Vücut ısısı ortam ısısını aşarsa, vücut ortama ısı verir. Isının çevreye salınması radyasyon, ısı iletimi, konveksiyon ve buharlaşma ile gerçekleştirilir.

Ortamın sıcaklığının vücut sıcaklığının üzerinde artması, radyasyon ve iletim nedeniyle vücut sıcaklığında bir artışa yol açar. Bu koşullar altında aşırı ısı ve soğutmadan kurtulma sadece terin buharlaşması ile gerçekleştirilir. Havanın cilde yakın hareketi buharlaşma oranını arttırır ve böylece ısı kaybının verimini arttırır (fanın soğutma etkisi).

Fiziksel termoregülasyon (ısı dağılımı.) Vücut ısısı ortam ısısını aşarsa, vücut ortama ısı verir. Isı çevreye salınır radyasyon, ısı iletimi, konveksiyon ve buharlaşma.

Radyasyon. Oda sıcaklığında çıplak bir kişi yaklaşık 60% 760 nm uzunluğundaki kızılötesi dalgaların radyasyonuyla yayılan ısıdan.

Konveksiyon (15% verilen ısı) - hareketli hava veya su parçacıklarının aktarılmasıyla ısı kaybı. Konveksiyon yöntemi ile kaybedilen ısı miktarı artan hava hızı (fan, rüzgar) ile artar. Suda, iletim ve konveksiyon yoluyla ısı transferinin değeri havadakinden çok daha fazladır.

Tutma- temas ısı transferi ( 3% yayılan ısı) vücudun yüzeyi herhangi bir fiziksel cisimle (sandalye, yer, yastık, giysi vb.)

Radyasyon, konveksiyon ve iletim vücut sıcaklığı ortam sıcaklığından yüksek olduğunda ortaya çıkar . Vücut yüzey sıcaklığı, ortam sıcaklığına eşit veya daha düşük ise, vücut tarafından bu ısı kaybı yöntemleri etkisiz hale gelir. Örneğin, normal koşullar altında ısı iletimi küçük bir rol oynar, çünkü. hava ve giysiler ısıyı iyi iletmez.

buharlaşma- yüksek sıcaklıklarda ısı salınımı için gerekli bir mekanizma. Suyun vücut yüzeyinden buharlaşması kayıplara yol açar. 2,43 kJ (0.58 kcal) buharlaştırılmış suyun gramı başına ısı.

algılanamaz buharlaşma - su moleküllerinin deri ve solunum yüzeyleri yoluyla sürekli difüzyonunun bir sonucu olarak, sıcaklık düzenleme sistemi tarafından kontrol edilmez.Görünür bir terleme olmadan bile, su cilt yüzeyinden ve akciğerlerin içindeki ciğerlerden buharlaşır. 700 - 850 ml su bir günde(300 - 350 ml - akciğer yüzeyinden, 400 - 500 ml - cilt yüzeyinden) , siparişin ısı kaybına neden olur 12–16 kcal/saat.

Sürecin yoğunluğu şunlara bağlıdır: bağıl nem : Su buharına doymuş havada buharlaşma olmaz. Bu nedenle, banyoda ter büyük miktarlarda salınır, ancak cildin yüzeyinden buharlaşmaz ve akmaz - verimsiz terleme .

Çevrenin yüksek sıcaklık koşullarında ağır fiziksel çalışma sırasında, terleme ulaşabilir 10-12 l / gün. Ağır bir kas yükünden sonra buharlaşma yoluyla verilir. 75% Isı radyasyonu 12%, konveksiyon 13% (karşılaştırma için: 20 yaşında istirahatte 0 İle – radyasyonun payı% 66, buharlaşma -% 19, konveksiyon -% 15).

Ter ile birlikte çok miktarda tuz (başta sodyum klorür) ve C vitamini kaybolur.Bu bakımdan sıcak dükkanlarda ve sıcak iklimlerde çalışan kişilerin beslenmesinde bu maddelerin tüketim oranları önemli ölçüde genişletilmelidir.

ısı transferinde yer almak cilt, mukoza zarları, akciğerler, kardiyovasküler ve boşaltım sistemleri .

Isı transferi süreçlerinde özellikle önemli bir rol, cilt damarlarının durumu ve ayrıca kalp kasılmalarının ve solunumun sıklığı tarafından oynanır.

kardiyovasküler sistem kanın damarlarda yeniden dağılımı ve dolaşımdaki kan hacmindeki değişiklikler nedeniyle ısı transferinin yoğunluğunu etkiler.

Soğukta cilt kan damarları, özellikle arteriyoller, dar; arteriyovenöz anastomozlar açılır. Bu, kılcal damarlardaki kan miktarını azaltır. Sonuç olarak, gövdenin ısı yalıtımı artar ve ısı transferi sınırlanarak ısı korunur. Kanın yeniden dağıtılması nedeniyle, iç organlardaki kan akışının hacimsel hızı artar - bu, içlerindeki ısının korunmasına katkıda bulunur - ısı koruma reaksiyonu .

Ortam sıcaklığı yükseldiğinde:

1) cilt damarları genişler, içlerinde dolaşan kan miktarı artar;

2) Suyun dokulardan damarlara taşınması ve dalaktan ve diğer kan depolarından kanın dışarı atılması nedeniyle dolaşımdaki kan hacmi artar. Sonuç olarak, radyasyon ve konveksiyon yoluyla ısı transferi artar.

Solunum sistemi - Vücuttan daha fazla ısınan havanın çıkarılması nedeniyle artan solunum ile benzer bir sonuç ortaya çıkar. Özellikle terlemeyen hayvanlarda önemlidir ( ter bezlerinden yoksun veya terlemeyi engelleyen kalın saçlara sahip)- köpekler, kediler vb. Ortamın sıcaklığındaki artışla birlikte gelişirler. termal dispne - çok hızlı, ancak son derece sığ nefes alma. Ağız mukozasından ve üst solunum yollarından suyun buharlaşmasını arttırır.

Isı transferi engellenir :

1) deri altı yağ tabakası - yağın düşük ısı iletkenliği nedeniyle;

2) kıyafetler - cilt ile cilt arasında zayıf bir ısı iletkeni olan bir durgun hava tabakası olduğu için (sıcaklığı 30 0 C'ye ulaşır). Giysilerin ısı yalıtım özellikleri ne kadar iyidir, yapısı o kadar incedir - yün ve kürk. Hava geçirmeyen giysiler (kauçuk) zayıf tolere edilir - onunla vücut arasındaki hava tabakası hızla su buharına doyurulur ve buharlaşma durur.

3) vücut pozisyonunda değişiklik : soğuk olduğunda, hayvanlar ısı transfer yüzeyini azaltan "top şeklinde yuvarlanır"; sıcak olduğunda, aksine, arttığı bir pozisyon alırlar;

4) cilt kas reaksiyonu - insanlar için ilkel bir anlamı vardır (“kafa tüyleri”), hayvanlarda kürkün hücreselliğini değiştirir, bunun sonucunda yünün ısı yalıtım rolünü iyileştirir.

Vücut sıcaklığının sabitliği, bir yandan metabolizmanın yoğunluğunu ve buna bağlı olan ısı üretimini (kimyasal termoregülasyon) ve diğer yandan ısı transferini (fiziksel termoregülasyon) düzenleyen mekanizmaların ortak hareketi ile sağlanır. .

Böylece, kullanışlı uyarlanabilir sonuç dikkate alınan fonksiyonel sistemin aktivitesi, cildin sıcaklığının (sıcaklık "kabuk") sabitliği değil, iç organların sıcaklığı (sıcaklık "çekirdek")

SABİT VÜCUT SICAKLIĞI SAĞLANAN FONKSİYONEL SİSTEM

1 bağlantı - kullanışlı uyarlanabilir sonuç - vücut ısısını sabit bir seviyede tutmak.

2 bağlantı - reseptörler . Termoreception, A (delta) ve C tipi ince duyusal liflerin serbest uçlarıyla gerçekleştirilir.

( Sıcaklık sabitliğinin düzenlenmesi, cilt, cilt ve deri altı damarlarının yanı sıra merkezi sinir sisteminin reseptörlerinin tahrişinin bir sonucu olarak gerçekleştirilen karmaşık bir refleks eylemidir.)

3 fonksiyonel sistemin bağlantısı - sinir merkezi

4 bağlantılı fonksiyonel sistem – yürütme organları. Vücut ısısı yoğunluk oranı ile belirlenir:

1) ısı üretimi

2) ısı dağılımı

TERMOREGÜLASYON MEKANİZMALARI

Termoregülasyonun sinir mekanizmaları temel olarak reseptör oluşumlarını (sıcak ve soğuk reseptörleri) içeren refleks yaylarına sahiptir. Afferent sinir lifleri yoluyla, reseptör aparatından gelen uyarılar, başta hipotalamusun yapıları olmak üzere bir dizi ana otonomik düzenleme merkezine ulaşır. Refleks yayının efferent kısmı, damarların yanı sıra iç organları innerve eden sempatik ve parasempatik sinir lifleridir. Efferent impulslar ayrıca iskelet kaslarının aktivitesini düzenleyen motor somatik lifler boyunca gerçekleştirilir.

Termoreseptörlerin lokalizasyonu ve özellikleri.

Çevresel termoreseptörler deride, deri altı dokularda, deride ve deri altı damarlarında. Deri termoreseptörleri, kapsüllenmemiş sinir uçlarıdır. .

Merkezi termoreseptörler hipotalamusun medial preoptik bölgesinde (merkezi termosensör nöronları), orta beynin retiküler oluşumunda ve omurilikte bulunur.)

Merkezi sinir sistemindeki termal ve soğuk reseptörler, sinir merkezlerine akan kanın sıcaklığındaki değişikliklere tepki verir. Beyne kan getiren karotid arterin soğutulması sırasında ısı üretiminde bir artış kaydedildi.

Merkezi termoreseptörler için kanıt :

1 ) sinirli arka uzuvların daldırılması soğuk suda köpekler baş, ön ayaklar, gövde kaslarının titremesine ve ısı oluşumunun artmasına neden olur. Bunun nedeni, "soğuk" kanın merkezi termoreseptörleri tahriş etmesidir;

2)beyne kan getiren karotid arterin soğuması sırasında , cildin titremesi ve vazokonstriksiyonu gelişir, bu da sırasıyla ısı üretiminde bir artışa ve ısı transferinde bir kısıtlamaya yol açar.

Termoreseptörler solunum yollarında, medulla oblongata'da ve motor kortekste bulunmuştur.

Böylece, insan vücudunun vücut sıcaklığını kontrol etmek için ikili bir sistemi vardır: dış ortamın (sıcak veya soğuk) etkisi algılanır. cilt reseptörü oluşumları , iç ortamın sıcaklığı kaydedilir iç organların termoreseptörleri ve merkezi sinir sisteminin yapıları.

Termoreseptörlerin fonksiyonel hareketliliği. Deri termoreseptörlerinin, vücudun genel durumundaki değişikliklere bağlı olarak sıcaklık etkilerine duyarlılıklarını değiştirme yeteneği, P.G. tarafından keşfedilen reseptörlerin evrensel özelliğini yansıtır. Snyakin ve aradı "fonksiyonel reseptör hareketliliği".

Ek olarak, termoreseptörler alt bölümlere ayrılır. sıcak ve soğuk için .

X malt reseptörleri derinin kalınlığında, derinde bulunur yaklaşık 0.17mm, termal alıcılar - 0,3 mm derinlikte . Deri yüzeyinde soğuğu algılayan noktaların toplam sayısı, ısıyı algılayan noktaların sayısını önemli ölçüde aşmaktadır. Soğuk ve ısı alıcıları cilt yüzeyinde eşit olmayan bir şekilde bulunur. Isı ve soğuk termoreseptörlerin tercihli lokalizasyon bölgeleri vardır.

Periferik termoreseptörler baskındır. soğuk , merkezi arasında - termal . İnsanlar için optimum ortam sıcaklığında, termoreseptörler sabit frekanslı deşarjlar üretir. Ortam sıcaklığındaki düşüşle, impulsların ve soğuk reseptörlerin frekansı artarken termal reseptörlerinkiler azalır. Aksine, ortam sıcaklığındaki bir artışla, termal reseptörlerin darbelerinin sıklığı artar ve azalır - soğuk.

Soğuk cilt reseptörlerinin nabız frekansı, 20-30 sıcaklıkta maksimumdur. 0 C ve termal alıcılar için sıcaklık 38-43'tür. 0 İle . Sıcak basması - yanan- 45 0 C'nin üzerindeki sıcaklıklarda oluşur ve diğer reseptörler tarafından algılanır - Sıcak veya yanan reseptörler (yaklaşık polimodal nosiseptörlere aittir ve termoreseptörler ile nosiseptörler arasında bir ara bağlantıdır).

Sinir merkezlerinin rolü.

Vücut sıcaklığının metabolizma için optimal seviyede tutulması, merkezi sinir sisteminin düzenleyici etkisi nedeniyle gerçekleştirilir. İlk kez beyinde vücut ısısını değiştirebilen bir merkezin varlığı keşfedildi 80'lerde XIX içinde. C. Bernard . "Termal enjeksiyon" olarak adlandırılan deneyimi aşağıdakilerden oluşuyordu: diensefalon bölgesine bir çapak deliğinden bir elektrot yerleştirildi ve bu bölgenin tahriş olmasına neden oldu. Elektrotun yerleştirilmesinden 2-3 saat sonra, hayvanın vücut sıcaklığında kalıcı bir artış meydana geldi. Daha sonraki çalışmalarda, termoregülasyon süreçlerinde en önemli rolün hipotalamusa ait olduğu bulundu.

Modern kavramlara göre termoregülasyon yapılır dağıtımlı sistem , ana kısmı olan hipotalamik termoregülatuar mekanizma

Ana (ana) termoregülasyon merkezlerinin hipotalamusta bulunduğu deneysel olarak tespit edilmiştir (bunlardan dolayı dış ve iç ortamdaki değişiklikler algılanır). Yok edildiğinde hipotalamus - vücut ısısını düzenleme yeteneği kaybolur ve hayvan poikilotermik hale gelir.. Hipotalamik bölgenin nöronları, iç organların termoreseptörlerinde ve cilt yüzeyinde meydana gelen dürtü tarafından da ele alınır. Termoreseptörlerden gelen duyusal bilgi, A-delta sinir lifleri boyunca ve lemniskal yollar aracılığıyla talamik nöronlara ve daha sonra beyin korteksinin hipotalamus ve sensorimotor alanına yayılır.

Sürecin düzenlenmesinin mümkün olduğu bilinmektedir. ısı üretimi(kimyasal termoregülasyon) aktivite ile gerçekleştirilir. arka hipotalamusun çekirdekleri; süreçler fiziksel termoregülasyon(ısı transferi) nedeniyle ön hipotalamusun çekirdekleri. Böylece, hipotalamusta iki düzenleyici merkez vardır: ısı üretim merkezi ve ısı transfer merkezi .

