Том 3 (1128363), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Найденная таким способом «средняя температура кожи» обнаженного человека при комфортной температуре окружающей среды составляет примерно 33 .34 'С. «Среднюю температуру тела» можно получить путем усреднения соответствующих средних значений температуры кожи и внутренней температуры с учетом соответствующих весовых коэффициентов. Температура тела человека колеблется в течение дня; она минимальна в предутренние часы и максимальна (часто с двумя пиками) в дневное время (рис.
25.б). Амплитуда суточных колебаний в среднем составляет примерно 1 "С. У животных, активных в ночное время, температурный максимум отмечается в течение ночи. Проще всего было бы объяснить эти факты тем, что увеличение температуры происходит в результате усиления физической активности, однако такое объяснение оказалось неверным Г183.
Колебания температуры тела на протяжении 24 ч -это один из многих суточных ритмов. Даже в том случае, когда исключены все ориентирующие внешние сигналы (свет, температурные изменения, обычные часы приема пиши), температура тела продолжает колебаться ритмически, но период колебаний в этом случае перестает быть равным точно 24 ч. «Свободно текущий» период составляет от 24 до 25 ч («циркадианная» периоднчиостьс с. 144).
Таким образом, суточные колебания температуры тела основаны на эндогенном ритме («биологические часы»), обычно синхронизованном с внешними сигналами, в частности с вращением Земли (18). В условиях путешествия, связанного с пересечением земных меридианов, требуется 1- 2 недели для того, чтобы температурный ритм пришел в соответствие с жизненным укладом, определяемым новым местным временем Ь5). На ритм суточных изменений температуры накладываются другие ритмы с более продолжительными периодами.
Наиболее известный и отчетливый из них . это температурный ритм, синхронизованный с менструальиым пвклом (рис. 25.6; с. 827). |6 24 6 12 Время суток 1ыестясв1 Рис. 26.6. Суточные колебания температуры тела (ректальной). Нижняя кривая соответствует первой (преовуляторной), а верхняя кривая второй (постовуляторной) половинам менструального цикла (средние значения для восьми испытуемых). Розовым цветом показан период снз (ло (49)) В условиях физической нагрузки внутренняя температура повышается, а средняя температура кожи снижается вследствие вызванного работой выделения и испарения пота (рис. 25.7). Во время работы с субмакснмальной нагрузкой степень повьпнения внутренней температуры почти не зависит от окружающей температуры в пределах широкого диапазона (15 — 35 С), пока происходит выделение пота (483.
Обезвоживание тела приводит к пидьвму внуп|- ренней температуры и тем самым лимитирует работоспособность. Стабильный уровень внутренней температуры, достигаемый при работе с субмаксимальной нагрузкой, пропорционален относительной производительности (работоспособности в проивн|пах о|н индивидуального максимума, выраженного как Й|7 „, см. с. 708). Ректальная температура во 2 яах время марафонского бега, как установлено, может достигать 39 — 40'С, а в некоторых случаях- почти 41 'С (4Г). (Эти температурные изменения в период физической активности обсуждаются на языке теории управления на с. 679.) Янко Спааа Ржибпиотека РогыОа] В а1амаааЩуапбек.пе () Ьмр:Нуап1со.ивине ГЛАВА 25.
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС И РЕГУЛЯЦИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕЛА б7! й > Физическеи с Покой —,- в 40 ЗВ в ЗВ в. 32 30 х Вт В00 в с с с 400 й 200 3 Время, ч Наружный поток тепла 25.3. Теплоотдача Внутренняй поток тепла Рис. 25.7. Температура тела. теллолродукция (огибающая линия) и теллоотлвча (столбики) е условиях покоя и лри физической нагрузке. Столбики разделены следующим образом: нижнян чвсть-теллоотдвча путем излучения. средняя часть теплоотдаче путем конеекции, верхняя часть-теллоотдача путем испарения (без учета теллоотлвчи зв счет проведения) (ло (33)) В стационарных условиях покоя, характеризующихся постоянством средней температуры тела, интенсивность метаболизма (М) должна быть равна скорости переноса тепла от внутренней области тела к поверхностному слою - внутретвй поток тепла (Н„„) и скорости переноса тепла от поверхности тела в окружающее пространство — наружный поток тепла (Н„в): Менее половины всего тепла, выработанного внутри тела, распространяется к поверхности благодаря его проведению через ткани; большая часть вырабатываемого тепла переносится путем конвенции в кровоток.
