Termoreguliacija yra ... Termoreguliacija ir medžiagų apykaita

Termoreguliavimas yra mechanizmas, leidžiantis gyviems organizmams palaikyti vidinės aplinkos pastovumą. Dauguma žmogaus kūno procesų priklauso nuo temperatūros: metabolizmas, baltymų ir hormonų sintezė, virškinimas, pažinimo funkcijos. Be to, perkaitimas ar hipotermija gali sukelti sunkias ligas ir netgi mirtį.

Temperatūros diapazonas

Normaliam žmogaus gyvenimui termoreguliacija yra labai svarbi. Sveikų žmonių kūno temperatūra yra nuo 36,0 iki 37,0 Celsijaus. Staigus šių vertybių sumažėjimas ar padidėjimas paprastai sukelia mirtį.

Šilumos metu žmogus prakaituoja intensyviai. Tokiu būdu prarandamas skystis sukelia dehidrataciją, kartais gana rimtą. Kartu su prakaitu, kūnas paliekamas vitaminais ir mineralais. Dėl dehidratacijos kraujas tampa storesnis, metabolizmas sutrikdomas. Normalus vandens praradimas prakaitavimo metu - iki trijų procentų viso kūno svorio. Jei ši vertė viršija šešių procentų barjerą, kenčia kognityvios funkcijos. Dvylika procentų yra pakankamai mirtinų rezultatų. Be to, yra dar vienas pavojus. Ilgai veikiant saulei, kūnas kaupia daugiau šilumos nei išleidžia į aplinką, o pagal termodinaminės pusiausvyros teisę žmogaus kūnas palaipsniui šildomas iki oro temperatūros iki 39-41 laipsnių. Tai reiškia šilumos smūgį ir sąmonės netekimą. Širdies ir kraujagyslių sistema taip pat veikia nuo nusidėvėjimo: pulsas tampa vis dažnesnis, slėgis pakyla, kraujas vargu ar praeina per indus.

Perkaitinimas yra ne mažiau pavojingas žmonėms. Šaltyje kūno sandarus kraujagysles sukelia audinių išemija. Ir, jei šalta temperatūra pasidaro ilgesnė, tada galima žudyti odą ar raumenis. Žema temperatūra taip pat veikia metabolizmą, kuris vyksta keletą kartų greičiau, nes organizmui reikia šilumos energijos.

Branduolys ir apvalkalas

Sąlygiškai visą žmogaus kūną galima suskirstyti į du lygius: šerdį ir apvalkalą. Šerdis (dažniausiai vidiniai organai) turi pastovią temperatūrą apie trisdešimt septyni laipsniai. Tai pasiekiama pusiausvyrai tarp šilumos gamybos ir šilumos perdavimo. Korpusas yra barjeras tarp aplinkos ir 2,5 cm storio šerdies. Termoreguliacija yra korpuso gebėjimas išlaikyti pastovią šerdies temperatūrą.

Skirtas sveikas žmogus skirtingose vietose gali būti šildomas nuo 24 iki 36,6 laipsnių. Šaltieji yra pirštų galai, o šiltiausia vieta - pažastis. Kūno temperatūros svyravimai per dieną pasiekia vieną laipsnį: mažiausias - anksti ryte, o aukštis - šešiuose vakare.

Šilumos generavimas ir šilumos perdavimas

Kas yra termoreguliacija ir kaip ji palaikoma žmogaus kūne? Šis klausimas nėra toks lengvas, kaip atrodo iš pirmo žvilgsnio. Mūsų kūne nuolat generuojamas šilumos kiekis, kuris daugiausia naudojamas išorės aplinkos šildymui. Šis procesas vadinamas šilumos mainais. Ji reguliuojama nervų sistemos pagalba, jos rezultatai priklauso nuo metabolizmo, širdies veiklos, raumenų susitraukimo ir kt.

Paprastai šilumos gamyba lygi šilumos perdavimui, ty yra izotermė. Termoreguliavimo priežastys yra paprastos - ji padeda palaikyti neliečiamą branduolio temperatūrą ir užtikrinti tam tikrą kūno nepriklausomybę nuo išorinių sąlygų. Jau valandą žmogus generuoja pakankamai šilumos, kad ištirptų litrą vandens. O jei tai nebūtų šilumos, tada per tris dienas po gimimo mes visi iš tikrųjų būtų išvirti iš vidaus. Todėl procesai, kurie padeda žmonėms atsikratyti perteklinės šilumos, yra labai svarbūs.

