طرح تنظیم حرارت انسانی. تنظیم مجدد حرارت

دمای بدن انسان و حیوانات بالاتر با وجود نوسانات دمای محیط در یک سطح نسبتاً ثابت حفظ می شود. به این ثبات دمای بدن ایزوترمی گفته می شود.

ایزوترمی فقط مشخصه حیواناتی است که اصطلاحاً هوموترمال یا خون گرم هستند. ایزوترمی در حیوانات poikilothermic یا خونسرد وجود ندارد ، که دمای بدن آنها متغیر باشد و تفاوت کمی با دمای محیط داشته باشد.

ایزوترمی در طی رشد ارگانیسم به تدریج ایجاد می شود. در نوزاد تازه متولد شده ، توانایی حفظ دمای ثابت بدن ضعیف است. در نتیجه ، خنک سازی (هیپوترمی) یا گرمازدگی بیش از حد بدن (هایپرترمی) ممکن است در دمای محیط رخ دهد که روی بزرگسالان تأثیر نگذارد. علاوه بر این ، حتی کار عضلات کوچک ، مانند زمانی که کودک برای مدت طولانی جیغ می کشد ، می تواند دمای بدن را افزایش دهد.

دما یکی از مهمترین عواملی است که میزان و جهت واکنشهای شیمیایی را تعیین می کند. جوهر متابولیسم - اصلی ترین و اصلی ترین نشانه زندگی - واکنش های آنزیمی شیمیایی است. بنابراین ، دما یکی از مهمترین ثابتهای بدن است که در یک سطح کاملاً ثابت حفظ می شود. دمای اندام ها و بافت ها و همچنین کل ارگانیسم به طور کلی به شدت تولید گرما و میزان انتقال گرما بستگی دارد.

تولید گرما به دلیل واکنشهای گرمازا به طور مداوم رخ می دهد. این واکنش ها در تمام اندام ها و بافت ها با درجات مختلف شدت رخ می دهد. در بافت ها و اندام هایی که کار فعال انجام می دهند - در بافت های عضلانی ، کبدی ، کلیه ها ، گرمای بیشتری نسبت به سلول های کم تحرک ترشح می شود - بافت پیوندی ، استخوان ها ، غضروف ها.

انتقال گرما انتقال گرما به محیط است ، که دائماً و همزمان با روند تولید گرما ادامه می یابد.

اتلاف گرما از چند طریق رخ می دهد. مانند هر بدن گرم شده ، بدن با تابش گرما می دهد. در شرایطی که دمای محیط کمتر از دمای بدن است ، گرما با همرفت آزاد می شود - گرم شدن هوا یا اشیایی که بدن با آنها تماس می گیرد. سرانجام ، انتقال حرارت با تبخیر آب - عرق از سطح بدن انجام می شود. مقداری از گرما از طریق هوای بازدم ، ادرار و مدفوع از بین می رود.

دمای اندام های مختلف متفاوت است. بنابراین ، کبد واقع در اعماق بدن و تولید گرمای بیشتر ، در انسان دارای دمای بالاتر و ثابت (37.8-38 درجه سانتیگراد) نسبت به پوست است که دمای آن بسیار پایین تر است (در نواحی پوشیده از لباس ، 29.5-33 ، 9 درجه سانتیگراد) و بیشتر به محیط بستگی دارد. علاوه بر این ، قسمتهای مختلف سطح پوست دمای مختلفی دارند. به طور معمول ، دمای پوست تنه و سر (33-34 درجه سانتیگراد) بالاتر از دمای اندام است. از مطالب فوق نتیجه می شود که مفهوم "دمای ثابت بدن" مشروط است. از همه بهتر ، میانگین دمای بدن به طور کلی با درجه حرارت خون در بزرگترین عروق مشخص می شود ، زیرا خون در آنها در بافت های فعال گرم می شود (در نتیجه آنها را خنک می کند) و در پوست سرد می شود (همزمان گرم می شود) آی تی).

درجه حرارت بدن فرد معمولاً بر اساس اندازه گیری آن در زیر بغل قضاوت می شود. در اینجا ، درجه حرارت در یک فرد سالم 36.5 -36.9 درجه سانتی گراد است. در کلینیک ، درجه حرارت در راست روده اغلب اندازه گیری می شود (به ویژه در نوزادان) ، جایی که بالاتر از زیر بغل است و برابر با درجه حرارت در یک فرد سالم به طور متوسط \u200b\u200b37.2-37.5 درجه سانتی گراد است.

دمای بدن ثابت نمی ماند ، اما در طول روز در محدوده 0.5-0.7 درجه سانتیگراد نوسان می کند. استراحت و خواب دما را پایین می آورید ، فعالیت عضلانی باعث افزایش آن می شود. حداکثر دمای بدن در ساعت 4-6 بعد از ظهر ، حداقل - در 3-4 صبح مشاهده می شود.

ثابت بودن درجه حرارت بدن در فرد می تواند حفظ شود به شرطی که تولید گرما و انتقال گرما در کل بدن برابر باشد. این امر از طریق مکانیزم تنظیم حرارت فیزیولوژیکی حاصل می شود. تنظیم حرارت به صورت ترکیبی از فرایندهای تولید گرما و انتقال گرما ، تنظیم شده توسط مسیر عصبی غدد درون ریز آشکار می شود. تنظیم حرارت معمولاً به دو ماده شیمیایی و فیزیکی تقسیم می شود.

تنظیم حرارت شیمیایی با تغییر در سطح تولید گرما ، به عنوان مثال انجام می شود. تقویت یا تضعیف شدت متابولیسم در سلولهای بدن. تنظیم حرارت فیزیکی با تغییر شدت آزاد سازی گرما انجام می شود.

افزایش تولید گرما با ترموگونز انقباضی به دلیل افزایش فعالیت بافت عضلانی رخ می دهد. وقتی عضلات ارادی اسکلتی منقبض می شوند ، تولید گرما افزایش می یابد. انقباض عضلانی نوع خاصی وجود دارد - لرزش عضله ، که در آن عضلات کار مفیدی انجام نمی دهند و انقباض آنها صرفاً برای تولید گرما است.

با گرمازایی غیر کوچک کننده ، روند واکنش های شیمیایی تغییر می کند. تمام انرژی آزاد شده در فرایندهای جذب در مولکول ATP وجود ندارد. تعداد مولکولهای ATP سنتز شده کاهش می یابد ، زیرا مقداری از انرژی بلافاصله به گرما تبدیل می شود. بدن گرم می شود ، اما توانایی های کاری آن کاهش می یابد. تنظیم دمای شیمیایی بر اساس تغییرات در متابولیسم برای حفظ دمای ثابت بدن بسیار گران است.

تنظیم حرارت شیمیایی برای حفظ دمای ثابت بدن چه در شرایط عادی و چه در تغییر دمای محیط ضروری است. مکانیسم های تنظیم حرارت شیمیایی هنگامی که اندام ها در معرض خنک سازی طولانی و شدید قرار می گیرند ، فعال می شوند.

اگر دمای محیط به زیر دمای مطلوب یا منطقه راحتی برسد ، در انسان ، افزایش تولید گرما وجود دارد. با لباس سبک معمولی ، این منطقه در محدوده 18-20 درجه سانتیگراد است ، و برای یک فرد برهنه - 28 درجه سانتیگراد.

شدیدترین تولید گرما در بدن در عضلات رخ می دهد. حتی اگر شخصی بی حرکت دراز بکشد ، اما با عضلات متشنج ، فرآیندهای اکسیداتیو ، و در عین حال تولید گرما ، 10 increase افزایش می یابد. فعالیت بدنی ناچیز منجر به افزایش تولید گرما توسط 50-80، و کار عضلانی سنگین - 400-500 می شود.

در شرایط سرما ، تولید گرما در عضلات افزایش می یابد ، حتی اگر فرد ساکن باشد. این به این دلیل است که خنک شدن سطح بدن ، بر روی گیرنده هایی که تحریک سرما را درک می کنند ، به طور انعکاسی باعث انقباضات عضلانی غیر ارادی نامنظم می شود که به صورت لرزش (لرز) ظاهر می شود. در این حالت ، فرآیندهای متابولیکی بدن به طور قابل توجهی افزایش می یابد ، مصرف اکسیژن و کربوهیدرات توسط بافت عضلانی افزایش می یابد ، که افزایش تولید گرما را به دنبال دارد.

در تنظیم حرارت شیمیایی ، علاوه بر عضلات ، کبد و کلیه ها نیز نقش بسزایی دارند.

آزاد شدن انرژی در بدن به دلیل تجزیه اکسیداتیو پروتئین ها ، چربی ها و کربوهیدرات ها اتفاق می افتد. بنابراین ، تمام مکانیسم هایی که فرآیندهای اکسیداسیون را تنظیم می کنند ، تولید گرما را نیز تنظیم می کنند.

تنظیم دمای فیزیکی در مرحله بعدی تکامل ظاهر شد. مکانیسم های آن بر روند متابولیسم سلولی تأثیر نمی گذارد. مکانیسم های تنظیم حرارت فیزیکی به صورت بازتابنده گنجانده شده اند و مانند هر مکانیسم بازتابی سه جز main اصلی دارند. در مرحله اول ، این گیرنده هایی هستند که تغییرات دما را در داخل بدن یا محیط درک می کنند. پیوند دوم مرکز تنظیم دما است. پیوند سوم تأثیرگذارهایی است که با تغییر روند انتقال گرما ، دمای بدن را در یک سطح ثابت نگه می دارد. در بدن ، به جز غده عرق ، هیچ اثر خاصی در مکانیسم بازتاب تنظیم حرارت فیزیکی وجود ندارد.

تنظیم مجدد فیزیکی تنظیم انتقال حرارت است. مکانیسم های آن حفظ دمای بدن در یک سطح ثابت ، چه در شرایطی که بدن در معرض گرم شدن بیش از حد و چه در حین خنک شدن است.

تنظیم حرارت فیزیکی با تغییر در آزاد سازی گرما از بدن انجام می شود. این ماده از اهمیت ویژه ای در حفظ ثبات درجه حرارت بدن در طول اقامت بدن در شرایط افزایش دمای محیط برخوردار می شود.

انتقال گرما با استفاده از تابش گرما (انتقال حرارت تابشی) ، همرفت ، یعنی حرکت و اختلاط هوای گرم شده توسط بدن ، هدایت گرما ، یعنی انجام می شود. انتقال گرما از ماده ای که با سطح بدن در تماس است. ماهیت انتقال گرما توسط بدن بسته به شدت متابولیسم تغییر می کند.

از بین رفتن گرما توسط لایه هوای ساکن بین لباس و پوست جلوگیری می شود ، زیرا هوا رسانای ضعیف گرما است. لایه بافت چربی زیر جلدی به دلیل هدایت حرارتی پایین چربی به طور قابل توجهی از انتقال گرما جلوگیری می کند.

درجه حرارت پوست ، و از این رو شدت تابش گرما و هدایت گرما ، می تواند در شرایط سرما یا گرم محیط خارجی در نتیجه توزیع مجدد خون در رگ ها و با تغییر در حجم خون در گردش خون تغییر کند.

در سرما ، رگهای خونی پوست ، عمدتا آرتریول ، باریک می شوند. خون بیشتری به عروق حفره شکم وارد می شود و بنابراین انتقال حرارت محدود می شود. لایه های سطحی پوست ، با دریافت خون گرم کمتر ، گرمای کمتری منتشر می کنند ، بنابراین انتقال گرما کاهش می یابد. علاوه بر این ، با خنک شدن شدید پوست ، آناستوموز شریانی باز می شود که باعث کاهش میزان ورود خون به مویرگ ها می شود و در نتیجه از انتقال حرارت جلوگیری می کند.

توزیع مجدد خون که در سرما اتفاق می افتد - کاهش میزان گردش خون از عروق سطحی و افزایش میزان عبور خون از عروق اندام های داخلی - به حفظ گرما در اندام های داخلی کمک می کند ، دمای آن در یک سطح ثابت حفظ می شود.

با افزایش دمای محیط ، رگ های پوست منبسط می شوند ، میزان گردش خون در آنها افزایش می یابد. حجم خون در گردش خون در بدن نیز به دلیل انتقال آب از بافتها به عروق افزایش می یابد ، همچنین به دلیل اینکه طحال و سایر انبارهای خون خون اضافی را به جریان خون عمومی می ریزند. افزایش میزان گردش خون از طریق عروق سطح بدن باعث انتقال گرما از طریق تابش و همرفت می شود. برای حفظ دمای ثابت بدن در دمای بالا محیط ، تعریق نیز مهم است که به دلیل انتقال گرما در فرآیند تبخیر آب اتفاق می افتد.

واکنش های تنظیم کننده ای که دمای بدن را ثابت نگه می دارند ، اعمال انعکاسی پیچیده ای هستند که در پاسخ به تحریک دما گیرنده ها اتفاق می افتند.

گیرنده هایی که مکانیسم های بازتاب تنظیم حرارت شیمیایی و فیزیکی از آنها آغاز می شود ، به گیرنده هایی تقسیم می شوند که به گرما و سرما ، یا گیرنده های گرمایی و سرد پاسخ می دهند. آنها هم در سطح و هم در داخل بدن قرار دارند. از سطح ، گیرنده های حرارتی پوست به ویژه از گیرنده های داخلی - گیرنده های حرارتی هیپوتالاموس بسیار مهم هستند.