Isı transfer merkezleri (hipotalamusun ön çekirdekleri) - bu yapıların yok edilmesi, hayvanların yüksek ortam sıcaklığı koşullarında sabit bir vücut sıcaklığını koruma yeteneklerini kaybetmelerine neden olur. Aynı zamanda vücut ısıları artmaya başlar, hayvanlar bir duruma geçerler. hipertermi ve hipertermi oda sıcaklığında bile gelişebilir. Bu yapıların tahrişi implante elektrotlar elektrik çarpması hayvanlarda karakteristik bir sendroma neden olur: nefes darlığı, derinin yüzeysel damarlarının genişlemesi, vücut sıcaklığındaki düşüş.Ön soğutmanın neden olduğu kas titremesi durur.

Isı üretim merkezleri (lateral-dorsal hipotalamus) - yok edilmeleri, hayvanların düşük ortam sıcaklığı koşullarında sabit bir vücut sıcaklığını koruma yeteneklerini kaybetmelerine neden olur. Bu koşullar altında vücut ısıları düşmeye başlar ve hayvanlar hipotermi durumuna geçer. Hipotalamusun karşılık gelen merkezlerinin elektrikle uyarılması hayvanlarda aşağıdaki sendroma neden olur: 1) derinin yüzeysel damarlarının daralması;

Sıcaklık düzenlemesi, ısı üretimi (kimyasal termoregülasyon) ve ısı transferi (fiziksel termoregülasyon) süreçlerini koordine etmekten oluşur.
Isı üretim süreçleri. Tüm organlarda metabolik süreçlerin bir sonucu olarak ısı üretimi meydana gelir. Bu nedenle, organlardan akan kan, kural olarak, içeri girenden daha yüksek bir sıcaklığa sahiptir. Ancak çeşitli organların ısı üretimindeki rolü farklıdır. Dinlenirken, karaciğer, diğer iç organlar için toplam ısı üretiminin yaklaşık% 20'sini oluşturur -% 56, -% 20, iskelet kaslarında fiziksel aktivite sırasında -% 90'a kadar, iç organlar için - sadece% 8'dir.
Böylece, güçlü bir yedek ısı üretimi kaynağı, kasılmaları sırasında kaslardır. Hareket sırasında metabolizmalarının aktivitesindeki değişiklik, ısı üretiminin ana mekanizmasıdır. Çeşitli hareketler arasında, ısı üretiminde kas katılımının birkaç aşaması ayırt edilebilir.
1. Termoregülatuar ton. Bu durumda kaslar kasılmaz. Sadece tonları ve metabolizmaları artar. Bu ses genellikle boyun, gövde ve uzuv kaslarında oluşur. Sonuç olarak, ısı üretimi %50-100 oranında artar.
2. Titreme bilinçsizce gerçekleşir ve yüksek eşikli motor ünitelerin termoregülatuar tonun arka planına karşı periyodik aktivitesinden oluşur. Titreme sırasında, tüm enerji yalnızca artan ısı üretimine yönlendirilirken, sıradan hareket sırasında enerjinin bir kısmı ilgili uzuv hareket ettirmek için harcanır ve bir kısmı termojenez için harcanır. Titreme ile ısı üretimi 2-3 kat artar. Titreme genellikle boyun kasları ile başlar, yüz. Bunun nedeni, her şeyden önce beyne akan kanın sıcaklığının yükselmesi gerektiğidir.
3. Keyfi kasılmalar, kas kasılmasında bilinçli bir artıştan oluşur. Bu, ilk iki aşamanın yeterli olmadığı düşük dış sıcaklık koşullarında gözlenir. Keyfi kasılmalarla ısı üretimi 10-20 kat artabilir.
Kaslarda ısı üretiminin düzenlenmesi, diğer dokularda - sempatik sinir sistemi ve katekolaminler (metabolizma hızını %50 arttırır) ve hormonların, özellikle tiroksin, işlev ve metabolizma / kaslar üzerindeki a-motonöronların etkisinden kaynaklanır, bu da ısı üretimini neredeyse ikiye katlar.
Termojenezde önemli bir rol, hidroliz sırasında karbonhidratlardan (4,1 kcal/g) çok daha fazla enerji açığa çıkaran (9,3 kcal/g) lipidlerdir. Özellikle çocuklarda özellikle önemli olan kahverengi yağdır.
Isı transfer süreçleri aşağıdaki şekillerde oluşur - radyasyon, konveksiyon, buharlaşma ve ısı iletimi.
Radyasyon, kızılötesi uzun dalga radyasyonu yardımıyla gerçekleşir. Bu, sıcak cilt ile soğuk duvarlar ve diğer çevresel nesneler arasında bir sıcaklık gradyanı gerektirir. Bu nedenle, radyasyon miktarı cildin sıcaklığına ve yüzeyine bağlıdır.
Isı iletkenliği, vücudun nesnelerle (sandalye, yatak vb.) doğrudan teması ile gerçekleştirilir. Bu durumda, daha fazla ısıtılmış bir gövdeden daha az ısıtılmış bir nesneye ısı transferinin hızı, sıcaklık gradyanı ve termal iletkenlikleri tarafından belirlenir. Bu şekilde ısı transferi, bir kişi sudayken önemli ölçüde (14 kat) artar. Kısmen iletim yoluyla, ısı iç organlardan vücudun yüzeyine aktarılır. Ancak bu işlem, yağın düşük termal iletkenliği nedeniyle engellenir.
konveksiyon yolu. Vücut yüzeyi ile temas eden hava, bir sıcaklık gradyanı varlığında ısınır. Aynı zamanda hafifler ve vücuttan yükselerek yeni hava bölümlerine yer açar. Böylece ısının bir kısmını alır. Doğal konveksiyonun yoğunluğu, vücuda girdiğinde engelleri azaltarak (uygun kıyafet) havanın ilave hareketi ile arttırılabilir.
Terin buharlaşması. Oda sıcaklığında çıplak bir kişide, ısının yaklaşık %20'si buharlaşma yoluyla verilir.
Termal iletkenlik, konveksiyon ve radyasyon, fizik yasalarına dayanan pasif ısı transfer yollarıdır. Yalnızca pozitif bir sıcaklık gradyanı korunursa etkilidirler. Vücut ve çevre arasındaki sıcaklık farkı ne kadar küçük olursa, o kadar az ısı verilir. Aynı göstergelerle veya yüksek ortam sıcaklığında, belirtilen yollar sadece etkisiz olmakla kalmaz, aynı zamanda vücut ısıtılır. Bu koşullar altında, vücutta terleme ve terleme süreçleriyle ilişkili yalnızca bir ısı transferi mekanizması tetiklenir. Burada hem fiziksel yasalar (buharlaşma süreci için enerji maliyetleri) hem de biyolojik yasalar (terleme) kullanılmaktadır. 1 ml teri buharlaştırmak için 0,58 kcal tüketilmesi cildin soğumasını kolaylaştırır. eğer olmuyorsa
terin buharlaşması, ısı transferinin verimliliği keskin bir şekilde azalır. M
Shotu'nun buharlaşma hızı, sıcaklık gradyanına ve çevreleyen havanın su buharı ile doygunluğuna bağlıdır. Nem ne kadar yüksek olursa, bu ısı transfer yolu o kadar az verimli olur. Suda veya dar giysilerdeyken ısı transferinin etkinliği keskin bir şekilde azalır. Bu durumda vücut, terlemeyi artırarak terleme eksikliğini telafi etmek zorunda kalır.
Buharlaşmanın iki mekanizması vardır: a) terleme - ter bezlerinin katılımı olmadan b) buharlaşma - ter bezlerinin aktif katılımı ile.
terleme- her zaman ıslak olan akciğerlerin, mukoza zarlarının, cildin yüzeyinden suyun buharlaşması. Bu buharlaşma düzenlenmemiştir, çevredeki havanın sıcaklık gradyanına ve nemine bağlıdır, değeri yaklaşık 600 ml/gün'dür. Nem ne kadar yüksek olursa, bu tür ısı transferi o kadar az verimli olur.
Ter salgısının mekanizması. Ter bezi iki bölümden oluşur: deri altı tabakasında bulunan asıl bez ve cildin yüzeyinde açılan boşaltım kanalları. Bezde birincil bir sır oluşur ve kanallarda yeniden emilim nedeniyle ikincil bir sır oluşur - ter.
Kan plazmasına benzer birincil sır. Aradaki fark, bu sırda protein ve glikoz olmaması, daha az Na + olmasıdır. Bu nedenle, ilk terde sodyum konsantrasyonu yaklaşık 144 nmol / l, klor - 104 nmol / l'dir. Bu iyonlar, suyun emilimini sağlayan boşaltım kanallarından terin geçişi sırasında aktif olarak emilir. Emilim süreci, büyük ölçüde, bu süreçlerin aktif olduğu ter oluşum hızına ve teşvikine bağlıdır, daha fazla Na + ve Cl kalır. Ağır terleme ile bu iyonların konsantrasyonunun yarısına kadar terde kalabilir. Güçlü terlemeye, üre (plazmadan 4 kat daha yüksek) ve potasyum (plazmadan 1,2 kat daha yüksek) konsantrasyonunda bir artış eşlik eder. Yüksek düzeyde ozmotik basınç oluşturan toplam yüksek iyon konsantrasyonu, yeniden emilimde bir azalma ve ter ile büyük miktarda suyun salınmasını sağlar.
Güçlü terleme ile çok fazla NaCl harcanabilir (15-30 g / güne kadar). Ancak vücutta yoğun terleme sırasında bu önemli iyonların korunmasını sağlayan mekanizmalar vardır. Adaptasyon süreçlerinde yer alırlar, özellikle aldosteron Na + 'nın yeniden emilimini arttırır.
Ter bezlerinin işlevleri özel mekanizmalarla düzenlenir. Aktiviteleri sempatik sinir sisteminden etkilenir, ancak buradaki aracı asetilkolindir. Salgı hücreleri, M-kolinerjik reseptörlere ek olarak, kan katekolaminlerine yanıt veren adrenoreseptörlere de sahiptir. Ter bezlerinin işlevinin aktivasyonuna, kan akışındaki bir artış eşlik eder.
Serbest bırakılan ter miktarı 1,5 l / s'ye ve uyarlanmış insanlarda - 3 l / s'ye kadar çıkabilir.
Oda sıcaklığında çıplak bir insanda, ısının yaklaşık %60'ı radyasyon, yaklaşık %12-15 - hava konveksiyonu, yaklaşık %20 - buharlaşma, %2-5 - termal iletkenlik nedeniyle verilir. Ancak bu oran bir dizi koşula, özellikle ortam sıcaklığına bağlıdır.
Isı transfer süreçlerinin düzenlenmesindeki ana rol, cilde kan akışındaki değişikliklerle oynanır. Derinin damarlarının daralması, arteriyovenöz anastomozların açılması, çekirdekten kabuğa daha küçük bir ısı akışına ve vücutta korunmasına katkıda bulunur. Aksine deri damarlarının genişlemesi ile sıcaklığı 7-8°C kadar yükselebilir. Aynı zamanda ısı transferi de artar.
Geleneksel olarak, cilt vücudun radyatör sistemi olarak adlandırılabilir. Derideki kan akışı, IOC'nin %0 ila %30'u arasında değişebilir. Deri damar tonusu sempatik sinir sistemi tarafından kontrol edilir.
Böylece vücut sıcaklığı, ısı üretimi ve ısı transferi süreçleri arasındaki bir dengedir. Isı üretimi ısı kaybına üstün geldiğinde vücut ısısı yükselir ve tersine ısı kaybı ısı üretiminden fazlaysa vücut ısısı düşer.

Soru 1. Termoregülasyon nedir?

Termoregülasyon, insan vücudunda ve sıcak kanlı hayvanlarda sabit bir vücut ısısını korumayı amaçlayan bir dizi fizyolojik süreçtir.

Soru 2. Vücut için termoregülasyon neden gereklidir?

Termoregülasyon çok önemlidir. Vücut sıcaklığındaki bir düşüşle, ısı üretiminde bir artış meydana gelir (optimum sıcaklıktan bir sapma ile). Bir kişi soğutulduğunda, soğuk alıcılar üzerindeki etki nedeniyle, rastgele istemsiz bir kas kasılması olan bir titreme ortaya çıkar. Titreme nedeniyle enerji maliyetleri artar, bu da ısı üretiminde ve buna bağlı olarak vücut sıcaklığında bir artışa neden olur.

Ortam sıcaklığı yükseldiğinde derinin kan damarları genişler, içlerinden daha fazla kan geçer, cilt ısınır ve çevreye ısı transferi artar.

Soru 3. Termoregülasyonun mekanizmaları nelerdir?

Kan damarları tüm vücudumuza nüfuz eder, kaslara, karaciğere ve ısının üretildiği diğer organlara nüfuz eder. Bu organlardaki kan ısınır ve damarlardan vücudun diğer bölgelerine akarak ısısının bir kısmını verir. Böylece kan, vücut içindeki sıcaklığı eşitlermiş gibi tüm vücut boyunca ısı taşır.

Soru 4. İnsan vücut sıcaklığı nedir?

Hem kış hem de yaz aylarında, sağlıklı bir insanın cilt yüzeyindeki sıcaklık 36.6 ° C'dir ve doğal dalgalanmaları 2 ° C'yi geçmez.

Soru 5. Hava sıcaklığındaki değişikliklerle kan damarlarının lümeni nasıl değişir?

Ortam sıcaklığı yükseldiğinde derinin kan damarları genişler, içlerinden daha fazla kan geçer, cilt ısınır ve ortama ısı transferi artar. Çevredeki havanın sıcaklığı düşerse, vücut ısıyı koruma eğilimindedir. Kan damarlarının lümenleri daralır, ısı transferi azalır.

Soru 6. Termoregülasyon sürecinde derinin rolü nedir?

Cildin yüzeyinden ısının %80'den fazlası kaybedilir. Kılcal damarlar genişlediğinde ısı açığa çıkar; büzüldüğünde ısı korunur. Nemin tuzlar ve üre ile ter şeklinde atılması. Derinin iç tabakası olan derinin kendisi (dermis) bu işlevden sorumludur. Bu, termoregülasyon sürecinde cildin rolüdür.

Soru 7. Ter nedir?

Ter, ter bezleri tarafından salgılanan sulu bir tuz ve organik madde çözeltisidir. Terin buharlaşması birçok memeli türünde termoregülasyona hizmet eder.

Soru 8. Terleme nasıl yapılır?

