposredno v stiku s površino telesa in izhlapevanje vode S površine kože in pljuč.
Pri ljudeh, pod normalnimi pogoji, je toplotna izguba s toplotno obdelavo majhna, saj sta zrak in oblačila slabi toplotni vodniki. Sevanje, izhlapevanje in konvekcija nadaljujemo z različno intenzivnostjo, odvisno od temperature okolice. V osebi, ki je na počitku pri temperaturi zraka približno 20 ° C in skupni prenos toplote enaka na 419 kJ (100 kcal) na uro, 66% izgubljenih z sevanjem, zaradi izhlapevanja vode - 19%, konvekcija - 15% Skupna izguba toplote telesa. Z naraščajočo temperaturo okolice do 35 ° C prenos toplote z sevanjem in konvekcijo postane nemogoča in telesna temperatura se vzdržuje na konstantni ravni samo z izhlapevanjem vode s površine kože in pljuč alveolom.
Oblačila zmanjšuje prenos toplote. Izguba teže je ovirana s to plastjo nepremičnega zraka, ki se nahaja med oblačili in kožo, saj je zrak slab toplotni dirigent. Termične izolacijske lastnosti oblačil je višja od najmanjše njegove strukture, ki vsebuje zrak. To pojasnjuje dobre toplotne izolacijske lastnosti volne in krzna oblačil. Temperatura zraka pod oblačili je 30 ° C. Nasprotno, golo telo izgubi toploto, saj se zrak na njeni površini ves čas zamenja. Zato je temperatura kože golih delov telesa precej nižja od oblečenega.
V hladnih, krvnih žilah kože, predvsem arteriole, ozka: več krvi teče v žile trebušne votline, in s tem omejena na prenos toplote. Površinske plasti kože, pridobivanje manj toplo krvi, oddajajo manj toplote - prenos toplote se zmanjšuje. Z močnim hlajenjem kože se poleg tega pojavi arteriovenske anastome, ki zmanjšuje količino krvi, ki prihaja v kapilare, in s tem preprečuje prenos toplote.
Prerazporeditev krvi, ki se pojavlja v mrazu - zmanjšanje količine krvi, ki kroži skozi površinske posode, in povečanje količine krvi, ki poteka skozi plovila notranjih organov, pomaga ohranjati toploto v notranjih organih.
S povečanjem temperature okolja se usnjena plovila širi, količina krvi, ki kroži v njih, poveča. Obseg kroženja krvi v celotnem telesu se povečuje tudi zaradi prehoda vode iz tkiv v plovila, pa tudi zato, ker se vranici in drugi krvni obtok vržejo v celoten pretok krvi. Povečanje količine krvi, ki kroži skozi plovila telesne površine, prispeva k prenosu toplote z sevanjem in konvekcijo.
Da bi ohranili stalnost človeške telesne temperature pri visoki temperaturi okolice, večina znoja s površine kože, ki je odvisna od relativne vlažnosti zraka. V nasičenih vodnih parih, voda ne more izhlapela. Zato so z visoko vlažnostjo atmosferskega zraka visoke temperature težja kot pri nizki vlažnosti. V nasičen vodni parni zrak (na primer v kopeli) znoj je poudarjen v velikih količinah, vendar ne izhlapi in teče iz kože. Takšno znojenje ne prispeva k rekuperaciji toplote: samo del znoja, ki izhlapi iz površine kože, je pomembno za prenos toplote (ta del znoja se imenuje učinkovito znojenje).
Slabo prenesemo na neprepustna oblačila (guma itd.), Ki preprečuje izhlapevanje znoja: zračni sloj med oblačili in telesom hitro nasičen s pari in nadaljnje izhlapevanje znoja se ustavi.
Oseba ne prenaša relativno nizke temperature okolja (32 ° C) med mokrim zrakom. V popolnoma suhem zraku je lahko oseba brez opaznega pregrevanja za 2-3 ure pri temperaturi 50-55 ° C.
Ker nekatera voda izhlapi svetlobo v obliki hlapov, ki nasičen izdihani zrak, dihanje sodeluje tudi pri vzdrževanju telesne temperature na konstantni ravni. Z visoko temperaturo okolice je dihalni center refleksivno navdušen, z nizkim zatiranjem, dihanje postane manj globoko.
Tako se stalnost telesne temperature ohranja s skupnim ukrepom, na eni strani, mehanizmi, ki urejajo intenzivnost presnove in proizvodnja toplote, ki je odvisna od tega (kemijska regulacija toplote), in na drugih - mehanizmi, ki urejajo toploto Prenos (fizikalna ureditev toplote) (Sl. 9.10).
Sl. 9.10.
Ureditev izotermije. Regulativne reakcije, ki zagotavljajo ohranitev nespremenljivosti telesne temperature, so zapletena refleksna dejanja, ki se pojavljajo kot odziv na temperaturno draženje receptorjev kože, kože in subkutane posode, kot tudi sami CNS. Ti receptorji, ki zaznavajo hladno in toploto, se imenujejo termoreceptorji. Z relativno konstantno temperaturo okolice iz receptorjev v centralnem živčnem sistemu, se prejemajo ritmični impulzi, ki odražajo njihovo tonično aktivnost. Frekvenca teh impulzov je maksimalna za hladne receptorje kože in kožnih plovil pri temperaturi 20-30 ° C, in za termalne receptorje kože - pri temperaturi 38-43 ° C. Z ostrim hlajenjem kože se pogostost impulza v hladnih receptorjih poveča in s hitrim segrevanjem postane manj ali ustavljen. Na enake kapljice temperature, toplotne receptorje reagirajo neposredno nasproti. Toplotni in hladni CNS receptorji reagirajo na spremembo temperature krvi, ki teče proti živčnim centrom (centralni termistorji). Glavni del toplote se proizvaja s skeletnimi mišicami in notranjimi organi, ki tvorijo jedro, koža pa ustvarja lupino, namenjeno ohranjanju ali odstranjevanju toplote iz telesa (sl. 9.11).
