Žmogaus plaučiuose didelis šilumos atidavimas. Šilumos generavimas ir šilumos perdavimas

Šilumos energijos mainai tarp organizmo ir jo aplinkos vadinami šilumos mainai. Vienas iš šilumos perdavimo rodiklių yra kūno temperatūra, kuri priklauso nuo dviejų veiksnių: šilumos susidarymo, tai yra medžiagų apykaitos procesų intensyvumo organizme ir šilumos perdavimo į aplinką.

Vadinami gyvūnai, kurių kūno temperatūra kinta priklausomai nuo aplinkos temperatūros poikiloterminis, arba šaltakraujiškas. Gyvūnai, kurių kūno temperatūra yra pastovi, vadinami homeoterminis(šiltakraujai). temperatūros pastovumas kūnas vadinamas isothere mia. Ji užtikrina nepriklausomybęmedžiagų apykaitos procesai audiniuose ir organuose nuo temperatūros svyravimų aplinką.

Žmogaus kūno temperatūra.

Atskirų žmogaus kūno dalių temperatūra skiriasi. Žemiausia odos temperatūra stebima ant rankų ir pėdų, aukščiausia – pažastyje, kur ji dažniausiai nustatoma. Sveikame žmoguje temperatūra šioje plotas yra 36-37°C. Dienos metu žmogaus kūno temperatūra šiek tiek pakyla ir nukrenta pagal paros bioritmą:minimali temperatūra stebima 2- 4 val naktų, maksimaliai - 16-19 val.

T temperatūros raumeningas audiniuose poilsio ir darbo būklė gali svyruoti per 7 ° C. Vidaus organų temperatūra priklauso dėl mainų intensyvumo procesus. Intensyviausias vyksta medžiagų apykaitos procesai kepenyse, kurios yra „karščiausias“ kūno organas: kepenų audinių temperatūra yra 38–38,5 ° SU. Temperatūra tiesiojoje žarnoje yra 37-37,5 ° C. Tačiau ji gali svyruoti 4-5 ° C ribose, priklausomai nuo išmatų buvimo joje, jos gleivinės pripildymo krauju ir kitų priežasčių. Ilgų (maratono) distancijų bėgikams, pasibaigus varžyboms, temperatūra tiesiojoje žarnoje gali pakilti iki 39-40 °C.

Galimybę palaikyti pastovią temperatūrą užtikrina tarpusavyje susiję procesai - šilumos generavimas Ir šilumos išsiskyrimas iš kūno į išorinę aplinką. Jei šilumos generavimas yra lygus šilumos nuostoliams, tai kūno temperatūra išlieka pastovi. Šilumos susidarymo organizme procesas vadinamas cheminė termoreguliacija, procesas, kuris pašalina šilumą iš kūno, - fizinė termoreguliacija.

Cheminė termoreguliacija. Šilumos mainai organizme yra glaudžiai susiję su energija. Kai organinės medžiagos oksiduojasi, išsiskiria energija. Dalis energijos atitenka ATP sintezei. Šią potencialią energiją organizmas gali panaudoti tolimesnėje veikloje.Visi audiniai yra kūno šilumos šaltinis. Kraujas, tekėdamas per audinius, įkaista.

Padidėjusi aplinkos temperatūra sukelia refleksinį medžiagų apykaitos sumažėjimą, dėl to sumažėja šilumos gamyba organizme. Sumažėjus aplinkos temperatūrai, refleksiškai didėja medžiagų apykaitos procesų intensyvumas ir didėja šilumos gamyba. Didesniu mastu šilumos susidarymo padidėjimas atsiranda dėl padidėjusio raumenų aktyvumo. Nevalingi raumenų susitraukimai (drebulys) yra pagrindinė padidėjusios šilumos susidarymo forma. Šilumos susidarymo padidėjimas gali atsirasti raumenų audinyje ir dėl refleksinio metabolizmo procesų intensyvumo padidėjimo - nesusitraukiančios raumenų termogenezės.

Fizinė termoreguliacija.Šis procesas vyksta dėl šilumos perdavimo į išorinę aplinką konvekcijos (šilumos laidumo), radiacijos (šilumos spinduliuotės) ir vandens garavimo būdu.

Konvekcija - tiesioginis šilumos perdavimas prie odos esančios aplinkos objektų ar dalelių. Kuo intensyvesnis šilumos perdavimas, tuo didesnis temperatūrų skirtumas tarp kūno paviršiaus ir aplinkinio oro.

Šilumos perdavimas didėja judant orui, pavyzdžiui, vėjui. Šilumos perdavimo intensyvumas labai priklauso nuo aplinkos šilumos laidumo. Vandenyje šiluma išsiskiria greičiau nei ore. Drabužiai sumažina ar net sustabdo šilumos laidumą.

Radiacija - šilumos išsiskyrimas iš kūno vyksta infraraudonaisiais spinduliais nuo kūno paviršiaus. Dėl to kūnas praranda didžiąją dalį šilumos. Šilumos laidumo ir šilumos spinduliavimo intensyvumą daugiausia lemia odos temperatūra. Šilumos perdavimą reguliuoja refleksinis odos kraujagyslių spindžio pasikeitimas. Didėjant aplinkos temperatūrai, plečiasi arteriolės ir kapiliarai, oda tampa šilta ir raudona. Tai padidina šilumos laidumo ir šilumos spinduliavimo procesus. Oro temperatūrai nukritus, susiaurėja odos arteriolės ir kapiliarai. Oda tampa blyški, sumažėja jos kraujagyslėmis tekančio kraujo kiekis. Dėl to sumažėja jo temperatūra, sumažėja šilumos perdavimas, o kūnas išlaiko šilumą.

Vandens išgarinimas nuo kūno paviršiaus (2/3 drėgmės), taip pat kvėpavimo procese (1/3 drėgmės). Vanduo iš kūno paviršiaus išgaruoja, kai išsiskiria prakaitas. Net ir visiškai nesant matomo prakaitavimo, jis per dieną išgaruoja per odą iki 0,5 l vanduo – nematomas prakaitas. 75 kg sveriančio žmogaus 1 litro prakaito išgarinimas gali sumažinti kūno temperatūrą 10 °C.

