Регуляція температури полягає в узгодженні процесів теплопродукції (хімічна терморегуляція) та тепловіддачі (фізична терморегуляція) .

ТЕРМОРЕГУЛЯЦІЯ

Терморегуляція — сукупність фізіологічних процесів, що підтримують температуру тіла організму відмінною від температури навколишнього середовища.

Холоднокровність (пойкілотермія) — у класичному і найзвичайнішому розумінні, це нездатність організмів підтримувати постійну температуру тіла (термічний гомеостаз), таким чином, що їх температура тіла залежить від температури навколишнього середовища.

Теплокровність (гомойотермія)— у класичному і звичайному розумінні, це здатність організмів підтримувати постійну температуру тіла (термічний гомеостаз) незалежно від температури навколишнього середовища. Ця здатність включає в себе можливість охолодження або нагріву тіла. Теплокровні тварини переважно контролюють температуру свого тіла за рахунок регулювання швидкості обміну речовин.

Гіпертермія — стан, при якому температура людини вища за 37°С. Вона виникає, коли утворене в організмі тепло не встигає виходити за його межі, що призводить до перегрівання тіла. Це відбувається у випадках, коли температура зовнішнього середовища тривалий час перевищує 37°С. За цих умов організм максимально мобілізує механізми тепловіддачі; у людини це, головним чином, випаровування поту і меншою мірою посилення вентиляції легень. Одночасно розширюються судини шкіри.

Гіпотермія, переохолодження — стан організму, при якому температура тіла падає нижче необхідної для підтримки нормального обміну речовин і функцій організму. У випадку переохолодження людини ця температура становить +35,0°C та нижче. У теплокровних тварин, у тому числі, людини, температура тіла підтримується приблизно на постійному рівні завдяки біологічному гомеостазу. Але, під впливом холоду, внутрішні механізми організму можуть виявитися не в змозі поповнювати втрати тепла.

При гіпотермії швидкість обміну речовин в організмі знижується, що призводить до зменшення потреби в кисні. Ця обставина використовується в медичній практиці, коли застосовують штучну місцеву або загальну гіпотермію. До місцевої гіпотермії вдаються для лікування кровотеч, травм і запалень. Загальну гіпотермію організму застосовують при операціях на серці, при лікуванні черепно-мозкової травми, внутрішньочерепних крововиливах.

Регуляція температури полягає в узгодженні процесів теплопродукції (хімічна терморегуляція) та тепловіддачі (фізична терморегуляція) .

Процеси теплопродукції. В усіх органах унаслідок процесів об­міну речовин відбувається теплопродукція. Тому кров, яка відтікає від органів, як правило, має вищу температуру, ніж та, що притікає. Але роль різних органів у теплопродукції різна. У стані спокою на печінку припадає близько 20 % загальної теплопродукції, на інші внутрішні органи — 56%, на скелетні м'язи — 20%; при фізичному навантаженні на скелетні м'язи — до 90 %, на внутрішні органи — лише 8 %.

Таким чином, найпотужнішим резервним джерелом теплопродукції є м'язи при їх скороченні. Зміна активності їх метаболізму при локомоціях — основний механізм теплопродукції. Серед різноманітних локомоцій можна виділити кілька етапів участі м'язів у теплопродукції.

Терморегуляційний тонус. При цьому м'язи не скорочуються. Підвищуються лише їх тонус та метаболізм. Цей тонус виникає загалом у м'язах шиї, тулуба та кінцівок. Унаслідок цього тепло­продукція підвищується на 50—100 %.

Тремтіння виникає несвідомо і полягає в періодичній активності високопорогових рухових одиниць на тлі терморегуляційного тонусу. При тремтінні вся енергія спрямована лише на збільшення теплотворення, у той час як при звичайних локомоціях частина енергії витрачається на переміщення відповідної кінцівки, а частина — на термогенез. При тремтінні теплопродукція підвищується у 2—3 рази. Тремтіння починається часто з м'язів шиї, обличчя. Це пояснюється тим, що передусім має підвищитись температура крові, яка тече до головного мозку.

