Терморегулацията е ... Терморегулация и метаболизъм

Терморегулацията е механизъм, който позволява на живите организми да поддържат постоянството на вътрешната среда. Повечето от процесите в човешкото тяло зависят от температурата: метаболизъм, синтез на протеини и хормони, храносмилане, когнитивни функции.

Температурен обхват

За нормалния живот на човек терморегулацията е изключително важна. Телесна температура здравите хора са в тесен диапазон от 36.0 до 37.0 градуса по Целзий. Рязкото намаляване или увеличение на тези стойности обикновено води до смърт.

В горещината човек се потиска интензивно. Загубата на течност по този начин води до дехидратация, понякога доста сериозна. Заедно с пот тялото се оставя с витамини и минерали. Поради дехидратацията, кръвта става по-дебела, метаболизмът е нарушен. Нормална загуба на вода при потене - до три процента от общото телесно тегло. Ако тази стойност превиши шест процента бариера, когнитивните функции страдат. Двадесет процента са достатъчни за фатален изход. Освен това има и друга опасност. По време на дълъг престой в тялото на слънце съхранява повече топлина, отколкото го дава на околната среда, както и правото на термодинамично равновесие на човешкото тяло е постепенно се нагрява до температура, която е до 39-41 градуса по Целзий. Това води до топлинен удар и загуба на съзнание. Сърдечно-съдовата система работи и при износване: пулсът става по-чести, налягането се повишава, кръвта едва преминава през съдовете.

Подохлаждането е не по-малко опасно за хората. В студа, съдовете на тялото се свиват, което причинява тъканна исхемия. И ако ефектът от студената температура се удължи, тогава е възможно смъртта на кожата или мускулите. Ниска температура засягат метаболизма, който се извършва няколко пъти по-бързо, защото тялото се нуждае от енергия за отопление.

Ядро и черупка

Условно цялото човешко тяло може да бъде разделено на две нива: сърцевината и черупката. Ядрото (най-вече вътрешните органи) има постоянна температура от около тридесет и седем градуса. Това се постига чрез баланс между производството на топлинна енергия и трансфера на топлина. Обвивката е бариера между околната среда и ядрото с дебелина 2,5 см. Терморегулацията е способността на обвивката да поддържа постоянна температура на сърцевината.

Кожата на здрав човек в различни области може да се нагрее от 24 до 36,6 градуса. Най-студените са върховете на пръстите, а най-топлото място е подмишницата. Колебанията на телесната температура в рамките на един ден достигат една степен: най-ниската - рано сутрин и висока - в шест вечерта.

Производство на топлина и топлопренос

Какво е терморегулацията и как се поддържа в човешкото тяло? Този въпрос не е толкова лесен, колкото изглежда на пръв поглед. В нашето тяло непрекъснато се генерира топлина, която в по-голямата си част се изразходва за отопление на външната среда. Този процес се нарича топлообмен. Регулира се от нервната система, резултатите от нея зависят от метаболизма, активността на сърцето, свиването на мускулите и т.н.

Обикновено производството на топлинна енергия е равно на пренос на топлина, т.е. се наблюдава изотерма. Причините са прости терморегулацията - това помага да се поддържа неприкосновено вътрешна температура и да се осигури известна степен на независимост на организма от външната среда. В продължение на един час в човек той образува достатъчно топлина, за да кипне един литър вода. И ако не беше за топлоенергията, то в рамките на три дни след раждането ние всички бихме буквално са готвили отвътре. Ето защо процесите, които помагат на хората да се отърват от излишната топлина, са изключително важни.

закалка

Терморегулацията и втвърдяването вървят ръка за ръка. Тялото се адаптира към ефекта на все по-ниски или по-високи температури, създават се нови механизми за поддържане на постоянната температура на сърцевината.

В къщи има няколко обичайни методи за втвърдяване. Например, избършете с хладка вода. Първият път водата трябва да бъде 30 градуса, после 28, 26 и така, докато достигне 15 градуса по Целзий. Когато тялото свикне със студа, можете да отидете да се забиете или да се къпете с триене. Въздухът и слънчеви бани са признати за ефективни. Първоначално продължителността на сесиите не трябва да надвишава 15 минути, но с течение на времето може да доведете времето до 60. Независимо от това, трябва да се помни, че продължителното вулканизиране може да доведе до проблеми с кожата и рака.

терморецепторите

Кожата в терморегулацията на тялото играе ключова роля. Като най-голям орган на човешкото тяло изпълнява много функции, включително и съдържащи терморецептори (студ и топлина). Известно е, че студът е около десет пъти по-голям, затова сме много по-чувствителни към ниските температури. Най-голямото натрупване на рецептори е на лицето, шията и най-малкото на върха на пръстите. Чувствителността им обаче е обратно пропорционална на броя. Въпреки факта, че топлинните рецептори са по-големи, те са почти два пъти по-чувствителни от тези на студените.

Видове терморегулация

Терморегулацията е цял конгломерат от процеси, насочени към поддържане на постоянна телесна температура чрез топлообмен. Механизмът на работа на тази система може да бъде описан с помощта на принципа на "обратна връзка". Това означава, че температурата на околната среда се променя първо, рецепторите на кожата реагират и сигналът се предава на мозъка. И оттам идва регулацията на производството на топлоенергия и нейното отдръпване.