Santykinio poilsio būsenoje suaugęs žmogus per šilumos laidumą į išorinę aplinką išskiria 15 % šilumos, apie 66 % – per šilumos spinduliavimą ir 19 % – išgaruodamas vandenį.

Vidutiniškai žmogus praranda per dieną apie 0,8 l prakaito, o su juo 500 kcal šilumos.

Kvėpuodamas žmogus taip pat kasdien skiria apie 0,5 litro vandens.

Esant žemai aplinkos temperatūrai ( 15°C ir žemiau) apie 90 % paros šilumos perdavimo įvyksta dėl šilumos laidumo ir šilumos spinduliavimo. Tokiomis sąlygomis matomas prakaitavimas nevyksta.

Esant oro temperatūrai 18-22° Su šilumos perdavimu dėl šilumos laidumo ir šilumos spinduliuotės mažėja, betnuostoliai didėjakūno šiluma išgaruojantdrėgmės iš odos paviršiaus.Esant didelei drėgmei, kai vanduo sunkiai išgaruoja, gali perkaisti.kūną ir vystytisterminis pataikyti.

Mažas pralaidumas vandens garams audinys apsaugo nuo veiksmingo prakaitavimo ir gali sukelti žmogaus kūno perkaitimas.

karšta šalys, ilgose kelionėse, karšta dirbtuvėse, žmogus praranda didelę sumą skysčiai su prakaitu. Tai sukelia jausmą troškulys, kurio nenumalšina vartojant vandens. Tai susijęs su kas vyksta tada prarandamas didelis kiekis mineralinių druskų. Jei į geriamąjį vandenį pridedama druskos, tas troškulio jausmas išnykti Ir pagerės žmonių savijauta.

Šilumos perdavimo reguliavimo centrai.

Termoreguliacija atliekama refleksiškai. Jaučiami aplinkos temperatūros svyravimai termoreceptoriai. Daug termoreceptorių yra odoje, burnos gleivinėje ir viršutiniuose kvėpavimo takuose. Termoreceptoriai buvo rasti vidaus organuose, venose, taip pat kai kuriose centrinės nervų sistemos dariniuose.

Odos termoreceptoriai labai jautrūs aplinkos temperatūros svyravimams. Jie sužadinami, kai terpės temperatūra pakyla 0,007 ° C ir sumažėja 0,012 ° C.

Nerviniai impulsai, atsirandantys termoreceptoriuose, aferentinėmis nervinėmis skaidulomis keliauja į nugaros smegenis. Laidaisiais takais jie pasiekia regimuosius gumbus, o iš jų patenka į pagumburio sritį ir į smegenų žievę. Dėl to atsiranda karščio ar šalčio pojūčiai.

Nugaros smegenyse yra kai kurių termoreguliacinių refleksų centrai. Pagumburis yra pagrindinis termoreguliacijos refleksinis centras. Priekinis pagumburis valdo fizinės termoreguliacijos mechanizmus, t.y šilumos perdavimo centras. Užpakalinis pagumburis kontroliuoja cheminę termoreguliaciją ir yra šilumos gamybos centras.

vaidina svarbų vaidmenį reguliuojant kūno temperatūrą smegenų žievės. Termoreguliacijos centro eferentiniai nervai daugiausia yra simpatinės skaidulos.

Dalyvauja reguliuojant šilumos perdavimą hormoninis mechanizmas ypač skydliaukės ir antinksčių hormonai. Skydliaukės hormonas - tiroksinas, didina medžiagų apykaitą organizme, didina šilumos gamybą. Tiroksino patekimas į kraują padidėja, kai kūnas atšaldomas. Antinksčių hormonas - adrenalino- sustiprina oksidacinius procesus, taip padidindama šilumos gamybą. Be to, veikiant adrenalinui, susitraukia vazokonstrikcija, ypač odos kraujagyslės, dėl to sumažėja šilumos perdavimas.

Kūno adaptacija iki žemos aplinkos temperatūros. Sumažėjus aplinkos temperatūrai, atsiranda refleksinis pagumburio sužadinimas. Jo aktyvumo padidėjimas skatina hipofizė , todėl padidėja tirotropino ir kortikotropino sekrecija, kurie padidina skydliaukės ir antinksčių veiklą. Šių liaukų hormonai skatina šilumos gamybą.

Taigi, aušinantįsijungia apsauginiai organizmo mechanizmai, kurie padidina medžiagų apykaitą, šilumos susidarymą ir mažina šilumos perdavimą.

Termoreguliacijos amžiaus ypatumai. Pirmųjų gyvenimo metų vaikams pastebimi netobuli mechanizmai. Dėl to, kai aplinkos temperatūra nukrenta žemiau 15 ° C, atsiranda vaiko kūno hipotermija. Pirmaisiais gyvenimo metais sumažėja šilumos perdavimas per šilumos laidumą ir šilumos spinduliavimą bei padidėja šilumos gamyba. Tačiau iki 2 metų vaikai išlieka termolabilūs (pavalgius pakyla kūno temperatūra, esant aukštai aplinkos temperatūrai). Vaikams nuo 3 iki 10 metų termoreguliacijos mechanizmai pagerėja, tačiau jų nestabilumas išlieka.

Priešbrendimo amžiuje ir brendimo (brendimo) metu, kai sustiprėja organizmo augimas ir persitvarko neurohumoralinis funkcijų reguliavimas, didėja termoreguliacijos mechanizmų nestabilumas.

Senatvėje, palyginti su brandžiu amžiumi, organizme sumažėja šilumos susidarymas.