Довільні скорочення полягають у свідомому підвищенні скорочення м'язів. Це спостерігається в умовах низької зовнішньої температури, коли перших двох етапів не досить. При довільних скороченнях теплопродукція може збільшитись у 10—20 разів.

Регуляція теплопродукції в м'язах пов'язана з впливом α-мотонейронів на функцію та метаболізм м'язів, у інших тканинах — симпатичної нервової системи і катехоламінів (підвищують інтенсивність метаболізму на 50 %) та дією гормонів, особливо тироксину, який підвищує теплопродукції майже вдвічі.

Значна роль у термогенезі ліпідів, які виділяють при гідролізі значно більше енергії (9,3 ккал/г), ніж вуглеводи (4,1 ккал/г).

Процеси тепловіддачі відбуваються такими шляхами — радіація, конвекція, випаровування та теплопровідність.

Радіація відбувається за допомогою інфрачервоного довгохвильового випромінювання. Для цього потрібен градієнт температур між теплою шкірою і холодними стінами та іншими предметами навколишнього середовища. Таким чином, величина радіації залежить від температури і поверхні шкіри.

Теплопровідність здійснюється при безпосередньому контакті тіла з предметами (стілець, ліжко тощо). При цьому швидкість перенесення тепла від більш нагрітого тіла до менш нагрітого предмета визначається температурним градієнтом і їх термопровідністю. Віддача тепла цим шляхом значно (у 14 разів) збільшується при перебуванні людини у воді. Частково шляхом проведення тепло передається від внутрішніх органів до поверхні тіла. Але цей процес гальмується внаслідок низької теплопровідності жиру.

Конвекційний шлях. Повітря, що контактує з поверхнею тіла, за наявності градієнту температур нагрівається. При цьому воно стає легшим і, піднімаючись від тіла, звільняє місце для нових порцій повітря. Таким чином воно забирає частину тепла. Інтен­сивність природної конвекції може бути збільшена за рахунок додаткового руху повітря, зменшення перепон при надходженні його до тіла (відповідним одягом).

Випаровування поту. При кімнатній температурі у роздягненої людини близько 20 % тепла віддається за допомогою випаровування.

Випаровування має два механізми: а) перспірація — без участі потових залоз; б) випаровування — при активній участі потових залоз.

Перспірація — випаровування води з поверхні легень, слизових оболонок, шкіри, яка завжди волога.

Головну роль у регуляції процесів тепловіддачі відіграють зміни кровопостачання шкіри.

СИСТЕМА ТЕРМОРЕГУЛЯЦІЇ

Система терморегуляції сформована у теплокровних організмів. Вона регулює і підтримує на постійному рівні оптимальну температуру тіла.

ТЕРМОРЕЦЕПТОРИ

Температура тіла контролюється специфічними терморецепторами. Вони діляться на периферичні і центральні.

Розташовані в шкірі, підшкірній основі та кровоносних суди­нах цих ділянок, периферичні рецептори бувають двох типів — теплові та холодові.

Центральні рецептори містяться в гіпоталамусі.

ЦЕНТР ТЕРМОРЕГУЛЯЦІЇ

Центр терморегуляції міститься в гіпоталамусі. Передній відділ гіпоталамуса сприймає інформацію від периферичних та центральних терморецепторів. Центр теплопродукції розташований у ядрах заднього відділу гіпоталамуса. Звідси через симпатичну нервову систему ідуть імпульси, що підвищують метаболізм, звужують судини шкіри, активізують терморегуляцію скелетних м'язів. У цих реакціях беруть участь і гормони — адреналін, норадреналін, тироксин та ін. Це проявляється в ефектах теплоконсервації і спостерігається при надходженні імпульсів від холодових рецепторів.

