Termoregulace je ... Termoregulace a metabolismus

Termoregulace je mechanismus, který umožňuje živým organismům udržovat stálost vnitřního prostředí. Většina procesů v lidském těle závisí na teplotě: metabolismus, syntéza bílkovin a hormonů, trávení, kognitivní funkce.

Teplotní rozsah

Pro normální životnost osoby je termoregulace nesmírně důležitá. Teplota těla zdravé osoby jsou v úzkém rozmezí od 36,0 do 37,0 ° C. Prudké snížení nebo zvýšení těchto hodnot obvykle vede k úmrtí.

V žáru se člověk intenzivně pojí. Ztráta tekutiny tímto způsobem vede k dehydrataci, někdy docela vážné. Spolu s potu tělo zůstává s vitamíny a minerály. Kvůli dehydrataci se krev stává silnějším, metabolismus je narušen. Normální ztráta vody během pocení - až 3% celkové tělesné hmotnosti. Pokud tato hodnota překročí šestiprocentní bariéru, trpí kognitivní funkce. Dvacet procent stačí k smrtelnému výsledku. Navíc existuje další nebezpečí. Během delšího vystavení slunci, tělo hromadí více tepla, než se uvolňuje do životního prostředí, a podle zákona termodynamické rovnováhy se lidské tělo postupně zahřeje na teplotu vzduchu, to znamená až do 39-41 stupňů Celsia. To zahrnuje tepelný úder a ztrátu vědomí. Kardiovaskulární systém také pracuje na opotřebení: puls se stává častějším, tlak stoupá, krev stěží prochází nádobami.

Podchlazení není pro lidi o nic méně nebezpečné. Při nachlazení dochází ke kontaminaci cév, což způsobuje tkáňovou ischémiu. A pokud je účinek chladné teploty prodloužen, může dojít k úmrtí kůže nebo svalových oblastí. Nízké teploty ovlivňují metabolismus, který se opakuje několikrát rychleji, protože tělo potřebuje energii k ohřevu.

Jádro a shell

Podmíněně lze celé lidské tělo rozdělit na dvě úrovně: jádro a skořápku. Jádro (většinou vnitřní orgány) má konstantní teplotu asi třicet sedm stupňů. To je dosaženo rovnováhou mezi výrobou tepla a přenosem tepla. Plášť je bariérou mezi prostředím a jádrem o tloušťce 2,5 cm. Termoregulace je schopnost pláště udržovat konstantní teplotu jádra.

Kůže zdravé osoby v různých oblastech může být zahřátá z 24 na 36,6 stupňů. Nejchladnější jsou špičky prstů a nejteplejší je podpaží. Kolísání tělesné teploty během jednoho dne dosáhne jednoho stupně: nejnižší - brzy ráno a vysoké - ve šest večer.

Výroba tepla a přenos tepla

Co je termoregulace a jak se udržuje v lidském těle? Tato otázka není tak snadná, jak se zdá na první pohled. V našem těle se nepřetržitě vytváří teplo, které se většinou spotřebuje na vytápění vnějšího prostředí. Tento proces se nazývá výměna tepla. Je regulován nervovým systémem, jeho výsledky závisí na metabolismu, činnosti srdce, kontrakci svalů a tak dále.

Normálně se výroba tepla rovná přenosu tepla, tj. Je pozorována izotermie. Důvody termoregulace jsou jednoduché - pomáhají chránit nedotknutelnou teplotu jádra a zajišťují určitou nezávislost těla od vnějších podmínek. Za hodinu u člověka vytváří dostatečné množství tepla na vaření litru vody. A kdyby to nebylo pro teplo, pak do tří dnů po narození bychom všichni doslova uvařili zevnitř. Proto jsou procesy, které pomáhají lidem zbavit nadměrného tepla, mimořádně důležité.

Kalení

Termoregulace a vytvrzování jde ruku v ruce. Těleso se přizpůsobuje účinkům stále nižších nebo vyšších teplot, vytvářejí se nové mechanismy pro udržení konstantní teploty jádra.

Doma, existuje několik běžných způsobů vytvrzování. Například utírání studenou vodou. Poprvé voda by měla být 30 stupňů, pak 28, 26 a tak, až dosáhne 15 stupňů Celsia. Když tělo zvykne na zima, můžete jít na třepení nebo sprchování s třením. Vzduch a opalování jsou rovněž uznávány za účinné. Zpočátku by doba trvání zasedání neměla přesáhnout 15 minut, ale s časem můžete přinést čas na 60. Nicméně je třeba si uvědomit, že prodloužené slunění může vést k problémům s kůží a rakovinou.

Termoreceptory

Klíčovou roli má kůže v termoregulaci těla. Jako největší orgán lidského těla má mnoho funkcí, včetně termoreceptorů (studených a teplo). Je známo, že chlad je asi desetkrát větší, takže jsme mnohem citlivější na nízké teploty. Největší akumulace receptorů je na obličeji, krku a nejméně na špičkách prstů. Nicméně jejich citlivost má protichůdný poměr k číslu. Přestože jsou tepelné receptory větší, jsou téměř dvakrát citlivější než chladné.

Druhy termoregulace

Termoregulace je celý konglomerát procesů zaměřených na udržování konstantní tělesné teploty výměnou tepla. Mechanismus fungování tohoto systému lze popsat pomocí principu "zpětné vazby". To znamená, že teplota okolí se nejprve změní, receptory kůže reagují a signál se přenáší do mozku. A odtud vychází regulace výroby tepla a její zpětný odraz.

