Температурный гомеостаз (Понятие о терморегуляции, пойкилотермия, гомойтермия).

Лекция 12

ТЕПЛООБМЕН (ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ)

ПЛАН:

Химическая и физическая терморегуляция и ее механизмы.

Терморегуляция при физической работе.

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ГОМЕОСТАЗ.

Температура среды, окружающей организм, оказывает большое влияние на его физиологическую активность. На Земле температура колеблется от -50 до +60^о С. Однако, температурный диапазон, в котором способны функционировать клетки, составляет всего около 50^о С.

Живые клетки замерзают при нескольких гарусах ниже 0^оС (при этом замерзании тканей, образующиеся кристаллы льда разрушают тонкие клеточные структуры). При температуре выше 45^о С происходит денатурация белков.

Температура сильно влияет на метаболизм живой ткани, так как скорость биохимических реакций зависит от температуры окружающей среды и обычно возрастает в два-три раза на 10 повышения температуры.

В живом мире существует ДВА ОСНОВНЫХ СПОСОБА РЕАГИРОВАНИЯ НА ВНЕШНЮЮ ТЕМПЕРАТУРУ:ГОМОЙОТЕРМИЯ и ПОЙКИЛОТЕРМИЯ.

ГОМОЙОТЕРМИЯ - характеризуется поддержанием постоянного уровня температуры тела, независимо от температуры окружающей среды, поддержанием ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО состояния.

Такой способ реагирования на изменение температуры внешней среды, поддержание изотермии, свойственен высшим животным и человеку. Эти организмы называются гомойотермными или теплокровными.Изотермия обеспечивается механизмами терморегуляции, которые позволяют животным функционировать в температурных условиях, обеспечивающих оптимальную активность ферментов.

ПОЙКИЛОТЕРМИЯ- характеризуется изменением температуры тела в зависимости от температуры окружающей среды.

Пойкилотермия наблюдается у большинства беспозвоночных и низших позвоночных животных, иногда называемых - холоднокровными.

ТЕМПЕРАТУРА ТЕЛА ЗАВИСИТ ОТ ИНТЕНСИВНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛА И ОТ ВЕЛИЧИНЫ ТЕПЛОПОТЕРЬ.

ТЕПЛООБРАЗОВАНИЕ (ТЕРМОГЕНЕЗ) происходит вследствие непрерывно совершающихся экзотермических реакций.Эти реакции протекают во всех органах и тканях, но неодинаково интенсивно. В тканях и органах, производящих активную работу - в мышечной ткани, печени, почках, - выделяется большее количества тепла, чем в менее активных - соединительной, костной, хрящах - тканях.

ПОТЕРЯ ТЕПЛА ИЛИ ТЕПЛООТДАЧА органами и тканями зависит в большей степени от их месторасположения:Поверхностно расположенные органы, например кожа, скелетные мышцы, отдают больше тепла и охлаждаются сильнее, чем внутренние органы, более защищенные от охлаждения.

Отсюда следует, что температура разных органов различна. Распределение температуры тела весьма сложно, т.к. факторы, влияющие на локальные температуры в тканях, неодинаковы в разных частях тела и изменяются во времени.

Более глубоко расположенные ткани теплее, чем более поверхностные. Наибольшая разница (градиент) существует между температурой поверхностного слоя тела (кожи) и глубокими (центральными) частями тела.

Хотя внутри тела температура несколько варьирует (разница в пределах 0,1^о С), для упрощения принимается, что она одинакова для расположенных там тканей. ОНИ СОСТАВЛЯЮТ ТЕМПЕРАТУРНОЕ ЯДРО ТЕЛА.

Это ядро окружено изолирующей оболочкой - слоем более поверхностно расположенных тканей. Температурная оболочка тела включает те его части, в пределах которых имеются значительные температурные градиенты и которые изменяют свою температуру при различных тепловых воздействиях.

Термины "ТЕМПЕРАТУРНОЕ ЯДРО" и "ОБОЛОЧКА ТЕЛА" имеют функциональный, а не анатомический смысл, поскольку их размеры изменяются в зависимости от теплового режима тела и их нельзя строго связать с определенными частями тела.

ТЕМПЕРАТУРА ТЕЛА ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ РАВНОВЕСИЕМ (БАЛАНСОМ) МЕЖДУ ТЕПЛООБРАЗОВАНИЕМ В ОРГАНИЗМЕ И ТЕПЛООТДАЧЕЙ ВО ВНЕШНЮЮ СРЕДУ.

Если оба эти процесса количественно одинаковы, температура тела остается неизменной, т.е. чтобы температура тела оставалась постоянной, необходимо, чтобы отдача тепла была равна его притоку (в результате метаболической теплопродукции или из внешней среды). Такой баланс удобно описывать уравнением:

B = M + P + R + C + E (ккал/час/м²), где,

B - тепловой баланс;

М - собственная теплопродукция;

P - передача тепла за счет проведения;

R - передача тепла за счет излучения;

C - конвекция, т.е. передача тепла в движущийся поток воздуха (воды);

В головной боли,

Тошноте, рвоте,

Потери сознания,

Прекращении потоотделения,

5. Покраснении кожи, вследствие расширения периферических сосудов.

Если жара продолжается, повышение температуры оказывает повреждающее действие на ткани головного мозга и всей нервной системы и, в конечном счете, приводит к смерти.

Кроме перегревания в жарком и влажном воздухе, тепловой удар может возникать и под влиянием эндогенных факторов, усиливающих теплообразование в организме, например, физическое напряжение, усиленное питание, являются факторами, способствующими перегреванию.

В том случае, когда теплоотдача превышает теплопродукцию, температура тела снижается ниже 35^оС, наступает ГИПОТЕРМИЯ.

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ

Таким образом, постоянство температуры тела поддерживается путем совместного действия, с одной стороны, механизмов, регулирующих интенсивность обмена веществ и зависящие от него теплообразование (химическая теплорегуляция), а с другой - механизмов, регулирующих теплоотдачу (физическая теплорегуляция).

Регуляторные реакции, обеспечивающие сохранение температурного гомеостаза представляет собой сложные рефлекторные акты, которые возникают в ответ на температурное раздражение рецепторов кожи, кожных и подкожных сосудов, а также самой ЦНС.

Существуют две терморецепторные зоны:

1. В гипоталамусе находятся центральные терморецепторы и,

2. в коже - периферические терморецепторы.

Лекция 12

ТЕПЛООБМЕН (ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ)

ПЛАН:

Температурный гомеостаз (Понятие о терморегуляции, пойкилотермия, гомойтермия).