Теплота здатна переходити тільки з більш високої температури в область нижчої. Тому потік теплової енергії від живого організму в довкілля не припиняється до тих пір, поки температура тіла вище, ніж температура середовища.

Температура тіла визначається співвідношенням швидкості метаболічної теплопродукції клітинних структур і швидкості розсіювання теплової енергії, що утворюється, в навколишнє середовище. Отже, теплообмін між організмом та середовищем є невід'ємною умовою існування теплокровних організмів. Порушення співвідношення цих процесів призводить до зміни температури тіла.

Можливість перебігу процесів життєдіяльності обмежена вузьким діапазоном температури внутрішнього середовища, у якому можуть відбуватися основні ферментативні реакції. Для людини зниження температури тіла нижче 25 ° С і її збільшення вище 43 ° С, як правило, смертельно. Особливо чутливі до змін температури нервові клітини.

З точки зору терморегуляції, тіло людини можна уявити, що складається з двох компонентів: зовнішньої оболонки, і внутрішнього, ядра. Ядро – це частина тіла, яка має постійну температуру, а оболонка – частина тіла, де є температурний градієнт. Через оболонку йде теплообмін між ядром та навколишнім середовищем.

Терморегуляція – це сукупність фізіологічних процесів, вкладених у підтримку відносного сталості температури ядра за умов зміни температури середовища з допомогою регуляції теплопродукції і тепловіддачі. Терморегуляція спрямована на запобігання порушенням теплового балансу організму або на його відновлення, якщо подібні порушення вже відбулися, і здійснюється нервово-гуморальним шляхом.

Терморегуляцію можна розділити на два основні види:

Хімічну та фізичну терморегуляцію. Вони, у свою чергу, також поділяються на кілька видів:

1. Хімічна терморегуляція

   Скоротливий термогенез
   - Нескорочувальний термогенез

2. Фізична терморегуляція

Випромінювання
-Теплопроведення (кондукція)
-Конвекція
-Випаровування

Розглянемо ці види терморегуляції докладніше.

Хімічна терморегуляція

Хімічна терморегуляція теплоутворення – здійснюється рахунок зміни рівня обміну речовин, що призводить до зміни утворення тепла в організмі. Джерелом тепла в організмі є екзотермічні реакції окиснення білків, жирів, вуглеводів, а також гідроліз АТФ.

При розщепленні поживних речовин частина звільненої енергії акумулюється в АТФ, частина розсіюється як тепла (первинна теплота – 65–70% енергії). При використанні макроергічних зв'язків молекул АТФ частина енергії йде на виконання корисної роботи, а частина розсіюється (вторинна теплота). Таким чином, два потоки теплоти – первинної та вторинної – є теплопродукцією.

При необхідності підвищити теплопродукцію, окрім можливості отримання тепла ззовні, в організмі використовуються механізми, що збільшують виробництво теплової енергії.

До таких механізмів відносяться скорочувальний та нескорочувальний термогенез.

Цей вид терморегуляції працює, якщо нам холодно і необхідно підняти температуру тіла. Полягає цей метод скорочення м'язів.

При скороченні м'язів зростає гідроліз АТФ, тому зростає потік вторинної теплоти, що йде зігрівання тіла.

Довільна активність м'язового апарату в основному виникає під впливом кори великих півкуль. При цьому підвищення теплопродукції можливе у 3-5 разів у порівнянні з величиною основного обміну.

Зазвичай при зниженні температури середовища та температури крові першою реакцією є збільшення терморегуляційного тонусу (волосся на тілі "встає дибки", з'являються "мурашки"). З точки зору механіки скорочення, цей тонус є мікровібрацією і дозволяє збільшити теплопродукцію на 25-40% від вихідного рівня. Зазвичай у створенні тонусу беруть участь м'язи голови та шиї.

При більш значному переохолодженні терморегуляційний тонус перетворюється на м'язове холодове тремтіння. Холодове тремтіння є мимовільною ритмічною активністю поверхнево розташованих м'язів, в результаті якої теплопродукція підвищується. Вважається, що теплопродукція при холодовому тремтіння в 2,5 разів вище, ніж при довільній м'язовій діяльності.

Описаний механізм працює на рефлекторному рівні, без нашої свідомості. Але підняти температуру тіла можна за допомогою свідомої рухової активності.

При виконанні фізичного навантаження різної потужності теплопродукція зростає у 5–15 разів у порівнянні з рівнем спокою. Температура ядра протягом перших 15-30 хвилин тривалої роботи досить швидко підвищується відносно стаціонарного рівня, а потім зберігається на цьому рівні або продовжує повільно підвищуватися.

Нескоротливий термогенез

Цей вид терморегуляції може призводити як до підвищення, так і до зниження температури тіла.

Він здійснюється шляхом прискорення чи уповільнення катаболічних процесів обміну речовин. А це, у свою чергу, призводитиме до зниження або збільшення теплопродукції. За рахунок цього виду термогенезу теплопродукція може зрости втричі.

Регуляція процесів нескоротливого термогенезу здійснюється шляхом активації симпатичної нервової системи, продукції гормонів щитовидної та мозкового шару надниркових залоз.

Фізична терморегуляція

Під фізичною терморегуляцією розуміють сукупність фізіологічних процесів, які ведуть зміну рівня тепловіддачі. Розрізняють кілька механізмів віддачі тепла у довкілля.