Terleme, ter bezleri tarafından cilt yüzeyine sıvı bir salgı (ter) atılması işlemidir. Kişide terleme hl tarafından yapılır. arr. neredeyse tüm cilt yüzeyinde bulunan ekrin bezleri, apokrin ter bezlerinin salgılanması azalır.

Normalde terlemenin refleks bir doğası vardır. Terleme refleksindeki ilk bağlantı, yüksek hava sıcaklığı, sıcak veya baharatlı yiyecekler ve sıvılar, fiziksel efor, ateş veya duygusal deneyimler sırasında artan ısı üretimi için yeterli tahriş olan cildin, iç organların ve kasların termoreseptörleridir. Ter bezlerini innerve eden efferent sinirler sempatik sinir sistemine aittir, ancak kolinerjik bir yapıya sahiptir; ter salgısı asetilkolin tarafından arttırılır ve atropin tarafından baskılanır.

Terleme refleksinin refleks arkının efferent kısmında 5 seviye ayırt edilebilir: 1) serebral korteksten hipotalamusa giden yol; 2) hipotalamustan medulla oblongata'ya; 3) medulla oblongata'dan kısmen geçerek, lifler omuriliğin yan boynuzlarının nöronlarına Th2-L2 seviyesinde yaklaşır; 4) omuriliğin yan boynuzlarının nöronlarından sınır sempatik zincirinin düğümlerine; 5) sempatik zincirin nöronlarından ter bezlerine.

Soru 9. Terlemenin yoğunluğunu neler etkiler?

Terlemenin birkaç nedeni vardır. Bunlar hava sıcaklığı, hareketi ve nemdir.

DÜŞÜNMEK

Çok sıcak havalarda bile insan vücut ısısı neden yükselmez?

Aşırı sıcakta, vücut sıcaklığı ortam sıcaklığının altına düştüğünde, kan damarlarının genişlemesi artık ısı transferini artıramaz. Bu durumda terleme ile aşırı ısınma tehlikesi ortadan kalkar. Buharlaşan ter, cilt yüzeyinden büyük miktarda ısı emer. Bu nedenle insan vücut ısısı en sıcak havalarda bile yükselmez. Bir kişi 70-80 ° C sıcaklığa dayanabilir, ancak aynı zamanda birkaç saat içinde 9-16 litre terlemesi gerekir.

Tanıtım

1. Hipotalamus sizin termostatınızdır

1.1 İletim ve konveksiyon

1.2 radyasyon

1.3 Buharlaşma

2.1 Ter bezleri

2.2 Arteriolleri çevreleyen düz kas

2.3 İskelet kası

2.4 Endokrin bezleri

3. Adaptasyon ve termoregülasyon

3.1 Düşük sıcaklık maruziyetine uyum

3.1.1 Düşük ortam sıcaklıklarında egzersize verilen fizyolojik tepkiler

3.1.2 Metabolik reaksiyonlar

3.2 Yüksek sıcaklıklara uyum

3.3 Termal uyaranların değerlendirilmesi

4. Termoregülasyon mekanizmaları

Vücut sıcaklığını düzenleyen mekanizmalar, çalışma açısından daha karmaşık ve daha doğru olmalarına rağmen ortam hava sıcaklığını düzenleyen termostata benzer. Duyusal sinir uçları - termoreseptörler - vücut sıcaklığındaki değişiklikleri algılar ve bu bilgiyi vücudun termostatı olan hipotalamusa iletir. Reseptör uyarılarındaki bir değişikliğe yanıt olarak, hipotalamus vücudun ısınmasını veya soğumasını düzenleyen mekanizmaları harekete geçirir. Bir termostat gibi, hipotalamusun da korumaya çalıştığı bir başlangıç ​​sıcaklık seviyesi vardır. Bu normal vücut sıcaklığıdır. Bu seviyeden en ufak bir sapma, hipotalamusta bulunan termoregülatuar merkeze düzeltme ihtiyacı hakkında bir sinyale yol açar (Şekil 1).

Vücut sıcaklığındaki değişiklikler iki tip termoreseptör tarafından algılanır - merkezi ve çevresel. Merkezi reseptörler hipotalamusta bulunur ve beyni çevreleyen kanın sıcaklığını kontrol eder. Kan sıcaklığındaki en küçük (0,01°C'den itibaren) değişikliklere karşı çok hassastırlar. Hipotalamustan geçen kanın sıcaklığındaki bir değişiklik, ihtiyaca göre ısıyı tutan veya veren refleksleri harekete geçirir.

Cildin tüm yüzeyinde lokalize olan periferik reseptörler, ortam sıcaklığını kontrol eder. Beyin korteksine olduğu kadar hipotalamusa da bilgi göndererek, düşük veya yüksek sıcaklıkların varlığını keyfi olarak kontrol edebileceğiniz şekilde bilinçli bir sıcaklık algısı sağlarlar.

Bir cismin çevreye ısı verebilmesi için, ürettiği ısının dış ortama “erişimi” olmalıdır. Vücudun derinliklerinden (çekirdek) gelen ısı, kan yoluyla deriye taşınır ve buradan çevreye şu dört mekanizmadan biri yoluyla geçebilir: iletim, konveksiyon, radyasyon ve buharlaşma. (İncir. 2)

1.1 İletim ve konveksiyon

Isı iletimi, doğrudan moleküler temas nedeniyle ısının bir nesneden diğerine aktarılmasıdır. Örneğin, vücudun derinliklerinde üretilen ısı, vücudun yüzeyine ulaşana kadar bitişik dokulardan aktarılabilir. Daha sonra giysilere veya çevredeki havaya aktarılabilir. Hava sıcaklığı cilt yüzeyinden daha yüksekse, havanın ısısı cildin yüzeyine aktarılır ve sıcaklığı yükselir.

Konveksiyon, ısının hareketli bir hava veya sıvı akışı yoluyla aktarılmasıdır. Etrafımızdaki hava sürekli hareket halindedir. Vücudumuzun etrafında dolaşan, cilt yüzeyine dokunan hava, cilt ile teması sonucu ısı almış molekülleri taşır. Hava hareketi ne kadar güçlü olursa, konveksiyondan kaynaklanan ısı transferinin yoğunluğu o kadar yüksek olur. İletim ile birlikte konveksiyon, yüksek hava sıcaklığına sahip bir ortamda vücut sıcaklığında bir artış da sağlayabilir.

1.2 radyasyon

Dinlenme durumunda, radyasyon, aşırı ısıyı vücuda aktarmanın ana sürecidir. Normal oda sıcaklığında, çıplak bir kişinin vücudu "fazla" ısının yaklaşık %60'ını radyasyon yoluyla aktarır. Isı, kızılötesi ışınlar şeklinde aktarılır.

1.3 Buharlaşma

Buharlaşma, egzersiz sırasında ısı dağılımının ana sürecidir. Buharlaşma nedeniyle kas aktivitesi sırasında, vücut istirahat halindeyken ısının yaklaşık% 80'ini kaybeder -% 20'den fazla değil. Bir miktar buharlaşma biz fark etmeden gerçekleşir, ancak sıvı buharlaştıkça ısı da kaybolur. Bunlar sözde algılanamayan ısı kayıplarıdır. Yaklaşık %10'unu oluştururlar. Fark edilemeyen ısı kayıplarının nispeten sabit olduğuna dikkat edilmelidir. Vücut sıcaklığındaki artışla birlikte terleme süreci yoğunlaşır. Ter cildin yüzeyine ulaştığında, cildin ısısı nedeniyle sıvı halden gaz haline geçer. Böylece, vücut sıcaklığındaki bir artışla, terlemenin rolü önemli ölçüde artar.

Vücut ısısının dış zarara transferi iletim, konveksiyon, radyasyon ve buharlaşma ile gerçekleştirilir. Fiziksel aktivite gerçekleştirirken, özellikle ortam sıcaklığı vücut sıcaklığına yaklaşırsa, ısı transferi için ana mekanizma buharlaşmadır.

2. Vücut ısısını değiştiren efektörler

Vücut sıcaklığındaki dalgalanmalarla, normal vücut sıcaklığının restorasyonu, kural olarak aşağıdaki dört faktörle gerçekleştirilir:

1) ter bezleri;

2) arteriyolleri çevreleyen düz kas;

3) iskelet kasları;

4) bir dizi endokrin bezi.

Cildin veya kanın sıcaklığı yükseldiğinde, hipotalamus, cildi nemlendiren aktif terleme ihtiyacı hakkında ter bezlerine uyarılar gönderir. Vücut ısısı ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla ter olur. Buharlaşması cildin yüzeyinden ısı alır.

Deri ve kan sıcaklıkları yükseldikçe, hipotalamus, cilde kan sağlayan düz kas arteriyollerine sinyaller göndererek genişlemelerine neden olur. Sonuç olarak, cilde kan akışı artar. Kan, vücudun derinliklerinden ısıyı deri yüzeyine taşır ve burada iletim, konveksiyon, radyasyon ve buharlaşma yoluyla dış ortama yayılır.

Daha fazla ısı üretmeye ihtiyaç duyulduğunda iskelet kası harekete geçer. Düşük hava sıcaklığı koşullarında, derideki termoreseptörler hipotalamusa sinyal gönderir. Benzer şekilde, kan sıcaklığındaki bir düşüşle, değişiklik hipotalamusun merkezi reseptörleri tarafından sabitlenir. Alınan bilgilere yanıt olarak hipotalamus, kas tonusunu düzenleyen beyin merkezlerini harekete geçirir. Bu merkezler, iskelet kaslarının istemsiz kasılma ve gevşemesinin hızlı bir döngüsü olan titreme sürecini uyarır. Bu artan kas aktivitesinin bir sonucu olarak, vücut ısısını korumak veya arttırmak için daha fazla ısı üretilir.

Vücut hücreleri, bir dizi hormonun etkisi altında metabolizmalarının yoğunluğunu arttırır. Bu, metabolizmadaki bir artış enerji üretiminde bir artışa neden olduğu için ısı dengesini etkiler. Vücudu soğutmak, tiroid bezinden tiroksin salınımını uyarır. Tiroksin vücuttaki metabolizma yoğunluğunu %100'den fazla artırabilir. Ayrıca epinefrin ve noradrenalin sempatik sinir sisteminin aktivitesini arttırır. Sonuç olarak, hemen hemen tüm vücut hücrelerinin metabolik hızını doğrudan etkilerler. Sıcaklık parametreleri değiştiğinde insan vücuduna ne olur? Bu durumda her faktöre göre kendine özgü uyum tepkileri geliştirir, yani uyum sağlar. Adaptasyon, çevresel koşullara uyum sağlama sürecidir. Sıcaklık değişikliklerine nasıl uyum sağlar?

4. Termoregülasyon mekanizmaları

Sıcak kanlı hayvanlarda ve insanlarda (homiotermik organizmalar olarak adlandırılır), soğuk kanlı (veya poikilotermik) olanların aksine, sabit bir vücut sıcaklığı varoluş için bir ön koşuldur, homeostazın (veya sabitliğin) ana parametrelerinden biridir. vücudun iç ortamı.

Vücudun termal homeostazını sağlayan fizyolojik mekanizmalar ("çekirdeği") iki fonksiyonel gruba ayrılır: kimyasal ve fiziksel termoregülasyon mekanizmaları. Kimyasal termoregülasyon, vücut ısı üretiminin düzenlenmesidir. Metabolizmanın redoks reaksiyonları sürecinde vücutta sürekli olarak ısı üretilir. Aynı zamanda, bir kısmı dış ortama ne kadar fazla verilirse, vücut ve çevre arasındaki sıcaklık farkı o kadar büyük olur. Bu nedenle, çevresel sıcaklıkta bir düşüşle sabit bir vücut sıcaklığının korunması, metabolik süreçlerde ve buna eşlik eden ısı üretiminde karşılık gelen bir artış gerektirir, bu da ısı kaybını telafi eder ve vücudun genel ısı dengesinin korunmasına ve sabit bir iç sıcaklığın korunmasına yol açar. . Ortam sıcaklığındaki bir düşüşe tepki olarak ısı üretiminin refleks olarak arttırılması sürecine kimyasal termoregülasyon denir. Enerjinin ısı şeklinde salınması, tüm organ ve dokuların fonksiyonel yüküne eşlik eder ve tüm canlı organizmaların karakteristiğidir. İnsan vücudunun özelliği, değişen sıcaklığa bir tepki olarak ısı üretimindeki değişimin, vücudun ana fizyolojik sistemlerinin işleyiş seviyesini etkilemeyen özel bir tepkisidir.

Spesifik termoregülatuar ısı üretimi, esas olarak iskelet kaslarında yoğunlaşır ve doğrudan motor aktivitelerini etkilemeyen özel kas fonksiyonlarıyla ilişkilidir. Soğutma sırasında ısı üretiminde bir artış, dinlenme kasında ve ayrıca belirli zehirlerin etkisiyle kasılma işlevi yapay olarak kapatıldığında da meydana gelebilir.

Kaslarda belirli termoregülatuar ısı üretiminin en yaygın mekanizmalarından biri termoregülatuar ton olarak adlandırılır. Dıştan hareketsiz bir kasın soğuması sırasında elektriksel aktivitesinde bir artış olarak kaydedilen fibrillerin mikro kasılmaları ile ifade edilir. Termoregülatuar ton, kasın oksijen tüketimini bazen %150'den fazla artırır. Daha güçlü soğutma ile termoregülatuar tonda keskin bir artış ile birlikte, soğuk titreme şeklinde görünür kas kasılmaları dahil edilir. Bu durumda gaz değişimi% 300-400'e kadar artar. Karakteristik olarak, kaslar termoregülatuar ısı üretimine katılım payı açısından eşit değildir.

Soğuğa uzun süre maruz kalma ile, kasılma tipi termojenez, kastaki doku solunumunu, oluşum fazının ve ATP'nin sonraki dökümü düşer. Bu mekanizma, kasların kasılma aktivitesi ile ilişkili değildir. Serbest solunum sırasında açığa çıkan toplam ısı kütlesi, pratik olarak maya termojenezi sırasındakiyle aynıdır, ancak ısı enerjisinin çoğu hemen tüketilir ve oksidatif süreçler, ADP veya inorganik fosfat eksikliği ile engellenemez.

İkinci durum, uzun süre yüksek seviyede ısı üretimini serbestçe korumayı mümkün kılar.

