 |
|
АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология |
Тепловіддачаздійснюється кількома шляхами. 1. Теплопроведення - проведення тепла (теплопроведення) відбувається за безпосереднього контакту тіла з більш холодним предметом. 2. Конвекція- це перенесення теплоти з поверхні тіла шляхом переміщення нагрітого навколишнього повітря чи води. 3. Випромінювання – радіація - це випромінювання електромагнітних хвиль інфрачервоного діапазону (2-400 мкм), що, по суті, є тепловим випромінюванням.
коли температура тіла вища від температури зовнішнього середовища. Якщо ця температура однакова, тепловіддача теплопроведенням, конвекцією і випромінюванням припиняється і починає функціонувати механізм випаровування, ефективність якого прямо пропорційна температурі зовнішнього середовища.
4. Випаровування поту. (За кімнатної температури в оголеної людини близько 20% тепла втрачається шляхом випаровування поту. Охолодженню шкіри сприяє те, що для випаровування 1 мл поту витрачається 0,58 ккал енергії, без потовипаровування ефективність тепловіддачі різко знижується.). Частину тепла людина віддає шляхом випаровування з поверхні альвеол (нагріте повітря, яке видихається), а також з калом і сечею.
За кімнатної температури у роздягненої людини близько 60% тепла віддається за рахунок радіації, близько 12-15% - конвекцією повітря і 2-5% - проведенням.
РЕГУЛЯЦІЯ ТЕМПЕРАТУРИ ТІЛА Температура тіла гомойотермних тварин, в т.ч. людини, підтримується на стабільному рівні завдяки узгодженій взаємодії двох процесів: фізичної та хімічної терморегуляції. Фізична терморегуляція вмикає всі реакції тепловіддачі, підвищує їх у разі перегрівання тіла і, навпаки, знижує під час охолодження. Хімічна терморегуляція керує процесами теплопродукції і змінює їх інтенсивність залежно від температури тіла. Регуляція температури тіла гомойотермних тварин, тобто підтримання її на стабільному рівні, забезпечується переважно нервовою системою. Ендокринна система відіграє в цьому процесі значно меншу роль і головним чином при тривалих, сезонних адаптаціях організму. Будь-яка нервова регуляція потребує участі трьох ланок регуляторної системи: - чутливої рецепторної лапки, - центральної частини і - ефекторної виконавчої ланки. Терморецептори Нервово-гуморальні механізми підтримування сталості температури тіла реалізуються із збудженням терморецепторів, які за місцем розташування поділяються на периферійні та центральні. Терморецептори змінюють свою активність відповідно до зміни температури. Розрізняють теплові і холодові терморецептори. Периферійні розташовані у шкірі і містять два типи рецепторів теплові та холодові (тільця Фатера - Пачіні і колби Краузе). Це вільні нервові закінчення, що спеціалізуються виключно на сприймані термічних подразників. Центральні терморецептори — це нейрони, розміщені в гіпоталамусі, спинному мозку і деяких інших відділах ЦНС, які виявляють чутливість переважно до зміни температури. Вони також поділяються на теплові й холодові і відіграють основну роль у регуляції температури тіла. Вони здатні реагувати на зміну температури крові, яка протікає через мозок, навіть на 0,01 °С. Ці рецептори відіграють значну роль у забезпеченні регулювання теплообміну, тому що вони контролюють температуру ядра.
Між центральними і периферійними терморецепторними імпульсами є реципрокні взаємодії, які забезпечуються структурами центру терморегулювання. Частота виникнення нервових імпульсів у рецепторах залежить від температури шкіри. За температури шкіри в діапазоні 34-38 °С (шкірне температурне вікно) імпульсація в обох типах рецепторів мінімальна. Це створює відчуття температурного комфорту. Приблизно за такою ж схемою функціонують і центральні терморецептори, але для них " температурне вікно" лежить у межах 37-37,5 °С. Центр терморегулювання У передніх відділах гіпоталамуса розташовані нейрони центру терморегулювання, через які регулюється процес тепловіддачі. Основним центром, пов'язаним з ефекторами, є ділянка заднього гіпоталамуса. Ці нейрони через симпатичні нерви впливають на кровоносні судини, потові залози, інтенсивність метаболізму. Зазначений центр гіпоталамуса налаштований на "задане значення" температури тіла, яке визначається такою сумарною температурою, за якої механізми тепловіддачі і теплотворення перебувають на рівні своєї мінімальної активності. У разі зниження температури середовища нижче від комфортної інформація від холодових рецепторів надходить до переднього відділу гіпоталамуса. Звідси сигнали потрапляють до заднього відділу, який за допомогою симпатичних нервів підвищує тонус шкірних і підшкірних кровоносних судин. Звуження судин супроводжується зниженням кровопостачання, що забезпечує збереження тепла. Якщо цього виявляється недостатньо, тоді підключаються інші механізми терморегулювання (терморегулювальний тонус, тремтіння). У разі підвищення температури відбувається зниження імпульсації периферійних холодових рецепторів і зменшення тонусу еферентних структур гіпоталамуса. Зменшення симпатичного судинозвужувального впливу сприяє розширенню шкірних судин (посилюється тепловіддавача). У разі різкого підвищення зовнішньої температури та збільшення температури тіла активуються особливі структури симпатичної нервової системи, які стимулюють утворення поту через посередництво холінергічних нервових волокон. За такої умови різко пригнічується активність скелетних м'язів. Поява потовиділення і м'язового тремтіння супроводжується виникненням відчуття температурного дискомфорту.
