АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Секреція поту

Потова залоза (мал. 130) складається з двох частин: власне залози, розміщеної в субдермальному шарі, і вивідної протоки, що відкрива­ється на поверхню шкіри. У залозі відбувається процес первинної сек­реції поту, а у вивідній протоці – процеси абсорбції.

Секреторні клітини залози виробляють рідину, склад якої подібний до плазми крові (за винятком білків). Так, первинний піт містить натрій концентрацією близько 142 мекв./л, хлору – 104 мекв./л. При проходженні поту вивідною протокою ці іони активно абсорбуються, забезпечуючи одночасну абсорбцію води. Процес абсорбції здебільшого зумовлений швидкістю утворення і просування поту: що активніші ці процеси, то більше Na⁺ і С1^- залишається в поті й виділяється. При значному пото­виділенні в ньому може залишатися до половини концентрації цих іонів. Значне потоутворення супроводжується збільшенням концен­трації сечовини (до 4 разів вище, ніж у плазмі) і калію (до 1,2 разу вище, ніж у плазмі). Сумарно висока концентрація іонів, створюючи високий рівень осмотичного тиску, забезпечує зниження реабсорбції і виділен­ня з потом великої кількості води. Під час значного потовиділення може втрачатися величезна кількість води (до десятків літрів) і NaCl (до 15-30 г на добу).

Однак в організмі є механізми, що забезпечують збереження цих важливих іонів у разі високого потовиділення. Вони виявляються в процесі адаптації, коли значне потовиділення відбувається впродовж тривалого часу. Цей ефект зумовлюється збільшенням активності сек­реції альдостерону – гормону, що діє на епітелій протоків потової за­лози й на канальці нирок, прискорюючи реабсорбцію натрію.

Участь шкіри в обміні тепла. На 80 % віддача організмом тепла відбувається через шкіру. Шкірне сало поверхні шкіри та погана теплопровідність підшкірної жирової клітковини перешкоджають як надмірному надходженню тепла або хо­лоду зовні, так і втраті тепла. Ця ізолююча функція шкіри знижується при зволоженні поверхні шкіри та русі повітря за рахунок збільшення випаровування поту. Ефективність цього механізму дуже велика, якщо врахувати, що для випарування 1 мл води витрачається 0,58 ккал, а під час інтенсивної роботи потових залоз може виділятися до 1-1,5 л поту за 1 год.

Ще одним важливим механізмом терморегуляції є зміни кровотоку в шкірі. При його збільшенні тепловіддача збільшується за рахунок по­силеного перенесення тепла кров'ю від глибоко розташованих тканин до поверхні тіла. Звуження судин шкіри зменшує тепловіддачу.

Природно, що за високої температури навколишнього середовища, інтенсивної інсоляції через шкіру відбувається і надходження тепла.

Поняття пойкілотермії й гомойотермії. Процеси, що перебігають в організмі із застосуванням енергії, завершуються виділенням тепла. В одних випадках це побічний продукт життєдіяльності, в інших – основний шлях перетворення енергії. Вод­ночас є зворотний зв'язок між температурою і біологічними процеса­ми. Так, швидкість перебігу хімічних реакцій залежить від температу­ри середовища згідно з правилом Вант-Гоффа–Арреніуса: у разі змі­ни температури на 10°С інтенсивність обміну змінюється в 2-3 рази.

Зазначена закономірність пояснює високу термозалежність усіх життєвих проявів, що позначається навіть на еволюційному розвитку. Низька температура взимку, як і зниження температури вночі, сповіль­нювали або навіть припиняли всі процеси життєдіяльності. Так було й дотепер відбувається з пойкілотермними (холоднокровними) тварина­ми (від грец. poikilos – мінливий). Але на певному етапі еволюції деякі тварини набули здатності зберігати постійну температуру тіла. У гомо­йотермних (теплокровних) істот (від грец. homeo – подібний) сформу­валися механізми терморегуляції, і внаслідок цього різко зріс їхній ево­люційний потенціал. Для всіх гомойотермних тварин межі верхньої, уже летальної, температури становлять 43-45 °С.

