| Головна |
| «« | ЗМІСТ | »» |
|---|
Терморегуляція пов'язана з механізмами регуляції рівня теплопродукції (хімічна регуляція) і тепловіддачі (фізична регуляція). Баланс теплопродукції і тепловіддачі контролюється гіпоталамусом, інтегруючим сенсорні, вегетативні, емоційні і моторні компоненти адаптивного поведінки.
Сприйняття температури здійснюється рецепторними утвореннями поверхні тіла (шкірними рецепторами) і глибинними температурними рецепторами в дихальних шляхах, судинах, внутрішніх органах, в міжм'язової нервових сплетеннях ШКТ. За аферентним нервах імпульси від цих рецепторів надходять до центру терморегуляції в гіпоталамусі. Він активує різні механізми, що забезпечують або теплопродукцию, або тепловіддачу. Механізм зворотного зв'язку за участю нервової системи і кровотік змінюють чутливість температурних рецепторів (рис. 15.4, 15.5). Термочутливі освіти розташовані також в різних областях ЦНС - в моторній корі, в гіпоталамусі, в області стовбура мозку (ретикулярної формації, довгастомумозку) і спинному мозку.
В гіпоталамусі, який іноді називають «термостатом організму», існує не тільки центр, що інтегрує різні сенсорні імпульси, пов'язані з інформацією про теп-
Мал. 15.4. Терморегуляція у людини
ловом балансі організму, але і центр регуляції рухових реакцій, які контролюють зміни температурного режиму. Після порушення функцій гіпоталамуса здатність до регуляції температури тіла втрачається.
З переднім гіпоталамусом пов'язаний контроль регуляції тепловіддачі для запобігання перегрівання - його нейрони чутливі до температури крові, що протікає. При порушенні роботи цього центру зберігається контроль за температурою тіла в холодному середовищі, але в спеку він відсутній і температура тіла значно підвищується.
Інший центр терморегуляції, розташований в задньому гіпоталамусі, контролює величину теплопродукції
Мал. 15.5. Участь нервової системи в терморегуляції і тим самим запобігає зайве охолодження. Порушення роботи цього центру знижує здатність до посилення енергетичного обміну в холодному середовищі, і температура тіла падає.
Передача тепла з внутрішніх областей тіла до кінцівок в результаті зміни обсягу кровотоку є важливим засобом регулювання тепловіддачі через вазомоторні реакції. Кінцівки витримують набагато більший діапазон температур, ніж внутрішні області тіла, і утворюють прекрасні температурні «віддушини», т. Е. Місця, які можуть забезпечити втрату великих або менших кількостей тепла в залежності від припливу тепла з внутрішніх областей тіла через кровотік.
Терморегуляція пов'язана з симпатичної нервової системою (див. Рис. 15.5). Нею регулюється тонус судин; в результаті приплив крові до шкірних покривів змінюється (див. гл. 4). Розширення підшкірних судин супроводжується уповільненням кровотоку в них і посиленням тепловіддачі (рис. 15.6). При сильній спеці різко збільшується приплив крові до шкіри кінцівок, і надлишок тепла розсіюється. Близькість вен до шкірної поверхні збільшує охолодження крові, яка повертається до внутрішніх областей тіла.
При охолодженні судини звужуються, знижується приплив крові на периферію. У людини в міру проходження крові по великих судинах рук і йог її температура падає. Охолоджена венозна кров, повертаючись всередину тіла по судинах, розташованим поблизу артерій, захоплює велику
Мал. 15.6. Реакція поверхневих судин шкіри на холод - звуження (А) і спеку - розширення (Б)
частку тепла, що віддається артеріальною кровио. Така система називається протитечійним теплообміном. Вона сприяє поверненню великої кількості тепла до внутрішнім областям тіла після проходження крові через кінцівки. Сумарний ефект такої системи - зниження тепловіддачі. При температурі повітря, близької до нуля, така система не вигідна, так як в результаті інтенсивного теплообміну між артеріальною і венозною кров'ю температура пальців на руках і на ногах може значно знизитися, що може стати причиною обмороження.
Основне джерело теплопродукції пов'язаний з м'язовими скороченнями, які знаходяться під довільним контролем. Іншим видом посилення теплопродукції в організмі може бути м'язове тремтіння - реакція на холод. Невелике рух м'язів при тремтіння підвищує ефективність теплопродукції. При тремтіння ритмічно і одночасно з великою частотою скорочуються згиначі і розгиначі кінцівок і жувальні м'язи. Частота і сила скорочення можуть варіювати. Тремтіння генерується тільки в тому випадку, якщо зазначені м'язи не залучені в інший вид діяльності. Вона може бути подолана довільної м'язової роботою. Довільні рухи, наприклад ходьба, пов'язані з м'язовим скороченням, яке долає тремтіння. І тремтіння, і ходьба супроводжуються утворенням тепла. Нейрони заднього гіпоталамуса впливають на частоту і силу м'язових скорочень при тремтіння. До цього центру надходять імпульси від центру терморегуляції в передньому гіпоталамусі і від рецепторів м'язів. Імпульси від головного мозку надходять до всіх рівнів спинного мозку, де виникають ритмічні сигнали, що викликають в м'язах тремтіння.
Крім того, теплова енергія утворюється при розщепленні жирів, запасених в жировій тканині. Найбільш ефективний в цьому сенсі бурий жир, розташований у новонароджених дітей між лопатками і за грудиною. Протягом декількох днів після народження теплопродукція, яку забезпечують клітини бурого жиру, - головна реакція на холод. Пізніше у дітей такою реакцією стає тремтіння. Бурий жир у великих кількостях зустрічається у тварин, яким властива зимова сплячка. Розщеплення жиру з білої жирової тканини менш ефективно. Білий жир сприяє не утворення, а збереженню тепла.