Termoreglarea ... Termoreglarea și metabolismul

Termoreglarea este un mecanism care permite organismelor vii să mențină constanța mediului intern. Majoritatea proceselor din corpul uman depind de temperatură: metabolismul, sinteza proteinelor și a hormonilor, digestia, funcții cognitive.

Intervalul de temperatură

Pentru o viață normală a unei persoane, termoreglarea este extrem de importantă. Temperatura corpului oamenii sănătoși se află într-un interval îngust de la 36,0 la 37,0 grade Celsius. O scădere sau o creștere accentuată a acestor valori duce, de obicei, la moarte.

În căldură, o persoană se transpiră intens. Pierderea de lichid în acest fel duce la deshidratare, uneori destul de gravă. Împreună cu transpirația, corpul este lăsat cu vitamine și minerale. Datorită deshidratării, sângele devine mai gros, metabolismul este întrerupt. Pierderea normală a apei în timpul transpirației - până la trei procente din greutatea corporală totală. Dacă această valoare depășește bariera de șase la sută, funcțiile cognitive suferă. Douăzeci la sută sunt suficiente pentru un rezultat fatal. În plus, există un alt pericol. În timpul unei lungă ședere în organism soare stochează mai multă căldură decât dă pentru mediu, și legea echilibrului termodinamic al corpului uman este treptat încălzit la o temperatură care este de până la 39-41 de grade Celsius. Acest lucru implică un accident vascular cerebral și o pierdere a conștiinței. Sistemul cardiovascular, de asemenea, funcționează la uzură: pulsul devine mai frecvent, presiunea crește, sângele trece cu greu prin vase.

Subcolirea nu este mai puțin periculoasă pentru oameni. În frig, vasele contractului corporal, care provoacă ischemia țesutului. Și dacă efectul temperaturii reci este prelungit, atunci moartea pielii sau a zonei musculare este posibilă. Temperaturi scăzute afectează metabolismul, care are loc de mai multe ori mai rapid, pentru că organismul are nevoie de energie pentru încălzire.

Core și coajă

Condiționat, întregul corp uman poate fi împărțit în două nivele: miezul și coaja. Miezul (mai ales organele interne) are o temperatură constantă de aproximativ treizeci și șapte grade. Acest lucru se realizează printr-un echilibru între producția de căldură și transferul de căldură. Carcasa este o barieră între mediul înconjurător și un nucleu de 2,5 cm grosime. Reglarea termică este capacitatea cochiliei de a menține o temperatură a miezului constantă.

Pielea unei persoane sănătoase din diferite zone poate fi încălzită de la 24 la 36,6 grade. Cele mai reci sunt vârfurile degetelor, iar cel mai cald loc este axila. Fluctuațiile temperaturii corporale într-o singură zi ajung la un grad: cel mai mic - dimineața devreme și înalt - la șase seara.

Producerea de căldură și transferul de căldură

Ce este termoregularea și cum este menținută în corpul uman? Această întrebare nu este la fel de ușor de răspuns la fel cum pare la prima vedere. În organismul nostru, căldura este generată în mod continuu, care este folosită în cea mai mare parte pentru încălzirea mediului extern. Acest proces se numește schimb de căldură. Este reglementată de sistemul nervos, rezultatele acestuia depind de metabolism, de activitatea inimii, de contracția mușchilor și așa mai departe.

În mod normal, producția de căldură este egală cu transferul de căldură, adică se observă izotermă. Motivele termoregulării sunt simple - ajută la păstrarea temperaturii inviolabile a nucleului și asigură o anumită independență a corpului față de condițiile externe. Timp de o oră la un bărbat se formează suficientă căldură pentru a fierbe un litru de apă. Și dacă nu era vorba de producția de căldură, atunci în termen de trei zile după naștere, cu toții am fi gătit de la interior. Prin urmare, procesele care ajută oamenii să scape de căldura în exces sunt extrem de importante.