Температурні оболонки і ядро. Залежність інтенсивності обмінних процесів від температури призве­ла до того, що температура тіла більшості гомойотермних тварин набли­зилася до максимуму, що потребує теплової денатурації білків, різкого підвищення плинності ліпідів у мем­бранах. Такою постійною температу­рою для людини стала температура 37°С. Однак при вимірюванні темпе­ратури окремих частин тіла людини можна виявити, що не скрізь спос­терігається чітка гомойотермія. Існу­ють осьові й поздовжні температурні градієнти. Поверхневі шари мають нижчу температуру, ніж глибокі.

Кінцівки, особливо дистальні їх відділи, як правило, холодніші за тулуб (мал. 131.) Причому температура поверхневих шарів тіла здебільшого залежить від зовнішньої температури. Наприклад, у легко одягненої дорос­лої людини, що перебуває в приміщенні з температурою повітря 20°С, температура глибоких шарів м'язів стегна становить 35°С, литкових м'язів – 33 °С, а в центрі стопи – лише 27-28 °С. Температура шкіри цих відділів ще нижча. Підвищення температури довкілля зумовлює збільшення температури в глибоких шарах м'язів кінцівок, що може не відрізнятися від температури внутрішніх органів. Ці бачення дають змогу умовно виділити "пойкілотермну" оболонку і "гомойотермне" ядро. Співвідношення їх мінливі, і залежно від зовнішньої температури внаслі­док перехідної зони ядро може збільшуватися або зменшуватися.

Вимірювати температуру тіла людини дуже важливо, оскільки вели­ка кількість захворювань супроводжується порушенням цього гомео­статичного параметра. Звичайно, лікаря насамперед цікавить темпера­тура ядра. Найбільш точний рівень температури ядра відображує темпе­ратура в стравоході. Однак внаслідок технічних труднощів такого ви­значення тут її вимірюють лише з науковою метою. Добрі результати дає вимірювання температури в ротовій порожнині під язиком, а також у прямій кишці. Менш точно відповідає температурі ядра температура пахвової западини. Вона майже на 0,5 °С нижча, та й установлюється поступово, після кількох хвилин суворої ізоляції пахвової западини щільним притисненням плеча.

Протягом доби температура тіла може відрізнятися від середнього рівня: до 4-ї години вона знижується, а до 17-ї – піднімається. Розмах коливань може досягати 1 °С. Температура тіла жінок змінюється через ритм гормональної активності – менструальний цикл. У першій поло­вині циклу вона приблизно на 0,5 °С нижча, ніж у другій (постовуляційній). Температура тіла може змінюватися і залежно від споживання їжі, а також інтенсивності виконання м'язової роботи. Так, у спортсме­на після двогодинного інтенсивного бігу (після подолання марафон­ської дистанції) температура ядра може збільшуватися до 40-41 °С.

Механізми терморегуляції. Головна умова підтримання постійної температури тіла – досяг­нення стійкої рівноваги між теплопродукуванням і тепловіддачею. Ре­гуляція температури й полягає в узгодженні процесів утворення і ви­ділення тепла.

В усіх органах унаслідок обмінних процесів відбувається теплопродукуеання (його називають хімічною терморегуляцією). Тому кров, що відтікає від органів, як правило, має вищу температуру, ніж та, що притікає. Зміна активності обмінних процесів, інтенсивності м'язових локомоцій належить до основних механізмів зміни теплопродукування. Найпотужніше джерело теплопродукування – м'язи, що скоро­чуються.

Серед різних локомоцій необхідно виділити особливу їх фор­му – тремтіння. При тремтінні скорочення м'язових волокон повніс­тю спрямовані на збільшення теплотворення, тоді як при звичайних локомоціях частина енергії витрачається на переміщення відповідної кінцівки й частина – на термогенез.

Тепловіддача відбувається кількома шляхами.

Проведення тепла відбувається при безпосередньому контакті тіла з щільним субстратом. При цьому швидкість перенесення тепла від більше нагрітого тіла до менше нагрітого предмета визначається тем­пературним градієнтом і їхньою теплопровідністю. Частково шляхом проведення тепло передається від внутрішніх органів до поверхні тіла. Але цей процес утруднюється низькою теплопровідністю жиру.

Подібний до проведення тепла конвекційний шлях. Дотичне до поверхні тіла повітря за наявності градієнта температур нагрівається. На­гріте повітря легшає і, піднімаючись, вивільнює місце новим порціям повітря і тим самим забирає частину тепла.

