Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Медицина arrow Физиология человека

Система терморегуляции

В процессе эволюции человек приобрел способность жить в довольно широких пределах колебаний внешней температуры, сохраняя постоянство температуры ядра. Можно выделить механизмы, которые обеспечивают кратко - и долгосрочную адаптацию к меняющейся внешней температуры. Кратковременная адаптация обеспечивает приспособление к быстрой смене температуры. Она содержит ряд механизмов "включаются" поэтапно. Сначала применяются менее энергоемкие механизмы, но если их недостаточно для сохранения постоянной температуры ядра, подключаются более сложные

Строя жилье, налегая соответствующую одежду, человек применяет поведенческие механизмы регуляции теплообмена. К таким механизмам относится и изменение площади свободной поверхности тела: "сворачивание калачиком" уменьшает теплоотдачу, а выравнивание - увеличивает. Этому также способствует тень или, наоборот, солнце, прикосновение холодного или горячего предмета, выполнения мышечных движений или недвижимость. Большинство поведенческих реакций это условно-рефлекторные осознанные акты.

Для терморегуляции организм применяет широкую гамму безусловных рефлексов соматической и вегетативной нервной системы, возможности гуморальной регуляции. Так, изменение активности обмена веществ находится под регулирующим влиянием гормонов и вегетативных нервов. Симпатические нервы ускоряют процессы обмена веществ. Аналогичную функцию выполняют катехоламины надпочечников и тироидные гормоны.

Взаимодействие вегетативной нервной системы с соматической обеспечивает вовлечение в процесс образования тепла мощнейшего органа-скелетных мышц. Можно выделить три типа мышечных сокращений, которые способствуют повышению теплотворности: теплорегуляційний тонус, дрожание и произвольные сокращения. Теплорегуляційний тонус заключается в том, что в некоторых мышцах (шея, туловище, мышцы - сгибатели конечностей) начинаются асинхронные сокращения отдельных двигательных единиц. В результате создается впечатление тонического напряжения указанных мышц. А они обеспечивают позу "свернуться калачиком". С одной стороны, сокращение мышц способствует образованию в них тепла, а с другой, - соответствующая поза уменьшает поверхность теплоотдачи. Дрожь появляется при дальнейшем понижении наружной температуры. Сущность непроизвольных дрожащих сокращений заключается в резком повышении процесса теплотворность, поскольку в таком случае вся энергия мышечного сокращения преобразуется не на механическое передвижение, а на тепло. Если и этих форм теплотворность недостаточно, подключаются произвольные (осознанные) движения.

Ведущую роль в изменении процессов теплоотдачи играет перераспределение кровотока. Сужение сосудов кожи и подкожной жировой клетчатки, закрытия артериовенозных анастомозов способствуют меньшему притоку тепла и сохранению его в организме. В противоположность этому при расширении сосудов возможности для эффективного проявления физических способов теплоотдачи увеличиваются. Так, в этом случае температура кожи может расти на 7-8 °С.

Тонус сосудов контролируют гормоны и вегетативные нервы.

Симпатические нервы регулируют также и процесс потоотделение. Медиатор этих нервов - АХ. Каждый из указанных механизмов применяется по-разному, в зависимости от конкретных условий. Так, при адаптационных перестройках, что постепенно развиваются (например сезонная осенняя и весенняя акклиматизация) применяются преимущественно гормональные механизмы. Наоборот, необходимость быстрой адаптации включает нервно-рефлекторные эффекторные пути. Эффекторные механизмы терморегуляции подключаются через специальный центр терморегуляции, что содержится в гипоталамусе. В свою очередь его включение обусловлено взаимодействием центральных механизмов и поступлением импульсации.

Терморецепторы

Температуру тела контролируют терморецепторы. По месту расположения различают периферические и центральные. Размещены в коже периферические рецепторы имеют два типа рецепторов-тепловые и холодовые.

Центральные рецепторы содержатся в гипоталамусе, преимущественно в передней преоптичній (передзоровій) участке. Эти клетки способны различать разницу температуры крови, протекающей через мозг, в 0,011 °С. Некоторое количество термочувствительных клеток содержится в шейно-грудном отделе спинного мозга, мышцах, абдоминальной (брюшной) области. Эти рецепторы играют основную роль в регуляции теплообмена, поскольку контролируют температуру ядра.