1. Випромінювання
– віддача тепла як електромагнітних хвиль інфрачервоного діапазону. За рахунок випромінювання віддають енергію всі предмети, температура яких вища за абсолютний нуль. Електромагнітна радіація вільно проходить крізь вакуум, атмосферне повітря для неї теж можна вважати прозорим. Кількість тепла, що розсіюється організмом у навколишнє середовище випромінюванням, пропорційно площі поверхні випромінювання (площі поверхні тіла, не вкритої одягом) та градієнту температури. При температурі навколишнього середовища 20 ° С і відносної вологості повітря 40-60% організм дорослої людини розсіює шляхом випромінювання близько 40-50% всього тепла, що віддається.
2. Теплопроведення (кондукція)
- Спосіб віддачі тепла при безпосередньому зіткненні тіла з іншими фізичними об'єктами. Кількість тепла, що віддається в довкілля цим способом, пропорційно різниці середніх температур контактуючих тіл, площі поверхонь, що стикаються, часу теплового контакту і теплопровідності.
3. Конвекція
– тепловіддача, що здійснюється шляхом перенесення тепла частинками повітря (води), що рухаються. Повітря, що стикається зі шкірою, нагрівається і піднімається, його місце займає холодна порція повітря і т. д. В умовах температурного комфорту цим способом тіло втрачає до 15% всього тепла, що віддається.
4. Випаровування- віддача теплової енергії в довкілля за рахунок випаровування поту чи вологи з поверхні шкіри та слизових дихальних шляхів. За рахунок випаровування організм в умовах комфортної температури віддає близько 20% всього тепла, що розсіюється. Випаровування ділиться на 2 види.

Невідчутна перспірація- Випаровування води зі слизових дихальних шляхів (через дихання)і води, що просочується через епітелій шкірного покриву ( Випаровування з поверхні шкіри.Воно йде навіть у випадку, якщо шкіра суха.).

За добу через дихальні шляхи випаровується до 400 мл води, тобто. організм втрачає до 232 ккал на добу. За необхідності ця величина може бути збільшена рахунок теплової задишки.

Через епідерміс у середньому за добу проникає близько 240 мл води. Отже, цим шляхом організм втрачає до 139 ккал на добу. Ця величина, як правило, не залежить від процесів регуляції та різних факторів середовища.

Перспірація, що відчувається– віддача тепла шляхом випаровування поту. У середньому за добу при комфортній температурі середовища виділяється 400-500 мл поту, отже віддається до 300 ккал енергії. Проте за необхідності обсяг потовиділення може збільшитися до 12 л на добу, тобто. шляхом потовиділення можна втратити до 7000 ккал на добу.

Ефективність випаровування багато в чому залежить від середовища: що вища температура і нижча вологість, то вища ефективність потовиділення як механізму віддачі тепла. При 100% вологості випаровування неможливе.

Управління терморегуляцією

Гіпоталамус

Система терморегуляції складається з низки елементів із взаємозалежними функціями. Інформація про температуру надходить від терморецепторів та за допомогою нервової системи потрапляє в мозок.

Основну роль терморегуляції грає гіпоталамус. Руйнування його центрів чи порушення нервових зв'язків веде до втрати здатності регулювати температуру тіла. У передньому гіпоталамусі розташовані нейрони, що керують процесами тепловіддачі. При руйнуванні нейронів переднього гіпоталамуса організм погано переносить високі температури, але фізіологічна активність в умовах холоду зберігається. Нейрони заднього гіпоталамуса керують процесами теплопродукції. У разі їх пошкодження порушується здатність до посилення енергообміну, тому організм погано переносить холод.

Ендокринна система

Гіпоталамус управляє процесами теплопродукції та тепловіддачі, посилаючи нервові імпульси до залоз внутрішньої секреції, головним чином щитовидної та надниркових залоз.

Участь щитовидної залози в терморегуляції обумовлено тим, що вплив зниженої температури призводить до посиленого виділення її гормонів, що прискорюють обмін речовин і, отже, теплоутворення.

Роль надниркових залоз пов'язана з виділенням ними в кров катехоламінів, які, посилюючи або зменшуючи окислювальні процеси в тканинах (наприклад, м'язової), збільшують або зменшують теплопродукцію та звужують або збільшують шкірні судини, змінюючи рівень тепловіддачі.

Терморегуляція – це механізм, який дозволяє живим організмам підтримувати сталість внутрішнього середовища. Більшість процесів у тілі людини залежать від температури: обмін речовин, синтез білків та гормонів, травлення. Крім того, перегрів чи переохолодження можуть призвести до серйозних захворювань і навіть смерті.

Діапазон температур

Для нормальної життєдіяльності людини вкрай важливою є терморегуляція. здорових людей знаходиться у вузькому діапазоні від 36.0 до 37.0 за Цельсієм. Різке зниження або збільшення даних значень зазвичай призводить до смерті.

На спеку людина інтенсивно потіє. Втрата рідини в такий спосіб призводить до зневоднення, іноді досить серйозного. Разом з згодом організм залишають вітаміни та мінеральні речовини. Через дегідратацію кров стає густішою, порушується обмін речовин. Нормальна втрата води під час потовиділення – до трьох відсотків від загальної маси тіла. Якщо це значення перевалило за шестивідсотковий бар'єр, страждають на когнітивні функції. Для смертельного результату достатньо двадцяти відсотків. Крім того, є ще одна небезпека. Під час тривалого перебування на сонці організм накопичує більше тепла, ніж віддає у навколишнє середовище, і за законом термодинамічної рівноваги поступово тіло людини нагрівається до температури повітря, тобто до 39-41 градусів Цельсія. Це спричиняє тепловий удар і втрату свідомості. Серцево-судинна система теж працює на знос: пульс частішає, тиск підвищується, кров важко проходить по судинах.

Переохолодження не менш небезпечне для людини. На холоді судини організму звужуються, що спричиняє ішемію тканин. І якщо вплив холодної температури тривалий, то можливе відмирання ділянок шкіри чи м'язів. впливають і обмін речовин, який відбувається у кілька разів швидше, оскільки організму потрібна енергія для обігріву.

