Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Медицина arrow Физиология человека

Понятие пойкилотермии и гомойотермии

Процессы, протекающие в организме с применением энергии, завершаются выделением тепла. В одних случаях это побочный продукт жизнедеятельности, в других - основной путь преобразования энергии. В то же время есть обратная связь между температурой и биологическими процессами. Так, скорость протекания химических реакций зависит от температуры среды в соответствии с правилом Вант-Гоффа-Аррениуса: в случае изменения температуры на 10 °С интенсивность обмена меняется в 2 раза.

Указанная закономерность объясняет высокую термозависимость всех жизненных проявлений, что сказывается даже на эволюционном развитии. Низкая температура зимой, как и снижение температуры ночью замедляли или даже прекращали все процессы жизнедеятельности. Так было и до сих пор происходит с пойкилотермными (холоднокровными) животными (от греч.рои kilos - изменчивый). Но на определенном этапе эволюции некоторые животные приобрели способность сохранять постоянную температуру тела. В гомойотермних (теплокровных) существ (от греч. horneo-подобный) сформировались механизмы терморегуляции, и в результате этого резко возрос их эволюционный потенциал. Для всех гомойотермних животных границе верхней, уже летальной температуры составляют 43-45 °С.

Температурные оболочки и ядро

Зависимость интенсивности обменных процессов от температуры привела к тому, что температура тела большинства гомойотермних животных набла-

Соотношение температурной оболочки и ядра (закрашены) за внешней температуры 20 °С (а) и 28 °С (б)

Рис. 131. Соотношение температурной оболочки и ядра (закрашены) за внешней температуры 20 °С (а) и 28 °С (б)

зилася до максимума, что требует тепловой денатурации белков, резкого повышения текучести липидов в мембранах. Такой постоянной температурой для человека стала температура 37 °С. Однако при измерении температуры отдельных частей тела человека можно обнаружить, что не везде наблюдается четкая гомойотермия. Существуют осевые и продольные температурные градиенты. Поверхностные слои имеют более низкую температуру, чем глубокие. Конечности, особенно дистальные их отделы, как правило, холоднее за туловище (рис. 131). Причем температура поверхностных слоев тела в основном зависит от внешней температуры. Например, у легко одетого взрослого человека, находящегося в помещении с температурой воздуха 20 °С, температура глубоких слоев мышц бедра составляет 35 °С, икроножных мышц - 33 °С, а в центре стопы - лишь 27-28 °С. Температура кожи этих отделов еще ниже. Повышение температуры окружающей среды приводит к увеличению температуры в глубоких слоях мышц конечностей, что может не отличаться от температуры внутренних органов. Эти видения дают возможность условно выделить "пойкилотермную" оболочку и "гомойотермне" ядро. Соотношение их изменчивы, и в зависимости от наружной температуры вследствие переходной зоны ядро может увеличиваться или уменьшаться.

Измерять температуру тела человека очень важно, поскольку большое количество заболеваний сопровождается нарушением этого гомеостатического параметра. Конечно, врача в первую очередь интересует температура ядра. Наиболее точный уровень температуры ядра отображает температура в пищеводе. Однако вследствие технических трудностей такого определения здесь ее измеряют только с научной целью. Хорошие результаты дает измерение температуры в ротовой полости под языком, а также в прямой кишке. Менее точно соответствует температуре ядра температура подмышечной впадины. Она почти на 0,5 °С ниже, да и устанавливается постепенно, после нескольких минут строгой изоляции подмышечной впадины плотным прижатием плеча.

в Течение суток температура тела может отличаться от среднего уровня: до 4 часов она снижается, а к 17-й - поднимается. Размах колебаний может достигать 1 °С. Температура тела женщин меняется через ритм гормональной активности - менструальный цикл. В первой половине цикла она примерно на 0,5 °С ниже, чем во второй (постовуляционной). Температура тела может меняться и в зависимости от потребления пищи, а также интенсивности выполнения мышечной работы. Так, у спортсмена после двухчасового интенсивного бега (после преодоления марафонской дистанции) температура ядра может увеличиваться до 40-41 °С.

Механизмы терморегуляции

Главное условие поддержания постоянной температуры тела - достижение устойчивого равновесия между теплопродукуванням и теплоотдачей. Регуляция температуры и заключается в согласовании процессов образования и выделения тепла.

Во всех органах вследствие обменных процессов происходит тепло-делания (его называют химической терморегуляцией). Поэтому кровь, которая оттекает от органов, как правило, имеет более высокую температуру, чем та, что притекают. Изменение активности обменных процессов, интенсивности мышечных локомоций принадлежит к основным механизмам изменения теплопродукування. Мощнейший источник теплопродукування-мышцы, которые сокращаются. Среди различных локомоций необходимо выделить особую их форму - дрожь. При дрожании сокращение мышечных волокон полностью направлены на увеличение теплотворность, тогда как при обычных локомоциях часть энергии расходуется на перемещение соответствующей конечности и часть - на термогенез.

Теплоотдача происходит несколькими путями.

Проведения тепла происходит при непосредственном контакте тела с плотным субстратом. При этом скорость переноса тепла от более нагретого тела к менее нагретому предмету определяется температурным градиентом и их теплопроводностью. Частично путем проведения тепло передается от внутренних органов к поверхности тела. Но этот процесс затрудняется низкой теплопроводностью жира.

Подобный к проведению тепла конвекционный путь. Касательное к поверхности тела воздуха при наличии градиента температур нагревается. Нагретый воздух становится легче и, поднимаясь, освобождает место новым порциям воздуха и тем самым забирает часть тепла. Интенсивность естественной конвекции может увеличиться от дополнительных движений воздуха или уменьшаться от соответствующей одежды, что мешает ему поступать к телу.

Тепло от тела может отводиться и с помощью длинноволнового инфракрасного излучения. Это также требует градиента температур, например, между теплой кожей и холодными стенами.

При комнатной температуре в раздетого человека около 60 % тепла отдается за счет радиации, около 12-15 % - конвекции воздуха и 2-5 % путем проведения.

Испарение пота.

При комнатной температуре в обнаженного человека около 20 % тепла отдается за счет испарения пота.

Теплопроведення, конвекция и излучение - пассивные пути теплоотдачи, основанные на физических законах. Они эффективны лишь при условии сохранения положительного температурного градиента. Чем меньше разница температуры между телом и окружающей средой, тем меньше тепла отдается. При равнозначности или при высокой температуре окружающей среды происходит обратное - нагревание тела. В этих условиях организм имеет только один механизм отдачи тепла, связанный с процессами потливость и потовипаровування. При этом применяются как физические закономерности, обусловленные необходимостью расходования энергии на процесс испарения, так и биологические-потоотделение. Охлаждение кожи способствует то, что для испарения 1 мл пота расходуется 0,58 ккал. Если испарения пота не происходит, эффективность теплоотдачи резко снижается, поскольку в результате одного лишь выделения пота тепла отдается гораздо меньше.

Скорость испарения пота зависит от разности температур и насыщенности паром воды окружающего воздуха. Чем выше влажность, тем менее эффективен и этот путь теплоотдачи. Резко снижается применение этого пути теплоотдачи в случае нахождения в воде или ношение плотной одежды, вследствие чего организм вынужден компенсировать отсутствие испарения пота его значительным выделением.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее