Головна · Гастрит · Як здійснюється терморегуляція в організмі? Механізм терморегуляції організму людини Які механізми терморегуляції існують у живих організмів

Як здійснюється терморегуляція в організмі? Механізм терморегуляції організму людини Які механізми терморегуляції існують у живих організмів

Якщо температура тіла перевищує температуру середовища, тіло віддаватиме тепло в середу. Віддача тепла в довкілля здійснюється випромінюванням, теплопроводом, конвекцією та випаровуванням.

Підвищення температури середовища вище температури тіла призводить до приросту температури тіла за рахунок випромінювання та проведення. У цих умовах звільнення від надлишків тепла та охолодження здійснюються лише потовипарюванням. Рух повітря біля шкіри посилює швидкість випаровування і тим самим збільшує ефективність втрати тепла (ефект вентилятора, що охолоджує).

Фізична терморегуляція (тепловіддача) Якщо температура тіла перевищує температуру середовища, тіло віддаватиме тепло в середу. Віддача тепла в довкілля здійснюється випромінюванням, теплопроводом, конвекцією та випаровуванням.

    Випромінювання. Оголена людина в умовах кімнатної температури втрачає близько 60% від тепла, що віддається, за допомогою випромінювання інфрачервоних хвиль довжиною від 760 нм.

    Конвекція (15% віддається тепла) - втрата тепла шляхом перенесення частинками повітря або води, що рухаються. Кількість тепла, що губиться конвекційним способом, зростає зі збільшенням швидкості руху повітря (вентилятор, вітер). У воді величина віддачі тепла шляхом проведення та конвекції у багато разів більша, ніж на повітрі.

    Проведення- контактна передача тепла ( 3% тепла, що віддається) при зіткненні поверхні тіла з будь-якими фізичними тілами (стул, підлога, подушка, одяг та ін.).

Випромінювання, конвекція та проведення відбуваються, коли температура тіла вище температури навколишнього середовища . Якщо температура поверхні тіла дорівнює або нижче за температуру навколишнього середовища, то ці способи втрати тепла організмом стають неефективними. Наприклад, у нормальних умовах теплопроведення грає невелику роль, т.к. повітря та одяг погано проводять тепло.

    Випаровування- необхідний механізм виділення тепла за високих температур. Випаровування води з поверхні тіла призводить до втрати 2,43 кДж (0,58 ккал)тепла на кожен грам води, що випарувалася.

Невідчутне випаровування - результат безперервної дифузії молекул води через шкіру та дихальні поверхні, воно не контролюється системою температурної регуляції. Навіть без видимого потовиділення вода випаровується з поверхні шкіри та легень у межах від 700 – 850 мл води в день(300 – 350 мл – з поверхні легень, 400 – 500 мл – з поверхні шкіри) викликаючи втрату тепла порядку 12–16 ккал/година.

Інтенсивність процесу залежить від відносної вологості середовища : у насиченому водяними парами повітрі випаровування не відбувається. Тому в лазні піт виділяється у великій кількості, але не випаровується та стікає з поверхні шкіри. неефективне потовиділення .

При тяжкій фізичній роботі в умовах високої температури середовища перебування потовиділення може досягати 10-12 л/добу.Після важкого м'язового навантаження шляхом випаровування віддається 75% тепла, радіації – 12%, конвекції 13% (Для порівняння: в спокої при 20 0 З – частка радіації становить 66%, випаровування – 19%, конвекції – 15%).

Разом з згодом втрачається велика кількість солей (насамперед - хлористого натрію) та вітаміну С. У зв'язку з цим, норми споживання даних речовин мають бути значно розширені в раціоні людей, які працюють у гарячих цехах та в умовах жаркого клімату.

У тепловіддачі беруть участь шкіра, слизові, легені, серцево-судинна та видільна системи .

Особливо важливу роль у процесах тепловіддачі відіграє стан шкірних судин, а також частота серцевих скорочень та дихання.

Серцево-судинна система впливає на інтенсивність тепловіддачі за рахунок перерозподілу крові в судинах та зміни обсягу циркулюючої крові.

На холоді кровоносні судини шкіри, переважно артеріоли, звужуються; відкриваються артеріовенозні анастомози. Це зменшує кількість крові у капілярах. В результаті підвищується термоізоляція організму та тепло зберігається за рахунок обмеження тепловіддачі. За рахунок перерозподілу крові збільшується об'ємна швидкість кровотоку у внутрішніх органах – це сприяє збереженню тепла в них. реакція теплоконсервації .

При підвищенні температури навколишнього середовища:

1) судини шкіри розширюються, кількість циркулюючої в них крові збільшується;

2) зростає обсяг циркулюючої крові за рахунок переходу води з тканин у судини та викиду крові із селезінки та інших кров'яних депо. В результаті збільшується тепловіддача шляхом радіації та конвекції.

Дихальна система - Аналогічний результат виникає і при почастішанні дихання через виведення з організму більшої кількості нагрітого повітря. Особливо важливе значення має у тварин, що не потіють ( або позбавлених потових залоз, або мають густу вовну, що утруднює потовиділення)- собаки, кішки та ін. При підвищенні температури середовища у них розвивається теплова задишка - Дуже прискорене, але вкрай поверхневе дихання. Збільшує випаровування води зі слизової порожнини рота та верхніх дихальних шляхів.

Тепловіддачі перешкоджають :

1) шар підшкірної жирової клітковини - у зв'язку з малою теплопровідністю жиру;

2) одяг – за рахунок того, що між нею та шкірою знаходиться шар нерухомого повітря, що є поганим провідником тепла (його температура досягає 30 0 С). Теплоізолюючі властивості одягу тим краще, чим дрібніша її структура - вовняна і хутряна. Непроникний для повітря одяг (гумовий) переноситься погано – шар повітря між нею та тілом швидко насичується водяними парами і випаровування припиняється.

3) зміна положення тіла : коли холодно, тварини «згортаються в клубок», що зменшує поверхню тепловіддачі; коли жарко, навпаки, приймають становище, у якому вона зростає;

4) реакція м'язів шкіри - Для людини має рудиментарне значення («гусяча шкіра»), у тварин змінює пористість вовняного покриву, внаслідок чого теплоізолююча роль вовни покращується.

Постійність температури тіла забезпечується спільною дією механізмів, що регулюють з одного боку, інтенсивність обміну речовин і залежне від нього теплоутворення (хімічна терморегуляція), а з іншого – тепловіддачу (фізична терморегуляція).

Таким чином, корисним пристосувальним результатом діяльності функціональної системи, що розглядається, є сталість не температури шкіри (температурної «оболонки»), а температури внутрішніх органів (температурного «ядра»)

ФУНКЦІОНАЛЬНА СИСТЕМА, ЩО ЗАБЕЗПЕЧУЄ ПОСТІЙСТВО ТЕМПЕРАТУРИ ТІЛА

1 ланка - корисний пристосувальний результат - Підтримка температури тіла на постійному рівні.