Sl. 9.11.
V hipotalamusu je glavni centri termoregulacija,ki usklajujejo številne in zapletene procese, ki zagotavljajo ohranitev telesne temperature na stalni ravni. To dokazuje dejstvo, da uničenje hipotalamusa pomeni izgubo sposobnosti ureditve telesne temperature in naredi živalsko kašelotermično, medtem ko je odstranjevanje kortena velikih možganov, črtasto telo in vizualne izbokline ne opazno odražajo v procesih proizvodnje toplote in toplote.
Pri izvajanju hipotalamične ureditve telesne temperature so vpletene na žleze notranjega izločanja, predvsem ščitnice in nadledvične žleze.
Sodelovanje ščitnice v termoregulaciji se dokaže z dejstvom, da je uvedba seruma živalske živali druge živali v krvi, ki je bila dolgo časa v mrazu, povzroči prvo povečanje presnove. Takšen učinek se upošteva le ob ohranjanju v drugi žlez ščitnice živali. Očitno je med bivanjem pod hladilnimi pogoji, se ščitnični hormon poveča v krvi ščitnice, ki povečuje metabolizem in posledično nastajanja toplote.
Sodelovanje nadledvičnih žlez v termoregulaciji je posledica sproščanja adrenalina v krvi, ki intenziviranje oksidativnih procesov v tkivih, zlasti v mišicah, poveča proizvodnjo toplote in zožuje žile kože, zmanjšanje prenosa toplote. Zato lahko adrenalin povzroči povečanje telesne temperature ( adrenalinska hipertermija).
Hipotermija in hipertermija. Če je oseba dolga v pogojih bistveno povečane ali zmanjšane temperature okolja, potem mehanizmi fizikalne in kemične toplotne termorelacije, zahvaljujoč, katerim v normalnih pogojih je lahko stalnost telesne temperature nezadostna: telo je podhladitev - hipotermija ali pregrevanje - Hipertermija.
Hipotermija - Stanje, pri katerem telesna temperatura pade pod 35 ° C. Hitrejši od hipotermije se pojavi, ko se potopi v hladno vodo. V tem primeru na začetku opazuje vzbujanje simpatičnega živčnega sistema, se prenos toplote odraža in tok toplotnega izdelka je ojačan. Slednji prispeva k krčenju mišic - mišične tresenje. Po določenem času se telesna temperatura še vedno zapušča. Hkrati se upošteva država, podobna anesteziji: izginotje občutljivosti, oslabitev refleksnih reakcij, zmanjšanje vznemirljivosti živčnih centrov. Intenzivnost presnovne intenzivnosti se močno zmanjšuje, dihanje upočasni, srčne okrajšave se zmanjšajo, srčni izhod se zmanjšuje, krvni tlak pa se zmanjša (pri telesni temperaturi 24-25 ° C, lahko 15-20% vira).
V zadnjih letih se umetno izdelana hipotermija s hlajenjem telesa do 24-28 ° C uporabljajo v kirurških kliniških operacijah, ki delujejo na srcu in CNS. Pomen tega dogodka je, da hipotermija bistveno zmanjšuje presnovo možganskih snovi in \u200b\u200bposledično potrebo po tem organu v kisiku. Posledično postane možno, da je daljše razstreljevanje možganov (namesto 3-5 minut pri normalnih temperaturah do 15-20 minut pri 25-28 ° C), kar pomeni, da je s hipotermijo bolnikov lažje prenesti začasno zaustavitev srčne dejavnosti in ustavite dih.
Krioterapija se uporablja pri nekaterih drugih boleznih.
Hypertermia - Stanje, pri katerem se telesna temperatura dvigne nad 37 ° C. Pojavi se z trajim učinkom visoke temperature okolja, zlasti z mokrim zrakom in zato majhno učinkovito znojenje. Hipertermija se lahko pojavi pod vplivom nekaterih endogenih dejavnikov, ki povečajo proizvodnjo toplote (tiroksina, maščobne kisline itd.). Ostro hipertermijo, pri kateri telesna temperatura doseže 40-41 ° C, ki jo spremlja hudo skupno stanje telesa in se imenuje toplotna stavka.
Iz hipertermije je treba razlikovati, ko se zunanji pogoji ne spremenijo, vendar se krši proces termoregulacije. Primer take kršitve lahko služi kot kužna vročina. Eden od razlogov za njen dogodek je visoka občutljivost hipotalamičnih centrov za regulacijo izmenjave toplote do nekaterih kemičnih spojin, zlasti bakteričnih toksinov.
Tako je bilanca dejavnikov, ki so odgovorni za toplotno pretok in prenos toplote, glavni mehanizem termoregulacije.
Vprašanja in nalog
- 1. Kakšna je vloga beljakovin v telesu? Kaj je bistvo ureditve izmenjave beljakovin?
- 2. Kakšna je vloga ogljikovih hidratov v telesu? Kaj je bistvo ureditve izmenjave ogljikovih hidratov?
- 3. Kakšna je vloga maščob v telesu? Kaj je bistvo ureditve metabolizma maščob?
- 4. Katera vrednost so vitamini v življenju osebe?
- 5. Vrednost fizikalne in kemične termoregulacije v telesu. Odgovori razložite odgovor.
- 6. V zadnjih letih, umetno ustvarjena hipotermija s hlajenjem telesa na 24-28 ° C se v praksi uporablja v kirurških kliničnih operacijah delovanja na srcu in CNS. Kakšen je pomen tega dogodka?