Çevresel sıcaklığın insan vücudu üzerindeki etkisinin neden olduğu metabolizma yoğunluğundaki değişiklikler doğaldır. Belirli bir dış sıcaklık aralığında, dinlenen bir organizmanın değişimine karşılık gelen ısı üretimi, “normal” (aktif yoğunlaştırma olmadan) ısı transferi ile tamamen telafi edilir. Vücudun çevre ile ısı alışverişi dengelidir. Bu sıcaklık aralığına termonötral bölge denir. Bu bölgedeki değişim seviyesi minimumdur. Genellikle kritik bir noktadan bahsederler, bu da çevre ile termal bir dengenin sağlandığı belirli bir sıcaklık değerini ima eder. Teorik olarak, bu doğrudur, ancak metabolizmadaki sürekli düzensiz dalgalanmalar ve kapakların ısı yalıtım özelliklerinin kararsızlığı nedeniyle deneysel olarak böyle bir noktayı belirlemek pratik olarak imkansızdır.

Termonötral bölge dışındaki ortamın sıcaklığındaki azalma, vücudun ısı dengesi yeni koşullar altında dengelenene kadar metabolizma ve ısı üretiminde refleks olarak artışa neden olur. Bu nedenle, vücut ısısı değişmeden kalır.

Termonötral bölge dışındaki ortamın sıcaklığındaki bir artış, aynı zamanda, ısı transferini aktive etmek için mekanizmaların aktivasyonunun neden olduğu ve çalışmaları için ek enerji maliyetleri gerektiren metabolizma seviyesinde bir artışa neden olur. Bu, sıcaklığın da sabit kaldığı bir fiziksel termoregülasyon bölgesi oluşturur. Belirli bir eşiğe ulaşıldığında, ısı transferini arttırma mekanizmaları etkisiz hale gelir, aşırı ısınma başlar ve sonunda organizmanın ölümü.

1902'de Rubner, bu mekanizmaların iki türü arasında ayrım yapmayı önerdi - "kimyasal" ve "fiziksel" termoregülasyon. Birincisi, dokulardaki ısı üretimindeki bir değişiklikle (değişimin kimyasal reaksiyonlarının voltajı) ilişkilidir, ikincisi ise ısı transferi ve ısının yeniden dağıtılması ile karakterize edilir. Kan dolaşımı ile birlikte, fiziksel termoregülasyonda önemli bir rol terlemeye aittir, bu nedenle, özel bir ısı transferi işlevi cilde aittir - burada kaslarda veya "çekirdekte" ısıtılan kan soğur, terleme ve terleme mekanizmaları burada gerçekleştirilmektedir.

b "Normal" ısı iletiminde ihmal edilebilir, çünkü havanın ısıl iletkenliği düşüktür. Suyun ısıl iletkenliği 20 kat daha yüksektir, bu nedenle iletim yoluyla ısı transferi önemli bir rol oynar ve ıslak giysiler, nemli çoraplar vb. durumlarda hipotermide önemli bir faktör haline gelir.

b Konveksiyon yoluyla daha verimli ısı transferi (yani, gaz veya sıvı parçacıklarının ısıtılmış katmanlarını soğuk olanlarla karıştırarak hareketi). Hava ortamında, istirahatte bile, konveksiyonla ısı transferi, ısı kaybının %30'unu oluşturur. Rüzgarda veya bir kişinin hareketinde konveksiyonun rolü daha da artar.

b Isıtılmış bir cisimden soğuğa radyasyon yoluyla ısı transferi, Stefan-Boltzmann yasasına göre gerçekleşir ve cildin (giysilerin) ve çevreleyen nesnelerin yüzeyinin dördüncü derece sıcaklık farkıyla orantılıdır. Bu şekilde, "konfor" koşulları altında, çıplak bir kişi termal enerjinin% 45'ini verir, ancak sıcak giyimli bir kişi için radyasyonla ısı kaybı özel bir rol oynamaz.

b Deriden ve akciğerlerin yüzeyinden nemin buharlaşması da "konfor" koşullarında ısı transferinin (%25'e kadar) etkili bir yoludur. Yüksek ortam sıcaklığı ve yoğun kas aktivitesi koşulları altında, terin buharlaşmasıyla ısı transferi baskın bir rol oynar - 1 gram ter ile 0,6 kcal enerji taşınır. Yoğun kas aktivitesi koşulları altında, bir kişinin sekiz saatlik bir çalışma gününde 10-12 litreye kadar sıvı verebileceği göz önüne alındığında, ter ile kaybedilen toplam ısı miktarını hesaplamak kolaydır. Soğukta, iyi giyimli bir insanda ter yoluyla ısı kaybı azdır, ancak burada bile solunumdan kaynaklanan ısı transferini hesaba katmak gerekir. Bu süreçte, iki ısı transferi mekanizması aynı anda birleştirilir - konveksiyon ve buharlaşma. Özellikle düşük atmosferik nem koşullarında yoğun kas aktivitesi sırasında solunumla ısı ve sıvı kaybı oldukça önemlidir.

Termoregülasyon süreçlerini etkileyen önemli bir faktör, cildin vazomotor (vazomotor) reaksiyonlarıdır. Vasküler yatağın en belirgin daralmasıyla, ısı kaybı maksimum genişleme ile% 70 oranında azalabilir -% 90 oranında artar.

Kimyasal termoregülasyondaki spesifik farklılıklar, ana (termo-nötrallik bölgesinde) metabolizma seviyesindeki, termonötral bölgenin konumu ve genişliğindeki, kimyasal termoregülasyonun yoğunluğundaki (ortamdaki azalma ile metabolizmada bir artış) farklılıkta ifade edilir. sıcaklık 1C) ve ayrıca etkili termoregülasyon aralığında. Tüm bu parametreler, bireysel türlerin ekolojik özelliklerini yansıtır ve bölgenin coğrafi konumuna, yılın mevsimine, rakıma ve bir dizi diğer çevresel faktöre bağlı olarak uyarlanabilir şekilde değişir.

Aşırı ısınma sırasında vücut sıcaklığını sabit tutmayı amaçlayan düzenleyici tepkiler, dış ortama ısı transferini arttırmak için çeşitli mekanizmalarla temsil edilir. Bunlar arasında ısı transferi yaygındır ve vücut yüzeyinden ve (ve) üst solunum yollarından nemin buharlaşmasını yoğunlaştırarak yüksek verimliliğe sahiptir. Nem buharlaştığında, ısı dengesinin korunmasına katkıda bulunabilecek ısı tüketilir. Vücudun aşırı ısınmaya başladığına dair işaretler olduğunda reaksiyon açılır.

Bu nedenle, insan vücudundaki ısı transferindeki uyarlanabilir değişiklikler, çoğu insanda olduğu gibi yalnızca yüksek düzeyde metabolizmayı sürdürmeyi değil, aynı zamanda enerji rezervlerini tüketmekle tehdit eden koşullarda düşük bir seviyeyi ayarlamayı da amaçlayabilir.

Vücut sıcaklığı iki faktöre bağlıdır: ısı üretiminin yoğunluğu (ısı üretimi) ve ısı kaybı miktarı (ısı transferi). İnsanlar da dahil olmak üzere homoiotermik hayvanlarda sabit bir vücut ısısını korumanın ana koşulu ...

Vücudun farklı sıcaklıkların etkilerine adaptasyonu

Sıcaklık duyarlılığının merkezi ve periferik cihazları hasar gördüğünde (kanamalar, hipotalamustaki tümörler, bazı enfeksiyonlar) termoregülasyon ihlalleri meydana gelebilir ...

Glomerülonefrit ve hamilelik

Kronik glomerülonefritte hipertansiyonun hemodinamik mekanizmaları farklıdır. Verilerimize göre, ökinetik (normal kalp debisi olan) veya hipokinetik (düşük dakika kan hacmi olan) bir dolaşım gelişir...

Akupunktur

Modern tıp, hastalıkların etiyolojisi, patogenezi ve tedavisinde araştırma, belirli kategorileri (morfolojik, fizyolojik, biyokimyasal vb.) kullanmayı tercih eder ...

Şiddetli travmatik beyin hasarının yoğun bakımı

Kraniyoserebral yaralanmalarda, birincil ve ikincil hasar bölgelerinin tahsisi sağlanır. Birincil hasar bölgesi, beyin cerrahları için bir problemdir. İkincil hasar bölgesi beynin bir alanıdır...

Koroner arter hastalığı. Bronşiyal astım. Vitaminlerin genel özellikleri

İskemik kalp hastalığı, vakaların büyük çoğunluğunda koroner arterlerin aterosklerozu (% 97 - 98) nedeniyle miyokarda yetersiz kan beslemesinden kaynaklanan kronik bir patolojik süreçtir ...

Asit baz dengesi

Metabolizma sürecinde asidik ürünler oluşur: 1) uçucu - CO2 yaklaşık 15.000 mmol/gün (0.13 mmol/kg * dak-1); 2) uçucu olmayan - H+ yaklaşık 30-80 mmol (1 mmol/kg* gün-1); 3) laktik ve piruvik (karbonhidratların oksidasyonu sırasında), sülfürik, fosforik, ürik asitler ...

Bağırsak disbiyozu ve kronik enfeksiyonlar: ürogenital, vb.

İnce ve kalın bağırsakların ("bağırsak disbiyozu" terimi ile belirtilen) belirtilen alanlarındaki mikroorganizmaların yukarıdaki nicel ve nitel oranlarının ihlaline, etkilerin yaygınlığı eşlik eder ...

Trombozun mekanizmaları ve sonuçları

Tromboz (Yunanca, fspmvpo-lump), yoğun bir kan hücreleri ve stabilize fibrinin damarlarında veya kalbinde lokal bir parietal oluşumdur. Holdingin kendisi bir trombüs...

4. Kalp ritminin ihlali. 2.1 Dilin geri çekilmesi Hala narkotik uykuda olan bir hastada yüz, dil ve vücut kasları gevşer. Gevşemiş bir dil aşağı doğru hareket edebilir ve hava yolunu kapatabilir...

Ameliyat sonrası dönemde hasta bakımının özellikleri

Anestezi sonrası termoregülasyonun ihlali, vücut sıcaklığındaki keskin bir artış veya azalma, şiddetli titreme ile ifade edilebilir. Gerekirse, hastayı örtmeniz gerekir veya tam tersi ...

Homeotermi - vücut sıcaklığının sabitliği - bir kişiyi yaşamsal aktivitesini sağlayanlar nedeniyle, ikamet sıcaklık koşullarından bağımsız kılar ...

Sıcak kanlı hayvanlarda ve insanlarda (homiotermik organizmalar olarak adlandırılır), soğuk kanlı (veya poikilotermik) olanların aksine, sabit bir vücut sıcaklığı varoluş için bir ön koşuldur, homeostazın (veya sabitliğin) ana parametrelerinden biridir. vücudun iç ortamı.

Vücudun termal homeostazını sağlayan fizyolojik mekanizmalar ("çekirdeği") iki fonksiyonel gruba ayrılır: kimyasal ve fiziksel termoregülasyon mekanizmaları. Kimyasal termoregülasyon, vücut ısı üretiminin düzenlenmesidir. Metabolizmanın redoks reaksiyonları sürecinde vücutta sürekli olarak ısı üretilir. Aynı zamanda, bir kısmı dış ortama ne kadar fazla verilirse, vücut ve çevre arasındaki sıcaklık farkı o kadar büyük olur. Bu nedenle, çevresel sıcaklıkta bir düşüşle sabit bir vücut sıcaklığının korunması, metabolik süreçlerde ve buna eşlik eden ısı üretiminde karşılık gelen bir artış gerektirir, bu da ısı kaybını telafi eder ve vücudun genel ısı dengesinin korunmasına ve sabit bir iç sıcaklığın korunmasına yol açar. . Ortam sıcaklığındaki bir düşüşe tepki olarak ısı üretiminin refleks olarak arttırılması sürecine kimyasal termoregülasyon denir. Enerjinin ısı şeklinde salınması, tüm organ ve dokuların fonksiyonel yüküne eşlik eder ve tüm canlı organizmaların karakteristiğidir. İnsan vücudunun özelliği, değişen sıcaklığa bir tepki olarak ısı üretimindeki değişimin, vücudun ana fizyolojik sistemlerinin işleyiş seviyesini etkilemeyen özel bir tepkisidir.

Spesifik termoregülatuar ısı üretimi, esas olarak iskelet kaslarında yoğunlaşır ve doğrudan motor aktivitelerini etkilemeyen özel kas fonksiyonlarıyla ilişkilidir. Soğutma sırasında ısı üretiminde bir artış, dinlenme kasında ve ayrıca belirli zehirlerin etkisiyle kasılma işlevi yapay olarak kapatıldığında da meydana gelebilir.

Kaslarda belirli termoregülatuar ısı üretiminin en yaygın mekanizmalarından biri termoregülatuar ton olarak adlandırılır. Dıştan hareketsiz bir kasın soğuması sırasında elektriksel aktivitesinde bir artış olarak kaydedilen fibrillerin mikro kasılmaları ile ifade edilir. Termoregülatuar ton, kasın oksijen tüketimini bazen %150'den fazla artırır. Daha güçlü soğutma ile termoregülatuar tonda keskin bir artış ile birlikte, soğuk titreme şeklinde görünür kas kasılmaları dahil edilir. Bu durumda gaz değişimi% 300-400'e kadar artar. Karakteristik olarak, kaslar termoregülatuar ısı üretimine katılım payı açısından eşit değildir.

Soğuğa uzun süre maruz kalma ile, kasılma tipi termojenez, kastaki doku solunumunu, oluşum fazının ve ATP'nin sonraki dökümü düşer. Bu mekanizma, kasların kasılma aktivitesi ile ilişkili değildir. Serbest solunum sırasında açığa çıkan toplam ısı kütlesi, pratik olarak maya termojenezi sırasındakiyle aynıdır, ancak ısı enerjisinin çoğu hemen tüketilir ve oksidatif süreçler, ADP veya inorganik fosfat eksikliği ile engellenemez.

İkinci durum, uzun süre yüksek seviyede ısı üretimini serbestçe korumayı mümkün kılar.

Çevresel sıcaklığın insan vücudu üzerindeki etkisinin neden olduğu metabolizma yoğunluğundaki değişiklikler doğaldır. Belirli bir dış sıcaklık aralığında, dinlenen bir organizmanın değişimine karşılık gelen ısı üretimi, “normal” (aktif yoğunlaştırma olmadan) ısı transferi ile tamamen telafi edilir. Vücudun çevre ile ısı alışverişi dengelidir. Bu sıcaklık aralığına termonötral bölge denir. Bu bölgedeki değişim seviyesi minimumdur. Genellikle kritik bir noktadan bahsederler, bu da çevre ile termal bir dengenin sağlandığı belirli bir sıcaklık değerini ima eder. Teorik olarak, bu doğrudur, ancak metabolizmadaki sürekli düzensiz dalgalanmalar ve kapakların ısı yalıtım özelliklerinin kararsızlığı nedeniyle deneysel olarak böyle bir noktayı belirlemek pratik olarak imkansızdır.

