Меню

Какая система регулирует температуру тела



Температура тела человека, ее регуляция.

Так как величина теплообразования зависит от интенсивности обмена в органах и тканях, то в тех из них, где обменные процессы протекают с большой скоростью, образуется большее количество тепла. Но ткани тела человека обладают невысокой теплопровод­ностью и при помощи теплопроведения передача тепла от ткани к ткани происходит в небольших количествах и с малой скоростью. Решающую роль в изъятии тепла от тканей, продуцирующих его в больших количествах, и предупреждения их перегревания играет кровь. Обладая высокой теплоемкостью, кровь переносит к тканям с низким уровнем теплообразования отнятое тепло и, таким образом, содействует выравниванию уровня температуры в различных частях тела. Подобным способом, за счет усиления или ослабления крово­тока, направленного к поверхностным тканям, осуществляется со­гревание или охлаждение поверхности тела.

Поскольку тепло отдается в окружающую среду главным образом через кожу, температура поверхностных тканей («оболочки»), как правило, ниже температуры более глубоких тканей («ядра»). Темпе­ратура поверхностных тканей тоже неравномерна — она выше на участках тела, прикрытых одеждой и хорошо васкуляризованных. Температура поверхности тела зависит, с одной стороны, от интен­сивности переноса к ней тепла кровью из глубоких частей тела, а с другой — от охлаждающего или согревающего действия темпера­туры внешней среды. Таким образом, можно говорить о «пойкило-термной» оболочке тела человека.

Температура глубоких тканей тела за счет теплопереноса кровью распределена более равномерно и составляет около 36,7-37,0°С. Ее

суточные колебания в условиях относительного покоя организма находятся в пределах ГС. Поэтому говорят о гомойотермном «ядре» тела человека. В это понятие включают ткани человеческого тела, расположенные на глубине 1 см от поверхности и глубже. В тканях печени, мозга, почек температура несколько выше, чем в других тканях внутренних органов. Температура дистальных отделов верх­них и нижних конечностей ниже, чем температура их проксималь­ных отделов и глубоких тканей тела. Относительное постоянство температуры сохраняется в большей массе глубоких тканей человека, если организм находится в среде с температурой 25-26°С. Это зна­чение температуры для легко одетого человека называют термо­нейтральной зоной или температурой комфорта. При охлаждающем действии температуры внешней среды масса глубоких тканей, в которых поддерживается относительно постоянная температура, уменьшается, а при согревании — возрастает (рис.11.1).

При изменении температуры глубоких тканей в течение суток обнаруживается определенная закономерность ее колебания (рис.11.2). Максимального значения температура тела достигает в 18-20 часов и снижается до своего минимума во время ночного сна, к 4-6 часам утра.

Рис. 11.1. Распределение температуры в различных областях тела в условиях холода (А) и тепла (Б).

Наиболее близко среднее значение температуры «ядра» тела отра­жает температура крови в полостях сердца, аорте и других крупных сосудах. В наименьшей степени, по сравнению с другими органами и тканями, колеблется значение температуры головного мозга. Од­нако, изменение температуры в этих частях тела человека по по­нятным причинам приводиться не может. Поэтому для практических целей в качестве показателя температуры глубоких тканей тела ис­пользуют такие достаточно доступные для ее измерения значения,

Рис. 11.2. Суточные колебания температуры тела (ректальной)

как ректальная температура, подъязычная и подмышечная темпера­тура, температура в наружном слуховом проходе у барабанной пере­понки. Очевидно, что подобные измерения в каждом из перечис­ленных участков тела имеют свои особенности и ограничения, а полученные величины температур лишь в большей или меньшей степени отражают температуру глубоких тканей.

Регуляция температуры тела (терморегуляция).Под терморегу­ляцией понимают совокупность физиологических и психофизиологи­ческих механизмов и процессов, деятельность которых направлена на поддержание относительного постоянства температуры тела. Как у человека, так и у других теплокровных животных на относительно постоянном уровне поддерживается температура «ядра» тела. Это достигается с помощью баланса между количеством продуцируемого в единицу времени тепла и количеством тепла, рассеиваемого ор­ганизмом за то же время в окружающую среду (рис.11.3).

Восприятие и анализ температуры. Осуществление метаболических превращений и функций клеток на зависит от тем­пературы, поэтому любая клетка в определенной степени обладает температурной чувствительностью. Обнаружены сенсорные нервные клетки и их нервные отростки, характеризующиеся особо высокой чувствительностью к температурным воздействия. Такие клетки, хотя морфологически они как особый вид не описаны, выполняют функ­ции терморецепторов. Температурная рецепция осуществляется и окончаниями тонких чувствительных нервных волокон типа С и

Рис. 11.3. Схема механизмов регуляции теплообмена организма (пояснения в тексте).

А (дельта), которые существуют в различных частях тела. Терморецепто­ры имеются в коже, мышцах, сосудах, во внутренних органах, ды­хательных путях, в спинном мозге и других отделах нервной сис­темы. Холодо- и теплочувствительные нейроны располагаются в ме­диальной преоптической области переднего гипоталамуса. Воспри­ятие температурных раздражений и формирование температурных ощущений осуществляется с помощью кожных Холодовых рецепторов

Читайте также:  Ваз 2107 как узнать что нужно регулировать клапана

(повышают частоту импульсации на охлаждение и снижает ее на нагревание) и тепловых рецепторов (реагируют на изменение тем­пературы противоположным образом, нежели холодовые рецепторы). На поверхности тела количественно преобладают холодочувствитель-ные, а в гипоталамусе — теплочувствительные терморецепторы.

Афферентный поток нервных импульсов от периферических тер­морецепторов поступает через задние корешки спинного мозга к вставочным нейронам задних рогов. Затем, главным образом, по спиноталамическому тракту этот поток импульсов достигает перед­них ядер таламуса и после переключения проводится в соматосен-сорную кору больших полушарий. Эта часть температурного анали­затора обеспечивает в основном возникновение и топическую лока­лизацию субъективных температурных ощущений типа: «холодно», «прохладно», «тепло», «температурный комфорт» или «дискомфорт», Жарко». На их основе формируются терморегуляторные реакции.

Часть афферентного потока нервных импульсов от периферичес­ких терморецепторов кожи и внутренних органов поступает из спин­ного мозга по более древним восходящим (спиноталамическому и спиноретикулярному) трактам в ретикулярную формацию, неспеци­фические ядра таламуса, в ассоциативные зоны коры головного мозга и медиальную преоптическую область гипоталамуса.

Центральные механизмы регуляции теплооб­мена. Регуляция теплообмена, а следовательно, и температуры тела, осуществляется, главным образом, центром терморегуляции, ло­кализующимся в медиальной преоптической области переднего ги­поталамуса и заднем гипоталамусе. Разрушение этого участка гипо­таламуса или нарушение его нервных связей посредством перерезки на уровне среднего мозга в экспериментах на животных ведет к тому, что у гомойотермных организмов нарушается контроль за температурой тела. В терморегуляторном центре обнаружены раз­личные по функциям группы нервных клеток — термочувствитель­ные нейроны; клетки, «задающие» уровень поддерживаемой в орга­низме температуры тела («установочную точку» терморегуляции), в переднем гипоталамусе; эффекторные нейроны, управляющие про­цессами теплопродукции и теплоотдачи, в заднем гипоталамусе.

Термочувствительные нервные клетки непосредственно «измеряют» температуру артериальной крови, протекающей через мозг. Эти клет­ки способны различать разницу температуры в 0,011°С. Афферент­ный поток нервных импульсов от терморецепторов кожи, термочув­ствительных нервных клеток внутренних органов, спинного мозга и других частей тела поступает также в преоптическую область гипо­таламуса. На основе анализа и интеграции информации о значении температуры крови и периферических тканей здесь непрерывно определяется среднее значение температуры тела.

Данные от температуре тела передаются в группу нервных клеток гипоталамуса, задающих в данном организме уровень регулируемой температуры тела, — «установочную точку» терморегуляции.

На основе анализа и сравнения значений средней температуры тела и заданной величины температуры, подлежащей регулирова-

нию, механизмы «установочной точки» через эффекторные нейроны заднего гипоталамуса воздействуют на процессы теплоотдачи или теплопродукции, чтобы привести в соответствие фактическую и за­данную температуру. Посредством центра терморегуляции устанав­ливается равновесие между теплопродукцией и теплоотдачей, позво­ляющее поддерживать температуру тела в определенных пределах.

В нейрональных механизмах, обеспечивающих интеграцию темпе­ратурной афферентации и оценку текущей температуры тела, уча­ствуют норадреналин и серотонин. В механизмах, определяющих «установочную точку», играют роль ацетилхолин и соотношение в гипоталамусе концентраций ионов натрия и кальция. В эффектор-ных механизмах теплопродукции и теплоотдачи ведущая роль при­надлежит норадреналину и ацетилхолину. В центральных механиз­мах регуляции теплоообмена в нормальных условиях простагландины не имеют существенного значения. Однако при развитии лихора­дочных состояний в ответ на действие пирогенов простагландины, по-видимому, приобретают роль своеобразных медиаторов в изме­нении «установочной точки» терморегуляции.

Эффекторные механизмы теплообмена. В тер­монейтральных условиях внешней среды баланс теплопродукции и теплоотдачи и поддержание температуры тела достигается преиму­щественно с помощью сосудодвигательных реакций. Если в центре терморегуляции величины средней интегральной температуры тела и установленной регулируемой температуры не совпадают, включаются эффекторные механизмы, которые через изменения кровотока в со­судах поверхности тела изменяют в необходимом направлении ве­личину теплоотдачи организма. При отклонении средней интеграль­ной температуры тела в этих условиях на небольшую величину от установочной температуры имеющиеся различия легко компенсиру­ются за счет изменения интенсивности отдачи тепла без существен­ного изменения теплопродукции. Это достигается посредством сим­патических влияний на просвет сосудов поверхности тела и как результат большего или меньшего переноса кровью тепла из «ядра» тела к «оболочке» и его рассеяния физическими механизмами. Если уровень средней интегральной температуры тела, несмотря на рас­ширение поверхностных сосудов, устойчиво превышает величину ус­тановочной температуры (например, в условиях высокой внешней температуры), происходит резкое усиление потоотделения. Эта реак­ция также контролируется симпатической нервной системой через выделение из окончаний нервных волокон ацетилхолина. Испарение влаги с поверхности тела и поведенческие реакции приобретают в усилении теплоотдачи ведущее значение.

Читайте также:  Регулировать пружину в дверные доводчики

В случаях, когда, несмотря на сужение поверхностных сосудов и минимальное потоотделение, уровень средней интегральной темпе­ратуры становится ниже, чем величина установочной температуры (это имеет место, например, при действии на организм низкой внешней температуры), активизируются процессы теплопродукции. Уровень теплопродукции в организме контролируется нейронами заднего отдела гипоталамуса и осуществляется посредством сомати-

ческих и симпатических нервных волокон, а также при участии ряда гормонов и биологически активных веществ.

Так, при увеличении притока афферентных нервных импульсов от холодовых рецепторов кожи в гипоталамус первоначально возрастает терморегуляционная мышечная активность. В результате возбуждения нейроны дорсомедиальной области гипоталамуса посылают через «центральный дрожательный путь», ядра двигательной системы сред­него и продолговатого мозга, поток эфферентных нервных импуль­сов к мотонейронам спинного мозга. Последние в ответ осущест­вляют ритмическую посылку эффекторных нервных импульсов к скелетным мышцам шеи, туловища, проксимальных отделов конеч­ностей. Первоначально это проявляется в увеличении амплитуды и частоты электромиографической активности, росте тонического на­пряжения мышцы, однако видимых сокращений мышца при этом не совершает. В терморегуляционный тонус последовательно вовлека­ются мышцы подбородка, шеи, верхнего плечевого пояса, туловища, сгибатели конечностей. Последним объясняется принятие опреде­ленной позы (сворачивание в клубок), уменьшающей площадь по­верхности тела, контактирующей с внешней средой, и снижающей интенсивность теплоотдачи.

При продолжающемся охлаждении организма, когда начинается снижение его внутренней температуры, повышение тонуса мышц переходит в качественно новое состояние — возникают непроизво­льные периодические сокращения скелетной мускулатуры, получив­шие название холодовой дрожи. В этом случае совершается сравни­тельно небольшая механическая работа, и почти вся метаболическая энергия в мышце освобождается в виде тепла. Скорость метаболиз­ма и теплообразования в мышцах при холодовой дрожи может воз­растать почти в 5 раз по сравнению с метаболизмом и теплообра­зованием в них в условиях относительного покоя.

В условиях холода посредством симпатической нервной системы, через ее медиатор норадреналин, стимулируется липолиз в жировой ткани. В кровоток выделяются и в последующем окисляются с образованием большого количества тепла свободные жирные кисло­ты. Норадреналин и адреналин вызывают быстрое, но непродолжи­тельное повышение теплопродукции. Более продолжительное усиле­ние обменных процессов достигается под влиянием гормонов щи­товидной железы — тироксина и трийодтиронина.

Если, несмотря на активацию обмена веществ, величина тепло­продукции организма становится меньше величины теплоотдачи, возникает понижение температуры тела, получившее название гипо­термии.

Противоположное состояние организма, сопровождающееся- по­вышением температуры тела, — гипертермия, имеет место, когда интенсивность теплопродукции превышает способность организма отдавать тепло в окружающую среду посредством имеющихся спо­собов теплоотдачи. Гипертермия наиболее легко развивается в усло­виях действия на организм внешней температуры, превышающей 37°С при 100% влажности воздуха, когда испарение пота или влаги

с поверхности тела становится невозможным. В случае продолжи­тельной гипертермии может развиваться «тепловой удар». Это со­стояние организма характеризуется покраснением кожи в результате расширения периферических сосудов, отсутствием потоотделения, признаками нарушения функций центральной нервной системы (на­рушение ориентации, бред, судороги). В более легких случаях ги­пертермии может проявиться тепловой обморок, когда в результате резкого расширения периферических сосудов происходит падение ар­териального давления.

Как при гипотермии, так и при гипертермии имеет место нару­шение основного условия поддержания постоянства температуры тела — баланса теплопродукции и теплоотдачи. Изменение темпера­туры тела при этих состояниях осуществляется вопреки «усилиям» центра терморегуляции и других механизмов системы терморегуля­ции удержать нормальную температуру тела.

Н.Э. Лихорадка.

В процессе эволюции организмов в них выработана особая ответ­ная реакция на попадание во внутреннюю среду чужеродных ве­ществ — лихорадка.

Лихорадка — это состояние организма, при котором центр термо­регуляции стимулирует повышение температуры тела. Это достигается перестраиванием механизма «установочной точки» на более высокую, чем в норме температуру регуляции. Группа нейронов, осуществля­ющих анализ текущей средней температуры тела и ее сравнение с новым, более высоко установленным значением, воспринимает нор­мальную температуру ядра тела, как низкую. Включаются механизмы, активизирующие теплопродукцию (повышение терморегуляционного тонуса мышц, мышечная дрожь) и снижающие интенсивность тепло­отдачи (сужение сосудов поверхности тела, принятие позы, умень­шающей площадь соприкосновения поверхности тела с внешней сре­дой). Хотя субъективно в это время человек ощущает озноб, на самом деле температура тела повышается и вскоре достигает нового, уста­новленного центром уровня регуляции. С этого момента начинается уравновешивание процессов выработки и отдачи тепла. В результате дрожь, как один из наиболее эффективных способов теплопродукции, исчезает, расширяются поверхностные сосуды, повышается температура кожи и поверхностных тканей. С момента, когда в организме дости­гается регулируемый механизмами терморегуляции баланс интенсив-ностей теплопродукции и теплоотдачи, ощущается прилив тепла и исчезает ощущение озноба.

Читайте также:  Как отрегулировать пластиковые окна зимний или летний режим

Переход «установочной точки» на более высокий уровень проис­ходит в результате действия на соответствующую группу нейронов преоптической области гипоталамуса эндогенных пирогенов — ве­ществ вызывающих подъем температуры тела. Эндогенными пироге-нами являются пептиды: интерлейкин-1 в формах аиВ, фактор некроза опухолей, интерлейкин-6, а-интерферон и другие. Наличие в организме ряда дублирующих друг друга эндопирогенных факторов

свидетельствует о том, что вызываемая ими лихорадка играет для организма важную защитную роль.

Источник

Какая система регулирует температуру тела

Регуляция теплообмена, а следовательно, и температуры тела человека осуществляется центром терморегуляции, который расположен в медиальной преоптической области переднего отдела гипоталамуса и в заднем отделе гипоталамуса. Разрушение этих отделов гипоталамуса или нарушение их нервных связей посредством перерезки на уровне среднего мозга в экспериментах на животных приводит к нарушению контроля за температурой тела у гомойотермных организмов. Кроме того, местное нагревание передней гипоталамической области вызывает усиление потоотделения и учащение дыхания у экспериментальных животных, охлаждение — возникновение дрожи и «свертывание в клубок». Регистрация активности отдельных нейронов гипоталамуса с помощью микроэлектродов показала ее изменение как в ответ на локальные колебания температуры в самом гипоталамусе, так и при воздействии раздражителей на терморецепторы кожи, внутренних органов и сосудов. Вышеперечисленные факты доказывают, что центр терморегуляции расположен в гипоталамусе.

В терморегуляторном центре гипоталамуса обнаружены различные по функциям группы нервных клеток:
1) термочувствительные нейроны преоптической области;
2) клетки, «задающие» уровень поддерживаемой в организме температуры тела («установочная точка» терморегуляции) в переднем гипоталамусе;
3) вставочные нейроны (интернейроны) гипоталамуса;
4) эффекторные нейроны, управляющие процессами теплопродукции и теплоотдачи, в заднем гипоталамусе (рис. 13.5).

Рис. 13.5. Схема взаимодействия различных типов нейронов терморегуляторного центра гипоталамуса между собой и с кожными терморецепторами. Стимуляция тепловых рецепторов кожи (Рт) и гипоталамуса активирует процессы теплоотдачи в организме человека, а холодовых рецепторов (Рх) кожи и гипоталамуса — теплопродукции. Ин — интернейроны гипоталамуса.

Термочувствительные нервные клетки преоптической области гипоталамуса непосредственно «измеряют» температуру артериальной крови, протекающей через мозг, и обладают высокой чувствительностью к температурным изменениям (способны различать разницу температуры крови в 0,011 °С). Отношение холодо- и теплочувствительных нейронов в гипоталамусе составляет 1:6, поэтому центральные терморецепторы преимущественно активируются при повышении температуры «ядра» тела человека. На основе анализа и интеграции информации о значении температуры крови и периферических тканей, в преоптической области гипоталамуса непрерывно определяется среднее (интегральное) значение температуры тела. Эти данные передаются через вставочные нейроны в группу нейронов переднего отдела гипоталамуса, задающих в организме определенный уровень температуры тела — «установочную точку» терморегуляции. На основе анализа и сравнений значений средней температуры тела и заданной величины температуры, подлежащей регулированию, механизмы «установочной точки» через эффекторные нейроны заднего гипоталамуса воздействуют на процессы теплоотдачи или теплопродукции, чтобы привести в соответствие фактическую и заданную температуру. Таким образом, за счет функции центра терморегуляции устанавливается равновесие между теплопродукцией и теплоотдачей, позволяющее поддерживать температуру тела в оптимальных для жизнедеятельности организма пределах (рис. 13.6).

Рис. 13.6. Схема механизмов регуляции теплообмена в организме человека. Поддержание относительного постоянства температуры тела достигается с помощью баланса между количеством продуцируемого в единицу времени тепла в организме человека и количеством тепла, которое организм отдает за то же время в окружающую среду. Тепловой баланс регулируется нейрогуморальными механизмами, которые активируются в результате изменения импульсной активности эффекторных нейронов терморегуляторного центра гипоталамуса. В гипоталамический терморегуляторный центр поступает афферентная информация об изменениях внешней температуры от периферических терморецепторов и об изменения температуры «ядра» — от центральных терморецепторов (пояснения в тексте).

В механизме формирования «установочной точки» имеет значение уровень спонтанной активности вставочных нейронов гипоталамуса. Например, если уровень спонтанной активности интернейрона является высоким, то для усиления термогенеза требуется более высокая активность кожных Холодовых рецепторов, а значение пороговой температуры для регулируемой теплопродукции является более низким. И наоборот, если вставочный нейрон проявляет низкую спонтанную активность, то даже незначительная афферентация от кожных Холодовых рецепторов может оказаться достаточной для запуска дополнительного теплообразования в организме. Уровень спонтанной активности вставочных нейронов зависит от соотношения концентрации ионов натрия и кальция в гипоталамусе и некоторых других нетемпературных факторов.

Источник

Adblock
detector