ТЕПЛОВОЙ ОБМЕН

0071 ТЕПЛОВОЙ ОБМЕН

Способность организма человека сохранять постоянную температуру обусловлена сложными биологическими и физико-химическими процессами терморегуляции. В отличие от холоднокровных (пойкилотермных) животных, температура тела теплокровных (гамойотермных) животных при колебаниях температуры внешней среды поддерживается на определенном уровне, наиболее выгодно для жизнедеятельности организма. Поддержание теплового баланс осуществляется благодаря строгой соразмерности в образовании тепла и в ее отдаче. Величина теплообразования зависит от интенсивности химических реакций, характеризующих уровень обмена веществ. Теплоотдача регулируется преимущественно физическими процессами (теплоизлучение, теплопроведение, испарение).

Температура тела человека и высших животных поддерживается на относительно постоянном уровне, несмотря на колебания темпе­ратуры внешней среды. Это постоянство температуры тела носит на­звание изотермии. Изотермия в процессе онтогенеза развивается постепенно.

Постоянство температуры тела у человека может сохранят лишь при условии равенства теплообразования и теплопотери организма. Это достигается посредством физиологических терморегуляции, которую принято разделять на химическую и физическую. Способность человека противостоять воздействию тепла и холода, сохраняя стабильную температуру тела, имеет известные пределы. При чрезмерно низкой или очень высокой температуре среды защитные терморегуляционные механизмы оказывав недостаточными, и температура тела начинает резко падать или повышаться. В первом случае развивается состояние гипотермии, втором— гипертермии.

МЕХАНИЗМЫ ТЕПЛООБРАЗОВАНИЯ

Образование тепла в организме происходит главным образом в результате химических реакций обмена веществ. При окислении пищевых компонентов и других реакций тканевого метаболизма образуется тепло. Величина теплообразования находится в тесной связи уровнем метаболической активности организма. Поэтому теплопродукцию называют также химической терморегуляцией.

Химическая терморегуляция имеет особо важное значение поддержания постоянства температуры тела в условиях охлаждения При понижении температуры окружающей среды происходит увеличение интенсивности обмена веществ и, следовательно, тепле разования. У человека усиление теплообразования отмечается в 1 случае, когда температура окружающей среды становится ниже оптимальной температуры или зоны комфорта. В обычной легко одежде эта зона находится в пределах 18-20°, а для обнаженного человека —28°С.

Суммарное теплообразование в организме происходит в ходе химических реакций обмена веществ (окисление, гликолиз), что ее составляет так называемое первичное тепло и при расходов энергии макроэргических соединений (АТФ) на выполнение раб (вторичное тепло). В виде первичного тепла рассеивается 60-70% энергии. Остальные 30-40% после расщепления АТФ обеспечивают работу мышц, различные процессы су секреции и др. Но и при этом та или иная часть энергии переход затем в тепло. Таким образом, и вторичное тепло образуется вследствие экзотермических химических реакций, а при сокращении! щечных волокон—в результате их трения. В конечном итоге переходит в тепло или вся энергия, или подавляющая ее часть.

Наиболее интенсивное теплообразование в мышцах при их сокращении Относительно небольшая двигатели активность ведет к увеличению теплообразования в 2 раза, а тяжеля

работа — в 4-5 раз и более. Однако в этих условиях существенно возрастают потери тепла с поверхности тела.

При продолжительном охлаждении организма возникают непроизвольные периодические сокращения скелетной мускулатуры. При этом почти вся метаболическая энергия в мышце освобождается в виде тепла. Активация в условиях холода симпатической нервной системы стимулирует липолиз в жировой ткани. В Кровоток выделяются и в последующем окисляются с образованием большого количества тепла свободные жирные кислоты. Наконец, значение теплопродукции связано с усилением функций надпочечников и щитовидной железы. Гормоны этих желез, усиливая обмен веществ, вызывает повышенное теплообразование. Следует также иметь в виду, что все физиологические механизмы, которые регулируют окислительные процессы, влияют в то же время и на уровень теплообразования.

