1612728164-3952c9145a2f646733b71d86b33f2670 (827758), страница 5
Текст из файла (страница 5)
На протяжении нескольких часов эти изменения носят характер быстрых повышений и меняют тепловой баланс.37Рис. 21. Термотопография тела ездовой эскимосской собаки, лежащей вснегу; наблюдается резкое нарушение температурного гомеостаза оболочкитела при сохранении гомеостаза ядра [Фроз]: температура кожи туловища –30 °С, верхней части стопы – 8–14 °С, нижней части (подушечки) лап – 0 °С.Животное защищено от охлаждения толстым слоем пушистой шерсти (около7 см), поднятой в результате пилоэрекции, и слоем кожи с подкожной клетчаткой, кровеносные сосуды которого резко сужены. Теплопродукция начинаетповышаться при понижении температуры воздуха до – 25 °С и нижеПри внешнем охлаждении происходит значительное снижение температуры поверхностных тканей животных и сохранение на постоянном высоком уровне температуры внутренних секторов тела.3839Контролируемая (регулируемая) система представляет собой тело гомойотермного организма.На тело может действовать внутреннее и внешнее тепловое возмущение, в результате меняетсятепловое состояние тела, что воспринимается рецепторами, и информация передается в центртерморегуляции.
Приведенная на рис. 22 схема позволяет сформулировать один из принципов регуляции температурного гомеостаза гомойотермного организма. Он состоит в том, что систематерморегуляции живого организма в самом общем плане построена аналогично известным техническим системам автоматического контроля и содержит соответствующие элементы конструкции,среди которых важную роль играет обратная связь. Согласно этому принципу, температура теланаходится под нервным контролем, который осуществляется с помощью специальных термочувствительных элементов, связанных с центрами обратной связью.
Эта схема отражает лишь самыеобщие принципы построения систем автоматического контроля.Рис. 22. Схема терморегуляции гомойотермного организмаРис. 23. Возникновение полипноэ у собаки в зависимости от температурыгипоталамуса: по оси ординат – теплоотдача, ккал×ч-1×кг-1; по оси абсцисс –тем пер ат ур а гипоталамуса, °С; тем п ер а т ур а среды: А – 35 °С, Б – 30 °С,В – 25 °С, Г – 15 °С40Рис.
24. Возникновение полипноэ у собаки в зависимости от температурытела: по оси ординат – теплоотдача, ккал×ч-1×кг-1; по оси абсцисс – температура гипоталамуса, °С; ректальная температура: А – 37.0–37.6 °С; Б – 38–38.6 °С;В – 39.0–39.6 °С; температура среды во всех случаях – 30.0 °СКак видно из рис. 24, при одинаковой температуре среды чем нижеректальная температура, тем больше требуется нагреть гипоталамус,чтобы получить реакцию полипноэ.
При температуре в прямой кишке37.0–37.6 °С реакция наступает при температуре гипоталамуса 40.5 °С.При повышении температуры в прямой кишке до 39.0–39.6 °С для возникновения полипноэ достаточно изменения температуры гипоталамуса до 38 °С. Температурный порог гипоталамуса зависит от термического раздражения кожи и центральных терморецепторов.41Рис. 25. Зависимость интенсивности теплопродукции человека от изменения температуры мозга и кожи: по оси ординат – теплопродукция, ккал/сек(левая шкала); по оси абсцисс – температура мозга, °С; черные кружки с цифрами – температура кожи, °СВ центре терморегуляции имеются нервные структуры, основнойфункцией которых является суммация температурных сигналов от различных частей организма.
Такие суммирующие нейроны обнаружены впередней преоптической области гипоталамуса и в ядрах заднего гипоталамуса. Все эти нервные клетки имеют сложные электрофизиологические характеристики.4243Рис. 26. Импульсация нейрона, реагирующего на одновременное повышение температуры гипоталамуса(Тг) и кожи спины (Ткс):1: Тг – 38,3 °С, Ткс– 35,0 °С;2: Тг – 39,5 °С, Ткс– 35,0 °С;3: Тг – 38,3 °С, Ткс – 38,6 °С;4: Тг – 39,5 °С, Ткс – 38,6 °С44Наличие суммирующих нейронов позволяет предположить, что температурный гомеостаз нерегулируется по какой-либо одной температуре тела.
Регуляция основана на суммации температурных сигналов от различных частей тела.Рис. 27. Реакция нейрона заднего отдела гипоталамуса на изменение температуры гипоталамуса (Т г) икожи спины (Ткс):1: Тг – 38,8 °С, Ткс – 35,0 °С;2: Тг – 39,8 °С, Ткс – 35,0 °С;3: Тг – 38,8 °С, Ткс – 35,0 °С;4: Тг – 38,8 °С, Ткс – 38,5 °С;5: Тг – 39,8 °С, Ткс – 38,5 °СРис. 28. Взаимосвязь центральных и периферических термосенсоровСхема на рис. 28 показывает, что сигналы с термочувствительныхгипоталамических структур и от терморецепторов кожи интегрируютсяв специальных блоках центра терморегуляции и дают начало управляющему сигналу, который усиливает теплообразование или теплоотдачу.4546Рис.
29. Нейронная модель терморегуляции: АХ – ацетилхолин, 5НТ – серотонин, НА – норадреналин;(+) – возбуждающие эффекты, (–) – тормозящие эффектыСогласно схеме Блая (рис. 29), существует два типа интегрирующихнейронов. Нейроны первого типа суммируют сигналы от тепловых рецепторов кожи, внутренних органов и гипоталамуса. Нейроны второготипа суммируют сигналы от холодовых термосенсоров. Суммируютсятакже сигналы нетермического характера, влияющие на терморегуляцию. Имеется взаимное торможение эффектов.
Импульсы, вызывающиехолодовую дрожь, тормозят полипноэ или потоотделение. Реакции теплоотдачи тормозят теплопродукцию. Тормозящие эффекты реализуютсяс помощью норадреналина.Таблица 5.Средние пороги тепловых ощущений при скорости нагреваниятермода 0.017 °С /сек и различной площади раздраженияМесто раздраженияПлощадь раздражения, см2Пороги ощущения,°С7634.4 ± 0.07139.0 ± 0.258433.9 ± 0.07139.1 ± 0.21Кисть рукиПредплечьеВ зависимости от температуры кожи и ее кровоснабжения меняютсятермические ощущения и оценка «теплого» и «холодного». Движениетеплового потока в толще тканей под термодом осложняется неодинаковым кровотоком в центре и по краям раздражаемого участка.Как видно из табл. 5, важна площадь раздражения. При прочих равныхусловиях пороги тепловых ощущений менялись от 34 до 39 °С в зависимости от площади раздражения.47Рис.
30. Зависимость между температурой тела и частотой пульса при работе в условиях высокой температуры и влажности: по оси ординат – ректальнаятемпература, °С; по оси абсцисс – частота пульса, уд./минПределы переносимости перегрева у человека имеют большое практическое значение. Особенно важно знать сдвиги этих пределов привыполнении мышечной работы разной интенсивности. Зависимостьмежду температурой тела и частотой сердечных сокращений в условияхвысокой температуры и влажности имеет линейный характер и графически представлена на рис. 30.48Таблица 6.Теплоизоляция на пути теплового потока из внутренних областейтела в средуСтруктураТеплоизоляция,КЛОПримечаниеТкани тела0.15–0.8В зависимости от кровообращенияОдеждаВоздух0.6–6.00.8–0.2В зависимости от скорости движения воздухаКЛО – единица теплоизоляции.
1 КЛО равна 0.18 °×см2×ч/ккал.Одежда с теплоизоляцией в 1 КЛО обеспечивает постоянные условиякомфорта для человека в состоянии покоя сидя при теплообразовании втеле, равном 50 ккал×ч-1×м-2, при температуре воздуха 21 °С, относительной влажности менее 50 % и скорости движения воздуха 0.1 м/сек.Пределы колебаний теплоизоляции при максимальном расширении исужении сосудов лежат между 0.15 и 0.9 КЛО, то есть теплоизоляцияизменяется в шесть раз.Помимо сужения сосудов туловища, повышение теплоизоляции достигается и за счет значительного падения температуры конечностей тела, приводящего к возрастанию продольного градиента. Абсолютноевозрастание теплоизоляции за счет физиологических сдвигов невеликои составляет 0.8–0.9 КЛО, тогда как при резком охлаждении нужна теплоизоляция в несколько КЛО.49Рис.
31. Зависимость между температурой ядра и уровнем потребления кислорода: по оси ординат – температура ядра, °С; по оси абсцисс – потреблениеО2, л/минПовышение температуры тела при мышечной активности являетсяфизиологически регулируемым, а не следствием функциональной недостаточности терморегуляторного аппарата. При работе увеличиваетсякак частота, так и глубина дыхания, что сопровождается многократнымувеличением легочной вентиляции. При этом увеличивается роль дыхательной системы в теплообмене организма со средой.50Рис. 32.
Показатель интенсивности потоотделения (R4SR) при различныхвидах работы: по оси ординат – количество выделившегося пота, г/час; по осиабсцисс – тем пер атур а воздуха, °С; А – легкая работа, Б – среднетяжелая,В – тяжелая, Г – очень тяжелая, Д – покойДля суждения о величине тепловой нагрузки на организм в результате совместного влияния усиленной теплопродукции (при работе) исниженной теплоотдачи (высокая внешняя температура, влажность,изолирующий костюм и др.) предложен показатель R4SR (Predictedsweat rate for 4-hour).
R4SR характеризует интенсивность потоотделенияза определенный период.R4SR указывает на умеренную нагрузку, если он не превышает 2.5 лза 4 часа.51Риc. 33. Изменение средней температуры кожи во время дыхания газовымисмесями, соответствующими разным высотам, при стандартной физическойнагрузке: по оси ординат – средняя температура кожи, °С, по оси абсцисс –время работы, мин; 1 – 350 м над уровнем моря, 2 – 2000 м, 3 – 4000 мНа рис. 33 приведены данные, полученные при выполнении испытуемыми мышечных упражнений в барокамере при парциальном давлении кислорода, соответствующем высотам 350, 2000 и 4000 м надуровнем моря [Гренлиф].
При стандартной физической нагрузке ректальная температура во всех случаях оставалась постоянной, температура кожи была тем ниже, чем больше была степень гипоксии.52Таблица 7.Энергозатраты человека при различных состоянияхи трудовой деятельностиСостояниеккал/чСон и отдых лежа65–75Отдых сидяПрием пищи сидяЧтениеУтренняя зарядка85–10699–112114–132180–220Ходьба по ровной местности:3км/час150–1705 км/час250–270Ручная копка картофеля204–228Ручная работа на огороде300–360Косьба ручная408–498Трактористы130–250Рубка деревьев492–642Шахтеры при работе с ручным инструментом330–66053Риc.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