Termonötral bölge dışındaki ortamın sıcaklığındaki azalma, vücudun ısı dengesi yeni koşullar altında dengelenene kadar metabolizma ve ısı üretiminde refleks olarak artışa neden olur. Bu nedenle, vücut ısısı değişmeden kalır.

Termonötral bölge dışındaki ortamın sıcaklığındaki bir artış, aynı zamanda, ısı transferini aktive etmek için mekanizmaların aktivasyonunun neden olduğu ve çalışmaları için ek enerji maliyetleri gerektiren metabolizma seviyesinde bir artışa neden olur. Bu, sıcaklığın da sabit kaldığı bir fiziksel termoregülasyon bölgesi oluşturur. Belirli bir eşiğe ulaşıldığında, ısı transferini arttırma mekanizmaları etkisiz hale gelir, aşırı ısınma başlar ve sonunda organizmanın ölümü.

1902'de Rubner, bu mekanizmaların iki türü arasında ayrım yapmayı önerdi - "kimyasal" ve "fiziksel" termoregülasyon. Birincisi, dokulardaki ısı üretimindeki bir değişiklikle (değişimin kimyasal reaksiyonlarının voltajı) ilişkilidir, ikincisi ise ısı transferi ve ısının yeniden dağıtılması ile karakterize edilir. Kan dolaşımı ile birlikte, fiziksel termoregülasyonda önemli bir rol terlemeye aittir, bu nedenle, özel bir ısı transferi işlevi cilde aittir - burada kaslarda veya "çekirdekte" ısıtılan kan soğur, terleme ve terleme mekanizmaları burada gerçekleştirilmektedir.

b "Normal" ısı iletiminde ihmal edilebilir, çünkü havanın ısıl iletkenliği düşüktür. Suyun ısıl iletkenliği 20 kat daha yüksektir, bu nedenle iletim yoluyla ısı transferi önemli bir rol oynar ve ıslak giysiler, nemli çoraplar vb. durumlarda hipotermide önemli bir faktör haline gelir.

b Konveksiyon yoluyla daha verimli ısı transferi (yani, gaz veya sıvı parçacıklarının ısıtılmış katmanlarını soğuk olanlarla karıştırarak hareketi). Hava ortamında, istirahatte bile, konveksiyonla ısı transferi, ısı kaybının %30'unu oluşturur. Rüzgarda veya bir kişinin hareketinde konveksiyonun rolü daha da artar.

b Isıtılmış bir cisimden soğuğa radyasyon yoluyla ısı transferi, Stefan-Boltzmann yasasına göre gerçekleşir ve cildin (giysilerin) ve çevreleyen nesnelerin yüzeyinin dördüncü derece sıcaklık farkıyla orantılıdır. Bu şekilde, "konfor" koşulları altında, çıplak bir kişi termal enerjinin% 45'ini verir, ancak sıcak giyimli bir kişi için radyasyonla ısı kaybı özel bir rol oynamaz.

b Deriden ve akciğerlerin yüzeyinden nemin buharlaşması da "konfor" koşullarında ısı transferinin (%25'e kadar) etkili bir yoludur. Yüksek ortam sıcaklığı ve yoğun kas aktivitesi koşulları altında, terin buharlaşmasıyla ısı transferi baskın bir rol oynar - 1 gram ter ile 0,6 kcal enerji taşınır. Yoğun kas aktivitesi koşulları altında, bir kişinin sekiz saatlik bir çalışma gününde 10-12 litreye kadar sıvı verebileceği göz önüne alındığında, ter ile kaybedilen toplam ısı miktarını hesaplamak kolaydır. Soğukta, iyi giyimli bir insanda ter yoluyla ısı kaybı azdır, ancak burada bile solunumdan kaynaklanan ısı transferini hesaba katmak gerekir. Bu süreçte, iki ısı transferi mekanizması aynı anda birleştirilir - konveksiyon ve buharlaşma. Özellikle düşük atmosferik nem koşullarında yoğun kas aktivitesi sırasında solunumla ısı ve sıvı kaybı oldukça önemlidir.

Termoregülasyon süreçlerini etkileyen önemli bir faktör, cildin vazomotor (vazomotor) reaksiyonlarıdır. Vasküler yatağın en belirgin daralmasıyla, ısı kaybı maksimum genişleme ile% 70 oranında azalabilir -% 90 oranında artar.

Kimyasal termoregülasyondaki spesifik farklılıklar, ana (termo-nötrallik bölgesinde) metabolizma seviyesindeki, termonötral bölgenin konumu ve genişliğindeki, kimyasal termoregülasyonun yoğunluğundaki (ortam sıcaklığındaki düşüşle metabolizmada bir artış) farklılıkta ifade edilir. 1 "C) ve ayrıca etkili termoregülasyon aralığında. Tüm bu parametreler, bireysel türlerin ekolojik özelliklerini yansıtır ve bölgenin coğrafi konumuna, yılın mevsimine, rakım ve bir dizi diğer çevresel koşullara bağlı olarak uyarlanabilir bir şekilde değişir. faktörler.

Aşırı ısınma sırasında vücut sıcaklığını sabit tutmayı amaçlayan düzenleyici tepkiler, dış ortama ısı transferini arttırmak için çeşitli mekanizmalarla temsil edilir. Bunlar arasında ısı transferi yaygındır ve vücut yüzeyinden ve (ve) üst solunum yollarından nemin buharlaşmasını yoğunlaştırarak yüksek verimliliğe sahiptir. Nem buharlaştığında, ısı dengesinin korunmasına katkıda bulunabilecek ısı tüketilir. Vücudun aşırı ısınmaya başladığına dair işaretler olduğunda reaksiyon açılır.

Bu nedenle, insan vücudundaki ısı transferindeki uyarlanabilir değişiklikler, çoğu insanda olduğu gibi yalnızca yüksek düzeyde metabolizmayı sürdürmeyi değil, aynı zamanda enerji rezervlerini tüketmekle tehdit eden koşullarda düşük bir seviyeyi ayarlamayı da amaçlayabilir.

Termoregülasyon, ısı üretimi (kimyasal düzenleme) ve ısı transferi (fiziksel düzenleme) seviyesinin düzenleme mekanizmaları ile ilişkilidir. Isı üretimi ve ısı transferi dengesi, adaptif davranışın duyusal, bitkisel, duygusal ve motor bileşenlerini bütünleştiren hipotalamus tarafından kontrol edilir.

Sıcaklık algısı, vücudun yüzeyindeki (cilt reseptörleri) reseptör oluşumları ve solunum yollarındaki, kan damarlarındaki, iç organlardaki ve gastrointestinal sistemin kaslar arası sinir pleksuslarındaki derin sıcaklık reseptörleri tarafından gerçekleştirilir. Afferent sinirler, bu reseptörlerden uyarıları hipotalamustaki termoregülatuar merkeze gönderir. Gerek ısı üretimi gerekse ısı transferi sağlayan çeşitli mekanizmaları harekete geçirir. Sinir sistemini ve kan akışını içeren geri bildirim mekanizması, sıcaklık reseptörlerinin duyarlılığını değiştirir (Şekil 15.4, 15.5). Termosensitif oluşumlar ayrıca merkezi sinir sisteminin farklı bölgelerinde bulunur - motor kortekste, hipotalamusta, beyin sapı bölgesinde (retiküler oluşum, medulla oblongata) ve omurilikte.

Bazen "vücudun termostatı" olarak da adlandırılan hipotalamusta, yalnızca ısıyla ilgili bilgilerle ilişkili çeşitli duyusal uyarıları birleştiren bir merkez yoktur.

Pirinç. 15.4.

vücudun dengesi değil, aynı zamanda sıcaklık rejimindeki değişiklikleri kontrol eden motor reaksiyonların düzenleme merkezi. Hipotalamusun işlev bozukluğundan sonra vücut ısısını düzenleme yeteneği kaybolur.

Aşırı ısınmayı önlemek için ısı transferinin düzenlenmesinin kontrolü, ön hipotalamus ile ilişkilidir - nöronları akan kanın sıcaklığına duyarlıdır. Bu merkezin çalışmasının kesintiye uğraması durumunda, vücut sıcaklığının kontrolü soğuk bir ortamda korunur, ancak sıcakta yoktur ve vücut ısısı önemli ölçüde yükselir.

Arka hipotalamusta bulunan diğer bir termoregülatuar merkez, ısı üretiminin miktarını kontrol eder.

Pirinç. 15.5. Sinir sisteminin termoregülasyona katılması ve böylece aşırı soğumanın önüne geçilmesi. Bu merkezin çalışmasının ihlali, soğuk bir ortamda enerji metabolizmasını artırma yeteneğini azaltır ve vücut ısısı düşer.

Kan akışının hacmindeki değişikliklerin bir sonucu olarak vücudun iç bölgelerinden ekstremitelere ısı transferi, vazomotor reaksiyonlar yoluyla ısı transferini düzenlemenin önemli bir yoludur. Uzuvlar, vücudun iç bölgelerinden çok daha geniş bir sıcaklık aralığına dayanır ve mükemmel termal "havalandırmalar" oluşturur, yani. vücudun iç bölgelerinden kan dolaşımı yoluyla ısı akışına bağlı olarak az ya da çok ısı kaybı sağlayabilen yerlerdir.

Termoregülasyon, sempatik sinir sistemi ile ilişkilidir (bkz. Şekil 15.5). Damar tonusunu düzenler; sonuç olarak, cilde kan akışı değişir (bkz. Bölüm 4). Deri altı damarlarının genişlemesine, içlerinde kan akışında bir yavaşlama ve ısı transferinde bir artış eşlik eder (Şekil 15.6). Aşırı sıcakta, ekstremitelerin cildine kan akışı önemli ölçüde artar ve aşırı ısı dağılır. Damarların cilt yüzeyine yakınlığı vücudun iç bölgelerine dönen kanın soğumasını arttırır.

Soğuduğunda damarlar daralır ve perifere kan akışı azalır. İnsanlarda kan, ellerin ve yoganın büyük damarlarından geçerken sıcaklığı düşer. Soğutulmuş venöz kan, atardamarların yakınında bulunan damarlar aracılığıyla vücuda geri dönerek büyük bir damarı yakalar.

Pirinç. 15.6. Derinin yüzeysel damarlarının soğuğa tepkisi - daralma (a) ve ısı - genleşme (b)

arteriyel kan tarafından verilen ısının oranı. Böyle bir sistem denir ters akım ısı değişimi. Kanın uzuvlardan geçişinden sonra vücudun iç bölgelerine büyük miktarda ısının geri dönüşünü teşvik eder. Böyle bir sistemin genel etkisi, ısı transferinde bir azalmadır. Sıfıra yakın bir hava sıcaklığında, böyle bir sistem faydalı değildir, çünkü arteriyel ve venöz kan arasındaki yoğun ısı değişiminin bir sonucu olarak, parmakların ve ayak parmaklarının sıcaklığı önemli ölçüde düşebilir ve bu da donmaya neden olabilir.

Isı üretiminin ana kaynağı, gönüllü kontrol altında olan kas kasılmaları ile ilişkilidir. Vücutta artan ısı üretiminin bir başka türü de kas titremeleri olabilir - soğuğa tepki. Titreme sırasında kasların hafif bir hareketi ısı üretiminin verimini arttırır. Titreme sırasında, uzuvların fleksörleri ve ekstansörleri ve çiğneme kasları ritmik olarak ve aynı anda büyük bir sıklıkta kasılır. Kasılmanın sıklığı ve gücü değişebilir. Titreme ancak söz konusu kaslar başka bir aktivitede yer almıyorsa oluşur. Gönüllü kas çalışması ile üstesinden gelinebilir. Yürüme gibi istemli hareketler, titremenin üstesinden gelen kas kasılması ile ilişkilidir. Hem titremeye hem de yürümeye ısı oluşumu eşlik eder. Posterior hipotalamusun nöronları, titreme sırasında kas kasılmalarının sıklığını ve gücünü etkiler. Bu merkez, ön hipotalamustaki termoregülatuar merkezden ve kas reseptörlerinden uyarılar alır. Beyinden gelen uyarılar, kaslarda titremeye neden olan ritmik sinyallerin ortaya çıktığı omuriliğin tüm seviyelerine gelir.

Ek olarak, yağ dokusunda depolanan yağların parçalanmasıyla termal enerji üretilir. Bu anlamda en etkili olanı, yenidoğanlarda omuz bıçakları arasında ve sternumun arkasında bulunan kahverengi yağdır. Doğumdan sonraki birkaç gün içinde, kahverengi yağ hücrelerinin sağladığı ısı üretimi, soğuğa verilen ana tepkidir. Daha sonra çocuklarda bu tepki titremeye başlar. Kahverengi yağ, kış uykusuna yatan hayvanlarda büyük miktarlarda bulunur. Beyaz yağ dokusundan yağın parçalanması daha az etkilidir. Beyaz yağ oluşumuna değil, ısının korunmasına katkıda bulunur.

A. İnsan yaşamı ancak dar bir sıcaklık aralığında ilerleyebilir.

Sıcaklık, insan vücudundaki yaşam süreçlerinin seyri ve fizyolojik aktivitesi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Yaşam süreçleri, ana enzimatik reaksiyonların meydana gelebileceği iç ortamın dar bir sıcaklık aralığı ile sınırlıdır. İnsanlar için vücut ısısının 25°C'nin altına düşmesi ve 43°C'nin üzerine çıkması genellikle ölümcüldür. Sinir hücreleri özellikle sıcaklıktaki değişikliklere karşı hassastır.

Sıcaklık dehidrasyona, mineral tuzlarının ve suda çözünen vitaminlerin kaybına yol açan yoğun terlemeye neden olur. Bu süreçlerin sonucu kanın pıhtılaşması, bozulmuş tuz metabolizması, mide salgılanması ve vitamin eksikliğinin gelişmesidir. Buharlaşma sırasında ağırlıkta izin verilen azalma %2-3'tür. %6'lık buharlaşmadan kilo kaybı ile zihinsel aktivite bozulur ve %15-20 kilo kaybı ile ölüm meydana gelir. Yüksek sıcaklığın sistematik etkisi, kardiyovasküler sistemde değişikliklere neden olur: artan kalp hızı, kan basıncındaki değişiklikler, kalbin fonksiyonel kapasitesinin zayıflaması. Yüksek sıcaklığa uzun süre maruz kalmak vücutta ısı birikmesine neden olurken, vücut ısısı 38-41 °C'ye kadar yükselebilir ve bilinç kaybı ile birlikte sıcak çarpması meydana gelebilir.