МЕХАНИЗМЫ ТЕПЛООТДАЧИ

Отдача тепла организмом осуществляется путем излучения и испарения. Излучением теряется примерно 50-55% шла в окружающую среду путем лучеиспускания за счет инфрасной части спектра. Количество тепла, рассеиваемого организмом (окружающую среду с излучением, пропорционально площади поверхности частей тела, которые соприкасаются с воздухом, и разностью средних значений температур кожи и окружающей среды. Отдача шла излучением прекращается, если выравнивается температура кожи и окружающей среды.

Теплопроведение может происходить путем кондукции и испареня. Кондукцией тепло теряется при непосредственном контакте участков тела человека с другими физическими средами. 1ри этом количество теряемого тепла пропорционально разнице средних температур контактирующих поверхностей и времени теплового контакта. Конвекция— способ теплоотдачи организма, осушествляемый путем переноса тепла движущимися частицами воздуха. Конвекцией тепло рассеивается при обтекании поверхности тела потоком воздуха с более низкой температурой, чем температура воздуха. Движение воздушных потоков (ветер, вентиляция) увеличивает количество отдаваемого тепла. Путем теплопроведения организм теряет 15-20% тепла, при этом конвекция представляет более обшинный механизм теплоотдачи, чем кондукция.

Теплоотдача путем испарения — это способ рассеивания организмом тепла (около 30%) в окружающую среду за счет его затраты на испарение пота или влаги с поверхности кожи и слизистых дыхательных путей. При температуре внешней среды 20" испарение

влаги у человека составляет 600-800 г в сутки. При переходе в 1 г воды организм теряет 0.58 ккал тепла. Если внешняя темпер превышает среднее значение температуры кожи, то организм отдает во внешнюю среду тепло излучением и проведением, а нас поглощает тепло извне. Испарение жидкости с поверхности происходит при влажности воздуха менее 100%.

Похожие работы

Основы физиологии человека

Скачать

35523

0

0

... его структуры в форме сегментов, имеющих входы в виде задних корешков, клеточную массу нейронов (серое вещество) и выходы в виде передних корешков. Спинной мозг человека имеет 31–33 сегмента: 8 шейных (СI – CVIII), 12 грудных (ТI–TXII), 5 поясничных (LI–LV), S крестцовых (SI–SV), 1–3 копчиковых (CoI‑СоIII). Морфологических границ между сегментами спинного мозга не существует, поэтому ...

Особенности проведения уроков по "Анатомии и физиологии человека"

Скачать

54652

11

0

... формировать настрой на здоровый образ жизни. 3. ТСО и средства наглядности: таблицы “Схема кровообращения”, бинты, жгуты резиновые, палочки. 4. Используемая литература: 1. Сапин, М.Р. Анатомия и физиология человека с возрастными особенностями детского организма [Текст] / М.Р. Сапин, В.И. Сивоглазов. – М: Издательский центр “Академия”, 1999. – 448 с. 2. Сонин, Н.И. Биология. 8 класс. Человек [ ...

Анатомия и физиология человека

Скачать

32893

0

0

... . Она представляет собой узкую ленту, располагается на передней поверхности бедра и, спиралеобразно опускаясь, переходит на переднюю поверхность. Портняжная мышца является одной из самых длинных мышц человека. Она начинается от верхней передней подвздошной ости, а прикрепляется на бугристости большеберцовой кости и отдельными пучками на фасции голени. Четырехглавая мышца бедра состоит из четырех ...

Предмет и задачи физиологии, ее связи с другими дисциплинами

Скачать

11425

0

1

... ". В эпоху Возрождения в естествознании и медицине большое значение начали придавать опыту и наблюдению. Дальнейшее развитие физиологии связано с успехами анатомии, где работы Леонардо да Винчи и Андреаса Везалия подготовили почву для открытий в области физиологии. Самостоятельной научной дисциплиной физиология стала к началу 17 века. Здесь важнейшее значение имело открытие Вильямом Гарвеем ...