2 ланка - рецептори . Терморецепцію здійснюють вільні закінчення тонких сенсорних волокон типу А (дельта) та С.

(Регуляція сталості температури – це складнорефлекторний акт, що здійснюється внаслідок подразнення рецепторів шкіри, шкірних та підшкірних судин, а також ЦНС.)

3 ланка функціональної системи – нервовий центр

4 ланка функціональної системи – виконавчі органи. Температура тіла визначається визначається співвідношенням інтенсивності:

1) утворення тепла

2) віддачі тепла

МЕХАНІЗМИ терморегуляції

Нервові механізми терморегуляції у своїй основі мають рефлекторні дуги, до складу яких входять рецепторні утворення (теплові та холодові рецептори). По аферентних нервових волокнах імпульсація від рецепторного апарату досягає низки основних центрів вегетативної регуляції, насамперед структур гіпоталамуса. Еферентною частиною рефлекторної дуги є симпатичні та парасимпатичні нервові волокна, що іннервують внутрішні органи, а також судини. Еферентна імпульсація здійснюється і з рухових соматичних волокон, що регулюють діяльність скелетної мускулатури.

Локалізація та властивості терморецепторів.

Периферичні терморецептори знаходяться у шкірі, підшкірних тканинах, шкірних та підшкірних судинах.Шкірні терморецептори є неінкапсульованими нервовими закінченнями. .

Центральні терморецептори розташовані в медіальній преоптичній ділянці гіпоталамуса (центральні нейрони-термосенсори), ретикулярній формації середнього мозку, спинному мозку.)

Теплові та холодові рецептори в ЦНС реагують на зміну температури крові, що притікає до нервових центрів. Помічено підвищення теплоутворення при охолодженні сонної артерії, яка приносить кров головного мозку.

Докази наявності центральних терморецепторів :

1 ) занурення денервованих задніх кінцівок собаки в холодну воду викликає тремтіння м'язів голови, передніх кінцівок, тулуба та збільшення теплоутворення. Це з тим, що «холодна» кров дратує центральні терморецепторы;

2)при охолодженні сонної артерії, яка приносить кров до головного мозку , розвиваються тремтіння та звуження судин шкіри, що призводить до підвищення теплоутворення та обмеження тепловіддачі відповідно.

Знайдені терморецептори в дихальних шляхах, у довгастому мозку та у руховій корі.

Таким чином, організм людини має подвійну систему контролю температури тіла: вплив зовнішнього середовища (тепловий або холодовий) виявляється шкірними рецепторними утвореннями , температура внутрішнього середовища реєструється терморецепторами внутрішніх органів та структур ЦНС.

Функціональна мобільність терморецепторів.Властивість терморецепторів шкіри змінювати свою чутливість до температурних впливів залежно від зміни загального стану організму відбиває універсальну властивість рецепторів, відкриту П.Г. Снякіним і назва, що отримала назву "функціональна мобільність рецепторів".

Крім того терморецептори поділяють на теплові та холодові .

X олодові рецептори розташовуються в товщі шкіри, на глибині близько 0,17 мм, теплові рецептори – на глибині 0,3 мм . Загальна кількість точок поверхні шкіри, що сприймають холод, значно перевищує кількість точок, що сприймають тепло. Холодові та теплові рецептори розташовуються нерівномірно по шкірній поверхні. Є індивідуальні зони переважної локалізації теплових та холодових терморецепторів.

Серед периферичних терморецепторів переважають холодові , серед центральних – теплові . При оптимальній температурі навколишнього середовища терморецептори генерують розряди зі стаціонарною частотою. Зі зниженням навколишньої температури частота імпульсації та холодових рецепторів зростає, теплових – знижується. Навпаки, у разі підвищення навколишньої температури зростає частота імпульсації теплових рецепторів і знижується - холодових.

Частота імпульсів холодових рецепторів шкіри максимальна при температурі, що дорівнює 20-30 0 для теплових рецепторів температура дорівнює 38-43 0 З . Відчуття гарячого – печіння– виникає при температурі вище 45 0 С та сприймається іншими рецепторами – гарячимиабо рецепторами печіння (проналежать до полімодальних ноцицепторів і є проміжною ланкою між терморецепторами та ноцицепторами).

Роль нервових центрів.

Підтримка температури тіла на оптимальному для метаболізму рівні здійснюється за рахунок регулюючого впливу ЦНС. Вперше наявність у головному мозку центру, здатного змінювати температуру тіла, було виявлено у 80-х роках XIX в. К. Бернаром . Його досвід, який отримав назву «теплового уколу», полягав у наступному: в область проміжного мозку через отвір трепанацій вводили електрод, що викликає роздратування даної області. Через 2-3 години після введення електрода наступало стійке підвищення температури тіла тварини. У подальших дослідженнях було встановлено, що найважливіша роль процесах терморегуляції належить гіпоталамусу.

Згідно з сучасними уявленнями, терморегуляція здійснюється розподіленою системою , основною частиною якої є гіпоталамічний терморегуляційний механізм

Експериментально було встановлено, що основні (головні) центри терморегуляції знаходяться в гіпоталамусі (за рахунок них сприймаються зміни у навколишньому та внутрішньому середовищі). При руйнуванні гіпоталамуса – втрачається здатність регулювати температуру тіла і тварина стає пойкілотермною.. До нейронів гіпоталамічної області адресується і імпульсація, що виникає в терморецепторах внутрішніх органів та поверхні шкіри. Сенсорна інформація від терморецепторів поширюється нервовими волокнами типу А-дельта і через лемніскові шляхи до нейронів таламуса, а потім в гіпоталамус і сенсомоторну область кори великого мозку.

Відомо, що регуляція процесу теплоутворення(хімічна терморегуляція) здійснюється діяльністю ядер задньої частини гіпоталамуса; процеси фізичної терморегуляції(тепловіддачі) обумовлені ядрами переднього гіпоталамуса.Таким чином, в гіпоталамусі є два регулюючих центри: центр теплоутворення і центртепловіддачі .

Центри тепловіддачі (передні ядра гіпоталамуса) - руйнування цих структур призводить до того, що тварини втрачають здатність підтримувати сталість температури тіла за умов високої температури навколишнього середовища. Температура їх тіла при цьому починає зростати, тварини переходять у стан гіпертермії, причому гіпертермія може розвинутись навіть за кімнатної температури.Роздратування цих структур через вживлені електродиелектричним струмом викликає у тварин характерний синдром: задишку, розширення поверхневих судин шкіри, зниження температури тіла.Викликане попереднім охолодженням м'язове тремтіння у них припиняється.

