Теплообмен и теплорегуляция

     Вопросы теплообмена и теплорегуляции подробно рассмотрены нами в главе второй. Нам остается отметить некоторые стороны этих важных для закаливания воздушными ваннами процессов, которые не были освещены в вышеупомянутом разделе.

     Человек способен сохранять одну и ту же температуру благо­даря равновесию, обычно существующему между процессами теп­лообразования и теплоотдачи. Это равновесие, жизненно необхо­димое для организма, поддерживается, как известно, при помощи чрезвычайно чувствительного терморегуляторного механизма, где основная роль принадлежит коре головного мозга.

     Работа этого механизма непосредственно зависит от окружаю­щей среды, от ее температурных колебаний. Когда человек испы­тывает охлаждение, наблюдается дрожание мышц. Подобное дро­жание, известное каждому человеку, является результатом реф­лекса. При наступлении ощущения холода и воздействии этого холода на кожные рецепторы, воспринимающие температурные раздражения, в них возникает возбуждение, передающееся в центральную нервную систему, а оттуда к мышцам, вызывая их сокращение.

     Поэтому явления озноба и дрожание тела, испытываемое нами часто в холодном помещении, на катке, во время зимних прогулок, является не чем иным, как рефлекторными актами, усиливающими обмен веществ, увеличивающими образование тепла.

     Усиление обмена веществ может происходить под влиянием охлаждения, когда мышечные движения отсутствуют независимо от наступления или отсутствия дрожи. Это было проверено на охлаждаемых животных.

     Из тканей тела наиболее важное значение для выработки тепла имеют поперечно-полосатые мышцы, так как главным источником теплообразования обычно является мускульная работа. Большое количество тепла образуется в печени и в почках. Измерение температуры крови, притекающей к печени и оттекающей от нее, пока­зывает, что температура оттекающей крови выше температуры притекающей. Кровь нагрелась при протекании через печень. Если бы образующаяся теплота в организме задерживалась хотя бы на один день в его клетках и тканях, то это вызвало бы смертельный исход, так как теплопродукция взрослого человека только за одни сутки достаточна для того, чтобы нагреть до кипения котел в 30 л воды; если бы человек способен был удерживать в себе тепло, образующееся в его тканях, в течении 7-ми суток, то температура крови, поднимаясь каждые 1/2 час. на 1°, дошла бы до точки кипения.



     Мы уже отмечали на основании работ И. П. Павлова и в осо­бенности К. М. Быкова и его сотрудников зависимость терморегу­ляционных процессов от деятельности коры головного мозга.

     Отмечается неодинаковая чувствительность кожных покровов к температурным колебаниям. Температурные колебания воспри­нимаются двумя видами рецепторов: одни из них возбуждаются при холодовом раздражении, а другие при возбуждении их теплом. Общее количество рецепторов, воспринимающих холод, равняется 250 ООО, а реагирующих на тепло — 30 ООО. Тепловые и холодовые рецепторы имеются и в слизистых оболочках человека. На 1 см2 кожи в среднем расположено от 6 до 25 холодовых рецепторов. Конечности менее чувствительны к теплу, чем туловище, а наибо­лее чувствительной к колебаниям температуры является кожа жи­вота. Нами было отмечено, что рецепторы, воспринимающие тем­пературное раздражение, приспосабливаются к температурным колебаниям окружающей среды.

     При повышении и понижении температуры окружающей среды и при действии температурных факторов на организм человека происходит изменение окислительных процессов, т. е. процесса теплообразования и процесса отдачи тепла. Этот последний про­цесс осуществляется, как мы уже указывали, в основном двумя путями; путем проведения и излучения (75% всей теплоотдачи) и путем испарения (около 25%).

     Чем холоднее внешняя среда, тем сильнее происходит тепло­отдача посредством теплоизлучения.

     Отдача тепла посредством проведения, как и посредством из­лучения, вызывает снижение температуры тела до тех пор, пока температура его выше температуры окружающей среды. Значи­тельную роль в процессах теплоотдачи играет сужение и расшире­ние сосудов кожи. Под влиянием холодных температур кровенос­ные сосуды, и в первую очередь артерии, суживаются, приток крови к поверхности тела уменьшается, снижается отдача путем проведения и излучения. Под действием же тепла происходит рас­ширение кожных сосудов, кровь в большем количестве притекает к коже, процессы проведения и излучения тепла усиливаются. Чем меньше разница между температурой кожи и температурой воз духа, тем меньше тепла поступает в окружающую среду. У че­ловека, а также у некоторых животных, имеющих потовые, железы, постоянная температура тела при высокой Температуре среды под­держивается благодаря испарению с поверхности тела очень больших количеств выделяемого пота. При испарении 1 г пота те­ряется 0,58 б. кал. Количество калорий, которые теряет организм путем потоотделения и испарения, зависит от интенсивности пото­отделения. При средней температуре человек теряет в течение дня около 450—500 б. кал. При длительной высокой температуре среды, особенно при мышечных напряжениях, человек мо­жет терять за сутки 9—10 л пота, отдавая путем испарения до 5000 б. кал. тепла. Выделение же 4—6 л пота в сутки бывает часто. Если температура воздуха равна или выше температуры тела, то прекращается передача тепла путем проведения и излу­чения, тепло расходуется путем потоотделения, которое достигает максимальных размеров. Насыщение воздуха водяными парами влияет на потоотделение и отдачу тепла. Малое содержание во­дяных паров о воздухе усиливает испарение пота, увеличивая этим потерю тепла организмом.

     Потовые железы иннервируются волокнами, которые морфо­логически относятся к симпатической нервной системе. Идущие к потовым железам нервные волокна являются отростками нерв­ных клеток, лежащих в симпатических ганглиях.

     Потовые железы имеют вид клубочков и представляют собой трубчатые железы. Потовые железы находятся в подкожной соеди­нительнотканной оболочке. В количестве 27г миллионов они рас­сеяны по всей поверхности тела. Их больше всего находится на подошвах, ладонях, в подмышечной впадине и меньше всего на спине, бедрах и голени. Пот содержит 98% воды, 2% плотного остатка, в который входят как органические, так и неорганические вещества: мочевина, мочевая кислота, аммиак, поваренная соль (0,3—0,6%) и др.

     Потоотделение является рефлекторным актом и совершается под непосредственным влиянием нервной системы.

     Когда температура воздуха, являющаяся раздражителем при потоотделительном рефлексе, повышается, то, действуя на окон­чание центростремительных нервов, она вызывает в них возбужде­ние. Возбуждение передается к центральной нервной системе, от­куда по центробежным нервам возвращается к потовым железам. Возбуждение в центрах может возникать не только рефлекторным путем, но и через кровь, имеющую повышенную температуру и омывающую эти центры.

     В процессе теплоотдачи известную роль играет дыхание путем согревания вдыхаемого воздуха. Дыхание целесообразно реаги­рует на температуру окружающего воздуха. При холодном воз­духе наступает рефлекторное замедление дыхания, при высокой температуре воздуха дыхание учащается и наступает так называе­мая тепловая одышка.

     Выдыхаемый воздух насыщен водяными парами на 95—98%. Сухой вдыхаемый воздух способствует и большей отдаче тепла испарением с легких. Легкие ежесуточно испаряют 300—400 мл воды, что соответствует 175—230 б. кал. Испарение воды с поверх­ности кожи и легких — это единственный путь теплоотдачи, когда температура воздуха достигает температуры тела. В таких слу­чаях в состоянии покоя испаряется более 100 мг пота в час, что позволяет отдать более 60 б. кал.

     Отдачу тепла у человека замедляет подкожный жир. Толстый слой жира препятствует выделению тепла.

     Повышение температуры внешней среды или согревание орга­низма способно уменьшить теплопродукцию только до известного уровня при определенной температуре внешней среды, называемой критической. Дальнейшее же повышение температуры ведет уже не к уменьшению, а к увеличению теплопродукции и повышению температуры тела. Точно так же при охлаждении существует критическая температура внешней среды, ниже которой теплопроизводство начинает понижаться.



     Ходьба способствует увеличению теплопроизводства почти в два раза, а при беге или интенсивной работе теплопроизводство увеличивается в 4—5 раз и температура тела может повыситься на несколько десятых градуса. Повышение температуры во время спортивной нагрузки или физической работы ускоряет окислитель­ные процессы и этим способствует окислению продуктов распада белков. При продолжительной интенсивной спортивной работе при температуре внешней среды выше 25° температура тела способна повыситься на 1—1,5° и вызвать расстройство функции многих органов, а при повышении температуры тела свыше 39° — и тепло­вой удар. Если на долю мышц падает 65—75% теплообразования, то при интенсивной работе или при спортивном перенапряжении оно доходит до 90%.