Kūno sukietėjimo problema. Visais gyvenimo laikotarpiais būtina grūdinti kūną. Grūdinimas suprantamas kaip organizmo atsparumo neigiamam aplinkos poveikiui ir pirmiausia atšalimo padidėjimas. Grūdinimas pasiekiamas naudojant natūralius gamtos veiksnius – saulę, orą ir vandenį. Jie veikia žmogaus odos nervų galūnėles ir kraujagysles, didina nervų sistemos veiklą, stiprina medžiagų apykaitos procesus. Nuolat veikiant natūraliems veiksniams, organizmas prie jų pripranta. Organizmo grūdinimasis veiksmingas esant šioms pagrindinėms sąlygoms: a) sistemingai ir nuolat naudojant gamtinius veiksnius; b) laipsniškas ir sistemingas jų poveikio trukmės ir stiprumo didinimas (kietėjimas prasideda naudojant šiltą vandenį, palaipsniui mažinant jo temperatūrą ir ilginant vandens procedūrų trukmę); c) grūdinimas naudojant temperatūrai kontrastingus dirgiklius (šiltas – šaltas vanduo); d) individualus požiūris į grūdinimąsi.

Natūralių grūdinimo faktorių naudojimas turi būti derinamas su kūno kultūra ir sportu. Gerai prisideda prie grūdinimo rytinių pratimų gryname ore arba kambaryje su atviru langu, kai privaloma apšviesti didelę kūno dalį ir po to atliekamos vandens procedūros (pilimas, dušas). Grūdinimasis yra labiausiai prieinama žmonių gydymo priemonė.

Tai šilumos perdavimo ir šilumos susidarymo procesų subalansavimas, siekiant palaikyti pastovią kūno temperatūrą. Nervinis termoreguliacijos centras yra pagumburyje.

Šilumos generavimas atsiranda dėl cheminių reakcijų smegenyse, širdyje, kepenyse, dirbančiuose griaučių raumenyse. Jei žmogui šalta, jo raumenys smulkiai susitraukia (dreba), o judesiai nevyksta, tačiau išsiskiria šiluma. Prasidėjus šaltajam metų laikui, skydliaukė išskiria daugiau tiroksino, todėl mitochondrijose išsiskiria daugiau šilumos.

Šilumos išsklaidymas esant vidutinei temperatūrai, atsiranda dėl spinduliavimo iš odos paviršiaus ir šilumos perdavimo vėsiam orui, karštyje - dėl prakaito išgaravimo nuo odos paviršiaus. Šilumos perdavimas gali būti reguliuojamas: ilgalaikis – keičiant poodinio riebalinio audinio storį; trumpalaikis – dėl odos kapiliarų išsiplėtimo ar susiaurėjimo.

Grūdinimas – tai organizmo atsparumo hipotermijai ar perkaitimui lavinimas. Apima oro ir vandens procedūras su laipsnišku temperatūros mažėjimu.

Testai

1. Kas nutinka žmogaus organizme, kai kelias valandas veikiamas šaltis?
A) kraujagyslių išsiplėtimas
B) riebalų kaupimasis
C) suaktyvėjusi energijos apykaita
D) padidėjęs prakaitavimas

2. Žmogaus reakcija į šaltį NĖRA
A) padidėjusi tiroksino sekrecija
B) odos kapiliarų išsiplėtimas
B) poodinio riebalinio audinio tūrio padidėjimas
D) metabolizmo pagreitėjimas kepenyse

3. Kodėl žmogus dreba, kai jam labai šalta?
A) pagerinti šalčio signalo perdavimą į smegenis
B) raumenų veiklos pagalba sukurti papildomos energijos
B) tiekti daugiau kraujo į odos paviršių
D) sustabdyti šalčio prasiskverbimą per odą

4. Kai žmogus ilgai būna šaltyje
A) padidėjęs prakaitavimas
B) suaktyvėja energijos apykaita
C) suaktyvėja glikogeno sintezė
D) išsiplečia kraujagyslės

5. Koks organas prisideda prie šilumos perdavimo žmonėms?
A) lengva
B) kepenys
B) didžioji krūtinė
D) kasa

6. Jei žmogus ilgą laiką būna karštoje patalpoje, tada
A) leukocitų skaičius organizme mažėja
B) daugiau kraujo patenka į odos kraujagysles
B) kūno temperatūra nukrenta
D) pagreitėja medžiagų apykaita

Iš tiesų, šiluminės pusiausvyros pažeidimas atsiranda dėl vidaus organų, dalyvaujančių reguliuojant šilumą, pažeidimo.

Įprastai žmogaus temperatūra turi išlikti 36,2–37 laipsnių ribose. Žmogaus kūno termoreguliacija – tai organizmo gebėjimas kontroliuoti šilumos perdavimą taip, kad temperatūra neviršytų leistinos vertės. Šiluminis balansas pasiekiamas šiais būdais: keičiant kraujotakos tūrį ir išsiskiriančio prakaito kiekį, dėl biocheminių procesų. Tuo pačiu metu visi šilumos perdavimo tipai yra atsakingi už balanso normalizavimą vienu metu, skiriasi tik jų įsitraukimo laipsnis.

Mainų reguliavimo mechanizmas

Cheminis šilumos perdavimas atliekamas generuojant energiją. Šiame procese dalyvauja visi organai, ypač kai per juos praeina kraujas. Didžiausias energijos kiekis gaminamas skersiniuose skersiniuose raumenyse ir kepenyse. Kūno temperatūros balanso kontrolė išleidžiant šiluminę energiją yra fizinis šilumos reguliavimas. Tai atliekama tiesiogiai keičiant šilumą su šaltais daiktais, oru, infraraudonaisiais spinduliais. Tai taip pat gali apimti kvėpavimą ir prakaito išgaravimą iš odos.

Kaip palaikoma šiluminė pusiausvyra?

Vidinė temperatūra kontroliuojama specialiais jautriais receptoriais. Dauguma jų yra odoje, burnos gleivinėje, viršutiniuose kvėpavimo takuose. Jei aplinkos sąlygos neatitinka normos, receptoriai siunčia signalą į smegenis ir atsiranda perkaitimo ar hipotermijos jausmas. Šilumos susidarymo ar išsiskyrimo procesus sukelia termoreguliacijos centras.
Verta paminėti, kad energijos gamybos mechanizmai atsiranda ir dėl tam tikrų hormonų. Pavyzdžiui, tiroksinas padidina šilumos gamybą, pagreitindamas medžiagų apykaitos procesus. Adrenalinas turi tokį patį poveikį, tačiau jį lemia oksidacijos procesų pagreitis. Be to, adrenalinas sutraukia odos kraujagysles, o tai taip pat padeda išlaikyti šilumą.

Biocheminis būdas

Biochemiškai šiluminė pusiausvyra pasiekiama padidinus oksidacijos procesus, vykstančius žmogaus organizme. Išoriškai šis reiškinys pasireiškia raumenų drebėjimu, kuris atsiranda, jei kūnas yra peršalęs. Dėl to kūnui tiekiama daugiau šilumos, kad būtų pasiekta pusiausvyra. Jei, nukritus aplinkos temperatūrai, šilumos gamyba nevykdoma, tai rodo disbalansą.

Padidinti kraujotaką

Šilumos disbalansą reguliuoja ir tiekiamo kraujo tūrio intensyvumo pasikeitimas, pernešantis energiją iš organų į kūno paviršių. Kraujo apytaka gerinama plečiantis/susitraukiant kraujagysles. Jei reikia sumažinti temperatūrą, įvyksta išsiplėtimas. Šilumos didinimui – susiaurėjimas. Tiekiamo kraujo tūris gali skirtis trisdešimt kartų, pirštų viduje – iki šešių šimtų kartų.

Prakaito intensyvumas

Fizinis šilumos perdavimo reguliavimas gali atsirasti ir dėl padidėjusio prakaito sekrecijos. Šiuo atveju šilumos pusiausvyra pasiekiama išgaruojant. Kūno garavimo aušinimo mechanizmai organizmui itin svarbūs. Pavyzdžiui, jei aplinkos temperatūra yra 36 laipsniai, šilumos mainai iš žmogaus į išorinę atmosferą vyksta daugiausia dėl prakaito išsiskyrimo ir jo išgaravimo.

Leistinas aplinkos parametrų diapazonas

Esant įvairioms aplinkos parametrų riboms, termoreguliacijos mechanizmai susidoroja su šilumos pusiausvyros palaikymu. Oro aplinkos sąlygomis, kai fizinė termoreguliacija lemia optimalų žmogaus medžiagų apykaitos intensyvumo lygį, nėra įtampos ir kitų neigiamų pojūčių. Tokios sąlygos laikomos optimaliomis arba patogiomis.

Zona, kurioje išorinė aplinka beveik visiškai pašalina kūno skleidžiamą šilumą, bet tuo pačiu metu reguliuojami mechanizmai palaiko kūno temperatūrą, yra priimtina komfortiška.

Sąlygos, kuriomis pažeidžiama kūno šiluminė pusiausvyra, laikomos nepatogiomis. Jei termoreguliacijos mechanizmai veikia esant nedideliam įtempimui, tada sąlygos apibrėžiamos kaip toleruotinai nepatogios. Tokia aplinka pasižymi meteorologiniais parametrais, neviršijančiais leistinos normos.

Jei parametrai viršija nustatytas vertes, tada šilumos reguliavimo sistemos veikia sustiprintu (įtemptu) režimu. Tokios sąlygos sukelia apčiuopiamą diskomfortą, pažeidžiamas šiluminis balansas. Yra kūno hipotermija arba jo perkaitimas, priklausomai nuo to, kuria kryptimi sutrinka šiluminė pusiausvyra, pliusas ar minusas.

Šilumos balanso pažeidimo priežastys

Fizinio streso metu atsiranda nedideli šiluminės energijos gamybos ir jos perdavimo į atmosferą pokyčiai. Tai nėra pažeidimas, nes ramioje būsenoje, poilsio metu, visi termoreguliacijos procesai greitai grįžta į normalią būseną.

Šilumos mainų pažeidimas, kaip taisyklė, atsiranda dėl sisteminių ligų, kurias lydi uždegiminiai procesai organizme. Nepaisant to, situacijos, dėl kurių uždegimo metu stipriai pakilo kūno temperatūra, neturėtų būti laikomos patologinėmis.

Atrodo, kad karščiavimas ir karščiavimas sustabdo bakterijų ir virusų paveiktų ląstelių augimą. Tiesą sakant, šios struktūros yra natūrali apsauginė imuninės sistemos reakcija, todėl gydymas čia nereikalingas.

Iš tiesų, šiluminis disbalansas atsiranda dėl vidaus organų, dalyvaujančių reguliuojant šilumą, – pagumburio, smegenų (stuburo ir galvos) bei hipofizės – pažeidimo.

Fizinis ir biocheminis šilumos perdavimo reguliavimas sutrinka, jei yra mechaninių organizmo pažeidimų, formuojasi navikai, kraujosruvos. Be to, jie padidina širdies ir kraujagyslių bei endokrininių sistemų sutrikimus, hormonų lygio sutrikimus, fizinį perkaitimą / hipotermiją.

Patologijos gydymas

Norint atkurti teisingą termoreguliacijos mechanizmų srautą, reikalingas atitinkamas gydymas, kuris skiriamas išsiaiškinus pažeidimo priežastis gaminant ir išleidžiant šiluminę energiją. Gydytojas, prieš nustatydamas, kokio gydymo reikia, išduos siuntimą pas neurologą, rekomenduos atlikti laboratorinius tyrimus ir paskirtus medicininius tyrimus. Tik toks požiūris leis suplanuoti tinkamą gydymą, kuris padės atkurti natūralias termoreguliacijos sistemas.

Kūno šilumos generavimas ir išleidimas

Šilumos gamyba arba šilumos gamyba, lemia medžiagų apykaitos greitis. Šilumos susidarymo reguliavimas didinant arba mažinant medžiagų apykaitą organizmo ląstelėse žymimas kaip cheminė termoreguliacija. Kūno išskiriama šiluma patenka į aplinką. Jei nebūtų šilumos perdavimo, kūnas mirtų nuo perkaitimo. Šilumos perdavimo reguliavimas, keičiant jį atliekančias fiziologines funkcijas, žymimas kaip fizinė termoreguliacija.

Didžiausias šilumos kiekis susidaro organuose, kuriuose vyksta intensyvi medžiagų apykaita – griaučių raumenyse, kepenyse ir inkstuose. Mažiausias šilumos kiekis išsiskiria kauluose, kremzlėse ir jungiamajame audinyje.

Kylant aplinkos temperatūrai šilumos gamyba mažėja, o mažėjant – didėja. Vadinasi, tarp aplinkos temperatūros ir šilumos susidarymo yra atvirkščiai proporcingi ryšiai: vasarą šilumos gamyba mažėja, o žiemą padidėja.

Fizinio krūvio metu šilumos generacija padidėja, pavyzdžiui, vaikščiojant šilumos generacija padidėja beveik 2 kartus, o greitam bėgimui – 4-5 kartus. Raumenys sukuria 65-75% šilumos, o intensyvaus darbo metu net 90%. Likusi šilumos dalis susidaro liaukų organuose, daugiausia kepenyse.

Šilumos nuostoliai. Ramybės būsenoje esantis organizmas nuolat praranda šilumą: 1) dėl šilumos spinduliavimo arba šilumos perdavimo aplinkiniam orui; 2) šilumos laidumas, arba tiesioginis šilumos perdavimas tiems daiktams, kurie liečiasi su oda; 3) vandens išgarinimas nuo odos ir plaučių paviršiaus.

Ramybės būsenoje 70-80 % šilumos į aplinką atiduoda oda per šilumos spinduliavimą ir šilumos laidumą, o apie 20 % – išgaruojant vandeniui odoje (prakaituojant) ir plaučiuose. Šilumos perdavimas kaitinant iškvepiamąjį orą, šlapimą ir išmatas yra nereikšmingas, jis sudaro 1,5-3% viso šilumos perdavimo.

Organų ir audinių šilumos nuostoliai priklauso nuo jų vietos, paviršutiniškai išsidėstę organai (oda, griaučių raumenys) atiduoda daugiau šilumos ir vėsina stipriau nei vidaus organai, kurie yra labiau apsaugoti nuo atšalimo. Todėl skirtingų organų šilumos perdavimas yra skirtingas. Taigi kepenys gamina daugiau šilumos ir turi aukštesnę ir pastovesnę temperatūrą (37,8-38°C), palyginti su oda, kurios temperatūra yra daug žemesnė (uždengtose vietose 29,5-33,9) ir labiau priklausoma nuo aplinkos. .

Dirbant raumenimis, šilumos perdavimas garuojant (prakaituojant) smarkiai padidėja, pasiekdamas iki 90% visos dienos šilumos generacijos.

Šilumos perdavimas šilumos spinduliuote ir šilumos laidumas priklauso nuo temperatūrų skirtumo tarp odos ir aplinkos. Kuo aukštesnė odos temperatūra, tuo didesnis šilumos perdavimas šiais būdais. O odos temperatūra priklauso nuo kraujo pritekėjimo į ją. Kylant aplinkos temperatūrai plečiasi odos arteriolės ir kapiliarai, oda parausta, padidėja ja tekančio kraujo kiekis, pakyla odos temperatūra, didėja šilumos perdavimas šilumos spinduliavimu ir šilumos laidumu. Kadangi temperatūros skirtumas tarp odos ir aplinkos mažėja didėjant odos temperatūrai, absoliuti šilumos perdavimo vertė esant aukštai aplinkos temperatūrai yra mažesnė nei esant žemai.

Kai odos temperatūra lyginama su aplinkos temperatūra, šilumos perdavimas sustoja. Toliau kylant aplinkos temperatūrai, oda ne tik praranda šilumą, bet ir pati įkaista. Šiuo atveju nėra šilumos perdavimo šilumos spinduliavimo ir šilumos laidumo būdu, o išsaugomas tik šilumos perdavimas garuojant.

Priešingai, šaltyje susiaurėja odos arteriolės ir kapiliarai, oda tampa blyški, sumažėja per ją tekančio kraujo kiekis, sumažėja odos temperatūra, išsilygina odos ir aplinkos temperatūrų skirtumas, šilumos perdavimas mažėja.

Žmogus sumažina šilumos perdavimą dėl drabužių pavidalo užvalkalo ir pan., kuo daugiau oro šiuose užvalkaluose, tuo lengviau sulaiko šilumą.

Šilumos perdavimo reguliavimas vandens garinimu atlieka svarbų vaidmenį, ypač dirbant raumenims ir labai padidėjus aplinkos temperatūrai. Vandens netekimas iš odos atsiranda dėl vandens prasiskverbimo iš gilių audinių į odos paviršių ir daugiausia dėl prakaito liaukų veikimo. Esant vidutinei aplinkos temperatūrai, suaugęs žmogus kasdien išgaruodamas iš odos netenka 1675-2093,5 kJ (400-500 kcal).

Ryšium su staigiu prakaitavimo padidėjimu, kylant aplinkos temperatūrai ir dirbant su raumenimis, šilumos perdavimas taip pat labai padidėja, nors ne visas prakaitas išgaruoja.

Nuo plaučių paviršiaus nuolat išgaruoja vanduo. Iškvepiamas oras yra 95-98% prisotintas vandens garų, todėl kuo sausesnis įkvepiamas oras, tuo daugiau šilumos išsiskiria išgaruojant iš plaučių. Įprastomis sąlygomis plaučiai kasdien išgarina 300-350 ml vandens, o tai atitinka 732,7-962,9 kJ. Aukštoje temperatūroje kvėpavimas paspartėja, o šaltyje retėja. Vandens išgarinimas nuo odos paviršiaus ir plaučių tampa vieninteliu šilumos perdavimo būdu, kai oro temperatūra pasiekia kūno temperatūrą. Tokiomis sąlygomis daugiau prakaito per valandą išgaruoja ramybės būsenoje, o tai leidžia išleisti apie 251,2 kJ per valandą.

Vadinasi, fizinę termoreguliaciją užtikrina: 1) širdies ir kraujagyslių sistema, kuri lemia kraujo pritekėjimą ir nutekėjimą odos kraujagyslėse, taigi ir šilumos kiekį, kurį oda atiduoda į aplinką; 2) kvėpavimo sistema, t.y. plaučių ventiliacijos pokyčiai; 3) pakitusi prakaito liaukų funkcija.

Taigi, bendrai veikiant, viena vertus, medžiagų apykaitos intensyvumą ir nuo jo priklausančią šilumos susidarymą reguliuojantiems mechanizmams (cheminis šilumos reguliavimas), kita vertus, šilumos perdavimą reguliuojantiems mechanizmams (fizinis šilumos reguliavimas), kūno temperatūra palaikoma pastoviame lygyje.

Kūno temperatūra. Nepaisant aplinkos temperatūros svyravimų, žmogaus kūno temperatūra išlaikoma gana pastovi. Temperatūra pažastyje laikoma vidutine kūno temperatūra ir lygi 36,5–37 ° C. Kūdikiams temperatūra matuojama tiesiojoje žarnoje, kur ji yra aukštesnė nei pažastyje, o sveikam žmogui ji yra vidutiniškai 37,2-37,5 °C.

Vidaus organų, kuriuose vyksta intensyvi medžiagų apykaita, temperatūra yra aukštesnė už kūno temperatūrą, o odos – žemesnė. Kai odos temperatūra nukrenta žemiau 30-31°C, jaučiamas šaltis.

Kūno temperatūra nesikeičia, o per dieną svyruoja 0,5–0,7 ° C ribose. Poilsis ir miegas mažina temperatūrą, raumenų veikla pakelia. Aukščiausia kūno temperatūra stebima 16-18 val., mažiausia – 3-4 val.

Žmogaus kūno temperatūros pastovumas gali būti palaikomas tik tada, kai viso organizmo šilumos gamyba ir šilumos nuostoliai yra vienodi.

Gimusio kūdikio gebėjimas palaikyti pastovią kūno temperatūrą yra netobulas. Dėl to gali atšalti ( hipotermija) arba perkaitimas ( hipertermija) esant aplinkos temperatūrai, kuri neturi įtakos suaugusiam žmogui. Lygiai taip pat ir nedidelis raumenų darbas, pavyzdžiui, ilgalaikis vaiko verksmas, gali padidinti kūno temperatūrą. Neišnešiotų kūdikių organizmas dar mažiau sugeba palaikyti pastovią kūno temperatūrą, kuri pas juos labai priklauso nuo aplinkos temperatūros. per didelis vyniojimas; taip pat sukelia perkaitimą. Tam tikras termoreguliacijos pastovumas vaikams nustatomas iki 2-ųjų gyvenimo metų pabaigos ir net kelerius metus.

Vaikams nustatoma normali kūno temperatūra, priklausomai nuo pakankamos ir tinkamos mitybos.

Neuro-humoralinis šilumos perdavimo reguliavimas. Temperatūros receptoriai yra tiesiai ant odos, odoje ir poodiniuose kraujagyslėse, taip pat pačioje centrinėje nervų sistemoje. Šie receptoriai, kurie jaučia šaltį ir šilumą, vadinami termoreceptoriai. Esant santykinai pastoviai aplinkos temperatūrai, iš receptorių į CNS patenka ritminiai impulsai, kurių dažnis didžiausias odos ir odos kraujagyslių šalčio receptoriams esant 20-30°C temperatūrai, o odos šilumos receptoriams – esant 20-30°C temperatūrai. 38-43°C. Staigiai atvėsus odai, impulsų dažnis šalčio receptoriuose didėja, o greitai atšilus – sulėtėja arba sustoja. Tais pačiais laikotarpiais šiluminiai receptoriai reaguoja priešingai. Centrinės nervų sistemos terminiai ir šalčio receptoriai reaguoja į nervų centrus plaunančio kraujo temperatūros pokyčius.

Centriniai neuronai (termosensoriai) buvo rasti pagumburio medialinėje srityje, tarpinių smegenų tinkliniame darinyje, taip pat nugaros smegenyse.

Dar visai neseniai skyrė šilumos perdavimo centras esantis priekinėje pagumburio dalyje, ir šilumos gamybos centras, lokalizuotos užpakalinėje pagumburio dalyje, kurios tarpusavyje yra sudėtingos. Pirmojo sužadinimas padidina šilumos perdavimą ir sumažina šilumos gamybą (kūno temperatūros kritimas), antrojo sužadinimas padidina šilumos gamybą ir sumažina šilumos perdavimą (padidėja kūno temperatūra ).

Remiantis šiuolaikiniais duomenimis, termoreguliaciją atlieka paskirstyta sistema, kurios pagrindinė dalis yra pagumburio termoreguliacijos mechanizmas. Signalai iš periferinių termoreceptorių, persijungiančių nugaros smegenų užpakalinių ragų struktūrose, siunčiami į jų stuburo lygio segmentinius somatinius ir autonominius mechanizmus, o taip pat į smegenis patenka aukštėjančiais nugaros smegenų takais.

Pagrindiniai temperatūros jautrumo laidininkai smegenims yra spinotalaminiai ir spinoretikuliniai traktai. Temperatūros informacija šiais keliais per tinklinį formavimąsi ir nespecifinius talamo branduolius siunčiama ne tik į asociatyvias smegenų žievės zonas, bet ir į pagumburio struktūras. Informacija iš periferinių termoreceptorių nukreipiama į priekinį pagumburį (medialinę sritį), kur šie signalai lyginami su centrinių termosensorių aktyvumo lygiu (atspindinčių smegenų temperatūros būseną). Ši centrinę ir periferinę kūno temperatūrą apibūdinančių signalų integracija užtikrina, kad pagumburio užpakalinių smegenų struktūros generuotų signalus, kurie kontroliuoja cheminę ir fizinę termoreguliaciją.

Įgyvendinant pagumburio kūno temperatūros reguliavimą, dalyvauja endokrininės liaukos, daugiausia skydliaukė ir antinksčiai.