Ядро та оболонка

Умовно все тіло людини можна поділити на два рівні: ядро ​​та оболонка. Ядро (переважно це внутрішні органи) має постійну температуру близько тридцяти семи градусів. Це досягається балансом між теплопродукцією та тепловіддачею. Оболонка є бар'єр між навколишнім середовищем і ядром товщиною 2,5 см. Терморегуляція - це здатність оболонки підтримувати постійну температуру ядра.

Шкіра здорової людини на різних ділянках може нагріватись від 24 до 36,6 градусів. Найхолодніші - кінчики пальців, а найтепліше місце - пахва. Коливання температури тіла протягом доби досягають одного градуса: найнижча - рано-вранці, а висока - о шостій вечора.

Теплоутворення та тепловіддача

Що таке терморегуляція та як вона підтримується в організмі людини? На це питання відповісти не так легко, як здається на перший погляд. У нашому тілі безперервно утворюється тепло, яке здебільшого витрачається на обігрів довкілля. Цей процес називається теплообміном. Регулюється він з допомогою нервової системи, від його залежать обмін речовин, діяльність серця, скорочення м'язів тощо.

У нормі теплопродукція дорівнює тепловіддачі, тобто спостерігається ізотермія. Причини терморегуляції прості – це допомагає зберегти недоторканну температуру ядра та забезпечити певну незалежність організму від зовнішніх умов. За годину в людині утворює достатньо тепла, щоб закип'ятити літр води. І якби не тепловіддача, то вже через три доби після народження всі ми буквально зварилися б зсередини. Тому процеси, які допомагають людям позбутися зайвого тепла, дуже важливі.

Загартовування

Терморегуляція і загартовування йдуть пліч-о-пліч. Організм пристосовується до впливу дедалі нижчих чи високих температур, формуються нові механізми збереження постійної температури ядра.

У домашніх умовах відомо кілька найпоширеніших способів загартовування. Наприклад, обтирання холодною водою. Вперше вода має бути 30 градусів, потім 28, 26 і так, доки не дійде до 15 градусів Цельсія. Коли організм звикне до холоду, можна з обтирання переходити на обливання чи душ. Ефективними визнали також повітряні та сонячні ванни. Спочатку тривалість сеансів не повинна перевищувати 15 хвилин, але з часом можна довести час до 60. Однак варто пам'ятати, що тривала інсоляція може призвести до проблем зі шкірою та онкологічними захворюваннями.

Терморецептори

Шкіра у терморегуляції організму відіграє ключову роль. Як найбільший орган людського організму, вона виконує безліч функцій, у тому числі містить терморецептори (холодові та теплові). Відомо, що холодових приблизно в десять разів більше, тому ми набагато чутливіші до низьких температур. Найбільше скупчення рецепторів знаходиться на обличчі, шиї, а найменше – у кінчиках пальців. Проте чутливість мають зворотну пропорцію щодо кількості. Незважаючи на те, що теплових рецепторів більше вони майже вдвічі чутливіші, ніж холодові.

Види терморегуляції

Терморегуляція це цілий конгломерат процесів, спрямованих на підтримку постійної температури тіла за допомогою теплообміну. Механізм роботи цієї системи можна описати за допомогою принципу «зворотного зв'язку». Тобто спочатку змінюється температура навколишнього середовища, на це реагують рецептори шкіри та передають сигнал у головний мозок. А вже звідти йде регулювання вироблення тепла та його віддачі.

Всі процеси терморегуляції можна розділити на два види:

Фізичні;

Хімічні.

Фізична терморегуляція, у свою чергу, поділяється на випаровування, випромінювання, теплопроведення та конвекцію. Серед виділяють скорочувальний та нескорочувальний термогенез.

Фізична терморегуляція

Фізична терморегуляція – це сукупність процесів, які забезпечують видалення тепла з організму. Для цього природою передбачено кілька способів:

Кондукція;

Конвекція;

Радіація;

Випаровування.

Крім того, організм може регулювати інтенсивність кровообігу та ступінь розширення судин шкіри, що також впливає на втрату тепла. Ще один механізм віддачі тепла – потовиділення. Воно найбільш ефективне у разі спекотного клімату або штучного підвищення температури навколишнього середовища.

У стані спокою, за комфортної температури в 20 градусів Цельсія, людина шляхом випромінювання втрачає близько шістдесяти відсотків тепла, випаровує лише двадцять, а решта припадає на кондукцію та конвекцію. Всього за годину ми втрачаємо близько ста кілокалорій або чотириста дев'ятнадцять джоулів.

Випаровування та випромінювання

Випаровування - це виділення енергії в навколишній простір за рахунок втрати вологи через шкіру або слизові. Інакше цей процес називається потовиділення. Перебуваючи в комфортній температурі (близько двадцяти градусів Цельсія), людина щогодини втрачає близько 36 грамів рідини. При підвищенні температури або інтенсивній роботі цей показник іноді збільшується до двох літрів на годину.

Конвекція - це динамічний спосіб втрати тепла, який здійснюється частинками води або повітря, що рухаються, наприклад, такі потоки створює вітер або вентилятор. Якщо просто, то тіло, виділяючи тепло, нагріває повітря поряд зі шкірою. Він стає легшим, ніж холодний, і піднімається вище, яке місце займає нова порція. Коли ми опиняємось на вітрі або швидко рухаємося, повітря навколо нас теж переміщується швидше, отже тепло не затримується біля шкіри надовго.

Хімічна терморегуляція

Терморегуляція та обмін речовин – тісно пов'язані поняття. Хімічний спосіб ґрунтується на зміні інтенсивності процесу окислення та вібрації м'язів. Енергію для обігріву організму одержують шляхом гідролізу АТФ (аденозинтрифосфат). Він необхідний перетворення складних сполук на більш прості. Тепло, яке при цьому виділяється, розсіюється в навколишньому просторі. Це нескоротливий термогенез.

