Поддержание постоянной температуры тела

Температура тела человека зависит от температуры внешней среды и активности организма. В покое температура тела человека сохраняется постоянной — около 37°С. В течение суток она незначительно меняется: при интенсивной мышечной работе она повышается на несколько градусов, а во время сна снижается.

Образование тепла происходит во всех органах нашего тела в результате процессов обмена веществ. Особенно интенсивно образование тепла идет в скелетных мышцах, сердце, печени (рис. 106, а). Избыток тепла организм отдает во внешнюю среду через кожу и с выдыхаемым воздухом (рис. 106, б). Подкожная жировая клетчатка препятствует отдаче тепла во внешнюю среду.

Органы, участвующие в образовании тепла в организме
Рис. 106, а. Органы, участвующие в образовании тепла в организме
Органы, участвующие в отдаче тепла
Рис. 106, б. Органы, участвующие в отдаче тепла

Уравновешивание процессов образования и отдачи тепла в организме называют терморегуляцией. Все части нашего тела имеют неодинаковую температуру. Органы, расположенные глубоко, теплее, чем органы, расположенные ближе к поверхности тела. Это зависит от развития сети мелких кровеносных сосудов и удаленности от сердца (рис. 107). Органы, где интенсивно протекает обмен веществ (сердце, печень) теплее, чем органы с низким обменом веществ (кишечник). Разница температур между внутренними органами и кожей составляет 4—5°С. Этого достаточно для того, чтобы тепло, образующееся в организме, от внутренних органов передавалось коже и выделялось во внешнюю среду.
Температура разных участков тела человека
Рис. 107. Температура разных участков тела человека

Различают химическую и физическую терморегуляцию. Под химической терморегуляцией понимают механизмы теплообразования, связанные с окислительными процессами в организме. Ее источником является химическая энергия потребленных питательных веществ.

Под физической терморегуляцией понимают процессы, лежащие в основе отдачи тепла. Это процессы радиации, кондукции, конвекции, испарения.

Радиация — это излучение телом электромагнитных волн. В результате радиации тело охлаждается.

Кондукция — отдача тепла от одного тела к другому при их непосредственном контакте, при этом тепло передается от более теплого тела к менее теплому. Мать, прижимая ребенка к себе, согревает его, отдавая ему тепло.

Конвекция — передача тепла через жидкую или газовую среду. Каждое тело окружено воздухом определенной влажности и через эту среду происходит движение энергии и молекул. Если тепло окружено неподвижным воздухом, то тепла отдается меньше, а в ветреную погоду — больше.

Механизмы радиации, кондукции и конвекции обеспечивают отдачу тепла организмом в окружающую среду, когда температура среды ниже температуры тела человека. Если же температура окружающей среды выше температуры тела человека (в условиях жаркого климата), то поток тепла идет в обратном направлении – тело человека нагревается. В данном случае важным механизмом терморегуляции становится испарение жидкости (пота) с поверхности тела. При этом поверхность тела охлаждается.

В коже человека находится более 2 млн. потовых желез, способных выделять в условиях жары до 12 л пота в сутки. Максимальная скорость потоотделения у взрослого человека составляет 3 л/ч. Такая скорость может поддерживаться в течение нескольких часов при условии пополнения запасов воды в организме.

В процессах терморегуляции участвует и система дыхания. Отдача тепла и влаги при дыхании осуществляется за счет испарения с поверхности слизистых оболочек носа, рта, языка и с поверхности альвеол легких.

При высокой температуре окружающей среды дыхание учащается, возникает так называемая тепловая одышка. При большой влажности воздуха отдача тепла путем испарения затрудняется.

Нервная и гуморальная системы регулируют процессы терморегуляции. Соотношение теплопродукции и теплоотдачи регулируются гипоталамусом, который получает информацию от периферических или глубинных температурных рецепторов. В ответ на эти импульсы центр терморегуляции в гипоталамусе активирует механизмы, обеспечивающие или теплопродукцию, или теплоотдачу.

Терморецепторы, улавливающие изменения температуры, лежат в глубине кожи и мышц. Структуры чувствительные к изменениям температуры есть в спинном мозге, в среднем и продолговатом мозге. Они имеются также в дыхательных путях, желудочно кишечном тракте, кровеносных сосудах.

Центр терморегуляции в гипоталамусе связан с центрами, регулирующими функции дыхания, сердечно-сосудистую и другие системы. Все они включаются в процессы терморегуляции, что позволяет без труда справиться с сильным перегревом или охлаждением организма.

Тепло и холод изменяют температуру различных участков тела (рис. 108).

Девочка, сидящая на холодном камне (теплофотография). Охлажденные участки тела – сине-зеленого цвета
Рис. 108. Девочка, сидящая на холодном камне (теплофотография). Охлажденные участки тела – сине-зеленого цвета

1. Что называется терморегуляцией? 2. Какие механизмы образования тепла вы знаете? 3. Назовите механизмы теплоотдачи. 4. Что такое химическая и физическая терморегуляция?