Центр тепловіддачі міститься в ядрах пе­реднього відділу гіпоталамуса. Звідси йдуть імпульси, які розширюють судини шкі­ри, підвищують виділення поту, знижують теплопро­дукцію.

Певну роль у регуляції температури тіла грають і інші відділи ЦНС (ретикулярна формація, лімбічна система, кора головного мозку).

Вмикання різноманітних механізмів теплообміну відбувається постійно, залежно від конкретних умов. Так, такі механізми, як потовиділення або м'язове тремтіння, вмикаються тоді, коли інші шляхи підтримання постійної температури ядра виявляються не досить ефективними. Потовиділення і м'язове тремтіння супроводжуються відчуттям температурного дискомфорту.

Центри гіпоталамуса ніби налагоджені на «задане значення» температури тіла. Цей показник визначається такою сумарною тем­пературою тіла, яка виникає тоді, коли механізми тепловіддачі і теплотворення перебувають на рівні мінімальної активності. В цьо­му не беруть участі додаткові механізми, що забезпечують одержання або виділення надлишку тепла. Теплові і холодові рецептори перебувають у найменш збудженому стані. Це умова температурного комфорту. Для створення відчуття температурного ком­форту у легко одягненої дорослої людини, яка спокійно сидить, треба, щоб температура стін і повітря була на рівні 25—26 °С, відносна вологість — 50%. Будь-яка зміна цих умов призведе до подразнення відповідних рецепторів і вмикання механізмів термо­регуляції.

Етапність вмикання механізмів регуляції полягає у тому, що спочатку вмикаються енергоекономні механізми, наприклад, поведінкові. Якщо їх не досить, то вмикаються судинорухові. А такі механізми, як тремтіння, локомоції або потовиділення, приєдную­ться насамперед. Що далі умови від комфортних, то більше від­чуття дискомфорту.

Всмоктування в травному каналі. Механізми всмоктування йонів натрію, води, вуглеводів, білків, жирів.

Всмоктування – це процес транспорту речовин із порожнини травного каналу у внутрішні середовища організму (кров та лімфу). Більшість речовин всмоктується в кров (продукти гідролізу білків, вуглеводів та вода), в лімфу всмоктуються продукти гідролізу ліпідів. Найінтенсивніше процеси всмоктування проходять в верхніх відділах тонкого кишківника.

Всмоктування в шлунку. Об’єм всмоктування на даному відрізку травного каналу дуже малий. Тут всмоктуються моносахариди, деякі солі, вода та алкоголь.

Всмоктування в тонкому кишківнику. Здатність до всмоктування практично однакова у всіх відділах тонкого кишківника. У здорової людини всмоктування поживних речовин, солей та води проходить в верхніх відділах тонкого кишківника, а нижні відділи являються резервом всмоктування.

У дорослої людини при нормальному харчуванні за добу всмоктується приблизно 100 г білків у вигляді амінокислот, 100 г жирів у вигляді гліцерину та жирних кислот, 500 г вуглеводів у вигляді моносахаридів. При великих навантаженнях може всмоктуватись до 500 г білків, до 100 г жирів та до 4000-5000 г вуглеводів.

Загальні механізми всмоктування:

Переважають активні механізми транспорту (з затратами енергії проти градієнта концентрації). Так всмоктуються багато йонів, більшість амінокислот та моносахаридів.

Існує і пасивний транспорт. Так в епітеліоцити з кишківника надходять жирні кислоти. Вода всмоктується також пасивно за механізмом осмосу, або за допомогою ультрафільтрації.

Покращують всмоктування такі умови:

- pH=7,4

Всмоктування проводять ворсинки, до складу яких входять кровоносні судини та лімфатичні капіляри. До складу ворсинок також входять гладком’язеві клітини, які при всмоктуванні ритмічно скорочуються і цим викликають періодичне зменшення чи збільшення об’єму та площі поверхні ворсинок, що посилює всмоктування.

Рухова функція кишок, види скорочень, їх регуляція.

