Людина належить до теплокровних організмів (у них підтримується стала температура тіла) завдяки досконалим механізмам терморегуляції.
|
У здорової людини температура тіла відносно стала і тримається у межах +36,5...36,9 °С (температура для нормального перебігу реакцій метаболізму). Завжди сталою зберігається тільки температура мозку та внутрішніх органів. Температура у прямій кишці +37,2...37,5 °С. Протягом доби температура може змінюватися на 0,5...0,7 °С, причому вдень вона трохи вища, ніж уночі. Найвища температура тіла фіксується о 16-19 годині, найнижча температура тіла о 2-4 годині ночі. Підшкірний жир перешкоджає віддачі тепла. |
Комфортна температура навколишнього середовища є різною для кожної людини, на це впливає фізична активність, харчування, фізіологічний стан, погодні умови, одяг і взуття, маса тіла, загартованість та інші чинники.
Зазвичай нагріте до 20 °С повітря, яке нас оточує, дозволяє підтримувати температуру всередині тіла для нормального перебігу реакцій метаболізму без додаткових зусиль.
Фізичне явище тепловіддачі: більше нагріті тіла, контактуючи з менше нагрітими, віддають їм тепло, поки їх температури не стануть однаковими.
Вплив спеки на самопочуття.
• Висока вологість повітря у спеку погіршує випаровування поту, за таких умов люди найсильніше потерпають від спеки.
• Якщо людина виконує фізичну роботу, тепловіддача збільшується.
• Люди з надмірною вагою (прошарок підшкірної жирової клітковини перешкоджає віддачі тепла в довкілля) потерпають від високої температури сильніше, ніж люди нормальної статури.
Вплив холоду на самопочуття.
• За низьких температур люди худої статури більше потерпають, ніж повної.
ТЕПЛООБМІН – це процес обміну тепловою енергією між організмом і середовищем, який включає два процеси: теплоутворення і тепловіддачу (оскільки температура довкілля значно коливається, то змінюється кількість тепла, яке йому віддає організм).
Кількість тепла, що утворюється в організмі залежить від:
| Температури довкілля |
Коли температура довкілля знижується, кровоносні судини звужуються (тоді шкіра блідне), до шкіри надходить менше крові, припиняється виділення поту й тепловіддача зменшується.
|
|
Чим тепліше повітря, тим інтенсивнішою стає тепловіддача: кровоносні судини шкіри розширюються (тоді шкіра червоніє), ними тече більше крові, завдяки чому організм віддає більше тепла, збільшується випаровування води з поверхні шкіри.
|
|
| Наявність вітру | Збільшує тепловіддачу рух повітря, бо збільшується випаровування води з поверхні шкіри. |
| Фізичної роботи | Коли людина виконує фізичну роботу, тепла утворюється більше і відповідно зростає його віддача. |
Теплоутворення забезпечують:
| Внутрішні органи, найбільше з них печінка, товста кишка |
реакції окиснення (розщеплення жирів і вуглеводів), що перебігають із виділенням теплової енергії – джерело теплової енергії
|
| Скелетна мускулатура | постачальник тепла при інтенсивній роботі, найменше тепла продукується в холодніших частинах тіла (кистях рук і стопах ніг) |
| Кров | Має високу теплоємність, основний переносник тепла в організмі людини (нагрівається в «гарячих» органах і переносить тепло до менш розігрітих) |
Виділення тепла реакцій окиснення в клітинах активних скелетних м'язів (70 %), печінки (20 %), мозку (16 %), серця (11 %), на шкіру припадає лише 2 %.
Механізми процесу теплоутворення.
• Скоротливе теплоутворення (мимовільне скорочення скелетних м'язів). Тремтіння - це особливі скорочення м'язів для збільшення кількості утворюваного тепла, процес тремтіння – пристосувальна реакція протидії зниження температури тіла.
• Нескоротливе теплоутворення (збільшення інтенсивності реакцій окиснення). Особлива тканина бурого жиру між лопатками та на шиї має велику кількість мітохондрій у клітинах та існує лише для вироблення тепла.
Тепловіддачу забезпечують:
| шкіра |
• теплопроведення – тепловіддача при фізичному контакті; • конвекція – віддача тепла через повітря; • тепловипромінювання – випромінює тепло у вигляді інфрачервоних променів, причому що більше крові надходить до шкіри, то більше тепла віддається (у тепловізорі більш розігріті ділянки червоні, менш - зелені);
• випаровування – тепловтрати з поверхні тіла в процесі перетворення води поту в пару. |
| легені |
• нагрівання видихуваного повітря (додатково пара видаляється під час частого дихання у спекотну погоду) • випаровування води з поверхні альвеол |
| нирки | • утворення та виділення нагрітої сечі |
Найбільше тепла віддає шкіра, менше — легені, періодичні втрати тепла відбуваються разом з виділенням калу і сечі.