Центри теплоутворення (латерально-дорсальний гіпоталамус) - їхнє руйнування призводить до того, що тварини втрачають здатність підтримувати сталість температури тіла в умовах зниженої температури навколишнього середовища. Температура їх тіла за цих умов починає падати, і тварини переходять у стан гіпотермії. Електричне роздратування відповідних центрів гіпоталамуса викликає у тварин наступний синдром: 1) звуження поверхневих судин шкіри;

Регуляція температури полягає у відповідності процесів теплопродукції (хімічна терморегуляція) та тепловіддачі (фізична терморегуляція).
Процеси теплопродукції.В усіх органах внаслідок процесів обміну речовин відбувається теплопродукція. Тому кров, яка відтікає від органів, як правило, має більш високу температуру, ніж та, що витікає. Але роль різних органів у теплопродукції різна. У стані спокою на печінку припадає близько 20% загальної теплопродукції, на інші внутрішні органи – 56%, на – 20%, при фізичному навантаженні на скелетні м'язи – до 90%, на внутрішні органи – лише 8%.
Таким чином, потужним резервним джерелом теплопродукції є м'язи при їх скороченні. Зміна активності їхнього метаболізму при локомоціях - основний механізм теплопродукції. Серед різних локомоцій можна назвати кілька етапів участі м'язів у теплопродукції.
1. Терморегуляційний тонус.У цьому м'язи не скорочуються. Підвищуються лише їх тонус та метаболізм. Цей тонус виникає взагалі у м'язах шиї, тулуба та кінцівок. Внаслідок цього теплопродукція підвищується на 50-100%.
2. Тремтіння виникає неусвідомлено і полягає в періодичній активності високопорогових рухових одиниць на тлі терморегуляційного тонусу.При тремтіння вся енергія спрямована лише збільшення теплоутворення, тоді як із звичайних локомоциях частина енергії витрачається на переміщення відповідної кінцівки, а частина - на термогенез. При тремтінні теплопродукція підвищується в 2-3 рази. Тремтіння починається часто з м'язів шиї, обличчя. Це пояснюється тим, що насамперед має підвищитись температура крові, яка тече до головного мозку.
3. Довільні скорочення полягають у свідомому підвищенні скорочення м'язів.Це спостерігається в умовах низької зовнішньої температури, коли перших двох етапів мало. При довільних скороченнях теплопродукція може збільшитися в 10-20 разів.
Регуляція теплопродукції в м'язах пов'язана з впливом а-мотонейронів на функцію та метаболізм/м'язів, в інших тканинах – симпатичної нервової системи та катехоламінів (підвищують інтенсивність метаболізму на 50%) та дією гормонів, особливо тироксину, який підвищує теплопродукцію майже вдвічі.
Значна роль у термогенезі ліпідів, які виділяють при гідролізі значно більше енергії (9,3 ккал/г), ніж вуглеводи (4,1 ккал/г). Особливого значення, зокрема в дітей віком, має бурий жир.
Процеси тепловіддачівідбувається наступними шляхами - радіація, конвекція, випаровування та теплопровідність.
Радіація відбувається за допомогою інфрачервоного довгохвильового випромінювання. Для цього потрібен градієнт температур між теплою шкірою та холодними стінами та іншими предметами довкілля. Таким чином, величина радіації залежить від температури та поверхні шкіри.
Теплопровідність здійснюється при безпосередньому контакті тіла з предметами (стілець, ліжко тощо). При цьому швидкість передачі тепла від більш нагрітого тіла до менш нагрітого предмета визначається температурним градієнтом та їх термопровідністю. Віддача тепла цим шляхом значно (в 14 разів) збільшується під час перебування людини у воді. Частково шляхом проведення тепло передається від внутрішніх органів поверхні тіла. Але цей процес гальмується через низьку теплопровідність жиру.
Конвекційний шлях.Повітря, яке контактує з поверхнею тіла, за наявності градієнта температур нагрівається. При цьому воно стає легшим і, піднімаючись від тіла, звільняє місце нових порцій повітря. У такий спосіб воно забирає частину тепла. Інтенсивність природної конвекції може бути збільшена за рахунок додаткового руху повітря, зменшення перешкод на час вступу його до тіла (відповідним одягом).
Випаровування поту.При кімнатній температурі роздягненої людини близько 20% тепла віддається за рахунок випаровування.
Теплопровідність, Конвекція та випромінювання є пасивними шляхами тепловіддачі, засновані на законах фізики. Вони ефективні лише за збереження позитивного температурного градієнта. Чим менша різниця температури між тілом та навколишнім середовищем, тим менше тепла віддається. За однакових показників або за високої температури навколишнього середовища згадані шляхи не тільки не ефективні, але при цьому відбувається нагрівання тіла. У цих умовах в організмі спрацьовує лише один механізм віддачі тепла, пов'язаний із процесами потовиділення та потовіпарування. Тут використовуються як фізичні закономірності (витрати енергії на процес випаровування), так і біологічні (потовиділення). Охолодженню шкіри сприяє те, що з випаровування 1 мл поту витрачається 0,58 ккал. Якщо не відбувається
випаровування поту, то ефективність тепловіддачі різко знижується. М
Швидкість випаровування щоту залежить від градієнта температури та насичення водяною парою навколишнього повітря. Чим вища вологість, тим менш ефективним стає цей шлях тепловіддачі. Різко зменшується результативність тепловіддачі при знаходженні у воді або щільному одязі. При цьому організм змушений компенсувати відсутність потовіпарування за рахунок збільшення потовиділення.
Випаровування має два механізми:а) перспірація – без участі потових залоз; б) випаровування – за активної участі потових залоз.
Перспірація- Випаровування води з поверхні легень, слизових оболонок, шкіри, яка завжди волога. Це випаровування не регулюється, воно залежить від градієнта температур та вологості навколишнього повітря, його величина становить близько 600 мл/добу. Чим вища вологість, тим менш ефективний цей вид тепловіддачі.
Механізм секреції поту. Потова залоза складається з двох частин: власне залози, яка розташована в субдермальному шарі, та вивідних проток, що відкриваються на поверхні шкіри. У залозі утворюється первинний секрет, а протоках завдяки реабсорбції формується вторинний секрет - піт.
Первинний секрет подібний до плазми крові. Різниця полягає в тому, що в цьому секреті немає білків та глюкози, менше Na+. Так, у початковому поті концентрація натрію становить близько 144 нмоль/л, хлору – 104 нмоль/л. Ці іони активно абсорбуються при проходженні поту вивідними протоками, що забезпечує абсорбцію води. Процес абсорбції багато в чому залежить від швидкості освіти і просування тому, що ці процеси активні, тим більше Na + і Сl-залишається. При сильному потовиділенні поту може залишатися до половини концентрації цих іонів. Сильне потоутворення супроводжується збільшенням концентрації сечовини (до 4 разів вище, ніж у плазмі) та калію (до 1,2 раза більше, ніж у плазмі). Сумарна висока концентрація іонів, утворюючи високий рівень осмотичного тиску, забезпечує зниження реабсорбції та виділення з згодом великої кількості води.
При сильному потовиділенні може витрачатися багато NaCl (до 15-30 г/добу). Однак в організмі діють механізми, що забезпечують збереження цих важливих іонів при великому потовиділенні. Вони беруть участь у процесах адаптації, зокрема, альдостерон посилює реабсорбцію Na+.
Функції потових залоз регулюються спеціальними механізмами. На їхню активність впливає симпатична нервова система, але медіатором тут ацетилхолін. Секреторні клітини, крім М-холінорецепторів, мають також адренорецептори, які реагують на катехоламіни крові. Активізація функції потових залоз супроводжується збільшенням кровопостачання.
Кількість поту, що виділяється, може досягати 1,5 л/год, а в адаптованих людей - до 3 л/год.
При кімнатній температурі в роздягненій людині близько 60% тепла віддається за рахунок радіації, близько 12-15% - конвекції повітря, близько 20% - випаровування, 2-5% - теплопровідності. Але це співвідношення залежить від низки умов, зокрема температури зовнішнього середовища.
Головну роль регуляції процесів тепловіддачі відіграють зміни кровопостачання шкіри. Звуження судин шкіри, відкриття артеріовенозних анастомозів сприяє меншому припливу тепла від ядра до оболонки та збереженню його в організмі. Навпаки, при розширенні судин шкіри її температура може підвищуватись на 7-8°С. При цьому збільшується і тепловіддача.
Умовно шкіру можна назвати радіаторною системою організму. Кровотік у шкірі може змінюватися від 0 до 30% МОК. Тонус судин шкіри контролюється симпатичною нервовою системою.
Таким чином, температура тіла - баланс між процесами теплопродукції та тепловіддачі. Коли теплопродукція переважає тепловіддачу, температура тіла підвищується і, навпаки, якщо тепловіддача вище, ніж теплопродукція, температура організму знижується.

