Termoregulacija je ... Termoregulacija i metabolizam

Termoregulacija je mehanizam koji omogućuje živim organizmima održavanje konstanta unutarnjeg okruženja. Većina procesa u ljudskom tijelu ovisi o temperaturi: metabolizam, sinteza proteina i hormona, probavu, kognitivne funkcije.

Raspon temperature

Za normalan život osobe, termoregulacija je izuzetno važna. Tjelesna temperatura zdravi ljudi u uskom rasponu od 36,0 do 37,0 Celzijevih. Oštar pad ili povećanje tih vrijednosti obično dovodi do smrti.

U toplini osoba intenzivno znojenje. Gubitak tekućine na taj način dovodi do dehidracije, ponekad vrlo ozbiljne. Zajedno s znojem, tijelo ostaje vitaminima i mineralima. Zbog dehidracije, krv postaje gušća, metabolizam je poremećen. Normalni gubitak vode tijekom znojenja - do tri posto ukupne tjelesne težine. Ako ova vrijednost premašuje šestostruku barijeru, kognitivne funkcije pate. Dvadeset posto je dovoljno za kobni ishod. Osim toga, postoji još jedna opasnost. Tijekom dugog boravka u tijelu suncu pohranjuje više topline nego što daje na okoliš, a zakon termodinamičke ravnoteže u ljudskom tijelu je postupno zagrijava na temperaturu koja je do 39-41 stupnjeva Celzija. To podrazumijeva toplotni udar i gubitak svijesti. Kardiovaskularni sustav također djeluje na trošenje i suzu: puls postaje češći, pritisak raste, krv teže prolazi kroz posude.

Subcooling nije manje opasno za ljude. U hladnoće, plovila u tijelu ugovor, što uzrokuje ishemija tkiva. A ako se učinak hladne temperature produlji, onda je moguća smrt kože ili mišića. Niske temperature utječu na metabolizam, koji se odvija nekoliko puta brže, jer tijelo treba energiju za grijanje.

Jezgra i ljuska

Uvjetno se cijelo ljudsko tijelo može podijeliti na dvije razine: jezgru i ljusku. Jezgra (uglavnom unutarnji organi) ima konstantnu temperaturu od oko trideset sedam stupnjeva. To se postiže ravnotežom proizvodnje topline i prijenosa topline. Shema je prepreka između okoliša i jezgre od 2,5 cm. Termoregulacija je sposobnost ljuske da održava konstantnu temperaturu jezgre.

Koža zdrave osobe u različitim područjima može se zagrijati od 24 do 36,6 stupnjeva. Najhladniji su savjeti prstiju, a najtoplije mjesto je pazuh. Fluktuacije tjelesne temperature u jednom danu dosežu jedan stupanj: najniže - rano ujutro i visoko - u šest sati navečer.

Proizvodnja topline i prijenos topline

Što je to termoregulacija i kako se održava u ljudskom tijelu? Ovo pitanje nije tako lako odgovoriti što se čini na prvi pogled. U našem tijelu se kontinuirano generira toplina koja se uglavnom troši na zagrijavanje vanjskog okruženja. Taj proces se zove izmjena topline. Regulira se živčanim sustavom, rezultati toga ovise o metabolizmu, aktivnosti srca, kontrakciji mišića i tako dalje.

Normalno, proizvodnja topline jednaka je prijenosu topline, tj. Promatra se izotermija. Razlozi za termoregulaciju su jednostavni - pomaže očuvati nepovredivost temperature jezgre i osigurati određenu neovisnost tijela od vanjskih uvjeta. Za jedan sat muškarca čini dovoljno topline za kuhanje litre vode. A ako to nije bilo za proizvodnju topline, onda bi u roku od tri dana nakon rođenja svi smo doslovno kuhali iznutra. Dakle, procesi koji pomažu ljudima da se riješe viška topline, iznimno su važni.

kaljenje

Termoregulacija i otvrdnjavanje idu ruku pod ruku. Tijelo se prilagođava djelovanju uvijek nižih ili viših temperatura, stvaraju se novi mehanizmi za održavanje konstantne temperature jezgre.

