Температура тіла людини, її регулювання

Величина теплоутворення в організмі залежить від інтенсивності обміну в органах і тканинах, то в тих, де обмінні процеси протікають з великою швидкістю, утворюється більша кількість тепла.

Але тканини тіла людини мають невисоку теплопровідність і за допомогою теплопроводу передача тепла від тканини до тканини відбувається в невеликих кількостях і з малою швидкістю. Вирішальну роль у вилученні тепла від тканин, що продукують його у великих кількостях, і запобігання їх перегріванню відіграє кров. Маючи високу теплоємність, кров переносить до тканин з низьким рівнем теплоутворення відібране тепло і, таким чином, сприяє вирівнюванню рівня температури у різних частинах тіла. Подібним способом, за рахунок посилення або ослаблення кровотоку, спрямованого до поверхневих тканин здійснюється зігрівання або охолодження поверхні тіла.

Оскільки тепло віддається в довкілля головним чином через шкіру, температура поверхневих тканин («оболонки»), як правило, нижче температури більше глибоких тканин («Ядра»).

Температура поверхневих тканин теж нерівномірна - вона вища на ділянках тіла, прикритих одягом і добре васкуляризованих. Температура поверхні тіла залежить, з одного боку, від інтенсивності перенесення до неї тепла кров'ю з глибоких частин тіла, а з іншого — від охолоджувальної або дії температури зовнішнього середовища, що зігріває. Таким чином, можна говорити про «Пойкілотермний» оболонка тіла людини.

Температура глибоких тканин тіла за рахунок теплоперенесення кров'ю розподілена рівномірніше і становить близько 36,7-37,0°С.

Мал. 11.1. Розподіл температури в різних областях тіла в умовах холоду (А) та тепла (Б).

Її добові коливання за умов відносного спокою організму перебувають у межах ГС. Тому говорять про гомойотермному «ядрі» тіла людини. Це поняття включають тканини людського тіла, розташовані на глибині 1 см від поверхні і глибше. У тканинах печінки, мозку, нирок температура дещо вища, ніж в інших тканинах внутрішніх органів.

Температура дистальних відділів верхніх та нижніх кінцівок нижче, ніж температура їх проксимальних відділів та глибоких тканин тіла. Відносне сталість температури зберігається переважно глибоких тканин людини, якщо організм перебуває у середовищі з температурою 25-26°С.

Це значення температури для легко одягненої людини називають термонейтральною зоною або температурою комфорту. При охолоджувальній дії температури довкілля маса глибоких тканин, у яких підтримується відносно стала температура, зменшується, а при зігріванні — зростає (рис.11.1).

За зміни температури глибоких тканин протягом доби виявляється певна закономірність її коливання (рис.11.2).

Мал. 11.2. Добові коливання температури тіла (ректальної)

Максимального значення температура тіла досягає о 18-20 годині і знижується до свого мінімуму під час нічного сну, до 4-6 години ранку.

Найбільш близько середнє значення температури «ядра» тіла відбиває температура крові в порожнинах серця, аорті та інших великих судинах. Найменшою мірою, в порівнянні з іншими органами та тканинами, коливається значення температури головного мозку. Однак зміна температури в цих частинах тіла людини зі зрозумілих причин наводитися не може.Тому для практичних цілей як показник температури глибоких тканин тіла використовують такі достатньо доступні для її вимірювання значення, як ректальна температура, під'язична та пахвова температура, температура у зовнішньому слуховому проході у барабанної перетинки. Очевидно, що подібні вимірювання в кожній із перелічених ділянок тіла мають свої особливості та обмеження, а отримані величини температур лише більшою чи меншою мірою відображають температуру глибоких тканин.

Регуляція температури тіла

Під терморегуляцією розуміють сукупність фізіологічних та психофізіологічних механізмів та процесів, діяльність яких спрямована на підтримку відносної сталості температури тіла. Як у людини, так і в інших теплокровних тварин на відносно незмінному рівні підтримується температура «ядра» тіла. Це досягається за допомогою балансу між кількістю тепла, що продукується в одиницю часу, і кількістю тепла, що розсіюється організмом за той же час в навколишнє середовище (рис.11.3).