Skydliaukės dalyvavimą termoreguliacijoje įrodo faktas, kad į gyvūno kraują patekus kito gyvūno kraujo serumui, kuris ilgą laiką buvo šaltyje, pirmajame suaktyvėja medžiagų apykaita. Akivaizdu, kad esant vėsinimui, į kraują padidėja skydliaukės hormono išsiskyrimas, o tai padidina medžiagų apykaitą, taigi ir šilumos susidarymą.

Antinksčių hormonas adrenalinas, išsiskiriantis į kraują, sustiprina oksidacinius procesus audiniuose, ypač raumenyse, padidina šilumos gamybą ir sutraukia odos kraujagysles, sumažindamas šilumos perdavimą.

Klausimai savikontrolei

1. Virškinimo svarba. Virškinimo organų funkcijos. Virškinimo fermentų vaidmuo.

2. Virškinimas burnos ertmėje. Seilėtekis ir jo reguliavimas. Cheminiai procesai. Dantų keitimas.

3. Dideli dantų pažeidimai. Prevenciniai veiksmai.

4. Skrandžio sandara. Virškinimas skrandyje. Skrandžio sulčių sudėtis, sekrecijos fazė, ypač vaikams.

5. Plonosios žarnos skyriai ir jų sandara.

6. Virškinimas plonojoje žarnoje. Kasos ir kepenų funkcijos. Siurbimas. Amžiaus ypatybės.

7. Storosios žarnos sandara ir pjūviai.

8. Virškinimas storojoje žarnoje.

9. Virškinimo organų motorika ir jos reguliavimas.

10. Bendroji medžiagų apykaitos charakteristika. Anabolizmas ir katabolizmas. Pagrindiniai metabolizmo etapai.

11. Baltymų vertė organizmui. Baltymų apykaitos etapai. Baltymų poreikis. Savybės vaikams.

12. Angliavandenių svarba. Angliavandenių apykaitos etapai. dienos poreikis. Angliavandenių apykaitos amžiaus ypatumai.

13. Riebalų ir lipidų svarba. Riebalų apykaitos etapai. Amžiaus ypatybės.

14. Metabolizmo reguliavimas. Hormonų vaidmuo reguliuojant medžiagų apykaitą.

15. Vandens ir mineralų vertė organizmui. Vandens balansas. Gėrimo režimas.

16. Vitaminai ir jų svarba. Avitaminozė. Kasdienis vitaminų poreikis vaikams.

17. Energijos mainai. Energijos šaltiniai. Kūno energijos suvartojimas ir jų matavimo metodai. Pagrindiniai ir bendrieji mainai. Savybės vaikams.

18. Mityba. Kasdienis kalorijų kiekis. Dieta.

19. Termoreguliacija ir jos svarba. Šilumos generavimas ir išleidimas. Kūno temperatūra. Vaikų termoreguliacijos ypatybės.

20. Nervinis ir humoralinis šilumos perdavimo reguliavimas. Termoreceptoriai kraujagyslių, pagumburio odoje. Šilumos gamybos ir šilumos perdavimo centrai.

Bibliografija

Anatomija, fiziologija, žmogaus psichologija: iliustruotas trumpas žodynas / red. A. S. Batueva. - Sankt Peterburgas. : Lan, 1998. - 256 p.

Žmogaus anatomija: 2 tomai / red. M. R. Sapina. - 2 leidimas, pridėti.
ir perdirbtas. - M. : Medicina, 1993. - T. 1. - 544 p.

Andronescu, A. Vaiko anatomija / A. Andronescu. - Bukareštas: Meridianas, 1970. - 363 p.

Normalios fiziologijos atlasas / red. N. A. Agadzhanyanas. - M., 1986. - 351 p.

Guminskis, A. A. Bendrosios ir su amžiumi susijusios fiziologijos laboratorinių tyrimų vadovas / A. A. Guminsky, N. N. Leontieva, K. V. Marinova
- M. : Išsilavinimas, 1990. - 239 p.

Guminsky, A. A. Praktiniai su amžiumi susijusios fiziologijos ir mokyklos higienos užsiėmimai: vadovėlis. pašalpa / A. A. Guminskis. - M., 1992. - 132 p.

Drževetskaja, I. A. Metabolizmo ir endokrininės sistemos fiziologijos pagrindai: vadovėlis. pašalpa. - M.: Aukštoji mokykla, 1994. - 256 p.

Kurepina, M. M. Žmogaus anatomija: vadovėlis aukštųjų mokyklų studentams / M. M. Kurepina, A. P. Ožigova, A. A. Nikitina. - M.: Humanit. red. centras VLADOS, 2002. - 384 p.

Malafeeva, S. N. Žmogaus anatomijos ir fiziologijos atlasas: vadovėlis. pašalpa / S. N. Malafejeva, I. V. Pavlova; Uralas. valstybė ped. un-t. - Jekaterinburgas, 1999. - 194 p.

Markosyan, A. A. Vaikų ir paauglių organizmo morfologijos ir fiziologijos pagrindai / A. A. Markosyan. - M. : Medicina, 1969. - 575 p.

Fiziologijos pradžia / red. N. D. Nozdračiova. - Sankt Peterburgas; Maskva; Krasnodaras, 2004. - 1088 p.

Solodkovas, A. S. Žmogaus fiziologija: bendra, sportas, amžius /
A. S. Solodkovas, E. B. Sologubas. - M., 2001. - 519 p.

Tkachenko, B. I. Žmogaus fiziologijos pagrindai: vadovėlis universitetams: 2 tomai /
B. I. TKAČENKO. - SPb., 1994. - T. 1. - 570 p.

Žmogaus fiziologija: vadovėlis / red. G. I. Kositskis. - M. : Medicina, 1985. - 544 p.

Žmogaus fiziologija / red. N. A. Agadzhanyanas. - M.: Medicinos knyga; NN: NGMA, 2005. - 527 p.

Žmogaus fiziologija: 2 tomuose / red. V. M. Pokrovskis, G. F. Korotko. - M. : Medicina, 2001. - 447 p.

Khripkova, A. G. Amžiaus fiziologija: vadovėlis. pašalpa studentams nebiol. specialistas. ped. in-tov / A. G. Chripkova. - M. : Išsilavinimas, 1978. - 287 p.