У теплокровних тварин і людини (т.зв. гомойотермних організмів), на відміну холоднокровних (або пойкілотермних), постійна температура тіла є обов'язковою умовою існування, одним з кардинальних параметрів гомеостазу (або сталості) внутрішнього середовища організму.

Фізіологічні механізми, що забезпечують тепловий гомеостаз організму (його "ядра"), поділяються на дві функціональні групи: механізми хімічної та фізичної терморегуляції. Хімічна терморегуляція є регуляцією теплопродукції організму. Тепло постійно виробляється в організмі в процесі окисно-відновних реакцій метаболізму. При цьому частина його віддається у зовнішнє середовище тим більше, чим більша різниця температури тіла та середовища. Тому підтримання стійкої температури тіла при зниженні температури середовища потребує відповідного посилення процесів метаболізму та супроводжує їх теплоутворення, що компенсує тепловтрати та призводить до збереження загального теплового балансу організму та підтримки сталості внутрішньої температури. Процес рефлекторного посилення теплопродукції у відповідь зниження температури навколишнього середовища і носить назву хімічної терморегуляції. Виділення енергії у вигляді тепла супроводжує функціональне навантаження всіх органів і тканин та властиво всім живим організмам. Специфіка організму людини полягає в тому, що зміна теплопродукції як реакція на температуру, що змінюється, представляє у них спеціальну реакцію організму, що не впливає на рівень функціонування основних фізіологічних систем.

Специфічне терморегуляторне теплоутворення зосереджено переважно в скелетній мускулатурі і пов'язане з особливими формами функціонування м'язів, які не зачіпають їхньої прямої моторної діяльності. Підвищення теплоутворення при охолодженні може відбуватися і в м'язі, що покоїться, а також при штучному виключенні скорочувальної функції дією специфічних отрут.

Один із найбільш звичайних механізмів специфічного терморегуляторного теплоутворення у м'язах – так званий терморегуляційний тонус. Він виражений мікроскорочення фібрил, що реєструються у вигляді підвищення електричної активності зовні нерухомого м'яза при її охолодженні. Терморегуляційний тонус підвищує споживання кисню м'язом часом більш як на 150%. При сильнішому охолодженні поряд з різким підвищенням терморегуляційного тонусу включаються видимі скорочення м'язів у формі холодового тремтіння. Газообмін при цьому зростає до 300-400%. Характерно, що за часткою участі у терморегуляторному теплоутворенні м'язи нерівноцінні.

При тривалому впливі холоду скорочувальний тип термогенезу може бути тією чи іншою мірою заміщений (або доповнений) перемиканням тканинного дихання в м'язі на так званий вільний (нефосфорилуючий) шлях, при якому випадає фаза утворення та подальшого розщеплення АТФ. Цей механізм не пов'язаний із скорочувальною діяльністю м'язів. Загальна маса тепла, що виділяється при вільному диханні, практично така ж, як і при дріжджовому термогенезі, але при цьому більша частина теплової енергії витрачається негайно, а окислювальні процеси не можуть бути загальмовані недоліком АДФ або неорганічного фосфату.

Остання обставина дозволяє безперешкодно підтримувати високий рівень теплоутворення протягом тривалого часу.

Зміни інтенсивності обміну речовин, викликані впливом температури середовища на організм людини, закономірні. У певному інтервалі зовнішніх температур теплопродукція, що відповідає обміну організму, повністю компенсується його "нормальної" (без активної інтенсифікації) тепловіддачею. Теплообмін організму із середовищем збалансований. Цей температурний інтервал називають термонейтральною зоною. Рівень обміну у цій зоні мінімальний. Нерідко говорять про критичну точку, маючи на увазі конкретне значення температури, при якому досягається тепловий баланс із середовищем. Теоретично це правильно, але експериментально встановити таку точку практично неможливо через постійні незакономірні коливання метаболізму і нестабільність теплоізолюючих властивостей покривів.

Зниження температури середовища за межі термонейтральної зони викликає рефлекторне підвищення рівня обміну речовин і теплопродукції до врівноваження теплового балансу організму в нових умовах. Внаслідок цього температура тіла залишається незмінною.

Підвищення температури середовища межі термонейтральної зони також викликає підвищення рівня обміну речовин, що викликано включенням механізмів активізації віддачі тепла, потребують додаткових витрат за свою роботу. Так формується зона фізичної терморегуляції, протягом якої температура залишається стабільною. Після досягнення певного порога механізми посилення тепловіддачі виявляються неефективними, починається перегрів і зрештою загибель організму.

