Az emberi test hőszabályozásának módszerei. Hogyan történik a hőszabályozás a szervezetben? Az emberi test fizikai tulajdonságainak hőszabályozása a hőterápia során

A fentiek szerint a személy és a környezet közötti hőcsere folyamatát biztosító fő paraméterek a mikroklíma-mutatók. Természetes körülmények között a Föld felszínén (tengerszinten) jelentős határok között változnak. Így a környezeti hőmérséklet -88 és + 60 °C között változik; légi mobilitás - 0-60 m/s; relatív páratartalom - 10-100% és légköri nyomás - 680-810 Hgmm. Művészet.

A mikroklíma paramétereinek változásával együtt az ember termikus közérzete is változik. A hőegyensúlyt megzavaró körülmények reakciókat váltanak ki a szervezetben, amelyek hozzájárulnak annak helyreállításához. Az állandó emberi testhőmérséklet fenntartása érdekében a hőleadás szabályozásának folyamatait hőszabályozásnak nevezzük. Lehetővé teszi a testhőmérséklet állandó szinten tartását. A hőszabályozást főként három módon hajtják végre: biokémiai úton; a vérkeringés intenzitásának és az izzadás intenzitásának változtatásával.

A biokémiai eszközökkel végzett hőszabályozás, az úgynevezett kémiai hőszabályozás, abból áll, hogy az oxidatív reakciók sebességének szabályozásával megváltoztatják a test hőtermelését. A vérkeringés és az izzadás intenzitásának megváltoztatása megváltoztatja a hő kibocsátását a környezetbe, ezért fizikai hőszabályozásnak nevezik.

A test hőszabályozása minden eszközzel egyidejűleg történik. Így, amikor a levegő hőmérséklete csökken, a hőmérséklet-különbség növekedéséből adódó hőátadás-növekedést olyan folyamatok akadályozzák meg, mint a bőr páratartalmának csökkenése, és ezért a párolgás révén a hőátadás csökkenése, a hőmérséklet csökkenése. bőr a belső szervekből történő vérszállítás intenzitásának csökkenése, és ezzel egyidejűleg a hőmérséklet-különbség csökkenése miatt Kísérletileg megállapították, hogy a szervezetben az optimális anyagcsere és ennek megfelelően a maximális aktivitási teljesítmény akkor következik be, ha a hőátadási folyamat összetevői a következő határok között vannak:

K to? harminc %; Q p? 50 %; Q tm? 20 %.

Ez az egyensúly jellemzi a feszültség hiányát a hőszabályozó rendszerben.

A mikroklíma paraméterei közvetlen hatással vannak az ember termikus közérzetére és teljesítményére. Megállapítást nyert, hogy 25 °C feletti levegőhőmérséklet esetén az ember teljesítménye csökkenni kezd. A belélegzett levegő maximális hőmérséklete, amelynél egy személy speciális védőfelszerelés nélkül néhány percig képes lélegezni, körülbelül 11°C.

Az ember hőmérséklet-tűrése, valamint hőérzete nagymértékben függ a környező levegő páratartalmától és sebességétől. Minél magasabb a relatív páratartalom, annál kevesebb izzadság párolog el egységnyi idő alatt, és annál gyorsabban melegszik túl a szervezet. A t* gt magas páratartalom különösen kedvezőtlenül hat az ember termikus közérzetére; 30 °C-ra, mivel az izzadság elpárolgása révén szinte az összes keletkező hő a környezetbe kerül. A páratartalom növekedésével az izzadság nem párolog el, hanem cseppekben folyik le a bőr felszínéről. Egy úgynevezett özönvízszerű izzadság keletkezik, amely kimeríti a szervezetet, és nem biztosítja a szükséges hőátadást. Az izzadsággal együtt a szervezet jelentős mennyiségű ásványi sókat, nyomelemeket és vízben oldódó vitaminokat (C, B1, B2) veszít. Kedvezőtlen körülmények között a folyadékveszteség elérheti a 8... 10 litert műszakonként és ezzel együtt akár a 40 g konyhasót is (összesen kb. 140 g NaCl van a szervezetben). A 30 g-ot meghaladó NaCl-vesztés rendkívül veszélyes az emberi szervezetre, mivel gyomorszekréció-károsodáshoz, izomgörcsökhöz és görcsökhöz vezet. Az emberi szervezetben magas hőmérsékleten bekövetkező vízveszteség kompenzációja a szénhidrátok, zsírok és fehérjék lebontása miatt következik be.

A melegüzletek dolgozóinak víz-só egyensúlyának helyreállítására sós (kb. 0,5% NaCl) szénsavas ivóvízzel feltöltő pontokat telepítenek, személyenként műszakonként 4...5 liter mennyiségben. Számos gyár fehérje-vitamin italt használ erre a célra. Meleg éghajlaton hűtött ivóvíz vagy tea fogyasztása javasolt.

A magas hőmérsékletnek való hosszan tartó kitettség, különösen magas páratartalommal kombinálva, jelentős hőfelhalmozódáshoz vezethet a szervezetben, és a test megengedett szint feletti túlmelegedéséhez - hipertermiához - vezethet, amely állapot, amelyben a testhőmérséklet 38 fokra emelkedik. ..39 °C. Hipertermia és ennek következtében hőguta, fejfájás, szédülés, általános gyengeség, a színérzékelés torzulása, szájszárazság, hányinger, hányás, erős izzadás, fokozott pulzus és légzés figyelhető meg. Ebben az esetben sápadtság, cianózis figyelhető meg, a pupillák kitágulnak, időnként görcsök és eszméletvesztés lép fel.

Az ipari vállalkozások melegüzemeiben a legtöbb technológiai folyamat a környezeti levegő hőmérsékleténél lényegesen magasabb hőmérsékleten zajlik. A felhevült felületek sugárzó energia áramlatokat bocsátanak ki a térbe, ami negatív következményekkel járhat. Az infravörös sugarak főként hőhatást fejtenek ki az emberi szervezetre, ami megzavarja a szív- és érrendszeri és az idegrendszer működését. A sugarak égési sérüléseket okozhatnak a bőrön és a szemen. Az infravörös sugárzás által okozott leggyakoribb és legsúlyosabb szemkárosodás a szürkehályog.

Az alacsony hőmérsékleten, magas levegő mobilitáson és páratartalom mellett végzett gyártási folyamatok lehűlést, sőt a test hipotermiáját - hipotermiát - okozhatnak. A mérsékelt hidegnek való kitettség kezdeti időszakában a légzésszám csökkenése és a belégzési térfogat növekedése figyelhető meg. Hosszan tartó hidegnek való kitettség esetén a légzés szabálytalanná válik, a belégzés gyakorisága és térfogata nő. Az izomremegés megjelenése, amelyben nem végeznek külső munkát, és minden energia hővé alakul, egy ideig késleltetheti a belső szervek hőmérsékletének csökkenését. Az alacsony hőmérséklet következménye hidegsérülések.