Інтенсивність природної конвекції може збільшуватись від додаткових рухів повітря або змен­шуватись від відповідного одягу, що заважає йому надходити до тіла. Тепло від тіла може відводитися і за допомогою довгохвильового інфрачервоного випромінювання. Це також потребує градієнта темпе­ратур, наприклад, між теплою шкірою і холодними стінами.

При кімнатній температурі в роздягненої людини близько 60 % теп­ла віддається за рахунок радіації, близько 12-15 % – конвекції повіт­ря і 2-5 % шляхом проведення.

Випаровування поту. При кімнатній температурі в оголеної люди­ни близько 20 % тепла віддається за рахунок випаровування поту.

Теплопроведення, конвекція і випромінювання – пасивні шляхи тепловіддачі, що ґрунтуються на фізичних законах. Вони ефективні лише за умови збереження позитивного температурного градієнта. Що менша різниця температури між тілом і довкіллям, то менше тепла віддається. При рівнозначності або при вищій температурі довкілля відбувається зворотне – нагрівання тіла. У цих умовах організм має лише один механізм віддачі тепла, пов'язаний із процесами пото­виділення і потовипаровування. При цьому застосовуються як фізичні закономірності, зумовлені необхідністю витрачання енергії на процес випаровування, так і біологічні – потовиділення. Охолодженню шкіри сприяє те, що для випаровування 1 мл поту витрачається 0,58 ккал. Якщо випаровування поту не відбувається, ефективність тепловіддачі різко знижується, оскільки внаслідок одного лише виділення поту теп­ла віддається набагато менше.

Швидкість випаровування поту залежить від градієнта температур і насиченості парою води навколишнього повітря. Що вища вологість, то менш ефективний і цей шлях тепловіддачі. Різко знижується засто­сування цього шляху тепловіддачі в разі знаходження у воді або но­сіння щільного одягу, унаслідок чого організм вимушений компенсу­вати відсутність випаровування поту його значним виділенням.

Система терморегуляції. У процесі еволюції людина набула здатності жити в досить широ­ких межах коливань зовнішньої температури, зберігаючи сталість тем­ператури ядра. Можна виділити механізми, що забезпечують коротко- і довгострокову адаптацію до мінливої зовнішньої температури. Корот­кочасна адаптація забезпечує пристосування до швидкої зміни темпе­ратури. Вона містить низку механізмів, що "включаються" поетапно. Спочатку застосовуються менш енергоємні механізми, але якщо їх не­достатньо для збереження постійної температури ядра, підключа­ються складніші.

Будуючи житло, надягаючи відповідний одяг, людина застосовує поведінкові механізми регуляції теплообміну. До таких механізмів на­лежить і зміна площі вільної поверхні тіла: "згортання калачиком" зменшує тепловіддачу, а вирівнювання — збільшує. Цьому також сприяє тінь або, навпаки, сонце, дотик до холодного або гарячого пред­мета, виконання м'язових рухів або нерухомість. Більшість поведінкових реакцій – це умовно-рефлекторні усвідомлені акти.

Для терморегуляції організм застосовує і широку гаму безумовних рефлексів соматичної і вегетативної нервової системи, можливості гуморальної регуляції. Так, зміна активності обміну речовин перебуває під регулювальним впливом гормонів і вегетативних нервів. Симпа­тичні нерви прискорюють процеси обміну речовин. Аналогічну функ­цію виконують катехоламіни надниркових залоз і тироїдні гормони.

Взаємодія вегетативної нервової системи із соматичною забезпечує залучення в процес утворення тепла найпотужнішого органа – скелет­них м'язів. Можна виокремити три типи м'язових скорочень, які сприя­ють підвищенню теплотворення: теплорегуляційний тонус, тремтін­ня і довільні скорочення. Теплорегуляційний тонус полягає в тому, що в деяких м'язах (шия, тулуб, м'язи-згиначі кінцівок) починаються асинхронні скорочення окремих рухових одиниць. У результаті створюється враження тонічного напруження зазначених м'язів. А вони за­безпечують позу "згорнутися калачиком". З одного боку, скорочення м'язів сприяє утворенню в них тепла, а з іншого, — відповідна поза зменшує поверхню тепловіддачі. Тремтіння з'являється при подальшо­му зниженні зовнішньої температури. Сутність мимовільних тремтли­вих скорочень полягає в різкому підвищенні процесу теплотворення, оскільки в такому разі вся енергія м'язового скорочення перетво­рюється не на механічне пересування, а на тепло. Якщо й цих форм теплотворення недостатньо, підключаються довільні (усвідомлені) рухи.

