Лекции для студентов

Физиология человека (часть 6)

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ

Обмен веществ и метаболические процессы возможны только при определенных границах температуры, хотя бы потому, что все ферментативные системы человека и высших животных с рабатывают исключительно при определенной температуре.

У огромного большинства животных отсутствуют физиологические механизмы способные удерживать температуру тела на относительно постоянном уровне не зависимо от меняющейся температуры окружающей среды. Температура их тела также непостоянна, как и температура окружающей среды. Таких животных с переменной температурой тела называют пойкилотермными.

У пойкилотермных животных наблюдаются сезонные колебания уровней метаболических процессов. Как известно, рыбы и амфибии в холодное время года проводят в состоянии спячки. Обладая некоторыми механизмами в борьбе с высокой температурой, пойкилотермные существа не имеют приспособлений при понижении температуры ниже жизненного уровня.

Другое дело млекопитающие, располагающие физиологическими механизмами терморегуляции, благодаря которым температура их тела удерживается на относительно постоянном уровне, несмотря на колебания температуры внешней среды. Это постоянство температуры тела называют изотермией, а животных -гомойотермными. Так, например, температура тела медведя составляет обычно (+41)0С при температуре окружающей среды (-35)0С и ниже.

Способность сохранять высокую температуру тела при низкой температуре окружающей среды находит свое объяснение в большой теплопродукции и ограничении теплоотдачи специальными механизмами. К последним относятся подкожно-жировой слой, пух, перья, волосяной покров и др.

Изотермия в процессе эволюции развивалась постепенно. У новорожденного ребенка способность поддерживания постоянной температуры тела далеко не совершенна. Вследствие этого может наступить переохлаждение организма (гипотермия) или перегревание (гипертермия) при изменении температуры окружающей среды. Таким образом, температура тела новорожденного в какой — то мере зависит от температуры внешней среды.

Для высших животных границы температуры, в пределах которых не нарушаются жизненные процессы, представляются достаточно узкими. Так, у обезьян с температурой тела 17 0С с трудом удается прощупать сердечный толчок, а при температуре 13-14 0С наступает смерть. Человек еще более чувствителен к падению температуры тела (при низкой температуре тела — 34 0С постепенно затухают все жизненные процессы). В настоящее время вопрос о выносливости организма к охлаждению имеет практическое значение. Искусственная гипотермия широко применяется при хирургических вмешательствах на жизненно важных органах вместе с наркотическими веществами. Оказывается, если предварительно произвести искусственное снижение температуры тела некоторыми медикаментозными веществами или погружении в специальною ванну со льдом, то чувствительность организма к различного рода травмам, в частности к хирургическим операциям, резко уменьшается. Такие больные лучше переносят операции и послеоперационное течение у них протекает более гладко. Как показала практика, максимальная гипотермия у человека может быть доведена до (28-27) 0С, а по некоторым данным и ниже (24-25) 0С.

При высокой же температуре тела наблюдается перегревание, в связи с чем изменяется функция ряда органов. При температуре (40-41) 0С возникает нарушение деятельности высших отделов ЦНС: (внимание, сознание и т.д.) Смертельной для человека является температура 43 0С. При 45-51 0С наступает коагуляция белка. Следовательно, значительное изменение температура тела представляет собой большую опасность для организма.

Температура органов и тканей зависит от интенсивности образования тепла и от величины теплопотери. Теплообразование происходит во всех органах вследствие экзотермических реакций, но неодинаково интенсивно. Большое количество тепла образуется в таких органах как мышцы, печень, почки, мало активны в этом отношении соединительные ткани клетки, хрящи. Потеря тепла тканями и органами зависит от места их расположения: поверхностно расположенные органы отдают больше тепла и сильнее охлаждаются, чем органы расположенные глубоко. Отсюда температура разных органов должна быть различной. Например, температура печени равна (38-38,5) 0С, а температура кожи (27-35) 0С. Поэтому, понятие “температура тела” является условным, поскольку температура разных участков различна.

Лучше всего среднюю температуру организма характеризует кровь. В связи с большими методическими трудностями измерения температуры во внутренних органах, чаще ее определяют в подмышечной впадине при помощи термометра. В подмышечной впадине температура у здорового человека равна (36,2-37) 0С, чаще 36,6 0С. Иногда температура измеряется в ротовой полости или прямой кишке (дети, животные) и эта температура доходит до 37-40 0С. Температура тела не остается постоянной, в течение суток она колеблется. Суточные колебания температуры тела составляют 0,5-0,7 0С и проявляют определенную закономерность. Минимальная температура тела приходится на 4-6 часов, максимальная — 16-18 0С. Эти колебания температуры зависят от образа жизни: покой — снижает температуру тела, деятельность — повышает ее (мышечная напряженная работа может повышать температуру тела на 2 0С).

Постоянство температуры тела у человека и животных достигается посредством сложных регуляторных приспособлений — механизмов терморегуляции. Терморегуляция может быть химическая и физическая. Химическая терморегуляция осуществляется путем усиления или ослабления образования тепла, т.е. путем усиления или ослабления интенсивности обмена веществ. Физическая терморегуляция осуществляется путем изменения интенсивности отдачи тепла.

У гомойотермных изменение температуры включает химические регуляторные механизмы: при увеличении температуры окружающей среды уменьшают интенсивность обмена, что ведет к уменьшению теплопроизводства; при понижении температуры окружающей среды интенсивность обмена, наоборот, увеличивается и образование тепла увеличивается. Усиление образования тепла происходит лишь при понижении температуры внешней среды ниже определенного уровня. Этот уровень получил название критической температуры (ниже 16 0С). Эта критическая температура зависит от вида одежды и условий окружающей среды (вода в 14 раз охлаждает быстрее, чем воздух, поэтому в воде обмен веществ при одной и той же температуре воды и воздуха вырастает быстрее).

Наиболее интенсивное образование тепла происходит в мышцах, оно образуется даже в том случае, если ими не выполняется работа (если лежать неподвижно, не допуская расслабления мышц, то теплообразование повышается на 10% по сравнении с полным покоем). Охлаждение поверхности тела вызывает рефлекторное сокращение мышц, что выражается в виде дрожи. Если и этого тепла недостаточно для поддержания постоянства температуры тела, то человек испытывает необходимость двигаться и работать мышцами. Мышечная работа резко увеличивает теплообразование: незначительные движения человека повышают теплопродукцию на 25%, ходьба — на 60-80%, тяжелая работа — на 400-500% (в результате последнего может наступить даже перегревание организма).

Кроме мышц, в химической терморегуляции играют значительную роль печень и почки (температура крови, оттекающая от печени, выше, чем температура крови притекающая к печени). Эта разница особенно возрастает при охлаждении. Это означает, что печень участвует в теплопродукции. Усиление теплообразования связано с увеличением распада питательных продуктов. Поэтому все механизмы, регулирующие этот обмен, регулируют и теплопродукцию.

При высокой температуре внешней среды химической регуляции оказывается недостаточно. Если температура окружающей среды приближается или становится равной температуре тела, химическая регуляция не может предохранить организм от перегревания, т.к. в организме происходит значительное теплообразование. В этом случае регуляция температуры осуществляется путем усиления теплоотдачи (физическая терморегуляция). Основным путем, которым осуществляется теплопотеря, является кожная поверхность, а также органами выделения, дыхания и др (I -Потеря тепла через кожные покровы составляет 82%. II — Органы дыхания — 13%. III — Согревание воды и пищи — 4%. IV — Количество тепла, отдаваемое с мочой и калом — 1%.