Залежно від температури навколишнього середовища, обмін речовин може прискорюватися або сповільнюватися для збереження сталості ядра. Найбільш комфортно людина почувається при 18-20 градусах Цельсія. Але це повітря. Вода ж сильніше проводить тепло, тому й температура має бути вищою. Найбільше тепла виробляють м'язи під час аеробного гліколізу. Тому коли нам холодно, тіло починає тремтіти, щоб збільшити теплопродукцію. Цей стан називається скорочувальний термогенез.

Управління терморегуляцією

Терморегуляція мозку проходить так само, як і решти всього організму, з тією різницею, що саме тут знаходиться центр, який усім процесом і управляє. У гіпоталамусі розташований центр терморегуляції, що координує швидкість обмінних процесів, скорочення м'язів та тонус судин шкіри.

Чутливі нервові клітини цієї ділянки мозку можуть розрізнити коливання до сотих і тисячних часток градуса. Вони аналізують інформацію, що надходить, і за принципом зворотного зв'язку регулюють внутрішню температуру, встановлюючи її в залежності від зовнішніх обставин.

У підпорядкуванні у гіпоталамуса знаходяться щитовидна залоза та надниркові залози. Перша впливає швидкість обміну речовин, а другі - на тонус судин і окислювальні процеси в м'язах. Використовуючи нейромедіатори та коригує стан організму відповідно до обставин.

ТЕРМОРЕГУЛЯЦІЯ - сукупність фізіологічних процесів в людини і теплокровних тварин, вкладених у підтримку постійної температури тіла.

В організмі тепло утворюється в процесі обміну речовин та енергії. Віддача тепла відбувається шляхом теплопроведення, тепловипромінювання та випаровування та здійснюється через шкіру. Розрізняють хімічну та фізичну терморегуляцію.

ХІМІЧНА ТЕРМОРЕГУЛЯЦІЯ

Хімічна терморегуляція має важливе значення для підтримки сталості температури тіла як у нормальних умовах, так і за зміни температури навколишнього середовища. У людини посилення теплоутворення внаслідок збільшення інтенсивності обміну речовин відзначається, зокрема, тоді, коли температура навколишнього середовища стає нижчою за оптимальну температуру, або зони комфорту. Для людини у звичайному легкому одязі ця зона знаходиться в межах 18-20 ° С, а для оголеного дорівнює 28 ° С.

Найбільш інтенсивне теплоутворення в організмі відбувається у м'язах. Навіть якщо людина лежить нерухомо, але з напруженою мускулатурою, інтенсивність окислювальних процесів, а водночас і теплоутворення підвищуються на 10%. Невелика рухова активність веде до підвищення теплоутворення на 50-80 %, а важка м'язова робота - 400- 500%.

В умовах холоду теплоутворення у м'язах збільшується, навіть якщо людина перебуває у нерухомому стані. Це пов'язано з тим, що охолодження поверхні тіла, діючи на рецептори, які сприймають холодове подразнення, рефлекторно збуджує безладні мимовільні скорочення м'язів, які у вигляді тремтіння (озноб). При цьому обмінні процеси організму значно посилюються, збільшується споживання кисню та вуглеводів м'язовою тканиною, що тягне за собою підвищення теплоутворення. У хімічній терморегуляції значної ролі грають також печінку та нирки. Температура крові печінкової вени вища за температуру крові печінкової артерії, що вказує на інтенсивне теплоутворення в цьому органі. При охолодженні тіла теплопродукція у печінці зростає.

Звільнення енергії в організмі відбувається за рахунок окислювального розпаду білків, жирів та вуглеводів, тому всі механізми, що регулюють окислювальні процеси, регулюють і теплоутворення.

ФІЗИЧНА ТЕРМОРЕГУЛЯЦІЯ

Фізична терморегуляція здійснюється за допомогою змін віддачі тепла організмом. Особливо важливого значення вона набуває у підтримці сталості температури тіла під час перебування організму за умов підвищеної температури довкілля.

Тепловіддача здійснюється шляхом ТЕПЛОВИПРОМІНЮВАННЯ(радіаційна тепловіддача), або КОНВЕКЦІЇ, Т. е. руху і переміщення повітря, що нагрівається теплом, ТЕПЛОПРОВЕДЕННЯ, тобто віддачі тепла речовинам, що безпосередньо стикаються з поверхнею тіла, і випаровування води з поверхні шкіри та легень.

У людини у звичайних умовах втрата тепла шляхом тепло проведення має невелике значення, оскільки повітря та одяг є поганими провідниками тепла. Тепловипромінювання, випаровування та конвекція протікають з різною інтенсивністю залежно від температури навколишнього середовища. При підвищенні температури навколишнього середовища до 35°С тепловіддача за допомогою радіації та конвекції стає неможливою, і температура тіла підтримується на постійному рівні виключно за допомогою випаровування води з поверхні шкіри та альвеол легень.

Характер віддачі тепла тілом змінюється залежно від інтенсивності обміну речовин. При збільшенні теплоутворення внаслідок м'язової роботи зростає значення тепловіддачі, що здійснюється за допомогою випаровування води. Одяг зменшує тепловіддачу. Втраті тепла перешкоджає той шар нерухомого повітря, що знаходиться між одягом та шкірою, оскільки повітря – поганий провідник тепла. Навпаки, оголене тіло втрачає тепло, оскільки повітря його поверхні постійно змінюється.

Значною мірою перешкоджає тепловіддачі шар підшкірної основи (жирової клітковини) внаслідок малої теплопровідності жиру.

Температура шкіри, а отже, інтенсивність тепловипромінювання та теплопроведення можуть змінюватися внаслідок перерозподілу крові в судинах та при зміні об'єму циркулюючої крові.