întărire

Termoreglarea și întărirea merg mână în mână. Corpul se adaptează la efectul temperaturilor tot mai mici sau mai mari, fiind create noi mecanisme pentru a menține temperatura constantă a miezului.

La domiciliu, există câteva metode comune de întărire. De exemplu, ștergeți cu apă rece. Prima dată apa ar trebui să fie de 30 de grade, apoi 28, 26 și așa, până când ajunge la 15 grade Celsius. Când corpul se obișnuiește cu frigul, puteți merge la masaj sau la duș cu frecare. Aerul și băile de plajă sunt, de asemenea, recunoscute ca fiind eficiente. Inițial, durata sesiunilor nu trebuie să depășească 15 minute, dar timpul poate fi ajustată în timp la 60. Cu toate acestea, trebuie amintit că expunerea prelungită la soare poate duce la probleme ale pielii și a cancerului.

thermoreceptors

Pielea din termoreglarea corpului joacă un rol-cheie. Ca cel mai mare organ al corpului uman, acesta îndeplinește multe funcții, inclusiv termoreceptorii care conțin termoreceptori (rece și căldură). Se știe că frigul este de aproximativ zece ori mai mare, deci suntem mult mai sensibili la temperaturi scăzute. Cea mai mare acumulare de receptori se întâlnește pe față, pe gât și mai puțin pe toate - la vârful degetelor. Cu toate acestea, sensibilitatea acestora are o proporție inversă față de număr. În ciuda faptului că receptorii termici sunt mai mari, ele sunt aproape de două ori mai sensibile decât cele reci.

Tipuri de termoreglare

Termoreglarea este un întreg conglomerat de procese menite să mențină o temperatură constantă a corpului prin schimbul de căldură. Mecanismul de funcționare al acestui sistem poate fi descris folosind principiul "feedback". Adică, temperatura mediului ambiant se schimbă mai întâi, receptorii pielii reacționează și semnalul este transmis creierului. Și de aici vine reglementarea producției de căldură și a reculului său.

Toate procesele de termoreglare pot fi împărțite în două tipuri:

- fizică;

- chimice.

Reglarea termică fizică, la rândul său, este împărțită în evaporare, radiație, conductivitate termică și convecție. Printre chimice ei eliberează termogeneza contractilă și non-redusă.

Reglarea termică fizică

Reglarea termică fizică este o combinație de procese care asigură îndepărtarea căldurii din corp. Pentru aceasta, natura oferă mai multe moduri:

- conducție;

- convecție;

- radiații;

- evaporare.

În plus, corpul poate regla intensitatea circulației sanguine și gradul de expansiune al vaselor pielii, care afectează și pierderea de căldură. Un alt mecanism de eliberare a căldurii este transpirația. Este cel mai eficient în cazul unui climat cald sau al unei creșteri artificiale a temperaturii mediului.

În repaus, la o temperatură confortabilă de 20 de grade Celsius, persoana pierde radiații cu aproximativ șaizeci la sută din căldura, se evaporă doar douăzeci, restul fiind convecție și conducție. Într-o oră, pierdem aproximativ o sută de kilocalorii sau patru sute nouăzeci de jouli.

Evaporarea și radiația

Evaporarea este eliberarea de energie în mediu prin pierderea de umiditate prin piele sau mucoase. În caz contrar, acest proces se numește transpirație. Fiind la o temperatură confortabilă (aproximativ douăzeci de grade Celsius), o persoană pierde aproximativ 36 de grame de lichid în fiecare oră. Cu o temperatură în creștere sau o muncă intensivă, această cifră crește uneori la 2 litri pe oră.

Dacă aerul este uscat, atunci temperatură ridicată este tolerată de o persoană relativ bine, deoarece există o oportunitate de evaporare a transpirației. Cu toate acestea, într-un climat umed, chiar treizeci de grade de căldură pot fi fatale.

