Termoregulacija je ... Termoregulacija in metabolizem

Termoregulacija je mehanizem, ki živim organizmom omogoča ohranjanje stalnosti notranjega okolja. Večina procesov v človeškem telesu je odvisna od temperature: metabolizma, sinteze beljakovin in hormonov, prebava, kognitivne funkcije.

Temperaturno območje

Za normalno življenje osebe je termoregulacija izredno pomembna. Temperatura telesa zdrave osebe so v ozkem obsegu od 36,0 do 37,0 Celzija. Ostro zmanjšanje ali povečanje teh vrednosti običajno povzroči smrt.

V vročini se oseba intenzivno znoji. Izguba tekočine na ta način vodi v dehidracijo, včasih dokaj resno. Skupaj z znojem telo ostanejo z vitamini in minerali. Zaradi dehidracije krv postane debelejša, metabolizem je moten. Normalna izguba vode med potenjem - do tri odstotke celotne telesne mase. Če ta vrednost presega šest odstotkov pregrade, trpijo kognitivne funkcije. Dvajset odstotkov je dovolj za usoden izid. Poleg tega obstaja še ena nevarnost. Med dolgim ​​bivanjem v soncu telesu shranjuje več toplote, kot jo daje okolje, in zakon za termodinamično ravnovesje človeškega telesa je postopoma segreje na temperaturo, ki je do 39-41 stopinj Celzija. To povzroči toplotni udar in izgubo zavesti. Kardiovaskularni sistem deluje tudi na obrabo: pulz postaja pogostejši, tlak se dvigne, krv skoraj ne prehaja skozi posode.

Podhlajanje ni nič manj nevarno za ljudi. V mrazu so posode telesa, ki povzročajo ishemijo tkiva. In če se učinek hladne temperature podaljša, je možna smrt površine kože ali mišic. Nizke temperature vplivajo na metabolizem, ki se odvija večkrat hitreje, ker telo potrebuje energijo za ogrevanje.

Jedro in lupina

Pogojno je celotno človeško telo razdeliti na dve ravni: jedro in lupino. Jedro (večinoma notranji organi) ima konstantno temperaturo približno trideset in sedem stopinj. To dosežemo z ravnotežjem med proizvodnjo toplote in prenosom toplote. Lupina je pregrada med okoljem in debelino jedra 2,5 cm. Termoregulacija je zmožnost lupine, da vzdržuje stalno temperaturo jedra.

Koža zdrave osebe na različnih področjih se lahko ogreje s 24 na 36,6 stopinj. Najhladnejši so konice prstov, najtoplejši pa paznik. Fluktuacije telesne temperature v enem dnevu dosežejo eno stopnjo: najnižjo - zgodaj zjutraj in visoko - v šestih zvečer.

Generacija toplote in prenos toplote

Kaj je termoregulacija in kako se ohranja v človeškem telesu? To vprašanje ni tako enostavno odgovoriti, kot se zdi na prvi pogled. V našem telesu se toplota stalno proizvaja, kar je večinoma porabljeno za ogrevanje zunanjega okolja. Ta proces se imenuje izmenjava toplote. Regulira jo živčni sistem, rezultati pa so odvisni od metabolizma, aktivnosti srca, krčenja mišic in tako naprej.

Običajno je proizvodnja toplote enaka prenosu toplote, to je izoterma. Razlogi za termoregulacijo so preprosti - pomaga ohranjati nedotakljivo temperaturo jedra in zagotoviti določeno neodvisnost telesa od zunanjih pogojev. Za eno uro pri človeku tvori dovolj toplote, da se zavre litr vode. In če ne bi bilo toplotne energije, potem bomo v treh dneh po rojstvu vsi dobesedno kuhali od znotraj. Zato so izredno pomembni procesi, ki ljudem pomagajo znebiti presežne toplote.

Utrjevanje

Termoregulacija in utrjevanje segata z roko v roki. Telo se prilagaja učinkom vedno nižjih ali višjih temperatur, ustvarijo se novi mehanizmi, ki vzdržujejo konstantno temperaturo jedra.

Doma je na voljo nekaj skupnih metod utrjevanja. Na primer, brisanje s hladno vodo. Prvič mora biti voda 30 stopinj, nato 28, 26 in tako, dokler ne doseže 15 stopinj Celzija. Ko se telo navaditi na mraz, lahko greste v dousing ali tuširanje z drgnjenjem. Zrak in sončenje so prav tako priznane kot učinkovite. Sprva, trajanje sej ne sme presegati 15 minut, vendar pa je čas lahko nastavite v času do 60. Vendar pa je treba opozoriti, da lahko dolgotrajna izpostavljenost soncu privede do težav s kožo in rakom.

Termoreceptorji

Koža v termoregulaciji telesa igra ključno vlogo. Kot največji organ človeškega telesa opravlja številne funkcije, vključno s termoreceptorji (hladno in toplotno). Znano je, da je mraz približno desetkrat večji, zato smo veliko bolj občutljivi na nizke temperature. Največja akumulacija receptorjev je na obrazu, vratu in najmanj - prstov. Vendar pa je njihova občutljivost obratno sorazmerna s številom. Kljub temu, da so termični receptorji večji, so skoraj dvakrat bolj občutljivi kot hladni.

Vrste termoregulacije

Termoregulacija je celoten konglomerat procesov, katerih cilj je ohranjanje stalne temperature telesa s toplotno izmenjavo. Mehanizem delovanja tega sistema je mogoče opisati z uporabo načela "povratne informacije". To pomeni, da se temperatura okolja najprej spremeni, reagenti kože reagirajo, signal pa se prenaša v možgane. Od tod pride regulacija proizvodnje toplote in njegovega odklona.

Vsi procesi termoregulacije lahko razdelimo na dve vrsti:

- fizično;

- kemično.

Fizikalna termoregulacija je nato razdeljena na izhlapevanje, sevanja, toplotno prevodnost in konvekcijo. Med kemičnih procesov sproščajo kontraktilno in ne-zmanjšano termogenezo.

Fizikalna termoregulacija

Fizična termoregulacija je kombinacija procesov, ki zagotavljajo odstranitev toplote iz telesa. Za to narava predvideva več načinov:

- prevod;

- konvekcija;

- sevanja;

- izhlapevanje.

Poleg tega lahko telo uravnava intenzivnost krvnega obtoka in stopnjo širjenja posod kože, kar vpliva tudi na izgubo toplote. Drug mehanizem sproščanja toplote se potenje. Najučinkovitejša je v primeru vročega ozračja ali umetnega povečanja temperature okolja.

V ostalem na primerno temperaturo 20 stopinj Celzija, je oseba izgubi sevanja za približno šestdeset odstotkov toplote, izhlapi le dvajset, pri čemer je preostanek konvekcije in prevajanja. V eni uri izgubimo okoli sto kilokalorij ali štiristo devetnajst džulov.

Izhlapevanje in sevanje

Izhlapevanje je sprostitev energije v okolje zaradi izgube vlage skozi kožo ali sluznice. V nasprotnem primeru se ta postopek imenuje potenje. Biti v udobni temperaturi (približno dvajset stopinj Celzija), oseba izgubi približno 36 gramov tekočine vsako uro. S povečano temperaturo ali intenzivnim delom se ta številka včasih poveča na dva litra na uro.

Če je zrak suh, potem visoka temperatura človeka prenaša relativno dobro, saj obstaja možnost za izhlapevanje znoja. Vendar pa je v vlažnem podnebju celo trideset stopinj toplote lahko usodna.

Sevanje je pot odvajanja toplote s pomočjo elektromagnetnega sevanja. Oseba oddaja toploto od trenutka, ko temperatura okolja pade pod telesno temperaturo, to je skoraj vedno. Da bi preprečili izgubo toplote v času hladnega obratovanja, naj ostane minimalno število odprtih površin kože. Oblačila lahko prekinejo sevanje in zmanjšajo količino sproščene toplote, vendar je ne morejo popolnoma ustaviti.

Tudi položaj telesa je vpleten v termoregulacijo. Ko je žival ali oseba hladno, skuša združiti (curdle), tako da je čim manj površine telesa v stiku z zunanjim okoljem. In obratno, če je to toplo, se ljudje in živali poskušajo odpreti, da bi povečali površino kože zaradi sevanja.

Kondukcija in konvekcija

Prevod se kaže, ko oseba pride v stik z drugimi telesi. Odvisno je od časa stika, površine objekta in toplotne prevodnosti materiala.

Da ne bi prišlo do zmrzali ali da se ne boli, se morate držati osnovnih pravil:

- Ne sedite na hladnih kamnov;

- V zimskem času manjkajo goli kovinski predmeti;

- na naravi ne sedi na golem tleh, ampak vedno nekaj, kar je treba dati (spalna vreča, preproga, oblačila);

- Ne hodite mokrega oblačila pozimi.

Konvekcija je dinamičen način izgube toplote, ki ga izvajajo premiki delcev vode ali zraka, na primer taki tokovi ustvarjajo veter ali ventilator. Če je enostavno, potem telo, ki oddaja vročino, segreje zrak ob koži. Postane lažji od mraza in se dvigne višje, njegovo mesto pa vzame novi del. Ko smo v vetru ali se hitro premikamo, se zrak okrog nas premakne še hitreje, zato toplota ne ostane blizu kože dolgo.

Kemijska termoregulacija

Termoregulacija in metabolizem sta tesno povezani koncepti. Kemična metoda temelji le na spremembi intenzitete oksidacije in vibracij mišic. Energijo za segrevanje telesa dobimo s hidrolizo ATP (adenozin trifosfata). Potrebno je za preoblikovanje kompleksnih spojin v enostavnejše. Toplota, ki se nato izpusti, se razpusti v okoliškem prostoru. To je neomejena termogeneza.

Glede na temperaturo okolja se metabolizem pospeši ali upočasni, da se ohranja konstantnost jedra. Najbolj udobna oseba se počuti na 18-20 stopinj Celzija. Ampak to je za zrak. Voda je bolj ugodna za segrevanje, zato mora biti temperatura višja. Večino toplote proizvajajo mišice med aerobno glikolizo. Torej, ko smo mrazi, telo začne drhtati za povečanje proizvodnje toplote. Ta pogoj se imenuje kontraktilna termogeneza.

Kontrola termoregulacije

Termoregulacija možganov gre enako kot preostali del telesa, z razliko, da je tu center, ki upravlja celoten proces. V hipotalamusu se nahaja središče termoregulacije, ki usklajuje hitrost metabolnih procesov, mišično krčenje in tone posod kože.

Občutljive živčne celice tega dela možganov lahko razlikujejo med vibracijami na stotine in tisočine stopinje. Analizirajo vhodne informacije in na podlagi povratnih informacij uravnavajo notranjo temperaturo in jo nastavijo glede na zunanje okoliščine.

Podrejeni hipotalamusu so ščitnična žleza in nadledvične žleze. Prvi vpliva na hitrost metabolizma, drugi pa vpliva na vaskularni tonus in oksidativne procese v mišicah. Uporaba nevrotransmiterjev in hormoni, hipotalamus popravi stanje telesa v skladu z okoliščinami.