Kod kuće postoji nekoliko uobičajenih metoda otvrdnjavanja. Na primjer, brisanje hladnom vodom. Prvi put bi voda trebala biti 30 stupnjeva, a zatim 28, 26 i tako, dok ne dosegne 15 stupnjeva Celzijusa. Kada se tijelo navikne na hladnoću, možete otići do zabrane ili tuširanja trljanjem. Zrak i sunčanje također su prepoznati kao učinkoviti. U početku, trajanje sjednice ne bi trebala prelaziti 15 minuta, ali vrijeme se može podesiti s vremenom na 60. Međutim, treba imati na umu da dugotrajno izlaganje suncu može dovesti do problema s kožom i raka.

thermoreceptors

Kljuna u termoregulaciji tijela igra ključnu ulogu. Kao najveći organ ljudskog tijela, on obavlja mnoge funkcije, uključujući i sadrže thermoreceptors (hladno i toplo). Poznato je da je hladno oko deset puta veće, pa smo mnogo osjetljiviji na niske temperature. Najveća akumulacija receptora je na licu, vratu, a najmanje svega - na vrhovima prstiju. Međutim, njihova osjetljivost ima obrnuto proporcionalno broju. Unatoč tome što su topljivi receptori veći, gotovo su dvostruko osjetljivi kao i oni hladni.

Vrste termoregulacije

Termoregulacija je cijeli konglomerat procesa koji imaju za cilj održavanje konstantne tjelesne temperature kroz izmjenu topline. Mehanizam rada ovog sustava može se opisati primjenom načela "povratne informacije". To jest, temperatura okoline prvo se mijenja, receptori kože reagiraju i signal se prenosi u mozak. I odatle dolazi regulacija proizvodnje topline i njegovo povlačenje.

Svi procesi termoregulacije mogu se podijeliti u dvije vrste:

- fizički;

- kemijski.

Fizikalna toplinska regulacija, zauzvrat, podijeljena je na isparavanje, zračenje, toplinsku vodljivost i konvekciju. Među kemijski procesi oni oslobađaju kontraktilnu i neopravu termogenezu.

Fizikalna termoregulacija

Fizička termoregulacija je kombinacija procesa koji osiguravaju uklanjanje toplote iz tijela. Za to, priroda pruža nekoliko načina:

- provođenje;

- konvekcija;

- zračenja;

- isparavanje.

Osim toga, tijelo može regulirati intenzitet cirkulacije krvi i stupanj ekspanzije posuda kože, što također utječe na gubitak topline. Drugi mehanizam otpuštanja topline znojenje. Najučinkovitiji je u slučaju vruće klime ili umjetnog povećanja temperature okoliša.

U mirovanju, na ugodnoj temperaturi od 20 stupnjeva Celzijusa, osoba gubi zračenja oko šezdeset posto topline, isparava samo dvadeset, a ostatak čine konvekcijom i kondukcijom. Za sat vremena gubimo oko stotinu kilograma ili četiri stotine i devetnaest jula.

Isparavanje i zračenje

Isparavanje je oslobađanje energije u okoliš zbog gubitka vlage kroz kožu ili sluznicu. Inače se taj proces naziva znojenje. Budući da je na ugodnoj temperaturi (oko dvadeset stupnjeva Celzija), osoba izgubi oko 36 grama tekućine svaki sat. S povećanjem temperature ili intenzivnim radom, ta se brojka ponekad povećava na dvije litre na sat.

Ako je zrak suh, onda visoke temperature relativno dobro podnosi osoba, budući da postoji mogućnost isparavanja znojenja. Međutim, u vlažnoj klimi čak trideset stupnjeva topline može biti kobno.