Az emberi hőszabályozás rendkívül fontos mechanizmusok összessége, amelyek fenntartják a test hőmérsékleti rendszerének stabilitását különböző környezeti feltételek között. De miért van szüksége az embernek annyira az állandó testhőmérsékletre, és mi történik, ha ingadozni kezd? Hogyan mennek végbe a hőszabályozási folyamatok, és mit tegyünk, ha a természetes mechanizmus meghibásodik? Minderről bővebben alább.

Az ember, mint a legtöbb emlős, homeoterm lény. A homeotermia a szervezet azon képessége, hogy állandó hőmérsékletet biztosítson, főként fiziológiai és biokémiai reakciókon keresztül.

Az emberi test hőszabályozása evolúciósan kialakult mechanizmusok összessége, amelyek humorális (folyékony közeggel) és idegi szabályozáson, anyagcserén (metabolizmuson) és energiaanyagcserén keresztül működnek. A különböző mechanizmusok működési módja és körülményei eltérőek, így aktiválódásuk függ a napszaktól, az ember nemétől, az eltöltött évek számától, sőt a Föld pályán elfoglalt helyzetétől is.

Emberi hőtérkép

Az emberi testben a hőszabályozás reflexszerűen történik. Speciális rendszerek, amelyek működése a hőmérséklet szabályozására irányul, szabályozzák a hőleadás vagy -elnyelés intenzitását.

Emberi hőszabályozó rendszer

A testhőmérséklet állandó beállított szinten tartása az emberi test hőszabályozásának két ellentétes mechanizmusával - a hőkibocsátással és a hőtermeléssel - történik.

A hőtermelés mechanizmusa

A hőtermelés mechanizmusa vagy az ember kémiai hőszabályozása olyan folyamat, amely hozzájárul a testhőmérséklet emelkedéséhez. Minden anyagcserében előfordul, de leginkább izomrostokban, májsejtekben és barna zsírsejtekben. Így vagy úgy, minden szöveti struktúra részt vesz a hőtermelésben. Az emberi szervezet minden sejtjében oxidatív folyamatok zajlanak, amelyek a szerves anyagokat lebontják, amelyek során a felszabaduló energia egy részét a szervezet fűtésére fordítják, a fő mennyiséget pedig az adenozin-trifoszfátsav (ATP) szintézisére fordítják. Ez a kapcsolat kényelmes forma az energia tárolására, szállítására és hasznosítására.

Így néz ki egy ATP-molekula

Amikor a hőmérséklet csökken, az emberi szervezetben az anyagcsere-folyamatok sebessége reflexszerűen csökken, és fordítva. A kémiai szabályozás olyan esetekben aktiválódik, amikor a hőcsere fizikai összetevője nem elegendő a normál hőmérsékleti érték fenntartásához.

A hőtermelés mechanizmusa akkor aktiválódik, amikor a hidegreceptoroktól érkező jelek érkeznek. Ez akkor fordul elő, ha a környezeti hőmérséklet az úgynevezett „komfortzóna” alá süllyed, ami egy enyhén öltözött embernél 17-21 fok, mezteleneknél pedig körülbelül 27-28 fok. Érdemes megjegyezni, hogy a „komfortzóna” minden egyén egyénileg kerül meghatározásra, ez változhat egészségi állapottól, testtömegtől, lakóhelytől, évszaktól stb.

A test hőtermelésének fokozása érdekében a termogenezis mechanizmusok aktiválódnak. Köztük a következők.

1. Összehúzódó.

Ezt a mechanizmust az izommunka aktiválja, melynek során az adenozitrifoszfát bomlása felgyorsul. Ha felhasad, másodlagos hő szabadul fel, ami hatékonyan felmelegíti a testet.

Ebben az esetben az izomösszehúzódások önkéntelenül jelentkeznek - az agykéregből származó impulzusok fogadásakor. Ennek eredményeként az emberi szervezetben a hőtermelés jelentős (akár ötszöröse) növekedése figyelhető meg.

A bőr így reagál a hidegre

A hőmérséklet enyhe csökkenésével a hőszabályozási tónus növekszik, ami egyértelműen megnyilvánul a bőrön lévő „libabőr” megjelenésében és a szőrszálak felemelkedésében.

A kontraktilis termogenezis során az ellenőrizetlen izomösszehúzódásokat hidegrázásnak nevezik. A testhőmérséklet emelése izomösszehúzódások segítségével tudatosan - fizikai aktivitás kimutatásával lehetséges. A fizikai aktivitás akár 15-szörösére növeli a hőtermelést.

2. Nem szerződéses.

Ez a fajta termogenezis csaknem háromszorosára növelheti a hőtermelést. A zsírsavak katabolizmusán (lebontásán) alapul. Ezt a mechanizmust a szimpatikus idegrendszer, valamint a pajzsmirigy és a mellékvesevelő által kiválasztott hormonok szabályozzák.

Hőátadó mechanizmus

A hőátadási mechanizmus vagy a hőszabályozás fizikai összetevője az a folyamat, amely megszabadítja a testet a felesleges hőtől. Az állandó hőmérsékletet a bőrön keresztüli hőelvezetés (vezetés és konvekció), a sugárzás és a nedvesség eltávolítása biztosítja.

A hőátadás egy része a bőr és a zsírszövetréteg hővezető képessége miatt következik be. A folyamatot nagyrészt a vérkeringés szabályozza. Ebben az esetben az emberi bőr hője érintéskor szilárd tárgyakra (vezetés) vagy a környező levegőre (konvekció) kerül át. A hőátadás jelentős részét a konvekció teszi ki - az emberi hő 25-30%-a kerül át a levegőbe.

A sugárzás vagy emisszió az emberi energia átvitele az űrbe vagy a környező, alacsonyabb hőmérsékletű tárgyakra. Az emberi hőnek akár fele is elvész a sugárzás hatására.

És végül a nedvesség elpárolgása a bőr felszínéről vagy a légzőszervekből, ami a hőveszteség 23-29%-át teszi ki. Minél jobban meghaladja a testhőmérséklet a normát, annál aktívabban hűti le magát a test a párolgás révén - a test felületét izzadság borítja.

Abban az esetben, ha a környezeti hőmérséklet jelentősen meghaladja a test belső indikátorát, a párolgás marad az egyetlen hatékony hűtési mechanizmus, az összes többi leáll. Ha a magas külső hőmérséklethez magas páratartalom is társul, ami megnehezíti az izzadást (azaz a víz elpárolgását), akkor az ember túlmelegedhet és hőgutát kaphat.

Tekintsük részletesebben a testhőmérséklet fizikai szabályozásának mechanizmusait:

Izzadás

Ennek a hőátadásnak a lényege, hogy a bőrből és a légutakat bélelő nyálkahártyákból a nedvesség elpárologtatásával energiát irányítanak a környezetbe.

Ez a fajta hőátadás az egyik legfontosabb, mivel, mint már említettük, magas hőmérsékletű környezetben is folytatódhat, feltéve, hogy a levegő páratartalma 100-nál kisebb. Ez azzal magyarázható, hogy minél magasabb a hőmérséklet levegő páratartalma, annál rosszabb a víz elpárologtatása.

