5850 авторів і 31 редактор відповіли на 28952 питання,
розмістивши 29771 посилання на 8900 сайтів, приєднуйтесь!

Ні жарко, ні холодно

РедагуватиУ обранеДрук

Ні жарко, ні холодно

Розглядаючи еволюцію як процес вдосконалення гомеостазу, не можна промовчати про температуру внутрішнього середовища організму і про терморегуляції. Більшість хімічних реакцій, в тому числі і біохімічних, пов'язаних з обміном речовин, протікає інтенсивніше при високих температурах, ніж при низьких. Так, якщо вимірювати швидкість споживання кисню різними організмами в залежності від їх температури, то залежність між цими двома змінними досить однакова всіх живих істот і росте при підвищенні температури тіла у всіх однаково. Однак ті організми, власна температура яких дорівнює температурі зовнішнього середовища, зазвичай більш активні при досить високій зовнішній температурі. Найлегше живеться, звичайно, тим істотам, чия температура постійна і не залежить від спеки або холоду. У цьому відношенні далі всіх просунулися теплокровні тварини - ссавці і птахи.

Температура тіла залежить від двох факторів: від теплопродукції і від тепловіддачі. На першу впливає інтенсивність обміну речовин, причому, як ми вже сказали, обмін речовин, у свою чергу, залежить від температури-на швидкість обміну впливають і деякі гормони, особливо гормони щитовидної залози і надниркових залоз. Можна зауважити, що навіть у деяких риб завдяки інтенсивному обміну речовин температура тіла завжди вище на кілька градусів (!), Ніж температура води, і ця різниця, як читач здогадується, влітку більше, ніж узимку. Життєва активність багатьох холоднокровних залежить від надходження тепла ззовні. Звідси різні особливості поведінки холоднокровних: сезонна сплячка або навіть повна зупинка життєвих процесів (наприклад, у жаби взимку), добові ритми поведінки амфібій і рептилій, пов'язані з коливаннями температури.

Не вдаючись у деталі життя холоднокровних, розглянемо докладніше особливості наземних ссавців, які завжди добре регулюють свій температурний гомеостаз (втім, інші рептилії теж мають потужний апаратом терморегуляції).

Теплоутворення у ссавців відбувається головним чином у печінці, в процесі хімічної обробки їжі (близько 50% всього тепла). В середньому п'яту частину всієї теплової енергії виділяють м'язи, причому інтенсивна фізична робота може збільшити сумарну теплопродукцию людини раз в десять, хоча в цьому збільшенні деяка частка належить мускулатурі серця, дихальної мускулатури, судинним м'язам і тим нервових тканин, які беруть участь в роботі та її забезпеченні енергетичними ресурсами. У спокої близько 10% тепла виділяє головний мозок і приблизно стільки ж - серце і дихальні м'язи.

У молодих організмів істотну частку в енергоутворення несе бурий жир - його значення дещо нагадує роль яєчного жовтка для пташиного зародка.

Всі виникло настільки різними способами тепло повинно забезпечити ссавцю постійну температуру тіла. У людини ця температура приблизно на градус вище тієї, яку вимірюють під пахвою. Ця більш висока температура властива порівняно обмеженому ділянці тіла, досить віддаленому від поверхні і досить важкодоступного для точного вимірювання. Сам цей термостабільний ділянку називають ядром, а його температуру - центральної температурою. Вона близька до температури головного мозку і в спокої у здорової людини дорівнює приблизно 37,5 ° С.

У дрібних ссавців температура тіла значно вище, тому що поверхня їх тіла (т. Е. Тепловіддача) на одиницю маси більше, а рухова активність зазвичай велика.



Нарешті, на теплоутворення впливає з'їдена їжа, яка може бути калорійною чи ні, рясної або бідною, а голодному завжди холодніше, ніж ситому. Має значення і емоційний стан, і активність вегетативних нервових структур, що впливають на теплоутворення і розташованих, за нинішніми уявленнями, переважно в задній частині гипоталамического відділу мозку.

Отже, все тепло, що утворилося в організмі, має розсіятися в зовнішньому середовищі, але з певною швидкістю, щоб забезпечити температурний гомеостаз ядра. Тепловіддача, диссипация теплової енергії необхідна, інакше відбудеться перегрівання і загибель.

Тепловіддача відбувається кількома шляхами. Це, по-перше, теплове випромінювання. Не слід, однак, забувати, що теплову енергію випромінює будь-яке тіло, у тому числі і навколишні організм предмети, - сонце, гарячий пісок, випромінювання відбувається і від менш нагрітих тіл, ніж шкіра тварини, і це випромінювання ззовні тепло організм в тій чи іншій мірою сприймає, поглинаючи, або відображає.



