Температураробить істотний вплив на протікання життєвих процесів в організмі іна його фізіологічну активність. Фізико-хімічної основою цього впливує зміна швидкості протікання хімічних реакцій, завдяки якимвідбувається ентропічних перетворення всіх видів енергії в теплову.
Залежністьшвидкості хімічних реакцій кількісно виражається законом Вант-Гоффа -Арреніуса, згідно з яким при зміні температури навколишнього середовища на 10 В° звідбувається, відповідно, підвищення або зниження швидкості хімічнихпроцесів в 2-3 рази. Різниця в 10 В° с стала стандартним діапазоном, по якомувизначають температурну чутливість біологічних систем.
ВЗгідно з одним із наслідків другого закону термодинаміки, теплота яккінцеве перетворення енергії здатна переходити тільки з області більшвисокої температури в область більш низькою. Тому потік теплової енергії відживого організму в навколишнє середовище не припиняється до тих пір, покитемпература тіла особини вище, ніж температура середовища. Температура тілавизначається співвідношенням швидкості метаболічної теплопродукції клітиннихструктур і швидкості розсіювання утворюється теплової енергії в навколишнєсереду. Отже, теплообмін між організмом і середовищем єневід'ємною умовою існування теплокровних організмів. Порушенняспіввідношення цих процесів призводить до зміни температури тіла.
Людинаспрадавна мешкає в різних умовах нашої планети, температурні відмінностіміж якими перевищують 100 В° с. Щорічні та щодобові коливання можуть бутидуже великі. Отже, проблема захисту від зовнішніх температурнихвпливів і фізіологічної адаптації до них завжди стояла перед людиною, апри виконанні м'язової роботи в деяких умовах зовнішнього середовищатерморегуляція є одним з важливих факторів, що лімітують.
При аналізітемпературного режиму людського організму протягом довгого часупоняття про температуру тіла як однієї з найважливіших фізіологічних констант принормальному стані організму поширювалося не лише на стан спокою,але й на активну м'язову діяльність. З цієї позиції різна ступіньгіпертермії при м'язовій роботі не могла розцінюватися інакше, як показникзриву або функціональної недостатності терморегуляціонной системи, вЗокрема, апарату фізичної терморегуляції.
Сучаснийпогляд на терморегуляцію людини в процесі роботи суттєво змінився.Допускається і доведена пряма, хоча і не лінійна залежність, взаємозв'язокміж температурою ядра і рівнем метаболізму. Важливо підкреслити, що ступіньпідвищення температури ядра при роботі в більшій мірі корелює із загальнимрівнем енерговитрат, ніж з величиною теплопродукції. Тому знанняфізіологічних основ терморегуляції людини в різних умовахдіяльності, особливо при фізичних навантаженнях, є необхідним.
Температуратіла людини. Тепловий баланс
Можливістьпроцесів життєдіяльності обмежена вузьким діапазоном температури внутрішньоїсередовища, в якому можуть відбуватися основні ферментативні реакції. Для людинизниження температури тіла нижче 25 В° с і її збільшення вище 43 В° с, як правило,смертельно. Особливо чутливі до змін температури нервові клітини. Зточки зору терморегуляції, тіло людини можна представити що складається з двохкомпонентів: зовнішнього, оболонки, і внутрішнього, ядра. Ядро - це частина тіла,яка має постійну температуру, а оболонка - частина тіла, в якіймається температурний градієнт. Через оболонку йде теплообмін між ядром інавколишнім середовищем. Температура різних ділянок ядра різна. Наприклад, впечінки - 37.8-38.0 В° с, у мозку - 36.9-37.8 В°. в цілому ж, температура ядра тілалюдини становить 37.0 В° з.
Температурашкіри людини на різних ділянках коливається від 24.4 до 34.4 В° з. Найнижчатемпература спостерігається на пальцях ніг, найнижча - в пахвовій западині.Саме на підставі вимірювання температури в пахвовій западині зазвичай судять протемпературі тіла в даний момент часу. За усередненими даними, середнятемпература шкіри оголеного людини в умовах комфортної температури повітрястановить 33-34 В° с.