Терморегуляція тіла

Сприйняття та аналіз температури

Здійснення метаболічних перетворень і функцій клітин залежить від температури, тому будь-яка клітина певною мірою володіє температурною чутливістю. Виявлено сенсорні нервові клітини та їх нервові відростки, що характеризуються особливо високою чутливістю до температурного впливу. Такі клітини, хоча морфологічно вони як особливий вид не описані, виконують функції терморецепторів. Температурна рецепція здійснюється і закінченнями тонких чутливих нервових волокон типу С та А (дельта), які існують у різних частинах тіла.Терморецептори є в шкірі, м'язах, судинах, у внутрішніх органах, дихальних шляхах, спинному мозку та інших відділах нервової системи. Холодо-і теплочутливі нейрони розташовуються в медіальній ділянці переднього гіпоталамуса. Сприйняття температурних подразнень та формування температурних відчуттів здійснюється за допомогою шкірних Холодові рецептори (Підвищують частоту імпульсації на охолодження і знижує її на нагрівання) і теплових рецепторів (Реагують на зміну температури протилежним чином, ніж холодові рецептори). На поверхні тіла кількісно переважають холодочутливі, а в гіпоталамусі - теплочутливі терморецептори.

Аферентний потік нервових імпульсів від периферичних терморецепторів надходить через задні корінці спинного мозку до вставних нейронів задніх рогів. Потім, головним чином, по спиноталамічним трактом цей потік імпульсів досягає передніх ядер таламуса і після перемикання проводиться в соматосенсорную кору великих півкуль. Ця частина температурного аналізатора забезпечує в основному виникнення та топічну локалізацію суб'єктивних температурних відчуттів типу: «холодно», «холодно», «тепло», «температурний комфорт» або «дискомфорт», «Жарко». На їх основі формуються терморегуляторні реакції.

Частина аферентного потоку нервових імпульсів від периферичних терморецепторів шкіри та внутрішніх органів надходить зі спинного мозку по більш давнім висхідним (спіноталамічному та спиноретикулярному) трактам в ретикулярну формацію, неспецифічні ядра таламуса, в асоціативні зони кори головного мозку та медіальну преопт.

Центральні механізми регулювання теплообміну

Регуляція теплообміну, а отже, і температури тіла здійснюється, головним чином, центром терморегуляції, локалізується в медіальній преоптичній ділянці переднього гіпоталамуса і задньому гіпоталамусі. Руйнування цієї ділянки гіпоталамуса або порушення його нервових зв'язків за допомогою перерізання на рівні середнього мозку в експериментах на тваринах веде до того, що у гомойотермних організмів порушується контроль за температурою тіла. У терморегуляторному центрі виявлено різні за функціями групи нервових клітин – термочутливі нейрони; клітини, що «задають» рівень підтримуваної в організмі температури тіла («установну точку» терморегуляції), у передньому гіпоталамусі; ефекторні нейрони, що управляють процесами теплопродукції та тепловіддачі, у задньому гіпоталамусі.

Термочутливі нервові клітини безпосередньо "вимірюють" температуру артеріальної крові, що протікає через мозок. Ці клітини здатні розрізняти різницю температури 0,011°С. Аферентний потік нервових імпульсів від терморецепторів шкіри, термочутливих нервових клітин внутрішніх органів, спинного мозку та інших частин тіла надходить також у преоптичну ділянку гіпоталамуса. На основі аналізу та інтеграції інформації про значення температури крові та периферичних тканин тут безперервно визначається середнє значення температури тіла.

Дані від температури тіла передаються в групу нервових клітин гіпоталамуса, що задають в даному організмі рівень регульованої температури тіла, - "точку встановлення" терморегуляції.

На основі аналізу та порівняння значень середньої температури тіла та заданої величини температури, що підлягає регулюванню, механізми «установочної точки» через ефекторні нейрони заднього гіпоталамуса впливають на процеси тепловіддачі або теплопродукції, щоб привести у відповідність фактичну та задану температуру. За допомогою центру терморегуляції встановлюється рівновага між теплопродукцією та тепловіддачею, що дозволяє підтримувати температуру тіла у певних межах.

У нейрональних механізмах, що забезпечують інтеграцію температурної аферентації та оцінку поточної температури тіла, беруть участь норадреналін та серотонін. У механізмах, що визначають «настановну точку», відіграють роль ацетилхолін та співвідношення в гіпоталамусі концентрацій іонів натрію та кальцію. В ефекторних механізмах теплопродукції та тепловіддачі провідна роль належить норадреналіну та ацетилхоліну. У центральних механізмах регуляції теплообміну в нормальних умовах простагландини не мають суттєвого значення. Однак при розвитку гарячкових станів у відповідь на дію пірогенів простагландини, мабуть, набувають ролі своєрідних медіаторів у зміні «точки встановлення» терморегуляції.