На холоді кровоносні судини шкіри звужуються: більша кількість крові надходить до судин черевної порожнини, і тим самим обмежується тепловіддача. Поверхневі шари шкіри, отримуючи менше теплої крові, випромінюють менше тепла – тепловіддача зменшується.

Перерозподіл крові, що відбувається на холоді, - зменшення кількості крові, що циркулює через поверхневі судини, та збільшення кількості крові, що проходить через судини внутрішніх органів, сприяє збереженню тепла у внутрішніх органах.

При підвищенні температури навколишнього середовища судини шкіри розширюються, кількість крові, що в них циркулює, збільшується. Зростає також обсяг циркулюючої крові у всьому організмі внаслідок переходу води з тканин у судини, а також тому, що селезінка та інші кров'яні депо викидають до загального кровообігу додаткову кількість крові. Збільшення кількості крові, що циркулює через судини поверхні тіла, сприяє тепловіддачі за допомогою радіації та конвекції.

Для збереження сталості температури тіла людини за високої температури навколишнього середовища основне значення має випаровування поту з поверхні шкіри.

СУТНІСТЬ Харчування.

ХАРЧУВАННЯ - складний фізіологічний та біохімічний процес, в ході якого прийнята їжа в травному тракті зазнає фізичних та хімічних змін. Внаслідок цього компоненти їжі повинні зберегти свою пластичну та енергетичну цінність; придбати властивості, завдяки яким вони можуть бути засвоєними організмом та включеними до його нормального обміну речовин; втратити видову специфічність.

Фізичні зміни їжі полягають у її подрібненні, набуханні, розчиненні, хімічні – у послідовній деградації поживних речовин у результаті дії на них компонентів травних соків, що виділяються у порожнину травного тракту його залозами. Найважливіша роль цьому належить ферментам секретів травних залоз і тонкої кишки.

ТИПИ ТРАВЛЕННЯ

У ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ПОХОДЖЕННЯ ГІДРОЛІТИЧНИХ ФЕРМЕНТІВтравлення ділять на три типи: власне, симбіонтне та аутолітичне.

ВЛАСНЕтравлення здійснюється ферментами, синтезованими даним макроорганізмом, його залозами, епітеліальними клітинами - ферментами слини, шлункового та підшлункового соків, епітелію тонкої кишки.

СИМБІОНТНЕтравлення - гідроліз поживних речовин за рахунок ферментів, синтезованих симбіонтами макроорганізму - бактеріями та найпростішими травного тракту. Симбіонтне травлення у людини здійснюється у товстій кишці.

АУТОЛІТИЧНЕтравлення здійснюється за рахунок екзогенних гідролаз, які вводяться в організм у складі їжі, що приймається. Роль цього травлення істотна при недостатньо розвиненому власному травленні.

В залежності від локалізації процесу гідролізу поживних речовинтравлення ділять на внутрішньо-і позаклітинне.

Внутрішньоклітиннийтравлення полягає в тому, що транспортовані в клітину шляхом фагоцитозу та піноцитозу (ендоцитозу) речовини гідролізуються клітинними (лізосомальними) ферментами або в цитозолі, або травної вакуолі.

Позаклітиннетравлення ділять на ДИСТАНТНЕі КОНТАКТНЕ, ПРИСТІНКОВЕ, АБО МЕМБРАННЕ. ДИСТАНТНЕтравлення відбувається у середовищі, віддаленої від місця продукції гідролаз. Так здійснюється вплив на поживні речовини в порожнині травного тракту ферментів слини, шлункового соку та соку підшлункової залози. П РОСЛИННЕ, КОНТАКТНЕ, АБО МЕМБРАННЕ,відбувається у тонкій кишці. Гідроліз відбувається за допомогою ферментів, «вбудованих» у мембрани мікроворсинок.

Отже, пристінне травлення в широкому його розумінні відбувається в шарі слизу за участю великої кількості ферментів кишки та підшлункової залози.

В даний час процес травлення розглядають як триетапний.: ПОРОЖНИЧНЕ ХАРЧУВАННЯ - ПРИСТІНКОВЕ ХАРЧУВАННЯ - Всмоктування. Порожнинне травлення полягає у початковому гідролізі полімерів до стадії олігомерів, пристінкове забезпечує подальшу ферментативну деполімеризацію олігомерів в основному до стадії мономерів, які потім всмоктуються.

ПРИНЦИП ОРГАНІЗАЦІЇ ТРАВЛЕННЯ

1) органних: травлення в порожнині рота – шлункове травлення – кишкове травлення;

2) фізичних та хімічних: подрібнення, зволоження, набухання, розчинення їжі; денатурація білків; гідроліз полімерів до стадії різних олігомерів, потім мономерів; їх транспорт із травного тракту в кров та лімфу;

3) порожнинного та пристінкового травлення від центральної частини харчового грудка в шлунку до його примукозального шару; від вершини кишкової ворсинки до її основи; від порожнинного гідролізу поживних речовин у тонкій кишці до продовження його в зоні примукозального слизу, потім у зоні глікоколіксу і нарешті на мембранах ентероцитів;

4) гідролізу на апікальних мембранах ентероцитів і транспорту в ентероцит мономерів, що утворилися, а з нього - в інтерстиціальну тканину і потім в кров і лімфу;

Правильна послідовність роботи елементів травного конвеєра у часі та просторі забезпечуються регуляторними процесами різного рівня.

Ареал проживання людини поширюється від полюсових зон, де температура повітря часом досягає -86 ° С, до екваторіальних саван і пустель, в найбільш спекотних ділянках яких вона наближається до +50 ° С в тіні! Проте в такому широкому діапазоні температур людина зберігає активну життєздатність та достатню працездатність завдяки своїй термостабільності, коли температура тіла коливається відносно вузьких межах – від 36 до 37°С.

