Температурні оболонка і ядро
Залежність інтенсивності процесів обміну від температури призвела до того, що температура тіла більшості гомойотермних тварин наблизилася до максимуму, за яким настає теплова денатурація білків, руйнування ліпідів у мембранах. Такою температурою для людини є 37 °С. Однак у разі вимірювання температури окремих частин тіла людини можна виявити, що не скрізь спостерігається чітко виражена гомойотермія. Існують осьовий і поздовжній температурні градієнти.
Поверхневі шари більше залежать від зовнішньої температури і є холоднішими, ніж глибокі. Кінцівки, особливо їхні дистальні відділи, мають меншу температуру, ніж тулуб.
Умовно виділяють пойкілотермну оболонку і гомойотермне ядро. Співвідношення їх непостійне і в залежності від зовнішньої температури за рахунок перехідної зони ядро може збільшуватися або зменшуватися.
Отже, всі органи і тканини тіла продукують теплоту, але неоднаковою мірою (табл. 15).
Найбільшу кількість теплоти в стані спокою організму виробляють печінка, мозок і серце, що пов'язано з їх високою функціональною активністю, інтенсивним кровопостачанням і надходженням до них кисню.
Усі внутрішні органи, маса яких не перевищує 8 % маси тіла, виділяють майже 3/4 усієї теплоти (це гомойотермне ядро).
Шкіра, м'язи, кістки і деякі інші органи, становлячи 92 % маси тіла, продукують всього 27,6 % теплоти(це пойкілотермна оболонка).
Механізми терморегулювання
Основною умовою підтримання постійної температури тіла є досягнення стійкої рівноваги між теплопродукуванням і тепловіддачею.
Регулювання температури і полягає в узгодженні процесів утворення та виділення тепла.
Можна виділити механізми, які забезпечують короткочасну і довготривалу адаптацію до мінливої зовнішньої температури.
Коро ткочасна адаптація забезпечує пристосування до швидких змін температури. Вона має низку механізмів, які "включаються" поетапно. Спочатку використовуються механізми із меншою енергоємністю, але якщо їх недостатньо для збереження постійної температури ядра, то підключаються складніші.
Будуючи житло, надягаючи відповідний одяг, людина використовує поведінкові механізми регулювання теплообміну.Більшість поведінкових реакцій є умовнорефлекторними усвідомленими актами.
Для терморегулювання організм використовує і широку гаму безумовних рефлексів соматичної та автономної нервових систем, можливості гуморального регулювання. Так, зміна активності обміну речовин перебуває під регулювальним впливом гормонів та автономних нервів. Симпатичні нерви прискорюють процеси обміну речовин. Аналогічну функцію виконують катехоламіни надниркових залоз і тиреоїдні гормони.
Взаємодія автономної нервової системи із соматичною забезпечує залучення до процесів теплоутворення скелетні м'язи.
Можна виділити три типи м'язових скорочень, які забезпечують підвищення теплоутворення:
- терморегулювальний тонус,
- тремтіння і
- довільні скорочення.
Терморегулювальний тонус полягає у тому, що в деяких м'язах (шиї, тулуба, згиначах кінцівок) починаються асинхронні скорочення окремих рухових одиниць, це забезпечує позу "згортання у клубок". З одного боку, скорочення м'язів сприяє утворенню у них тепла (скоротливий термогенез), а з іншого - відповідна поза зменшує поверхню тепловіддачі.
Тремтіння з'являється у разі подальшого зниження зовнішньої температури. Суть мимовільного м'язового тремору полягає у різкому підвищенні процесів теплоутворення, тому що в такому разі вся енергія перетворюється не в механічне переміщення, а в тепло.
Якщо і цих форм теплоутворення недостатньо, то підключаються довільні (усвідомлені) рухи - стрибки, біг тощо.
Провідну роль у зміні процесів тепловіддачі відіграє перерозподіл кровотоку. Звуження судин шкіри і підшкірної жирової клітковини, закривання артеріоловенулярних анастомозів сприяють збереженню тепла в організмі. На противагу цьому, за умови розширення судин можливості для ефективнішого прояву фізичних способів тепловіддачі збільшуються. У разі розширення судин температура шкіри може зростати на 7-8 °С.
Симпатичний відділ автономної нервової системи регулює також і процес потовиділення. Трансмітером є ацетилхолін.
Кожний із зазначених механізмів використовується по-різному, залежно від конкретних умов. Так, у разі адаптаційних перебудов, що розвиваються поступово – довготривала адаптація (наприклад, сезонна осіння і весняна акліматизація), використовуються переважно гормональні механізми.
Необхідність швидкої адаптації включає нервово-рефлекторні ефекторні шляхи. Ефекторні механізми терморегулювання підключаються через спеціальний центр терморегулювання, який міститься в гіпоталамусі. У свою чергу, його включення зумовлено взаємодією центральних механізмів з аферентною імпульсацією.
Усі процеси, що безпосередньо спрямовані на підтримання температури тіла, прийнято ділити па дві групи: теплотворення і тепловіддачу.
У всіх органах у результаті обмінних процесів відбувається теплопро-дукування, тому кров, яка відтікає від них, звичайно має вищу температуру, ніж та, що притікає.
Найважливішим джерелом теплопродукування є м'язи, особливо під час скорочення (скоротливий термогенез). Серед різних скорочень варто виділити особливу їх форму - тремтіння (тремор). Тремтіння повністю спрямоване на збільшення теплоутворення.
Гомойотермний організм у холодному середовищі втрачає теплоту, а в теплішому, навпаки, отримує її, але, незважаючи на це, зберігає температуру тіла сталою завдяки розвиненим фізіологічним реакціям, спрямованим на коригування потоків теплоти у бажаному напрямку.
Обмін теплотою між тілом і зовнішнім середовищем здійснюється головним чином через поверхню тіла (особлива роль належить шкірі, дихальним шляхам та легеням). У людини через них виділяється більше 15 % усієї теплоти.
Теплота, що утворюється в результаті біохімічних процесів, переноситься до легень та шкіри потоком крові, який може змінюватися залежно від співвідношення між внутрішньою і зовнішньою температурою двома способами:
- зміною інтенсивності шкірного кровотоку в цілому в результаті судинорухових реакцій і
- перерозподілом крові між капілярами шкіри і артеріовенозними анастомозами.
За потреби посилення тепловіддачі капіляри шкіри розширюються, кровотік в них зростає, артеріовенозні анастомози закриваються.
На холоді, навпаки, більша кількість крові шунтується через розміщені глибше розкриті артеріовенозні анастомози, а капілярний кровотік шкіри надає майже до нуля (мал. 85).
Дата добавления: 2015-09-18 | Просмотры: 736 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
|