Ефективні механізми теплообміну

У термонейтральних умовах зовнішнього середовища баланс теплопродукції та тепловіддачі та підтримання температури тіла досягається переважно за допомогою судиннорухових реакцій. Якщо в центрі терморегуляції величини середньої інтегральної температури тіла та встановленої регульованої температури не збігаються, включаються ефекторні механізми, які через зміни кровотоку в судинах поверхні тіла змінюють у необхідному напрямку величину тепловіддачі організму.При відхиленні середньої інтегральної температури тіла у умовах на невелику величину від настановної температури наявні відмінності легко компенсуються з допомогою зміни інтенсивності віддачі тепла без істотного зміни теплопродукції. Це досягається за допомогою симпатичних впливів на просвіт судин поверхні тіла і як результат більшого чи меншого перенесення кров'ю тепла з ядра тіла до оболонки і його розсіювання фізичними механізмами. Якщо рівень середньої інтегральної температури тіла, незважаючи на розширення поверхневих судин, стійко перевищує величину настановної температури (наприклад, в умовах високої зовнішньої температури), відбувається різке посилення потовиділення. Ця реакція також контролюється симпатичною нервовою системою через виділення із закінчень нервових волокон ацетилхоліну. Випаровування вологи з поверхні тіла та поведінкові реакції набувають у посиленні тепловіддачі провідного значення.

У випадках, коли, незважаючи на звуження поверхневих судин та мінімальне потовиділення, рівень середньої інтегральної температури стає нижчим, ніж величина настановної температури (це має місце, наприклад, при дії на організм низької зовнішньої температури), активізуються процеси теплопродукції. Рівень теплопродукції в організмі контролюється нейронами заднього відділу гіпоталамуса та здійснюється за допомогою соматичних та симпатичних нервових волокон, а також за участю низки гормонів та біологічно активних речовин.

Так, зі збільшенням припливу аферентних нервових імпульсів від холодових рецепторів шкіри гіпоталамус спочатку зростає терморегуляционная м'язова активність.В результаті збудження нейрони дорсомедіальної області гіпоталамуса посилають через «центральний тремтливий шлях», ядра рухової системи середнього та довгастого мозку, потік еферентних нервових імпульсів до мотонейронів спинного мозку. Останні у відповідь здійснюють ритмічну посилку ефекторних нервових імпульсів до скелетних м'язів шиї, тулуба, проксимальних відділів кінцівок. Спочатку це проявляється у збільшенні амплітуди та частоти електроміографічної активності, зростанні тонічної напруги м'яза, проте видимих ​​скорочень м'яз при цьому не здійснює. У терморегуляційний тонус послідовно залучаються м'язи підборіддя, шиї, верхнього плечового пояса, тулуба, згинач кінцівок. Останнім пояснюється прийняття певної пози (згортання в клубок), що зменшує площу поверхні тіла, що контактує із зовнішнім середовищем, і знижує інтенсивність тепловіддачі.

При охолодженні організму, що триває, коли починається зниження його внутрішньої температури, підвищення тонусу м'язів переходить в якісно новий стан — виникають мимовільні періодичні скорочення скелетної мускулатури, що отримали назву холодового тремтіння. У цьому випадку відбувається порівняно невелика механічна робота, і майже вся метаболічна енергія у м'язі звільняється у вигляді тепла. Швидкість метаболізму та теплоутворення у м'язах при холодовому тремтіння може зростати майже в 5 разів у порівнянні з метаболізмом та теплоутворенням у них в умовах відносного спокою.

В умовах холоду за допомогою симпатичної нервової системи, через її медіатор, норадреналін, стимулюється ліполіз у жировій тканині.У кровотік виділяються і надалі окислюються з утворенням великої кількості тепла вільні жирні кислоти. Норадреналін та адреналін викликають швидке, але нетривале підвищення теплопродукції. Більше тривале посилення обмінних процесів досягається під впливом гормонів щитовидної залози - тироксину і трийодтироніну.

Якщо, незважаючи на активацію обміну речовин, величина теплопродукції організму стає меншою за величину тепловіддачі, виникає зниження температури тіла, що отримала назву гіпотермії.

Протилежний стан організму, що супроводжується підвищенням температури тіла, - гіпертермія, має місце, коли інтенсивність теплопродукції перевищує здатність організму віддавати тепло в довкілля у вигляді наявних способів тепловіддачі.