Гомойотермія –сталість температури тіла – робить людину незалежною від температурних умов проживання, оскільки біохімічні реакції, що забезпечують її життєдіяльність, продовжують здійснюватися на оптимальному рівні завдяки збереженню адекватної активності тканинних ферментів і вітамінів, що їх забезпечують, що каталізують і активують окремі сторони обміну речовин, тканинних гормонів, нейромедіаторів та інших речовин. , від яких залежить нормальна діяльність організму Зміщення температури в той чи інший бік різко змінює активність цих речовин, причому в різному ступені для кожного з них - в результаті настає роз'єднання в активності перебігу окремих сторін обміну речовин. У тварин пойкілотермних, холоднокровних, температура тіла яких визначається температурою навколишнього середовища (підвищується або знижується разом з останньою), активність їх тканинних ферментів як біологічних каталізаторів змінюється разом зі зміною зовнішніх теплових умов. Ось чому при зниженні температури ступінь прояву їх життєдіяльності знижується аж до повної зупинки - так званий анабіоз, а при дуже високій - або настає смерть, або висушування, яке в деяких пойкілотерм є також різновидом анабіозу. Так, зі зміною зовнішньої температури життєдіяльність деяких комах (саранча) може відновлюватись як після замерзання до температури рідкого азоту (-189 ° С), так і після висушування. Описано випадок пожвавлення, хоч і короткочасного, гігантського тритону, що замерз у льодовику, на думку фахівців, принаймні близько 5000 років тому.

Таким чином, здатність зберігати незмінну температуру тіла за різних умов існування робить теплокровними незалежними від обставин природи та здатними зберігати високий рівень життєздатності. Така здатність обумовлена ​​складною системою терморегуляції, що забезпечує зменшення вироблення тепла та активну його віддачу при небезпеці перегрівання та активізацію термогенезу при обмеженні віддачі тепла – при небезпеці переохолодження.

Статистика показує, що у Росії з усіх випадків тимчасової втрати працездатності понад 40% посідає простудні захворювання, що дає підставу обивателю вважати систему терморегуляції недосконалої. Однак є багато фактів, що вказують на високу природну стійкість людини до низьких температур. Так, йоги-респи змагаються за температури нижче –20°С у швидкості висушування мокрих простирадлом теплом свого тіла, сидячи голяка на льоду замерзлого озера. Стали традиційними пропливи спеціально підготовлених плавців через Берингову протоку з Аляски на Чукотку (понад 40 км) за температури води +4°С – +6°С. Якути натирають новонароджених снігом, а остяки і тунгуси занурюють їх у сніг, обливають холодною водою і потім закутують у оленячі шкури... У такому разі, мабуть, швидше слід говорити про перекручення досконалих механізмів терморегуляції людини далекими від умов, що сформували їх в еволюції. життя сучасної людини, ніж про недосконалість самих механізмів.

У той час як більшість функцій життєдіяльності – кровообіг, дихання, травлення та ін. – мають специфічний структурно-функціональний апарат, терморегуляція такого органу не має і є функцією всього організму в цілому.

Відповідно до запропонованої І. П. Павловим схемою, організм теплокровного можна у вигляді відносно термостабільного «ядра» і має великий розкид температур «оболонки». Ядро, температура якого коливається в межах 36,8-37,5 ° С, включає переважно життєво важливі внутрішні органи: серце, печінка, шлунок, кишечник і т.д. Особливо слід відзначити роль печінки, що має відносно високу температуру - вище 37,5 ° С, і товстого кишечника, мікрофлора якого в процесі своєї життєдіяльності виробляє багато тепла, що забезпечує підтримання температури тканин, що прилягають. Термолабільну оболонку становлять кінцівки, шкірні та підшкірні тканини, м'язи тощо. Температура різних ділянок оболонки коливається у межах. Так, температура пальців ніг становить близько 24°С, гомілковостопного суглоба – 30–31°С, кінчика носа – 25°С, пахвової западини, прямої кишки – 36,5–36,9°С тощо. Однак температура оболонки дуже рухлива, що визначається умовами життєдіяльності та станом організму, тому і товщина її може змінюватися від дуже тонкої при жарі до дуже потужної, що стискає ядро ​​– при холоді. Такі взаємини ядра та оболонки обумовлені тим, що перша переважно виробляє тепло (у спокої), а друга – повинна забезпечувати збереження цього тепла. Саме цим пояснюється обставина, що у загартованих людей оболонка на холоді швидко і надійно обволікає ядро, зберігаючи оптимальні умови для підтримки діяльності життєво важливих органів і систем, а у незагартованих оболонка і в цих умовах залишається тонкою, створюючи загрозу переохолодження ядра (так, при зниженні температури легень лише на 0,5°С виникає загроза пневмонії).

Термостабільність організму забезпечується переважно двома взаємодоповнювальними механізмами регуляції – фізичним і хімічним. Фізична терморегуляціяпереважно активізується при небезпеці перегрівання і полягає у віддачі тепла у навколишнє середовище. При цьому включаються всі можливі механізми тепловіддачі: тепловипромінювання, теплообмін, конвекція та випаровування. Тепловипромінювання здійснюється за рахунок інфрачервоних променів, що виходять від шкіри, що має високу температуру. Теплопроведення реалізується за рахунок різниці температур між шкірою та навколишнім повітрям. Збільшення цієї різниці здійснюється за рахунок гіперемії – розширення шкірних судин та припливу сюди більшої кількості теплої крові від внутрішніх органів, через що і забарвлення шкіри при жарі стає рожевим. При цьому ефективність тепловіддачі визначається теплопровідністю та теплоємністю зовнішнього середовища: так, ці показники у відповідних температурах для води у 20–27 разів вищі, ніж повітря. Звідси стає зрозумілим, чому термокомфортна температура повітря для людини становить близько 18°С, а води – 34°С. Тепловіддача за рахунок випаровування поту є дуже ефективною, оскільки при випаровуванні 1 мл поту з поверхні тіла організм втрачає 0,56 ккал тепла. Якщо врахувати, що доросла людина виробляє навіть в умовах низької рухової активності близько 800 мл поту, стає зрозумілою ефективність цього способу.

У різних умовах життєдіяльності співвідношення втрат тепла у той чи інший спосіб помітно змінюється. Так, у спокої і при оптимальній температурі повітря організм 31% тепла, що утворюється, втрачає проведенням, 44% - випромінюванням, 22% - випаром (у тому числі і за рахунок вологи з дихальних шляхів) і 3% - конвекцією. При сильному вітрі зростає роль конвекції, у разі підвищення вологості повітря – проведення, а при посиленій роботі – випаровування (наприклад, при напруженій рухової активності випаровування поту часом досягає 3–4-х літрів на годину!).

Ефективність тепловіддачі організму винятково висока. Біофізичні розрахунки показують, що порушення цих механізмів навіть у людини, яка перебуває у спокої, призвела б до підвищення температури його тіла протягом години до 37,5°С, а через 6 годин – до 46–48°С, коли починається незворотне руйнування білкових структур.

Хімічна терморегуляціянабуває особливого значення при небезпеці переохолодження організму. Втрата людиною щодо тварин вовняного покриву зробила її особливо чутливою до дії низьких температур, про що свідчить той фактор, що у людини холодових рецепторів майже в 30 разів більше, ніж теплових. Разом з тим, вдосконалення механізмів адаптації до холоду призвело до того, що зниження температури тіла людина переносить набагато легше, ніж її підвищення. Так, грудні діти легко переносять зниження температури тіла на 3–5°С, але важко – підвищення на 1–2°С. Доросла людина без будь-яких наслідків переносить переохолодження до 33–34°С, але втрачає свідомість при перегріванні від зовнішніх джерел до 38,6°С, хоча за лихоманки від інфекції може зберегти свідомість і за 42°С. Водночас відмічені випадки пожвавлення замерзлих людей, температура шкіри яких опускалася нижче за точку замерзання.

Суть хімічної терморегуляції полягає у зміні активності обмінних процесів в організмі: за високої зовнішньої температури вона знижується, а за низької – зростає. Дослідження показують, що при зниженні температури навколишнього середовища на 1°С у оголеної людини в спокої активність метаболізму зростає на 10%. (Однак вимикання наркозом і так званими нейролептиками вищих регуляторних механізмів термостабільності у теплокровних робить їх залежними від навколишньої температури, і при охолодженні температури їх тіла до 32 ° С споживання ними кисню знижується до 50 %, при 20 ° С - до 20 %, а при +1°С -до 1% від вихідного рівня.)

Особливе значення для підтримки температури тіла відіграє тонус скелетних м'язів, який зростає при зниженні температури і знижується – при потеплінні. Показово, що ці процеси протікають тим активніше, чим небезпечніше порушення термостабільності. Так, при температурі повітря 25-28 ° С (і особливо в поєднанні з високою вологістю) м'язи значною мірою розслаблені, і теплова енергія, що відтворюється ними, мізерна. Навпаки, при небезпеці переохолодження все більшого значення набуває тремтіння – нескоординовані скорочення м'язових волокон, коли зовнішня механічна робота практично повністю відсутня, і майже вся енергія волокон, що скорочуються, переходить у теплову енергію (це явище отримало назву нескорочувального термогенезу). Немає нічого дивного тому в тому, що при тремтіння теплопродукція організму може зрости більш ніж утричі, а при напруженій фізичній роботі – у 10 і більше разів.

Безсумнівне значення в хімічній терморегуляції відіграють і легені, які за рахунок зміни активності обміну висококалорійних жирів, що входять до їх структури, підтримують відносно постійну свою температуру, - саме тому при високій зовнішній температурі кров, що відтікає від легенів, прохолодніше, а при низькій - тепліше вдихається повітря.

Фізичний і хімічний механізми терморегуляції працюють з високим ступенем узгодження завдяки наявності в ЦНС відповідного центру в області проміжного мозку (гіпоталамус). випаровування поту і т.д.), а з іншого – знижується теплопродукція (за рахунок зниження тонусу м'язів, переходу до засвоєння організмом менш енергомістких продуктів); при низьких температурах - навпаки: зростає теплопродукція і знижується тепловіддача.

Таким чином, досконалі механізми терморегуляції людини дозволяють підтримувати оптимальну життєздатність у широкому діапазоні зовнішніх температур.

Вступ

1. Гіпоталамус – ваш термостат

1.1 Проведення та конвекція

1.2 Радіація

1.3 Випаровування

2.1 Потові залози

2.2 Гладкий м'яз, що оточує артеріоли

2.3 Скелетний м'яз

2.4 Заліза внутрішньої секреції

3. Адаптація та терморегуляція

3.1 Адаптація до впливу низької температури

3.1.1 Фізіологічні реакції на виконання вправ в умовах низької температури навколишнього середовища

3.1.2 Метаболічні реакції

3.2 Адаптація до дії високої температури

3.3 Оцінка теплових подразнень

4. Механізми терморегуляції

Механізми, що регулюють температуру тіла, аналогічні термостату, який регулює температуру повітря навколишнього середовища, хоча у них більш складний характер функціонування і більш висока точність. Чутливі нервові закінчення – терморецептори, – виявляють зміни температури тіла та передають цю інформацію в термостат організму – гіпоталамус. У відповідь зміна імпульсації рецепторів гіпотоламус активує механізми, регулюючі зігрівання чи охолодження тіла. Подібно до термостату гіпотоламус має вихідний температурний рівень, який він намагається зберегти. Це – нормальна температура тіла. Найменше відхилення від цього рівня призводить до надходження сигналу до терморегуляторного центру, що знаходиться в гіпотоламусі, про необхідність корекції (рис. 1).