Благодаря своей высокой тепло- емкости кровь очень хорошо подходит для переноса тепла и в силу этого для поддержания теплового баланса в организме. Внутренний поток тепла Нко как показывает уравнение 4, пропорционален разности между внутренней температурой Т и средней кожной температурой Т„„„; ои определяется также теплопроводностью С, величина которой зависит от скорости кровотока в коже и конечностях: Ни о С (Т,„— Т„,„„).А.
(4) где А -это площадь поверхности тела. У взрослого человека теплопроводность может мешпься со скоростью кровотока в 4 — 7 раз в зависимости от толщины поверхностного слоя тела и от подкожной жировой прослойки [4, 5). Величина, обратная С, ) ~С = (п называется термесопротивлением, или тепловой изоляцией. Вариабельность теплопроводности до некоторой степени определяется тем, что кроваток в конечностях происходит по принципу претивотока.
Глубокие крупные сосуды конечностей располагаются параллельно, благодаря чему кровь, следующая по артериям на периферию, отдает свое тепло близлежащим венам. Таким образом акральные сосуды получают предварительно охлажденную кровь и осевой температурный градиент в конечноггпн» становится круче. В теплой среде поверхностные вены расширяются и пропускают больше возвращающейся крови, так что эффект коротко~о замыкания ослабевает. В результате осевой температурный градиент уменьшается и теплоотдача усиливается. Для того чтобы количественно оценить наружный тепловой поток, а также влияние, которое оказывают на него внешние факторы, необходимо отдельно рассмогреть его компоненты [5, 14). Этими компонентами служат слагаемые теплоотдачи: проведение тепла Н„, конвекпня Н„ излучение Н„и испарение Н„,„.
Общий поток тепла определяется суммой этих компонентов: Н„ее о Нв + Н„+ Н„,„. В ад каждого компонента в общую сумму, выраженный в процентах, в условиях покоя и при физической нагрузке указан на рис. 25.7. егсренос тепла путем проведения происходит, когда тело соприкасается (в положении стоя, сидя или лежа) с плотным субстратом. Величина потока проводимого тепла определяется температурой и теплопроводностью прилежащего субстрата. Из тех частей поверхности тела, которые соприкасаются с воздухом, перенос тепла осуществляется путем излучения, конвекции и испарения.
Янко Слава (Библиотека ГоЮОа] Ц а!акаааЩуапс$ех.пл Ц ПХ«р:Луап3со.пв.го 672 ЧАСТЬ УН. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС, РАБОТА И ВЛИЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Перенос тепла путем конвенции. Если кожа теплее окружающего воздуха, прилегающий к ней слой воздуха нагревается, поднимается и замещается более холодным и плотным воздухом. В процессе этой естественной конвенция тепло уносится ламииарным потоком воздуха у поверхности кожи. Ддижущей силой этого потока служит разница между температурами тела и окружающей среды вблизи него. Чем больше движений возникает во внешнем воздухе, тем тоньше становится тот пограничный слой, поток в котором является ламииарным; максимальная толщина такого слоя достигает 4 — 8 мм. Вблизи от кожи поток воздуха становится турбулентным.
Форсированная конвенция значительно усиливает интенсивность теплоотдачи. Перенос тепла (в ваттах) путем конвекцни описывается уравнением (6). Определяющими факторами этого процесса служат разность между средней температурой кожи Т „и температурой окружающего воздуха Т,, эффективная плошадь поверхности А (которая оказывается меньше геометрической площади поверхности тела, поскольку некоторые поверхности соприкасаются между собой) и коэффициент коввеитивного переноса тепла Ь„, величина которого пропорциональна квадратному корню из скорости обдувающего воздуха: Н„= Ь„.(Т вЂ” Т, ) А. (б) Величина 1„= 1/Ь„называется термосопротивлением или изоляцией пограничного слоя.
Перенос тепла путем излучещщ. Теплоотдача в виде длинноволнового инфракрасного излучения, испускаемого кожей (в ием не принимает участия проводящая среда), точно описывается уравнением Стефана — Больцмана (см. учебники физики), т. е. излучение является функцией четвертой степени от абсолютной температуры. Для небольшого диапазона температур, представляющего интерес в биологии, перенос тепла за счет излучения Н может быть описан с достаточной точностью при помощи линейного уравнения Н „=Ь (Т „— Т„)А, (7) где Т„„— средняя температура кожи, Т„,„— средняя температура излучения (температура окружающих поверхностей, например стен комнаты), А — эффективная площадь поверхности тела и Ьв„— коэффициент переноса тепла за счет излучения. Значение температуры окружающих поверхностей можно проиллюстрировать с помощью ладони, поднесенной близко к лицу,— у испытуемого сразу возникает ощущение тепла в области лица в результате ослабления теплоотдачи, происходящей путем излучения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