Ще 1902 р. Рубнер запропонував розрізняти два типи цих механізмів - терморегуляцію " хімічну " і " фізичну " . Перша пов'язана із зміною теплопродукції в тканинах (напругою хімічних реакцій обміну), друга – характеризується тепловіддачею та перерозподілом тепла. Поряд з кровообігом важлива роль у фізичній терморегуляції належить потовиділенню, тому особлива функція тепловіддачі належить шкірі - тут відбувається остигання нагрітої в м'язах або в "ядрі" крові, тут реалізуються механізми потоутворення та потовиділення.

ü У "нормі" теплопроводом можна знехтувати, т.к. теплопровідність повітря низька. Теплопровідність води у 20 разів вища, тому тепловіддача проведенням відіграє значну роль і стає суттєвим фактором переохолодження у разі вологого одягу, сирих шкарпеток тощо.

ü Більш ефективна тепловіддача шляхом конвекції (тобто переміщенням частинок газу або рідини, змішування їх нагрітих шарів з охолодженими). У повітряному середовищі навіть за умов спокою на тепловіддачу конвекцією доводиться до 30% втрат тепла. Роль конвекції на вітрі або під час руху людини ще більше зростає.

ь Передача тепла випромінюванням від нагрітого тіла до холодного здійснюється згідно із законом Стефана-Больцмана і пропорційна різниці четвертих ступенів температури шкіри (одягу) та поверхні навколишніх предметів. Цим шляхом в умовах "комфорту" роздягнена людина віддає до 45% теплової енергії, але для тепло одягненої людини особливої ​​ролі тепловтрати випромінюванням не відіграють.

ü Випаровування вологи зі шкіри та поверхні легень також ефективний шлях тепловіддачі (до 25%) в умовах "комфорту". В умовах високої температури навколишнього середовища та інтенсивної м'язової діяльності тепловіддача випаровуванням поту грає домінуючу роль - з 1 грамом поту виноситься 0,6 ккал енергії. Неважко підрахувати загальний обсяг тепла, що втрачається з потом, якщо врахувати, що в умовах інтенсивної м'язової діяльності людина за восьмигодинний робочий день може віддати до 10 - 12 літрів рідини. На холоді втрати з потом у добре одягненої людини невеликі, але і тут треба враховувати тепловіддачу за рахунок дихання. При цьому процесі поєднуються відразу два механізми тепловіддачі - конвекція та випаровування. Втрати тепла та рідини з диханням досить значні, особливо при інтенсивній м'язовій діяльності в умовах низької вологості атмосферного повітря.

Істотним фактором, що впливає на процеси терморегуляції, є вазомоторні (судинно-рухові) реакції шкіри. При максимально вираженому звуженні судинного русла втрати можуть знизитися на 70%, при максимальному розширенні - зрости на 90%.

Видові відмінності хімічної терморегуляції виражаються в різниці рівня основного (в зоні термонейтральності) обміну, положення та ширини термонейтральної зони, інтенсивності хімічної терморегуляції (підвищення обміну при зниженні температури середовища на 1"С), а також у діапазоні ефективної дії терморегуляції. Всі ці параметри відображають екологічну специфіку окремих видів та адаптивним чином змінюються залежно від географічного положення регіону, сезону року, висоти над рівнем моря та низки інших екологічних факторів.

Регуляторні реакції, спрямовані на збереження постійної температури тіла під час перегріву, представлені різними механізмами посилення тепловіддачі у зовнішнє середовище. Серед них широко поширена і має високу ефективність тепловіддачі шляхом інтенсифікації випаровування вологи з поверхні тіла або (і) верхніх дихальних шляхів. При випаровуванні вологи витрачається тепло, що може сприяти збереженню теплового балансу. Реакція включається при ознаках перегріву організму, що починається.

Отже, адаптивні зміни теплообміну в організмі людини можуть бути спрямовані не лише на підтримку високого рівня обміну речовин, як у більшості людей, а й на встановлення низького рівня в умовах, що загрожують виснаженням енергетичних резервів.

Механізми тепловіддачі організму в умовах холоду та тепла.

Механізми тепловіддачі організму в умовах холоду та тепла: а) перерозподіл крові між судинами внутрішніх органів та судинами поверхні шкіри; б) перерозподіл крові у судинах шкіри.

Фізична терморегуляція виникла більш пізніх етапах еволюції. Її механізми не торкаються процесів клітинного обміну. Механізми фізичної терморегуляції включаються рефлекторно і мають як будь-який рефлекторний механізм три основні компоненти. По-перше, це рецептори, що сприймають зміну температури всередині організму чи навколишнього середовища. Друга ланка – це центр терморегуляції. Третя ланка – ефектори, які змінюють процеси тепловіддачі, зберігаючи температуру тіла на постійному рівні. В організмі, крім потової залози, немає власних ефекторів рефлекторного механізму фізичної терморегуляції.

Значення фізичної терморегуляції

Фізична терморегуляція – це регуляція тепловіддачі. Її механізми забезпечують підтримку температури тіла на постійному рівні як за умов, коли організму загрожує перегрів, і при охолодженні.

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), конвекції, тобто руху і перемішування повітря, що нагрівається тілом, теплопроведення, тобто. віддачі тепла речовиною, що стикається з поверхнею тіла. Характер віддачі тепла тілом змінюється залежно від інтенсивності обміну речовин.

Втраті тепла перешкоджає той шар нерухомого повітря, що знаходиться між одягом та шкірою, оскільки повітря поганий провідник тепла. Значною мірою перешкоджає тепловіддачі шар підшкірної жирової клітковини у зв'язку з малою теплопровідністю жиру.

Регуляція температури

Температура шкіри, а отже інтенсивність тепловипромінювання та теплопроведення можуть змінюватися в холодних або спекотних умовах зовнішнього середовища внаслідок перерозподілу крові в судинах та зміні об'єму циркулюючої крові.

На холоді кровоносні судини шкіри, переважно артеріоли, звужуються; більша кількість крові надходить у судини черевної порожнини і тим самим обмежується тепловіддача. Поверхневі шари шкіри, отримуючи менше теплої крові, випромінюють менше тепла, тому тепловіддача зменшується. Крім того, при сильному охолодженні шкіри відбувається відкриття артеріовенозних анастомозів, що зменшує кількість крові, що надходить до капілярів, і тим самим перешкоджає тепловіддачі.

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, температура яких підтримується на постійному рівні.

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 за високих температур навколишнього середовища має значення і потовиділення, що відбувається за рахунок тепловіддачі в процесі випаровування води.

За здатністю підтримувати постійну температуру тіла тварини діляться на пойкілотермних, гомойотермних та гетеротермних.

Пийкілотермніорганізми (від грец. poikilos - мінливий) не здатні підтримувати температуру тіла на постійному рівні, тому що вони виробляють мало тепла та мають недосконалі механізми його збереження.