Гіпертермія найлегше розвивається в умовах дії на організм зовнішньої температури, що перевищує 37 ° С при 100% вологості повітря, коли випаровування поту або вологи з поверхні тіла стає неможливим. У разі тривалої гіпертермії може розвиватися "тепловий удар". Цей стан організму характеризується почервонінням шкіри внаслідок розширення периферичних судин, відсутністю потовиділення, ознаками порушення функцій центральної нервової системи (порушення орієнтації, марення, судоми). У більш легких випадках гіпертермії може проявитися теплова непритомність, коли в результаті різкого розширення периферичних судин відбувається падіння артеріального тиску.

Як за гіпотермії, і при гіпертермії має місце порушення основного умови підтримки сталості температури тіла — балансу теплопродукції і тепловіддачі.Зміна температури тіла при цих станах здійснюється всупереч зусиллям центру терморегуляції та інших механізмів системи терморегуляції утримати нормальну температуру тіла.

Лихоманка

Організмам властива особлива реакція у відповідь на потрапляння у внутрішнє середовище чужорідних речовин — лихоманка.

Лихоманка - Це стан організму, при якому центр терморегуляції стимулює підвищення температури тіла.

Це досягається перебудовою механізму «установочної точки» більш вищу, ніж у нормі температуру регуляції. Група нейронів, здійснюють аналіз поточної середньої температури тіла та її порівняння з новим, більш високо встановленим значенням, сприймає нормальну температуру ядра тіла, як низьку. Включаються механізми, що активізують теплопродукцію (підвищення терморегуляційного тонусу м'язів, м'язове тремтіння) і знижують інтенсивність тепловіддачі (звуження судин поверхні тіла, прийняття пози, що зменшує площу зіткнення поверхні тіла із зовнішнім середовищем). Хоча суб'єктивно тим часом людина відчуває озноб, насправді температура тіла підвищується і невдовзі сягає нового, встановленого центром рівня регуляції. З цього моменту починається врівноважування процесів вироблення та віддачі тепла. В результаті тремтіння, як один з найбільш ефективних способів теплопродукції, зникає, розширюються поверхневі судини, підвищується температура шкіри та поверхневих тканин. З моменту, коли в організмі досягається регульований механізмами терморегуляції баланс інтенсивностей теплопродукції та тепловіддачі, відчувається приплив тепла і зникає відчуття ознобу.

Перехід «установочної точки» на більш високий рівень відбувається внаслідок дії на відповідну групу нейронів преоптичної області гіпоталамуса. ендогенних пірогенів - речовин, що викликають підйом температури тіла. Ендогенними пірогенами є пептиди: інтерлейкін-1 у формах А і У, фактор некрозу пухлин, інтерлейкін-6, а-інтерферон та інші. Наявність в організмі ряду дублюючих один одного ендопірогенних факторів свідчить про те, що лихоманка, що викликається ними, відіграє для організму важливу захисну роль.

Система терморегуляції використовує для здійснення своїх функцій компоненти інших регулюючих систем.

• Анамнез
• Пароксизмальна миготлива аритмія - Невідкладна Допомога
• Двигуна функція тонкої кишки та її регуляція
• Соматовісцеральна система
• Синдром Адамса-Стокса-Морганьї - Невідкладна Допомога
• Гострий тромбоз гемороїдальних вузлів - Симптоми
• Отруєння рядками - Симптоми, Невідкладна допомога
• Серцево-легенева реанімація
• Класифікація інфекційних хвороб
• Травлення у шлунку
• Менінгококова інфекція - Симптоми, Невідкладна допомога
• 2.5. Внутрішнє середовище та механізми захисту організму
• Гострий напад глаукоми - Невідкладна допомога
• Отруєння у дітей — Загальні заходи для надання невідкладної допомоги
• Періостит щелепи - Невідкладна допомога

Фізіологічна функція терморегуляції в організмі людини - яким органом вона здійснюється?

Ваш організм – дивовижна машина, яка здатна підтримувати стабільну температуру навіть у найекстремальніших умовах. І ця пишність можлива завдяки спеціальному органу, який відповідає за терморегуляцію. Бажаєте дізнатися, який орган має таку важливу роль у вашому організмі? Продовжуйте читання, щоб дізнатися про відповідь!

Вас долає загальна ознобленість або почуття жару незалежно від температури, що вас оточує? Ваше тіло реагує на холод тремтінням або на спеку потовиділенням? У цьому випадку вашим героєм — гіпоталамус. Гіпоталамус розташований у глибині мозку та є ключовим органом, що регулює температуру вашого організму.

Що таке терморегуляція і навіщо вона потрібна?