Všechny procesy termoregulace lze rozdělit na dva typy:

- fyzické;

- chemické.

Fyzická termoregulace je naopak rozdělena na odpařování, záření, tepelnou vodivost a konvekci. Mezi chemických procesů uvolňují kontraktilní a neredukovanou termogenezi.

Fyzická termoregulace

Fyzická termoregulace je kombinací procesů, které zajišťují odvod tepla z těla. Za to příroda poskytuje několik způsobů:

- vedení;

- konvekce;

- záření;

- odpařování.

Navíc tělo může regulovat intenzitu krevního oběhu a stupeň rozšíření cév kůže, což také ovlivňuje ztrátu tepla. Dalším mechanismem uvolňování tepla je pocení. Je to nejúčinnější v případě horkého podnebí nebo umělého zvýšení teploty prostředí.

V klidovém stavu, při příjemné teplotě 20 stupňů Celsia, člověk ztratí asi šedesát procent tepla zářením, vypaří jen dvacet a zbytek je vodivost a konvekce. Za hodinu ztrácíme asi sto kilokalor nebo čtyři sta devätnáct joulek.

Odpařování a záření

Odpaření je uvolňování energie do životního prostředí ztrátou vlhkosti skrz kůži nebo sliznice. Jinak se tento proces nazývá pocení. Když je člověk v pohodlí (asi dvacet stupňů Celsia), člověk každou hodinu ztratí asi 36 gramů tekutiny. Při rostoucí teplotě nebo intenzivní práci se tato hodnota někdy zvyšuje na dva litry za hodinu.

Pokud je vzduch suchý, pak vysoká teplota je člověk relativně dobře tolerován, protože existuje možnost odpařování potu. Avšak ve vlhkém klimatu může být dokonce třicet stupňů tepla smrtelné.

Radiace je cesta uvolňování tepla pomocí elektromagnetického záření. Osoba vydává teplo od okamžiku, kdy teplota prostředí klesne pod teplotu těla, tedy téměř vždy. Aby se zabránilo tepelným ztrátám v průběhu doby chodu za studena, měl by zůstat minimální počet otevřených oblastí pokožky. Oblečení může přerušit záření a snížit množství uvolněného tepla, ale nemůže to úplně zastavit.

Dokonce i pozice těla se podílí na termoregulaci. Když je zvíře nebo osoba studená, pokusí se seskupit (kuželovitě) tak, aby co nejméně z povrchu těla byl v kontaktu s vnějším prostředím. A naopak, pokud je teplo, lidé a zvířata se pokusí otevřít, aby zvětšily oblast kůže pro záření.

Vedení a konvekce

Vedení se projevuje, když člověk přichází do styku s jinými těly. Záleží na době kontaktu, na oblasti objektu a na tepelné vodivosti materiálu.

Aby nedošlo k omrzlině nebo ke zhoršení stavu, musíte dodržovat základní pravidla:

- Nesedzte na studených kamenů;

- V zimě chybí holé kovové předměty;

- na přírodě ne sedět na holé půdě, ale vždy něco, co dát (spacák, koberec, oblečení);

- Během zimy nepouštějte mokré oblečení.

Konvekce - dynamická metoda pro tepelné ztráty, která se provádí pohybem vodních částic nebo vzduchu, jako proud vzduchu vytváří nebo ventilátor. Pokud je to snadné, pak tělo, které vydává teplo, ohřívá vzduch vedle kůže. Stane se lehčí než chlad, stoupá výš a jeho místo je zaujato novou částí. Když jsme ve větru nebo se rychle pohybujeme, vzduch kolem nás se také rychleji pohybuje, proto se teplo dlouhodobě nedrží v blízkosti pokožky.

Chemická termoregulace

Termoregulace a metabolismus jsou úzce související pojmy. Chemická metoda je založená pouze na změně intenzity procesu oxidace a vibrací svalů. Energie pro ohřev těla se získá hydrolýzou ATP (adenosin trifosfát). Je nezbytné, aby transformace komplexních sloučenin na jednodušší. Teplo, které se pak uvolní, se rozptýlí v okolním prostoru. Jedná se o neredukovanou termogenezi.

V závislosti na teplotě prostředí může být metabolismus urychlen nebo zpomalen, aby se udržovala stálost jádra. Nejpohodlnější osoba se cítí na 18-20 stupních Celsia. Ale je to pro vzduch. Voda je vhodnější k ohřevu, takže teplota by měla být vyšší. Většina tepla se vytváří svaly během aerobní glykolýzy. Proto, když jsme zima, tělo se začíná třásat, aby se zvýšila produkce tepla. Tento stav se nazývá kontraktilní termogeneze.

Řízení termoregulace

Termoregulace mozek jede stejně jako zbytek těla, s tím rozdílem, že zde je centrem tohoto celého procesu a kontrol. V hypotalamu se nachází centrum termoregulace, které koordinuje rychlost metabolických procesů, svalové kontrakce a tón cév kůže.

Citlivé nervové buňky této části mozku mohou rozlišovat mezi vibracemi na stotiny a tisíci stupně. Analyzují přicházející informace a na základě zpětné vazby regulují vnitřní teplotu a nastavují ji podle vnějších okolností.

Podřízené hypotalamu jsou štítná žláza a nadledviny. První ovlivňuje rychlost metabolismu a druhá ovlivňuje vaskulární tón a oxidační procesy ve svalech. Použití neurotransmiterů a hormony, hypotalamus opravuje stav těla podle okolností.