     Процессы теплоотдачи, теплопроведения и теплоизлучения на­ходятся в прямой зависимости от разности температуры кожи и окружающей среды. Температура же зависит от притока к ней крови. Повышенная температура окружающего воздуха расширяет артериолы и капилляры кожи. Количество протекающей через нее крови увеличивается, температура кожи повышается, она крас­неет, одновременно с этим возрастает теплоиспускание и теплопроведение. Увеличение протекающей через кожу крови происходит за счет депонированной крови, поступающей в общее русло из пе­чени, селезенки, из капилляров самой кожи. Вследствие того что разница температур кожи и окружающей среды с повышением температуры кожи уменьшается, абсолютная величина теплоот­дачи при высоких температурах окружающей среды меньше, чем при низких температурах. При одинаковой температуре кожи и окружающей среды теплоотдача прекращается, но при дальней­шем повышении температуры окружающего воздуха кожа не только не теряет тепла, но и сама нагревается, причем теплоотдача проведением и излучением прекращается и сохраняется только испарением.

     При действии на кожу холодом артериолы и капилляры кожи суживаются, кожа становится бледной количество протекающей через нее крови уменьшается и, вследствие того что разница тем­ператур кожи и окружающего воздуха прекращается, теплоотдача начинает уменьшаться.

     При охлаждении тела наступает незначительное повышение обмена веществ, а при резком охлаждении тела обмен веществ значительно увеличивается, что вызывается усиленной мышечной деятельностью.

     Сужение просвета сосудов во время охлаждения тела считается явлением положительным, но только до известного предела. Когда нет притока тепла и питания, доставляемого кровью охлажденным тканям, нарушается нормальная работа клеточек организма. При длительных спазмах сосудов происходят стойкие и необратимые изменения в клетках и образуется гангрена.

     Клетки и ткани, особенно у здорового человека, проявляют большую стойкость и противодействуют отрицательному воздей­ствию низких температур. Организм использует свои защитные реакции в форме реактивной гиперемии.

     Мы указали выше, что при охлаждении первоначально насту­пает сужение сосудов. Это сужение, имеющее характер спазм, про­должается в зависимости от холодового раздражения от 10 до 15 мин. и сменяется рефлекторной, пульсирующей, волнообразно протекающей гиперемией. Просвет сосудов то расширяется, то сужается, и чем сильнее холодовое раздражение, тем оживленнее работа вазомоторов, тем больше пульсирующих волн пробегает по сосудам, тем значительнее приток крови к охлажденной поверх­ности кожи.

     Работа вазомоторов, а следовательно, защитная реакция, мо­жет продолжаться несколько часов и наблюдается только у здо­ровых людей и только при действии сильного холодового раздра­жения. При умеренно низкой температуре воздуха, после сужения сосудов последую­щего расширения их может и не быть. Подобное состояние, при ко­тором ткани охлажденной части обречены на длительное уменьшение притока тепла и питания, нередко приводит к обморожению, к патологическим изменениям в отдельных органах и к ослабле­нию иммунных, т. е. защитных, сил организма в их борьбе с инфек­ционными заболеваниями. Это состояние наблюдается главным об­разом у ослабленных, малокровных, изнеженных, незакаленных. Неодинаковая реакция на раздражение холодом отмечается и со стороны кожных сосудов различных частей тела. Наиболее бла­гоприятно протекает реактивная гиперемия под влиянием сильного холода на руках и на лице и менее благоприятно, как показали работы проф. Койранского, — на ногах у людей, плохо трениро­ванных и не приспособившихся к холодовым раздражителям.

     По наблюдениям Кюринского, при охлаждении одной и той же части тела, при одной и той же температуре воздуха летом и зи­мой реакция центральной нервной системы и сосудов кожи охла­ждаемой части летом значительно слабее, чем зимой. Кроме того, если организм будет продолжительное время подвергаться дей­ствию тепла, а затем внезапно наступит охлаждение его, то защит­ные свойства его терморегуляторных приспособлений проявятся в полном объеме не сразу, а через некоторое время.

     Охлаждение организма оказывает влияние и на колебания кро­вяного давления. Вначале давление повышается вследствие сокра­щения кожных сосудов, затем при расширении кожных сосудов кровяное давление сильно понижается. Замедление сердцебиения и дыхания прогрессирует по мере охлаждения тела. До тех пор, пока организм сопротивляется охлаждению, выделение углекислого газа увеличивается, но при падении температуры тела ниже 26— 28° продукция выработки тепла уменьшается и теплообразование сильно снижается.

Полезная информация:
figura.inf.ua - При копировании материалов, активная ссылка на сайт обязательна!