Терморегуляция

1. терморегуляция

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ
кафедра нормальной физиологии ФГБОУ ВО ПГМУ
им.ак. Е.А. Вагнера МЗ РФ

2. Терморегуляция

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ
План лекции.
1.Понятие «терморегуляция». Классификация
организмов по способам обеспечения температуры тела.
2.Факторы, влияющие на температурные ощущения.
3. Температурный контраст. Температурная карта
поверхности тела.
4.Варианты изменения температуры тела.
5.Температурные пределы жизнедеятельности
теплокровных.
6. Функциональная система терморегуляции.
Характеристика элементов ФС.
7.Характеристика способов теплопродукции и
теплоотдачи. 8.Реакции организма на изменение
температуры тела (нарушение изотермии).
9.Теоретические основы закаливания.

3. Терморегуляция

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ
Совокупность процессов,
обеспечивающих
поддержание биологически
оптимальной температуры тела

4. Классификация организмов по способам обеспечения температуры тела

Пойкилотермные(холоднокровные) – не способны
поддерживать температуру на постоянном уровне – низкая
теплопродукция
Гомойотермные – (теплокровные) имеют относительно
постоянную
температуру
тела,
незначительно
изменяющуюся в течение суток. Вырабатывают много тепла.
Гетеротермные – колебания температуры их тела
превышают границы, характерные для гомойотермных
(зимняя спячка, животные с малыми размерами тела)
Зона температурного комфорта: для одетого
человека – 18 - 20о С; для раздетого человека – 26 – 29о С.

5. Температурные ощущения зависят от:

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ОЩУЩЕНИЯ ЗАВИСЯТ ОТ:
1.от локализации терморецептора.
2.Величиныраздражаемойповерхности.
3.Влажности.
4.Окружающей температуры.
5.Предшествующих температурных раздражений.
6.Скорости движения воздуха.

6. Температурный контраст.

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОНТРАСТ.
Если руку погрузить в воду, нагретую до 27оС, а затем
перенести в 24оС, то возникает ощущение холода. 31оС
после 34оС также вызовет ощущение холода.Эти явления
называются температурным контрастом.
В поверхностных и глубоких участках тела человека
температура различна.
«Ядро» тела. Это внутренние части тела, составляющие
примерно 50% его массы. К «ядру» условно относят мозг и
внутренние органы. Температура ядра 36,7 – 370 С. В разных
участках ядра температура может колебаться на 0,2 – 1,20 С.
«Оболочка» тела. Это поверхностны слой тела,
толщиной 2,5 см или более. Температура оболочки зависит
от: локализации участков оболочки; внешней температуры.

7.

Температурная карта поверхности тела
32,5
33,5
34,0
33,3
32,4
36,6
33,4
33,3
31,1
32,5
32,2
Ядро
Оболочка
28,5
(2,5 см)
30,0
24,4

8. Изменения температуры тела

ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕЛА
Изотермия. Это постоянство температуры сердцевины
тела, несмотря на колебания внешней температуры.
Составляет 36,7 – 370 С.
Обеспечивается регуляцией процессов теплопродукции и
теплоотдачи.
У недоношенных детей низкий уровень теплопродукции,
поэтому их держат в боксах.
У новорожденных часто бывает перегревание из – за
слишком теплой одежды и нарушения теплоотдачи.

9. Изменения температуры тела

ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕЛА
Гипотермия. Снижение температуры тела до 35оС и более.
Причины:
1.Низкая внешняя температура;
2.Низкая теплопродукция;
3.Высокая теплоотдача.
В клинической практике используют гипотермию. При этом
тело охлаждают до 24 – 28оС. Уменьшается потребность
нервных клеток в О2 и есть возможность проводить операции
на сердце и ЦНС, выключая кровообращение на 15 – 20
минут, вместо 3 – 5 при нормальной температуре.

10. Изменения температуры тела

ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕЛА
Гипертермия. Это повышение температуры тела выше
370 С.
Причины:1.Высокая температура внешней среды;
2.Недостаточная теплоотдача; 3.Избыточная
теплопродукция. Предельная температура для выживания
короткое время - 430 С.Более длительное время – 420С.
Уже при температуре 40 – 410С развиваются тяжелые
поражения мозга.

