Milyen folyamat áll a kémiai hőszabályozás hátterében? A test hőszabályozásának megsértése: okok és tünetek. Termoregulációs szindróma

Az emberi test állandó hőmérséklete 36,6 C. Állandóságának megőrzése érdekében az emberi bőrön kétféle analizátor található: egyesek hidegre, mások melegre reagálnak. A hőmérséklet-elemzők védik a testet a hipotermiától és a túlmelegedéstől, és segítenek fenntartani az állandó testhőmérsékletet. A testben végbemenő hőtermelés és hőátadás folyamatainak összességét, amelyek lehetővé teszik az állandó testhőmérséklet fenntartását, hőszabályozásnak nevezzük.

A hőtermelő mechanizmus kémiai hőszabályozással, a hőátadás pedig fizikai hőszabályozással rendelkezik. A fokozott hőtermelés az intenzitás növelésével érhető el energiaanyagcsere, és ehhez a fő hozzájárulást az izomtevékenység adja. Tehát nyugalomban a hőtermelés 111,6-125,5 W, intenzív állapotban izommunka-- 313,6-418,4 W.

Ahhoz, hogy az emberi szervezetben normális élettani folyamatok menjenek végbe, szükséges, hogy a szervezet által termelt hőt eltávolítsák környezet. A test hőkibocsátása a környezetbe az emberi ruházaton keresztüli hővezető képesség, a test konvekciója, a környező felületek sugárzása, a nedvesség felületről történő elpárolgása következtében következik be, a hő egy részét a kilélegzett levegő felmelegítésére fordítják. Nál nél magas hőmérsékletű levegő a helyiségben, az ember véredényei kitágulnak, aminek következtében megnövekszik a véráramlás a test felszínén, és nő a hőátadás a környezet felé. A verejtékezéssel együtt a szervezet jelentős mennyiségű ásványi sót veszít (akár 1%-ot, beleértve a 0,4-0,6 NaCl-t is). Kedvezőtlen gyártási körülmények között a folyadékveszteség műszakonként 8-10 liter, és akár 60 gramm is benne. asztali só(összesen körülbelül 140 gramm NaCl van a szervezetben). A vérveszteség megfosztja a vért a vízvisszatartó képességétől, és a szív- és érrendszer megzavarásához vezet. Ezenkívül magas hőmérsékleten a szénhidrátok és zsírok könnyen elfogyaszthatók, a fehérjék elpusztulnak, ami szintén negatív következményei. Elfogadhatónak tekinthető, hogy egy személy 2-3% -kal csökkentse súlyát a nedvesség elpárologtatásával - a test kiszáradásával. A 6%-os kiszáradás károsodáshoz vezet mentális tevékenység, csökkent látásélesség; a nedvesség 15-20%-os elpárolgása halálhoz vezet.

Felépülés víz egyensúly körülmények között dolgozik emelkedett hőmérséklet sós (kb. 0,5% NaCl) szénsavas vízzel feltöltési pontokat telepítsen. Bizonyos esetekben fehérje-vitamin italt használnak erre a célra. Meleg időben éghajlati viszonyok Hűtött víz vagy tea fogyasztása javasolt.

Azonban t = 35 °C-on a környezetben a konvekciós és sugárzási hőátadás leáll. A környezet hőmérsékletének csökkenésével az erek szűkülnek, és lelassul a vér áramlása a test felszínére, csökken a hőátadás. A normál termikus közérzet akkor jön létre, ha az ember hőkibocsátását a környezet teljesen érzékeli, mert akkor hőegyensúly lép fel. Ebben az esetben a hőmérséklet belső szervekállandó marad. Ha a szervezet hőtermelése nem vihető át teljesen a környezetbe, akkor a belső szervek hőmérséklete megemelkedik, és az ilyen termikus közérzetet a „meleg” fogalma jellemzi. A túlmelegedés hipertermiához vezet - a test túlmelegedése magasabb megengedett szint(38-39 C fokig), ugyanazokkal a tünetekkel, mint hőguta. Abban az esetben, ha a környezet több hőt érzékel, mint amennyit az ember termel, a test lehűl (hideg). Az alacsony hőmérsékletnek, a levegő magas mobilitásának és páratartalmának hosszan tartó kitettsége lehűlést, sőt a test hipotermiáját - hipotémiát - okozhat.

A nyugalomban lévő (ül vagy fekve pihenő) személy környezettől való hőszigetelése a belső szervek hőmérsékletének 1,2 C-os emelkedését okozza már 1 óra elteltével. Egy munkát végző személy hőszigetelése közepes súlyosságú, 5 Celsius-fokkal emelkedik a hőmérséklet. és nagyon közel lesz a megengedett maximumhoz.

Az ember termikus közérzete, a hőegyensúly a személy-környezet rendszerben a környezeti hőmérséklettől függ. környezet, mobilitás és relatív páratartalom, légköri nyomás, a környező tárgyak hőmérséklete és a test fizikai felmelegedésének intenzitása.

A levegő páratartalma befolyásolja a szervezet hőszabályozását: a magas páratartalom (több mint 85%) megnehezíti a hőszabályozást az izzadság csökkenése miatt, túl alacsony (kevesebb, mint 20%) pedig a nyálkahártya kiszáradását okozza. légutak. Az optimális páratartalom 40-60%. A légmozgás megvan nagy befolyást az ember jólétére. Forró helyiségben segít növelni az emberi test hőátadását, és alacsony hőmérsékleten javítja az állapotot. A téli szezonban a levegő sebessége nem haladhatja meg a 0,2-0,5 m/s-ot, nyáron pedig a 0,2-1 m/s-ot. A légsebesség káros hatással lehet a terjedésre káros anyagok.