Düşük sıcaklık vücudun soğumasına ve hipotermiye neden olabilir. Vücutta soğurken ısı transferi refleks olarak azalır ve ısı üretimi artar. Kan damarlarının spazmı (daralması) nedeniyle ısı transferinde bir azalma, vücut dokularının termal direncinde bir artış meydana gelir. Düşük sıcaklığa uzun süre maruz kalmak, kalıcı vasküler spazm, doku yetersiz beslenmesine yol açar. Soğutma sırasında ısı üretiminin büyümesi vücuttaki oksidatif metabolik süreçlerin çabasıyla sağlanır (vücut sıcaklığındaki 1°C azalmaya metabolik süreçlerde 10°C'lik bir artış eşlik eder). Düşük sıcaklıklara maruz kalmaya kan basıncında, solunum hacminde bir artış ve solunum hızında bir azalma eşlik eder. Vücudu soğutmak karbonhidrat metabolizmasını değiştirir. Büyük soğumaya vücut sıcaklığındaki bir azalma, organların ve vücut sistemlerinin işlevlerinin inhibisyonu eşlik eder.

B. Vücudun çekirdeği ve dış kabuğu.

Termoregülasyon açısından, insan vücudu iki bileşenden oluşan olarak temsil edilebilir - dış kabuklar ve yerli çekirdek.

Çekirdek- bu, vücudun sabit bir sıcaklığa sahip bir parçasıdır (iç organlar) ve kabuk- vücudun bir sıcaklık gradyanı olan bir kısmı (bunlar, vücudun yüzey tabakasının 2,5 cm kalınlığındaki dokularıdır). Kabuk boyunca, çekirdek ile çevre arasında bir ısı değişimi vardır, yani kabuğun ısıl iletkenliğindeki değişiklikler, çekirdeğin sıcaklığının sabitliğini belirler. Kabuğun dokularına kan akışı ve kan akışındaki değişiklikler nedeniyle termal iletkenlik değişir.

Çekirdeğin farklı bölümlerinin sıcaklığı farklıdır. Örneğin karaciğerde: 37.8-38.0°C, beyinde: 36.9-37.8°C. Genel olarak, insan vücudunun çekirdek sıcaklığı 37.0°С. Bu, birim zamanda vücutta üretilen ısı miktarı arasında istikrarlı bir denge olan endojen termoregülasyon süreçleriyle elde edilir ( ısı üretimi) ve aynı zamanda vücudun çevreye yaydığı ısı miktarı ( ısı dağılımı).

Farklı bölgelerdeki insan derisinin sıcaklığı 24,4°C ila 34.4°C arasında değişir. En düşük sıcaklık ayak parmaklarında, en yüksek - koltukaltında görülür. Belirli bir andaki vücut sıcaklığının genellikle koltukaltındaki sıcaklığın ölçülmesi esasına göre karar verilir.

Ortalama verilere göre, rahat hava sıcaklığı koşullarında çıplak bir kişinin ortalama cilt sıcaklığı 33-34°C'dir. Vücut ısısında günlük dalgalanmalar vardır. Salınım genliği 1°C'ye ulaşabilir. Vücut ısısı sabah erken saatlerde (3-4 saat) minimum, gündüz (16-18 saat) maksimumdur.

Sıcaklık asimetrisi olgusu da bilinmektedir. Vakaların yaklaşık %54'ünde görülür ve sol koltukaltındaki sıcaklık sağdakinden biraz daha yüksektir. Cildin diğer bölgelerinde de asimetri mümkündür ve asimetrinin 0,5 ° C'den fazla olması patolojiyi gösterir.

B. Isı transferi. İnsan vücudunda ısı üretimi ve ısı transferi dengesi.

İnsan yaşamsal faaliyet süreçlerine, vücudunda sürekli ısı üretimi ve üretilen ısının çevreye salınması eşlik eder. Vücut ve çevre arasındaki termal enerji alışverişine p denir. Isı değişimi. Isı üretimi ve ısı transferi, metabolizmayı, kan dolaşımını, terlemeyi ve iskelet kaslarının aktivitesini düzenleyen merkezi sinir sisteminin aktivitesinden kaynaklanmaktadır.

İnsan vücudu, normal koşullar altında ısı üretiminin (üretilen ısı miktarı) dış ortama verilen ısı miktarına (ısı transferi) eşit olduğu, bir iç ısı kaynağına sahip kendi kendini düzenleyen bir sistemdir. Vücut ısısının sabitliğine denir izoterm. Doku ve organlardaki metabolik süreçlerin ortam sıcaklığındaki dalgalanmalardan bağımsızlığını sağlar.

İnsan vücudunun iç sıcaklığı, dış ortamın sıcaklığına bağlı olarak ısı üretimi ve ısı transferinin yoğunluğunun düzenlenmesi nedeniyle sabittir (36.5-37°C). Ve dış koşulların etkisi altındaki insan derisinin sıcaklığı nispeten geniş sınırlar içinde değişebilir.

İnsan vücudunda 1 saat içinde 1 litre buzlu suyu kaynatmak için gerektiği kadar ısı üretilir. Ve vücut ısı geçirmez bir durumda olsaydı, o zaman bir saat içinde vücut sıcaklığı yaklaşık 1.5 ° C yükselir ve 40 saat sonra suyun kaynama noktasına ulaşırdı. Ağır fiziksel çalışma sırasında, ısı üretimi birkaç kat daha fazla artar. Ancak vücut ısımız değişmez. Niye ya? Her şey vücuttaki ısı oluşum ve salınım süreçlerini dengelemekle ilgilidir.

Isı dengesinin seviyesini belirleyen en önemli faktör, ortam sıcaklığı. Konfor bölgesinden ayrıldığında vücutta yeni bir ısı dengesi kurulur, bu da yeni çevre koşullarında izotermi sağlar. Vücut ısısının bu sabitliği mekanizma tarafından sağlanır. termoregülasyon nöro-endokrin yol tarafından düzenlenen ısı üretimi süreci ve ısı salınımı süreci dahil.

D. Vücut termoregülasyonu kavramı.

termoregülasyon- bu, ısı üretimi ve ısı transferinin düzenlenmesi yoluyla değişen çevresel sıcaklık koşullarında vücudun çekirdeğinin sıcaklığının göreceli bir sabitliğini korumayı amaçlayan bir dizi fizyolojik süreçtir. Termoregülasyon, vücudun termal dengesinin ihlallerini önlemeyi veya bu tür ihlaller daha önce meydana gelmişse restorasyonunu amaçlar ve nöro-hümoral yolla gerçekleştirilir.

Genel olarak termoregülasyonun, vücudunun iç bölgelerinin sıcaklığını nispeten sabit ve oldukça yüksek bir seviyede (yaklaşık olarak) tutma yeteneğine sahip olan homoiotermik hayvanların (bunlara memelileri (insanlar dahil) ve kuşları içerir) karakteristik olduğu genel olarak kabul edilir. 37-38°C memelilerde) ve 40-42°C kuşlarda) ortam sıcaklığındaki değişikliklerden bağımsız olarak.

Termoregülasyon mekanizması, geri beslemeli sibernetik bir kendi kendini kontrol sistemi olarak temsil edilebilir. Çevredeki havanın sıcaklık dalgalanmaları özel alıcı oluşumları üzerinde etkilidir ( termoreseptörler) sıcaklığa duyarlıdır. Termoreseptörler, organın termal durumu hakkında bilgiyi termoregülasyon merkezlerine iletir, sırayla termoregülasyon merkezleri sinir lifleri, hormonlar ve diğer biyolojik olarak aktif maddeler yoluyla ısı transferini ve ısı üretimini veya vücudun kısımlarını değiştirir (lokal termoregülasyon), ya da bir bütün olarak vücut. Termoregülasyon merkezleri özel kimyasallarla kapatıldığında, vücut sabit bir sıcaklığı koruma yeteneğini kaybeder. Son yıllarda, bu özellik tıpta kalpteki karmaşık cerrahi operasyonlar sırasında vücudun yapay olarak soğutulması için kullanılmıştır.

Deri termoreseptörleri.

Bir kişinin, iç organların sıcaklığındaki değişikliklere tepki veren yaklaşık 150.000 soğuk ve 16.000 ısı reseptörüne sahip olduğu tahmin edilmektedir. Termoreseptörler deride, iç organlarda, solunum yollarında, iskelet kaslarında ve merkezi sinir sisteminde bulunur.

Derinin termoreseptörleri hızla adapte olur ve sıcaklığa değil, değişikliklerine çok fazla tepki verir. Maksimum reseptör sayısı baş ve boyunda, minimum - uzuvlarda bulunur.

Soğuk alıcılar daha az duyarlıdır ve duyarlılık eşikleri (soğutulduğunda) 0.012°C'dir. Termal reseptörlerin hassasiyet eşiği daha yüksektir ve 0.007°C'dir. Bu muhtemelen aşırı ısınmanın vücut için daha büyük bir tehlikesinden kaynaklanmaktadır.

D. Termoregülasyon türleri.

Termoregülasyon iki ana tipe ayrılabilir:

1. Fiziksel termoregülasyon:

Buharlaşma (terleme);

Radyasyon (radyasyon);

Konveksiyon.

2. Kimyasal termoregülasyon.

Kontraktil termojenez;

titremeyen termojenez.

Fiziksel termoregülasyon(vücuttan ısıyı uzaklaştıran bir süreç) - vücudun deri yoluyla ısı transferini (iletim ve konveksiyon), radyasyon (radyasyon) ve su buharlaşmasını değiştirerek vücut sıcaklığının korunmasını sağlar. Vücutta sürekli olarak üretilen ısının geri dönüşü, derinin, deri altı yağ tabakasının ve epidermisin termal iletkenliğinde bir değişiklik tarafından düzenlenir. Isı transferi büyük ölçüde ısı ileten ve ısı yalıtkan dokulardaki kan dolaşımının dinamikleri tarafından düzenlenir. Ortam sıcaklığı arttıkça, buharlaşma ısı transferine hakim olmaya başlar.

İletim, taşınım ve radyasyon, fizik yasalarına dayanan pasif ısı transfer yollarıdır. Yalnızca pozitif bir sıcaklık gradyanı korunursa etkilidirler. Vücut ve çevre arasındaki sıcaklık farkı ne kadar küçük olursa, o kadar az ısı verilir. Aynı göstergelerle veya yüksek bir ortam sıcaklığında, belirtilen yollar sadece etkisiz olmakla kalmaz, aynı zamanda vücut da ısınır. Bu koşullar altında, vücutta sadece bir ısı transferi mekanizması tetiklenir - terleme.

Düşük ortam sıcaklıklarında (15°C ve altı), günlük ısı transferinin yaklaşık %90'ı ısı iletimi ve ısı radyasyonu nedeniyle gerçekleşir. Bu koşullar altında gözle görülür bir terleme olmaz. 18-22°C'lik bir hava sıcaklığında, termal iletkenlik ve ısı radyasyonu nedeniyle ısı transferi azalır, ancak cilt yüzeyinden nemin buharlaşmasıyla vücut tarafından ısı kaybı artar. Ortam sıcaklığı 35°C'ye yükseldiğinde, radyasyon ve konveksiyon kullanarak ısı transferi imkansız hale gelir ve vücut sıcaklığı, yalnızca cildin yüzeyinden ve akciğerlerin alveollerinden suyun buharlaşmasıyla sabit bir seviyede tutulur. Yüksek nem ile suyun buharlaşmasının zor olduğu durumlarda vücudun aşırı ısınması meydana gelebilir ve sıcak çarpması gelişebilir.

Yaklaşık 20 °C hava sıcaklığında ve saatte 419 kJ (100 kcal) toplam ısı transferinde dinlenen bir kişide radyasyon yardımıyla %66, su buharlaşmasının %19'u ve %15'i kaybolur. konveksiyon yoluyla toplam vücut ısısı kaybı.

kimyasal termoregülasyon(vücutta ısı oluşumunu sağlayan süreç) - metabolizma yoluyla ve kas gibi dokuların yanı sıra karaciğer, kahverengi yağların ısı üretimi yoluyla yani ısı üretim düzeyini değiştirerek gerçekleştirilir - vücut hücrelerinde metabolizmanın yoğunluğunu artırarak veya zayıflatarak. Organik madde oksitlendiğinde enerji açığa çıkar. Enerjinin bir kısmı ATP sentezine gider (adenosin trifosfat, vücuttaki enerji ve maddelerin metabolizmasında son derece önemli bir rol oynayan bir nükleotittir). Bu potansiyel enerji, organizma tarafından daha sonraki aktivitelerinde kullanılabilir. Tüm dokular vücuttaki ısı kaynağıdır. Dokulardan akan kan ısınır. Ortam sıcaklığındaki bir artış, metabolizmada refleks bir azalmaya neden olur ve bunun sonucunda vücuttaki ısı üretimi azalır. Ortam sıcaklığındaki azalma ile metabolik süreçlerin yoğunluğu refleks olarak artar ve ısı üretimi artar.

Kimyasal termoregülasyonun dahil edilmesi, fiziksel termoregülasyon sabit bir vücut sıcaklığını korumak için yetersiz olduğunda meydana gelir.

Bu tür termoregülasyonları düşünün.

Fiziksel termoregülasyon:

Altında fiziksel termoregülasyon Isı transferi seviyesinde bir değişikliğe yol açan fizyolojik süreçlerin bütününü anlar. Vücuttan çevreye ısı aktarmanın aşağıdaki yolları vardır:

Buharlaşma (terleme);

Radyasyon (radyasyon);

Isı iletimi (iletim);

Konveksiyon.

Onları daha ayrıntılı olarak ele alalım:

1. Buharlaşma (terleme):

Buharlaşma (terleme)- bu, cildin yüzeyinden ve solunum yollarının mukoza zarlarından ter veya nemin buharlaşması nedeniyle termal enerjinin çevreye dönüşüdür. İnsanlarda ter, cildin ter bezleri tarafından sürekli olarak salgılanır (“algılanabilir” veya glandüler, su kaybı), solunum yollarının mukoza zarları nemlenir (“algılanamaz” su kaybı). Aynı zamanda, vücut tarafından “algılanabilir” su kaybı, buharlaşma tarafından verilen toplam ısı miktarı üzerinde “algılanamaz” olandan daha önemli bir etkiye sahiptir.

Yaklaşık 20°C'lik bir ortam sıcaklığında, nemin buharlaşması yaklaşık 36 g/saattir. Bir insanda 1 g suyun buharlaşması için 0,58 kcal termal enerji harcandığından, bu koşullar altında bir yetişkinin vücudunun, buharlaşma yoluyla çevreye yayılan tüm ısının yaklaşık %20'sini çevreye verdiğini hesaplamak kolaydır. . Dış sıcaklıktaki artış, fiziksel iş performansı, ısı yalıtımlı giysilerde uzun süre kalmak terlemeyi arttırır ve 500-2.000 g/saate kadar çıkabilir.