11. Температурные пределы жизнедеятельности теплокровных:

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПРЕДЕЛЫ
ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ТЕПЛОКРОВНЫХ:
35,8 – 37,8оС – биохимические процессы протекают
нормально,
40 – 42оС – возникает тепловой удар из – за снижения
активности ферментов,
43оС – денатурация ферментов,
31 – 34оС – возникает централизация кровообращения,
20 – 27оС – фибрилляция сердца, потеря сознания,
19,3оС – полный анабиоз.
Измерение температуры тела. Для клинических целей
оценку температуры «ядра» проводят в легко доступных
участках тела, температура которых практически не
отличается от температуры «ядра».
Это:-прямая кишка, полость рта, подмышечная впадина

12. Изменение температуры в прямой кишке в течение суток

Температура 0 С
ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПРЯМОЙ КИШКЕ
В ТЕЧЕНИЕ СУТОК
37,5
37
36,5
36
Время суток

13. Характеристика элементов функциональной системы поддержания температуры тела

14. Терморецепторы

ТЕРМОРЕЦЕПТОРЫ
Это окончания чувствительных волокон типа А- дельта и С.
Различают:
а) по локализации: - периферические: на коже, внутренних
органах, кровеносных сосудах, слизистых оболочках полости
рта, роговице глаза;
интерорецепторы расположены в кожных венах, в венах
органов, продуцирующих тепло. Раздражение их обеспечивает
вегетативные реакции, связанные с терморегуляцией
(теплопродукцию, теплоотдачу, сосудистые реакции).
центральные. В ЦНС. Термочувствительные нейроны
имеются в спинном мозге, в гипоталамусе, ретикулярной
формации среднего мозга. Из них 80% тепловые. Изменяют
интенсивность теплопродукции и теплоотдачи в целом
организме.

15. Терморецепторы (продолжение)

ТЕРМОРЕЦЕПТОРЫ (ПРОДОЛЖЕНИЕ)
• б) По реакции на температурный раздражитель:
• тепловые и холодовые.
• Тепловые рецепторы находятся в верхнем и среднем слоях
собственно кожи. Кожные рецепторы передают сигналы в центр
терморегуляции об изменениях температуры среды.
Обеспечивают формирование температурных ощущений.
• Холодовых рецепторов в коже, роговице, мошонке больше,
чем тепловых. В коже холодовые рецепторы находятся в
эпидермисе.

16.

• Афферентный путь температурной чувствительности.
• 1-ый нейрон – в спинальном ганглии. 2-ой нейрон – в спинном мозге,
затем перекрест. 3-ий нейрон – в таламусе, затем сигнал поступает в
заднюю центральную извилину. Информация декодируется в виде
ощущений. Одновременно сигнал поступает в гипоталамус, где находится
центр терморегуляции.
• Аппарат управления. Это лимбико-ретикулярный комплекс (ЛРК)
и гипоталамус. Обеспечивает:- автоматизированное управление
температурой тела через АНС и ЖВС - формирует поведенческую
реакцию.
• Аппарат исполнения. Температура тела поддерживается
процессами теплопродукции и теплоотдачи. Система терморегуляции не
имеет собственных специфических эффекторных органов. Она использует
эффекторные органы других физиологических систем: ССС, дыхательной,
выделительной, скелетной мускулатуры и др.

17. Центр терморегуляции

Центр терморегуляции находится в гитпоталамусе.
1) в преоптической области термочувствительные нейроны
(афферентный отдел системы терморегуляции). Активируются при
повышении температуры «ядра» тела человека. Способны различать
разницу температуры крови в 0,011 °С;
2) в переднем гипоталамусе имеются клетки, «задающие» уровень
поддерживаемой в организме температуры тела («установочная точка»
терморегуляции); Здесь находится центр теплоотдачи. Активируется
импульсами от тепловых терморецепторов и вызывает расширение
сосудов кожи, повышает потоотделение, снижает теплопродукцию.

18. Центр терморегуляции (продолжение)

3) в заднем гипоталамусе находятся эффекторные нейроны,
управляющие теплопродукцией. Возбуждается импульсами от
холодовых рецепторов. Через симпатическую нервную систему и гормоны
(адреналин, норадреналин, тироксин и др) повышает метаболизм,
суживает сосуды кожи, активизирует терморегуляционную функцию
скелетных мышц. Сохраняется тепло в организме.
.

19. Взаимосвязь клеток центра терморегуляции.

ВЗАИМОСВЯЗЬ КЛЕТОК ЦЕНТРА ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ.
В преоптической области гипоталамуса непрерывно
определяется среднее (интегральное) значение температуры тела.
Эти данные передаются через вставочные нейроны в группу
нейронов переднего отдела гипоталамуса, задающих в организме
определенный уровень температуры тела — «установочную точку»
терморегуляции.
На основе сравнений значений средней температуры тела и
заданной величины температуры сигнал поступает в центр
теплопродукции или центр теплоотдачи.
Система терморегуляции не имеет собственных специфических
эффекторных органов. Она использует эффекторные органы других
физиологических систем: ССС, дыхательной, выделительной,
скелетной мускулатуры и др.
Определенную роль в регуляции температуры тела играют и
другие отделы ЦНС (ретикулярная формация, лимбическая
система, кора головного мозга).

20.

Функциональная система терморегуляции
Кора
ЛРК―ГТ
Поведение
АНС→
ЖВС→
Центр
теплопродукции:
1. химический
термогенез
2. сократительный
термогенез
3.сосудистые реакции,
снижающие теплоотдачу
Т0 С→ТР
Центр теплоотдачи:
1. сосудистые реакции,
увеличивающие теплоотдачу
2.потоотделение
3. снижение теплопродукции
Прямая связь
Обратная связь

21. Теплопродукция (термогенез)

Химический
Фосфорилирование
Окислительное
Неокислительное
Сократительный
Тонические
сокращения
Ритмические
сокращения
Холодовая дрожь

22.

Органы, выделяющие тепло
45%
14%
25%

23.

Органы, выделяющие тепло
15%
9%
6%

24. Характеристика способов теплопродукции.

ХАРАКТЕРИСТИКА СПОСОБОВ ТЕПЛОПРОДУКЦИИ.
1.Химический термогенез.
а) Окислительное фосфорилирование Б, Ж, У, при этом
25% энергии превращается в тепловую.
Активируется: -физической активностью: ходьба – в 3 – 4
раза, работа – в 7 – 10 раз,- адреналином (при эмоциях,
страхе).
б) Неокислительное фосфорилирование – в тепло
превращается 75% энергии.
Активируется при снижении температуры в течение
нескольких дней . При этом увеличивается выработка
тироксина, адреналина. В результате – распад жира в
адипоцитах и выход ЖК в кровь, их окисление с образованием
тепла. Используется бурый жир (особенно у новорожденных;
содержит много цитохрома – отсюда название).

25. Характеристика способов теплопродукции.

ХАРАКТЕРИСТИКА СПОСОБОВ ТЕПЛОПРОДУКЦИИ.
2) Сократительный термогенез.
а) 60% теплопродукции в покое образуется за счет
тонуса мышц.
При снижении температуры внешней среды на 2оС
относительно уровня комфорта появляются
терморегуляторные тонические сокращения, развивающиеся
в области мышц спины, шеи и некоторых других областей.
Теплопродукция возрастает на 40 – 50%. Повышение тонуса
мышц происходит путем активации γ – мотонейронов. При
этом формируется поза, уменьшающая теплоотдачу.

26. Характеристика способов теплопродукции.

ХАРАКТЕРИСТИКА СПОСОБОВ ТЕПЛОПРОДУКЦИИ.
б) Ритмические сокращения при физической
активности, повышают температуру тела, т.к. мышечное
сокращение это энергоемкий процесс, а большая часть
энергии превращается в тепловую
в) Холодовая дрожь. – непроизвольное сокращение
мышц по типу зубчатого тетануса.
Возникает при снижении температуры сердцевины
тела.Осуществляется через активацию α – мотонейрона.
Теплообразование при дрожи является эффективным
способом теплопродукции т. к. в тепловую энергию
переходит почти вся энергия мышечного сокращения.

27.

Способы теплоотдачи
Испарение
Конвекция
Теплопроведение
Теплоизлучение

28. Характеристика способов теплоотдачи.

Испарение. На испарение 1мл. воды расходуется 580кал
тепла.
Через легкие испаряется в норме за сутки 350мл.
Н2О.Это обеспечивает отдачу 8% тепла. Процесс
регулируется частотой и глубиной дыхания (тепловая
одышка).
С поверхности кожи в покое этим путем выводится 25%
тепла. Связано с диффузией воды к поверхности кожи. Это
так называемое неощутимое испарение. За сутки этим
способом испаряется 500мл. Н2О. При повышении
температуры тела неощутимое испарение дополняется
работой потовых желез.

29. Характеристика способов теплоотдачи (продолжение).

Потообразование. При физической работе, при
повышении температуры воздуха потообразование по
сравнению с покоем может увеличиться в 10 – 20 раз и
достичь 3,5 – 12л в час .
Но охлаждение за счет испарения требует
адекватного поступления воды и эффективно при низкой
влажности воздуха.
За счет испарения организм способен выдерживать
достаточно высокие температуры. То = +45оС –
выдерживается долго при поступлении воды.
То = +55оС – 2 часа без повышения температуры
тела. То = +120оС – (финская баня) тренированный
человек – 20 минут

30. Характеристика способов теплоотдачи (продолжение)

Конвекция. Это теплоотдача за счет перемещения нагретого кожей
воздуха и смены его на холодный. Увеличивается при большой скорости
движения воздуха (ветре).
Способ эффективен, если температура воздуха ниже температуры
кожи.
Теплопроведение. Это отдача тепла нагретым телом менее нагретому
(например, охлаждение при купании в водоеме).
• Теплоизлучение. С поверхности кожи эффективно если температура
воздуха ниже температуры тела. При температуре воздуха 20о таким
способом отдается 70% образующегося тепла. Только с поверхности
непокрытой головы в зависимости от температуры воздуха отдается от
50 до 75% тепла.

31. Кровоток и теплоотдача

КРОВОТОК И ТЕПЛООТДАЧА
Излучение прямопропорционально зависит от величины
кожного кровотока.
Температура кожи 19 – 30о является зоной вазомоторной
регуляции теплоотдачи.
При температуре кожи 19 – 30о и ниже происходит
централизация кровообращения: кровь направляется в
сердцевину тела, кожный кровоток и излучение при этом
снижаются. При температуре выше 30о увеличивается
кожный кровоток. Излучение увеличивается, но одежда
препятствует теплоотдаче.

32. Реакции организма на изменение температуры тела (нарушение изотермии)

РЕАКЦИИ ОРГАНИЗМА НА ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
ТЕЛА (НАРУШЕНИЕ ИЗОТЕРМИИ)
Гипертермия.
1) увеличивается кожный кровоток за счет
перераспределения крови от мышц к коже. Поэтому
снижается физическая и умственная работоспособность.
Повышается ЧД, ДО
2) Повышается МОК (ЧСС↑).
3) Снижается теплопродукция.
4) Повышается потоотделение.
5) Формируется жажда.
Если гипертермия связана с повышением температуры
воздуха, высокой инсоляцией, то формируется
поведенческая реакция избегания действия этих факторов и
увеличения эффективности теплоотдачи.

33. Гипотермия.

ГИПОТЕРМИЯ.
При гипотермии активируются:
1) химический термогенез за счет гликолиза;
2) неокислительное фосфорилирование;
3) сократительный термогенез
Сердечно – сосудистые реакции при гипотермии
имеют несколько этапов.
1-ый этап. Возникает сужение кожных сосудов,
повышается
АД, увеличивается ЧСС.Эти реакции
направлены на
снижение теплоотдачи и поддержание
температуры сердцевины тела.

34. Гипотермия.

ГИПОТЕРМИЯ.
2 этап гипотермии.
Происходит адаптация к холоду. Связано это с повышением
теплопродукции
и
установлением
баланса
между
теплопродукцией и теплоотдачей
в новых температурных
условиях. При этом кожные сосуды расширяются, АД снижается,
ЧСС снижается.
Названные сосудистые реакции возникают не только в месте
охлаждения, но и в отдаленных участках тела.
Так, охлаждение стоп – расширение сосудов носоглотки,
повышенная теплоотдача в этом месте и, как следствие,
переохлаждение, воспалительные явления.
При длительном действии холода наступает нарушение
терморегуляции. Кожа становится синюшной, изменения АД и ЧСС
разнонаправлены.

35. Теоретические основы закаливания.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЗАКАЛИВАНИЯ.
Закаливание – это тренировка организма, его реакций,
направленных на противодействие факторам, изменяющим
изотермию: низкие или высокие температуры, влажность,
ветер и т. д.
Эффекты закаливания. При закаливании тренируются:
сосудистые реакции, процессы теплопродукции и
теплоотдачи, быстрая активация этих процессов при
необходимости.
Повышается иммунитет, физическая и умственная
работоспособность.

36.

Способы закаливания
Воздействие высоких температур
Воздействие низких температур
Чередование воздействия высоких
и низких температур
Сочетание холода и физических нагрузок

37.

Закаливание холодом
Это воздействие холодного воздуха, воды (в виде
обливания, обтирания, душа, ванны), ходьба босиком.
Экстремальные холодовые воздействия: ходьба босиком по
снегу, растирание снегом, обливание на морозе,
моржевание.
Местные воздействия. Это обливание холодной водой,
холодные ванночки для кистей рук, стоп, полоскание
холодной водой носоглотки.
Закаливание теплом. Можно использовать солнечные
ванны, сауну, баню.
Чередование тепла и холода. Например, из бани в
прорубь. Местно: чередование горячих и холодных ванночек
для кистей и стоп, контрастное полоскание носоглотки.
Сочетание холода и физических нагрузок физические упражнения на холоде.

38. Схема работы центра терморегуляции гипоталамуса

(смотреть в режиме показа слайдов)

39.

Центр
теплопродукции
Стимуляция
образования
и сохранения
тепла
Возбуждение
Торможение
Охлаждение
Центр
теплоотдачи
Снижение
теплоотдачи

40. Спасибо за внимание!

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!