Роль шкіри в тепловіддачі пов'язана з її великою площею, крізь яку відбувається тепловіддача.
Механізми тепловіддачі:
- конвекція;
- випромінювання;
- теплопроведення;
- випаровування.
Основні фізичні процеси тепловіддачі: при нормальній температурі конвекція та випромінювання, з підвищенням температури середовища понад +30 °С тепловіддача через шкіру відбувається переважно шляхом випаровування й потовиділення.
Механізм тепловіддачі за підвищеної температури:
• кровоносні судини розширюються, до шкіри надходить більше крові, тепловіддача збільшується;
• виділяється більше поту.
Механізм тепловіддачі за низької температури:
• кровоносні судини звужуються, до шкіри надходить менше крові, тепловіддача зменшується;
• зменшується виділення поту.
Гусяча шкіра – одна із захисних реакцій організму, яка зменшує віддачу тепла через шкіру (утворює прошарок теплого повітря між шкірою і волоссям).
ТЕРМОРЕГУЛЯЦІЯ ОРГАНІЗМУ – врівноваженість процесів теплоутворення і тепловіддачі в організмі для підтримання відносно сталої температури тіла (процес регуляції температури тіла).
|
Врівноваженість прцесів теплоутворення і тепловіддачі: при зниженні температури навколишнього середовища збільшується вироблення тепла організмом і зменшується тепловіддача, а при підвищенні температури довкілля зменшується вироблення тепла і зростає тепловіддача. Стала температура тіла - показник взаємної узгодженості процесів теплоутворення і тепловіддачі. Порушення механізмів терморегуляції спричиняє перегрівання або переохолодження організму, яке залежить від температури довкілля. Органи, залучені до процесу терморегуляції: печінка, шкіра, м'язи, легені, кровоносна, нервова, сечовидільна, травна системи, також важливу роль відіграють кровоносні судини шкіри й потові залози. |
Нервова терморегуляція організму.
Центр терморегуляції, у якому виокремлюють центр теплоутворення та центр тепловіддачі, міститься в гіпоталамусі й підпорядкований корі великих півкуль головного мозку.
Від рецепторів тепла імпульси передаються в центр тепловіддачі, від нього приходять команди на збільшення потовиділення потовими залозами, розширення артеріол шкіри для надходження теплоносія крові до шкіри та передачі тепла у повітря, зниження обміну речовин для зменшення утворення тепла, втома та пригнічення активності.
Від рецепторів холоду імпульси передаються в центр теплоутворення, від нього команди на тремтіння м'язів для теплоутворення, «гусячу шкіру» на зменшення виділення тепла, звуження артеріол шкіри для обмеження надходження теплоносія (крові) до дерми, стимуляція обміну речовин для утворення енергії, гальмування потовиділення.
Відділи центральної нервової системи також дають команди на утворення автоматичних підсвідомих захисних рефлексів (наприклад, відсмикування руки від гарячого предмета, «гусяча» шкіра на холоді тощо).
Водночас нервова система посилає інформацію про необхідність синтезу гормону норадреналіну, що прискорює процеси обміну речовин, тим самим стимулюючи теплоутворення (перетворення білків дає З0 % тепла, жирів дає 4 %, а вуглеводів — 6 %).
Діяльність центру терморегуляції контролюється корою великих півкуль головного мозку.
Людина усвідомлено знімає одяг, коли їй жарко, й одягається, коли відчуває холод, у спеку менше рухається, щоб вироблялось менше власного тепла.
За нормалізації температури центр отримує сигнал від терморецепторів про припинення роботи, і судини приходять у норму.
Гуморальна терморегуляція організму.
На терморегуляцію впливають також залози внутрішньої секреції - щитоподібна та надниркові:
• Рефлекторна зміна роботи залоз внутрішньої секреції: щитоподібної залози, надниркових залоз і підшлункової залози.
• Зміна інтенсивності окисних процесів у клітинах.
• Гіпофіз змінює секрецію гормону щитоподібної залози, знижує або підвищує обмін речовин, коригує температуру тіла (наприклад, у стані гніву або страху в крові підвищується вміст адреналіну, що спричинює звуження судин шкіри і збільшення теплоутворення).