Az izzadás hatékonyságának fontos feltétele a levegő keringése. Ezért, ha egy személy légcserét át nem eresztő ruhát visel, akkor egy idő után az izzadság elveszíti elpárolgási képességét, mivel a ruhák alatti levegő páratartalma meghaladja a 100% -ot. Ez túlmelegedést okoz.

Az izzadás során az emberi test energiája a folyadék molekuláris kötéseinek megszakítására fordítódik. Molekuláris kötéseit elvesztve a víz gáz halmazállapotúvá válik, és közben a felesleges energia elhagyja a szervezetet.

A víznek a légutak nyálkahártyájáról való elpárolgását és a felszíni szöveten – a hámon – keresztül történő elpárolgását (még akkor is, ha a bőr száraznak tűnik) nevezzük észrevehetetlen izzadásnak. A verejtékmirigyek aktív munkáját, amely során erős izzadás és hőátadás történik, kézzelfogható izzadságnak nevezik.

Elektromágneses hullámok kibocsátása

Ez a hőátadási módszer infravörös elektromágneses hullámok kibocsátásával működik. A fizika törvényei szerint minden olyan tárgy, amelynek hőmérséklete a környezeti hőmérséklet fölé emelkedik, sugárzás útján hőt kezd leadni.

Emberi infravörös sugárzás

A túlzott hőveszteség ily módon történő megelőzésére az emberiség feltalálta a ruházatot. A ruházat szövete segít létrehozni egy légréteget, amelynek hőmérséklete felveszi a testhőmérséklet értékét. Ez csökkenti a sugárzást.

A tárgy által leadott hő mennyisége arányos a sugárzás felületével. Ez azt jelenti, hogy testhelyzetének megváltoztatásával szabályozhatja hőteljesítményét.

Vezetés

Vezetés vagy hővezetés akkor következik be, amikor egy személy megérint egy másik tárgyat. De a felesleges hőtől megszabadulni csak akkor lehet, ha a tárgy, amellyel az érintett érintkezett, alacsonyabb hőmérsékletű.

Fontos megjegyezni, hogy az alacsony páratartalmú és zsíros levegőnek alacsony a hővezető képessége, ezért hőszigetelő.

Konvekció

Ennek a hőátadási módszernek a lényege az energia átadása a test körül keringő levegő által, feltéve, hogy hőmérséklete alacsonyabb, mint a testhőmérséklet. A hideg levegő a bőrrel való érintkezés pillanatában felmelegszik és felfelé rohan, helyébe egy új adag hideg levegő kerül, amely a nagy sűrűsége miatt alacsonyabban helyezkedik el.

A ruházat fontos szerepet játszik abban, hogy a test ne veszítsen túl sok hőt a konvekció során. Gátat jelent, amely lelassítja a levegő keringését és ezáltal a konvekciót.

Hőszabályozó központ

Az emberi hőszabályozás központja az agyban, nevezetesen a hipotalamuszban található. A hipotalamusz a diencephalon része, amely sok sejtet (körülbelül 30 sejtmagot) tartalmaz. Ennek a formációnak a feladata a homeosztázis (vagyis a szervezet önszabályozó képességének) és a neuroendokrin rendszer aktivitásának fenntartása.

A hipotalamusz egyik legfontosabb funkciója a test hőszabályozására irányuló tevékenységek biztosítása és ellenőrzése.

Amikor ezt a funkciót egy személy hőszabályozásának központjában végzi, a következő folyamatok fordulnak elő:

1. A perifériás és központi hőreceptorok továbbítják az információkat az elülső hipotalamuszba.
2. Attól függően, hogy szervezetünknek fűtésre vagy hűtésre van szüksége, a hőtermelő központ vagy a hőátadó központ aktiválódik.

Amikor a hidegreceptorok impulzusokat továbbítanak, a hőtermelő központ elkezd működni. A hipotalamusz hátsó részén található. A magokból impulzusok haladnak át a szimpatikus idegrendszeren, fokozzák az anyagcsere-folyamatok sebességét, összehúzzák az ereket, aktiválják a vázizmokat.

Ha a test túlmelegszik, a hőátadó központ aktívan működik. Az elülső hipotalamusz magjaiban található. Az ott fellépő impulzusok a hőtermelési mechanizmus antagonistái. Hatásukra az ember erei kitágulnak, fokozódik az izzadás, és a test lehűl.

Az emberi hőszabályozásban a központi egyenetlen rendszer más részei is részt vesznek, nevezetesen az agykéreg, a limbikus rendszer és a retikuláris képződés.

Az agy hőmérsékleti központjának fő feladata az állandó hőmérsékleti rendszer fenntartása. A testhőmérséklet összértéke határozza meg, amikor mindkét mechanizmus (hőtermelés és hőátadás) a legkevésbé aktív.

A belső szekréciós szervek az emberi test hőszabályozásában is fontos szerepet játszanak. Alacsony hőmérsékleten a pajzsmirigy fokozza az anyagcsere folyamatokat felgyorsító hormonok termelését. A mellékvesék képesek szabályozni a hőveszteséget az oxidációs folyamatokat szabályozó hormonokon keresztül.

A test hőszabályozási zavarai: okok, tünetek és kezelés

A hőszabályozási zavarok a testhőmérséklet hirtelen változásai vagy a 36,6 Celsius fokos normától való eltérések.

A hőmérséklet-ingadozást külső és belső tényezők is okozhatják, például betegségek.

A szakértők a következő hőszabályozási rendellenességeket különböztetik meg:

• hidegrázás;
• hidegrázás hiperkinézissel (akaratlan izom-összehúzódások);
• hipotermia (hipotermia). Hipotermia kezelésére szolgál;
• hipertermia (a test túlmelegedése).

A hőszabályozási zavaroknak számos oka lehet, amelyek közül a leggyakoribbak az alábbiak:

• A hipotalamusz szerzett vagy veleszületett hibája (ha ez a probléma, akkor a hőmérséklet-változásokat a gyomor-bélrendszer, a légzőrendszer és a szív-érrendszer működési zavarai kísérhetik).
• Klímaváltozás (mint külső tényező).
• Alkohollal való visszaélés.
• Az öregedési folyamat következménye.
• Mentális zavarok.
• Vegetatív-érrendszeri dystonia (weboldalunkon a VSD alatti hőmérsékletváltozásokról olvashat).

A hőmérséklet-változásokat az okoktól függően különféle tünetek kísérhetik, amelyek közül gyakori a láz, fejfájás, eszméletvesztés, emésztőrendszeri zavarok és szapora légzés.

Ha a test hőmérsékletszabályozásában zavarok vannak, neurológushoz kell fordulni. A probléma kezelésének alapelvei a következők:

• olyan gyógyszerek szedése, amelyek befolyásolják a beteg érzelmi állapotát (ha az ok mentális zavarok);
• olyan gyógyszerek szedése, amelyek befolyásolják a központi idegrendszer aktivitását;
• olyan gyógyszerek szedése, amelyek elősegítik a fokozott hőátadást a bőr ereiben;
• általános terápia, amely magában foglalja: fizikai aktivitás, keményedés, egészséges táplálkozás, vitaminok szedése.