Гомойотермніорганізми (від грец. homeo - подібний, однаковий), до яких належить і людина, виробляють багато тепла, відрізняються відносною сталістю температури тіла, що незначно змінюється протягом доби.

Гетеротермніорганізми (від грец. heteros - інший) відрізняються тим, що коливання температури їхнього тіла перевищують межі, властиві гомойотермним тваринам. Це характерно для ранніх етапів онтогенезу, зимової сплячки деяких гомойотермних тварин, а також для ссавців та птахів з дуже малими розмірами тіла.

Температурний фактор визначає швидкість перебігу ферментативних процесів, всмоктування, проведення збудження та м'язового скорочення.

Відомо, що у поверхневих та глибоких ділянках тіла людини температура різна. Внутрішні області тіла, що становлять приблизно 50 % його маси, названі «ядром». Сюди відносять мозок, серце, печінку та інші внутрішні органи. Температура "ядра" варіюють незначно, становлячи величину порядку 36,7-37°С. Разом з тим, у різних ділянках «ядра» показники температури можуть кілька.

Для клінічних цілей оцінка температури «ядра» проводиться у певних легко доступних ділянках тіла, температура яких практично не відрізняється від температури внутрішніх органів. Такими доступними ділянками є пряма кишка, порожнина рота, пахва. Відомо, що оральна (під'язикова) температура зазвичай нижче за ректальну на 0,2-0,5 °С, аксиллярна (в області пахвової ямки) нижче на 0,5-0,8 °С. При щільному притисканні руки до грудної клітки межа внутрішнього шару «ядра» майже доходить до пахвової западини, проте для цього має пройти близько 10 хв. Аксиллярна температура здорової людини дорівнює 36,0-36,9 °С.

Температура поверхневого шару тіла товщиною 2,5 см, званого «оболонкою» тіла, варіює у різних областях тіла за різної температури навколишнього середовища. При комфортній температурі навколишнього середовища середня температура шкіри оголеної людини становить 33-34 °С. При цьому температура шкіри стопи значно нижча від температури проксимальних ділянок нижніх кінцівок і ще більшою мірою - тулуба і голови. Температура шкіри в області стопи в комфортних умовах може дорівнювати 24-28 ° С, а при змінах зовнішньої температури - 13-53 ° С, що визначається двома факторами - температурою зовнішнього середовища та кровопостачанням шкіри стопи.

Більшість ссавців температура тіла відповідає діапазону 36-39 °З, попри широкі варіації розмірів тіла в різних тварин. Інтенсивність метаболізму (теплопродукції) визначається як масою тіла, і величиною віддачі тепла з тіла. Відповідно до цього теплопродукція на 1 кг маси повинна бути вищою у тварин з невеликими розмірами тіла і з більшим, ніж у великих тварин, ставленням площі поверхні до величини маси тіла.

Температура тіла визначається співвідношенням двох процесів - теплопродукції та тепловіддачі. Коли вони не відповідають один одному та виникає загроза змін температури тіла, процеси регуляції у складі функціональної системи терморегуляції адаптивно змінюють теплопродукцію (хімічна терморегуляція) та тепловіддачу (фізична терморегуляція). Тим самим забезпечується відносна стабільність температурної константи внутрішнього середовища організму, що було названо Бернаром основою «вільного, незалежного життя». Насправді температура тіла оголеної людини може залишатися стабільною протягом декількох хвилин при змінах температури навколишнього середовища в межах 21-53 °С.

Під хімічною терморегуляцією розуміють зміни інтенсивності метаболічних екзотермічних реакцій, у яких утворюється тепло. При дії на організм людини холоду утворення тепла може збільшитися в 3-5 разів.

Розрізняють скорочувальну та нескоротливу теплопродукцію.

Скорочувальна теплопродукція пов'язана з довільними та мимовільними скороченнями скелетних м'язів.

Довільні скорочення можуть призвести до багаторазового збільшення теплоутворення, при цьому підвищуються і втрати втрати за рахунок посилення віддачі тепла конвекцією.

Одним із видів мимовільної теплопродукції є тремтіння - специфічний тип м'язового скорочення, що виникає у людини при значному зниженні температури зовнішнього середовища організму і підвищує утворення тепла в кілька разів. На відміну від теплоутворення при довільних м'язових скороченнях теплоутворення при тремтіння є економним способом теплопродукції, так як особливий тип скоротливої ​​активності високопорогових рухових одиниць при тремтіння забезпечує перехід в теплову енергію майже всієї енергії м'язового скорочення.

Іншим видом мимовільної теплопродукції є терморегуляторні тонічні скорочення (терморегуляторний тонус), що розвиваються в області м'язів спини, шиї та деяких інших областях. Теплопродукція у своїй зростає приблизно 40-50 %. Терморегуляторні тонічні скорочення скелетних м'язів починаються при зниженні температури довкілля приблизно на 2°С щодо рівня комфорту. Такі скорочення мають характер зубчастого тетанусу, близького до режиму одиночних скорочень. Терморегуляторний тонус є більш тонким засобом підвищення теплопродукції, ніж два попередні.

Нескорочувальний термогенез також є механізмом хімічної терморегуляції, що значно виражений в адаптованому до холоду організмі. Частка такого механізму забезпечення приросту теплопродукції на холоді може становити 50-70 %. Розвивається це явище у різних тканинах. Специфічним субстратом такої теплопродукції вважається бура жирова тканина, після видалення якої стійкість організму до холоду суттєво знижується. Маса бурої жирової тканини, яка зазвичай становить 1-2 % маси тіла, при адаптації до холоду може збільшуватися до 5 % маси тіла. Рівень енергетичного обміну цієї тканини, виражений на одиницю маси, більш ніж утричі перевищує рівень м'язів;

швидкість окислення жирних кислот у бурій жировій тканині в 20 разів перевищує цю швидкість у білій жировій тканині.

Терморегуляторна роль бурої жирової тканини повністю незрозуміла. Припускають, що вона є багатим джерелом вільних жирних кислот - субстрату окисних реакцій, швидкість яких за дії холоду зростає. У найбурішій жировій тканині при дії холоду ростуть кровотік і рівень обміну речовин, збільшується температура, незважаючи на зниження температури шкіри над цією тканиною. Звідси виникла популярна в даний час гіпотеза про калориферну роль бурої жирової тканини: при дії холоду вона обігріває довколишні судини, що направляють кров до головного мозку. У дорослої людини ця тканина локалізована в ділянці шиї, в міжлопатковій ділянці, в середостінні біля аорти, великих вен і симпатичного ланцюжка. У зимову пору року у людей, які працюють поза приміщенням, бура жирова тканина гіпертрофована і активніша, ніж у літню пору.