Grūdinimas

Termoreguliavimas ir grūdinimas vyksta rankomis. Organas prisitaiko prie vis žemesnės ar aukštesnės temperatūros poveikio, sukurtos naujos mechanizmų palaikyti nuolatinę šerdies temperatūrą.

Namuose yra keletas įprastų grūdinimo būdų. Pavyzdžiui, nuvalykite šaltu vandeniu. Pirmą kartą vandens turėtų būti 30 laipsnių, tada 28, 26 ir tt, kol jis pasiekia 15 laipsnių Celsijaus. Kai kūnas tampa šaltas, galite nusiprausti ar nusiprausti. Oro ir saulės vonelės taip pat pripažįstamos veiksmingomis. Iš pradžių seansų trukmė neturi būti ilgesnė nei 15 minučių, tačiau su laiku galite praleisti laiką iki 60. Tačiau reikėtų prisiminti, kad ilgalaikis insoliacija gali sukelti odos ir vėžio sutrikimus.

Termoreguliatoriai

Oda, esanti kūno termoreguliacijoje, atlieka pagrindinį vaidmenį. Kaip didžiausias žmogaus kūno organas, jis atlieka daug funkcijų, įskaitant termorezepterus (šaltą ir šilumą). Yra žinoma, kad šaltis yra apie dešimt kartų didesnė, todėl mes esame daug jautresni žemai temperatūrai. Didžiausias receptorių kaupimasis yra ant veido, kaklo, o mažiausiai - ranka. Tačiau jų jautrumas yra atvirkščiai proporcingas skaičiui. Nepaisant to, kad šilumos receptoriai yra didesni, jie yra beveik dvigubai jautresni nei šaltieji.

Termoreguliavimo rūšys

Termoreguliavimas yra visas procesų konglomeratas, kurio tikslas - išlaikyti pastovią kūno temperatūrą per šilumos mainus. Šios sistemos veikimo mechanizmą galima apibūdinti naudojant "grįžtamojo ryšio" principą. Tai reiškia, kad pirmiausia pasikeičia aplinkos temperatūra, odos receptoriai reaguoja ir signalas perduodamas į smegenis. Ir iš ten ateina šilumos gamybos reguliavimas ir jo atsisakymas.

Visi termoreguliatoriaus procesai gali būti suskirstyti į du tipus:

- fizinis;

- cheminė medžiaga.

Fizinė termoreguliacija, savo ruožtu, yra padalinta į garavimą, spinduliavimą, šilumos laidumą ir konvekciją. Tarp cheminių procesų išskiriamas sutrumpintas ir nesumažintas termogenezė.

Fizinė termoreguliacija

Fizinė termoreguliacija yra procesų derinys, kuris užtikrina šilumos pašalinimą iš organizmo. Tam gamtoje numatoma keletas būdų:

- laidumas;

- konvekcija;

- spinduliuotė;

- garinimas.

Be to, organizmas gali reguliuoti kraujotakos intensyvumą ir odos indų plitimo laipsnį, kuris taip pat veikia šilumos praradimą. Kitas šilumos išsiskyrimo mechanizmas yra prakaitavimas. Tai labiausiai efektyvi karšto klimato ar dirbtinio aplinkos temperatūros padidėjimo atveju.

Poilsio būsenoje, esant patogiai 20 laipsnių Celsijaus laipsniui, radiacijos žmogus praranda apie šešiasdešimt procentų šilumos, išgaruoja tik dvidešimt, o likusi dalis - dėl laidumo ir konvekcijos. Per valandą mes prarasime apie šimtą kilokalorijų arba keturis šimtus devyniolika džoulų.

Garinimas ir spinduliavimas

Išgaravimas - tai energijos išsiliejimas į aplinką praradus drėgmę per odą arba gleivinę. Priešingu atveju šis procesas vadinamas prakaitavimu. Būti patogioje temperatūroje (apie dvidešimt laipsnių Celsijaus) žmogus kas valandą praranda apie 36 gramus skysčių. Didėjant temperatūrai ar intensyviam darbui, šis skaičius kartais padidėja iki dviejų litrų per valandą.

Jei oras yra sausas, šilumą asmuo toleruoja palyginti gerai, nes yra galimybė ištverti prakaitą. Tačiau drėgnoje aplinkoje net trisdešimt laipsnių šilumos gali būti mirtini.