Hőcsere az ember és a környezet között. Az ember folyamatosan hőcsere állapotában van a környezetével. Az emberi tevékenység folyamatos hőkibocsátással jár a környezetbe. Mennyisége a fizikai igénybevétel mértékétől függ bizonyos éghajlati viszonyok között, és 85 J/s (nyugalomban) és 500 J/s (kemény munkavégzés közben) között mozog. Az emberi szervezetben zajló élettani folyamatok normális lefolyásához szükséges, hogy a test által termelt hő (Qt) teljes mértékben a környezetnek (Qt) kerüljön, azaz hőegyensúly Q tv = Q akkor. A túlzott hőkibocsátás a testből a környezetbe történő hőátadáson túl (Qt > Qto) a test felmelegedéséhez és a testhőmérséklet emelkedéséhez vezet. Ezt a termikus közérzetet a koncepció jellemzi forró.Éppen ellenkezőleg, a hőátadás többletét a hőleadásnál (Q TV< Q то) приводит к охлаждению организма и снижению его температуры. Такое тепловое самочувствие характеризуется понятием Hideg.

A test termikus állapotának egyik fontos mutatója a 36,5 °C körüli átlagos testhőmérséklet (belső szervek). Még az ettől a hőmérséklettől való kisebb eltérések is egy vagy másik irányban az ember jólétének romlásához vezetnek. A fizikai munkavégzés során a hőegyensúly zavarának mértékétől és az energiafelhasználás mértékétől függ.

Az emberi test és a környezet közötti hőcsere a mikroklíma paramétereitől függ: környezeti hőmérséklet, levegő sebessége, relatív páratartalom. Egy adott mutató hőátadásra gyakorolt ​​hatásának megértéséhez figyelembe kell venni azokat a mechanizmusokat, amelyek révén a hőt egyik tárgyról a másikra továbbítják (különösen az embertől a környezetbe és fordítva).

Az emberi test hőkibocsátása a következőképpen történik:

Hővezetőképesség Q t;

Konvekció q k az emberi test levegővel való mosása következtében;

Sugárzás a környező felületekre Q from;

A nedvesség elpárolgása a bőr felszínéről Q is és légzés közben Q c.

Hőt csak magasabb hőmérsékletű testről lehet átvinni egy alacsonyabb hőmérsékletű testre. A hőátadás intenzitása függ a testhőmérséklet különbségétől (ez esetünkben az emberi test hőmérséklete és az embert körülvevő tárgyak, levegő hőmérséklete) és a ruházat hőszigetelő tulajdonságaitól. Mivel az emberi testhőmérséklet a 36,5 ° C értékhez képest kis tartományban változik, az ember hőátadásában bekövetkező változás elsősorban az emberi környezet hőmérsékletének változása miatt következik be. Ha az embert körülvevő levegő vagy tárgyak hőmérséklete meghaladja a 36,5 °C-ot, akkor az ember nem hőátadja át, hanem éppen ellenkezőleg, felmelegszik.

Az emberi ruházat hőszigetelő tulajdonságokkal rendelkezik: minél melegebb, annál kevesebb hő kerül át az emberről a környezetre. Így lehetőség nyílik az ember és a környezet közötti hőcsere szabályozására a környezeti hőmérséklet és a különböző hőszigetelő tulajdonságú ruházat megválasztása miatt.

A meleg tárgy közelében felmelegszik a levegő. A felmelegített levegő kisebb sűrűségű és könnyebb lévén felemelkedik, helyét a környezet hidegebb levegője veszi át. A meleg és hideg levegő sűrűségkülönbsége miatti levegőrészek cseréjének jelenségét nevezzük természetes konvekció.

Ha egy meleg tárgyat hideg levegővel fújnak át, akkor felgyorsul a melegebb levegőrétegek hidegebbre cserélésének folyamata. Ebben az esetben a fűtött tárgyban hidegebb lesz a levegő, nagyobb lesz a hőmérsékletkülönbség a fűtött tárgy és a környező levegő között, és nő a hőátadás intenzitása a tárgyról a környező levegőre. Ezt a jelenséget az ún kényszerített konvekció.Így az ember és a környezet közötti hőcsere a légmozgás sebességének változtatásával szabályozható, pl. Minél alacsonyabb a környezeti hőmérséklet és minél nagyobb a levegő sebessége, annál nagyobb a konvekciós hőátadás.

A hőenergia, amely a forró test felületén sugárzóvá (elektromágneses hullám) - infravörös sugárzássá alakul át, átkerül egy másik (hideg felületre), ahol ismét hővé alakul. Minél nagyobb a hőmérséklet-különbség egy személy és a környező tárgyak között, annál nagyobb a sugárzási fluxus. Sőt, a sugárzó fluxus származhat az emberből, ha a környező tárgyak hőmérséklete alacsonyabb, mint az ember hőmérséklete, és fordítva, ha a környező tárgyak melegebbek, pl. Minél alacsonyabb az embert körülvevő felületek hőmérséklete, annál nagyobb a sugárzási fluxus a sugárzás általi hőcsere során.

A párolgás intenzitása, és így a testből a környezetbe történő hőátadás mértéke függ: először is a környezeti hőmérséklettől: minél magasabb a hőmérséklet, annál nagyobb a párolgás intenzitása; másodszor a levegő páratartalmáról: minél magasabb a páratartalom, annál kisebb a párolgás intenzitása; harmadszor a mozgás sebességéről: a párolgás intenzitása a levegő sebességének növekedésével nő; negyedszer a munka intenzitásáról: az izzadás mértéke az elvégzett munka súlyosságával arányosan növekszik.

A légzés folyamata során az emberi tüdőbe jutó környezeti levegő felmelegszik, és egyben vízgőzzel telítődik. Így a hő a kilélegzett levegővel (Qв) távozik az emberi testből. A kilélegzett levegő által felszabaduló hőmennyiség fizikai aktivitásától, páratartalmától és a környező (belélegzett) levegő hőmérsékletétől függ. Minél nagyobb a fizikai aktivitás és minél alacsonyabb a környezeti hőmérséklet, annál több hő szabadul fel a kilélegzett levegővel. A környező levegő hőmérsékletének és páratartalmának növekedésével a légzéssel távozó hő mennyisége csökken.

Így a Qt Q-tól Q-ig terjedő hőáramlás iránya lehet az embertől a levegő és az őt körülvevő tárgyak felé, és fordítva, attól függően, hogy mi a nagyobb - az ember testének vagy a környező levegő és az őt körülvevő testek hőmérséklete.

Az emberi test hőleadását elsősorban az emberi tevékenység során fellépő izomterhelés nagysága, a hőátadást pedig a környező levegő és a tárgyak hőmérséklete, a mozgás sebessége és a levegő relatív páratartalma határozza meg.

A mikroklíma paraméterei természetes környezetben és ipari körülmények között tág határok között változhatnak. A mikroklíma paramétereinek változásával együtt az ember termikus közérzete is változik. A hőegyensúly egyik vagy másik irányú megzavarása olyan reakciókat vált ki az emberi szervezetben, amelyek hozzájárulnak annak helyreállításához.

