 |
Пойкилотермия. Гетеротермия. Системные механизмы регуляции температуры. Температурные «ядро» и «оболочка»
|
|
|
|
Пойкилотермия
Пойкилотермия (от греч. π ο ι κ ί λ ο ς — различный, переменчивый и θ ε ρ μ ί α — тепло; также эктотермность; ранее использовался термин холоднокровность) — эволюционная адаптация вида или (в медицине и физиологии) состояние организма, при котором температура тела живого существа меняется в широких пределах в зависимости от температуры внешней среды.
У беспозвоночных и низких позвоночных животных, а также у новорожденных детей отсутствуют совершенные механизмы поддержания температуры тела. В значительной степени она определяется температурой внешней среды. Вместе с тем существуют механизмы, способные повышать температуру тела пойкилотермных организмов по сравнению с внешней температурой.
У рептилий важнейшее значение в температурной адаптации имеет поведение. Многие ящерицы и змеи, греясь на солнце, поглощают огромное количество его излучения, а также тепло от нагретых скал и песка. У ящериц, после пребывания на солнце температура тела может достигать 260 С при температуре воздуха -50 С.
В условиях пониженной температуры пойкилотермные животные впадают в особое состояние, называемое анабиозом, при котором резко снижается активность ферментов и на минимальном уровне находится интенсивность обменных процессов.
Некоторые микроорганизмы могут существовать в толще льдов при температуре от 0 до -600С; другие нормально развиваются при таких высоких температурах, которые для других животных губительны. К ним относятся организмы, живущие в горячих источниках при температуре от +50 до +700С, а также спорообразующие бактерии, которые выдерживают нагревание до 1200С в течение 20 минут.
|
|
|
Пойкилотермные животные в экстремальных температурах реагируют реакциями гипо- и анабиоза, в основе которых лежит снижение обмена веществ и энергозатрат. За счет этого пойкилотермные организмы переживают температурный стресс и другие экстремальные ситуации.
Гетеротермия
Гетеротермия (от греч. heteros – другой и therme – тепло), способность организма произвольно регулировать температуру тела либо поддерживая её на физиологически нормальном высоком уровне, либо понижая до температуры внешней среды и впадая в оцепенение. В отличие от пойкилотермии, характерной для холоднокровных животных (например, амфибий), при гетеротермии животное может при необходимости произвольно выходить из оцепенения и повышать уровень метаболической активности до состояния, необходимого для нормальной жизнедеятельности. В пробуждении участвуют запасы бурого жира.
Гетеротермия – важное приспособление для пережидания неблагоприятных климатических условий и бескормицы. Из млекопитающих способностью к гетеротермии обладают некоторые рукокрылые, сони и др.
Существует группа животных с переходными формами температурных реакций. В определенных условиях они проявляют свойства и пойкилотермии, так и гомойотермии. Например, для летучей мыши, находящейся в полете, характерна гомойотермия, а в вертикальном подвешенном состоянии во время спячки — пойкилотермия. К факультативным пойкилотермам относятся и зимне-спящие животные и грызуны, и некоторые мелкие птицы — колибри. Анабиотические механизмы защиты сохранились и у высших животных; они проявляются в определенных условиях, например, при гипобиозе.
Системные механизмы регуляции температуры
Функциональная система, определяющая оптимальную для метаболизма температуру тела, объединяет две подсистемы: внутренней эндогенной саморегуляции и целенаправленного поведения. Эндогенные механизмы саморегуляции за счет процессов теплопродукции и тепловыделения определяют поддержание необходимой для метаболизма температуры тела. Когда этих механизмов становится недостаточно, тогда на основе первичных изменений внутри организма рождается мотивация и формируется поведение, направленное на восстановление температурного оптимума.
|
|
|
Для нормального течения метаболических процессов гомойотермные животные, в том числе и человек, вынуждены поддерживать температуру тела на постоянном уровне. Однако это постоянство условно. Температура тела подвержена колебаниям, границы которых зависят от времени суток, функционального состояния организма, теплоизоляционных свойств одежды и пр.
Еще И. П. Павлов говорил о существовании в одних частях или тканях организма процессов пойкилотермии, а в других — гомойотермии. Соединение этих двух принципов защиты против температурной агрессии внешней среды обеспечивает ее высокую надежность.
Температурные «ядро» и «оболочка»
Организм человека состоит из внутреннего гомойотермного «ядра» и пойкилотермной «оболочки», относительно легко меняющей свою температуру в зависимости от условий внешней среды.
Эти представления основаны на том, что постоянная температура (370С), свойственная глубоким тканям тела человека, сохраняется лишь на глубине 2, 5 см. Температура поверхностного слоя туловища человека, в отличие от внутреннего слоя, легко меняется под влиянием внутренних и внешних причин.
Температура тела днем выше, чем ночью, и в течение суток колеблется в пределах 0, 5—30С, снижаясь до минимального уровня в 3—4 часа утра и достигая максимума к 16—18 часам вечера.
Суточный ритм температурной кривой поддерживается без каких-либо регулирующих факторов; он присущ самому организму и представляет собой истинно эндогенный ритм.
У женщин имеются циклические колебания температуры во время овуляции, когда базальная (ректальная) температура возрастает до 37, 20 С.
Температура тела колеблется не только в течение суток, она зависит от времени года, при адаптации к холоду, при переходе к новому распорядку жизни, зависит от внешней температуры и от функционального состояния организма. Температура повышается после приема пищи, при мышечной работе, нервном напряжении, особенно при эмоциональном стрессе, а также у беременных и во время родов.
|
|
|
С медицинской точки зрения значение имеет понятие температурной схемы тела, которая определяется различным уровнем обмена веществ в разных органах.
Температура тела в подмышечной впадине –36, 80С, на ладонных поверхностях руки 25—340С, в прямой кишке —37, 2—37, 50С, в ротовой полости –36, 90С. Самая низкая температура отмечается в пальцах стоп, самая высокая в печени. В печени температура равна 37, 8—380С, а в мозге —36, 9—37, 80С. Пребывание человека в ванне при температуре воды 400С вызывает у него повышение температуры головного мозга на 20С; в прямой кишке — на 1, 50С.
Интенсивная мышечная работа приводит к повышению температуры мозга на 0, 4—60С, а температуры мышц на 70С. При купании в холодной воде температура стоп падает до 160 С.
Таким образом, температура ядра проецируется на поверхность кожи, а ее распределение специфично отражает температуру внутренних органов.
Индивидуальные особенности температурной схемы тела:
1) здоровый человек имеет относительно постоянную температурную схему тела;
2) особенности температурной схемы тела генетически детерминированы индивидуальным для вида метаболизмом;
3) индивидуальные особенности температурной схемы тела определяются влияниями гуморальных факторов и тонусом вегетативной нервной системы;
4) температурная схема тела совершенствуется в процессе воспитания, определяется образом жизни и особенно закаливанием.
|
|
|