Radiacija yra šilumos išsiskyrimo keliu elektromagnetinė spinduliuotė. Žmogus šilumą išskiria nuo to momento, kai aplinkos temperatūra nukrenta žemiau kūno temperatūros, tai yra beveik visada. Norint išvengti šilumos nuostolių šalto paleidimo metu, turėtų būti paliktas mažiausias atidarytų odos plotų skaičius. Apranga gali sustabdyti spinduliavimą ir sumažinti gaminamos šilumos kiekį, bet ji negali visiškai sustabdyti.

Net ir kūno padėtis yra susijusi su termoreguliacija. Kai gyvūnas ar žmogus yra šaltas, jis bando sugalvoti (išardyti), kad kuo mažiau kūno paviršiaus liečia išorinę aplinką. Ir atvirkščiai, jei yra šilta, žmonės ir gyvūnai bando atidaryti, kad padidėtų odos plotas.

Laidumas ir konvekcija

Vykdymas pasireiškia tada, kai žmogus susiduria su kitais organais. Tai priklauso nuo kontaktinio laiko, objekto ploto ir medžiagos šilumos laidumo.

Kad negalėtumėte apsišaloti ar nesirgtumėte, privalote laikytis paprastų taisyklių:

- nesėdėkite ant šaltų akmenų;

- Žiemą nepraleiskite metalinių daiktų su plikomis rankomis;

- Gamtoje nesėdėkite ant plikos žemės, bet visada padėkite kažką (miegmaišį, kilimėlį, drabužius);

- Žiemą nenaudokite drėgnų drabužių.

Konvoliucija yra dinamiškas būdas prarasti šilumą, kuris atliekamas judant vandens ar oro daleles, pavyzdžiui, tokie srautai sukuria vėją ar ventiliatorių. Jei tai paprasta, kūnas, atleidžiantis šilumą, šildo orą šalia odos. Jis tampa lengvesnis nei šaltas, ir pakyla aukščiau, o jo vietą užima nauja dalis. Kai mes esame vėjuje arba greitai judame, aplink mus esantis oras taip pat juda greičiau, todėl šiluma ilgai nelieka odos.

Cheminė termoreguliacija

Termoreguliacija ir medžiagų apykaita yra glaudžiai susijusios sąvokos. Cheminis metodas pagrįstas tik oksidacijos proceso intensyvumu ir raumenų vibracija. Kūno šildymo energija gaunama hidrolizuojant ATP (adenozino trifosfatą). Tai reikalinga sudėtingų junginių transformavimui į paprastesnes. Šiluma, kuri yra išleista, išsisklaido aplinkinėje erdvėje. Tai yra ne sumažintas termogenezė.

Priklausomai nuo aplinkos temperatūros, metabolizmas gali paspartėti arba sulėtėti, kad būtų išlaikytas branduolio pastovumas. Patogiausias žmogus jaučia 18-20 laipsnių Celsijaus. Bet tai yra oras. Vanduo labiau palankus šilumai, todėl temperatūra turi būti aukštesnė. Didžiąją dalį šilumos gamina raumenys aerobinės glikolizės metu. Todėl, kai esame šalti, kūnas pradeda drebėti, kad padidėtų šilumos gamyba. Ši būklė vadinama kontraktine termogeneze.

Termoreguliatoriaus valdymas

Smegenų termoreguliacija yra tokia pati kaip ir likusiam kūnui, o skirtumas yra tas, kad čia yra centras, kuris valdo visą procesą. Hipotalemoje yra termoreguliacijos centras, kuris koordinuoja medžiagų apykaitos procesų greitį, raumenų susitraukimą ir odos indų toną.

Šios smegenų dalies sensorinės nervinės ląstelės gali atskirti nuo virpesių iki šimtų ir tūkstantųjų laipsnių. Jie analizuoja gaunamą informaciją ir, remdamiesi atsiliepimais, reguliuoja vidinę temperatūrą, nustatydami ją, atsižvelgdami į išorines aplinkybes.

Pavaldūs hipotalamiui yra skydliaukės ir antinksčių liaukos. Pirmasis įtakoja medžiagų apykaitos greitį, o antrasis - dėl raumenų kraujagyslių tonų ir oksidacinių procesų. Naudojant neurotransmiterius ir hormonus, hipotalamus koreguoja kūno būklę atsižvelgiant į aplinkybes.