A hőtermelés szabályozásának folyamatait az állandó emberi testhőmérséklet fenntartása érdekében ún hőszabályozás. Lehetővé teszi a belső szervek hőmérsékletének állandó (36,5 ° C) tartását, és nem tartalmaz specifikus szerveket. A hideggel vagy meleggel szembeni ellenállás az idegrendszer irányítása alatt jön létre, amely meghatározott szerveket foglal magában egy meghatározott funkcionális rendszerben, amely biztosítja az állandó hőmérsékletet a leghatékonyabb és leggazdaságosabb módon. A hőszabályozás élettani rendszere magában foglalja a hőtermelés és a hőátadás szabályozását.

A hőszabályozás a következő módokon történik: biokémiai úton, a vérkeringés intenzitásának és az izzadás intenzitásának változtatásával.

Hőszabályozás biokémiai módszerekkel az emberi szervezetben előforduló oxidatív folyamatok intenzitásának megváltoztatásából áll. A biokémiai szabályozási folyamatok külső megnyilvánulása az izomremegés, amely, mint már említettük, akkor fordul elő, amikor a test hipotermiás. 125...200 J/s-ra növeli a hőleadást. Az élelmiszerek emésztése során végbemenő összetett kémiai reakciók eredményeként hő keletkezik, amelyet az életfolyamatok fenntartására fordítanak: a szív és a légzőszervek munkáját.

Hőszabályozás a vérkeringés intenzitásának változtatásával a szervezet azon képességében rejlik, hogy szabályozza a szállított vér mennyiségét, ami ebben az esetben a belső szervekből az emberi test felszínére jutó hőhordozónak tekinthető az erek szűkítése vagy kitágulása révén.

Magas környezeti hőmérsékleten a bőr erei kitágulnak, és több vér áramlik oda a belső szervekből, így több hő kerül a környezetbe.

Alacsony hőmérsékleten az ellenkező jelenség fordul elő: az erek szűkülnek, a vér mennyisége, és ennek következtében a bőrbe jutó hő csökken, hőmérséklete csökken, és ennek következtében csökken a hőátadás az emberről a bőrre. a környezet.

Hőszabályozás az izzadás intenzitásának változtatásával abban áll, hogy a párolgás következtében megváltozik a hőátadás folyamata. A test párologtatással történő hűtése nagyon fontos. Így 36 °C-os környezeti hőmérsékleten szinte kizárólag az izzadság párolgásán keresztül jut el hő az embertől a környezetbe. Valamennyi módszer egyidejűleg, de kisebb-nagyobb mértékben részt vesz a hőcsere folyamat szabályozásában.

Kísérletileg megállapították, hogy a szervezetben az optimális anyagcsere és ennek megfelelően a maximális munkatermelékenység akkor következik be, ha a hőátadási folyamat összetevői a következő határokon belül vannak:

Q - +Q t =30%; Q a -45-ből

Q = 20% Q = 5%

Ez az egyensúly jellemzi a feszültség hiányát a hőszabályozó rendszerben.

A levegő mikroklíma azon paramétereit, amelyek meghatározzák az optimális anyagcserét a szervezetben, és amelyekben nincsenek kellemetlen érzések és feszültség a hőszabályozó rendszerben, ún. kényelmes vagy optimális. Azt a zónát, amelyben a környezet teljesen elvezeti a test által termelt hőt, és nincs feszültség a hőszabályozó rendszerben, ún. komfort zóna. Azokat a feltételeket, amelyek között egy személy normál termikus állapota megszakad, nevezzük kényelmetlen.

A hőszabályozási rendszer enyhe feszültsége és enyhe kényelmetlenség esetén elfogadható meteorológiai feltételek jönnek létre. A meteorológiai paraméterek megengedett értékeinek túllépése esetén a hőszabályozási rendszer feszültség alatt működik, az ember súlyos kényelmetlenséget tapasztal, a hőegyensúly megbomlik, és a test túlmelegedni vagy hipotermia kezd, attól függően, hogy a hőegyensúly melyik irányban sérül.

Alkalmazkodás és akklimatizáció fűtő-hűtő éghajlaton végzett munka során. Az állandó magas vagy alacsony hőmérsékletnek kitett körülmények között dolgozók teste dinamikus egyensúlyban van a külső környezettel. (dinamikus sztereotípia) - Ez az emberi test bizonyos meteorológiai feltételekhez való alkalmazkodása miatt létrejött egyensúly.

A fűtési vagy hűtési mikroklímához való alkalmazkodás olyan folyamatokon alapul, amelyek célja a fiziológiai rendszerek, szervek, szabályozási mechanizmusok bizonyos szintjének fenntartása és összekapcsolása, amelyek biztosítják a szervezet magas létfontosságú aktivitását.

A kezdeti szakaszban az adaptációt a kompenzációs mechanizmusok aktiválása miatt hajtják végre - elsődleges reflexreakciók, amelyek célja a testben a hőingerek által okozott funkcionális változások megszüntetése vagy gyengítése. Az adaptáció (adaptáció) során a szervezet minden tevékenysége neurohumorális mechanizmusokon keresztül egyre pontosabb és finomabb egyensúlyba kerül a környezettel.

Az adaptációs folyamat eredményeként a szervezet létfontosságú rendszereinek stabil állapota kialakul a megváltozott mikroklimatikus környezeti feltételek mellett - akklimatizáció.

akklimatizáció - Az új éghajlati viszonyokhoz való alkalmazkodás az alkalmazkodás speciális esete, amely a magas és alacsony hőmérsékletnek való hosszan tartó kitettség eredményeként alakul ki. Az alkalmazkodás és az akklimatizáció jellemző vonásai az általános állapot javulása, a magas és alacsony hőmérsékletek könnyebb tűrése, valamint a fiziológiai funkciók és a teljesítőképesség helyreállítási időszakának csökkenése.

Alkalmazkodás a magas hőmérséklethez fokozott izommunkában és a bazális anyagcsere jelentős csökkenésében fejeződik ki. Magas szobahőmérsékleten végzett munka során az alkalmazkodás a hőtermelés csökkenése, az erek stabil újraeloszlásának kialakulása miatt következik be, így a testfelületről történő hőátadás megkönnyíti. A túlzott izzadás - vészhelyzetben - a magas hőmérsékletnek megfelelővé válik. Az alkalmazkodási folyamat során erős izzadás esetén a verejtékben lévő kloridok koncentrációjának csökkenése figyelhető meg, ami segít csökkenteni a víz-só anyagcsere zavarait. A vérnyomás csökken, a pulzus- és légzésszám csökken, a testhőmérséklet enyhén csökken.

Alkalmazkodás a hidegnek való kitettséghez. A gyakori és hosszan tartó hidegnek való kitettség fokozott anyagcseréhez és fokozott hőtermeléshez vezet. Hűtőműhelyekben vagy hűtőszekrényekben végzett munka során az első napokban az alacsony hőmérséklet hatására a hőtermelés gazdaságtalanul, túlzottan megnő, a hőátadás még nem kellően korlátozott. A stabil alkalmazkodás fázisának kialakulása után a hőtermelési folyamatok intenzívebbé válnak, a hőveszteség csökken, és végső soron kiegyenlítődik oly módon, hogy új körülmények között is a lehető legtökéletesebben tartsa fenn a stabil testhőmérsékletet.