Khripkova, A. G. Amžiaus fiziologija ir mokyklos higiena: vadovėlis. pašalpa studentams ped. in-tov / A. G. Chripkova. - M. : Švietimas, 1990. - 319 p.

Cheminių reakcijų eiga žmogaus organizme atitinka normą, kai kūno temperatūra yra 36-37 ° C. Mūsų organizmas ją palaiko be jokių papildomų pastangų, jei mus supantis oras įkaista iki 20 ° C. Neatsitiktinai. tokios temperatūros oras vadinamas komfortabiliu – mes to net nejaučiame.

Skaitykite susijusias esė šia tema:

Tačiau terpės temperatūra labai skiriasi. Karštyje privalome „virti savo sultyse“, o temperatūrai sumažėjus 10–15 °C, turėtų atsirasti organizmo hipotermija ir sulėtėti jame vykstančios medžiagų apykaitos reakcijos. Tačiau net ir esant dideliems aplinkos temperatūros svyravimams, mūsų kūnas tam tikrą laiką palaiko pastovią savo temperatūrą.

Žmogaus organizmas, kaip ir visi fiziniai kūnai, keičiasi šilumine energija su aplinka. Jeigu aplinkos temperatūra žemesnė už fizinio kūno temperatūrą, kūnas išskiria šilumą, t.y. atvėsta. Jei aplinkos temperatūra aukštesnė, bet kuris kūnas gauna šilumos ir turi įkaisti. Taigi akmuo atvės arba kais tol, kol jo temperatūra prilygs jį supančio oro temperatūrai. Kitas dalykas – žmogaus organizmas: kai tik jis įvertina aplinkos temperatūros pokyčius kaip sau grėsmingus, pasikeičia jo šilumos perdavimas. Taigi, siekiant išvengti perkaitimo, organizmas padidina šilumos perdavimą, o mažėjant aplinkos temperatūrai – mažėja.

Kad išlaikytų savo temperatūros pastovumą, organizmas reguliuoja šilumos gamybą. Ją sumažina, kad prie aukštos oro temperatūros veltui neįkaistų, o sumažėjus – padidina šilumos gamybą. Kokiais būdais organizmas palaiko optimalų šilumos perdavimo ir šilumos gamybos santykį?

Šilumos perdavimas ir šilumos gamyba

Šilumos mainai tarp kūno ir aplinkos vyksta keliais būdais. Kūnas praranda šilumą skleisdamas infraraudonąsias elektromagnetines bangas, o jų veikiamas įkaista. Šiluminę energiją organizmas praranda ir į ją patenka dėl šilumos laidumo. Tokie šilumos mainai vyksta kontaktuojant su mažiau ar daugiau įkaitusiais kūnais, ypač oru. Padidina šilumos perdavimą judant kūną supančiam orui, taip pat šilumos nuostolius dėl vandens išgaravimo nuo odos paviršiaus.

Kūno šilumos šaltinis yra riebalų ir angliavandenių skilimo reakcijos, vykstančios šilumos energijos išsiskyrimu. Jų būna visuose žmogaus kūno organuose, tačiau jų intensyvumas priklauso nuo organo funkcijos. „Karščiausi“ vidaus organai yra kepenys ir storoji žarna. Šilumą tiekia griaučių raumenys, tačiau tik intensyvaus darbo metu. Mažiau šilumos gaminasi rankose ir kojose – ne veltui jos yra šaltesnės nei kitose kūno vietose.

Pagrindinis šilumos nešėjas organizme yra turi didelę šiluminę galią. Cirkuliuodamas per kraujotakos sistemą, įšyla „karštuose“ organuose ir perduoda šilumą tiems, kurie mažiau įkaista. Termoreguliacija. Kas nutinka, kai aplinkos temperatūros pokyčiai kelia grėsmę paties organizmo temperatūros pastovumui?

Šaltyje šilumos nuostoliai per atvirą odą ir kvėpavimo takus yra labai dideli. Jūs rizikuojate sušalti, o kūnas padidina šilumos gamybą ir sumažina šilumos perdavimą. Odos termoreceptoriai (neuronai, gebantys suvokti temperatūros pokyčius) registruoja pavojingą jos sumažėjimą ir siunčia signalus į smegenis, į termoreguliacijos centrą. Jame apdorojama informacija: atsiranda nerviniai impulsai, kurie siunčiami į griaučių raumenis ir sukelia jų greitą atsitiktinį susitraukimą bei atsipalaidavimą. Raumenų drebulys kelis kartus padidina šilumos gamybą. Padidinkite šilumos gamybą ir judėjimą: trypimas, šokinėjimas ir kt.

Kad gaminant šilumą tai nebūtų nenaudinga, kūnas tuo pačiu sumažina šilumos perdavimą. Jis riboja aušinimo skysčio (kraujo) srautą į dermą, per kurią vyksta šilumos mainai. Odos kraujagyslės susiaurėja, jose sumažėja kraujo kiekis. Tai pagerina odos šilumos izoliacijos savybes ir dėl to sumažina šilumos perdavimą.

Kaip organizmas reaguoja į per karščius iškylančią perkaitimo grėsmę? Norėdamas sumažinti šilumos gamybą, jis griebiasi veiklos slopinimo – prisiminkite, kaip jums sunku judėti ir net mąstyti karštyje. Šilumos perdavimo padidėjimas pirmiausia atsiranda dėl prakaito išgaravimo nuo odos paviršiaus. Temperatūros pokyčiams jautrūs neuronai signalizuoja smegenims apie perkaitimo pavojų, o šios siunčia impulsus į prakaito liaukas. Prakaito gamyba auga, jo kiekis gali siekti 10 litrų. per dieną. Dėl prakaito išgaravimo kūnas per valandą gali atiduoti tiek šilumos, kiek per dieną, būdamas patogiomis sąlygomis. Šilumos perdavimas žymiai padidėja ir dėl padidėjusios kraujotakos odoje: kuo daugiau kraujo priteka į kūno paviršių, tuo daugiau šilumos išsiskiria.