Реферати » Реферати по біології » Терморегуляція

Терморегуляція

тепла у внутрішніх органах. Ці факти служать підставою для твердження, що регульованим параметром є саме температура внутрішніх органів, яка підтримується на постійному рівні. При підвищенні температури навколишнього середовища судини шкіри розширюються, кількість циркулюючої в них крові збільшується. Зростає також об'єм циркулюючої крові у всьому організмі внаслідок переходу води з тканин в судини, а також тому, що селезінка та інші кров'яні депо викидають в загальний кровотік додаткові кількості крові. Збільшення кількості крові, циркулюючої через судини поверхні тіла, сприяє тепловіддачі за допомогою радіації і конвекції. Для збереження сталості температури тіла людини при високій температурі навколишнього середовища основне значення має випаровування поту з поверхні шкіри. Значення потовиділення для підтримання сталості температури тіла видно з наступного підрахунку: у літні місяці температура навколишнього повітря в середніх широтах нерідко дорівнює температурі тіла людини. Це означає, що організм людини, що живе в цих умовах, не може віддавати що утворюється в ньому самому тепло шляхом радіації і конвекції. Єдиним шляхом для віддачі тепла залишається випаровування води. Прийнявши, що середнє теплоутворення на добу дорівнює 10 048-11 723 кДж (2400-2800 ккал), і знаючи. що на випаровування 1 г води з поверхні тіла витрачається 2,43 кДж (0,58 ккал), отримуємо, що для підтримки температури тіла людини на постійному рівні в таких умовах необхідно випаровування 4,5 л води. Особливо інтенсивно потовиділення відбувається при високій навколишній температурі під час м'язової роботи, коли зростає теплоутворення в самому організмі. При дуже важкій роботі виділення поту у робітників гарячих цехів може скласти 12 л за день. Випаровування води залежить від відносної вологості повітря. У насиченому водяними парами повітрі вода випаровуватися не може. Тому при високій вологості атмосфери висока температура переноситься важче, ніж при низькій вологості. У насиченому водяними парами повітрі (наприклад, у лазні) піт виділяється у великій кількості, але не випаровується і стікає з шкіри. Таке потовиділення не сприяє віддачі тепла; тільки ця частина поту, яка випаровується з поверхні шкіри, має значення для тепловіддачі (ця частина поту складає ефективне потовиділення). Погано переноситься також непроникна для повітря одяг (гумова і т. П.), Що перешкоджає випаровуванню поту: шар повітря між одягом і тілом швидко насичується парами і подальше випаровування поту припиняється.

Терморегуляция

Людина погано переносить порівняно невисоку температуру навколишнього середовища (32 ° С) при вологому повітрі. В абсолютно сухому повітрі людина може перебувати без помітного перегрівання протягом 2-3 год при температурі 55-50 ° С. Так як деяка частина води випаровується легкими у вигляді пари, що насичують повітря, що видихається, дихання також бере участь у підтримці температури тіла на постійному рівні. При високій навколишній температурі дихальний центр рефлек-торно збуджується, при низькій - пригнічується, дихання стає менш глибоким. До проявів фізичної терморегуляції слід віднести також зміна положення тіла. Коли собаці або кішці холодно, вони згортаються в клубок, зменшуючи тим самим поверхню тепловіддачі; коли жарко, тварини, навпаки, приймають положення, при якому поверхня тепловіддачі максимально зростає. Цього способу фізичної теплорегуляції не позбавлений і людина, «сворачиваясь в клубок» під час сну в холодному приміщенні. Рудиментарні значення для людини має прояв фізичної терморегуляції у формі реакції шкірних м'язів («гусяча шкіра» ). У тварин при цій реакції змінюється пористого вовняного покриву і поліпшується теплоізолююча роль вовни. Таким чином, сталість температури тіла підтримується шляхом спільної дії, з одного боку, механізмів, регулюючих інтенсивність обміну речовин і залежне від нього теплоутворення (хімічна регуляція тепла), а з іншого-механізмів, регулюючих тепловіддачу (фізична регуляція тепла). Схема співвідношення процесів вироблення і отдачі.тепла представлена ??на рис. 197.