مکانیسم مرکزی سیستم تنظیم حرارت شامل تعدادی از قسمت های سیستم عصبی مرکزی ، از نخاع تا قشر مغز ، شامل می شود. بخش اصلی آن در هیپوتالاموس قرار دارد و به یک مرکز تولید حرارت و یک مرکز انتقال حرارت تقسیم می شود. تکانه های هیپوتالاموس در امتداد مسیرهای نزولی به مراکز سیستم عصبی خودمختار واقع در مدولا مستطیل و نخاع یا نورون هایی می روند که عضلات مخطط را عصب کشی می کنند. سپس ، در امتداد اعصاب رویشی و جسمی ، اطلاعات به عوامل تنظیم مجدد دما می رسد: عضلات ، غدد عرق ، مراکز سیستم های تنفسی و قلبی عروقی ، عملکرد آنها را تغییر می دهد تا بدن را حفظ کند. به دلیل اتصالات بین ساختارهای هیپوتالاموس و غده هیپوفیز ، ساختارهای مرکزی تنظیم حرارت از طریق غدد درون ریز به روش نوروهومورال می تواند بر شدت متابولیسم در سلول ها تأثیر بگذارد و تولید گرما را افزایش دهد. اینها البته مکانیسم های رفلکس برای تنظیم دمای بدن هستند. اتصالات نزدیک مراکز هیپوتالاموس با قشر مغز ، تنظیم بازتاب شرطی فرآیندهای تنظیم مجدد ، یک تغییر انطباقی ظریف در فعالیت همه اندام های درگیر در تنظیم مجدد در پاسخ به تغییرات مختلف در محیط خارجی را فراهم می کند.

تنها موثرترین عامل - تنظیم کننده تنظیم حرارت فیزیکی - غده عرق است. عرق کردن قوی ترین مکانیسم فیزیولوژیکی آزاد سازی گرما است. خنک کردن فرد در حالت آرام با تبخیر رطوبت آزاد شده در هنگام تعریق حدود 20٪ گرما و در حین کار عضلانی تا 80٪ گرما را از دست می دهد. شدت روند تبخیر به عوامل زیادی بستگی دارد: وضعیت بدن ، دمای محیط ، حرکت هوا و رطوبت. تبخیر آب عامل مهمی در تنظیم حرارت فیزیکی است. علاوه بر تأثیر خاص خود در غده عرق ، با آزاد شدن آب در هنگام تنفس و تبخیر آن از سطح دستگاه تنفسی نیز انجام می شود. بنابراین ، سیستم تنفسی یکی از مهمترین تأثیرات تنظیم حرارت فیزیکی است. تغییر در فرکانس و عمق حرکات تنفسی - تنگی نفس حرارتی که هنگام قرار گرفتن بدن در معرض دمای بالا اتفاق می افتد - مکانیسم مهمی در تنظیم تنظیم حرارت در انسان است. یکی از مهمترین تأثیرات تنظیم حرارت فیزیکی است سیستم قلب و عروق، که هم مشکلات انتقال گرما و هم ذخیره گرما را برطرف می کند ، بنابراین در فرآیندهای تنظیم مجدد دما و در شرایطی که بدن را با گرم شدن بیش از حد و خنک سازی تهدید می کند ، نقش دارد. گرما از سطح بدن - پوست ، چربی زیر جلدی و عضلات تا حدی مجاور به محیط آزاد می شود. تغییر قطر عروق این اندام ها منجر به توزیع مجدد مقدار خون "گرم شده" در گردش خون می شود. در شرایطی که انتقال حرارت باید کاهش یابد ، انقباض عروقی اتفاق می افتد ، میزان جریان خون به سطح بدن کاهش می یابد و خون گرم شده ، از آناستوموزهای شریانی عبور می کند ، به عروق اندام های داخلی می ریزد. دمای سطح بدن کاهش می یابد و انتقال گرما از طریق تابش گرما و همرفت کاهش می یابد. در شرایطی که به افزایش انتقال گرما نیاز دارند ، گشاد شدن عروق منجر به افزایش جریان خون "گرم" به سطح بدن می شود و انتقال گرما افزایش می یابد. در عین حال ، تعریق نیز در این شرایط افزایش می یابد.



1) مقدمه .3

2) Poikilothermy ، heterothermy ، homeothermy ... 4

3) اصول تنظیم درجه حرارت بدن ، تعادل گرما ... ... ... ... ... 5

4) فیزیولوژی گیرنده های دما 6 ……………………………………………

5) مراکز تنظیم حرارت rm ... 8

الف) مراکز انتقال حرارت …………………………………………… ... 9

ب) مراکز تولید حرارت 10 ..10

6) مکانیسم های تولید گرما ..10

الف) ترموژنز انقباضی ……………………………………… 11

ب) ترموژنز غیر انقباضی …………………………………… 12

7) مکانیسم های انتقال حرارت …………………………………………… .12

الف) انتقال گرما ……………………………………………… ... 13

ب) تابش گرما .13

ج) همرفت ……………………………………………………… ..14

د) تبخیر ……………………………………………………… ..14

8) متابولیسم .16

9) غذا 17

10) نتیجه گیری ... 20

11) لیست ادبیات استفاده شده …………………………………… ..23

معرفی

اشکال تجلی زندگی هر چقدر متنوع باشد ، همیشه با تحول انرژی پیوند ناگسستنی دارند. متابولیسم انرژی ویژگی ذاتی هر سلول زنده است. مواد مغذی غنی از انرژی جذب و تبدیل شیمیایی می شوند و مواد زائد متابولیک با انرژی کمتری از سلول آزاد می شوند. طبق قانون اول ترمودینامیک ، انرژی از بین نمی رود و دوباره بوجود نمی آید. ارگانیسم ها باید انرژی را به شکلی که از محیط برایشان قابل دسترسی باشد دریافت کنند و مقدار مناسبی از انرژی را به شکلی که برای استفاده بیشتر مناسب نباشد به محیط برگردانند.

حدود یک قرن پیش ، کلود برنارد ، فیزیولوژیست فرانسوی ثابت کرد که یک موجود زنده و یک محیط تشکیل می شود سیستم یکپارچه، همانطور که بین آنها تبادل مداوم مواد و انرژی وجود دارد. عملکرد طبیعی بدن با تنظیم اجزای داخلی پشتیبانی می شود ، که به مصرف انرژی نیاز دارد. استفاده از انرژی شیمیایی در بدن متابولیسم انرژی نامیده می شود: این اوست که به عنوان شاخص وضعیت عمومی و فعالیت فیزیولوژیکی بدن عمل می کند.

فرآیندهای متابولیک (یا متابولیکی) ، که طی آن عناصر خاصی از بدن از مواد غذایی جذب شده سنتز می شوند ، آنابولیسم نامیده می شوند. بر این اساس ، به آن فرایندهای متابولیکی که در طی آن عناصر ساختاری بدن یا محصولات غذایی جذب شده دچار تجزیه می شوند ، کاتابولیسم گفته می شود.

یک ارگانیسم زنده گرما تولید می کند ، که برای گرم کردن بدن استفاده می شود. ظرفیت حرارتی ویژه بدن انسان (مقدار گرمای لازم برای گرم كردن بافت تا 1 درجه سانتیگراد) به طور متوسط \u200b\u200b83/0 كیلوكالری بر كیلوگرم در هر درجه است (برای آب - 1 كیلوكالری بر كیلوگرم در هر درجه). برای افزایش دمای بدن فرد با وزن 70 کیلوگرم در یک درجه ، 58.1 کیلوکالری (0.83 70) باید هزینه شود. به طور متوسط \u200b\u200b، شخصی با وزن 70 کیلوگرم در شرایط استراحت ، حدود 72 کیلوکالری در ساعت آزاد می کند. بنابراین ، اگر فرآیند دوم - انتقال گرما وجود نداشته باشد ، هر ساعت بافتهای انسان با 1.24 درجه گرم می شوند (72: 58.1). با این حال ، این اتفاق نمی افتد ، زیرا در شرایط عادی در حالت استراحت ، میزان تولید گرما برابر با میزان از دست دادن آن است. این تعادل گرما نامیده می شود ، که بر اساس فرآیندهای تنظیم تولید گرما و انتقال گرما است. با هم ، این اصطلاحاً تنظیم مجدد حرارتی نامیده می شود.

POYKILOTHERMIA ، HETEROTHERMIA ، HOMOYOTHERMIA

در تکامل سیستم تنظیم دما ، یک مرحله پایین تر وجود دارد که در آن درجه حرارت بدن یک حیوان عمدتا به درجه حرارت محیط بستگی دارد: وقتی کاهش می یابد ، دمای بدن نیز کاهش می یابد و بالعکس. این حالت دمای بدن poikilothermy و حیوانات poikilothermic نامیده می شوند. قورباغه یک نماینده معمولی از poikilothermic است. در زمستان ، دمای بدن قورباغه به صفر نزدیک می شود. در این حالت ، او هنوز قادر به پرش های طولانی است ، اما بیش از 12-15 سانتی متر نیست. در تابستان ، دمای بدن او به 20-25 درجه سانتیگراد می رسد و می تواند خیلی بیشتر - تا 1 متر بپرد. معمولاً در کم شرایط دما ، حیوانات poikilothermic به حالت انیمیشن معلق می افتند. میکروارگانیسم هایی وجود دارد که دمای مطلوب محیط از 0 درجه سانتیگراد تا منفی 60 درجه سانتیگراد متغیر است ، به عنوان مثال میکروب هایی که در ستون یخ زندگی می کنند ، یا برعکس ، میکروارگانیسم هایی که می توانند از 70+ درجه سانتیگراد تا 120+ درجه حرارت محیط را تحمل کنند ° С ، به عنوان مثال ، میکروب های چشمه گرم.

مکانیسم های تولید گرما و انتقال گرما.

الف - نقش اندامها در تولید گرما

ب - نقش اندامها در انتقال گرما

تعدادی از حیوانات ، به عنوان مثال ، یک خفاش ، جوندگان ، برخی از گونه های پرندگان ، به عنوان مثال ، یک مرغ مگس خوار ، در گروه موجودات گرمایی قرار دارند: تحت برخی شرایط آنها موجودات poikilothermic هستند ، تحت برخی دیگر آنها هوموترمی هستند.

پستانداران به ارگانیسم های هموترمال (خون گرم) تعلق دارند که در آنها ایزوترمی یا ثابت بودن دمای بدن اتفاق می افتد. با این حال ، ایزوترمی یک طبیعت نسبی است: دمای بافتهای واقع در عمق بیش از 3 سانتی متر از سطح بدن (پوست ، بافت زیرپوستی ، عضلات سطحی) یا پوسته ، عمدتا به دمای خارجی بستگی دارد ، در حالی که هسته بدن ، یعنی سیستم عصبی مرکزی ، اندام های داخلی ، عضلات اسکلتی واقع در عمق بیش از 3 سانتی متر ، فارغ از دمای محیط ، دمای نسبتاً ثابت دارند. بنابراین ، حیوانات خونگرم دارای یک پاکت پوکیلوترمی و یک "هسته" یا "هسته" گرمایش داخلی هستند.

اندامهایی برای تولید گرما و کنترل تولید گرما.

K - پوست ، Kzh - پوست ، CGT - مراکز هیپوتالاموس ، Cdc - مرکز وازوموتور ، PM - Medulla oblongata ، Cm - نخاع ، Gf - غده هیپوفیز ، TG - هورمون تحریک کننده تیروئید ، IVS - غدد درون ریز ، Hm - هورمون ها ، M - عضله ، Pt - کبد ، Ptr - دستگاه گوارش ، a ، b - شار تکانه های دیفرانسیل.

دمای متوسط \u200b\u200bمغز ، خون ، اندام های داخلی فرد نزدیک به 37 درجه سانتی گراد است. حد فیزیولوژیکی نوسانات این دما 1.5 درجه است. تغییر در دمای خون و اندام های داخلی فرد 2-2.5 درجه سانتی گراد از سطح متوسط \u200b\u200bبا نقض عملکردهای فیزیولوژیکی همراه است و درجه حرارت بدن بالاتر از 43 درجه سانتیگراد عملا با زندگی انسان سازگار نیست.

اصول تنظیم دمای بدن ،

تعادل حرارتی

دمای هسته (بدن) با دو جریان تعیین می شود - تولید گرما (تولید گرما) و انتقال گرما (انتشار گرما). در یک منطقه حرارتی و خنثی (در دمای 32-37 درجه سانتیگراد) ، تعادل بین تولید گرما و انتقال گرما وجود دارد. به عنوان مثال ، در شرایط استراحت فیزیولوژیکی ، بدن حدود 18/1 کیلوکالری در دقیقه (یا حدود 70 کیلوکالری در ساعت) تولید می کند و همان مقدار گرما در محیط آزاد می شود. در دمای پایین محیط ، با وجود مکانیسم دفاعی ، افت حرارت بدن افزایش می یابد. در این شرایط ، برای حفظ دمای بدن ، بدن باید به طور مساوی تولید گرما را افزایش دهد. بنابراین ، سطح جدیدی از تعادل گرما بوجود می آید. به عنوان مثال ، در دمای هوا 10 درجه سانتیگراد ، انتقال حرارت به 120 کیلوکالری در ساعت می رسد (در شرایط راحتی - 70 کیلوکالری در ساعت) ، بنابراین ، برای حفظ درجه حرارت بدن در یک سطح ثابت ، تولید گرما نیز باید به 120 کیلوکالری افزایش یابد / ساعت

چه زمانی درجه حرارت بالا محیط ، به عنوان مثال ، در 40 درجه سانتیگراد ، انتشار گرما به طور قابل توجهی کاهش می یابد ، به عنوان مثال ، به 40 کیلوکالری در ساعت (به جای 70 کیلو کالری در ساعت در یک محیط راحت). برای حفظ دمای ثابت بدن ، تولید گرما نیز باید به حدود 40 کیلوکالری در ساعت کاهش یابد. سطح جدیدی از تعادل گرما ایجاد می شود ، که حفظ دمای بدن را تضمین می کند.

بنابراین ، عامل اصلی تعیین کننده سطح تعادل گرما ، دمای محیط است.

با توجه به اینکه تولید گرما بسته به نوع فعالیت بدنی فرد متفاوت است و میزان انتقال گرما تا حد زیادی به دمای محیط بستگی دارد ، مکانیسم های تنظیم تولید گرما و انتقال گرما لازم است. آنها با مشارکت ساختارهای تخصصی مغز ، متحد در مرکز تنظیم حرارت انجام می شوند. اصل تنظیم این است که دستگاه کنترل (مرکز تنظیم مجدد دما) اطلاعات را از گیرنده های حرارتی دریافت می کند. بر اساس این اطلاعات ، چنین دستوراتی را ایجاد می کند ، به لطف آنها فعالیت اشیا control کنترل (ساختارهای کاری که شدت تولید گرما و انتقال گرما را تعیین می کنند) تغییر می کند به طوری که سطح جدیدی از تعادل گرما ایجاد می شود ، در نتیجه دمای بدن در یک سطح ثابت باقی می ماند. سیستم تنظیم مجدد دما می تواند در حالت ردیابی یا بر اساس اصل عدم تطابق کار کند - دمای خون تغییر کرده است ، فعالیت اشیا control کنترل تغییر می کند. با این حال ، سیستم تنظیم حرارت همچنین یک روش نرم تر برای حفظ درجه حرارت ثابت بدن را فراهم می کند ، که بر اساس اصل تنظیم شده توسط اختلال است: تغییر در درجه حرارت محیط تشخیص داده می شود ، و بدون انتظار برای تأثیر آن بر دمای خون ، دستوراتی در سیستم ظاهر می شوند که عملکرد اشیا control کنترل را از این طریق تغییر می دهند ، دمای خون ثابت نگه داشته می شود. علاوه بر این ، سیستم تنظیم مجدد دما همچنین می تواند در حالت کنترل پیش بینی ، یعنی کنترل زود هنگام (اینها رفلکس های شرطی هستند) عمل کند: فرد در آستانه بیرون رفتن در یک خیابان زمستانی است و تولید گرما در حال افزایش است ، که برای جبران تلفات گرمایی که در یک فرد در خیابان در شرایط دمای پایین رخ می دهد ، لازم است. در همه موارد ، اطلاعات مربوط به درجه حرارت بدن (هسته و پوسته) برای تنظیم بهینه شدت تولید گرما و انتقال گرما مورد نیاز است. از گیرنده های حرارتی به سیستم عصبی مرکزی منتقل می شود.

فیزیولوژی ترمورسپتورها

گیرنده های حرارتی در قسمت های مختلف پوست ، در اندام های داخلی (در معده ، روده ، رحم ، مثانه) ، در دستگاه تنفسی ، غشاهای مخاطی ، قرنیه چشم ، عضلات اسکلتی ، رگ های خونی ، از جمله عروق ، آئورت قرار دارند. و مناطق کاروتید ، در بسیاری از رگهای بزرگ ، و همچنین در قشر مغز ، نخاع ، تشکیل شبکه ، مغز میانی ، هیپوتالاموس.

گیرنده های حرارتی سیستم عصبی مرکزی ، به احتمال زیاد ، سلول های عصبی هستند که همزمان به عنوان گیرنده و نقش یک نورون آوران عمل می کنند.

گیرنده های حرارتی پوست به طور کامل بررسی شده اند. بیشتر گیرنده های حرارتی در پوست سر (صورت) و گردن یافت می شوند. به طور متوسط \u200b\u200b، 1 گیرنده حرارت بر روی 1 میلی متر از سطح پوست می افتد. گیرنده های حرارتی پوستی به سرما و گرما تقسیم می شوند. به نوبه خود ، آنهایی که سرد هستند به سردی (خاص) تقسیم می شوند که فقط در برابر تغییرات دما واکنش نشان می دهند ، و تغییرات لمسی سرد یا غیر اختصاصی ، که می توانند همزمان به هر دو تغییرات دما و فشار پاسخ دهند.

گیرنده های سرما در عمق 0.17 میلی متر از سطح پوست قرار دارند. در کل حدود 250 هزار نفر وجود دارد. آنها با یک دوره تأخیر کوتاه به تغییرات دما واکنش می دهند. در این حالت ، فرکانس پتانسیل عمل به صورت خطی به درجه حرارت در محدوده 41 تا 10 درجه سانتیگراد بستگی دارد: هرچه دما پایین تر باشد ، فرکانس پالس بالاتر است. حساسیت مطلوب در محدوده 15 تا 30 درجه سانتیگراد است و طبق برخی منابع - تا 34 درجه سانتیگراد.

گیرنده های حرارتی عمیق تر - در فاصله 0.3 میلی متر از سطح پوست قرار دارند. در کل حدود 30 هزار نفر وجود دارد. آنها به تغییرات دما در محدوده 20 تا 50 درجه سانتیگراد واکنش نشان می دهند: هرچه دما بیشتر باشد ، فرکانس تولید پتانسیل عمل بیشتر است. حساسیت مطلوب در محدوده 34-43 درجه سانتیگراد است.

در میان گیرنده های سرما و گرما ، جمعیت گیرنده هایی با حساسیت متفاوت وجود دارد: برخی به یک تغییر دما برابر با 0.1 درجه سانتیگراد (گیرنده های بسیار حساس) واکنش نشان می دهند ، برخی دیگر به یک تغییر دما برابر با 1 درجه سانتیگراد (گیرنده های حساسیت متوسط) ، و هنوز هم دیگران به تغییر در 10 درجه سانتیگراد (گیرنده های آستانه بالا یا حساسیت کم) تبدیل می شوند.

اطلاعات گیرنده های پوستی از طریق فیبرهای آوران گروه A-delta و از طریق فیبرهای گروه C به سیستم عصبی مرکزی می رود ؛ و با سرعت های مختلف به سیستم عصبی مرکزی می رسد. به احتمال زیاد تکانه های گیرنده های سرما در امتداد الیاف A-delta قرار دارند.

ضربه از گیرنده های پوستی وارد نخاع می شود ، جایی که نورون های دوم در آن قرار دارند ، باعث ایجاد مسیر اسپینوتالامامی می شود ، که به هسته شکمی تالاموس ختم می شود ، از آنجا که بخشی از اطلاعات وارد منطقه حسگر حرکتی قشر مغز می شود و بخشی از آن به مراکز تنظیم حرارت هیپوتالاموس می رود.

قسمتهای بالاتر سیستم عصبی مرکزی (قشر و سیستم لیمبیک) ایجاد احساس گرما (گرما ، سرما ، راحتی حرارتی ، ناراحتی حرارتی) را ایجاد می کنند. احساس راحتی بر اساس جریان تکانه ها از گیرنده های حرارتی پوسته (به طور عمده پوست) است. بنابراین ، بدن می تواند "فریب" یابد - اگر در شرایط دمای بالا بدن با آب سرد خنک شود ، همانطور که در حمام تابستان در گرما اتفاق می افتد ، احساس راحتی از دما ایجاد می شود.

مراکز تنظیم حرارتی

تنظیم مجدد دما به طور عمده با مشارکت سیستم عصبی مرکزی انجام می شود ، اگرچه برخی از فرآیندهای تنظیم مجدد دما نیز بدون سیستم عصبی مرکزی امکان پذیر است. بنابراین ، شناخته شده است که رگ های خونی پوست می توانند خود به سرما واکنش دهند: به دلیل حساسیت حرارتی سلول های عضله صاف به سرما ، شل شدن عضلات صاف رخ می دهد ، بنابراین ، در سرما ، ابتدا اسپاسم رفلکس رخ می دهد ، که همراه با درد ، و سپس رگ به دلیل تأثیر مستقیم سرما بر سلولهای عضله صاف منبسط می شود. بنابراین ، ترکیب دو مکانیزم نظارتی امکان گرم نگه داشتن از یک سو و جلوگیری از تجربه گرسنگی اکسیژن در بافتها را دارد.

مراکز تنظیم مجدد دما ، به معنای گسترده ، مجموعه ای از سلولهای عصبی هستند که در تنظیم مجدد حرارت نقش دارند. آنها در مناطق مختلف سیستم عصبی مرکزی ، از جمله قشر مغز ، سیستم لیمبیک (کمپلکس آمیگدالا ، هیپوکامپ) ، تالاموس ، هیپوتالاموس ، وسط ، بصل النخاع و نخاع یافت می شوند. هر قسمت از مغز وظایف خود را انجام می دهد. به طور خاص ، قشر ، سیستم لیمبیک و تالاموس کنترل فعالیت مراکز هیپوتالاموس و ساختارهای ستون فقرات را ایجاد می کنند ، و یک رفتار انسانی مناسب را در شرایط مختلف دمایی محیط (حالت کار ، لباس ، فعالیت حرکتی داوطلبانه) و احساسات ایجاد می کنند. گرما ، سرما یا راحتی با کمک قشر مغز ، تنظیم مجدد اولیه (اولیه) انجام می شود - رفلکس های مشروط تشکیل می شوند. به عنوان مثال ، شخصی که قرار است در زمستان به بیرون از خانه برود ، تولید گرما را از قبل افزایش می دهد.

تنظیم مجدد دما شامل سیستم عصبی سمپاتیک و جسمی است. سیستم دلسوز فرآیندهای تولید گرما (گلیکوژنولیز ، لیپولیز) ، فرایندهای انتقال حرارت (تعریق ، انتقال حرارت با استفاده از اشعه گرما ، هدایت گرما و همرفت - به دلیل تغییر در لحن رگ های پوست) را تنظیم می کند. سیستم سوماتیک تنش مقوی ، فعالیت فاز ارادی و غیر ارادی عضلات اسکلتی را تنظیم می کند ، به عنوان مثال ، فرآیندهای گرمازایی انقباضی.

هیپوتالاموس نقش اصلی در تنظیم مجدد حرارت دارد. این ماده بین خوشه های سلولهای عصبی تنظیم کننده انتقال حرارت (مرکز انتقال حرارت) و تولید گرما تفاوت قائل می شود.

برای اولین بار وجود چنین مراکزی در هیپوتالاموس توسط K. Bernard کشف شد. او یک "تزریق گرما" (تحریک مکانیکی هیپوتالاموس حیوان) ایجاد کرد ، پس از آن دمای بدن افزایش یافت.

حیواناتی که دارای هسته های تخریب شده در ناحیه زودرس هیپوتالاموس هستند ، دمای بالای محیط را تحمل نمی کنند. تحریک این ساختارها با جریان الکتریکی منجر به گسترش رگهای خونی پوست ، تعریق و ایجاد تنگی نفس گرمایی می شود. این تجمع هسته ها (عمدتاً پیش بطنی ، سوپراوپتیک ، سوپراشیاسماتیک) "مرکز انتقال حرارت" نامیده می شود.

وقتی نورون های هیپوتالاموس خلفی از بین بروند ، حیوان تحمل سرما را به خوبی ندارد. تحریک الکتریکی این ناحیه باعث افزایش دمای بدن ، لرزش عضلات ، افزایش لیپولیز ، گلیکوژنولیز می شود. اعتقاد بر این است که این سلول های عصبی عمدتا در ناحیه هسته های شکمی و پشتی هیپوتالاموس متمرکز شده اند. به تجمع این هسته ها "مرکز تولید گرما" گفته می شود.

تخریب مراکز تنظیم حرارت ، ارگانیسم هوموترم را به موجودی پوکیلوترمی تبدیل می کند.

طبق گفته K.P. Ivanov (1983 ، 1984) ، نورونهای حسی ، یکپارچه و وابران در مراکز تولید گرما و انتقال گرما وجود دارد. نورون های حسی اطلاعات را از گیرنده های حرارتی واقع در محیط پیرامونی و همچنین مستقیماً از خونی که نورون ها را غسل می دهد ، درک می کنند. KP Ivanov نورونهای حسی را به دو نوع تقسیم می کند: 1) درک اطلاعات از گیرنده های حرارتی محیطی و 2) درک دمای خون. اطلاعات نورونهای حسی به سلولهای عصبی یکپارچه ارسال می شود ، جایی که تمام اطلاعات مربوط به وضعیت دمای هسته و پوسته بدن خلاصه می شود ، یعنی این سلولهای عصبی میانگین دمای بدن را "محاسبه" می کنند. سپس اطلاعات به سلولهای عصبی فرمان می رسد ، که در آن مقدار فعلی میانگین دمای بدن با سطح داده شده مقایسه می شود. سوال نورونهایی که این سطح را تعیین می کنند همچنان باز است. اما احتمالاً چنین نورون هایی وجود دارند و می توانند در قشر ، سیستم لیمبیک یا به احتمال زیاد در هیپوتالاموس قرار بگیرند. بنابراین ، اگر در نتیجه مقایسه ، انحرافی از سطح معین مشخص شود ، نورونهای وابسته هیجان زده می شوند: در مرکز انتقال حرارت ، اینها نورونهایی هستند که تعریق ، تن عروق پوستی ، حجم خون در گردش را تنظیم می کنند. ، و در مرکز تولید گرما ، اینها نورونهایی هستند که روند تولید گرما را تنظیم می کنند. هنوز مشخص نیست که آیا هر مرکز (انتقال گرما و تولید گرما) درگیر "محاسبات" می شود و به طور مستقل تصمیم گیری می کند یا اینکه مرکز جداگانه دیگری وجود دارد که این روند انجام می شود.

مراکز انتقال حرارت. هنگامی که نورونهای وابران مرکز انتقال حرارت تحریک می شوند ، ممکن است تن عروق پوستی کاهش یابد. این به دلیل تأثیر نورونهای وابران مرکز انتقال حرارت ("رگهای پوستی") بر روی مرکز وازوموتور است که به نوبه خود بر فعالیت نورونهای سمپاتیک نخاعی تأثیر می گذارد ، که جریان ضربه ای را به عضلات صاف عروق پوست در نتیجه ، هنگامی که نورون های هیپوتالاموس "رگ های پوستی" هیجان زده می شوند ، تن عروق پوست کاهش می یابد ، جریان خون پوست افزایش می یابد و انتقال گرما به دلیل تابش گرما ، هدایت گرما و همرفت افزایش می یابد. افزایش جریان خون در پوست نیز به افزایش تعریق (انتقال گرما به وسیله تبخیر) کمک می کند. اگر تغییر در جریان خون جلدی برای انتقال گرما ناکافی باشد ، در این صورت نورون ها برانگیخته می شوند ، که منجر به آزاد شدن خون از انبارهای خون و در نتیجه افزایش حجم انتقال گرما می شود. اگر این مکانیسم به عادی سازی دما کمک نکند ، پس نورونهای وابران مرکز انتقال حرارت هیجان زده می شوند ، که نورونهای سمپاتیک را فعال می کنند غدد عرق را فعال می کنند ، می توان این نورونهای هیپوتالاموس را "نورونهای تنظیم کننده عرق" یا نورونها نامید که تعریق را تنظیم می کند. نورون های دلسوز که تعریق را فعال می کنند در ستون های جانبی نخاع قرار دارند (Th 2-L 2) ، و سلول های عصبی پس از گلژیون در گانگلیون های سمپاتیک قرار دارند. الیاف پست گانگلیونی که به غدد عرق می روند کولینرژیک هستند ، واسطه آنها استیل کولین است که با تعامل با گیرنده های M-cholinergic (غدد انسداد آتروپین است) فعالیت غده عرق را افزایش می دهد.

مراکز تولید گرما. نورون های وابران مرکز تولید گرما را می توان به طور مشروط به چند نوع تقسیم کرد که هر کدام مکانیسم تولید گرما مربوطه را فعال می کنند.

الف) برخی از نورون ها ، هنگام تحریک ، سیستم سمپاتیک را فعال می کنند ، در نتیجه شدت فرآیندهای تولید انرژی (لیپولیز ، گلیکوژنولیز ، گلیکولیز ، فسفوریلاسیون اکسیداتیو) افزایش می یابد. به طور خاص ، اعصاب سمپاتیک ، به دلیل تعامل واسطه (نوراپی نفرین) آنها با گیرنده های بتا آدرنرژیک ، فرآیندهای گلیکوژنولیز و گلیکولیز در کبد ، فرآیندهای لیپولیز در چربی قهوه ای را فعال می کنند.

در همان زمان ، هنگامی که سیستم عصبی سمپاتیک هیجان زده می شود ، ترشح هورمون های مدولای فوق کلیوی - آدرنالین و نوراپی نفرین - افزایش می یابد ، که باعث افزایش تولید گرما در کبد ، عضلات اسکلتی ، چربی قهوه ای ، گلیکوژنولیز فعال ، گلیکولیز و لیپولیز می شود.

ب) در هیپوتالاموس نورونهای وابران وجود دارد که بر غده هیپوفیز تأثیر می گذارد و از طریق آن غده تیروئید: تولید هورمونهای حاوی ید (T 3 و T 4) افزایش می یابد که احتمالاً به دلیل قطع شدن فسفوریلاسیون اکسیداتیو است فرآیندها ، جریان گرمای اولیه را افزایش می دهند ، یعنی تحت تأثیر آنها ، تجمع انرژی در ATP کاهش می یابد و بیشتر انرژی به صورت گرما تلف می شود.

ج) در مرکز هیپوتالاموس تولید گرما ، جمعیتی از نورونهای وابران نیز وجود دارد که تحریک آنها منجر به ظهور تن تنظیم می شود (در حالی که تن در عضلات اسکلتی افزایش می یابد ، به همین دلیل ، تقریبا 40-60 increases تولید گرما) یا انقباضات فاز مانند عضلات منفرد
الیاف ، که "لرز" نامیده می شود. در همه این موارد ، فرمان از نورون های وابران هیپوتالاموس ، در نهایت ، به سلول های عصبی حرکتی آلفا منتقل می شود. مسیر لرزش مرکزی است مسیر وابرانرفتن از هیپوتالاموس به سلولهای عصبی آلفا از طریق تشکیلات میانی ، به ویژه از طریق تکتوم مغز میانی (مسیر تکتوسپینال) و از طریق هسته قرمز (دستگاه روبرواسپاینال). جزئیات این مسیر هنوز مشخص نیست.

مکانیسم های تولید گرما

منبع گرما در بدن واکنشهای گرمازایی اکسیداسیون پروتئین ها ، چربی ها ، کربوهیدرات ها و همچنین هیدرولیز ATP است. در طول هیدرولیز مواد مغذی ، بخشی از انرژی آزاد شده در ATP جمع می شود و بخشی به صورت گرما (گرمای اولیه) از بین می رود. هنگام استفاده از انرژی انباشته شده در AGF ، بخشی از انرژی برای انجام کارهای مفید استفاده می شود و بخشی به صورت گرما (گرمای ثانویه) پراکنده می شود. بنابراین ، دو جریان گرما - اولیه و ثانویه - محصولات گرمایی هستند. در دمای بالای محیط یا تماس فرد با بدن گرم ، بدن می تواند بخشی از گرما را از خارج دریافت کند (گرمای برون زا).

اگر افزایش تولید گرما ضروری باشد (به عنوان مثال در شرایط دمای پایین محیط) ، علاوه بر امکان دریافت گرما از خارج ، مکانیسم هایی نیز در بدن وجود دارند که تولید گرما را افزایش می دهند.

طبقه بندی مکانیسم های تولید گرما:

1. ترموژنز انقباضی - تولید گرما در نتیجه انقباض عضله اسکلتی:

الف) فعالیت داوطلبانه دستگاه حرکتی ؛

ب) تن تنظیم کننده حرارت ؛

ج) لرزش عضلات سرد ، یا فعالیت ریتمیک غیرارادی عضلات اسکلتی.

2. ترموژنز غیر انقباضی ، یا ترموژنز غیر لرزان (تولید گرما در نتیجه فعال سازی گلیکولیز ، گلیکوژنولیز و لیپولیز):

الف) در عضلات اسکلتی (به دلیل قطع اتصال فسفوریلاسیون اکسیداتیو) ؛

ب) در کبد ؛

ج) در چربی قهوه ای ؛

د) به دلیل عملکرد خاص دینامیکی غذا.

ترموژنز انقباضی

با انقباض عضله ، هیدرولیز ATP افزایش می یابد و بنابراین جریان گرمای ثانویه ، که به گرم شدن بدن می رود ، افزایش می یابد. فعالیت عضلانی ارادی عمدتا تحت تأثیر قشر مغز رخ می دهد. تجربه انسانی نشان می دهد که حرکت در محیط های دمای پایین ضروری است. بنابراین ، اعمال بازتاب شرطی تحقق می یابد ، فعالیت حرکتی داوطلبانه افزایش می یابد. هرچه بالاتر باشد ، تولید گرما نیز بیشتر است. در مقایسه با مقدار متابولیسم پایه می توان 3-5 برابر آن را افزایش داد. معمولاً با کاهش دمای محیط و دمای خون ، اولین واکنش افزایش تن تنظیم دما است. اولین بار در سال 1937 در حیوانات و در سال 1952 در انسان شناسایی شد. با استفاده از روش الکترومیوگرافی ، نشان داده شد که با افزایش تن عضله ناشی از هیپوترمی ، فعالیت الکتریکی عضلات افزایش می یابد. از نظر مکانیک انقباض ، لحن هرمتیکی میکرو ویبره است. به طور متوسط \u200b\u200b، هنگامی که ظاهر می شود ، تولید گرما 20-45 of از سطح اولیه افزایش می یابد. با هیپوترمی قابل توجه تر ، تن تنظیم کننده حرارت به لرز عضلانی تبدیل می شود. میزان تنظیم حرارت از لرزش عضلانی مقرون به صرفه است. معمولاً عضلات سر و گردن در ایجاد آن نقش دارند.

لرزش یا لرزش عضلانی سرد ، یک فعالیت موزون غیرارادی عضلات واقع در سطح است که در نتیجه آن تولید گرما در مقایسه با سطح اولیه 2-3 برابر افزایش می یابد. معمولاً ابتدا در عضلات سر و گردن لرزش ایجاد می شود ، سپس - تنه و در نهایت اندام ها. اعتقاد بر این است که کارایی تولید گرما با لرزش 2.5 برابر بیشتر از فعالیت داوطلبانه است.

سیگنالهای نورونهای موجود در هیپوتالاموس از طریق "مسیر لرزشی مرکزی" (تکتوم و هسته قرمز) به سلولهای عصبی حرکتی آلفا نخاع می روند ، از آنجا که سیگنالها به عضلات مربوطه می روند و باعث فعالیت آنها می شوند. مواد کوراریفرم (شل کننده های عضلانی) ، به دلیل انسداد گیرنده های H- کولینرژیک ، از ایجاد تن تنظیم کننده حرارت و لرز سرد جلوگیری می کنند. این مورد برای ایجاد هیپوترمی مصنوعی استفاده می شود و همچنین هنگام انجام مداخلات جراحی که در آن از داروهای شل کننده عضلات استفاده می شود ، مورد توجه قرار می گیرد.

ترموژنز غیر انقباضی

با افزایش فرآیندهای اکسیداسیون و کاهش کارایی ترکیب فسفوریلاسیون اکسیداتیو انجام می شود. مکان اصلی تولید گرما عضلات اسکلتی ، کبد و چربی قهوه ای است. به دلیل این نوع ترموژنز ، تولید گرما می تواند 3 برابر شود.

در عضلات اسکلتی ، افزایش ترموژنز غیر کوتاه کننده با کاهش کارایی فسفوریلاسیون اکسیداتیو به دلیل جدا شدن اکسیداسیون و فسفوریلاسیون در کبد ، عمدتا از طریق فعال سازی گلیکوژنولیز و اکسیداسیون گلوکز متعاقب ، همراه است. چربی قهوه ای به دلیل لیپولیز (تحت تأثیر تأثیرات سمپاتیک و آدرنالین) تولید گرما را افزایش می دهد. چربی قهوه ای در ناحیه پس سری ، بین تیغه های شانه ، در مدیاستن در امتداد عروق بزرگ ، در زیر بغل قرار دارد. در حالت استراحت ، حدود 10٪ گرما در چربی قهوه ای ایجاد می شود. با خنک شدن ، نقش چربی قهوه ای به شدت افزایش می یابد. در طول سازگاری با سرما (در بین ساکنان مناطق قطب شمال) ، توده چربی قهوه ای و سهم آن در کل تولید گرما افزایش می یابد.

تنظیم فرآیندهای ترموژنز غیر انقباضی با فعال سازی سیستم سمپاتیک و تولید هورمون های تیروئید (آنها فسفوریلاسیون اکسیداتیو را جدا می کنند) و مدولای غده فوق کلیه انجام می شود.

مکانیسم های انتشار گرما

قسمت عمده ای از گرما در اندام های داخلی تولید می شود. بنابراین ، جریان داخلی گرما باید به پوست برود تا از بدن خارج شود. انتقال گرما از اندام های داخلی توسط هدایت گرما انجام می شود (کمتر از 50٪ گرما از این طریق منتقل می شود) و همرفت ، یعنی انتقال گرما و جرم. خون به دلیل ظرفیت گرمای بالایی که دارد ، رسانای گرمایی خوبی است.

جریان دوم گرما جریان از پوست به محیط است. جریان خارجی نامیده می شود. با در نظر گرفتن مکانیسم های انتقال گرما ، این جریان معمولاً منظور است.

انتقال گرما به محیط با استفاده از 4 مکانیزم اصلی انجام می شود:

1) تبخیر ؛

2) هدایت گرما ؛

3) تابش گرما ؛

4) همرفت.

مکانیسم های انتقال حرارت و کنترل گرما.

K - قشر قشر ، Kzh - پوست ، CGT - مراکز هیپوتالاموس ، Cdc - مرکز وازوموتور ، PM - بصل النخاع ، سانتی متر - نخاع ، Gf - غده هیپوفیز ، TG - هورمون تحریک کننده تیروئید ، GVS - غدد درون ریز ، GM - هورمون ها ، Ptr - دستگاه گوارش ، Kc - رگهای خونی ، L - ریه ها ، a ، b - فشارهای آورنده جریان می یابد.

سهم هر مکانیزم در انتقال گرما با توجه به وضعیت محیط و میزان تولید گرما در بدن تعیین می شود. در شرایط راحتی حرارتی ، مقدار زیادی از گرما به دلیل هدایت گرما ، تابش گرما و همرفت و فقط 19-20٪ - از طریق تبخیر انجام می شود. در دمای محیط بالا ، به دلیل تبخیر تا 90-75٪ گرما از بدن خارج می شود.

انتقال حرارت روشی برای دادن گرما به بدن است که در تماس مستقیم با بدن انسان است. هرچه دمای این بدنه کمتر باشد ، هرچه شیب دما بیشتر باشد ، میزان اتلاف گرما در اثر این مکانیزم بیشتر خواهد بود. معمولاً این روش آزاد سازی گرما محدود به لباس و فضای هوا است که عایق های حرارتی خوبی هستند و همچنین چربی های زیر پوستی هستند. هرچه این لایه ضخیم تر باشد ، احتمال انتقال گرما به بدن سرد کمتر است.

تابش گرما - انتقال حرارت از مناطق پوستی که لباس پوشیده نشده است. با موج طولانی اتفاق می افتد اشعه مادون قرمز، بنابراین ، این نوع انتقال حرارت را انتقال حرارت تابشی نیز می نامند. در شرایط راحتی حرارتی ناشی از این مکانیزم ، تا 60٪ گرما منتقل می شود. کارایی تابش گرما به شیب دما بستگی دارد (هرچه بالاتر باشد ، گرما بیشتری آزاد می شود) ، به منطقه ای که تابش از آن رخ می دهد ، به تعداد اجسام موجود در محیط که اشعه مادون قرمز را جذب می کنند بستگی دارد.

همرفت. هوای تماس با پوست گرم می شود و بالا می رود ، جای آن توسط یک قسمت "سرد" هوا گرفته می شود و غیره. به این ترتیب ، به دلیل انتقال گرما و جرم ، تا 15٪ از گرما تحت راحتی حرارتی آزاد می شود شرایط

در همه این مکانیزم ها ، جریان خون پوستی نقش مهمی را ایفا می کند: وقتی شدت آن به دلیل کاهش تن سلولهای عضلانی صاف عروق و بسته شدن شنت های شریانی افزایش می یابد ، انتقال حرارت به طور قابل توجهی افزایش می یابد. این امر با افزایش حجم خون در گردش نیز تسهیل می شود: هرچه مقدار آن بیشتر باشد ، احتمال انتقال گرما به محیط بیشتر است. در سرما ، روندهای مخالف رخ می دهد - جریان خون پوستی کاهش می یابد ، از جمله به دلیل انتقال مستقیم خون شریانی از عروق به رگها ، دور زدن مویرگ ها ، حجم خون در گردش خون کاهش می یابد و واکنش رفتاری تغییر می کند: یک فرد یا یک حیوان به طور غریزی حالت "توپی" پیدا می کند ، زیرا در این حالت ، منطقه انتقال گرما 35٪ کاهش می یابد ، در حیوانات واکنش به این واکنش اضافه می شود - "برجستگی های غاز" - بلند کردن موهای پوست (انقباض) ، که سلولار بودن پوست را افزایش می دهد و احتمال انتقال حرارت را کاهش می دهد.

دست ها قسمت کوچکی از سطح بدن را تشکیل می دهند - فقط 6٪ ، اما پوست آنها با استفاده از مکانیسم انتقال گرمای خشک (تابش گرما ، همرفت) تا 60٪ گرما می دهد.

تبخیر بازگشت گرما به دلیل صرف انرژی (58/0 کیلو کالری در هر میلی لیتر آب) برای تبخیر آب اتفاق می افتد. دو نوع تبخیر یا تعریق وجود دارد: تعریق نامحسوس و محسوس.

الف) تعریق نامحسوس ، تبخیر آب از غشاهای مخاطی دستگاه تنفسی و آبی است که از طریق اپیتلیوم پوست (مایع بافت) نفوذ می کند. در طول روز از طریق دستگاه تنفسی ، تا 400 میلی لیتر آب به طور معمول تبخیر می شود ، یعنی 400x0.58 کیلوکالری \u003d 232 کیلو کالری در روز داده می شود. در صورت لزوم ، می توان این مقدار را به دلیل اصطلاحاً تنگی نفس گرمایی ، که ناشی از تأثیر نورون های مرکز انتقال حرارت بر سلولهای عصبی تنفسی ساقه مغز است ، افزایش داد.

به طور متوسط \u200b\u200bروزانه حدود 240 میلی لیتر آب از طریق اپیدرم نفوذ می کند. بنابراین ، به همین دلیل ، 240/058 کیلوکالری \u003d 139 کیلوکالری در روز داده می شود. این مقدار به فرایندهای تنظیم بستگی ندارد و عوامل مختلف چهار شنبه.

هر دو نوع تعریق نامحسوس در روز به شما امکان می دهد (400 + 240) 0.58 \u003d 371 کیلوکالری بدهید.

ب) تعریق محسوس (آزاد سازی گرما در اثر تبخیر عرق). به طور متوسط \u200b\u200b400-500 میلی لیتر عرق در روز در دمای مناسب محیط آزاد می شود ، بنابراین تا 300 کیلوکالری تخلیه می شود. با این حال ، در صورت لزوم ، میزان تعریق می تواند به 12 لیتر در روز افزایش یابد ، یعنی با تعریق ، می توانید تقریباً 7000 کیلوکالری در روز بخورید. غدد عرق می توانند تا 1.5 لیتر در ساعت و طبق برخی منابع تا 3 لیتر عرق تولید کنند.

بازده تبخیر تا حد زیادی به محیط بستگی دارد: هرچه درجه حرارت بالاتر و رطوبت هوا کمتر باشد (اشباع هوا با بخار آب) ، بازده تعریق به عنوان مکانیزم انتقال گرما بالاتر است. در 100٪ اشباع هوا با بخار آب ، تبخیر غیرممکن است.

غدد عرق از یک انتها یا بدن و یک مجرای عرق تشکیل شده است که با تعریق به بیرون باز می شود. غدد عرق با توجه به ماهیت ترشح ، به اکرین (مروکرین) و آپوکرین تقسیم می شوند. غدد آخرالزمان عمدتاً در زیر بغل ، در ناحیه شرمگاه و همچنین در لب ، پرینه و آرئول غده پستانی قرار دارند. غدد آخرالزمان ماده چربی ترشح شده با ترکیبات آلی ترشح می کند. بحث در مورد عصب کشی آنها مورد بحث است - برخی معتقدند که این سمپاتیک آدرنرژیک است ، برخی دیگر معتقدند که این ماده کاملاً وجود ندارد و تولید راز به هورمون های مدولای فوق کلیوی (آدرنالین و نوراپی نفرین) بستگی دارد.

غدد آپوکرین اصلاح شده غدد مژگانی هستند که در پلک ها در نزدیکی مژه ها قرار دارند و همچنین غده هایی که در کانال شنوایی خارجی موم گوش تولید می کنند و غدد بینی (غدد دهلیزی) هستند. با این وجود غدد آخرالزمان در تبخیر نقش ندارند. غدد عرق اكرین ، یا میكروین ، تقریباً در پوست تمام نواحی بدن قرار دارند. در کل بیش از 2 میلیون نفر وجود دارد (اگرچه افرادی هستند که تقریباً به طور کامل فاقد آنها هستند). بیشتر غدد عرق در کف دست و پا (بیش از 400 در هر سانتی متر مربع) و در پوست شرمگاه (حدود 300 در هر سانتی متر مربع) قرار دارند. میزان تعریق و همچنین گنجاندن غدد عرق در فعالیت ، در مناطق مختلف بدن بسیار متفاوت است.

از نظر شیمیایی ، عرق یک محلول هیپوتونیک است: حاوی 0.3٪ کلرید سدیم (تقریباً 0.9٪ در خون) ، اوره ، گلوکز ، اسیدهای آمینه ، آمونیوم و مقادیر کمی اسید لاکتیک است. pH عرق از 4/2 تا 7 ، به طور متوسط \u200b\u200bpH \u003d 6 متغیر است. وزن مخصوص - 1،001-1،006. از آنجا که عرق یک محیط هیپوتونیک است ، با تعریق زیاد ، آب بیشتری از نمک از بین می رود و افزایش فشار اسمزی می تواند در خون اتفاق بیفتد. بنابراین ، تعریق زیاد با تغییر در متابولیسم نمک آب همراه است.

غدد عرق توسط الیاف کولینرژیک سمپاتیک عصبی می شوند - در انتهای آنها استیل کولین آزاد می شود ، که با گیرنده های M-cholinergic تعامل دارد و تولید عرق را افزایش می دهد. نورون های پیش گلژلیونی در ستون های جانبی نخاع در سطح Th 2-L 2 قرار دارند و نورون های پس از گل گلیون در تنه سمپاتیک واقع شده اند.

اگر لازم باشد انتقال حرارت از طریق تبخیر افزایش یابد ، سلول های عصبی قشر ، سیستم لیمبیک و به طور عمده هیپوتالاموس فعال می شوند. از نورون های هیپوتالاموس ، سیگنال ها به سلول های عصبی در نخاع رفته و به تدریج مناطق مختلفی از پوست را در روند تعریق درگیر می کنند: ابتدا صورت ، پیشانی ، گردن ، سپس تنه و اندام ها.

روش های مختلفی برای تأثیر فعال بر روند تعریق وجود دارد. به عنوان مثال ، بسیاری از مواد ضد تب و یا تب ها: آسپرین و سایر سالیسیلات ها ، تعریق را افزایش می دهند و در نتیجه درجه حرارت بدن را پایین می آورند (انتقال حرارت در اثر تبخیر افزایش می یابد). گل آذین های گل آهک ، تمشک ، برگ گیاه کلت پا نیز دارای اثر قرق است.

متابولیسم

متابولیسم فرآیند متابولیسم موادی است که وارد بدن می شود ، در نتیجه مواد پیچیده تر یا بالعکس ساده تر می توانند از این مواد تشکیل شوند.

بدن انسان مانند موجودات دیگر نمایندگان دنیای حیوانات و گیاهان ، یک سیستم ترمودینامیکی باز است. دائماً یک جریان انرژی آزاد دریافت می کند. در عین حال ، به محیط زیست انرژی می دهد که عمدتاً بی ارزش (مرتبط) است. به لطف این دو جریان ، آنتروپی موجود زنده زنده (درجه بی نظمی ، هرج و مرج ، تخریب) در یک سطح ثابت (حداقل) باقی می ماند. وقتی به هر دلیلی ، جریان انرژی آزاد (سیرابی) کاهش می یابد (یا تشکیل انرژی متصل شده افزایش می یابد) ، آنتروپی کل ارگانیسم افزایش می یابد ، که می تواند منجر به مرگ ترمودینامیکی آن شود.

طبق ترمودینامیک سیستم های زنده ، زندگی مبارزه ای علیه آنتروپی است ، کشمکش بین نظم سیستم و تخریب است. طبق معادله معروف Prigogine ، اگر سرعت جریان نگروتروپی برابر با سرعت جریان آنتروپی به محیط باشد ، حداقل افزایش آنتروپی رخ می دهد.

انرژی آزاد برای بدن فقط از طریق غذا تأمین می شود. در پیوندهای شیمیایی پیچیده پروتئین ، چربی و کربوهیدرات تجمع می یابد. به منظور آزاد سازی این انرژی ، مواد مغذی ابتدا هیدرولیز شده و سپس تحت شرایط بی هوازی یا هوازی اکسید می شوند.

در فرآیند هیدرولیز ، که در انجام می شود دستگاه گوارش، قسمت كمی از انرژی آزاد آزاد می شود (كمتر از 0.5٪). این ماده برای نیازهای انرژی زیستی قابل استفاده نیست ، زیرا توسط دستگاههای کلان مانند ATP جمع نمی شود. این ماده فقط به انرژی گرمایی (گرمای اولیه) تبدیل می شود که توسط بدن برای حفظ هموستاز دما استفاده می شود.

مرحله 2 آزاد سازی انرژی ، فرآیند اکسیداسیون بی هوازی است. به طور خاص ، این روش هنگام اکسید شدن به اسید لاکتیک ، حدود 5٪ از کل انرژی آزاد را از گلوکز آزاد می کند. این انرژی اما توسط ماکرورژیک ATP جمع شده و برای انجام کارهای مفیدی ، به عنوان مثال ، برای انقباض عضله ، برای کارکرد پمپ سدیم و پتاسیم استفاده می شود ، اما در نهایت به گرما تبدیل می شود ، که به آن گرمای ثانویه می گویند.

مرحله 3 - مرحله اصلی آزادسازی انرژی - تا 94.5٪ کل انرژی قابل آزاد سازی در بدن. این فرآیند در چرخه کربس انجام می شود: این ماده اسید پیرویک (محصولی از اکسیداسیون گلوکز) و استیل کوآنزیم A (محصول اکسیداسیون اسیدهای آمینه و اسیدهای چرب) را اکسید می کند. در فرآیند اکسیداسیون هوازی ، در نتیجه جدا شدن هیدروژن و انتقال الکترونها و پروتونهای آن در امتداد زنجیره آنزیمهای تنفسی به اکسیژن ، انرژی آزاد آزاد می شود. در این حالت ، انتشار انرژی به یک باره انجام نمی شود ، اما به تدریج ، بنابراین بیشتر این انرژی آزاد (تقریباً 52-55٪) می تواند در انرژی یک ماکرورژ (ATP) جمع شود. بقیه در اثر "نقص" اکسیداسیون بیولوژیکی به عنوان گرمای اولیه از بین می رود. پس از استفاده از انرژی رایگان ذخیره شده در ATP برای انجام کارهای مفید ، به گرمای ثانویه تبدیل می شود.

بنابراین ، تمام انرژی آزاد که در طی اکسیداسیون مواد مغذی آزاد می شود ، در نهایت به انرژی گرمایی تبدیل می شود. بنابراین ، اندازه گیری مقدار انرژی گرمایی که بدن ساطع می کند روشی برای تعیین میزان مصرف انرژی بدن است.

در نتیجه اکسیداسیون ، گلوکز ، اسیدهای آمینه و اسیدهای چرب در بدن به دی اکسید کربن و آب تبدیل می شوند.

متابولیسم انرژی ارگانیسم حیوانات (متابولیسم ناخالص) متشکل از متابولیسم اساسی و یک افزودنی موثر به متابولیسم اساسی است. مقدار اولیه سطح فرآیندهای متابولیک ، متابولیسم پایه است. این شرایط استاندارد برای تعیین میزان متابولیسم پایه مشخص کننده عواملی است که می توانند بر شدت فرآیندهای متابولیکی در انسان تأثیر بگذارند. به عنوان مثال ، میزان متابولیسم در معرض نوسانات روزانه است که در صبح افزایش می یابد و در شب کاهش می یابد. شدت متابولیسم نیز با کار جسمی و روحی افزایش می یابد. مصرف مواد مغذی و هضم بیشتر آنها تأثیر قابل توجهی در سطح متابولیسم دارد ، به خصوص اگر مواد مغذی از نوع پروتئینی باشند. این پدیده را فعالیت خاص و دینامیکی غذا می نامند. افزایش میزان متابولیسم پس از خوردن غذای پروتئینی می تواند 12 تا 18 ساعت طول بکشد. و سرانجام ، اگر دمای محیط به زیر دمای راحتی کاهش یابد ، شدت فرایندهای متابولیک افزایش می یابد. تغییر به سمت خنک سازی منجر به افزایش متابولیسم بیشتر از تغییرات مربوطه به سمت دمای بالاتر می شود.

حتی با رعایت کامل و دقیق شرایط استاندارد ، میزان متابولیسم پایه در افراد سالم می تواند متفاوت باشد. این تنوع با تفاوت در سن ، جنس ، قد ، وزن بدن توضیح داده می شود. به عنوان یک قاعده ، مقدار 4.2 کیلوژول بر کیلوگرم ساعت به عنوان یک مقدار تقریبی از میزان متابولیسم استاندارد (پایه) در نظر گرفته می شود. برای شخصی که 70 کیلوگرم وزن دارد ، شاخص متابولیسم پایه تقریباً 7100 کیلوژول در روز (1700 کیلو کالری در روز) است.

غذا

تغذیه فرآیند جذب بدن توسط مواد لازم برای ساخت و تجدید بافت های بدن و همچنین تأمین هزینه های انرژی است.

به طور کلی ، تکامل نیازهای غذایی موجودات زنده شامل فرآیند محدود کردن سنتز خود به تعدادی از ترکیبات با گسترش همزمان مصرف انواع خاصی از ترکیبات آلی است. این منجر به جداسازی کل گروهی از مواد ضروری برای حیوانات بالاتر و انسانها ، یعنی برای متابولیسم ضروری است ، اما به طور مستقل سنتز نمی شوند.

استفاده از فرآورده هاي غذايي كه عمدتاً از تركيبات پيچيده منشأ گياهي و حيواني تشكيل مي شود ، براي نياز به انرژي يا پلاستيك بدن تنها پس از هيدروليز اين منابع و تبديل به تركيبات نسبتاً ساده و خالي از ويژگي گونه امكان پذير است. نیازهای تغذیه ای مدل های متفاوت، انواع مختلف، انواع متفاوت، مدل های مختلف حیوانات بسته به اینکه چه ماده غذایی بدن قادر به سنتز است و چه چیزهایی باید از خارج بیایند ، متفاوت هستند. با این حال ، بیشترین تفاوت در نیازهای غذایی به دلیل هضم غذا (هیدرولیز) است. این به دلیل این واقعیت است که در ارگانیسم های حیوانات بالاتر فرآیندهای متابولیکی میانی به روشی مشابه پیش می روند.

در متابولیسم (متابولیسم) و انرژی ، دو فرآیند از هم متمایز می شوند: آنابولیسم و \u200b\u200bکاتابولیسم. آنابولیسم به عنوان مجموعه ای از فرایندها با هدف ایجاد ساختارهای بدن عمدتاً از طریق سنتز کمپلکس شناخته می شود مواد آلی؛ تحت کاتابولیسم - مجموعه ای از فرآیندهای تجزیه ترکیبات آلی پیچیده و استفاده از مواد نسبتاً ساده حاصل در فرآیند های تبادل انرژی. آنابولیسم و \u200b\u200bکاتابولیسم مبتنی بر فرآیندهای جذب و گسیختگی است که در بدن به هم پیوسته و در بدن طبیعی متعادل هستند.

به طور کلی ، نیازهای حیوانات کاملاً همگن است: آنها برای تبادل انرژی به عناصر مغذی مشابه ساختار نیاز دارند. در موادی مانند اسیدهای آمینه ، پورین ها و برخی لیپیدها برای ساختن مولکول های پیچیده پروتئین و ساختارهای سلولی. در کاتالیزورهای ویژه متابولیسم و \u200b\u200bتثبیت کننده های غشای سلولی ؛ در یونها و ترکیبات غیر آلی برای فرآیندهای فیزیکوشیمیایی در بدن و ، در نهایت ، در یک حلال بیولوژیکی جهانی - آب - برای ایجاد یک محیط برای متابولیسم سلولی.

در نهایت ، ترکیب غذایی موجودات بسیار سازمان یافته شامل مواد آلی است که اکثریت قریب به اتفاق آنها مربوط به پروتئین ها ، لیپیدها و کربوهیدرات ها است. محصولات هیدرولیز آنها - اسیدهای آمینه ، اسیدهای چرب ، گلیسیرین و مونوساگر - برای تأمین انرژی بدن مصرف می شوند. در فرایندهای تبادل انرژی ، اسیدهای آمینه ، اسیدهای چرب و مونوسکر با مسیرهای مشترک تحول خود به یکدیگر متصل می شوند. بنابراین ، به عنوان حامل های انرژی ، مواد غذایی می توانند مطابق با مقدار انرژی (قانون ایزودینامیکی) قابل تعویض باشند.

مقدار انرژی (کالری) غذا با مقدار انرژی حرارتی آزاد شده در هنگام احتراق 1 گرم ماده غذایی (گرمای فیزیولوژیکی احتراق) ، که به طور سنتی در کیلو کالری یا SI بیان می شود - بر حسب ژول (1 کیلوکالری \u003d) تخمین زده می شود. 4.187 کیلوژول). محاسبات نشان داده است كه مقدار انرژی چربی ها (9/38 كیلوگرم در گرم ، 3/9 كیلوكالری در گرم) دو برابر پروتئین ها و كربوهیدرات ها (17/2 كیلوگرم در گرم ، 4/1 كیلوكالری در گرم) است. پروتئین ها و کربوهیدرات ها دارای انرژی یکسانی هستند و می توانند با نسبت وزنی 1: 1 جایگزین شوند.

برای حفظ حالت ثابت بدن ، کل هزینه های انرژی باید از طریق دریافت مواد مغذی تأمین شود ، که انرژی معادل انرژی را در پیوندهای شیمیایی خود حمل می کنند. اگر مقدار غذای ورودی برای تأمین هزینه های انرژی کافی نباشد ، پس هزینه های انرژی توسط ذخایر داخلی و عمدتاً چربی جبران می شود. اگر جرم غذای ورودی از نظر منابع انرژی بیش از مصرف انرژی باشد ، فرایند ذخیره چربی صرف نظر از ترکیب غذا انجام می شود.

با این حال ، باید همیشه بخاطر داشت که این سه منبع انرژی نیز مواد پلاستیکی ارگانیسم حیوانات هستند. بنابراین ، حذف طولانی مدت یکی از سه ماده غذایی از رژیم غذایی و جایگزینی آن با مقدار انرژی معادل ماده دیگر ، غیر قابل قبول است.

نتیجه

زندگی با مصرف مداوم انرژی همراه است که برای عملکرد بدن ضروری است. از نظر ترمودینامیک ، موجودات زنده به سیستم های باز تعلق دارند ، زیرا برای موجودیت آنها دائما مواد و انرژی را با محیط خارجی مبادله می کنند. منبع انرژی موجودات زنده ، تغییرات شیمیایی مواد آلی است که از محیط می آیند. تبدیل این مواد از پیچیده به ساده و منجر به آزاد شدن انرژی موجود در پیوندهای شیمیایی می شود. استخراج انرژی از پیوندهای شیمیایی عمدتا با مصرف اکسیژن مولکولی (متابولیسم هوازی) انجام می شود. قبل از اکسیداسیون در تعدادی از زنجیره ها ، شکاف اکسیژن (تبادل بی هوازی) وجود دارد.

انباشته کننده اصلی انرژی برای استفاده در فرآیندهای سلولی آدنوزین تری فسفات (ATP) است. با کمک انرژی ATP ، می توان پروتئین را سنتز کرد ، سلول ها را تقسیم کرد ، شیب اسمزی آنها را حفظ کرد ، انقباض عضلانی و غیره. طبق قانون اول ترمودینامیک ، انرژی شیمیایی ATP با گذر از مراحل میانی ، در نهایت به گرما تبدیل می شود ، که توسط بدن از بین می رود. بنابراین ، شدت تبادل انرژی بدن مجموع انرژی است که برای عملکرد سیستم های سلولی صرف می شود ، انرژی ذخیره شده و تلفات آن به صورت گرما است.

عمر یک موجود زنده به روند واکنش های شیمیایی با تبدیل انواع انرژی به گرما بستگی دارد. سرعت واکنشهای شیمیایی و در نتیجه تبادل انرژی به درجه حرارت بافتها بستگی دارد. گرما به عنوان تحول نهایی انرژی قادر به حرکت از منطقه ای با دمای بالاتر به منطقه ای با دمای پایین تر است. دمای بافت ها با نسبت میزان تولید گرمای متابولیکی ساختارهای سلولی آنها و میزان اتلاف گرمای حاصل از آن به محیط تعیین می شود. در نتیجه ، تبادل حرارت بین بدن و محیط خارجی یک شرط اساسی برای وجود ارگانیسم های حیوانی است. برای حفظ دمای طبیعی (بهینه) بدن ، ارگانیسم های حیوانی سیستمی برای تنظیم تبادل گرما با محیط دارند.

ارگانیسم های حیوانی به poikilothermic و homeothermic تقسیم می شوند. Poikilothermic (ایستاده در پله های پایین نردبان فیلوژنتیک) دارای مکانیسم های تنظیم ناقص ، اما هنوز هم کاملاً م effectiveثر است. این مکانیسم ها شامل یک سیستم شیمیایی جبران درجه حرارت است که امکان حفظ یک تبادل انرژی پایدار را با تغییرات قابل توجه در دمای بدن ، تنظیم مجدد حرارت با رفتار (انتخاب درجه حرارت مطلوب محیط) و هیسترزیس دما (توانایی جذب سریع گرما از محیط خارجی) فراهم می کند. از بین رفته است)

هومیوترمی دستیابی بعدی به سیر تکامل دنیای حیوانات است. از پرندگان و پستانداران به عنوان حیوانات واقعاً هوموترمی یاد می شود ، زیرا این حیوانات قادرند دمای بدن را در مدت 2 درجه سانتیگراد ثابت نگه داشته و نوسانات نسبتاً گسترده ای را در دمای محیط خارجی حفظ کنند.

هوموترمی به دلیل افزایش نقش هورمونهای تیروئید ، که باعث تحریک کار پمپ سدیم سلولی می شود ، بر اساس میزان تبادل انرژی بالاتر از حیوانات پوکیلوترمی است. تبادل زیاد انرژی منجر به تشکیل مکانیزم های کاملی برای تنظیم انرژی گرمایی در بدن شده است.

تعدادی از حیوانات به گروه ارگانیسم های گرمازایی تعلق دارند: تحت برخی شرایط آنها موجودات پوکیلوترمی هستند ، تحت برخی دیگر آنها هوموترمی هستند.

برای حفظ دمای ثابت بدن ، حیوانات هوموترمال دارای تنظیم مجدد شیمیایی و فیزیکی هستند. تنظیم حرارت فیزیکی با تغییر در رسانایی گرمایی بافتهای اساسی بدن (تغییر در جریان خون پوست ، انفجار ، تبخیر رطوبت از سطح بدن یا حفره دهان) انجام می شود.

تنظیم حرارت شیمیایی با افزایش تولید گرما در بدن انجام می شود. دو منبع اصلی تنظیم حرارت شیمیایی (تولید گرمای تنظیم شده) وجود دارد: ترموژنز انقباضی به دلیل فعالیت ارادی دستگاه حرکتی ، تن تنظیم حرارت و لرزش عضلات و ترموژنز غیر انقباضی به دلیل بافت چربی قهوه ای ، عملکرد خاص دینامیک غذا و غیره .

تبادل گرما با فعالیت گیرنده های حرارتی کنترل می شود ، اطلاعاتی که از آنها به مرکز تنظیم مجدد هیپوتالاموس ارسال می شود ، که واکنش های تنظیم مجدد شیمیایی و فیزیکی را کنترل می کند.

قرار گرفتن طولانی مدت در دمای بالا یا پایین محیط منجر به تغییرات قابل توجهی در خصوصیات بدن می شود و مقاومت آن را در برابر عوامل مربوط به درجه حرارت افزایش می دهد.

ساخت و تجدید بافت های بدن و همچنین پوشش هزینه های انرژی بدن ، باید با تغذیه کافی فراهم شود. در متابولیسم و \u200b\u200bانرژی ، دو فرآیند از هم متمایز می شوند: آنابولیسم و \u200b\u200bکاتابولیسم. آنابولیسم به عنوان مجموعه ای از فرآیندها شناخته می شود که هدف اصلی ساخت ساختارهای بدن از طریق سنتز مواد آلی پیچیده است. کاتابولیسم مجموعه ای از فرآیندهای تجزیه مواد آلی پیچیده به منظور آزاد سازی انرژی است. آنابولیسم و \u200b\u200bکاتابولیسم مبتنی بر فرآیندهای جذب و گسیختگی است که بهم پیوسته و متعادل هستند.

نیازهای غذایی حیوانات کاملاً همگن است: مواد لازم برای متابولیسم انرژی (پروتئین ها ، چربی ها ، کربوهیدرات ها) ، موادی برای ساختن مولکول های پیچیده پروتئین و ساختارهای سلولی (اسیدهای آمینه ، پورین ها ، لیپیدها ، کربوهیدرات ها) ، کاتالیزورهای متابولیک ویژه (ویتامین ها) و تثبیت کننده های غشای سلولی (آنتی اکسیدان ها) ، یون های غیر آلی و یک حلال بیولوژیکی جهانی - آب.

مقدار انرژی غذا با مقدار انرژی حرارتی آزاد شده در هنگام احتراق 1 گرم ماده غذایی تعیین می شود (گرمای فیزیولوژیکی احتراق).

تغذیه منطقی به معنای تغذیه ای است که از نظر کمی و کامل از نظر کیفی کافی باشد. اساس یک رژیم متعادل تعادل است ، یعنی نسبت بهینه مواد غذایی مصرف شده. رژیم متعادل باید شامل پروتئین ، چربی و کربوهیدرات به نسبت توده ای باشد ، تقریباً 1: 1: 4. از نظر کیفی ، غذا باید کامل باشد ، یعنی حاوی پروتئین (از جمله آمینو اسیدهای ضروری) ، اسیدهای چرب ضروری (به اصطلاح ویتامین F) ، ویتامین ها باشد که اکثر آنها بخشی از سیستم های کاتالیزوری و گروه بزرگی از ویتامین مانند هستند. مواد ، عناصر غیر آلی و آب ...

کتابشناسی - فهرست کتب

1) McMury V. متابولیسم انسان. م. ، 1980.

2) Norton A.، Edholm O. انسان در شرایط سرد. م. ، 1957.

3) دوره عمومی فیزیولوژی انسان و حیوانات / ویرایش شده توسط A. Nozdrachev. م. ، 1991 2

4) مبانی فیزیولوژی / ویرایش. پ. استرکی م. ، 1984.

5) Slonim A. D. تکامل تنظیم دما. ل. ، 1986.

6) فیزیولوژی تنظیم حرارت: راهنمای فیزیولوژی / ویرایش. توسط K. پی ایوانوا ل. ، 1984.

7) فیزیولوژی انسان / ویرایش. N.A. Aghajanyan ، V.I. Tsirkin. SPb. ، 1998.

8) فیزیولوژی انسان / ویرایش. R. اشمیت ، G. Tevs. م. ، 1986. 4.

تنظیم مجدد حرارت فرایندی است که توانایی بدن را در حفظ دمای بدن در یک سطح مشخص ، بدون در نظر گرفتن دمای محیط ، تضمین می کند.

مرکز تنظیم حرارت می تواند هم از نظر جسمی (با دمای خون جاری شده در آن) و هم از نظر انعکاسی (هنگامی که توسط گیرنده های پوست یا گرما یا سرما تحریک می شود) هیجان زده شود. تحریک مرکز تنظیم حرارت کلیه مکانیسم های تنظیم دما را فعال می کند: شدت فرآیندهای اکسیداتیو ، تون عضله اسکلتی ، واکنش های وازوموتور ، ترشح غدد عرق ، حرکات تنفسی. شدت فرآیندهای اکسیداتیو می تواند از طریق سیستم عصبی خودمختار یا با تغییر در ترشح هورمون های تیروئید و مدولای غده فوق کلیه تغییر کند. تغییر در کار عضلات ، گشاد شدن عروق یا انقباض عروقی ، ترشح عرق ، تغییرات حرکات تنفسی به صورت انعکاسی از طریق مراکز وازوموتور ، تنفس و تعریق رخ می دهد.

قشر

مرکز تنظیم مجدد دما به نوبه خود تحت کنترل قشر مغز است. اگر یک حیوان در یک محیط خاص در معرض گرم شدن بیش از حد قرار گیرد و واکنش های تنظیم کننده مربوطه در آن رخ دهد ، پس از مدتی محیط به تنهایی (بدون گرم شدن بیش از حد) باعث واکنش های مشابه با گرم شدن بیش از حد خواهد شد. بنابراین ، یک واکنش انعکاسی مشروط در اینجا با مشارکت قشر مغز رخ می دهد.

محدودیت های دمایی زندگی بسیار گسترده است. اسپور بسیاری از باکتری ها در برابر حرارت 150 درجه مقاومت می کنند و برخی از آنها در دمای نزدیک به صفر مطلق زنده ماندن خود را از دست نمی دهند. از طرف دیگر ، برخی مژه ها در چشمه های آب گرم ایسکیا (ایتالیا) با دمای حدود 85 درجه زندگی می کنند. هنوز موارد زیادی در اینجا مورد مطالعه ناکافی باقی مانده است. ماهی ها ، حشرات و حتی پستانداران را می توان منجمد کرد و سپس به آرامی ذوب کرد. به عنوان مثال ، کپور تا 15 درجه زیر صفر منجمد شده و دوباره به تدریج پوسیده شده و دوباره زنده می شود ، اما یخ زدن حداقل یک درجه زیر 15 برای حیوان بسیار کشنده است. با این حال ، همچنین شناخته شده است که هنگامی که سلولهای اسپرم در دمای نزدیک به منفی 200 درجه منجمد می شوند ، و هنگامی که برای مدت طولانی در این دما ذخیره می شوند ، بخش قابل توجهی از آنها زنده ماندن و قدرت باروری را حفظ می کنند.

در این صفحه مطالب مربوط به موضوعات:

در حیوانات خونگرم و انسان (به اصطلاح ارگانیسم های همدما) ، بر خلاف ارگانیسم های خونسرد (یا پوکیلوترمی) ، دمای ثابت بدن پیش شرط وجود است ، یکی از اصلی ترین پارامترهای هموستاز (یا ثابت بودن) داخلی محیط بدن.

مکانیسم های تنظیم حرارت شیمیایی و فیزیکی: مکانیسم های فیزیولوژیکی که هموستاز حرارتی ارگانیسم ("هسته" آن) را به دو گروه عملکردی تقسیم می کنند. تنظیم مجدد حرارت شیمیایی تنظیم تولید حرارت بدن است. در طی واکنش های اکسایش سوخت و ساز بدن دائماً گرما در بدن ایجاد می شود. در همان زمان ، بخشی از آن به محیط خارجی داده می شود ، هرچه بیشتر ، تفاوت بین دمای بدن و محیط بیشتر باشد. بنابراین ، حفظ یک درجه حرارت پایدار بدن با کاهش دمای محیط نیاز به افزایش متناوب فرآیندهای متابولیکی و تولید گرمای همراه دارد ، که این از دست دادن گرما را جبران می کند و منجر به حفظ تعادل عمومی گرما در بدن و حفظ دمای داخلی ثابت به روند افزایش رفلکس تولید گرما در پاسخ به کاهش دمای محیط ، تنظیم مجدد شیمیایی گفته می شود. آزاد سازی انرژی به صورت گرما همراه با بار عملکردی کلیه اندام ها و بافت ها است و از ویژگی های تمام موجودات زنده است. ویژگی بدن انسان این است که تغییر در تولید گرما به عنوان واکنش به تغییر دما نشان دهنده یک واکنش خاص بدن در آنها است ، که بر سطح عملکرد سیستم های اصلی فیزیولوژیکی تأثیر نمی گذارد.

تولید گرمای تنظیم کننده حرارت خاص به طور عمده در عضلات اسکلتی متمرکز شده و با اشکال خاصی از عملکرد عضلات مرتبط است که بر فعالیت حرکتی مستقیم آنها تأثیر نمی گذارد. افزایش تولید گرما در حین خنک شدن می تواند در عضله ای در حال استراحت و همچنین هنگامی که عملکرد انقباضی با عمل سموم خاص خاموش شود ، رخ دهد.

یکی از رایج ترین مکانیسم های تولید گرمای تنظیم کننده حرارت خاص در عضلات ، اصطلاحاً تن تنظیم کننده حرارت است. این با میکرو انقباضات فیبریل بیان می شود ، که به عنوان افزایش فعالیت الکتریکی عضله بی حرکت خارجی هنگام خنک شدن ثبت می شود. تن تنظیم کننده میزان تنظیم اکسیژن مصرف عضله ، گاهی بیش از 150٪ است. با خنک کننده قوی تر ، همراه با افزایش شدید تن تنظیم دما ، انقباضات عضلانی قابل مشاهده به صورت لرز سرد شامل می شوند. در این حالت ، مبادله گاز به 300 - 400٪ افزایش می یابد. مشخصه که عضلات از نظر سهم خود در تولید حرارت با تنظیم حرارت نابرابر هستند.

با قرار گرفتن طولانی مدت در معرض سرما ، نوع انقباضی ترموژنز را می توان با تغییر دادن تنفس بافتی در عضله به مسیر اصطلاحاً آزاد (غیر فسفوریلاسیون) ، که در آن مرحله تشکیل و تجزیه بعدی است ، تا حدی جایگزین (یا تکمیل) کرد. ATP از بین می رود. این مکانیسم با فعالیت انقباضی عضله ارتباط ندارد. جرم کل گرمای آزاد شده در هنگام تنفس آزاد عملاً همان ترموژنز مخمر است ، اما بیشتر انرژی گرما بلافاصله مصرف می شود و با کمبود ADP یا فسفات معدنی نمی توان فرآیندهای اکسیداتیو را مهار کرد.

شرایط اخیر به شما امکان می دهد سطح بالایی از تولید گرما را برای مدت طولانی آزادانه حفظ کنید.

تغییر در شدت متابولیسم ناشی از تأثیر دمای محیط بر بدن انسان طبیعی است. در محدوده خاصی از دمای خارجی ، تولید حرارت مربوط به تبادل ارگانیسم در حال استراحت به طور کامل توسط انتقال گرما "طبیعی" (بدون تشدید فعال) آن جبران می شود. تبادل حرارت بین بدن و محیط متعادل است. به این محدوده دما ناحیه ترمونی خنثی گفته می شود. نرخ ارز در این منطقه حداقل است. آنها غالباً از یک نقطه بحرانی صحبت می کنند ، حاکی از یک مقدار دما خاص است که در آن تعادل گرما با محیط حاصل می شود. از نظر تئوری ، این درست است ، اما به دلیل نوسانات مداوم نامنظم در متابولیسم و \u200b\u200bبی ثباتی خواص عایق حرارتی پوشش ها ، ایجاد چنین آزمایشی عملاً غیرممکن است.

کاهش دمای محیط خارج از ناحیه حرارتی باعث افزایش بازتاب سطح متابولیسم و \u200b\u200bتولید گرما می شود تا زمانی که تعادل گرمای بدن در شرایط جدید متعادل شود. به همین دلیل ، دمای بدن بدون تغییر باقی می ماند.

همچنین افزایش دمای محیط خارج از ناحیه حرارتی باعث افزایش سطح متابولیسم می شود که این امر به دلیل فعال شدن مکانیزم های فعال کننده انتقال گرما ایجاد می شود که برای کار خود به انرژی اضافی نیاز دارند. این یک منطقه از تنظیم مجدد حرارتی فیزیکی را تشکیل می دهد ، که در طی آن دما نیز ثابت می ماند. با رسیدن به یک آستانه خاص ، مکانیسم های افزایش انتقال حرارت بی اثر هستند ، شروع به گرم شدن بیش از حد و در نهایت مرگ ارگانیسم می شود.

در سال 1902 ، روبنر پیشنهاد کرد که بین دو نوع از این مکانیزم ها - تنظیم مجدد حرارتی "شیمیایی" و "فیزیکی" تفکیک کند. اولین مورد با تغییر در تولید گرما در بافتها (تنش واکنشهای متابولیکی شیمیایی) همراه است ، و دوم با انتقال گرما و توزیع مجدد گرما مشخص می شود. همراه با گردش خون ، تعریق نقش مهمی در تنظیم مجدد بدن دارد ، بنابراین پوست عملکرد ویژه ای در انتقال گرما دارد - در اینجا خون گرم شده در عضلات یا در "هسته" سرد می شود ، مکانیسم های تعریق و تعریق در اینجا تحقق می یابد .

ب در هنجار "هادی" می تواند نادیده گرفته شود ، زیرا هدایت حرارتی هوا کم است. رسانایی حرارتی آب 20 برابر بیشتر است ، بنابراین انتقال گرما توسط هدایت نقش بسزایی دارد و در مورد لباس های مرطوب ، جوراب های مرطوب و غیره به یک عامل قابل توجه هیپوترمی تبدیل می شود.

b انتقال حرارت کارآمدتر از طریق همرفت (به عنوان مثال حرکت ذرات گاز یا مایع ، مخلوط کردن لایه های گرم شده آنها با لایه های خنک شده). در یک محیط هوا ، حتی در شرایط استراحت ، انتقال گرمای همرفت تا 30٪ از تلفات گرما را تشکیل می دهد. نقش همرفت در باد یا در حین حرکت انسان حتی بیشتر می شود.

b انتقال گرما توسط اشعه از بدن گرم به بدن سرد طبق قانون استفان-بولتزمن انجام می شود و متناسب با اختلاف درجه چهارم دمای پوست (لباس) و سطح اشیا اطراف است . به این ترتیب ، در شرایط "راحتی" ، یک فرد برهنه تا 45٪ انرژی حرارتی می دهد ، اما برای یک فرد با لباس گرم ، از دست دادن گرمای تابش نقش خاصی ندارد.

b تبخیر رطوبت از پوست و سطح ریه ها نیز یک روش موثر انتقال گرما (تا 25٪) در شرایط "راحتی" است. در شرایط دمای زیاد محیط و فعالیت شدید عضلانی ، انتقال گرما با تبخیر عرق نقش غالب را بازی می کند - با 1 گرم عرق ، 0.6 کیلوکالری انرژی از بدن خارج می شود. محاسبه میزان کل گرمای از دست رفته با عرق کار دشواری نیست ، اگر در نظر بگیریم که در شرایط شدید فعالیت عضلانی ، یک فرد می تواند در طی یک ساعت کاری هشت ساعته 10 تا 12 لیتر مایعات بدهد. در سرما ، از دست دادن گرما با عرق در یک فرد خوش لباس کمی است ، اما حتی در اینجا لازم است که انتقال حرارت ناشی از تنفس را نیز در نظر گرفت. در این فرآیند ، دو مکانیزم انتقال حرارت به طور هم زمان - همرفت و تبخیر - ترکیب می شوند. از دست دادن گرما و مایعات همراه با تنفس ، خصوصاً با فعالیت شدید عضلانی در شرایط رطوبت کم جو ، کاملاً قابل توجه است.

واکنش قابل توجهی در فرآیندهای تنظیم دما ، واکنش های وازوموتور (وازوموتور) پوست است. با بارزترین بارگیری در بستر عروقی ، از دست دادن گرما می تواند 70 loss کاهش یابد ، با حداکثر انبساط - 90 increase افزایش یابد.

تفاوت گونه ها در تنظیم حرارت شیمیایی در تفاوت در سطح متابولیسم اصلی (در ناحیه حرارتی سازی) ، موقعیت و عرض منطقه حرارتی ، شدت تنظیم مجدد شیمیایی (افزایش متابولیسم با کاهش دما بیان می شود از محیط 1 درجه سانتیگراد) و همچنین در محدوده عملکرد موثر تنظیم دما. همه این پارامترها ویژگی اکولوژیکی گونه های مختلف را منعکس می کنند و بسته به موقعیت جغرافیایی منطقه ، فصل سال ، ارتفاع و یک درجه تغییر می کنند. تعداد عوامل محیطی دیگر

واکنش های نظارتی با هدف حفظ دمای ثابت بدن در هنگام گرم شدن توسط مکانیسم های مختلفی برای افزایش انتقال گرما به محیط خارجی نشان داده می شود. در این میان ، انتقال حرارت با تشدید تبخیر رطوبت از سطح بدن و / یا دستگاه تنفسی فوقانی ، گسترده و بسیار کارآمد است. با تبخیر رطوبت ، گرما مصرف می شود که می تواند به حفظ تعادل گرما کمک کند. وقتی نشانه هایی از شروع گرم شدن بیش از حد بدن وجود دارد ، این واکنش روشن می شود.

بنابراین ، تغییرات انطباقی در تبادل گرما در بدن انسان می تواند علاوه بر حفظ سطح بالای متابولیسم ، مانند اکثر افراد ، بلکه هدف قرار دادن سطح پایین در شرایطی باشد که تهی شدن ذخایر انرژی را تهدید می کند.

مشابه نوسانات محتوای اکسیژن و pH ، تغییرات در دمای داخل سلول به طور قابل توجهی متابولیسم سلول را تعدیل می کند. بسیاری از آنزیم های حیاتی در یک محدوده دما باریک عمل می کنند ، که به مکانیسم های مناسب برای حفظ تعادل گرما نیاز دارد.

در هنگام متابولیسم گرما تولید می شود. هرگونه افزایش در متابولیسم سلولی (در نتیجه افزایش سطح هورمونهای تیروئید ، آدرنالین یا نوراپی نفرین در خون ، افزایش میزان متابولیسم پایه یا در حین ورزش) تولید گرما را افزایش می دهد. در بدن انسان ، 60٪ از کل گرما در عضلات ، 30٪ در کبد ، 10٪ در سایر اندام ها تولید می شود. به طور متوسط \u200b\u200b، شخصی با وزن 70 کیلوگرم در شرایط استراحت حدود 72 کیلوکالری در ساعت تولید می کند و برای افزایش درجه حرارت 1 درجه سانتیگراد ، باید حدود 58 کیلوکالری هزینه شود.

تعادل گرما - این نسبت فرآیندهای تولید گرما ، احتباس گرما و انتقال گرما است ، به عنوان مثال تعادل بین سیستم های تولید کننده گرما و سیستم هایی که این گرما از بین می رود.

محصولات حرارتی عمدتا نتیجه فرآیندهای بیوشیمیایی است ، انتقال گرماو احتباس گرما- عمدتا نتیجه فرآیندهای فیزیکی است.

مکانیسم های تولید گرما. مقدار اصلی گرما در بدن توسط اکسیداسیون پروتئین ها ، چربی ها و کربوهیدرات ها و همچنین هیدرولیز ATP تولید می شود. در شرایط دمای پایین محیط در بدن ، مکانیسم های اضافی تولید گرما فعال می شوند:

1. ترموژنز انقباضی (تولید گرما به دلیل انقباض عضله اسکلتی):

الف) فعالیت حرکتی داوطلبانه ؛

ب) لرزش عضلات سرد ؛

ج) تون عضلانی سرد (افزایش تون عضلانی در سرما).

2. ترموژنز غیر انقباضی (تولید گرما در نتیجه فعال شدن فرآیندهای کاتابولیک - گلیکولیز ، گلیکوژنولیز ، لیپولیز). این را می توان در عضلات اسکلتی ، کبد ، چربی قهوه ای مشاهده کرد (به دلیل عملکرد خاص دینامیکی غذا).

مکانیسم های انتقال گرما. انتقال گرما توسط بدن به محیط به روش های زیر انجام می شود (شکل):

1) تبخیر - انتقال گرما به دلیل تبخیر آب ؛

2) انتقال حرارت - انتقال گرما از طریق تماس مستقیم با هوای سرد محیط (در حضور لباس و لایه چربی زیر جلدی کاهش می یابد) ؛

3) تابش گرما - انتقال گرما از مناطق پوستی که توسط لباس پوشیده نشده است.

4) همرفت - انتقال گرما به دلیل گرم شدن لایه های هوای مجاور ، بالا بردن این لایه های گرم شده و جایگزینی آنها با بخشهای سرد هوا.

در شرایط راحتی حرارتی (20 - 22 درجه سانتیگراد) ، مقدار اصلی گرما به دلیل هدایت گرما ، تابش گرما و همرفت داده می شود و فقط 20٪ از طریق تبخیر از بین می رود. در دمای محیط بالا ، تا 80 - 90٪ گرما در اثر تبخیر از بین می رود.

احتباس گرما توسط لایه چربی زیر پوستی ، مو ، لباس و حفظ وضعیتی ایجاد می شود که در آن سطح بدن و روند انتقال حرارت در آن کم است. در حیوانات خونگرم دما ثابت نگه داشته می شود. در این حالت ، 2 منطقه برای حفظ درجه حرارت بدن وجود دارد: هوموترمال"هسته" یا "هسته" که در آن دما واقعاً ثابت نگه داشته می شود و poikilothermic"پوسته" - تمام بافتهایی که در عمق 3 سانتی متری سطح بدن قرار ندارند (پوست ، بافت زیرپوستی و غیره) ، درجه حرارت آن تا حد زیادی به دمای محیط بستگی دارد. برای تعیین میانگین دمای بدن ، از فرمول بارتون استفاده کنید:

بدنه T \u003d 2/3 T هسته + 1/3 T پوسته.

نقاشی (روف ، 2001)

در انسان ، میانگین دمای مغز ، خون ، اندام های داخلی نزدیک به 37 درجه سانتی گراد است. حد فیزیولوژیکی نوسانات آن 1.5 درجه سانتی گراد است. دمای بدن بیش از 43 درجه سانتیگراد عملا با زندگی انسان سازگار نیست. وجود شبانه روزی، یعنی نوسانات شبانه روزی دمای بدن در عرض 1 درجه سانتیگراد. حداقل دما در ساعات اولیه صبح ، حداکثر - در بعد از ظهر مشاهده می شود.

در دمای مناسب (20 - 22 درجه سانتیگراد) محیط ، تعادل خاصی بین تولید گرما و انتقال گرما حفظ می شود. در دمای محیط زیر 12 درجه سانتیگراد ، احتباس گرما افزایش می یابد و بر این اساس ، تولید گرما ، در دمای محیط بالاتر از 22 درجه سانتیگراد ، فرآیندهای انتقال حرارت غالب می شود و تولید گرما کاهش می یابد.

مراکز تنظیم مجدد دما در هیپوتالاموس هستند. در هیپوتالاموس قدامی - مراکز انتقال حرارت ، در خلفی - مراکز تولید گرما.

گیرنده های حرارتی در پوست ، احشا ، دستگاه تنفسی ، عضله اسکلتی و سیستم عصبی مرکزی قرار دارند. بیشتر گیرنده های حرارتی در پوست سر و گردن یافت می شوند. گیرنده های حرارتی سرد و گرم وجود دارد. دلسوز سیستم عصبی فرآیندهای تولید گرما (گلیکوژنولیز ، لیپولیز) و انتقال گرما (تعریق ، تغییر در صدای عروق پوست و غیره) را تنظیم می کند. سیستم سوماتیک تنش مقوی ، فعالیت ارادی و غیر ارادی عضلات اسکلتی را تنظیم می کند ، یعنی فرآیندهای گرمازایی انقباضی.

پرفشاری خون در دمای محیط بالاتر از 37 0 C (به خصوص با رطوبت زیاد هوا) یا با تولید گرمای بیش از حد شدید در بدن در هنگام کار سخت فیزیکی رخ می دهد. در همان زمان ، در مرحله اول (جبران شده) ، عروق محیطی گسترش می یابد ، تعریق افزایش می یابد ، تنفس مکرر می شود ، که به حذف گرمای اضافی کمک می کند. در مرحله دوم (همچنین قابل جبران است) ، با وجود افزایش انتقال گرما ، دمای بدن افزایش می یابد ، تنفس و نبض بیشتر می شود و سر شروع به درد می کند. مرحله سوم (جبران نشده) با افت فشار خون ، کند شدن تنفس ، از بین رفتن رفلکس ها و حتی مرگ مشخص می شود.

هیپوترمی زمانی اتفاق می افتد که تعادل بین تولید گرما و انتقال گرما با غلبه انتقال گرما بر هم بخورد. غالباً ، هیپوترمی به دلیل هیپوترمی در دمای پایین محیط ایجاد می شود. مسمومیت با الکل ، کمبود حرکت عضلات و خستگی ، ایجاد هیپوترمی را تسهیل می کند. در مرحله اول هیپوترمی ، تولید گرما در بدن افزایش می یابد (به دلیل لرزش عضلات و افزایش متابولیسم) و انتقال گرما کاهش می یابد (به دلیل اسپاسم عروق محیطی ، کاهش تعریق) و غیره. در مرحله دوم (جبران نشده) ، درجه حرارت بدن کاهش می یابد ، عملکردهای مغزی مهار می شوند ، فشار خون پایین می آید. بازگرداندن عملکردهای بدن تنها در صورتی امکان پذیر است که دمای بدن به 24 - 26 0 С کاهش یابد ، اما کمتر نباشد.