Тепловой гомеостаз или терморегуляция – это физиологическая функция, которая поддерживает в организме человека и животных постоянную температуру тела (с небольшими колебаниями) с помощью регуляции теплопродукции и теплоотдачи. Тепловой гомеостаз является частью общего гомеостаза организма.
Нормальная температура внутренней среды организма и ее регуляция
В норме у человека температура мозга, крови и внутренних органов в среднем равна около 37˚С с колебаниями в ту или в другую сторону не более 1,5˚С. Изменение температуры крови и внутренних органов на 2 – 2,5˚С от среднего уровня уже вызывает нарушения в организме человека. Температура тела человека 42 - 43˚С и выше считается несовместимой с жизнью.
При высокой температуре окружающей среды, повышении темпа теплопродукции организма (например, при мышечной работе) терморегуляция осуществляется при помощи изменения количества теплоотдачи. Этот процесс называется физической терморегуляцией.
Терморегуляция при повышении температуры окружающей среды
Основной частью физической терморегуляции является сосудистая терморегуляция, которая представляет собой расширение или сужение кровеносных сосудов кожи, в результате чего к коже поступает больший или меньший объем крови и с ним отдается тепло из внутренних органов, то есть часть тепла, образованного в результате обмена веществ.
Максимальное расширение кровеносных сосудов кожи из состояния максимального их сужения увеличивает теплоотдачу в шесть раз. Не все участки кожного покрова равноценно участвуют в терморегуляции. Большая теплоотдача возможна от кистей рук – до 60% всей теплопродукции, тогда как площадь кистей составляет не более 6% от общей площади кожного покрова. При физической работе с участием мышц особое значение приобретают участки кожи над работающими мышцами. Часть крови от работающих мышц устремляется непосредственно в вены этих участков кожи, что значительно облегчает отдачу тепла от мышц.
Терморегуляция при нормальной температуре окружающей среды
По мере приближения температуры окружающей среды к температуре тела эффективность сосудистой терморегуляции падает и на смену ей приходит следующая реакция физической терморегуляции – потоотделение. Потоотделение представляет собой просачивание воды через поверхность кожи, где она испаряется. Процесс этот называется также неощутимой перспирацией. За счет него поглощается примерно пятая часть теплопродукции основного обмена.
Неощутимая перспирация не регулируется и не очень зависит от температуры окружающей среды. При угрозе перегревания симпатическая нервная система просто активизирует работу потовых желез в коже. При интенсивном функционировании потовых желез выделяется до 1,5 л пота в час и больше.
Терморегуляция при понижении температуры окружающей среды
При понижении температуры окружающей среды и угрозе переохлаждения, прежде всего, прекращается потоотделение и происходит сужение кровеносных сосудов кожи. Если температура кожи продолжает падать и угроза переохлаждения не устраняется, то включается так называемая химическая терморегуляция – повышение теплопродукции организма за счет специальных форм сократительной активности скелетных мышц и повышения физиологической деятельности других органов (например, печени).
При сравнительно слабом охлаждении в мышцах при их видимом покое периодически возникают одиночные сокращения отдельных волокон – это так называемый терморегуляционный мышечный тонус, который может повысить теплопродукцию организма на 20 – 40%.
При дальнейшем охлаждении возникает холодовая мышечная дрожь, которая проявляется периодическими сериями быстрых сокращений. Теплопродукция при этом увеличивается в 2 – 3 раза и больше. Терморегуляционный мышечный тонус и дрожь при охлаждении наиболее отчетливо выявляются в мышцах головы, шеи и плечевого пояса.
После длительной адаптации к холоду теплопродукция мышечных сокращений при холодовой дрожи и терморегуляционном мышечном тонусе возрастает в 1,5 – 2 раза. Этот процесс стимулируется гормоном стресса норадреналином и гормоном щитовидной железы тироксином.
Управление тепловым гомеостазом
Управление всеми реакциями, которые позволяют поддерживать постоянную температуру тела в различных условиях, осуществляется специальными нервными центрами, расположенными в головном мозге. Основным центром терморегуляции является отдел головного мозга, который называется гипоталамусом. Центры терморегуляции получают информацию по проводящим путям от чувствительных к температуре нервных клеток, расположенных в различных отделах центральной нервной системы и от периферических терморецепторов, расположенных в коже. После получения и анализа информации гипоталамус «отдает приказ» о включении тех или иных регуляторных систем.
Тепловой гомеостаз – это один из самых совершенных механизмов общего гомеостаза организма человека.
Галина Романенко