Регуляція изотермии

Регуляторні реакції, що забезпечують збереження сталості температури тіла, представляють собою складні рефлекторні акти, які виникають у відповідь на температурне подразнення рецепторів шкіри, шкірних і підшкірних судин, а також самої ЦНС. Ці рецептори, що сприймають холод і тепло, названі термо.рецепторамі. При відносно постійній температурі навколишнього середовища від рецепторів в ЦНС надходять ритмічні імпульси, що відображають їх тонічну активність. Частота цих імпульсів максимальна для холодових рецепторів шкіри і шкірних судин при температурі 20-30 ° С, а для шкірних теплових рецепторів - при температурі 38-43 "С. При різкому охолодженні шкіри частота імпульсації в холодових рецепторах зростає, а при швидкому зігріванні урежается або припиняється. На такі ж перепади температури теплові рецептори реагують прямо протилежно. Теплові і холодові рецептори ЦНС реагують на зміну температури крові, що притікає до нервових центрів. Терморецептори ЦНС знаходяться в передній частині гіпоталамуса - в преоптической зоні, в ретикулярної формації середнього мозку, а також в спинному мозку. Наявність в ЦНС температурних рецепторів доводиться багатьма експериментами. Так, наприклад, якщо денервированной задні кінцівки собаки занурити в холодну воду, це викликає тремтіння м'язів голови, передніх кінцівок і тулуба і посилення теплоутворення. Терморегулнторние рефлекси, що викликаються роздратуванням холодових рецепторів шкіри, в даному досвіді виключені перерезкой нервів, і ефекти охолодження кінцівок пояснюються тільки пониженням температури крові і роздратуванням центральних холодових рецепторів. Тремтіння і звуження шкірних судин, а отже, підвищення теплоутворення і зниження тепловіддачі виникають також при охолодженні сонної артерії, що приносить кров до головного мозку. Термочутливість гіпоталамуса була показана в експериментах на ненаркотізірованних кроликах. Тваринам в область гіпоталамуса імплантували спеціальні термонагревателямі. Виявилося, що підвищення температури на 0,41 "С викликає виражену терморегуляціонную реакцію, яка виявляється в розширенні судин вуха. Така реакція проявлялася при температурі середовища 22-27 ° С. Коли ж температуру середовища знижували до 17--20 ° С, то для отримання судиннорозширювальну реакції нагрівання гіпоталамуса потрібно було збільшити на 0,84 ° С. Таким чином, зниження навколишньої температури, а отже, зміна характеру температурного впливу на екстерорецепції зменшує температурну чутливість гіпоталамуса. Участь гіпоталамуса в терморегуляції забезпечує взаємодію сприйняття сигналів про зміну температури навколишнього і внутрішнього середовища . Саме в гіпоталамусі розташовані основні центри терморегуляції, які координують численні і складні процеси, що забезпечують збереження температури тіла на постійному рівні. Це доводиться тим, що руйнування гіпоталамуса спричиняє втрату здатності регулювати температуру тіла і робить тварина пойкілотермним, в той час як видалення кори великого мозку, смугастого тіла і зорових горбів помітно не відбивається на процесах теплоутворення і тепловіддачі. При вивченні ролі різних ділянок гіпоталамуса в терморегуляції виявлені ядра, змінюють процес теплоутворення, і ядра, що впливають на тепловіддачу. Хімічна терморегуляція (посилення теплоутворення, м'язова дрож) контролюється хвостовою частиною гіпоталамуса. Руйнування цієї ділянки мозкового стовбура у тварин робить їх нездатними переносити холод. Охолодження тварини після такої операції не викликає тремтіння і компенсаторного підвищення теплоутворення. Фізична терморегуляція (звуження судин, потовиділення) контролюється передньою частиною гіпоталамуса. Руйнування даній області-центру теплоотдачі-не позбавляє тварини здатності переносити холод; але після операції воно швидко - перегрівається при високій температурі навколишнього середовища (так як пошкоджений механізм, що забезпечує фізичну терморегуляцію). Центри теплоутворення і центри тепловіддачі перебувають між собою в складних взаєминах і взаімоподавляют один одного. Терморегуляторпие рефлекси можуть здійснюватися і спинним мозком. Охолодження спинного мозку тварини, у якого цей відділ ЦНС відділений перерезкой від верхніх відділів, викликає м'язову тремтіння і звуження периферичних судин. Значення спинного мозку в терморегуляції полягає не тільки в тому, що він є провідником сигналів, що йдуть від периферичних рецепторів до головного мозку, і впливів, що надходять від головного мозку до м'язів, судинах і потових залоз, а й у тому, що в спинному мозку знаходяться центри деяких терморегуляторних рефлексів, які мають, щоправда, дещо обмежене регуляторне значення. Так, після перерізання мозкового стовбура нижче гіпоталамічних центрів терморегуляції здатність організму посилювати теплоутворення і підвищувати інтенсивність окислювальних процесів на холоду різко знижена і не забезпечує постійної температури тіла. Рівним чином після перерізання мозкового стовбура або відділення спинного мозку від довгастого різко порушена і фізична терморегуляція, тому при підвищенні навколишньої температури тварина легко перегрівається, так як одні спинальні терморегуляторні механізми нездатні забезпечити сталість температури тіла. Хоча видалення кори великого мозку помітно не відбивається на процесах теплоутворення і тепловіддачі, однак неправомірно робити висновок, що це утворення не впливає на тепловий обмін. Експерименти на тваринах і спостереження на людях показали можливість умовнорефлекторних змін теплопродукції і тепловіддачі, які здійснюються корою великого мозку. У здійсненні гіпоталамічної регуляції температури тіла беруть участь залози внутрішньої секреції, головним чином щитовидна і надниркові залози, утворення гормонів в яких контролюється нервовою системою. Участь щитовидної залози в терморегуляції доводиться тим, що введення в кров тварини сироватки крові іншої тварини, яка тривалий час знаходилося на холоді, викликає у першого підвищення обміну речовин. Такий ефект спостерігається лише при збереженні у другого тваринного щитовидної залози. Очевидно, під час перебування в умовах охолодження відбувається посилене виділення в кров гормону щитовидної залози, підвищувального обмін речовин і, отже, освіта тепла. Участь надниркових залоз в терморегуляції пов'язано з виділенням ними в кров адреналіну, який, посилюючи окислювальні процеси в тканинах, зокрема, в м'язах, підвищує теплоутворення і звужує шкірні судини, зменшуючи тепловіддачу. Тому адреналін здатний викликати підвищення температури тіла {адреналінова гіпер-Терм).

Гіпотермія і гіпертермія

Якщо людина тривалий час перебуває в умовах значно підвищеної або зниженої температури навколишнього середовища, то механізми фізичної та

Сторінки : 1 2 3

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар