3. Механизмы терморегуляции

Совокупность физиологических механизмов, осуществляющих регуляцию температуры тела. Называют физиологической системой терморегуляции. Физиологическая система терморегуляции не имеет специфического органа (как сердце, почки). Для своей деятельности она использует другие органы и формирует из них специфическую функциональную систему, которая в конкретных условиях является наиболее эффективной для сохранения постоянства температурного режима организма.

Физиологическая система терморегуляции постоянно контролирует тепловой баланс организма, немедленно реагируя при его отклонениях от оптимума. Она включает регулирование теплообразования (химическую терморегуляцию) и теплоотдачи (физическую терморегуляцию).

Процесс регуляции начинается с температурных ощущений. На по­верхность тела человека действуют колебания внешней среды. Их воспринимают многочисленные специфические нервные образования терморецепторы. Одни рецепторы воспринимают тепло, другие - хо­лод. Их характеризует высокая чувствительность. Реагируя на изменения температуры кожи и возбуждаясь, рецепторы передают информа­цию по нервам в отдел головного мозга, где расположены центры теплообразования (химической терморегуляции) и теплоотдачи (физической терморегуляции). От этих центров поступает импульс (команда) к исполнительным органам (мышцам, внутренним органам) изменить - усилить или ослабить теплообразование и соответственно теплоотда­чу.

В результате постоянно протекающих сложных химических пре­вращений вырабатывается тепло, которое и обеспечивает поддержание необходимого уровня температуры тела. В состоянии покоя, когда нет мышечной работы, интенсивность химических реакций минималь­но, и, следовательно, вырабатывается минимальное количество тепла. При сокращении и напряжении мышц усиливается теплопродукция, сигналом для регуляции этого процесса служат колебания температу­ры внешней среды, выходящие за границы зоны комфорта. Для обна­женного человека в состоянии относительного покоя зона комфорта соответствует температуре воздуха +28°С и в воде - +36 С. Для человека в обычной одежде зона температурного комфорта лежит в пределах от +18 до +20°С. При этих температурах теплообразование и теплоотдача уравновешены.

Температура тела всегда относительно постоянна и может колебаться в пределах от 36,4 до 37,5°С. Повышение температуры выше указанного предела вызывает в организме состояние перегрева - ги­пертермии, а понижение - гипотермии.

В течение суток температура тела претерпевает закономерные колебания. Ее максимум наблюдается в 17 часов, а минимум - в 5.00.

Физическая терморегуляция в обеспечении постоянства темпера­туры тела играет более существенную роль. Она осуществляется рефлекторно и заключается в изменении физических условий тепло­обмена между телом и окружающей средой. При понижении внешней температуры (угроза переохлаждения) физическая терморегуляция уменьшает теплоотдачу, а при угрозе перегревания (в жару, при мы­шечной работе) усиливает.

Тело человека отдает тепло во внешнюю среду несколькими путя­ми проведением, т.е. прямой передачей тепла от тела к окружающим предметам (например, от босых стоп полу); путем конвекции - движу­щиеся частицы воздуха или воды, омывающие тело, нагреваясь, забирают тепло; путем излучения - отдача энергии в виде лучистой энергии, путем испарения влаги с поверхности кожи, слизистых оболочек верхних дыхательных путей. Удельный вес каждого из указанных путей в общей теплоотдаче зависит от конкретных температурных условий окружающей среды и вида деятельности человека. При температуре ха 20°С в состоянии покоя тело человека отдает около 66% тепла  излучения, 19% - путем испарения и 15% - путем конвекции. Во время напряженных спортивных состязаний 75% тепла теряется путем и. парения, 13% - путем конвекции, 12% - путем излучения.

Поскольку интенсивность теплоотдачи зависит от разности между температурой кожи и температурой окружающей среды, то объектом регулирования со стороны физической терморегуляции является температура кожи. Это обеспечивается за счет регуляции ее кровоснабжения.

Температура кожи человека на разных участках тела различна. Наиболее высокая температура на коже шеи (34,0), самая низкая - на коже пальцев рук (27,3°). На закрытых участках тела температура выше, на открытых - ниже.