Bir kişi nemli havada nispeten düşük bir ortam sıcaklığına (32 ° C) tolerans göstermez. Tamamen kuru havada, bir kişi 50-55 ° C sıcaklıkta 2-3 saat gözle görülür bir aşırı ısınma olmadan kalabilir. Terin buharlaşmasını önleyen hava geçirmeyen giysiler (kauçuk, kalın vb.) de kötü tolere edilir: giysiler ile vücut arasındaki hava tabakası hızla buharla doyurulur ve terin daha fazla buharlaşması durur.

Buharlaşma yoluyla ısı transferi süreci, termoregülasyon yöntemlerinden sadece biri olmasına rağmen, istisnai bir avantaja sahiptir - dış sıcaklık ortalama cilt sıcaklığını aşarsa, vücut diğer termoregülasyon yöntemleriyle dış ortama ısı veremez. (radyasyon, konveksiyon ve iletim) aşağıda ele alacağız. Bu koşullar altında, vücut dışarıdan ısıyı emmeye başlar ve ısıyı dağıtmanın tek yolu, vücudun yüzeyinden nemin buharlaşmasını arttırmaktır. Bu tür bir buharlaşma, ortam havasının nemi %100'ün altında kaldığı sürece mümkündür. Yoğun terleme, yüksek nem ve düşük hava hızı ile ter damlaları, buharlaşmaya, birleşmeye ve vücut yüzeyinden boşalmaya zaman olmadığında, buharlaşma yoluyla ısı transferi daha az etkili hale gelir.

Ter buharlaştığında vücudumuz enerjisini serbest bırakır. Aslında vücudumuzun enerjisi sayesinde sıvı moleküller (yani ter) moleküler bağları kırar ve sıvıdan gaz haline geçer. Bağları kırmak için enerji harcanır ve bunun sonucunda vücut ısısı düşer. Buzdolabı aynı prensipte çalışır. Odanın içindeki sıcaklığı, ortam sıcaklığından çok daha düşük tutmayı başarır. Bunu elektrik kullanarak yapar. Bunu da besinlerin parçalanmasından elde edilen enerjiyi kullanarak yapıyoruz.

Giysi seçimini kontrol etmek, buharlaşan ısı kaybını azaltmaya yardımcı olabilir. Giysiler hava koşullarına ve mevcut aktiviteye göre seçilmelidir. Yükler arttığında fazla kıyafetleri çıkarmak için tembel olmayın. Daha az terleyeceksiniz. Ve yükler durduğunda tekrar takmak için tembel olmayın. Rüzgarla birlikte yağmur yoksa nemi ve rüzgar korumasını kaldırın, aksi takdirde giysiler içeriden, terinizden ıslanır. Ve ıslak giysilerle temas halinde, termal iletkenlik yoluyla da ısı kaybederiz. Su, ısıyı havadan 25 kat daha iyi iletir. Bu, ıslak giysilerde 25 kat daha hızlı ısı kaybettiğimiz anlamına gelir. Bu yüzden kıyafetlerinizi kuru tutmanız önemlidir.

Buharlaşma 2 türe ayrılır:

a) algılanamayan terleme(ter bezlerinin katılımı olmadan) suyun akciğerlerin yüzeyinden buharlaşması, solunum yollarının mukoza zarları ve cildin epitelinden sızan su (cilt kuru olsa bile cilt yüzeyinden buharlaşma meydana gelir).

Gün boyunca solunum yolundan 400 ml'ye kadar su buharlaşır, yani. vücut günde 232 kcal'ye kadar kaybeder. Gerekirse termal nefes darlığı nedeniyle bu değer artırılabilir. Epidermisten günde ortalama 240 ml su sızar. Dolayısıyla bu şekilde vücut günde 139 kcal kadar kaybeder. Bu değer, kural olarak, düzenleme süreçlerine ve çeşitli çevresel faktörlere bağlı değildir.

b) Algılanan terleme(ter bezlerinin aktif katılımı ile) - Terin buharlaşmasıyla açığa çıkan ısıdır. Ortalama olarak, rahat bir ortam sıcaklığında günde 400-500 ml ter salınır, bu nedenle 300 kcal'ye kadar enerji verilir. 75 kg ağırlığındaki bir insanda 1 litre terin buharlaşması vücut ısısını 10°C düşürebilir. Ancak gerekirse terleme hacmi günde 12 litreye kadar çıkabilir, yani. Terleyerek günde 7.000 kcal'a kadar kaybedebilirsiniz.

Buharlaşmanın verimliliği büyük ölçüde çevreye bağlıdır: sıcaklık ne kadar yüksek ve nem ne kadar düşükse, bir ısı transfer mekanizması olarak terlemenin etkinliği o kadar yüksek olur. %100 nemde buharlaşma imkansızdır. Atmosferik havanın yüksek neminde, yüksek sıcaklığın tolere edilmesi, düşük nemden daha zordur. Su buharı ile doymuş havada (örneğin, bir banyoda), ter büyük miktarlarda salınır, ancak buharlaşmaz ve ciltten akar. Bu tür terleme, ısı salınımına katkıda bulunmaz: terin sadece cilt yüzeyinden buharlaşan kısmı ısı transferi için önemlidir (terin bu kısmı etkili terlemedir).

2. Radyasyon (radyasyon):

Emisyon (radyasyon)- bu, insan vücudunun yüzeyi tarafından kızılötesi aralığın (a \u003d 5-20 mikron) elektromanyetik dalgaları şeklinde çevreye ısı transferi yöntemidir. Radyasyon, sıcaklığı mutlak sıfırın üzerinde olan tüm nesnelere enerji verir. Elektromanyetik radyasyon bir boşluktan serbestçe geçer, atmosferik hava da onun için “şeffaf” olarak kabul edilebilir.

Bildiğiniz gibi, ortam sıcaklığının üzerinde ısıtılan herhangi bir nesne ısı yayar. Ateşin yanında otururken herkes bunu hissetti. Ateş ısı yayar ve etrafındaki nesneleri ısıtır. Bu durumda ateş ısısını kaybeder.

Ortam sıcaklığı cildin yüzey sıcaklığının altına düşer düşmez insan vücudu ısı yaymaya başlar. Radyasyonla ısı kaybını önlemek için vücudun açıkta kalan bölgeleri korunmalıdır. Bu giysi ile yapılır. Böylece giysilerde cilt ile çevre arasında bir hava tabakası oluşturuyoruz. Bu tabakanın sıcaklığı vücut sıcaklığına eşit olacak ve radyasyonla ısı kaybı azalacaktır. Isı kaybı neden tamamen durmuyor? Çünkü artık ısıtılan giysiler ısıyı yayar ve kaybeder. Ve bir kat daha giysi giyseniz bile radyasyonu durduramayacaksınız.

Radyasyon yoluyla vücudun çevreye yaydığı ısı miktarı, radyasyonun yüzey alanı (vücudun giysiler tarafından kaplanmayan yüzey alanı) ve cilt ile ortamın ortalama sıcaklıkları arasındaki fark ile orantılıdır. . 20°C'lik bir ortam sıcaklığında ve %40-60'lık bir bağıl nemde, yetişkin bir kişinin vücudu, yayılan toplam ısının yaklaşık %40-50'sini radyasyon yoluyla yayar. Ortam sıcaklığı ortalama cilt sıcaklığını aşarsa, insan vücudu çevredeki nesnelerden yayılan kızılötesi ışınları emerek ısınır.

Radyasyonla ısı transferi, ortam sıcaklığındaki düşüşle artar ve artmasıyla azalır. Sabit ortam sıcaklığı koşulları altında, vücut yüzeyinden gelen radyasyon, cilt sıcaklığındaki artışla artar ve azaldıkça azalır. Cilt yüzeyinin ve ortamın ortalama sıcaklıkları eşitlenirse (sıcaklık farkı sıfıra eşit olur), radyasyonla ısı transferi imkansız hale gelir.

Radyasyonun yüzey alanını azaltarak vücudun ısı transferini radyasyonla azaltmak mümkündür - vücut pozisyonunda değişiklik. Örneğin, bir köpek veya kedi üşüdüğünde, bir top gibi kıvrılarak ısı transfer yüzeyini azaltır; sıcak olduğunda, hayvanlar, aksine, ısı transfer yüzeyinin maksimuma çıktığı bir pozisyon alır. Bir kişi, soğuk bir odada uyurken bu fiziksel termoregülasyon yönteminden, “bir topun içine kıvrılarak” mahrum değildir.

3. Isı iletimi (iletim):

Isı iletimi (iletim)- bu, insan vücudunun diğer fiziksel bedenlerle teması sırasında gerçekleşen bir ısı transfer yöntemidir. Cismin bu şekilde çevreye verdiği ısı miktarı, temas eden cisimlerin ortalama sıcaklıkları, temas eden yüzeylerin alanı, ısıl temas süresi ve temas eden cisimlerin ısıl iletkenliği arasındaki fark ile orantılıdır. gövde.

İletim yoluyla ısı kaybı, soğuk bir nesneyle doğrudan temas olduğunda meydana gelir. Bu sırada vücudumuz ısısını dışarı verir. Isı kaybı oranı, temas halinde olduğumuz nesnenin termal iletkenliğine büyük ölçüde bağlıdır. Örneğin taşın ısıl iletkenliği ahşaba göre 10 kat daha fazladır. Bu nedenle, bir taşın üzerinde otururken ısıyı çok daha hızlı kaybederiz. Muhtemelen bir taş üzerinde oturmanın bir kütük üzerinde oturmaktan daha soğuk olduğunu fark etmişsinizdir.

Karar? Zayıf ısı iletkenleri kullanarak vücudunuzu soğuk nesnelerden izole edin. Basitçe söylemek gerekirse, örneğin dağlarda seyahat ediyorsanız, sonra bir mola veriyorsanız, bir turist halısına veya bir demet giysiye oturun. Geceleri uyku tulumunun altına mutlaka hava şartlarına uygun bir turist kilim koyun. Veya aşırı durumlarda kalın bir kuru ot veya iğne tabakası. Dünya ısıyı iyi iletir (ve dolayısıyla “alır”) ve geceleri çok soğur. Kışın metal nesneleri çıplak elle tutmayın. Eldiven kullanın. Şiddetli donlarda, metal nesnelerden yerel donma elde edilebilir.

Kuru hava, yağ dokusu, düşük ısı iletkenliği ile karakterize edilir ve ısı yalıtkanlarıdır (zayıf ısı iletkenleri). Giysiler ısı transferini azaltır. Giysiler ile cilt arasındaki durgun hava tabakası ısı kaybını önler. Giysilerin ısı yalıtım özellikleri ne kadar yüksekse, yapısının hava içeren hücresel yapısı o kadar incedir. Bu, insan vücudunun ısı iletimi yoluyla ısı yayılımını azaltmasını mümkün kılan yünlü ve kürklü giysilerin iyi ısı yalıtım özelliklerini açıklar. Giysilerin altındaki hava sıcaklığı 30°C'ye ulaşır. Tersine, yüzeyindeki hava sürekli değiştiği için çıplak bir vücut ısı kaybeder. Bu nedenle vücudun çıplak yerlerindeki deri sıcaklığı, giyinik olanlardan çok daha düşüktür.

Su buharı ile doymuş nemli hava, yüksek ısı iletkenliği ile karakterize edilir. Bu nedenle bir kişinin düşük sıcaklıkta yüksek nemli bir ortamda kalması, vücut ısı kaybında bir artışa eşlik eder. Islak giysiler de yalıtım özelliklerini kaybeder.

4. Konveksiyon:

Konveksiyon- bu, hava parçacıklarının (su) hareket ettirilmesiyle ısının aktarılmasıyla gerçekleştirilen, vücudun bir ısı transferi yöntemidir. Konveksiyon yoluyla ısı yayılımı, vücut yüzeyinden cildinkinden daha düşük bir sıcaklıkta hava akışını gerektirir. Aynı zamanda, cilt ile temas eden hava tabakası ısınır, yoğunluğunu azaltır, yükselir ve yerini daha soğuk ve daha yoğun hava alır. Hava sıcaklığının 20°C ve bağıl nemin %40-60 olduğu koşullar altında, yetişkin bir kişinin vücudu ısı iletimi ve konveksiyon (temel konveksiyon) yoluyla çevreye ısının yaklaşık %25-30'unu yayar. Hava akışlarının (rüzgar, havalandırma) hareket hızındaki artışla birlikte, ısı transferinin yoğunluğu (zorla konveksiyon) da önemli ölçüde artar.

Konveksiyon sürecinin özü şu şekildedir:- vücudumuz deriye yakın havayı ısıtır; ısıtılmış hava soğuk havadan daha hafif hale gelir ve yükselir ve onun yerini tekrar ısınan, daha hafif hale gelen ve bir sonraki soğuk hava tarafından yer değiştiren soğuk hava alır. Isınan hava giysi yardımı ile tutulmazsa bu işlem sonsuz olacaktır. Aslında bizi ısıtan giysiler değil, içinde tuttuğu havadır.

Rüzgar estiğinde durum daha da kötüleşir. Rüzgar, ısıtılmamış havanın büyük kısımlarını taşır. Sıcak bir süveter giydiğimizde bile rüzgar, sıcak havayı dışarı atmak için hiçbir şey yapmaz. Aynı şey hareket ettiğimizde de olur. Vücudumuz havaya "çarpıyor" ve rüzgar gibi hareket ederek etrafımızda akıyor. Bu da ısı kaybını arttırır.

Çözüm ne? Rüzgar geçirmez bir katman giyin: rüzgarlık ve rüzgar geçirmez pantolon. Boynunuzu ve başınızı korumayı unutmayın. Beynin aktif kan dolaşımı nedeniyle boyun ve baş vücudun en çok ısınan bölgeleridir, bu nedenle onlardan ısı kaybı çok fazladır. Ayrıca soğuk havalarda hem araç kullanırken hem de yatacak yer seçerken rüzgarlı yerlerden kaçınılmalıdır.

Kimyasal termoregülasyon:

kimyasal termoregülasyonısı üretimi, vücutta ısı oluşumunda bir değişikliğe yol açan kas mikrotitreşiminin (salınımların) neden olduğu metabolizma seviyesindeki (oksidatif süreçler) bir değişiklik nedeniyle gerçekleştirilir.

Vücuttaki ısı kaynağı, proteinlerin, yağların, karbonhidratların ekzotermik oksidasyon reaksiyonlarının yanı sıra ATP'nin hidrolizidir (adenozin trifosfat, vücuttaki enerji ve maddelerin metabolizmasında son derece önemli bir rol oynayan bir nükleotittir; ilk olarak hepsinden öte, bu bileşik, canlı sistemlerde meydana gelen tüm biyokimyasal süreçler için evrensel bir enerji kaynağı olarak bilinir). Besinlerin parçalanması sırasında açığa çıkan enerjinin bir kısmı ATP'de birikir, bir kısmı ısı şeklinde dağılır (birincil ısı enerjinin %65-70'idir). ATP moleküllerinin yüksek enerjili bağlarını kullanırken, enerjinin bir kısmı faydalı işler yapmaya gider ve bir kısmı dağılır (ikincil ısı). Böylece, iki ısı akışı - birincil ve ikincil - ısı üretimidir.

