Терморегуляция

1. Лекция на тему: «Терморегуляция»

2. Функциональная система, поддерживающая температуру крови

это динамическая, саморегулирующаяся организация, все составные элементы которой
взаимосодействуют поддержанию t° крови на постоянном уровне : в области правого
сердца (37,0-37,5°С).
Нормальная t° тела: аксиллярная (в подмышечной впадине) - 36,6-36,7°С, ректальная (в
прямой кишке) - 37-37,5°С, оральная (в ротовой полости) - 36,8-37°С, нормальная t°
пальцев рук – 28°С, пальцев ног - 24°С.

3. Структура функциональной системы, поддерживающей температуру крови

1.
2.
3.
4.
5.
Полезный приспособительный
результат (температура крови в
области правого сердца: 37,037,5°С);
Рецепторы
(тепловые
и
холодовые терморецепторы);
Обратная
афферентация
(нервный и гуморальный путь);
Нервный центр (гипоталамус терморегуляторный
центр
теплообразования и теплоотдачи);
Исполнительные
механизмы
(вегетативная и гуморальная
регуляция, поведение).

4. Исполнительные механизмы функциональной системы температуры крови

Вегетативная
и
гуморальная
регуляция направлены на изменение
теплопродукции (клеточный метаболизм,
мышечная
дрожь)
и
теплоотдачи.
Физиологические
механизмы
теплоотдачи: потоотделение, дыхание,
сосудистые реакции, с мочой, с калом.
Физические механизмы теплоотдачи:
теплоизлучение,
теплопроведение,
испарение, конвекция.
Увеличение t° крови связано с действием
симпатической нервной системы и
гормонов: СТГ, глюкокортикостероидов,
тироксина, инсулина, адреналина, АКТГ.
Уменьшение t° крови связано с действием
парасимпатической нервной системы.
Поведение дополняет процессы
регуляции в экстремальных условиях.

5. Терморегуляция

6. Ядро и оболочка

Ядро – это органы, в том числе, и мышцы. В ядре происходит теплопродукция.
Температура в нем стабильна и направлена на поддержание постоянства. В разных
участках ядра показатели t0 могут различаться на 0,2-1,20С.
Оболочка тела – это кожа и слизистые дыхательных путей. С поверхности оболочки
происходит теплоотдача и температура ее зависит от температуры окружающей среды.
При комфортной окружающей температуре средняя t0 кожи обнажённого человека
составляет 33-340С.

7. Циркадные (околосуточные) колебания температуры

Циркадные (околосуточные) колебания t0 тела - амплитуда
колебаний достигает 10С.
Температура тела
определяет скорость биохимических
реакций, днем обмен веществ идет интенсивнее.
В течение суток температура тела обычно колеблется в
пределах 0,50С.

8. Кожно-температурный коэффициент

Это градиент температуры, отражающий разность температуры
кожи. Он измеряется над подвздошной или подмышечной артерией
и 1-м пальцем стопы или 4-пальцем кисти. В норме величина
составляет для верхних конечностей 3,80-400С и для нижних
конечностей – 4,90 -5,20С.

9. Реагирование организма на внешнюю температуру

Изотермия (важнейший показатель
гомеостаза) - постоянство температуры
тела
и внутренней среды организма.
Характерна теплокровным животным.
Пойкилотермные
организмы
(изменчивые) – организмы, не способные
поддерживать t0 тела на постоянном
уровне, так как они вырабатывают мало
тепла.
Гомойотермные
организмы
(одинаковый) - организмы, способные
поддерживать t0 тела на постоянном
уровне, незначительно изменяющейся в
течение
суток.
Эти
организмы
вырабатывают много тепла.
Гетеротермные организмы (другой)
– свойственна тем, кто в неблагоприятный
период впадает в спячку или временное
оцепенение.

10.

Кожные терморецепторы
тепловые
холодовые
Специфические
Собственно-холодовые
(реагируют на изменение t°)
Неспецифические
Тактильно-холодовые
(реагируют на изменение
давления и t°)

11. Классификация терморецепторов

терморецепторы
Высокочувствительные
(t° =0,1°C)
Средней
чувствительности
(t° =1°C)
Низкочувствительные
t° =10°C

12. Особенности тепловых рецепторов

разряды
тепловых
рецепторов находятся в
диапазоне 200 – 500С;
тепловые терморецепторы
залегают на глубине 0,3 мм;
число
тепловых
терморецепторов
на
поверхности
кожи
составляет где-то 30 тысяч;
тепловые терморецепторы
иннервируются
безмиелиновыми нервными
волокнами.

13. Особенности холодовых рецепторов

разряды холодовых рецепторов
находятся в диапазоне 100 –
410С;
холодовые
терморецепторы
располагаются в толще кожи
на глубине
0,17 мм;
число
холодовых
терморецепторов
на
поверхности кожи составляет
где-то 250 тысяч;
холодовые
терморецепторы
иннервируются миелиновыми
нервными волокнами.

14. Свойства терморецепторов

обладают
постоянной
импульсацией при постоянной
температуре
кожи,
частота
импульсации пропорциональна
температуре (статический ответ);
при изменении температуры
кожи
изменяется
частота
импульсации
(динамический
ответ);
в
определенном
диапазоне
температур свойственна полная
адаптация;
терморецепторы
обладают
определенным
порогом
чувствительности;
нечувствительность
к
нетемпературным раздражителям.

15. Проводящий путь

Холодовые
рецепторы
ЦНС
Спинной
мозг
2-ой нейрон
Спиноталамический
путь
Вентробазальные
ядра
таламуса
Тепловые
рецепторы
Сенсомоторная
зона коры
больших
полушарий
гипоталамус

16. Гипоталамус

В медиальной преоптической области
гипоталамуса
найдены
центральные
терморецепторы (термосенсоры).
От
периферических
терморецепторов
информация
поступает
в
передний
гипоталамус – медиальную преоптическую
область.
Сигналы от периферических
терморецепторов
в
этой
области
сравниваются с сигналами центральных
термосенсоров, отражающие температурное
состояние мозга. На основании этого
задний гипоталамус вырабатывает сигналы,
управляющие процессами теплопродукции
и теплоотдачи.
Задний отдел гипоталамуса связан с
термочувствительными
структурами
спинного и среднего мозга. В спинном
мозге
находятся
центры
некоторых
терморегуляторных рефлексов, первичный
моторный центр дрожи.

17. Гипоталамус

После разрушения центров переднего
гипоталамуса
физиологическая
активность
в
условиях
холода
сохраняется, но в условиях жары t0 тела
быстро увеличивается и, наоборот.
Одной из самых важных функций
гипоталамуса
контроль
за
температурой тела.
При выполнении этой функции в
центре терморегуляции центральные и
периферические
терморецепторы
передают информацию в гипоталамус и
в зависимости от того, в нагревании и
охлаждении нуждается наш организм,
будет
активироваться
центр
теплопродукции или теплоотдачи.

18. Терморегуляторные нейроны

афферентные нейроны, принимающие сигналы от центральных
и периферических терморецепторов;
вставочные нейроны (интернейроны);
эфферентные нейроны, контролирующие активность эффекторов
системы терморегуляции.

19. Назначение системы терморегуляции - поддержание постоянного значения температуры тела: при снижении температуры тела

относительно нормальной – повышать теплопродукцию и снижать
теплопотери, а при повышении температуры тела – снижать
теплопродукцию и увеличивать теплообмен с окружающей средой.
терморегуляция
Химическая
(осуществляется за счет
изменения уровня
обмена веществ,
что ведет к увеличению
или уменьшению
образования
тепла в организме)
теплопродукция
Физическая
(совокупность
физиологических
процессов,
определяющих
теплоотдачу)
теплоотдача

20. Теплопродукция

Теплота является побочным продуктом обменных
процессов (вся энергия при окислении веществ
переходит в теплоту) - обязательная теплопродукция.
Сократительная – это образование тепла в мышцах,
связанная с произвольными и непроизвольными
сокращениями скелетных мышц.
Терморегуляторный тонус – вид непроизвольных
сокращений, который начинается при снижении t0
внешней среды где-то на 20С относительно уровня
комфорта.
Холодовая дрожь – специфический тип сокращения,
возникающий у человека при значительном снижении
температуры окружающей среды организма и
повышающий образование тепла в несколько раз.
Несократительная – механизм образования тепла за
счёт активации гликолиза, гликогенолиза и липолиза в
скелетных мышцах, печени и в буром жире. При этом
термогенезе происходит окисление субстратов без
образования АТФ, вся высвобождающаяся энергия
сразу переходит в тепло. У человека таким субстратом
служат липиды бурой жировой ткани, имеющийся в
достаточном количестве у новорожденных.

21. Факторы теплообразования

Генетически детерминированные особенности
субъекта: его рост, масса тела, общая величина
поверхности тела, пол, активность эндокринной
системы;
Характер питания: специфическое динамическое
действие пищи;
Интенсивность мышечной работы: более
интенсивная мышечная работа увеличивает
теплообразование; существенным фактом его
повышения в условиях понижения окружающей
температуры является мышечная дрожь;
Окружающая температура: теплообразование
увеличивается при низких и снижается при
высоких температурах;
Психоэмоциональное
состояние
субъекта:
состояние
возбуждения
усиливает
интенсивность теплообразования и позволяет
пережить низкие температуры;
Интенсивность видимого света: как правило, в
темноте теплообразование снижается;
Уровень
солнечной
активности
и
ультрафиолетовой радиации: у жителей южных
стран теплообразование по сравнению с
жителями северных широт снижено.

22. Механизм теплообразования

Эфферентная импульсация от нейронов
заднего
гипоталамуса
поступает
к
мотонейронам спинного мозга;
Происходит сокращение скелетных мышц, в
результате чего увеличивается гидролиз АТФ;
Увеличиваются
произвольные
и
непроизвольные
мышечные
сокращения
(терморегуляторный тонус), в результате чего
теплопродукция может возрастать до 50%;
При
значительном
охлаждении
терморегуляторный тонус переходит в
мышечную
дрожь,
связанную
с
распространением
возбуждения
из
гипоталамуса
через
красное
ядро
(центральный
дрожательный
путь)
к
мотонейронам спинного мозга м от них к
мышцам;
Одновременно в печени, буром жире,
скелетных мышцах активируются процессы
окисления, в результате чего теплопродукция
возрастает в 3 раза.

23. Механизмы теплоотдачи

Излучение – отдача тепла в виде электромагнитных волн
инфракрасного
диапазона
(инфракрасных
лучей
Теплоотдача путем излучения тем ниже, чем выше
температура окружающей среды.
Теплопроведение (кондукция) – отдача тепла при
непосредственном соприкосновении тела с другими
физическими объектами. Избавление от излишек тепла
может произойти в том случае, если объект, с которыми
человек вступил в контакт, имеет более низкую
температуру.
Конвекция – теплоотдача, осуществляемая путём
переноса тепла движущимися частицами воздуха
(воды).Теплоотдача путем конвекции будет тем выше,
чем выше скорость движения окружающейся среды.
Испарение – отдача тепла в окружающую среду за счёт
испарения пота или влаги с поверхности кожи и
дыхательных путей. Теплоотдача при испарении
происходит не в момент выделения пота, а в момент его
испарения. Если пот выделяется, но не испаряется, то
теплоотдачи не происходит. Теплоотдача путем
испарения будет тем выше, чем выше температура
окружающей среды.

24. Механизмы теплоотдачи

Если температура окружающей среды
превышает внутренний показатель
организма, то испарение – это
единственный механизм охлаждения.
Если
высокая
температура
окружающей среды сопровождается еще
и повышенной влажностью, то человек
может перегреться и получить тепловой
удар.
Повышенная
влажность
затрудняет испарение воды, то есть
потоотделение.
Теплоотдача радиацией и конвекцией
происходит только в том случае, когда
температура воздуха и предметов ниже
температуры тела.
При
температуре
воздуха
выше
температуры
тела,
потери
тепла
происходят за счет потоотделения.

25. Особенности терморегуляции у детей

Теплоотдача у ребенка больше,
так
как
отношение
поверхности тела к его массе
превышает в 3 раза, поэтому
дети легче переохлаждаются и
перегреваются;
температура
тела
у
новорожденного не имеет
циркадного ритма;
у ребенка потери тепла
больше, так как у них тонкий
слой
подкожно-жировой
клетчатки и тонкая кожа;
незрелый
центр
терморегуляции.

26. Гуморальная терморегуляция

Адреналин и норадреналин усиливают
окислительные процессы, что приводит к
увеличению
теплообразования, суживают
сосуды кожи, в результате чего уменьшается
теплоотдача.
Трийодтиронин и тироксин – повышают
интенсивность
обменных
процессов
и
теплообразование
за
счет
разобщения
окислительного фосфорилирования.
При понижении температуры окружающей
среды происходит рефлекторное возбуждение
гипоталамуса. Повышение его активности
стимулирует гипофиз, в результате чего
выделяется кортикотропин, а он, в свою
очередь, стимулирует деятельность гормонов
щитовидной
железы,
стимулирующие
теплопродукцию.
При
охлаждении
включаются защитные реакции организма,
которые увеличивают теплообразование и
уменьшают теплоотдачу.

27. Нервная терморегуляция

Симпатическая
нервная
система
регулирует процессы теплопродукции
(усиление
процессов
окислительного
фосфорилирования, гликолиза в печени,
липолиза в буром жире) и процессы
теплоотдачи (потоотделение, конвекция,
теплопроведение)
за счёт изменения
тонуса кожных сосудов.
Соматическая система – регулирует
тоническое
напряжение,
процессы
сократительного термогенеза.
Таким
образом,
за
поддержание
постоянной температуры тела человека
отвечает
вегетативная,
соматическая
нервная система и гипоталамус. Зависит
температура тела от интенсивности
энергетических процессов.

28. Работа сосудистого аппарата кожи

На холоде → сосуды (артериолы) суживаются → раскрываются артериоловенулярные
анастомозы → большая часть кровь поступает в сосуды брюшной полости ( в
поверхностных слоях кожи циркулирует меньше крови) → возвращаясь внутрь тела
по сосудам, расположенных близ артерий, прохладная венозная кровь получает
большую долю тепла, отдаваемого артериальной кровью.
На жаре → сосуды расширяются → закрываются артериоловенулярные анастомозы
→ кровь возвращается к внутренним областям тела по венам, лежащим под самой
поверхностью кожи, минуя противоточный теплообменник, благодаря чему снижается
количество тепла.

29. Гипотермия

Гипотермия
(понижение
температуры
тела)
–
состояние
организма,
при
котором
величина
теплопродукции
организма
становится меньше величины
теплоотдачи,
несмотря
на
активацию обмена веществ.
Сильное воздействие низких
температур окружающей среды
вызывает местное или общее
охлаждение
организма,
характеризующаяся снижением
ЧСС и развитием процесса
торможения в коре головного
мозга.

30. Гипертермия

Гипертермия
(повышение
температуры
тела)
–
возникает,
когда
интенсивность
теплопродукции
превышает
способность
организма
отдавать тепло.
Гипертермия развивается в
условиях
внешней
температуры, превышающей
370С при 100% влажности
воздуха, когда испарение пота
становится невозможным. В
случае
продолжительной
гипертермии
может
возникнуть «тепловой удар».

31.

Это состояние организма, при котором центр терморегуляции
стимулирует повышение температуры тела за счёт перестройки
«установочной точки» на более высокую, чем в норме температуру.
Группа нейронов, осуществляющих анализ средней температуры
тела и её сравнение с новым установленным значением,
воспринимает нормальную температуру ядра тела, как низкую.
Включаются механизмы, активизирующие теплопродукцию и
снижающие интенсивность теплоотдачи. Переход «установочной
точки» на более высокий уровень происходит в результате действия
на нейроны преоптической области гипоталамуса эндогенных
пирогенов.
Терморегуляторный центр находится в гипоталамусе и настроен
на поддержание температуры тела 370С («установочная
температурная точка»
гипоталамуса). Это тот уровень
температуры, при котором деятельность процессов терморегуляции
минимальна и является оптимальной в данных условиях.

32.

Спасибо за
внимание!