Всички процеси на терморегулация могат да бъдат разделени на два вида:

- физически;

- химикал.

Физическата терморегулация, от своя страна, се разделя на изпарение, радиация, топлопроводимост и конвекция. Сред химични процеси те освобождават контрактилна и нередуцирана термогенеза.

Физическа терморегулация

Физичната терморегулация е комбинация от процеси, които осигуряват отстраняването на топлината от тялото. За това природата предлага няколко начина:

- проводимост;

- конвекция;

- радиация;

- изпаряване.

В допълнение, тялото може да регулира интензивността на кръвообращението и степента на разширяване на съдовете на кожата, което също влияе върху загубата на топлина. Друг механизъм на освобождаване на топлина е изпотяване. Тя е най-ефективна в случай на горещ климат или изкуствено повишаване на температурата на околната среда.

В състояние на покой, при комфортна температура от 20 градуса по Целзий, човек губи около шестдесет процента от топлината чрез излъчване, изпарява само двадесет, а останалото е проводимост и конвекция. След един час загубихме около сто килокалории или четиристотин деветнадесет джаула.

Изпаряване и излъчване

Изпарението е освобождаването на енергия в околната среда чрез загуба на влага през кожата или лигавиците. В противен случай този процес се нарича изпотяване. Ако сте на удобна температура (около двадесет градуса по Целзий), човек губи около 36 грама течност всеки час. С повишаването на температурата или интензивната работа тази цифра понякога се увеличава до два литра на час.

Ако въздухът е сух, тогава висока температура се толерира от човека относително добре, тъй като има възможност за изпаряване на пот. Въпреки това, във влажен климат дори тридесет степени топлина могат да бъдат фатални.

Радиацията е пътят на отделянето на топлина чрез електромагнитно излъчване. Лице излъчва топлина от момента, в който температурата на околната среда падне под телесната температура, т.е. почти винаги. За да се предотврати загубата на топлина по време на работа, трябва да остане минималният брой отворени зони на кожата. Облеклото може да спре облъчването и да намали количеството освободена топлина, но не може напълно да го спре.

Дори позицията на тялото се включва в терморегулацията. Когато едно животно или човек е студено, той се опитва да обедини (curdle), така че колкото е възможно по-малко повърхността на тялото да е в контакт с външната среда. И обратното, ако е топло, хората и животните се опитват да се отворят, за да увеличат площта на кожата за радиация.

Провеждане и конвекция

Провеждането се проявява, когато човек влезе в контакт с други тела. Това зависи от времето за контакт, областта на обекта и топлопроводимостта на материала.

За да не се получи измръзване или не болен, трябва да се придържат към основните правила:

- Не седи на студени камъни;

- През зимата липсват голи метални предмети;

- за природата не седи на голата земя, но винаги нещо, което да се постави (спално чувалче, килим, дрехи);

- Не ходете в мокри дрехи през зимата.

Конвекцията е динамичен начин за загуба на топлина, която се осъществява чрез движещи се частици от вода или въздух, например такива потоци създават вятър или вентилатор. Ако е лесно, то тялото, което отделя топлина, загрява въздуха до кожата. Той става по-лек от студа и се издига по-високо, а мястото му е взето от нова част. Когато сме във вятъра или се движим бързо, въздухът около нас също се движи по-бързо, затова топлината не остава близо до кожата дълго.

Химическа терморегулация

Терморегулацията и метаболизмът са тясно свързани понятия. Химическият метод се основава само на промяна в интензивността на процеса на окисляване и вибрации на мускулите. Енергията за загряване на тялото се получава чрез хидролиза на АТФ (аденозин трифосфат). Необходимо е за превръщането на сложните съединения в по-прости. Топлината, която след това се освобождава, се разсейва в околното пространство. Това е нередуцирана термогенеза.

В зависимост от температурата на околната среда метаболизмът може да се ускори или забави, за да се поддържа постоянството на ядрото. Най-удобният човек се чувства на 18-20 градуса по Целзий. Но това е за въздуха. Водата е по-благоприятна за нагряване, така че температурата трябва да бъде по-висока. По-голямата част от топлината се получава от мускулите по време на аеробната гликолиза. Ето защо, когато сме студени, тялото започва да трепери, за да увеличи производството на топлина. Това условие се нарича термогенеза при свиване.

Контрол на терморегулацията

Терморегулацията на мозъка върви по същия начин, както останалата част от тялото, с тази разлика, че тук се намира центърът, който управлява целия процес. В хипоталамуса се намира центърът на терморегулацията, който координира скоростта на метаболитните процеси, мускулната контракция и тонуса на съдовете на кожата.

Чувствителните нервни клетки в тази част на мозъка могат да разграничат вибрациите до стотни и хилядни от една степен. Те анализират входящата информация и, въз основа на обратна връзка, регулират вътрешната температура, като я определят в зависимост от външните обстоятелства.

Подчинени на хипоталамуса са щитовидната жлеза и надбъбречните жлези. Първата засяга скоростта на метаболизма, а втората засяга съдовия тонус и окислителните процеси в мускулите. Използване на невротрансмитери и хормони, хипоталамус коригира състоянието на органа в зависимост от обстоятелствата.