Ebben az esetben az aktív adaptációhoz olyan mechanizmusok csatlakoznak, amelyek biztosítják a receptorok hideghez való alkalmazkodását, vagyis e receptorok stimulációs küszöbének növekedését. A bőr hőmérséklete gyorsabban helyreáll, a bőrerek kevésbé kifejezett szűkülése, nagyobb a vérellátás, és megnő a keringő vér térfogata.

Folyamatban alkalmazkodás az infravörös sugárzáshoz a receptorok ingerlékenysége csökken, a szívfrekvencia enyhe növekedése és a testhőmérséklet emelkedése, az izzadás intenzitása, a zsíros anyagok mennyiségének növekedése és a verejtékben lévő kloridok koncentrációjának csökkenése következik be.

Az alkalmazkodást akkor figyeljük meg, ha az ipari mikroklíma paramétereinek ingadozása nem haladja meg a test kompenzációs képességeit. A meteorológiai viszonyok éles ingadozása megnehezíti a szervezet alkalmazkodását ezekhez. A túlzott intenzitású és időtartamú hőingerek az alkalmazkodás megzavarásához vezethetnek. Az alkalmazkodási kudarcok a szervezet immunológiai reaktivitásának csökkenésével járnak, és számos káros következménnyel járnak, különösen a megbetegedések növekedésével.

A szervezet hőszabályozásának megsértését vagy a testhőmérséklet állandóságának zavarát a központi idegrendszer működési zavara váltja ki. Ha a hőszabályozási folyamatok megszakadnak, kétféle reakció lehetséges. Ha a testhőmérséklet emelkedik, a perifériás erek kitágulnak és verejtékezés kezdődik. Ha a hőmérséklet éppen ellenkezőleg, csökken, az erek szűkülnek, az izmok összehúzódnak, a végtagok lehűlnek, és remegés jelenik meg.

Az állandó testhőmérsékletre jellemző magasabb állatoknak van egy rendszere a hőmérséklet egyensúlyban tartására. A hőszabályozás egyensúlyba hozza a hőtermelést és a hőleadást. A hőszabályozásnak két fő típusa van: kémiai (fő mechanizmusa az izomösszehúzódások során megnövekedett hőtermelés - izomremegés) és fizikai (fokozott hőcsere az izzadás során a test felszínéről való elpárolgás miatt). Emellett az anyagcsere-folyamatok intenzitása és a bőrerek szűkülése vagy tágulása is bizonyos jelentőséggel bír a hőtermelés és a hőátadás szempontjából.

A hőszabályozási központ az agytörzsben található. Ezenkívül az endokrin mirigyek hormonjai bizonyos szerepet játszanak a hőszabályozásban, különösen. A test hőszabályozásának a hőmérséklet csökkenésével járó megsértését hipotermiának nevezik. Az emberben a test hőszabályozásának a hőmérséklet emelkedésével összefüggő zavarát hipertermiának nevezik.

A hőszabályozási folyamatok megsértése: hipertermia

Hipertermia (túlmelegedés) akkor következik be, amikor a hőszabályozási mechanizmusok megszakadnak, amelyben a hőtermelés érvényesül a hőátadásnál. A testhőmérséklet elérheti a 43 °C-ot vagy többet.

Az emberi hőszabályozás ilyen megsértésének leggyakoribb oka a környezeti hőmérséklet emelkedése és olyan tényezők megjelenése, amelyek megakadályozzák a megfelelő hőátadást (például túl meleg ruházat, magas páratartalom stb.).

Amikor ilyen típusú hőszabályozási zavar lép fel, az alkalmazkodási mechanizmusok aktiválódnak: viselkedési reakciók, amelyek révén az ember megpróbálja elkerülni a túlzott hőhatást (például ventilátor bekapcsolása), erősíti a hőátadó mechanizmusokat, csökkenti a hőtermelést és a stresszreakciót. A hipertermia és az adaptációs folyamatok kölcsönhatásának eredményei alapján megkülönböztetik a hipertermia kompenzációjának és dekompenzációjának szakaszát.

A kompenzációs szakaszban a bőr artériás erei kitágulnak, és ezzel együtt megnövekszik a hőátadás. A hőmérséklet további emelkedésével a hőátadás elsősorban csak az izzadás miatt kezdődik.

A dekompenzáció szakaszában az adaptációs mechanizmusok megsértése figyelhető meg, az izzadás jelentősen csökken, a testhőmérséklet 41-43 ° C-ra emelkedhet. A magas hőmérséklet közvetlen károsító hatása miatt a sejtek funkciói és szerkezete megzavarodik, ami a rendszerek és szervek, elsősorban a központi idegrendszer és a szív- és érrendszer súlyos működési zavarához vezet.

Hőguta- ez a hipertermia egy változata, amelyben az alkalmazkodási mechanizmusok gyorsan kimerülnek. Ez előfordulhat mind a hőtényező magas intenzitása esetén, mind pedig egy adott szervezet adaptációs mechanizmusainak alacsony hatékonysága miatt. A hőszabályozás ilyen megsértésének tünetei ugyanazok, mint általában a hipertermia dekompenzációjának szakaszában, de súlyosabbak és sokkal gyorsabban nőnek, ezért a hőgutát magas mortalitás kíséri. A szervezetben végbemenő változások patogenezisének vezető mechanizmusai megfelelnek általában a hipertermia során tapasztaltaknak. Az emberi test hőszabályozásának ilyen megsértésével azonban különös jelentőséget tulajdonítanak a mérgezésnek, az akut szívelégtelenségnek, a légzésleállásnak, az agy duzzanatának és vérzéseinek.

Napszúrás- Ez a hipertermia egyik formája. A napsugarak hőjének a testre gyakorolt ​​közvetlen hatása miatt fordul elő. A termoreguláció ilyen patológiájával a hipertermia fent leírt mechanizmusai aktiválódnak, de a vezető az agykárosodás.

A test hőszabályozásának patológiája: láz

A lázat meg kell különböztetni a hipertermiától. Láz- ez a szervezet reakciója a fertőző és nem fertőző természetű irritáló anyagokra, amelyet a testhőmérséklet emelkedése jellemez. Láz esetén (a hipertermiával ellentétben) a hőtermelés és a hőveszteség egyensúlya megmarad, de a normálisnál magasabb szinten.

A hőszabályozás ezen megsértésének oka a pirogén anyagok (pirogének) megjelenése a szervezetben. Exogénre (bakteriális aktivitás termékei) és endogénre (sérült sejtek lebomlásának termékei, megváltozott vérszérumfehérjék stb.) oszthatók.

Az emberi hőszabályozás ezen patológiájának következő szakaszai különböztethetők meg:

• hőmérséklet-emelkedés szakasza;
• az a szakasz, amikor a hőmérséklet magasabb a normálnál;
• hőmérsékletcsökkentés szakasza.