Провідну роль у зміні процесів тепловіддачі відіграє перерозподіл кровотоку. Звуження судин шкіри й підшкірної жирової клітковини, закриття артеріовенозних анастомозів сприяють меншому припливу тепла й збереженню його в організмі. На противагу цього при розши­ренні судин можливості для ефективнішого прояву фізичних способів тепловіддачі збільшуються. Так, у цьому разі температура шкіри може зростати на 7-8 °С.

Тонус судин контролюють гормони й вегетативні нерви.

Симпатичні нерви регулюють також і процес потовиділення. Ме­діатор цих нервів – АХ. Кожний із зазначених механізмів застосову­ється по-різному, залежно від конкретних умов. Так, при адаптаційних перебудовах, що поступово розвиваються (наприклад сезонна осіння і весняна акліматизація) застосовуються переважно гормональні ме­ханізми. Навпаки, потреба швидкої адаптації включає нервово-рефлек­торні ефекторні шляхи. Ефекторні механізми терморегуляції підклю­чаються через спеціальний центр терморегуляції, що міститься в гіпо­таламусі. У свою чергу його включення зумовлено взаємодією цент­ральних механізмів і надходженням імпульсації.

Терморецептори. Температуру тіла контролюють терморецептори. За місцем розташування розрізняють периферичні й центральні. Розміщені в шкірі периферичні рецептори мають два типи рецепторів – теплові й холодові.

Центральні рецептори містяться у гіпоталамусі переважно в пере­дній преоптичній (передзоровій) ділянці. Ці клітини здатні розрізняти різницю температури крові, що тече через мозок, у 0,011°С. Деяка кількість термочутливих клітин міститься у шийно-грудному відділі спинного мозку, м'язах, абдомінальній (черевній) ділянці. Ці рецепто­ри відіграють основну роль у регуляції теплообміну, оскільки контро­люють температуру ядра.

Між центральними й периферичними терморецепторними імпуль­сами ймовірні реципрокні взаємодії (забезпечують їх структури центра терморегуляції). Так, в умовах активації шкірних холодових рецеп­торів судини звужуються, і утворення тепла посилюється. Однак про­цес підвищення теплотворення при цьому не настільки інтенсивний, щоб зумовити зростання температури ядра. Цьому перешкоджають внутрішні теплові рецептори. Навпаки, підвищення температури тіла під час фізичної роботи, збуджуючи внутрішні теплові рецептори, за­пускає процеси усунення надлишку тепла за рахунок розширення су­дин, потовиділення. Надмірному прояву цих реакцій можуть перешко­джати холодові рецептори шкіри, особливо якщо приєднується вплив низької температури зовнішнього середовища.

Частота виникнення нервових імпульсів у рецепторах залежить від діючої температури. Холодові й теплові рецептори мають деяку спон­танну активність. На цю активність накладається відповідний темпера­турний подразник. Так, у волокнах, що йдуть від теплових рецепторів, імпульсація виникає під дією температури в діапазоні від 20 до 40 °С, а максимальна активність – від 38 °С і вище. Відчуття печіння від доти­ку до занадто гарячого предмета виникає під дією температури понад 45 °С, при цьому подразнюються спеціалізовані рецептори (рецептори печіння), які є різновидом больових рецепторів. Волокна холодових ре­цепторів активні в діапазоні 10-40 °С, але частота імпульсації в них найбільша при температурі 34-20 °С. Раптове підвищення або зни­ження температури призводить до короткочасного різкого збільшення частоти розрядів у відповідних рецепторах з подальшим поступовим зниженням до рівня, характерного для цієї температури.

Таким чином, при температурі шкіри в діапазоні 34-38 °С імпуль­сація в рецепторах обох типів мінімальна. Це створює відчуття темпе­ратурного комфорту. Приблизно за такою самою схемою функціо­нують і центральні терморецептори. Але для них "температурне вік­но" – у межах 37-37,5 °С.

Дата добавления: 2015-09-18 | Просмотры: 610 | Нарушение авторских прав