Особенно интенсивно регуляция кровоснабжения выражена в ногах и руках (кистях особенно). При высокой температуре воздуха кровоснабжение предплечья и кисти может увеличиться в 5 раз (в 5 раз уве­личивается теплоотдача), а при низкой - уменьшается в 4 раза (во столько же раз уменьшается теплоотдача). Кровоснабжение кожи ту­ловища может изменяться не более чем в 3 раза, а кровоснабжение пальцев рук - почти в 100 раз. Столь широкий диапазон изменения кровоснабжения периферических частей тела (пальцев рук) обеспечивается свойствами сосудов изменять свой диаметр (просвет). Сужение сосудов на холоде уменьшает теплоотдачу на 70%, а расширение при нагревании увеличивает теплоотдачу на 90%. Кроме того, между артериями и венами имеются соединения (анастомозы), благодаря которым при охлаждении теплая артериальная кровь поступает в мелкие вены. Такое изменение кровообращения предохраняет кровь от охлаждения и уменьшает теплоотдачу, что обеспечивает постоянство температуры тела, сохранение в нем тепла. Количество анастомозов особенно велико на периферических участках кожи - на пальцах, на мочках ушей и т.д.

Регуляция теплоотдачи заключается также в изменении соотноше­ния объемов ядра и оболочки в теле человека. Ядро - это внутренние органы грудной клетки и брюшной полости, глубокие мышцы, головной мозг. Оболочка - это поверхностные мышцы и кожа. Ядро имеет строго постоянную температуру, а температура оболочки непостоянна и имеет значительные колебания. Главная цель терморегуляции - сохранение постоянства температуры ядра (внутренней среды). Она достигается путем изменения объемов ядра и оболочки. При охлаждении тела объем оболочки увеличивается, а ядро уменьшается. При нагревании происходит обратный процесс. Оболочка служит буфером, смягчающим воздействие внешней температуры, и способствует сохранению постоянства температуры ядра. Этот способ терморегуляции основан также на изменении кровоснабжения. В условиях охлаждения рефлекторно уменьшается кровоснабжение тканей оболочки, что ведет к снижению теплоотдачи и снижению температуры.

Большую роль в регуляции теплоотдачи имеет теплопроводимость тканей тела, которая также зависит от кровообращения. Чем больше кровоснабжение в тканях, тем больше ее теплопроводность. Наиболее низкая теплопроводимость жировой ткани ввиду отсутствия в ней coсудов. Жировая ткань является теплоизолирующей. Поэтому люди хорошо развитой подкожной жировой клетчаткой меньше теряют тепла.

Физиологические механизмы терморегуляции начинают формироваться еще в период внутриутробного развития и продолжаются в течении всего периода физического и физиологического развития человека. Особенно у подростков 12-14 лет наблюдаются частые изменения температуры, связанные в основном с ее повышением - гипертермией. Хроническая гипертермия в этом возрасте может быть: 1) двигательная, обусловленная интенсивной мышечной деятельностью (подвижные игры, физкультура, физическая работа); в этих случаях через час после прекращения движений температура нормализуется; 2) психогенная, связанная с эмоциональными переживаниями (контрольные работы, публичные выступления); 3) гипертермия в период полового созревания, обусловленная изменениями деятельности желез внутренней секреции. Главная особенность терморегуляции детей и подростков заключается в том, что для сохранения температуры их тела требуется большое напряжение всех терморегулирующих механизмов.

У детей и подростков площадь поверхности тела больше, чем у взрослых (площадь кожной поверхности на 1 кг массы тела). Кожа тоньше и богаче сосудами, за счет чего происходят интенсивные процессы теплоотдачи и потоотделения.

Таким образом, трудности регуляции теплообмена у детей школьного возраста обусловлены высокой теплоотдачей и несовершенством возможностей их организма.

Система закаливания предусматривает тренировку приспособительных (в основном физических) и защитных механизмов до такой степени, чтобы они могли оптимально противостоять колебаниям факторов окружающей среды, присущим определенному периоду года.

Закалять организм можно в любом возрасте, но лучше это начинать с детства. Закаливание не только повышает устойчивость к воздействию природных факторов, но и является могучим средством, обеспечивающим нормальное развитие ребенка. Поэтому оно должно занимать прочное место в режиме дня всех детей и подросткам. При этом закаливание предполагает не одну какую-нибудь закаливающую процедуру, а целый комплекс мероприятий, тесно увязанный со всеми другими, составляющими режим дня.