168. Химическая и физическая терморегуляция (механизмы теплообразования и теплообмена). Эффекторы теплопродукции и теплоотдачи

Терморегуляция – динамическое взаимо­действие процессов теплопродукции и теплоотдачи в зависимости от состо­яния человека и окружающей его температуры

В течение суток наблюдаются небольшие подъемы и спады температуры тела человека в соответствии с суточным биоритмом: минимальная температура отмечается в 2—4 ч ночи, максимальная — в 16—19 ч

Химическая терморегуляция. Тепловой обмен в организме тесно связан с энергетическим. При окислении органических веществ выделяется энергия. Часть энергии идет на синтез АТФ. Эта потенциальная энергия может быть использована организмом в дальнейшей его деятельности. Источником тепла в организме являются все ткани. Кровь, протекая через ткани, нагревается.

Повышение температуры окружающей среды вызывает рефлекторное снижение обмена веществ, вследствие этого в организме уменьшается теплообразование. При понижении температуры окружающей среды рефлекторно увеличивается интенсивность метаболических процессов и усиливается теплообразование. В большей степени увеличение теплообразования происходит за счет повышения мышечной активности. Непроизвольные сокращения мышц (дрожь) являются основной формой повышения теплообразования. Увеличение теплообразования может происходить в мышечной ткани и за счет рефлекторного повышения интенсивности обменных процессов — несократительный мышечный термогенез.

Физическая терморегуляция. Этот процесс осуществляется за счет отдачи тепла во внешнюю среду путем конвекции (теплопроведения), радиации (теплоизлучения) и испарения воды.

Конвекция - непосредственная отдача тепла прилегающим к коже предметам или частицам среды. Отдача тепла тем интенсивнее, чем больше разница температур между поверхностью тела и окружающим воздухом.

Теплоотдача увеличивается при движении воздуха, например при ветре. Интенсивность отдачи тепла во многом зависит от теплопроводности окружающей среды. В воде отдача тепла происходит быстрее, чем на воздухе. Одежда уменьшает или даже прекращает теплопроведение.

Радиация - выделение тепла из организма происходит путем инфракрасного излучения с поверхности тела. За счет этого организм теряет основную массу тепла.

Испарение воды с поверхности тела (2/з влаги), а также в процессе дыхания (1/з влаги). Испарение воды с поверхности тела происходит при выделении пота. Даже при полном отсутствии видимого потоотделения через кожу испаряется в сутки до 0,5 л воды — невидимое потоотделение. Испарение 1 л пота у человека с массой тела 75 кг может понизить температуру тела на 10° С.

Существуют два основных способа получения дополнительной теплопродукции – сократительный и несократительный термогенез. Оба способа сопровождаются преобразованием химической энергии в тепло.

Сократительный термогенез связан с произвольными и непроизвольными сокращениями скелетных мышц.

Активная произвольная (условнорефлекторная) мышечная деятельность может привести к приросту теплообразования от 50-80% до 400% (при тяжелой физической работе).

К видам непроизвольной (безусловнорефлекторной) мышечной деятельности относят терморегуляторный тонус – тонические сокращения, развивающиеся на холоде в области мышц подбородка, шеи, спины и туловища (выработка тепла при этом возрастает примерно на 20-45 % от исходного уровня). При более сильном охлаждении возникает непроизвольная мышечная дрожь, эффективность которой выше, чем при произвольной мышечной деятельности.

Несократительный термогенез также является механизмом химической терморегуляции, связан с активацией гликолиза, гликогенолиза и липолиза и наиболее эффективен в печени, почках и буром жире.

Бурая жировая ткань встречается у некоторых животных и у людей, особенно у жителей арктических зон, адаптированных к холоду. Бурый жир, как правило, расположен в области шеи, между лопатками и несет функцию образования тепла, способствуя интенсификации этого процесса.

Регуляция сократительной теплопродукции осуществляется соматической нервной системой. Несократительный термогенез активируется симпатической нервной системой и гормонами щитовидной железы.

Эффекторные нейроны, управляющие процессами теплопродукции и теплоотдачи - центр теплопродукции и центр теплоотдачи.


Центр теплопродукции расположен в ядрах заднего отдела гипоталамуса. Отсюда через симпатическую нервную систему идут импульсы, которые повышают метаболизм, сужают сосуды кожи, активизируют терморегуляцию скелетных мышц. В этих реакциях участвуют и гормоны - адреналин, норадреналин, тироксин и др. Это проявляется в эффектах теплоконсервации и наблюдается при поступлении импульсов от холодовых рецепторов.

Центр теплоотдачи содержится в ядрах переднего отдела гипоталамуса. Отсюда идут импульсы, которые расширяют сосуды кожи, повышают потоотделение, снижают теплопродукцию. При разрушении центра терморегуляции в гипоталамусе гомойотермные животные превращается в пойкилотермных.