Центр терморегуляції контролює тільки один показник гомеостазу — температуру тіла і робить це через численні органи і системи органів: кровоносну, дихальну, йодові залози, печінку, скелетні м'язи тощо. Такий об'єднувальний тип регуляції дістав назву інтегративного контролю. В передній ділянці гіпоталамуса міститься центр тепловіддачі, а в задньому — центр теплотворення. Кора великого мозку також отримує сигнали від терморецепторів шкіри. Ці сигнали волокнами спинномозково-таламічного шляху спинного мозку та аферентними волокнами черепних нервів надходять через таламус до кори великого мозку, де і створюється відчуття холоду чи тепла та його локалізація. Крім того, кора великого мозку здійснює певні поведінкові реакції, спрямовані на підтримання температури тіла. Методи дослідження обміну енергії Методи оцінки енергетичного балансу організму грунтуються на двох основних принципах: - прямому вимірюванні кількості тепла, яке виділилося (пряма калориметрія), і - непрямому вимірюванні - шляхом визначення кількості кисню, що поглинається, та вуглекислого газу, який виділяється (непряма калориметрія). Метод прямої калориметрії полягає у безпосередньому вимірюванні кількості теплоти, виділеної організмом за певний час. Для цього використовують калориметри — герметичні камери з подвійними стійками, між якими циркулює вода. За кількістю води в калориметрі, ступенем її нагрівання і теплоємністю розраховують кількість виділеної теплоти. Перші спроби застосувати такий метод визначення теплоти, виділюваної живими організмами, було здійснено ще наприкінці XVIII ст. (Лавуазьє).Велику калориметричну камеру для людини і великих тварин було побудовано в 1893 р. в Росії В. В. Пашутіним, а згодом і в Америці. За допомогою таких камер було встановлено дуже важливу закономірність, а саме: живі організми так само, як і неживі системи, підпорядковуються закону збереження енергії. Було доведено, що кількість виділеного організмом теплоти за добу відповідає енергетичній цінності харчових речовий, спожитих ним і окиснених за той самий час. Однак зазначений спосіб надто громіздкий і нині використовується лише для проведення точних наукових досліджень. Найчастіше використовується простіший спосіб непрямої калориметрії. Для підтримання життя організму протягом тривалого (доба і більше) перебування його в герметичній калориметричній камері потрібно забезпечувати сталий нормальний склад повітря в ній— додавати кисень і видаляти вуглекислий газ. При цьому з'ясувалось, що між кількісними показниками газообміну організму і його енерговитратами існують певні кількісні співвідношення. Суть непрямої калориметрії полягає у визначенні кількості виділеної теплоти за кількістю спожитого кисню і виділеного вуглекислого газу.
При використанні методу непрямої калориметрії істотне значення має такий показник, як дихальний коефіцієнт.
Дихальний коефіцієнт (ДК) — це відношення об'єму виділеного організмом вуглекислого газу до об'єму кисню, спожитого за той самий час. Кисень, що його споживає організм, витрачається на окислення органічних речовин, які надійшли до організму з їжею, а внаслідок їх окиснення утворюється С02. Отже, кількісні співвідношення між об'ємами цих газів, тобто ДК, залежать від хімічного складу окислюваних органічних речовин.