Kimyasal termoregülasyon, hem normal koşullarda hem de ortam sıcaklığı değiştiğinde sabit bir vücut sıcaklığının korunması için önemlidir. İnsanlarda, özellikle ortam sıcaklığı optimum sıcaklıktan veya konfor bölgesinden daha düşük olduğunda, metabolizma yoğunluğundaki bir artışa bağlı olarak ısı üretiminde bir artış kaydedilmiştir. Sıradan hafif giysili bir kişi için bu bölge 18-20°C aralığında, çıplak bir kişi için 28°C'dir.

Suda kalma sırasında optimum sıcaklık havadan daha yüksektir. Bunun nedeni, yüksek bir ısı kapasitesine ve termal iletkenliğe sahip olan suyun vücudu havadan 14 kat daha fazla soğutması, bu nedenle serin bir banyoda metabolizmanın aynı sıcaklıkta havaya maruz kaldığından önemli ölçüde daha fazla artmasıdır.

Vücutta en yoğun ısı üretimi kaslarda meydana gelir. Bir kişi hareketsiz, ancak kasları gergin olsa bile, oksidatif süreçlerin yoğunluğu ve aynı zamanda ısı üretimi% 10 artar. Küçük bir fiziksel aktivite, ısı üretiminde %50-80 oranında ve ağır kas çalışmasında %400-500 oranında bir artışa yol açar.

Karaciğer ve böbrekler de kimyasal termoregülasyonda önemli bir rol oynar. Hepatik venin kan sıcaklığı, bu organda yoğun ısı oluşumunu gösteren hepatik arterin kan sıcaklığından daha yüksektir. Vücut soğutulduğunda karaciğerde ısı üretimi artar.

Isı üretimini artırmak gerekirse, dışarıdan ısı alma olasılığına ek olarak, vücutta termal enerji üretimini artıran mekanizmalar kullanılır. Bu mekanizmalar şunları içerir: kasılma ve titremeyen termojenez.

1. Kasılma termojenezi.

Bu tür termoregülasyon, üşüdüğümüzde ve vücut ısımızı yükseltmemiz gerektiğinde çalışır. Bu yönteme dahildir kas kasılması. Kas kasılması ile ATP hidrolizi artar, bu nedenle vücudu ısıtmaya giden ikincil ısı akışı artar.

Kas aparatının keyfi aktivitesi, esas olarak serebral korteksin etkisi altında gerçekleşir. Aynı zamanda, ana değişimin değerine kıyasla ısı üretiminde 3-5 kat artış mümkündür.

Genellikle, ortamın sıcaklığı ve kan sıcaklığı düştüğünde, ilk reaksiyon termoregülatör tonda artış(vücuttaki saçlar “uçta durur”, “tüyleri diken diken olur”). Büzülme mekaniği açısından, bu ton bir mikro titreşimdir ve ısı üretimini başlangıç ​​seviyesinin %25-40'ı kadar artırmanıza izin verir. Genellikle boyun, baş, gövde ve uzuv kasları tonu oluşturmada rol alır.

Daha belirgin hipotermi ile, termoregülatör ton, özel bir kas kasılmasına dönüşür - kas soğukluğu titremesi kasların yararlı işler yapmadığı ve kasılmalarının yalnızca ısı üretmeyi amaçladığı soğuk titreme, yüzeysel olarak yerleştirilmiş kasların istemsiz ritmik bir aktivitesidir, bunun sonucunda vücudun metabolik süreçleri önemli ölçüde artar, tüketimi kas dokusu tarafından oksijen ve karbonhidratlar artar, bu da ısı üretiminde artışa neden olur. Titreme genellikle boyun kasları ile başlar, yüz. Bunun nedeni, her şeyden önce beyne akan kanın sıcaklığının yükselmesi gerektiğidir. Soğuk titreme sırasındaki ısı üretiminin, istemli kas aktivitesinden 2-3 kat daha fazla olduğuna inanılmaktadır.

Tarif edilen mekanizma, bilincimizin katılımı olmadan refleks düzeyinde çalışır. Ancak vücut ısısını kullanarak yükseltebilirsiniz. bilinçli motor aktivite. Farklı güçte fiziksel aktivite gerçekleştirirken, ısı üretimi dinlenme seviyesine göre 5-15 kat artar. Uzun süreli çalışmanın ilk 15-30 dakikasında, çekirdek sıcaklığı oldukça hızlı bir şekilde nispeten sabit bir seviyeye yükselir ve daha sonra bu seviyede kalır veya yavaş yavaş yükselmeye devam eder.

2. Titreme yapmayan termojenez:

Bu tip termoregülasyon, vücut sıcaklığında hem artışa hem de düşüşe neden olabilir. Katabolik metabolik süreçleri (yağ asitlerinin oksidasyonu) hızlandırarak veya yavaşlatarak gerçekleştirilir. Bu da ısı üretiminde bir azalmaya veya artışa yol açacaktır. Bu tür termojenez nedeniyle, bir kişide ısı üretimi seviyesi, bazal metabolizma seviyesine kıyasla 3 kat artabilir.

Titreme olmayan termojenez süreçlerinin düzenlenmesi, sempatik sinir sistemini, tiroid hormonlarının üretimini ve adrenal medullayı aktive ederek gerçekleştirilir.

E. Termoregülasyonun kontrolü.

Hipotalamus.

Termoregülasyon sistemi, birbiriyle ilişkili işlevlere sahip bir dizi öğeden oluşur. Sıcaklık bilgisi termoreseptörlerden gelir ve sinir sistemi yardımıyla beyne girer.

Termoregülasyonda önemli bir rol oynar hipotalamus. Vücut sıcaklığının sabit bir seviyede korunmasını sağlayan çok sayıda ve karmaşık süreci koordine eden ana termoregülasyon merkezlerini içerir.

hipotalamus- bu, beynin nöroendokrin aktivitesini ve vücudun homeostazını (kişinin iç durumunun sabitliğini koruma yeteneği) düzenleyen çok sayıda hücre grubunu (30'dan fazla çekirdek) içeren diensefalonda küçük bir alandır. Hipotalamus, korteks, hipokampus, amigdala, beyincik, beyin sapı ve omurilik dahil olmak üzere merkezi sinir sisteminin hemen hemen tüm bölümlerine nöral yollarla bağlıdır. Hipofiz bezi ile birlikte hipotalamus, hipotalamusun hipofiz hormonlarının salınımını kontrol ettiği ve sinir ve endokrin sistemler arasındaki merkezi bağlantı olduğu hipotalamik-hipofiz sistemini oluşturur. Hormonları ve nöropeptidleri salgılar, açlık ve susuzluk, vücut ısısının düzenlenmesi, cinsel davranış, uyku ve uyanıklık (sirkadiyen ritimler) gibi fonksiyonları düzenler. Son araştırmalar, hipotalamusun hafıza ve duygusal durum gibi daha yüksek işlevlerin düzenlenmesinde önemli bir rol oynadığını ve dolayısıyla davranışın çeşitli yönlerinin oluşumuna katıldığını göstermektedir.

Hipotalamus merkezlerinin tahrip olması veya sinir bağlantılarının bozulması, vücut ısısını düzenleme yeteneğinin kaybolmasına yol açar.

Anterior hipotalamus, ısı transferini kontrol eden nöronları içerir.(fiziksel termoregülasyon sağlarlar - vazokonstriksiyon, terleme) Ön hipotalamusun nöronları yok edildiğinde, vücut yüksek sıcaklıklara tolerans göstermez, ancak soğuk koşullarda fizyolojik aktivite korunur.

Posterior hipotalamusun nöronları, ısı üretim süreçlerini kontrol eder.(kimyasal termoregülasyon sağlarlar - artan ısı üretimi, kas titremeleri) Hasar gördüklerinde, enerji metabolizmasını artırma yeteneği bozulur, bu nedenle vücut soğuğa iyi tahammül etmez.

Hipotalamusun preoptik bölgesindeki termosensitif sinir hücreleri, beyinden akan arteriyel kanın sıcaklığını doğrudan "ölçer" ve sıcaklık değişikliklerine karşı oldukça hassastır (0,011°C'lik bir kan sıcaklığı farkını ayırt edebilirler). Hipotalamustaki soğuğa ve ısıya duyarlı nöronların oranı 1:6'dır, bu nedenle merkezi termoreseptörler ağırlıklı olarak insan vücudunun "çekirdeğinin" sıcaklığı yükseldiğinde aktive olur.

Kan ve periferik dokuların sıcaklık değeri hakkındaki bilgilerin analizine ve entegrasyonuna dayanarak, hipotalamusun preoptik bölgesinde vücut sıcaklığının ortalama (integral) değeri sürekli olarak belirlenir. Bu veriler, interkalar nöronlar aracılığıyla, vücutta belirli bir vücut ısısı seviyesi belirleyen ön hipotalamustaki bir grup nörona iletilir - termoregülasyonun "ayar noktası". Ortalama vücut sıcaklığı değerlerinin ve ayarlanacak sıcaklığın ayar değerinin analizine ve karşılaştırılmasına dayanarak, arka hipotalamusun efektör nöronları aracılığıyla "ayar noktası" mekanizmaları, ısı transferi süreçlerini etkiler veya gerçek ve ayarlanan sıcaklığı hizaya getirmek için ısı üretimi.

Böylece termoregülasyon merkezinin işlevi nedeniyle, ısı üretimi ve ısı transferi arasında bir denge kurulur ve bu da vücut sıcaklığının vücudun yaşamı için optimal sınırlar içinde tutulmasını mümkün kılar.

Endokrin sistem.

Hipotalamus, başta tiroid ve adrenal bezler olmak üzere endokrin bezlerine sinir uyarıları göndererek ısı üretimi ve ısı transferi süreçlerini kontrol eder.

katılım tiroid bezi termoregülasyonda, düşük sıcaklığın etkisinin, metabolizmayı ve dolayısıyla ısı oluşumunu hızlandıran hormonlarının (tiroksin, triiyodotironin) artan salınımına yol açması gerçeğinden kaynaklanmaktadır.

rol adrenal bezler dokulardaki (örneğin kas) oksidatif süreçleri artıran veya azaltan, ısı üretimini artıran veya azaltan ve cilt damarlarını daraltan veya artıran, ısı seviyesini değiştiren katekolaminlerin (adrenalin, norepinefrin, dopamin) kanına salınması ile ilişkili Aktar.

Soğuk ve sıcak koşullarda vücudun ısı transfer mekanizmaları ">

Soğuk ve sıcak koşullarda vücudun ısı transfer mekanizmaları: a) kanın iç organların damarları ile cilt yüzeyinin damarları arasında yeniden dağılımı; b) deri damarlarında kanın yeniden dağılımı.

Fiziksel termoregülasyon, evrimin sonraki aşamalarında ortaya çıktı. Mekanizmaları hücresel metabolizma süreçlerini etkilemez. Fiziksel termoregülasyon mekanizmaları refleks olarak aktive edilir ve herhangi bir refleks mekanizması gibi üç ana bileşene sahiptir. İlk olarak, bunlar vücut veya ortam içindeki sıcaklıktaki değişiklikleri algılayan reseptörlerdir. İkinci bağlantı termoregülasyonun merkezidir. Üçüncü bağlantı, vücut sıcaklığını sabit bir seviyede tutan ısı transferi süreçlerini değiştiren efektörlerdir. Vücutta, ter bezi dışında, fiziksel termoregülasyonun refleks mekanizmasının kendi efektörleri yoktur.

Fiziksel termoregülasyonun önemi

Fiziksel termoregülasyon, ısı transferinin düzenlenmesidir. Mekanizmaları, hem vücudun aşırı ısınma tehdidi altında olduğu durumlarda hem de soğuma sırasında vücut sıcaklığının sabit bir seviyede korunmasını sağlar.

Fiziksel termoregülasyon, vücut tarafından ısı salınımındaki değişikliklerle gerçekleştirilir. Yüksek ortam sıcaklığı koşullarında vücudun kaldığı süre boyunca sabit bir vücut sıcaklığının korunmasında özel bir önem kazanır.

Isı transferi, ısı radyasyonu (radyasyon ısı transferi), konveksiyon, yani vücut tarafından ısıtılan havanın hareketi ve karıştırılması, ısı iletimi, yani. vücut yüzeyi ile temas halinde olan bir madde tarafından ısı dağılımı. Vücut tarafından ısı transferinin doğası, metabolizmanın yoğunluğuna bağlı olarak değişir.

Hava zayıf bir ısı iletkeni olduğundan, giysiler ve cilt arasındaki durgun hava tabakası tarafından ısı kaybı önlenir. Deri altı yağ dokusu tabakası, yağın düşük ısı iletkenliği nedeniyle ısı transferini büyük ölçüde engeller.

Sıcaklık regülasyonu

Derinin sıcaklığı ve dolayısıyla ısı radyasyonunun ve ısı iletiminin yoğunluğu, kanın damarlarda yeniden dağıtılması ve dolaşımdaki kan hacmindeki değişikliklerin bir sonucu olarak soğuk veya sıcak çevre koşullarında değişebilir.

Soğukta, cildin kan damarları, özellikle arterioller daralır; karın boşluğunun damarlarına daha fazla kan girer ve bu nedenle ısı transferi sınırlıdır. Daha az sıcak kan alan derinin yüzeysel katmanları daha az ısı yayar, bu nedenle ısı transferi azalır. Ek olarak, cildin güçlü bir şekilde soğutulmasıyla, kılcal damarlara giren kan miktarını azaltan ve böylece ısı transferini önleyen arteriyovenöz anastomozlar açılır.

Soğukta oluşan kanın yeniden dağılımı - yüzeysel damarlardan dolaşan kan miktarının azalması ve iç organların damarlarından geçen kan miktarının artması - iç organlarda ısının korunmasına katkıda bulunur. , sıcaklığı sabit bir seviyede tutulur.

Ortam sıcaklığı yükseldiğinde derinin damarları genişler, içlerinde dolaşan kan miktarı artar. Suyun dokulardan damarlara taşınması ve dalak ve diğer kan depolarının genel dolaşıma ilave kan atması nedeniyle vücutta dolaşan kanın hacmi de artar. Vücudun yüzey damarlarında dolaşan kan miktarındaki artış, radyasyon ve konveksiyon yoluyla ısı transferini destekler. Yüksek ortam sıcaklıklarında sabit bir vücut sıcaklığını korumak için, suyun buharlaşması sürecinde ısı transferi nedeniyle oluşan terleme de önemlidir.