Рух тонкої та товстої кишок принципово не відрізняються, хоча рухи товстої кишки складніші, так як в ній хімус знаходиться протягом більш тривалого часу.

За механізмами виникнення всі види скорочень гладких м’язів кишківника і всі його рухи поділяються на 2 групи:

1. Міогенні – м’язові види скорочень та рухів. В їх основі лежать особливі властивості гладких м’язів товстої та тонкої кишок:

а) Здатність до автоматії – здатність збуджуватись без зовнішніх подразників. Це пояснюється наявністю в кишківнику двох видів пейсмекерів (збудників ритму) – це місце, де знаходиться багато нервових клітин, що здатні до автоматії. Один знаходиться в дванадцятипалій кишці, другий – посередині довжини товстого кишківника. Саме в цих місцях виникають м’язеві скорочення, що рухаються вздовж кишки в дистальному напрямку.

б) Наявність з’єднань між клітинами, через які ПД поширюється з одної клітини на іншу.

Види міогенних скорочень:

1. Тонічні – зумовлені тонусом гладких м’язів – тривалі скорочення невеликої сили. Тонічні скорочення тривають близько 10 хв, такі скорочення займають великі ділянки кишки. За рахунок тонусу зростає внутрішньокишковий тиск, що покращує всмоктування і контакт хімусу та стінок кишки.

2. Ритмічна сегментація – періодичні скорочення циркулярного шару м’язової оболонки в певних ділянках кишки. В результаті кишка та її вміст ділиться на сегменти. Потім ці м’язи розслаблюються, інші скорочуються – виникають інші сегменти. В результаті здійснюється перемішування хімусу і покращуються умови його контакту зі стінкою кишки.

3. Маятникоподібні скорочення – періодичні скорочення поздовжнього шару м’язової оболонки. Просвіт кишки при цьму стає ширшим, а сама кишка – коротшою. Допоміжне значення мають скорочення м’язів циркулярного шару. При таких скороченнях хімус в просвіті кишки виконує коливальні рухи, тобто йде перемішування хімуса, що покращує пристінкове травлення.

Послідовність розвитку міогенних скорочень така:

1. Тонічні скорочення;

2. Ритмічна сегментація;

3. Маятникоподібні скорочення. Ці види скорочень змінюються при зміні кількості хімусу в кишківнику і його параметрів. Наприклад, розтягнення кишківника хімусом посилює ці скорочення.

2. Нейрогенні. В основі регуляції цих рухів лежать рефлекси:

1. Перистальтика – рух вздовж кишки звуженої ділянки, а перед нею – розширеної. Даний вид скорочень забезпечує рух хімуса вздовж кишки в дистального напрямку.

2. Антиперистальтика забезпечує рух кишки в проксимальному на-прямку. В нормі у здорової людини антиперистальтика є тільки в товстому кишківнику. В основі антиперистальтики лежить метасимпатичний рефлекс, який починається з подразнення хімусом механо- та хеморецепторів кишки.

Подразники, що стимулюють метасимпатичний рефлекс:

1) Механічні:

а) розтягнення кишки хімусом;

б) подразнення стінки кишки грубою їжею, рослинною клітковиною (овочі, фрукти, чорний хліб).

2) Хімічні:

а) нейтральні рідкі жири – це всі види рослинних масел. Вони стимулюють перистальтичний рефлекс;

б) молочнокислі продукти;

в) екстрактивні речовини (соки, бульйони);

г) жовчні кислоти.

Рухову функцію кишківника також посилюють гастрин, гістамін, серотонін. Кініни, простагландини посилюють цю функцію в патології. В звичайних умовах центральні вегетативні рефлекси (симпатичні та парасимпатичні) не впливають на перистальтику, але в умовах різкого збудження цих відділів ВНС, вони можуть дещо вплинути на перистальтику (як правило парасимпатичні посилюють перистальтику а симпатичні – гальмують).