Причина, через яку нам така необхідна терморегуляція, полягає в тому, що наш організм функціонує на певному рівні активності за певної температури. Багато фізіологічних процесів в організмі людини залежать від температури тіла. Занадто низька або, навпаки, занадто висока температура може спричинити порушення роботи різних систем організму і, зрештою, призвести до захворювань і навіть смерті.

Роль терморегуляції в організмі людини

Завдяки терморегуляції наше тіло здатне адаптуватися до широкого діапазону температурних умов, постійно підлаштовуючись до змін зовнішнього середовища. Без цього механізму регулювання температури ми не змогли б вижити в екстремальних умовах – чи то спекотний літній день, чи сувора морозна зима.

• Коли температура довкілля підвищується, терморегуляція активізує процеси охолодження організму, щоб запобігти перегріву. Шкірні судини розширюються, що підвищує відведення тепла з тіла через поверхню шкіри. Крім того, потові залози починають виробляти більше поту, що випаровується з поверхні шкіри, охолоджуючи тіло.
• Коли температура навколишнього середовища знижується, терморегуляція активізує процеси нагрівання організму, щоб запобігти переохолодженню. Шкірні судини звужуються, що зменшує втрату тепла через поверхню шкіри.Крім того, м'язи починають скорочуватися, що призводить до тремтіння та збільшує виробництво тепла.

Терморегуляція – невід'ємна частина нашого організму. Вона дозволяє підтримувати стабільну температуру тіла, що є ключовим фактором для нашого здоров'я та життєдіяльності. Завдяки цьому механізму ми здатні адаптуватися до різних кліматичних умов, зберігаючи оптимальну роботу всіх органів та систем організму.

Процес терморегуляції та його механізми

При терморегуляції беруть активну участь декілька органів і систем організму, але одним з головних контролюючих центрів є гіпоталамус. Гіпоталамус - це невелика частина головного мозку, яка відповідає за безліч життєво важливих функцій, у тому числі і регулювання температури тіла. Цей розумний орган отримує інформацію про температуру нашого тіла та навколишнього середовища, а потім приймає рішення про необхідні заходи для підтримки оптимальної температури.

Яку роль грає гіпоталамус у регуляції температури тіла?

Гіпоталамус контролює процеси терморегуляції шляхом активації чи придушення певних механізмів. Він може стимулювати потовиділення, щоб охолодити організм, або викликати вазоконстрикцію, щоб зменшити тепловтрату. Крім того, гіпоталамус може вплинути на загальну активність організму, викликаючи відчуття холоду або спека.

Анатомія гіпоталамуса та його зв'язок з терморегуляцією

У гіпоталамус знаходиться центральний механізм терморегуляції, який контролює нашу температуру всередині тіла. Він спрацьовує, коли температура починає відхилятися від норми.Гіпоталамус отримує інформацію про температуру з різних частин організму, таких як шкіра, внутрішні органи та кров, і на основі цієї інформації вживає заходів для відновлення нормальної температури.

Гіпоталамус пов'язаний з іншими частинами мозку, такими як гіпофіз та спинний мозок через нервові волокна. Він передає імпульси та сигнали, які допомагають регулювати температуру тіла. Завдяки своїй структурі та зв'язкам гіпоталамус може миттєво реагувати на зміни температури та активувати необхідні механізми для підтримки оптимальної температури організму.

Функції гіпоталамуса у підтримці оптимальної температури організму

Якщо порушується терморегуляція, виникають проблеми, такі як гіпертермія або гіпотермія. Гіпертермія - це підвищення температури тіла вище нормального рівня, а гіпотермія - це зниження температури тіла нижче нормального рівня. Обидва ці стани можуть бути небезпечними для здоров'я та вимагають негайного втручання.

Гіпоталамус контролює нашу температуру, надсилаючи сигнали іншим частинам організму. Він регулює нашу терморегуляцію за допомогою потових залоз, що виділяють піт, та кровоносної системи, яка допомагає охолоджувати чи нагрівати наш організм.Коли гіпоталамус виявляє зміну температури, він активує відповідні механізми відновлення нормальної температури.

Гіпоталамус також відіграє важливу роль у нашій реакції на навколишнє середовище та в терморегуляції у різних ситуаціях. Наприклад, коли ми замерзаємо, гіпоталамус викликає судоми та тремтіння для виробництва тепла. Коли ми почуваємося спекотно, гіпоталамус збільшує потовиділення для охолодження організму. Таким чином, гіпоталамус є ключовим гравцем у підтримці оптимальної температури організму та забезпеченні нашого комфорту за будь-яких умов.