Існуютьциркадні - цілодобовий - коливання температури тіла. Амплітуда коливаньможе досягати 1 В°. Температура тіла мінімальна в передранкові години (3-4 години)і максимальна в денний час (16-18 годин). Ці зрушення викликані коливаннямирівня регулювання, тобто пов'язані зі змінами в діяльності ЦНС. В умовахпереміщення, пов'язаного з перетинанням часових меридіанів, потрібно 1-2 тижнідля того, щоб температурний ритм прийшов у відповідність з новим місцевимчасом. На добовий ритм можуть накладатися ритми з тривалішимиперіодами. Найбільш виразно проявляється температурний ритм,синхронізований з менструальним циклом.
Відомотакож явище асиметрії аксілярной температури. Вона спостерігається приблизно в 54%випадків, причому температура в лівій пахвовій западині декілька вище, ніж вправої. Можлива асиметрія і на інших ділянках шкіри, а вираженістьасиметрії більш ніж в 0,5 В° свідчить про патологію. Сталістьтемператури тіла у людини може зберігатися лише при рівності процесівтеплоутворення і тепловіддачі всього організму. У термонейтральной (комфортної)зоні існує баланс між теплопродукцией і тепловіддачею. Провідним чинником,визначальним рівень теплового балансу, є температура навколишнього середовища.При її відхиленні від комфортної зони в організмі встановлюється новий рівеньтеплового балансу, що забезпечує изотермию в нових умовах середовища. Оптимальнеспіввідношення теплопродукції і тепловіддачі забезпечується сукупністюфізіологічних процесів, званих терморегуляцією. Розрізняють фізичну(Тепловіддача) і хімічну (теплоутворення) терморегуляцію.
Механізмитеплоутворення і тепловіддачі (хімічна і фізична терморегуляція)
Хімічнатерморегуляція - теплоутворення - здійснюється за рахунок зміни рівняобміну речовин, що призводить до зміни утворення тепла в організмі.Джерелом тепла в організмі є екзотермічні реакції окислення білків,жирів, вуглеводів, а також гідроліз АТФ. При розщепленні поживних речовинчастина звільненої енергії акумулюється в АТФ, частина розсіюється у виглядітепла (первинна теплота - 65-70% енергії). При використанні макроергічнихзв'язків молекул АТФ частина енергії йде на виконання корисної роботи, а частинарозсіюється (вторинна теплота). Таким чином, два потоки теплоти - первинноїі вторинної - є теплопродукцией.
Принеобхідності підвищити теплопродукція, крім можливості отримання теплаззовні, в організмі використовуються механізми, що збільшують виробництво тепловоїенергії.
1.Скорочувальнийтермогенез.
Прискороченні м'язів зростає гідроліз АТФ, тому зростає потік вторинноїтеплоти, що йде на зігрівання тіла.
Довільнаактивність м'язового апарату в основному виникає під впливом кори великихпівкуль. При цьому підвищення теплопродукції можливо в 3-5 разів у порівнянні звеличиною основного обміну. ​​
Привиконанні фізичного навантаження різної потужності теплопродукція зростає у 5-15разів порівняно з рівнем спокою. Температура ядра протягом перших 15-30хвилин тривалої роботи досить швидко підвищується до відносностаціонарного рівня, а потім зберігається на цьому рівні або продовжуєповільно підвищуватися. Хоча при виконанні навантаження спрацьовують різнімеханізми тепловіддачі, спостерігається робоча гіпертермія. Можливо, це пов'язанозі зниженням гіпоталамічного рівня регуляції.
Зазвичай призниженні температури середовища і температури крові першою реакцією єзбільшення терморегуляціонная тонусу. З точки зору механіки скорочення,даний тонус являє собою мікровібрацію і дозволяє збільшититеплопродукцию на 25-40% від вихідного рівня. Зазвичай у створенні тонусуберуть участь м'язи голови і шиї.
При більшзначному переохолодженні терморегуляціонная тонус переходить в м'язовухолодовую тремтіння. Холодова тремтіння являє собою мимовільну ритмічнуактивність поверхнево розташованих м'язів, в результаті якої теплопродукціяпідвищується. Вважається, що теплопродукція при холодової тремтіння в 2,5 разів вище, ніжпри дов...