Radiația este calea eliberării căldurii prin radiații electromagnetice. O persoană emite căldură din momentul în care temperatura mediului scade sub temperatura corpului, adică aproape întotdeauna. Pentru a preveni pierderile de căldură în timpul perioadelor de funcționare la rece, trebuie lăsat numărul minim de zone cu piele deschisă. Îmbrăcămintea poate suspenda radiațiile și poate reduce cantitatea de căldură eliberată, dar nu o poate opri complet.

Chiar și poziția corpului este implicată în termoreglarea. Atunci când un animal sau o persoană este rece, el încearcă să grupeze (curdle) astfel încât cât mai puțin posibil suprafața corpului să fie în contact cu mediul extern. Și invers, dacă e cald, atunci oamenii și animalele încearcă să se deschidă pentru a crește suprafața pielii pentru radiații.

Conducție și convecție

Conducția se manifestă atunci când o persoană intră în contact cu alte organisme. Depinde de timpul de contact, de zona obiectului și de conductivitatea termică a materialului.

Pentru a nu se deteriora sau pentru a nu se îmbolnăvi, trebuie să respectați regulile elementare:

- Nu stați pe pietre reci;

- În timpul iernii, lipsesc obiectele metalice goale;

- cu privire la natura nu sta pe teren gol, dar întotdeauna ceva de pus (sac de dormit, covor, haine);

- Nu umblați în haine umede în timpul iernii.

Convecția este o modalitate dinamică de a pierde căldura, care se realizează prin mișcarea unor particule de apă sau de aer, de exemplu, astfel de fluxuri creează un vânt sau un ventilator. Dacă este ușor, atunci corpul, dând căldură, încălzește aerul de lângă piele. El devine mai ușor decât frigul și se ridică mai sus, iar locul său este luat de o nouă parte. Când suntem în vânt sau ne mișcăm repede, aerul din jurul nostru se mișcă și mai repede, deci căldura nu stă aproape de piele pentru mult timp.

Reglare chimică a temperaturii

Termoregularea și metabolismul sunt concepte strâns legate. Metoda chimică se bazează doar pe o schimbare a intensității procesului de oxidare și vibrație a mușchilor. Energia pentru încălzirea corpului se obține prin hidroliza ATP (adenozin trifosfat). Este necesar pentru transformarea compușilor complexi într-unul mai simplu. Căldura, care este eliberată, se disipează în spațiul din jur. Aceasta este o termogeneză nereducătoare.

În funcție de temperatura mediului, metabolismul poate fi accelerat sau încetinit pentru a menține constanța nucleului. Cea mai confortabilă persoană se simte la 18-20 grade Celsius. Dar este pentru aer. Apa este mai favorabilă încălzirii, deci temperatura ar trebui să fie mai ridicată. Cea mai mare parte a căldurii este produsă de mușchi în timpul glicolizei aerobe. Prin urmare, atunci când suntem reci, corpul începe să tremure pentru a crește producția de căldură. Această condiție se numește termogeneză contractilă.

Controlul termoregulării

Thermoregularea creierului merge la fel ca și restul corpului, cu diferența că aici se află centrul care gestionează întregul proces. În hipotalamus se află centrul de termoreglare, care coordonează ritmul proceselor metabolice, contracția musculară și tonul vaselor pielii.

Celulele nervoase senzitive din această parte a creierului pot distinge între vibrații până la sute și mii de grade. Ei analizează informațiile primite și, pe baza feedback-ului, reglează temperatura internă, stabilindu-le în funcție de circumstanțele externe.

Subordonați hipotalamusului sunt glanda tiroidă și glandele suprarenale. Primul afectează rata metabolică, iar al doilea afectează tonusul vascular și procesele oxidative din mușchi. Utilizarea neurotransmițătorilor și hormoni, hipotalamus corectează starea corpului în funcție de circumstanțe.