Тепловіддача здійснюється за допомогою внутрішнього та зовнішнього потоків тепла. Більше половини внутрішнього потоку джерел освіти тепла до поверхні тіла забезпечується шляхом конвекції кров'ю, решта тепло проводиться через інші тканини. При цьому теплопровідність тканини залежить від її товщини та кількості жирової клітковини, а також від рівня кровотоку в цьому шарі.

Роль кровотоку пов'язана з тим, що він може значно варіювати за рахунок змін просвіту судин, зокрема стану артеріоло-венулярних анастомозів.

Кровопостачання поверхневих ділянок тіла відіграє важливу терморегуляторну роль, забезпечуючи зовнішній потік тепла. «Гра» судин шкіри пальців може змінювати кровотік у ній у 100 разів. При повній вазодилатації тепловіддача може збільшитись у 8 разів у порівнянні з рівнем повної вазоконстрикції.

Теплопровідність тканин, крім того, визначається характером використання протиточної системи судин, яка є, наприклад, у кінцівках. Так, в умовах холоду венозна кров відтікає в основному не за поверхневими венами, як це буває в теплі, а за глибокими венами. В результаті венозна кров зігрівається кров'ю паралельно проходять поруч артерій і не охолоджується такою мірою, як це буває при поверхневому потоці крові.

Однак значне зниження кровотоку в поверхневих шарах тіла при дії холоду може призводити до порушення кровопостачання цих тканин та відморожень.

Зовнішній потік тепла забезпечується шляхом його проведення, конвекції, випромінювання та випаровування.

1. Якщо шкіра тепліше оточуючого повітря, відбувається природна конвекція, тобто. переміщення шару повітря вгору, що нагрівається шкірою, і його заміщення холоднішим повітрям. Форсована конвекція, що має місце під час рухів тіла або повітря, значно підвищує інтенсивність тепловіддачі.

2. При зануренні людини у воду, температура якої нижча за нейтральну (для більшості людей ця температура води дорівнює 31-36 °С), може в 2-4 рази підвищитися зовнішній потік тепла за рахунок проведення,оскільки теплопровідність води у 25 разів перевищує теплопровідність повітря. Основним механізмом віддачі тепла тілом людини у воді є, однак, конвекція. За рахунок неї охолодна дія проточної води в 50-100 разів перевищує дію повітря. Якщо температура води близька до нуля («крижана вода»), то тіло людини охолоджується зі швидкістю 6 ° С на годину, а через 1-3 години може настати смерть.

Плавання у воді, температура якої нижча за рівень комфорту, значно підвищує віддачу тепла конвекцією. Збільшення вмісту жиру в організмі може обмежити такий ефект.

3. Тепловіддача випромінюванням забезпечується інфрачервоними променями із довжиною хвилі 5-20 мкм. Ці промені випромінюються шкірою за наявності певній відстані від неї предметів з нижчою температурою. Оголена людина може втрачати в такий спосіб до 60% тепла.

4. Близько 20% тепловіддачі тіла людини в умовах комфортної температури середовища здійснюється за рахунок випаровування. Цей шлях є єдиним способом віддачі тепла у навколишнє середовище, якщо його температура виявляється рівною температурі тіла. Шляхом випаровування 1 л води людина може віддати третину всього тепла, що виробляється за умов спокою протягом доби. Підвищення швидкості потовиділення є одним із основних механізмів адаптації до жаркого клімату.

Існує два варіанти випаровування води з поверхні тіла: 1) випаровування поту в результаті його виділення; 2) випаровування води, що опинилася на поверхні шляхом дифузії, - «невідчутні» втрати води. Останній механізм забезпечує втрати води (до 600 мл на добу) та тепла, наприклад, через слизові оболонки повітроносних шляхів. Значний внесок у забезпечення адаптивних механізмів зміни тепловіддачі робить поведінковий компонент функціональної системи терморегуляції. В умовах холоду поведінкова регуляція може бути дуже ефективною, суттєво обмежуючи контакт організму із зовнішнім середовищем. Одяг людини приблизно вдвічі зменшує втрати тепла в порівнянні з тепловіддачею оголеного тіла, одяг арктичного типу може зменшувати віддачу тепла в 5-6 разів.

Зона температурного комфорту людини залежить від характеру зовнішнього середовища, що визначається її видом, температурою, вологістю (якщо цим середовищем є повітря), швидкістю руху, наявністю предметів з іншою температурою порівняно з температурою тіла. У певних умовах розвивається стан температурного комфорту, у своїй активність механізмів терморегуляції виявляється мінімальною. Зона комфорту (термонейтральна зона) при вологості повітря близько 50 % і рівності температур повітря та стін приміщення для легко одягненої людини, яка перебуває у положенні сидячи, відповідає температурі 25-26 °С. Для оголеної людини температура комфорту цих умовах зміщується до 28 °З.

Регулювання температури тіла.

Периферичні терморецептори, утворені вільними закінченнями тонких сенсорних волокон типу А (дельта) та С, локалізовані у шкірі та внутрішніх органах. Існують і центральні , локалізовані у гіпоталамусі, терморецептори.

Шкірні терморецептори реалізують передачу до центрів терморегуляції сигналів про зміни температури середовища, а також забезпечують формування температурних відчуттів. Число холодових рецепторів шкіри у багато разів перевищує кількість теплових рецепторів. У внутрішніх органах та тканинах також переважають холодові рецептори.

У спинному та середньому мозку, а також у гіпоталамусі (найбільше в його медіальній преоптичній ділянці) знайдено центральні терморецептори, звані також термосенсорами. Це нейрони, які можуть порушуватись при їх безпосередньому охолодженні, нагріванні на 0, 1 про С або більше і в результаті змінювати інтенсивність як теплопродукції, так і тепловіддачі організму в цілому. Наприклад, при нагріванні преоптичної області гіпоталамусу негайно збільшується потовиділення, розширюються судини шкіри, при цьому зменшується теплопродукція. Почастішання розрядів теплових нейронів передує підвищенню частоти дихання, при якому також зростає тепловіддача. Із заднім гіпоталамусом у свою чергу пов'язані термочутливі структури середнього та спинного мозку. Таким чином, центральні апарати функціональної системи терморегуляції мають велику кількість вхідних каналів.

Центр терморегуляції. Провідну роль терморегуляції грають структури гіпоталамуса, що було підтверджено шляхом перерізок мозку. Так, у кішки перерізка ростральніша за гіпоталамус не призводить до суттєвих змін терморегуляції, але після порушення зв'язків гіпоталамуса з середнім мозком тварини практично втрачають здатність змінювати теплопродукцію і тепловіддачу при температурному подразненні.

Передбачається наявність у гіпоталамусі трьох видів терморегуляторних нейронів:

1) аферентних нейронів, які приймають сигнали від периферичних та центральних терморецепторів;

2) вставних або інтернейронів;

3) еферентних нейронів, аксони яких контролюють активність ефекторів системи терморегуляції.

Від периферичних терморецепторів інформація надходить у передній гіпоталамус – його медіальну преоптичну область. Тут відбувається порівняння отриманих із периферії сигналів з активністю центральних термосенсорів, що відображають температурний стан мозку.

На основі інтеграції інформації цих двох джерел задній гіпоталамус забезпечує вироблення сигналів, що керують процесами теплопродукції та тепловіддачі. Саме тут виявлено нейрони, активність яких залежить від локального теплового подразнення як преоптичної області гіпоталамуса, так і нейронів шийно-грудного відділу спинного мозку.

Вищі структури головного мозку, зокрема нова кора, також беруть участь у терморегуляції. Доведено роль умовнорефлекторного механізму в організації випереджаючих вегетативних та поведінкових реакцій, спрямованих на підтримку оптимальної величини температурної константи організму за випередженням. У розвитку індивідуальної стійкості до холоду важливу роль відіграє імпринтинг - рання форма пам'яті.

Еферентні шляхи терморегуляції. Система терморегуляції є класичним прикладом функціональної системи, оскільки немає підкреслено вираженого власного виконавчого (ефекторного) компонента. Регуляція теплопродукції здійснюється соматичною нервовою системою, що запускає скорочувальні терморегуляторні реакції, та симпатичною нервовою системою, що активує нескоротливу теплопродукцію. При фармакологічній блокаді бета-адрено-рецепторів участь тремтливого механізму теплопродукції виключається. Норадреналін, що звільняється симпатичними нервовими закінченнями, стимулює виділення з бурої жирової тканини вільних жирних кислот та подальше включення їх у метаболічні реакції. Виділення катехоламінів із надниркових залоз викликає ті ж ефекти. В результаті посилюється неузгодженість процесів окислення та фосфорилювання, підвищується виділення первинного тепла.

Участь гуморальних механізмів терморегуляції є особливо значною при адаптації до повторних змін температури середовища. Роль щитовидної залози в адаптації до холоду людини точно не з'ясована. У тварин підвищення секреції тироксину розвивається при дії холоду протягом кількох тижнів, причому на 20-40 % збільшується маса залози. Підвищення секреції тироксину призводить до активації клітинного метаболізму. Людина рідко піддається такому охолодженню. Однак у деяких роботах показано, що з солдатів, які несуть службу в арктичних районах тривалий час, і навіть в ескімосів спостерігається підвищення основного обміну. Можливо, стимулююча дія холоду на щитовидну залозу є однією з причин підвищення частоти розвитку у жителів холодних районів токсичного тиреоїдного зобу.

Регуляція тепловіддачі пов'язана з активністю симпатичних норадренергічних нейронів, збудження яких може призводити до зниження просвіту кровоносних судин шкіри, і холінергічних симпатичних нейронів, що збуджують потові залози. Розширення кровоносних судин шкіри в умовах спеки може сприяти виділенню з потових залоз брадикініну. Є дані щодо участі кінінів у формуванні холодової вазодилатації.

При значній психічній напрузі звуження кровоносних судин шкіри кистей та стоп може супроводжуватися виділенням у цих ділянках поту. Таке парадоксальне з погляду терморегуляції явище можна назвати емоційним потовиділенням; воно не є адаптивним та обумовлене надмірною активацією симпатичної нервової системи.

При відхиленні середньої інтегральної температури тіла невелику величину змінюється лише тепловіддача з допомогою судинних реакцій оболонки. Якщо відхилення температури зберігаються, то розвиваються поведінкові пристосувальні реакції, а за високої зовнішньої температури також підвищується потовиділення. При низькій температурі зовнішнього середовища з'являється далі м'язова реакція: спочатку підвищується тонус, а при зниженні внутрішньої температури з'являється тремтіння.

Регульованим параметром у системі виступає температура внутрішнього середовища організму. Для деякого стійкого стану функціональної системи регульована температура - це сумарна температура «ядра» тіла, за якої не включаються ні механізми виділення надлишків тепла, ні механізми, які забезпечують захист організму від холоду

При тенденції зниження температури ядра тіла (температура циркулюючої крові) відбувається активація холодових гіпоталамічних терморецепторів. Крім гіпоталамічних термочутливих нейронів (холодові термосенсори), відбувається активація холодових судинних та органних терморецепторів. Їхня імпульсація викликає додаткову активацію нейронного апарату гіпоталамічного центру хімічної терморегуляції. Внаслідок підвищення активності цього центру посилюється робота периферичних апаратів хімічної терморегуляції – апаратів виробництва тепла в організмі. Нейрофізіологічна активність центру фізичної терморегуляції, і навіть периферичних апаратів тепловіддачі у цій ситуації знижується. Тим самим тенденція, що позначилася, зменшення температури внутрішнього середовища організму блокується.

При підвищенні температури внутрішнього середовища організмурозігруються процеси протилежного плану – активуються гіпоталамічні теплові терморецептори, теплові рецептори судин, внутрішніх органів. При цьому активуються центральні та периферичні механізми фізичної терморегуляції. Процес скидання тепла посилюється, продукція тепла в організмі гальмується.

Аналогічні механізми терморегуляції запускаються за температурних впливів. на шкірні терморецептори,реагують зміну температури довкілля організму. При дії на терморецептори шкіри зниженої температури за рахунок аферентної імпульсації відбувається збудження центру, що контролює виробництво тепла - центру хімічної терморегуляції. Це призводить до активації периферичних механізмів виробництва тепла в організмі, механізми скидання тепла гальмуються. При підвищенні температури навколишнього середовища відбувається збудження теплових рецепторів, робота апаратів скидання тепла посилюється, продукція тепла в організмі гальмується. Наявність шкірних терморецепторів дозволяє функціональній системі тонше організувати процес стабілізації регульованої константи оптимальному рівні.

Гіпертермія- Підвищення температури ядра тіла вище 37 °С. Вона виникає внаслідок тривалої дії високої температури зовнішнього середовища, щодо недостатньої тепловіддачі організму та надмірної теплопродукції.

Незважаючи на те, що протягом коротких періодів часу людина може витримувати температуру тіла на рівні 43 °С, граничною для її виживання протягом більш тривалого періоду часу є температура 42 °С. Проте вже за нормальної температури 40-41 °З розвиваються важкі поразки мозку - набряк тканини мозку, загибель нейронів.

Гіпотермія- Зниження температури ядра тіла до 35 ° С і більше. Вона може бути результатом тривалого перебування організму серед низької температури. На початковій стадії охолодження організму процеси терморегуляції значно активізуються, проте, якщо воно триває, температура тіла починає знижуватися; при досягненні нею 31 ° С відбувається непритомність, а при температурі 24-28 ° С зазвичай настає смерть.