Zračenje je put otpuštanja topline pomoću elektromagnetskog zračenja. Osoba emitira toplinu od trenutka kad temperatura okoliša padne ispod tjelesne temperature, to jest gotovo uvijek. Da bi se spriječio gubitak topline tijekom hladnog vremena rada, treba ostaviti minimalni broj otvorenih područja kože. Odjeća može obustaviti radijaciju i smanjiti količinu oslobođene topline, ali ga ne može potpuno zaustaviti.

Čak je i položaj tijela uključen u termoregulaciju. Kada je životinja ili osoba hladno, on pokušava grupirati (gnjeviti) kako bi što je moguće manje površine tijela bila u kontaktu s vanjskim okolišem. I obrnuto, ako je toplo, ljudi i životinje pokušavaju se otvoriti kako bi se povećala površina kože za zračenje.

Provedba i konvekcija

Provođenje se očituje kad osoba dođe u kontakt s drugim tijelima. Ovisi o vremenu kontakta, površini objekta i toplinskoj vodljivosti materijala.

Da ne biste smrznuli ili se ne boli, morate se pridržavati osnovnih pravila:

- Nemojte sjediti na hladnim kamenjem;

- U zimi nedostaju goli metalni predmeti;

- o prirodi ne sjedi na golom tlu, ali uvijek nešto staviti (vreća za spavanje, sag, odjeća);

- Nemojte hodati u mokroj odjeći zimi.

Konvekcija je dinamičan način gubitka topline, koji se provodi pomicanjem čestica vode ili zraka, na primjer, takvi potoci stvaraju vjetar ili ventilator. Ako je lako, onda tijelo, dajući toplinu, zagrijava zrak pokraj kože. On postaje lakši od hladnoće i diže se više, a njegovo mjesto preuzima novi dio. Kada smo na vjetru ili se krećemo brzo, zrak oko nas također se kreće brže, stoga topline ne ostaje dugo blizu kože.

Kemijska termoregulacija

Termoregulacija i metabolizam su usko povezani koncepti. Kemijska metoda temelji se samo na promjeni intenziteta procesa oksidacije i vibracija mišića. Energija za grijanje tijela dobiva se hidrolizom ATP (adenozin trifosfat). Potrebno je za transformaciju složenih spojeva u jednostavnije. Toplina, koja se potom oslobađa, raspršuje se u okolnom prostoru. Ovo je ne-smanjena termogeneza.

Ovisno o temperaturi okoliša, metabolizam se može ubrzati ili usporiti kako bi se održala konstanta jezgre. Najugodnija osoba osjeća se na 18-20 stupnjeva Celzijusa. Ali to je za zrak. Voda je pogodnija za toplinu, pa bi temperatura trebala biti veća. Većina topline proizvodi mišiće tijekom aerobne glikolize. Stoga, kada smo hladno, tijelo počinje drhtati kako bi povećala proizvodnju topline. Ovo se stanje naziva kontraktilna termogeneza.

Kontrola termoregulacije

Thermoregulation of the brain ide na isti način kao i ostatak tijela, s razlikom da je ovdje da je centar koji upravlja cijeli proces se nalazi. U hipotalamusu se nalazi središte termoregulacije koja koordinira stopu metaboličkih procesa, kontrakciju mišića i ton posude kože.

Osjetljive živčane stanice ovog dijela mozga mogu razlikovati vibracije do stotinki i tisućinki stupnja. Oni analiziraju dolazne informacije i, na temelju povratnih informacija, reguliraju unutarnju temperaturu, postavljajući ga ovisno o vanjskim okolnostima.

Podređeni hipotalamusu su štitnjača i nadbubrežne žlijezde. Prvi utječe na brzinu metabolizma, a drugi utječe na vaskularni ton i oksidativne procese mišića. Korištenje neurotransmitera i hormona, hipotalamusa ispravlja stanje tijela u skladu s okolnostima.