Между центральными и периферическими терморецепторы йми импульсами вероятные реципрокні взаимодействия (обеспечивающие их структуры центра терморегуляции). Так, в условиях активации кожных холодовых рецепторов сосуды сужаются, и образование тепла усиливается. Однако процесс повышения теплотворности при этом не настолько интенсивный, чтобы вызвать рост температуры ядра. Этому препятствуют внутренние тепловые рецепторы. Наоборот, повышение температуры тела во время физической работы, возбуждая внутренние тепловые рецепторы, запускает процессы устранения избытка тепла за счет расширения сосудов, потоотделение. Чрезмерном проявления этих реакций могут препятствовать холодовые рецепторы кожи, особенно если присоединяется влияние низкой температуры внешней среды.

Частота возникновения нервных импульсов в рецепторах зависит от действующей температуры. Холодовые и тепловые рецепторы имеют некоторую спонтанную активность. На эту активность накладывается соответствующий температурный раздражитель. Так, в волокнах, идущих от тепловых рецепторов, импульсация возникает под действием температуры в диапазоне от 20 до 40 °С, а максимальная активность - от 38 °С и выше. Чувство жжения от прикосновения к слишком горячего предмета возникает под действием температуры свыше 45 °С, при этом раздражаются специализированные рецепторы (рецепторы жжение), которые являются разновидностью болевых рецепторов. Волокна холодовых рецепторов активны в диапазоне 10-40 °С, но частота импульсации в них наибольшая при температуре 34-20 °С. Внезапное повышение или снижение температуры приводит к кратковременному резкому увеличению частоты разрядов в соответствующих рецепторах с последующим постепенным снижением до уровня, характерного для данной температуры.

Таким образом, при температуре кожи в диапазоне 34-38 °С импульсация в рецепторах обоих типов минимальная. Это создает ощущение температурного комфорта. Примерно по такой же схеме функціонуй и центральные терморецепторы. Но для них "температурное окно" - в пределах 37-37,5 °С.

Центр терморегуляции

В передних отделах гипоталамуса размещено нейроны центра терморегуляции, через которые контролируется процесс теплоотдачи. Основной центр, связанный с эффекторами, - задний отдел гипоталамуса. Эти нейроны через симпатические нервы влияют на кровеносные сосуды, потовые железы, метаболизм. Передний отдел гипоталамуса (медиальная пре-оптическая участок) относится к аферентного отдела системы терморегуляции. Они получают сигналы от периферических терморецепторов и сравнивают их с уровнем активности центральных терморецепторов и "заданного значения" температуры. Указанный центр гипоталамуса будто настроен на такое значение температуры тела. Оно определяется суммарной температурой тела, при которой механизмы теплоотдачи и теплотворность находятся на уровне своей минимальной активности. При этом не включаются дополнительные механизмы, обеспечивающие получение или выделение избытка тепла. Тепловые и холодовые рецепторы находятся в малом состоянии возбуждения. Это условие температурного комфорта. Для создания ощущения температурного комфорта взрослого человека в легкой одежде в положении сидя в покое необходимы: одинаковая температура стен и воздуха, на уровне 25-26 °С и 50 % влажности. Любое изменение указанных условий вызовет раздражение соответствующих рецепторов и включение механизмов терморегуляции. Если эти условия далеки от нормы, возникает еще и эмоциональная окраска такого состояния - ощущение дискомфорта.

При снижении температуры среды ниже комфортной в передний отдел гипоталамуса поступает информация от холодовых рецепторов. Отсюда сигналы передаются в задний отдел, с помощью симпатических нервов повышает тонус кожных и подкожных кровеносных сосудов. Сужение сосудов, снижая кожный кровоток, обеспечивает сохранение тепла. Если этого мало, подключаются новые механизмы терморегуляции. Структуры заднего отдела гипоталамуса активируют также и систему регуляции мышечного тонуса (теплорегуляційний тонус, дрожь).

При повышении температуры происходит снижение импульсации периферических холодовых рецепторов и уменьшение тонуса эфферентных структур гипоталамуса. Снижение симпатического сосудосуживающего влияния способствует расширению кожных сосудов (усиливается теплоотдача). При резком повышении внешней температуры или энергообразования активируются особые структуры симпатической нервной системы, стимулируют образование пота через холинергические нервные волокна. При этом подавляется активность скелетных мышц.

Следует заметить, что включение таких механизмов, как потоотделение или мышечное дрожание происходит в том случае, если другие пути поддержания постоянной температуры ядра оказываются недостаточно эффективными. Но появление потоотделения и мышечное дрожание сопровождается возникновением ощущение температурного дискомфорта. Межнейронные взаимодействия в теплорегуляційному центре гипоталамуса рассмотрены на схеме 6.

Функциональная взаимодействие терморегулювального центра

Схема 6. Функциональное взаимодействие терморегулювального центра (Bruck)

 
< 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