За величиною дихального коефіцієнта можна опосередковано судити про продукт, що окиснюється. Так, під часокиснювання: - 1 г глюкози виділяється 4,1 ккал тепла, - жирів - 9,3 ккал, - білків - 4,1 ккал (ці величини характеризують енергетичну цінність відповідних харчових речовин). Величина ДК залежить від кількості молекул 02, яка буде затрачена на окиснення певної сполуки для утворення кожної молекули С02. Наприклад, під час окиснення глюкози для утворення однієї молекули С02 використовується стільки ж молекул 02 (ДК = 1,0). У зв'язку з тим, що в структурі жирних кислот на один атом вуглецю припадає менше атомів кисню, ніж у вуглеводах, то в разі їх окиснення ДК = 0,7, у разі білкової їжі ДК = 0,8. Отже, ДК залежно від роду їжі коливаються в межах 0,7-1. Оскільки органічними речовинами, які підтримують енергетичний обмін людини, є білки, ліпіди і вуглеводи, можна припустити, що значення ДК не можуть виходити за межі діапазону 0,7-1. Знаючи величину дихального коефіцієнта і визначивши кількість кисню, який поглинається за одиницю часу (ПК), можна розрахувати теплопродукцію організму. За величиною ДК у спеціальних таблицях знаходять калоричний еквівалент кисню (КЕК). КЕК – це та кількість енергії, яка утворюється у разі використання 1 л кисню. З наючи ДК і КЕК, можна розрахувати величину енергозатрат. Методами непрямої калориметрії можна визначити, скільки і яких органічних речовий було спожито людиною за добу. Для цього потрібно зібрати всю сечу, виділену за добу, і визначити вміст у ній нітрогену (азоту). Знаючи, що 1 г азоту сечі відповідає 6,25 г окиснених білків, обчислюють кількість спожитих за добу білків. Використовуючи дані табл. 11, визначають кількість 02, затраченого па окиснення білків, і кількість С02, утвореного при цьому. Віднімають ці числа від загальної кількості 02 і С02, одержаної при обстеженні організму. Решту становить кількість 02 і С02, що пов'язані з окисленням ліпідів та вуглеводів. Кількість останніх визначають за допомогою рівнянь з двома невідомими (X — кількість ліпідів, У —вуглеводів).
Основний обмін Енергетичні затрати організму залежать від багатьох чинників (статі, віку, маси тіла, стану ендокринних залоз і ЦНС, активності внутрішніх органів, умов зовнішнього середовища, м'язової роботи тощо). Однак навіть за умови повного спокою людина втрачає деяку кількість енергії на підтримання мінімального рівня окисних процесів, який необхідний для забезпечення життєдіяльності клітин і тканин, а також за рахунок органів та систем, які постійно працюють (дихальних м'язів, серця, нирок, печінки).
Ці енергетичні затрати у стані спокою називаються основним обміном енергії. Основний обмін — це той мінімальний рівень енергетичного обміну, що витрачається лише па підтримання життя. Оскільки поняття спокою може трактуватися по-різному, то визначати величину основного обміну необхідно за наступних стандартних умов: 1) зранку; 2) натще (щоб виключити специфічно-динамічну дію їжі); 3) у стані фізичного та психічного спокою, лежачи; 4) за умови температурного комфорту (18-20 °С); 5) у стані неспання (під час сну рівень енергетичних затрат організму на 8-10% нижчий). За стандартних умов величиною рівня основного обміну можна вважати 1300-1700 ккал/добу, або 1 ккал/кг/год (42 кдж/кг/год).
Рівень обміну в звичайних, а не стандартних умовах, називають загальним обміном. Майже половина величини основного обміну припадає на енергоспоживання печінки і скелетних м'язів. Інтенсивність основного обміну має добовий ритм коливань: зранку поступово зростає, а вночі - знижується. Закон поверхні. Німецький дослідник М. Рубнер, вивчаючи енергетичний обмін у різних тварин, установив, що виділення теплоти організмом прямо пропорційне поверхні тіла, і, отже, відношення теплопродукції до поверхні тіла є величиною сталою і становить 4187 кДж/м2 (приблизно 1000 ккал/м2) на добу.
Це положення і називають законом (правилом) поверхні, або законом Рубнера. На мал. 82 представлена така залежність. В основі цього закону лежить суто фізичне явище виведення внутрішньої теплоти будь-якого тіла через його поверхню. Живі організми, на відміну від неживих систем, здатні деякою мірою регулювати власний енергетичний обмін. Ця обставина і є причиною відхилення реальних показників їхнього теплообміну від розрахованих відповідно до закону поверхні чи згідно зі ступеневою залежністю від маси тіла ЗАКЛЮЧЕННЯ.
Підводячи підсумки лекції, можна зробити такі висновки: 1 – для гарного розуміння роботи травної системи в нормі треба знати закономірності фізіологічних процесів, що відбуваються послідовно в усіх її відділах, 2- травна система має велике значення в обміні речовин і енергії, 3 – знання особливостей фізіології травної системи і обміну речовин в нормі дозволить більш глибоко зрозуміти ті зміни, які відбуваються в організмі при різних хворобах. А тепер для того, щоб з`ясувати, наскільки добре ви засвоїли матеріал лекції проведемо невелике тестування.
А. Тести для самоконтролю: Дата добавления: 2015-09-18 | Просмотры: 1348 | Нарушение авторских прав |
Перелічені вище шляхи тепловіддачі є ефективними лише тоді,