 |
216.Теплоотдача. Физическая терморегуляция. Способы отдачи тепла (конвекция, проведение, излучение, испарение). Физиологические механизмы.
|
|
|
|
216. Теплоотдача. Физическая терморегуляция. Способы отдачи тепла (конвекция, проведение, излучение, испарение). Физиологические механизмы.
Теплоотдача. Физическая терморегуляция. Физиологические механизмы
Механизмы теплоотдачи имеют больший диапазон резервных возможностей, чем механизмы теплообразования, и поэтому они играют ведущую роль в реализации функциональной системы терморегуляции.
Это обусловлено тем, что термогенез (химическая терморегуляция) имеет большую генетическую детерминированность, а теплоотдача осуществляется с помощью:
● Физических механизмов ( Физическая терморегуляция )
● Физиологических механизмов ( Изменения функций сердечно-сосудистой системы, дыхания, потоотделения ).
Теплоотдача в организме человека реализуется за счёт двух взаимосвязанных потоков тепла – внутреннего и наружного.
● Внутрениий поток - перенос тепла от ядра к оболочке тела осуществляется путём кондукции. Так как жировая ткань препятствует проведению тепла в связи с плохой теплопроводностью, то перенос тепла осуществляется кровью в силу её высокой теплоёмкости и теплопроводности.
● Наружный поток – это поток, направленный от кожи в окружающую среду.
Физические механизмы:
Рассматривая механизмы теплоотдачи, обычно имеют ввиду именно наружный поток. Отдача тепла во внешнюю среду происходит в основном за счёт физических процессов ( физическая терморегуляция ).
Вклад каждого механизма в теплоотдачу определяется состоянием среды и скоростью продукции тепла в организме. В условиях температурного комфорта основная масса тепла отдаётся за счёт теплопроведения, теплоизлучения и конвекции и лишь 20% – с помощью испарения.
|
|
|
Процессы: 1) Теплоизлучение;
Теплоизлучение – это дистантный способ отдачи тепла в окружающую среду поверхностью тела человека в виде электромагнитного инфракрасного излучения. В нормальных условиях за счёт этого механизма отдаётся до 55-60% тепла.
Эффективность теплоизлучения зависит от:
● Градиента температуры (чем он выше, тем больше тепла отдаётся),
● Площади, с которой происходит излучение,
● Числа объектов, находящихся в среде, которые поглощают инфракрасные лучи.
Снизить теплоотдачу организма путём теплоизлучения можно за счёт уменьшения площади поверхности излучения («сворачивания тела в клубок»).
2) Теплопроведение;
Теплопроведение – это способ отдачи тепла телу, которое непосредственно контактирует (соприкасается) с телом человека.
Чем ниже температура этого тела, тем выше температурный градиент, тем выше скорость потери тепла за счёт этого механизма. Обычно этот способ отдачи тепла ограничен одеждой, воздушной прослойкой, а также подкожным жировым слоем, которые являются хорошими изоляторами тепла. Чем толще этот слой, тем меньше вероятность передачи тепла к холодному телу.
За счёт теплопроведения при низкой температуе и высокой влажности среды происходит увеличение теплопотерь организма.
3) испарение.
Испарение (перспирация) – это способ отдачи тепла с поверхностей кожи и слизистых дыхательных путей за счёт потери тепла при испарении пота (с кожи) и водяных паров (с лёгких).
Различают
● неощущаемую (испарение воды со слизистых дыхательных путей и испарение пота в нормальных условиях)
● ощущаемую (отдача тепла путём испарения пота при повышении температуры) перспирацию.
В нормальных условиях с помощью этого механизма отдаётся до 20% тепла. При этом в условиях основного обмена с лёгких испаряется 350 мл водяных паров, а с кожи – 500 мл пота в сутки. На испарение этого количества влаги затрачивается примерно 500 ккал энергии.
|
|
|
При высокой температуре среды роль испарения в теплоотдаче значительно увеличивается (до 75-90%). При этом человек за сутки может терять с потом до 5 л воды, а при тяжёлой мышечной работе в горячих цехах – до 12 л в сутки.
Испарению способствует движение воздуха и низкая влажность. В этих условиях пот испаряется и это называется эффективным потоотделением. Если движение воздуха отсутствует и имеется высокая влажность, то при высокой температуре «пот стекает ручьями», не испаряется – это называется неэффективным потоотделением.
* Конвекция – это частный случай теплопроведения, заключающийся в переносе тепла дивижущимися частицами воздуха (воды).
Около тела человека находится слой воздуха в 1-2мм, который имеет почти такую же температуру, как и кожа. При температуре внешней среды ниже, чем температура тела, нагретый воздух, как более лёгкий, поднимается вверх, а его место занимает более холодный воздух, который также постепенно нагревается. Таким образом у поверхности тела происходит непрерывная циркуляция воздуха.
Конвекция ещё более усиливается при движении воздуха, поэтому чем сильнее ветер, тем интенсивнее кожа отдаёт тепло. Способом теплопроведения отдаётся в окружающую среду в условиях температурного комфорта до 20% тепла.
На долю кистей рук приходится небольшая часть поверхности тела – всего 6%, но их кожей отдаётся до 60% тепла при помощи механизма сухой теплоотдачи (теплоизлучение, конвекция).
Физиологические механизмы:
Включения механизмов терморегуляции наступает при отклонении температуры тела от некоторого оптимального её значения, которое раньше называли « установленной температурной точкой ». (Под этим понятием подразумевалось определённая теоретическая температура, установленная природой для тканей гомойотермного организма и равная температуре гипоталамуса).
Согласно гипотезы « установленной точки » реакции терморегуляции возникают при расхождении фактической температуры гипоталамуса и температуры «установленной точки» (истинной температуры гипоталамуса). Однако было показано, что колебания температуры гипоталамуса не сопровождаются реакциями, направленными на возвращение температуры тела к исходному состоянию.
|
|
|
В настоящее время считается, что в гомойотермном организме не существует определённого участка тела, по которому производится регуляция температурного баланса. Регуляция температурного гомеостаза основана на суммации температурных сигналов из различных частей организма, которые обеспечивают интенсивность обменных процессов и нормальное функционирование организма, а уровень температуры крови является показателем, определяющим оптимальный уровень метаболизма в организме.
При этом температурой, которая наиболее чётко отражает температуру тела является температура крови правого предсердия (37º С), так как эта кровь является смешанной, собирающейся со всех частей организма.
Для поддержания нормальной температуры тела у человека имеются физиологические механизмы, управляющие как скоростью тепло-продукции, так и скоростью теплоотдачи. Это сложнорефлекторные и гуморальные механизмы. Сложнорефлекторная регуляция подразумевает участие как безусловных, так и условных рефлекторных реакций. Безусловнорефлекторная нервная терморегуляция начинается с возбуждения терморецепторов.
|
|
|