A 38 °C-ig mért lázat subfebrilisnek, 39 °C-ig mérsékeltnek, lázasnak, 41 °C-ig magasnak, lázasnak, 41 °C feletti láznak nevezzük.

A hőmérsékleti görbék típusai (napi hőmérséklet-ingadozások grafikonjai) diagnosztikus értékűek lehetnek, mivel gyakran jelentősen eltérnek különböző betegségek esetén.

A tartós lázra jellemző a napi 1 °C-ot nem meghaladó hőmérséklet-ingadozás. Hashajtó láz esetén a reggeli és esti hőmérséklet különbsége 1-2 °C, legyengítő (hektikus) láz esetén - 3-5 °C. Az időszakos lázat a reggeli és esti hőmérséklet nagy változásai jellemzik, időszakos normalizálódás mellett. A visszaeső láz olyan többnapos időszakokat, amelyek során a hőmérséklet normális, és emelkedett hőmérsékletű időszakokat egyesíti, amelyek egymást követően váltakoznak. A perverz láznál a reggeli hőmérséklet meghaladja az esti hőmérsékletet, az atipikus láznak pedig egyáltalán nincs mintája.

A hőmérséklet éles csökkenésével kritikus csökkenésről vagy válságról beszélnek (ezt kifejezett csökkenés - összeomlás kísérheti); fokozatos csökkenését lítikusnak vagy lízisnek nevezik.

Láz alatt számos változás következik be a rendszerekben és szervekben.

Így a központi idegrendszerben láz alatt a depresszió jelensége figyelhető meg. A test hőszabályozásának ilyen megsértésének egyidejű tünete a tachycardia, körülbelül 8-10 ütés percenként minden emelkedési fokra (egyes betegségekben azonban előfordulhat bradycardia, amely a gátló hatáshoz kapcsolódik bakteriális méreg a szívben). A láz magasságában a légzés felgyorsulhat.

A láznak azonban pozitív jelentése is van. Így láz alatt egyes vírusok szaporodása gátolt, számos baktérium életfolyamata, osztódása elnyomódik, az immunreakciók intenzitása fokozódik, a daganatok növekedése gátolt, a szervezet fertőzésekkel szembeni ellenálló képessége megnő.

Hasonló tünetek esetén a szervezet hőszabályozásában fellépő zavarok okai eltérőek. A lázat pirogének, a hipertermiát pedig a magas környezeti hőmérséklet okozza.

Egy olyan patológiával, mint a láz, a hőszabályozási mechanizmusok továbbra is működnek (a hőtermelés és a hőátadás közötti egyensúly magasabb szintre lép fel), hipertermia esetén a hőszabályozási mechanizmusok meghibásodnak.

A láz a szervezet reakciója bizonyos külső és belső hatásokra bizonyos pozitív tulajdonságokkal, a hipertermia természetesen a szervezetre káros kóros folyamat.

A test hőszabályozásának zavara: hipotermia

Hypothermia olyan állapot, amelyet a testhőmérséklet normál alá csökkenése jellemez.

A test hőszabályozásának ilyen megsértésének fő oka a környezeti hőmérséklet csökkenése. Ezenkívül a külső hőmérséklet enyhe csökkenése hátterében fellépő hipotermiát a hőtermelési mechanizmusok zavarai okozzák: kiterjedt izombénulás, az anyagcsere csökkenése miatti hőtermelés csökkenése a mellékvese hormonok csökkent termelésével (beleértve a hipotalamusz károsodását is). agyalapi mirigy régió), valamint az extrém mértékű kimerültség. A következő tényezők is hozzájárulhatnak a hipotermia kialakulásához: megnövekedett páratartalom, nedves ruhák, hideg vízbe merülés, szél (ami növeli a hőátadást); Ezenkívül a böjt, a túlterheltség, az alkoholmérgezés, a sérülések és a betegségek a szervezet hipotermiával szembeni ellenállásának csökkenéséhez vezetnek. A károsodott hőszabályozás következménye lehet általános hipotermia és helyi hidegsérülés - fagyás.

A halálozás időpontja szerint megkülönböztetünk akut (egy órán belüli), szubakut (4 órán belüli) és lassú (4 órán belüli) hipotermiát.

Csakúgy, mint a hipertermia esetében, a hipotermia kialakulása a kompenzáció és a dekompenzáció szakaszára oszlik.

A kompenzációs szakaszt viselkedési reakciók (a személy megpróbál felmelegedni), a hőátadás csökkenése (a bőrerek beszűkülnek, az izzadás leáll), a hőtermelés fokozódása (vérnyomás- és szívfrekvencia növekedés, véráramlás a belső szervekben és a fokozódik az anyagcsere folyamatok intenzitása a szervekben és szövetekben, izomremegés jelenik meg). A testhőmérséklet kissé csökken.

Ha a hideg továbbra is hat, és az adaptációs mechanizmusok nem tudnak megbirkózni a kórokozó hatásaival, akkor megkezdődik a dekompenzáció szakasza. A hőszabályozási rendszer felborul, az agy szabályozó központjai le vannak nyomva, ami a szívműködés csökkenéséhez, a légzés intenzitásának gyengüléséhez, hipoxiához és acidózishoz, a szervek és szövetek működési zavarához, valamint a mikrokeringéshez vezet. Ennek következménye a víz- és elektrolitcsere zavara, valamint az agyödéma megjelenése. A halál a vérkeringés és a légzés leállása miatt következik be, a központi idegrendszer szabályozó központjainak fokozódó gátlása miatt.

A fagyás általában olyan testrészeket érint, amelyeket nem vagy rosszul véd a ruházat (orr, fül, kéz- és lábujjak). A hidegnek való kitettség hatására hőszabályozási zavarok jelei jelentkeznek, mint például a bőrerek görcse, majd kitágulásuk és artériás hiperémia; folyamatos hidegnek való kitettség esetén másodlagos érgörcs léphet fel, ami szöveti ischaemiához és károsodáshoz vezet, beleértve a bőr és a mélyebb szövetek nekrózisát.

Ezt a cikket 12 451 alkalommal olvasták.

Bevezetés

1. A hipotalamusz a termosztátod

1.1 Vezetés és konvekció

1.2 Sugárzás

1.3 Párolgás

2.1 Verejtékmirigyek

2.2 Az arteriolákat körülvevő simaizom

2.3 Vázizomzat

2.4 Belső elválasztású mirigyek

3. Alkalmazkodás és hőszabályozás

3.1 Alkalmazkodás alacsony hőmérséklethez

3.1.1 Fiziológiai reakciók edzésre alacsony környezeti hőmérsékleten

3.1.2 Metabolikus reakciók

3.2 Alkalmazkodás magas hőmérséklethez

3.3 A termikus irritációk értékelése

4. A hőszabályozás mechanizmusai

A testhőmérsékletet szabályozó mechanizmusok hasonlóak a környezeti levegő hőmérsékletét szabályozó termosztáthoz, bár működésük összetettebb és pontosabb. Az érzékeny idegvégződések - hőreceptorok - érzékelik a testhőmérséklet változásait, és továbbítják ezt az információt a test termosztátjának - a hipotalamusznak. A receptorimpulzusok változásaira válaszul a hipotalamusz olyan mechanizmusokat aktivál, amelyek szabályozzák a test felmelegedését vagy hűtését. A termosztáthoz hasonlóan a hipotalamusznak is van egy alaphőmérsékleti szintje, amelyet megpróbál fenntartani. Ez normális testhőmérséklet. Az ettől a szinttől való legkisebb eltérés a hipotalamuszban található hőszabályozó központba jelzést küld a korrekció szükségességéről (1. ábra).