A szükséges levegőösszetétel a következő intézkedésekkel érhető el:

• 1) gépesítés és automatizálás termelési folyamatok, beleértve távirányító. Ezek az intézkedések védelmet nyújtanak a káros anyagok és a hősugárzás ellen. Növelje a munka termelékenységét;
• 2) alkalmazás technológiai folyamatok valamint a káros anyagok képződését megakadályozó berendezések. Nagyon fontos rendelkezik a káros anyagokat tartalmazó berendezések plombával;
• 3) védelem a hősugárzás forrásaival szemben;
• 4) szellőző- és fűtőberendezések;
• 5) alkalmazás egyéni alapok védelem.

A munkakörülmények értékelése a munkakörnyezet egészségügyi és higiéniai tényezőinek, a munkafolyamat súlyosságának és intenzitásának vizsgálatán alapul. A kutatási eredmények alapján elkészítik a Munkahelyi Munkakörülmények Térképét. A munka során meg kell határozni: termelési tényezők meghatározott munkahelyen, laboratóriumi vizsgálatnak alávetve; standard értékek rendkívül elfogadható paraméterek a munkakörnyezet és a munkafolyamat tényezői, a munkavédelmi szabványrendszer alkalmazásával, egészségügyi szabványokés szabályok, egyéb munkavédelmi normák; a termelési környezeti tényezők paramétereinek tényleges értékeit laboratóriumi kutatás műszeres mérésekkel vagy számításokkal. A mérőműszereknek és eszközöknek meg kell felelniük a metrológiai követelményeknek, és azokat a meghatározott időkereten belül ellenőrizni kell.

A munkakörülmények a következőkre oszthatók:

Az optimális mikroklimatikus viszonyok olyan mikroklíma-paraméterek kombinációja, amelyek hosszan tartó és szisztematikus kitettséggel egy személynek általános és helyi hőkomfort érzést biztosítanak egy 8 órás műszak alatt.

Az elfogadható mikroklimatikus viszonyok a mikroklíma paramétereinek olyan kombinációi, amelyek hosszan tartó és szisztematikus kitettség esetén feszültséget okozhatnak a hőszabályozási reakciókban, és amelyek nem haladják meg az ember fiziológiai adaptációs képességeit.

4. kérdés

1) Testhőegyensúly

Hőmérleg egyenlete: M±QT ± QC ± QR – QE = 0

M - hőtermelés (a szervezetben naponta felszabaduló hőmennyiség).

„+” jel, ha a környezeti hőmérséklet magasabb, mint a bőr hőmérséklete.

„-” jel, ha a bőr hőmérséklete magasabb, mint a környezeti hőmérséklet.

1. Hővezetés - QT 2. Konvekció - QC 3. Sugárzás - QR 4. Párolgás - QE

Bármely élőlény teste folyamatosan hőt termel. Ezt a hőt ki kell engedni a környezetbe, különben a test túlmelegszik és meghal. A túl gyors hőátadás azonban veszélyes a szervezetre - hipotermiához vezet. Ezért fontos, hogy minden körülmények között a lehető legkedvezőbb hőátadási sebességet biztosítsuk. Figyelembe kell venni, hogy a hőcserét számos mechanizmus végzi, amelyeket az orvosnak jól ismernie kell.

A hő túlnyomó része az izmokban és a belső szervekben szabadul fel, míg a hő a test felszínéről (a bőrről) távozik. Szövetek A test rossz hővezető, ezért szinte az összes hő belülről a felszínre kerül a véráramon keresztül. A bőrben és bőr alatti szövet nagy szám van véredény. Ahogy a vér áthalad rajtuk, hőt bocsát ki a külvilág felé.

2) A test hőcseréjének fő módszerei.

Hővezető- Ez az anyag fokozott molekulamozgása miatti hőátadás.

Nem nehéz a hővezetési tényező alapján a hőátadás képletét előállítani. Engedje át a hőt egy anyagrétegen (szöveten, falon stb.). (13)

Jelöljük x-szel a rétegvastagságot , és a terület S. A bal oldalon a hőmérséklet T 1 , és a jobb oldalon (legyen T 1> T 2 ). Nyilvánvaló, hogy a Q hőmennyiség időben áthaladt a rétegen t, egyenesen arányos a hőmérséklet, terület és idő különbségével és fordítottan arányos a réteg vastagságával. Ezenkívül figyelembe kell venni az anyag tulajdonságait; Ehhez bevezetjük a K hővezetési együtthatót.

Konvekció gáz vagy folyadék mozgásával kapcsolatos hőátadásnak nevezzük. Például minden emberből meleg levegő áramlik felfelé, helyette hideg levegő áramlik oldalról. Ugyanez történik minden fűtött test, például egy fűtőtest körül. Ezt a fajta hőátadást ún természetes konvekció; Nem túl hatékony az emberek számára. Lényegesen több hőt visznek el, amikor kényszerített konvekció amikor légmozgás jön létre külső ok(ventilátor, szél). Ebben az esetben a konvekció a hőveszteség fő oka lehet.

A test által a konvekció következtében elvesztett hőmennyiség a (13) képlet segítségével is kiszámítható, de a k együttható ebben az esetben elsősorban a légmozgás sebességétől függ.

ÉSsugárzás a hőátadásban is jelentős szerepet játszik. A hétköznapokban szobaviszonyok(beleértve az osztálytermet is) az emberek a hő akár 60%-át is elveszítik a sugárzás révén. Az emberi sugárzás az infravörös sugarak (3-20 mikrométeres hullámhosszúság) tartományában található.

A test által a sugárzás következtében elvesztett hő mennyiségét a következő képlettel számítjuk ki:

K IZL = σ ·( T 1 4 – T 2 4 ). S . t (14).

Itt σ = 5,6,10 –8 (SI rendszerben; nem kell emlékezni a számra), T 1 a testfelület hőmérséklete, T 2 a környező testek hőmérséklete. Itt azonban meg kell jegyezni a következőket. A levegő az infravörös számára szinte átlátszó sugarak, ezért a T2-hez nem a helyiség levegőjének hőmérsékletét, hanem a falak hőmérsékletét kell mérni, és ez észrevehetően alacsonyabb lehet a levegő hőmérsékleténél. Nagyon valós helyzet például az, amikor az asztalon heverő hőmérő 20 0 C-nál többet mutat (vagyis a levegő hőmérsékletét), és a helyiségben az emberek megfagynak, mert hidegek a falak.

Magas külső hőmérsékleten a hőátadás kerül előtérbe miatt párolgás. Amikor a külső hőmérséklet megközelíti a testhőmérsékletet, a korábban tárgyalt hőátadási módok mindegyike nem működik, mert a hőmérséklet-különbség, amelytől a hőátadás függ, kicsi lesz, vagy akár negatív is lehet.

A párolgás következtében a testből eltávolított hő mennyisége a következő képlettel számítható ki:

K COI = L · m (15),

Ahol m– az elpárolgott víz tömege, L – a víz fajpárolgási hője (2.25.10 6 J.kg –1; nem kell megjegyezni a számot). Emberben a párolgás főként izzadással jár; Emellett jelentős szerepet játszik a tüdőben a víz elpárolgása. Hangsúlyozni kell, hogy a mennyiséget kell figyelembe venni elpárolgott vizet, mert valójában nem minden verejték párolog el. Itt nagyon fontos a levegő páratartalma és mozgásának sebessége.

Mérsékelt és alacsony hőmérsékleten a párolgás is elviszi a hő egy részét (főleg a tüdőben történő párolgás miatt), de fontosabb a konvekció és a sugárzás.

3) Hőmérséklet homeosztázis.

Az emberek és sok állat testhőmérsékletét meglehetősen nagy pontossággal állandó szinten tartják. Az organizmusnak ezt a tulajdonságát ún hőfok homeosztázis.

4) A hőszabályozás módszerei.

A testhőmérséklet állandóságát az evolúció során kialakult energia biztosítja. hőszabályozó rendszer. Létezik kémiai és fizikai hőszabályozás.

Kémiai A hőszabályozás a biológiai oxidáció sebességének és természetének megváltoztatásán alapul. Például, amikor a szervezet hipotermiás, hormonok szabadulnak fel, amelyek felgyorsítják az oxidációt. Ráadásul az oxidáció és az ATP szintézis között szakadás van: az oxidáció során felszabaduló energia nem 50%-a fordítódik ATP szintézisre, hanem kevesebb. Ennek megfelelően az energia nagyobb százaléka alakul hővé; a test felmelegszik. A biológiai oxidáció természetében bekövetkezett változás azonban kedvezőtlenül hat a szervezet állapotára, ezért a kémiai hőszabályozás általában csak extrém helyzetekben aktiválódik.

Fizikai hőszabályozás (amely a legtöbb esetben a főszerepet játssza) a vérkeringés jellegének megváltoztatásával történik. Amikor a testhőmérséklet csökken, az arteriolák és a kis artériák a bőrben és a bőr alatti szövetekben szűkülnek. Csökken a véráramlás a test felszínén (ez a bőr kifehéredésében nyilvánul meg). Ennek eredményeként csökken a belső szervek és izmok hőátadása a test felszínére, valamint a környezet hőátadása. A testhőmérséklet emelkedésével az erek kitágulnak (a bőr kipirosodik), és a fokozott véráramlással a hőátadás fokozódik. Például az ujjakban az áramló vér mennyisége a hőmérséklettől függően több százszor is változhat! A hőmérséklet emelkedésével a fokozott izzadás is fontos.

Az emberi hőszabályozás rendkívül fontos mechanizmusok összessége, amelyek fenntartják a stabilitást hőmérsékleti rezsim test be különböző feltételek külső környezet. De miért van szüksége az embernek annyira az állandó testhőmérsékletre, és mi történik, ha ingadozni kezd? Hogyan mennek végbe a hőszabályozási folyamatok, és mit tegyünk, ha a természetes mechanizmus meghibásodik? Minderről bővebben alább.

Az ember, mint a legtöbb emlős, homeoterm lény. A homeotermia a szervezet azon képessége, hogy állandó hőmérsékletet biztosítson, főként fiziológiai és biokémiai reakciókon keresztül.

Az emberi test hőszabályozása evolúciósan kialakult mechanizmusok összessége, amelyek a humorális (a folyékony közeg) És idegi szabályozás, anyagcsere (anyagcsere) és energiaanyagcsere. Különféle mechanizmusok léteznek különböző módokonés a kiváltó körülmények, így ezek aktiválódása függ a napszaktól, az ember nemétől, a leélt évek számától, sőt a Föld pályán elfoglalt helyzetétől is.

Emberi hőtérkép

Az emberi testben a hőszabályozás reflexszerűen történik. Speciális rendszerek, amelyek működése a hőmérséklet szabályozására irányul, szabályozzák a hőleadás vagy -elnyelés intenzitását.

Emberi hőszabályozó rendszer

A testhőmérséklet állandó beállított szinten tartása az emberi test hőszabályozásának két ellentétes mechanizmusával - a hőkibocsátással és a hőtermeléssel - történik.

A hőtermelés mechanizmusa

A hőtermelés mechanizmusa vagy az ember kémiai hőszabályozása olyan folyamat, amely hozzájárul a testhőmérséklet emelkedéséhez. Minden anyagcserében előfordul, de leginkább az izomrostok, májsejtek és barna zsírsejtek. Így vagy úgy, minden szöveti struktúra részt vesz a hőtermelésben. Az emberi test minden sejtjében oxidatív folyamatok mennek végbe, amelyek lebomlanak szerves anyag, melynek során a felszabaduló energia egy részét a szervezet fűtésére fordítják, a fő mennyiséget pedig az adenozin-trifoszfátsav (ATP) szintézisére fordítják. Ez a kapcsolat kényelmes forma az energia tárolására, szállítására és hasznosítására.

Így néz ki egy ATP-molekula

A hőmérséklet csökkenésekor a sebesség is reflexszerűen csökken. anyagcsere folyamatok V emberi test, és fordítva. A kémiai szabályozás olyan esetekben aktiválódik, amikor a hőcsere fizikai összetevője nem elegendő a normál hőmérsékleti érték fenntartásához.

A hőtermelés mechanizmusa akkor aktiválódik, amikor a hidegreceptoroktól érkező jelek érkeznek. Ez akkor fordul elő, ha a környezeti hőmérséklet az úgynevezett „komfortzóna” alá süllyed, ami egy enyhén öltözött embernél 17-21 fok, mezteleneknél pedig körülbelül 27-28 fok. Érdemes megjegyezni, hogy a „komfortzóna” minden egyén egyénileg kerül meghatározásra, ez változhat egészségi állapottól, testtömegtől, lakóhelytől, évszaktól stb.

A test hőtermelésének fokozása érdekében a termogenezis mechanizmusok aktiválódnak. Köztük a következők.

1. Összehúzódó.

Ezt a mechanizmust az izommunka aktiválja, melynek során az adenozitrifoszfát bomlása felgyorsul. Ha felhasad, másodlagos hő szabadul fel, ami hatékonyan felmelegíti a testet.

Ebben az esetben az izomösszehúzódások önkéntelenül jelentkeznek - az agykéregből származó impulzusok fogadásakor. Ennek eredményeként az emberi szervezetben a hőtermelés jelentős (akár ötszöröse) növekedése figyelhető meg.

A bőr így reagál a hidegre

A hőmérséklet enyhe csökkenésével a hőszabályozási tónus növekszik, ami egyértelműen megnyilvánul a bőrön lévő „libabőr” megjelenésében és a szőrszálak felemelkedésében.

A kontraktilis termogenezis során az ellenőrizetlen izomösszehúzódásokat hidegrázásnak nevezik. A testhőmérséklet növelése izomösszehúzódások segítségével tudatosan - megmutatással motoros tevékenység. Gyakorolja a stresszt akár 15-szörösére növeli a hőtermelést.

2. Nem szerződéses.

Ez a fajta termogenezis csaknem háromszorosára növelheti a hőtermelést. A katabolizmuson (lebomláson) alapul zsírsavak. Ezt a mechanizmust a szimpatikus szabályozza idegrendszerés a kiválasztott hormonok pajzsmirigyÉs csontvelő mellékvesék

Hőátadó mechanizmus

A hőátadási mechanizmus vagy a hőszabályozás fizikai összetevője az a folyamat, amely megszabadítja a testet a felesleges hőtől. Az állandó hőmérsékletet a bőrön keresztüli hőelvezetés (vezetés és konvekció), a sugárzás és a nedvesség eltávolítása biztosítja.

A hőátadás egy része a bőr és a zsírszövetréteg hővezető képessége miatt következik be. A folyamatot nagyrészt a vérkeringés szabályozza. Ebben az esetben az emberi bőr hője érintéskor szilárd tárgyakra (vezetés) vagy a környező levegőre (konvekció) kerül át. A konvekció az jelentős része hőátadás - az emberi hő 25-30%-a kerül a levegőbe.

A sugárzás vagy emisszió az emberi energia átvitele az űrbe vagy a környező, alacsonyabb hőmérsékletű tárgyakra. Az emberi hőnek akár fele is elvész a sugárzás hatására.

És végül a nedvesség elpárolgása a bőr felszínéről vagy a légzőszervek, ami a hőveszteség 23-29%-át teszi ki. Minél jobban meghaladja a testhőmérséklet a normát, az aktívabb szervezet párolgás hatására lehűtik – a test felületét izzadság borítja.

Abban az esetben, ha a környezeti hőmérséklet jelentősen meghaladja a test belső indikátorát, a párolgás marad az egyetlen hatékony hűtési mechanizmus, az összes többi leáll. Ha a magas külső hőmérséklethez magas páratartalom is társul, ami megnehezíti az izzadást (azaz a víz elpárolgását), akkor az ember túlmelegedhet és hőgutát kaphat.

Tekintsük részletesebben a testhőmérséklet fizikai szabályozásának mechanizmusait:

Izzadás

Ennek a hőátadásnak a lényege, hogy a nedvesség elpárologtatásával energiát irányítanak a környezetbe bőrés a légutakat bélelő nyálkahártyák.

Ez a fajta hőátadás az egyik legfontosabb, mivel, mint már említettük, magas hőmérsékletű környezetben is folytatódhat, feltéve, hogy a levegő páratartalma 100-nál kisebb. Ez azzal magyarázható, hogy minél magasabb a hőmérséklet levegő páratartalma, a a víz rosszabb el fog párologni.

Az izzadás hatékonyságának fontos feltétele a levegő keringése. Ezért, ha egy személy légcserét át nem eresztő ruhát visel, akkor egy idő után az izzadság elveszíti elpárolgási képességét, mivel a ruhák alatti levegő páratartalma meghaladja a 100% -ot. Ez túlmelegedést okoz.

Az izzadás folyamata során az energia emberi test a folyadék molekuláris kötéseinek megszakítására fordítják. Molekuláris kötéseit elvesztve a víz gáz halmazállapotúvá válik, és közben a felesleges energia elhagyja a szervezetet.

A víznek a légutak nyálkahártyájáról való elpárolgását és a felszíni szöveten – a hámon – keresztül történő elpárolgását (még akkor is, ha a bőr száraznak tűnik) nevezzük észrevehetetlen izzadásnak. Aktív munkavégzés verejtékmirigyek, amelynél előfordul erős izzadás a hőátadást pedig érzékletes izzadásnak nevezzük.

Elektromágneses hullámok kibocsátása

Ez a hőátadási módszer az infravörös sugárzás miatt működik elektromágneses hullámok. A fizika törvényei szerint minden olyan tárgy, amelynek hőmérséklete a környezeti hőmérséklet fölé emelkedik, sugárzás útján hőt kezd leadni.

Emberi infravörös sugárzás

A túlzott hőveszteség ily módon történő megelőzésére az emberiség feltalálta a ruházatot. A ruházat szövete segít létrehozni egy légréteget, amelynek hőmérséklete felveszi a testhőmérséklet értékét. Ez csökkenti a sugárzást.

A tárgy által leadott hő mennyisége arányos a sugárzás felületével. Ez azt jelenti, hogy testhelyzetének megváltoztatásával szabályozhatja hőteljesítményét.

Vezetés

Vezetés vagy hővezetés akkor következik be, amikor egy személy megérint egy másik tárgyat. De a felesleges hőtől megszabadulni csak akkor lehet, ha a tárgy, amellyel az érintett érintkezett, alacsonyabb hőmérsékletű.

Fontos megjegyezni, hogy az alacsony páratartalmú és zsíros levegőnek alacsony a hővezető képessége, ezért hőszigetelő.

Konvekció

Ennek a hőátadási módszernek a lényege az energia átadása a test körül keringő levegő által, feltéve, hogy hőmérséklete alacsonyabb, mint a testhőmérséklet. A hideg levegő a bőrrel való érintkezés pillanatában felmelegszik és felfelé rohan, helyébe egy új adag hideg levegő kerül, amely a nagy sűrűsége miatt alacsonyabban helyezkedik el.

A ruházat fontos szerepet játszik abban, hogy a test ne veszítsen túl sok hőt a konvekció során. Gátat jelent, amely lelassítja a levegő keringését és ezáltal a konvekciót.

Hőszabályozó központ

Az emberi hőszabályozás központja az agyban, nevezetesen a hipotalamuszban található. A hipotalamusz része diencephalon, amely sok sejtet (körülbelül 30 sejtmagot) tartalmaz. Ennek a formációnak a feladata a homeosztázis (vagyis a szervezet önszabályozó képességének) és a neuroendokrin rendszer aktivitásának fenntartása.

Az egyik legtöbb fontos funkciókat A hipotalamusz felelős a test hőszabályozására irányuló tevékenységek biztosításáért és ellenőrzéséért.

Ennek a funkciónak a végrehajtásakor a következő folyamatok mennek végbe az emberi hőszabályozási központban:

1. A perifériás és központi hőreceptorok továbbítják az információkat az elülső hipotalamuszba.
2. Attól függően, hogy szervezetünknek fűtésre vagy hűtésre van szüksége, a hőtermelő központ vagy a hőátadó központ aktiválódik.

Amikor a hidegreceptorok impulzusokat továbbítanak, a hőtermelő központ elkezd működni. A hipotalamusz hátsó részén található. A magokból impulzusok haladnak át a szimpatikus idegrendszeren, fokozzák az anyagcsere-folyamatok sebességét, összehúzzák az ereket, aktiválják a vázizmokat.

Ha a test túlmelegszik, a hőátadó központ aktívan működik. A magokban van elülső szakasz hipotalamusz. Az ott fellépő impulzusok a hőtermelési mechanizmus antagonistái. Hatásukra az ember erei kitágulnak, fokozódik az izzadás, és a test lehűl.

A központi egyenlőtlenségi rendszer más részei is részt vesznek az emberi hőszabályozásban, nevezetesen a kéreg agyféltekék agy, limbikus rendszerés retikuláris képződés.

Az agy hőmérsékleti központjának fő feladata az állandó hőmérsékleti rendszer fenntartása. A testhőmérséklet összértéke határozza meg, amikor mindkét mechanizmus (hőtermelés és hőátadás) a legkevésbé aktív.

Szervek belső szekréció fontos szerepet játszanak az emberi test hőszabályozásában is. Nál nél alacsony hőmérséklet pajzsmirigy fokozza az anyagcsere folyamatokat felgyorsító hormonok termelését. A mellékvesék képesek szabályozni a hőveszteséget az oxidációs folyamatokat szabályozó hormonokon keresztül.

A test hőszabályozási zavarai: okok, tünetek és kezelés

A hőszabályozási zavarok a testhőmérséklet hirtelen változásai vagy a 36,6 Celsius fokos normától való eltérések.

A hőmérséklet-ingadozást a következők okozhatják: külső tényezők, és belső, például betegségek.

A szakértők megkülönböztetik a következő jogsértéseket hőszabályozás:

• hidegrázás;
• hidegrázás hiperkinézissel (akaratlan izom-összehúzódások);
• hipotermia (hipotermia). Kifejezetten hipotermia;
• hipertermia (a test túlmelegedése).

A hőszabályozási zavaroknak számos oka lehet, amelyek közül a leggyakoribbak az alábbiak:

• A hipotalamusz szerzett vagy veleszületett rendellenessége (ha ez a probléma, akkor a hőmérséklet-változások működési zavarokkal járhatnak gyomor-bél traktus, légzőszervek, szív- és érrendszer).
• Klímaváltozás (mint külső tényező).
• Alkohollal való visszaélés.
• Az öregedési folyamat következménye.
• Mentális zavarok.
• Vegetatív-érrendszeri dystonia (weboldalunkon a VSD alatti hőmérsékletváltozásokról olvashat).

Az októl függően a hőmérséklet változása kísérheti különféle tünetek amelyek közül a leggyakoribb a láz, fejfájás, eszméletvesztés, meghibásodás emésztőrendszer, felgyorsult légzés.

Ha a test hőmérsékletszabályozásában zavarok vannak, neurológushoz kell fordulni. A probléma kezelésének alapelvei a következők:

• olyan gyógyszerek szedése, amelyek befolyásolják érzelmi állapot beteg (ha az ok mentális zavarok);
• olyan gyógyszerek szedése, amelyek befolyásolják a központi idegrendszer aktivitását;
• olyan gyógyszerek szedése, amelyek elősegítik a fokozott hőátadást a bőr ereiben;
• általános terápia, amely magában foglalja: fizikai aktivitás, keményedés, Az egészséges táplálkozás, vitaminok szedése.

A hőszabályozás egy olyan mechanizmus, amely lehetővé teszi az élő szervezetek számára, hogy állandó értéket tartsanak belső környezet. Az emberi szervezetben a legtöbb folyamat a hőmérséklettől függ: az anyagcsere, a fehérje- és hormonszintézis, az emésztés, emellett a túlmelegedés vagy a hipotermia súlyos betegségekés még a halált is.

Hőmérséklet tartomány

Mert normális élet A hőszabályozás rendkívül fontos az emberben. Az egészséges emberek hőmérséklete egy szűk tartományban van, 36,0 és 37,0 Celsius között. Éles visszaesés vagy ezeknek az értékeknek a növekedése általában halálhoz vezet.

A melegben az ember intenzíven izzad. A folyadék ilyen módon történő elvesztése kiszáradáshoz vezet, amely néha meglehetősen súlyos. Együtt izzadság, vitaminok és ásványok. A kiszáradás miatt a vér sűrűsödik, és az anyagcsere felborul. A normál vízveszteség az izzadás során a teljes testtömeg három százalékát teszi ki. Ha ez az érték meghaladja a hat százalékos korlátot, a kognitív funkciók szenvednek. Húsz százalék elég a halálhoz. Ezen kívül van egy másik veszély is. A huzamosabb napozás során a szervezet több hőt halmoz fel, mint amennyit a környezetbe bocsát ki, és a termodinamikai egyensúly törvénye szerint az emberi test fokozatosan felmelegszik a levegő hőmérsékletére, azaz 39-41 Celsius-fokra. Ez hőgutával és eszméletvesztéssel jár. A szív- és érrendszer kopásnál is működik: a pulzus felgyorsul, a nyomás emelkedik, a vér nehezen halad át az ereken.

A hipotermia nem kevésbé veszélyes az emberre. Hidegben a szervezet erei beszűkülnek, ami szöveti ischaemiát okoz. És ha a hatás hideg hőmérséklet elhúzódó, akkor lehetséges a bőr- vagy izomterületek elhalása. Befolyásolják az anyagcserét is, ami többszörösen gyorsabb, mivel a szervezetnek energiára van szüksége a fűtéshez.

Mag és héj

Hagyományosan az egész emberi test két szintre osztható: a magra és a héjra. A mag (többnyire a belső szervek) állandó hőmérséklete körülbelül harminchét fok. Ez a hőtermelés és a hőátadás egyensúlyával érhető el. A héj egy 2,5 cm vastag gát a környezet és a mag között A hőszabályozás a héj azon képessége, hogy állandó maghőmérsékletet tartson fenn.

Bőr egészséges ember különböző területeken 24-36,6 fokig melegedhet. A leghidegebb hely az ujjbegyek, a legmelegebb pedig a hónalj. A testhőmérséklet napközbeni ingadozása eléri az egy fokot: a legalacsonyabb kora reggel, a legmagasabb pedig este hatkor.

Hőtermelés és hőátadás

Mi a hőszabályozás és hogyan működik az emberi szervezetben? Erre a kérdésre nem olyan könnyű válaszolni, mint amilyennek első pillantásra tűnik. Szervezetünk folyamatosan hőt termel, amit leginkább a külső környezet fűtésére fordítunk. Ezt a folyamatot hőátadásnak nevezik. Az idegrendszer szabályozza, eredményétől függ az anyagcsere, a szívműködés, az izomösszehúzódás stb.

Normális esetben a hőtermelés megegyezik a hőátadással, azaz izotermia figyelhető meg. A hőszabályozás okai egyszerűek - segít fenntartani a maghőmérsékletet, és biztosítja a test bizonyos függetlenségét a külső körülményektől. Egy óra alatt annyi hőt termel az emberben, hogy felforraljon egy liter vizet. És ha nem hőátadásról lenne szó, akkor a születés után három napon belül mindannyian belülről főznénk. Ezért rendkívül fontosak azok a folyamatok, amelyek segítenek az embereknek megszabadulni a felesleges hőtől.

Keményedés

A hőszabályozás és a keményedés kéz a kézben jár. A szervezet alkalmazkodik az egyre alacsonyabb vagy magasabb hőmérséklet hatásaihoz, új konzerváló mechanizmusok alakulnak ki állandó hőmérséklet kernelek.

Otthon a legelterjedtebb edzési módok közül több ismert. Például letörölni hideg vízzel. A víznek először 30 fokosnak kell lennie, majd 28, 26 és így tovább, amíg el nem éri a 15 Celsius fokot. Amikor a test hozzászokik a hideghez, átválthat a dörzsölésről az áztatásra vagy a zuhanyozásra. A levegő- és napfürdő is hatásosnak bizonyult. Eleinte a foglalkozások időtartama nem haladhatja meg a 15 percet, de idővel 60-ra növelheti. Azonban nem szabad elfelejteni, hogy a hosszan tartó napozás bőrproblémákhoz és rákhoz vezethet.

Hőreceptorok

A bőr kulcsszerepet játszik a test hőszabályozásában. Mint a legtöbb nagy orgona Az emberi testben számos funkciót lát el, beleértve a hőreceptorokat (hideg és meleg) is. Köztudott, hogy körülbelül tízszer több a hideg idő, ezért sokkal érzékenyebbek vagyunk rá alacsony hőmérsékletek. Legnagyobb felhalmozódás receptorok találhatók az arcon, a nyakon, és legkevésbé - az ujjbegyekben. Érzékenységük azonban fordított arányban áll a mennyiséggel. Annak ellenére, hogy több hőreceptor van, majdnem kétszer olyan érzékenyek, mint a hidegek.

A hőszabályozás típusai

A hőszabályozás folyamatok egész halmaza, amelyek célja az állandó testhőmérséklet fenntartása hőcserén keresztül. Ennek a rendszernek a működési mechanizmusa a „visszacsatolás” elvével írható le. Vagyis először a környezeti hőmérséklet változik, a bőrreceptorok erre reagálnak, és jelet továbbítanak az agyba. És onnan jön a hőtermelés szabályozása és annak leadása.

Minden hőszabályozási folyamat két típusra osztható:

Fizikai;

Kémiai.

A fizikai hőszabályozás pedig párolgásra, sugárzásra, hővezetésre és konvekcióra oszlik. Ide tartozik a kontraktilis és nem összehúzódó termogenezis.

Fizikai hőszabályozás

A fizikai hőszabályozás olyan folyamatok összessége, amelyek biztosítják a hő eltávolítását a szervezetből. A természet számos lehetőséget kínál erre:

Vezetés;

Konvekció;

Sugárzás;

Párolgás.

Emellett a szervezet szabályozni tudja a vérkeringés intenzitását és a bőr ereinek tágulásának mértékét, ami szintén befolyásolja a hőveszteséget. A hőveszteség másik mechanizmusa az izzadás. Meleg éghajlaton vagy a környezeti hőmérséklet mesterséges emelésekor a leghatékonyabb.

Nyugalomban, kényelmes, 20 Celsius-fokos hőmérsékleten az ember a hő mintegy hatvan százalékát veszíti el a sugárzás hatására, csak húsz párolog el, a többi pedig a vezetés és a konvekció következménye. Mindössze egy óra alatt körülbelül száz kilokalóriát vagy négyszáztizenkilenc joule-t veszítünk.

Párolgás és sugárzás

A párolgás az energia felszabadulása a környező térbe a bőrön vagy a nyálkahártyán keresztül történő nedvességvesztés következtében. Egyébként ezt a folyamatot verejtékezésnek nevezik. Kényelmes hőmérsékleten (kb. húsz Celsius-fok) egy személy óránként körülbelül 36 gramm folyadékot veszít. Amikor a hőmérséklet emelkedik vagy intenzív munka történik, ez a szám néha óránként két literre nő.

A konvekció a hőveszteség dinamikus módszere, amelyet víz- vagy levegőrészecskék mozgatásával hajtanak végre, például az ilyen áramlásokat szél vagy ventilátor hozza létre. Egyszerűen fogalmazva, a test hőt engedve felmelegíti a levegőt a bőr mellett. Könnyebb lesz, mint a hideg, és magasabbra emelkedik, és egy új rész veszi át a helyét. Amikor szélben találjuk magunkat, vagy gyorsan mozogunk, a levegő is gyorsabban mozog körülöttünk, ezért a hő nem marad sokáig a bőr közelében.

Kémiai hőszabályozás

A hőszabályozás és az anyagcsere szorosan összefüggő fogalmak. Kémiai módszer pontosan az oxidációs folyamat intenzitásának és az izomrezgés változásán alapul. A test melegítéséhez szükséges energiát az ATP (adenozin-trifoszfát) hidrolízisével nyerik. Az összetett vegyületeket egyszerűbbké kell átalakítani. Az ilyenkor felszabaduló hő a környező térben eloszlik. Ez a nem összehúzódó termogenezis.