Зміну температури тіла сприймають два типи терморецепторів – центральні та периферичні. Центральні рецептори знаходяться в гіпотоламусі та контролюють температуру крові, що омиває мозок. Вони дуже чутливі до найменших (від 0,01 ° С) змін температури крові. Зміна температури крові, що проходить через гіпотоламус, приводить у дію рефлекси, які залежно від потреби або зберігають або віддають тепло.

Периферичні рецептори, локалізовані на всій поверхні шкіри, здійснюють контроль за навколишньою температурою. Вони направляють інформацію до гіпотоламусу, а також до кори головного мозку, забезпечуючи свідоме сприйняття температури таким чином, що ви можете довільно контролювати перебування в умовах зниженої або підвищеної температури.

Щоб тіло віддало тепло навколишньому середовищу, тепло, яке він утворить, має «мати доступ» до зовнішнього середовища. Тепло з глибини тіла (ядра) переміщається кров'ю до шкіри, звідки може перейти в довкілля завдяки одному з наступних чотирьох механізмів: проведення, конвекції, радіації та випаровування. (Рис. 2)

1.1 Проведення та конвекція

Проведення тепла є передачу тепла від одного об'єкта до іншого внаслідок прямого молекулярного контакту. Наприклад, тепло, що утворюється в глибині тіла, може передаватися через сусідні тканини до тих пір, поки не досягне поверхні тіла. Потім воно може передаватися одязі або навколишньому повітрю. Якщо температура повітря вище, ніж температура поверхні шкіри, тепло повітря передається поверхні шкіри, підвищуючи її температуру.

Конвекція - передача тепла через рухомий потік повітря або рідини. Повітря довкола нас знаходиться у постійному русі. Циркулюючи навколо нашого тіла, торкаючись поверхні шкіри, повітря забирає молекули, які отримали тепло в результаті контакту зі шкірою. Чим сильніший рух повітря, тим вища інтенсивність тепловіддачі внаслідок конвекції. У поєднанні з проведенням конвекція може забезпечити підвищення температури тіла при знаходженні в навколишньому середовищі з високою температурою повітря.

1.2 Радіація

У стані спокою радіація – основний процес передачі тіла надлишкової кількості тепла. За нормальної кімнатної температури тіло оголеної людини передає близько 60% «зайвого» тепла за допомогою радіації. Тепло передається у формі інфрачервоних променів.

1.3 Випаровування

Випаровування – основний процес розсіювання тепла під час виконання фізичних вправ. При м'язової діяльності рахунок випаровування організм втрачає близько 80% тепла, тоді як у стані спокою – трохи більше 20%. Деяке випаровування відбувається непомітно для нас, проте оскільки рідина випаровується, втрачається і тепло. Це так звані тепловтрати, що не відчуваються. Вони становлять близько 10%. Слід зазначити, що тепловтрати, що не відчуваються, відносно постійні. З підвищенням температури тіла посилюється процес потіння. Коли піт досягає поверхні шкіри, то під дією тепла шкіри він переходить із рідкого стану в газоподібний. Отже, у разі підвищення температури тіла значно зростає роль потоиспарения.

Віддача тепла тілом у зовнішню шкоду здійснюється проведенням, конвекцією, радіацією та випаровуванням. При виконанні фізичного навантаження головним механізмом, що здійснює тепловіддачу, є випаровування, якщо температура навколишнього середовища наближається до температури тіла.

2. Ефектори, що змінюють температуру тіла

При коливаннях температури тіла відновлення нормальної температури тіла здійснюють, як правило, наступні чотири фактори:

1) потові залози;

2) гладкий м'яз, що оточує артеріоли;

3) скелетні м'язи;

4) ряд залоз внутрішньої секреції.

При підвищенні температури шкіри або крові гіпоталамус посилає потові залози імпульси про необхідність активного виділення поту, що зволожує шкіру. Що температура тіла, то більше вписувалося поту. Його випаровування забирає тепло із поверхні шкіри.

При підвищенні температури шкіри та крові гіпоталамус спрямовує сигнали у гладкі м'язи артеріол, які постачають кров'ю шкіру, викликаючи їх розширення. Внаслідок цього кровопостачання шкіри посилюється. Кров переносить тепло з глибини тіла до поверхні шкіри, де воно і розсіюється у зовнішнє середовище проведенням, конвекцією, радіацією та випаровуванням.

Скелетний м'яз входить у дію, коли виникає потреба у освіті більшої кількості тепла. В умовах низької температури повітря терморецептори шкіри посилають сигнали гіпоталамус. Так само при зниженні температури крові зміну фіксують центральні рецептори гіпоталамуса. У відповідь на отриману інформацію гіпоталамус активує мозкові центри, що регулюють тонус м'язів. Ці центри стимулюють процес тремтіння, який є швидким циклом мимовільних скорочень і розслаблень скелетних м'язів. Внаслідок такої підвищеної м'язової активності утворюється більше тепла для збереження або підвищення температури тіла.

Клітини тіла підвищують інтенсивність свого метаболізму під впливом низки гормонів. Це впливає на тепловий баланс, оскільки посилення метаболізму спричиняє збільшення освіти енергії. Охолодження тіла стимулює виділення тироксину із щитовидної залози. Тироксин може збільшувати інтенсивність метаболізму в організмі більш ніж на 100%. Крім того, адреналін та норадреналін посилюють активність симпатичної нервової системи. Отже, вони безпосередньо впливають інтенсивність метаболізму практично всіх клітин організму. Що відбувається з людським організмом, коли змінюються температурні параметри? І тут він виробляє специфічні реакції пристосування щодо кожного чинника, тобто адаптується. Адаптація – це процес пристосування умов середовища. Як відбувається адаптація до змін температури?