A testhőmérséklet változásait kétféle hőreceptor érzékeli: központi és perifériás. A központi receptorok a hipotalamuszban találhatók, és szabályozzák az agyon átáramló vér hőmérsékletét. Nagyon érzékenyek a vérhőmérséklet legkisebb (0,01°C-tól) változására. A hipotalamuszon áthaladó vér hőmérsékletének megváltoztatása aktiválja azokat a reflexeket, amelyek szükség szerint megtartják vagy leadják a hőt.

A bőr teljes felületén lokalizált perifériás receptorok szabályozzák a környezeti hőmérsékletet. Információkat küldenek a hipotalamusznak és az agykéregnek, így tudatos hőmérséklet-érzékelést biztosítanak, így önként ellenőrizheti, hogy hideg vagy meleg környezetben tartózkodik.

Ahhoz, hogy egy test hőt adjon át a környezetnek, az általa termelt hőnek „hozzá kell jutnia” a külső környezethez. A test mélyéről (mag) származó hőt a vér a bőrbe szállítja, ahonnan a következő négy mechanizmus egyikén keresztül juthat át a környezetbe: vezetés, konvekció, sugárzás és párolgás. (2. ábra)

1.1 Vezetés és konvekció

A hővezetés a hő átadása egyik tárgyról a másikra közvetlen molekuláris érintkezés következtében. Például a test mélyén keletkező hő átadható a szomszédos szöveteken, amíg el nem éri a test felszínét. Ezután átkerülhet a ruházatba vagy a környező levegőbe. Ha a levegő hőmérséklete magasabb, mint a bőr felszíni hőmérséklete, akkor a levegő hője a bőr felszínére kerül, növelve annak hőmérsékletét.

A konvekció a hő átadása mozgó levegő- vagy folyadékáramon keresztül. A körülöttünk lévő levegő állandó mozgásban van. A testünk körül keringve, a bőr felületét érintve a levegő magával viszi azokat a molekulákat, amelyek a bőrrel való érintkezés következtében hőt kaptak. Minél erősebb a légmozgás, annál nagyobb a hőátadás intenzitása a konvekció miatt. Vezetéssel kombinálva a konvekció a testhőmérséklet emelkedését is eredményezheti, ha magas levegőhőmérsékletű környezetben tartózkodunk.

1.2 Sugárzás

Nyugalomban a sugárzás a fő folyamat, amellyel a szervezet a felesleges hőt továbbítja. Normál szobahőmérsékleten a meztelen ember teste „felesleges” hőjének körülbelül 60%-át sugárzás útján adja át. A hőt infravörös sugarak formájában továbbítják.

1.3 Párolgás

A párolgás az elsődleges hőelvezetési folyamat edzés közben. Az izomtevékenység során a test a hő körülbelül 80% -át veszíti el a párolgás miatt, míg nyugalomban - legfeljebb 20%. Némi párolgás történik anélkül, hogy észrevennénk, de ahogy a folyadék elpárolog, hő is elvész. Ezek az úgynevezett észrevehetetlen hőveszteségek. Körülbelül 10%-ot tesznek ki. Meg kell jegyezni, hogy az érzéketlen hőveszteség viszonylag állandó. A testhőmérséklet emelkedésével az izzadás folyamata felerősödik. Amikor az izzadság eléri a bőr felszínét, a bőr hője folyékonyból gáz halmazállapotúvá változtatja. Így a testhőmérséklet emelkedésével az izzadás szerepe jelentősen megnő.

A test hőátadása a külső ártalmaknak vezetés, konvekció, sugárzás és párolgás útján történik. Fizikai tevékenység végzésekor a hőátadás fő mechanizmusa a párolgás, különösen, ha a környezeti hőmérséklet megközelíti a testhőmérsékletet.

2. A testhőmérsékletet megváltoztató effektorok

A testhőmérséklet ingadozása esetén a normál testhőmérséklet helyreállítását általában a következő négy tényező hajtja végre:

1) verejtékmirigyek;

2) az arteriolákat körülvevő simaizom;

3) vázizmok;

4) számos endokrin mirigy.

Amikor a bőr vagy a vér hőmérséklete megemelkedik, a hipotalamusz impulzusokat küld a verejtékmirigyeknek arról, hogy aktív verejtékválasztásra van szükség, ami hidratálja a bőrt. Minél magasabb a testhőmérséklete, annál jobban izzad. Párolgása hőt von el a bőr felszínéről.

Amikor a bőr és a vér hőmérséklete megemelkedik, a hipotalamusz jeleket küld a bőrt vérrel ellátó arteriolák simaizomzatához, amelyek kitágulnak. Ennek eredményeként a bőr vérellátása fokozódik. A vér a test mélyéről szállítja a hőt a bőr felszínére, ahol vezetés, konvekció, sugárzás és párolgás útján a külső környezetbe kerül.

A vázizomzat akkor lép működésbe, ha több hőtermelésre van szükség. Alacsony levegőhőmérséklet esetén a bőr hőreceptorai jeleket küldenek a hipotalamuszba. Ugyanígy, amikor a vér hőmérséklete csökken, a változást a hipotalamusz központi receptorai rögzítik. A kapott információra válaszul a hipotalamusz aktiválja az agyi központokat, amelyek szabályozzák az izomtónust. Ezek a központok serkentik a tremor folyamatot, amely a vázizmok akaratlan összehúzódásának és ellazulásának gyors ciklusa. A megnövekedett izomtevékenység eredményeként több hő termelődik a testhőmérséklet fenntartásához vagy növeléséhez.

A testsejtek számos hormon hatására fokozzák anyagcseréjüket. Ez befolyásolja a hőegyensúlyt, mivel a megnövekedett anyagcsere fokozza az energiatermelést. A test hűtése serkenti a tiroxin felszabadulását a pajzsmirigyből. A tiroxin több mint 100%-kal növelheti az anyagcsere sebességét a szervezetben. Ezenkívül az adrenalin és a noradrenalin fokozza a szimpatikus idegrendszer aktivitását. Következésképpen közvetlenül befolyásolják a test szinte minden sejtjének anyagcseréjét. Mi történik az emberi testtel, ha a hőmérsékleti paraméterek megváltoznak? Ilyenkor az egyes tényezőkhöz kapcsolódóan sajátos adaptációs reakciókat alakít ki, azaz alkalmazkodik. Az alkalmazkodás a környezeti feltételekhez való alkalmazkodás folyamata. Hogyan történik a hőmérséklet-változásokhoz való alkalmazkodás?