Другий шлях віддачі тепла - конвекція, яка відбувається під час безпосереднього контакту з зовнішнім середовищем. Інтенсивність такої втрати тепла тим вище, чим більше теплопровідність покривів тіла і самого середовища, що поглинає тепло, а також від того, з якою швидкістю переміщається організм в середовищі (або з якою швидкістю середу омиває організм, наприклад від швидкості вітру), а також, звичайно , від різниці температур шкіри і зовнішнього середовища. Якщо температура того й іншого однакова, немає і конвекційної тепловтрати.

Нарешті, третій спосіб віддачі тепла - випаровування вологи з поверхні тіла. Ступінь охолодження поверхні при цьому залежить від температури кипіння і теплоти пароутворення рідини, але в умовах живого організму випаровується або піт, або слиз верхніх дихальних шляхів і слина, які за цими параметрами досить близькі. У потіють тварин (і у людей) кількість виділяється поту може бути дуже велике. На наших очах працюють в скафандрах в умовах сильної спеки втрачали за 10 хв кілька літрів поту. Теплова задишка буває у непотеющіх тварин, наприклад у собаки, і навіть у деяких ящірок і у крокодилів.

Для нашого сюжету важливо те, що всі способи тепловіддачі забезпечуються насамперед судинними реакціями, що виникають рефлекторно. Судини шкіри розташовані в кілька шарів, з'єднаних особливими «кранами» - шунтами. У випадку, якщо потрібно збільшити охолодження організму, кровотік перемикається в поверхневі судини шкіри, а ці судини ще й розширюються. Це сприяє посиленню теплової радіації і конвекції. Потовиділення теж супроводжується обов'язковим розширенням шкірних судин, що живлять потові залози, та й сам піт виділяється за рахунок рідкої частини крові і плазми. Солі, що містяться в поті, забезпечують збереження нормального осмотичного тиску крові.

Всі терморегуляторні судинні рефлекси починаються в терміналах терморецепторов, які можуть бути чутливі до тепла або до охлажденію- терморегуляторний центр мається на довгастомумозку, але основним джерелом відцентрових терморегуляторних імпульсів вважають задню частину гипоталамического відділу головного мозку.

Протягом останніх років ряд фізіологів схиляється до того, що число терморецепторов величезна, і навіть близько половини всіх нейронів є істинними терморецепторами. Однак нам видається більш імовірним, що ці нейрони виконують і інші функції, в основному пов'язані з саморегуляцією кровообігу.

Завдяки точному взаємодії теплоутворення і тепловіддачі (під контролем терморецепціі) температура ядра тіла підтримується досить стабільною.

У наших дослідженнях ми пропонували спортсменам навантаження стандартної потужності відповідно масі їх м'язів при температурі в приміщенні 20 ° С. Тривалість роботи до повного стомлення («Більше не можу!») Визначала температуру «ядра тіла» - ми вимірювали її мікротермістором на барабанної перетинки вуха, всіляко термоізольованому від повітря. Температура спокою тут була в середньому 37,4 °, а коли вона досягала 38,7 °, і лунало це «Більше не можу!». Під рукоятками керма велоергометра накопичувалися порядні калюжки поту. «Температура відмови» виявилася напрочуд постійної у великій групі піддослідних. У літературі зустрічаються і більш високі рівні робочого перегріву, але нам їх бачити не траплялося.

У тварин є й інші форми терморегуляції, наприклад вз'ерошіваніе вовни або пір'я (пілоерекція). Існує «групова терморегуляція» - дитинчата або пташенята збиваються в купу, зберігаючи тепло. Головна відмінність людей в цьому відношенні - одяг. Притулку від холоду вміють будувати і багато тварин.

Звернемо ще раз увагу читача на мозковий температурний гомеостаз, який повинен підтримуватися всіма засобами, не відхиляючись від оптимуму більше ніж на градус-півтора. Бред лихоманить хворого - свідчення порушення мозкового гомеостазу, насамперед температурного.

Від температури «ядра» залежить дуже багато: мотивація, поведінка (наприклад, бажання грітися бігом), тонус м'язів, який впливає на їх теплопродукцию і росте при охолодженні, і навпаки-сильне охолодження викликає м'язову тремтіння - спосіб збільшити виробництво теплової енергії в організмі.



РедагуватиУ обранеДрук


Увага, тільки СЬОГОДНІ!
» » Ні жарко, ні холодно