 |
Роль нервных центров в регуляции температуры тела
|
|
|
|
Поддержание температуры тела на оптимальном для метаболизма уровне осуществляется за счет регулирующего влияния ЦНС. Впервые наличие в головном мозге центра, способного изменять температуру тела, было обнаружено в 80-х годах XIX в. К. Бернаром. Его опыт, получивший название «теплового укола», состоял в следующем: в область промежуточного мозга через трепанационное отверстие вводили электрод, вызывающий раздражение данной области. Спустя 2—3 ч после введения электрода наступало стойкое повышение температуры тела животного. В дальнейших исследованиях было установлено, что важнейшая роль в процессах терморегуляции принадлежит гипоталамусу.
Согласно современным представлениям, терморегуляция осуществляется распределенной системой, основной частью которой является гипоталамический терморегуляционный механизм.
Экспериментально было установлено, что основные (главные) центры терморегуляции находятся в гипоталамусе (за счет них воспринимаются изменения в окружающей и внутренней среде). При разрушении гипоталамуса утрачивается способность регулировать температуру тела и животное становится пойкилотермным. К нейронам гипоталамической области адресуется и импульсация, возникающая в терморецепторах внутренних органов и поверхности кожи. Сенсорная информация от терморецепторов распространяется по нервным волокнам типа А-дельта и через лемнисковые пути к нейронам таламуса, а затем в гипоталамус и сенсомоторную область коры большого мозга.
Известно, что регуляция процесса теплообразования (химическая терморегуляция) осуществляется деятельностью ядер задней части гипоталамуса; процессы теплоотдачи (физическая терморегуляция) обусловлены ядрами переднего гипоталамуса. Таким образом, в гипоталамусе имеется два регулирующих центра: центр теплообразования и центр теплоотдачи.
|
|
|
Центры теплоотдачи (передние ядра гипоталамуса) – разрушение этих структур приводит к тому, что животные утрачивают способность поддерживать постоянство температуры тела в условиях высокой температуры окружающей среды. Температура их тела при этом начинает возрастать, животные переходят в состояние гипертермии, причем гипертермия может развиться даже при комнатной температуре. Раздражение этих структур через вживленные электроды электрическим током вызывает у животных характерный синдром: одышку, расширение поверхностных сосудов кожи, падение температуры тела. Вызванная предварительным охлаждением мышечная дрожь у них прекращается.
Центры теплообразования (латерально-дорсальный гипоталамус) – их разрушение приводит к тому, что животные утрачивают способность поддерживать постоянство температуры тела в условиях пониженной температуры окружающей среды. Температура их тела в этих условиях начинает падать, и животные переходят в состояние гипотермии. Электрическое раздражение соответствующих центров гипоталамуса вызывает у животных следующий синдром: сужение поверхностных сосудов кожи, пилоэрекцию, мышечную дрожь, увеличение секреции надпочечников.
Гипоталамический термостат. Информация от центральных и периферических терморецепторов объединяется в терморегуляторном центре — передней и преоптической областях гипоталамуса — «гипоталамическом термостате». Терморегуляторный центр постоянно поддерживает внутреннюю температуру 37,1°C – «установочная температурная точка» терморегуляции – своеобразный кибернетический механизм. Получение терморегуляторным центром информации об отклонении от установочной точки температуры формирует сигнал к эффекторным системам, обеспечивающим поддержание внутренней температуры тела.
|
|
|
Между центрами теплоотдачи переднего гипоталамуса и центрами теплопродукции заднего гипоталамуса существуют реципрокные взаимоотношения. При усилении активности центров теплопродукции тормозится деятельность центров теплоотдачи и наоборот. При снижении температуры тела включается активность нейронов заднего гипоталамуса; при повышении температуры тела активируются нейроны переднего гипоталамуса.
Установочная температурная точка. Этот механизм в теории функциональных систем соответствует акцептору результата действия. С нейронами, образующими этот механизм, постоянно сравнивается обратная афферентация, поступающая от наружных и внутренних терморецепторов.
«Настройка» этого механизма на оптимальную для метаболизма температуру может сдвигаться, например, под действием интерлейкинов и простагландинов при лихорадке — в сторону высокой температуры, и тогда саморегуляция температуры тела осуществляется на более высоком уровне. «Установочная температурная точка» может сдвигаться на уровень низкой температуры, например, при охлаждении организма.
Значение других уровней центра терморегуляции.
Роль коры больших полушарий – возможна выработка условных терморегуляционных рефлексов.
В экспериментальных условиях у животных вызывали условно-рефлекторное повышение температуры в ответ на условный раздражитель после десятикратного сочетания его с введением бактериальной культуры.
Температура тела у человека повышается под влиянием гипноза, при психических заболеваниях, истерии. Описаны случаи повышения температуры у ораторов, артистов и у студентов во время экзаменов.
У животных лишенных коры таламуса и полосотаго тела, терморегуляция и способность к повышению температуры сохраняется в некоторых случаях, что доказывает тормозящее влияние коры.
Спинной мозг – является не только проводником нервных импульсов от периферических терморецепторов к головному мозгу. При отделении головного мозга от спинного охлаждение последнего вызывает мышечную дрожь и сужение периферических сосудов. Т.о. в спинном мозге находятся центры некоторых терморегуляционных рефлексов.
|
|
|
К эффекторам терморегуляции, т.е. к органам, которые тепло либо вырабатывают, либо его задерживают, либо отдают, относятся следующие:
Ø печень — крупнейшая «химическая лаборатория» организма, осуществляющая многие метаболические процессы, связанные, в том числе, и с экзотермическими реакциями, т.е. идущими с выделением большого количества тепла. Таким образом, печень является органом, осуществляющим теплопродукцию;
Ø щитовидная железа также стимулирует теплопродукцию, поскольку тиреоидные гормоны обладают разобщающим эффектом для процессов окислительного фосфорилирования. Это приводит к увеличению доли свободного окисления, при котором выделяется большее количество тепла;
Ø надпочечники, функционирующие под контролем гипофиза, выбрасывая адреналин, тем самым вызывают сужение кровеносных сосудов, что также способствует накоплению тепла в организме;
Ø мышцы также относятся к органам теплопродукции, поскольку при мышечной работе выделяется значительное количество тепла. Особое значение имеет мышечная дрожь, при которой волокна мускулатуры напрягаются, но работы не совершают и, следовательно, вся энергия переходит в тепловой эквивалент.
Органы, связанные с теплоотдачей:
Ø легкие (тепло теряется с выдыхаемым воздухом);
Ø сердечно-сосудистая система (при учащении сердечных сокращений и увеличении сердечного выброса, а также при расширении кровеносных сосудов через них в единицу времени проходит большее количество теплой крови и интенсивнее отдается тепло в окружающую среду);
Ø органы выделения (кишечник и почки) отдают тепло с экскрементами и мочой;
Ø потовые железы (отдают тепло при испарении пота).
|
|
|