A környezeti hőmérséklettől függően az anyagcsere felgyorsulhat vagy lelassulhat az állandó mag fenntartásához. Az ember 18-20 Celsius-fokon érzi magát a legkényelmesebben. De ez a levegőért van. A víz erősebben vezeti a hőt, ezért a hőmérsékletnek magasabbnak kell lennie. Az aerob glikolízis során az izmok termelik a legtöbb hőt. Ezért, amikor fázunk, a test remegni kezd, hogy fokozza a hőtermelést. Ezt az állapotot kontraktilis termogenezisnek nevezik.

Hőszabályozás szabályozás

Az agy hőszabályozása ugyanúgy történik, mint a test többi részén, azzal a különbséggel, hogy itt található a központ, amely az egész folyamatot irányítja. A hipotalamuszban található egy hőszabályozási központ, amely koordinálja az anyagcsere-folyamatok sebességét, az izomösszehúzódást és a bőr értónusát.

Érzékeny idegsejtek Az agynak ez a része akár század- és ezred fokos ingadozásokat is képes megkülönböztetni. A beérkező információkat elemzik, és a visszacsatolási elv alapján szabályozzák a belső hőmérsékletet, beállítva a külső körülmények függvényében.

A hipotalamusznak alárendelve a pajzsmirigy és a mellékvesék. Az első az anyagcsere sebességét, a második pedig az érrendszeri tónust és az izmok oxidatív folyamatait befolyásolja. Neurotranszmitterek használatával és a körülményeknek megfelelően korrigálja a szervezet állapotát.

Mert normál tanfolyam Az emberi szervezetben zajló élettani folyamatok során szükséges, hogy a szervezet által termelt hőt teljes mértékben kivonják a környezetbe, hiszen a szervezet működéséhez szükséges a vegyi, ill. biokémiai folyamatok elég szigorú hőmérsékleti határok (36,5 – 37,0 o C).

A hőegyensúlyt felborító körülmények a szervezetet arra késztetik válaszokat, hozzájárulva annak helyreállításához a szervezet adaptív és kompenzációs képességei miatt.

A hőtermelés szabályozásának folyamatait az állandó emberi testhőmérséklet 36-37 °C-on belüli fenntartására nevezik hőszabályozás.

Hőszabályozás ─ élettani folyamat a központi idegrendszer irányítása alatt.

A hőszabályozás folyamatait főként három módon hajtják végre: biokémiai; a vérkeringés intenzitásának és az izzadás intenzitásának változása miatt.

Hőszabályozás biokémiai módszerekkel az anyagcsere (oxidatív folyamatok) intenzitásának megváltoztatásából áll, amikor a szervezet túlmelegszik vagy lehűl.

Hőszabályozás a vérkeringés intenzitásának változtatásával abban áll, hogy a szervezet képes szabályozni a vér (hűtőfolyadék) áramlását a belső szervekből a test felszínére, az erek szűkülése vagy tágulása következtében a környezeti hőmérséklettől függően. A vérellátás magas hőmérsékleten 20-30-szor nagyobb lehet, mint alacsony hőmérsékleten. Az ujjakban a vérellátás 600-szor változhat.

Hőszabályozás a szekréció intenzitásának változtatásával az izzadság a hőátadás folyamatának megváltoztatásával és a felszabaduló verejték elpárolgása következtében történik.

A test hőszabályozása minden eszközzel egyidejűleg történik, ami kiküszöböli a test hipotermiáját és túlmelegedését, hiszen biztosítja az egyensúlyt a szervezetben folyamatosan termelődő hőmennyiség (kémiai hőszabályozás) és a környezetbe folyamatosan kibocsátott hőfelesleg (fizikai) között. hőszabályozás), azaz a hőegyensúly fenntartása a szervezetben.

Hőszabályozás ( Q) el lehet képzelni a következő módon:

Q = M ± R ± C – E(1)

Az állandó testhőmérséklet fenntartását a szervezet hőtermelése határozza meg M, azaz a sejtekben zajló anyagcsere-folyamatok (az élelmiszer emésztése, a cukor- és zsírtartalékok elégetése) a fizikai aktivitás(munka végzése, melynek energiafelhasználása meghatározza a munka kategóriáját, akaratlan izomremegés).

Hőátadás vagy hőnyereség R a testből a környező térbe történő infravörös sugárzás vagy az emberi test felületének ebből a térből infravörös fluxussal történő besugárzása miatt;

hőátadás vagy hőnyereség C konvekcióval, azaz a test felmelegítésével vagy hűtésével a test felületén átmosott levegővel;

hőátadás E, a bőr felszínéről, a felső légutak nyálkahártyájáról és a tüdőből való nedvesség elpárolgása okozza.

A mikroklíma paramétereinek változása az emberi test hőegyensúlyát meghatározó értékek százalékos arányának változását okozza.

BAN BEN normál körülmények között gyenge légmozgás esetén a nyugalomban lévő személy a hősugárzás következtében a test által termelt összes hőenergia körülbelül 45% -át elveszíti; konvekció 30%-ig, párolgás 25%-ig.

Ugyanakkor: a hő több mint 80%-a a bőrön, kb. 1-3%-a a légzőszerveken keresztül távozik, a hő kb. 7%-a az étel, a víz és a belélegzett levegő felmelegítésére fordítódik.

A külső levegő hőmérsékletének növekedésével és a relatív páratartalom azonos értékeivel az emberi test felületéről történő izzadás következtében megnő a bőr párolgása. Az izzadás fontos szerepet játszik az ember kényelmében. Így normál légköri körülmények között a szervezet napi 0,4-0,6 liter izzadságot választ ki, és 1 óra izzadás során 0,6 kcal fogy. Magas hőmérsékleten és páratartalom mellett végzett munka során a test hőátadása nehézkes.