Metodi per la termoregolazione del corpo umano. Come viene effettuata la termoregolazione nel corpo? Termoregolazione delle proprietà fisiche del corpo umano della terapia del calore

I parametri principali che garantiscono il processo di scambio di calore tra una persona e l'ambiente, come mostrato sopra, sono indicatori di microclima. In condizioni naturali sulla superficie terrestre (livello del mare), variano entro limiti significativi. La temperatura ambiente varia quindi da -88 a + 60 °C; mobilità aerea - da 0 a 60 m/s; umidità relativa - dal 10 al 100% e pressione atmosferica - da 680 a 810 mm Hg. Arte.

Insieme al cambiamento dei parametri microclimatici cambia anche il benessere termico di una persona. Le condizioni che interrompono l'equilibrio termico provocano reazioni nel corpo che contribuiscono al suo ripristino. I processi di regolazione del rilascio di calore per mantenere una temperatura corporea costante sono chiamati termoregolazione. Permette di mantenere costante la temperatura corporea. La termoregolazione si effettua principalmente in tre modi: biochimicamente; modificando l'intensità della circolazione sanguigna e l'intensità della sudorazione.

La termoregolazione con mezzi biochimici, chiamata termoregolazione chimica, consiste nel modificare la produzione di calore nel corpo regolando la velocità delle reazioni ossidative. Cambiando l'intensità della circolazione sanguigna e della sudorazione si modifica il rilascio di calore nell'ambiente e si chiama quindi termoregolazione fisica.

La termoregolazione del corpo viene effettuata simultaneamente con tutti i mezzi. Pertanto, quando la temperatura dell'aria diminuisce, un aumento del trasferimento di calore dovuto ad un aumento della differenza di temperatura viene impedito da processi come una diminuzione dell'umidità della pelle, e quindi una diminuzione del trasferimento di calore attraverso l'evaporazione, una diminuzione della temperatura dell'aria pelle a causa di una diminuzione dell'intensità del trasporto sanguigno dagli organi interni e allo stesso tempo di una diminuzione della differenza di temperatura È stato stabilito sperimentalmente che il metabolismo ottimale nel corpo e, di conseguenza, la massima prestazione di attività si verifica se i componenti del processo di trasferimento del calore rientrano nei seguenti limiti:

Q a? trenta%; D p? 50%; Q tm? 20%.

Questo equilibrio caratterizza l'assenza di tensione nel sistema di termoregolazione.

I parametri microclimatici hanno un impatto diretto sul benessere termico e sulle prestazioni di una persona. È stato accertato che con temperature dell’aria superiori a 25°C le prestazioni di una persona cominciano a diminuire. La temperatura massima dell'aria inalata alla quale una persona è in grado di respirare per diversi minuti senza dispositivi di protezione speciali è di circa 11°C.

La tolleranza di una persona alla temperatura, così come la sua sensazione di calore, dipende in gran parte dall'umidità e dalla velocità dell'aria circostante. Maggiore è l'umidità relativa, minore evapora il sudore nell'unità di tempo e più velocemente il corpo si surriscalda. L’elevata umidità a t* gt ha un effetto particolarmente negativo sul benessere termico di una persona; 30 °C, poiché la quasi totalità del calore generato viene rilasciato nell'ambiente attraverso l'evaporazione del sudore. Quando l'umidità aumenta, il sudore non evapora, ma scende in gocce dalla superficie della pelle. Si verifica un cosiddetto flusso torrenziale di sudore, che esaurisce il corpo e non fornisce il necessario trasferimento di calore. Insieme al sudore l'organismo perde una notevole quantità di sali minerali, oligoelementi e vitamine idrosolubili (C, B1, B2). In condizioni sfavorevoli, la perdita di liquidi può raggiungere 8...10 litri per turno e con essa fino a 40 g di sale da cucina (in totale nel corpo ci sono circa 140 g di NaCl). Perdite superiori a 30 g di NaCl sono estremamente pericolose per il corpo umano poiché provocano disturbi della secrezione gastrica, spasmi muscolari e crampi. La compensazione della perdita d'acqua nel corpo umano ad alte temperature avviene a causa della scomposizione di carboidrati, grassi e proteine.

Per ripristinare l'equilibrio acqua-sale dei lavoratori nelle officine calde, vengono installati punti di rifornimento con acqua potabile gassata salata (circa 0,5% NaCl) in ragione di 4...5 litri per persona per turno. Numerose fabbriche utilizzano una bevanda proteico-vitaminica per questi scopi. Nei climi caldi, si consiglia di bere acqua fresca o tè.

L'esposizione prolungata alle alte temperature, soprattutto in combinazione con un'elevata umidità, può portare ad un significativo accumulo di calore nel corpo e allo sviluppo di un surriscaldamento del corpo al di sopra del livello consentito - ipertermia - una condizione in cui la temperatura corporea sale a 38. ..39°C. Con ipertermia e, di conseguenza, si osservano colpi di calore, mal di testa, vertigini, debolezza generale, distorsione della percezione del colore, secchezza delle fauci, nausea, vomito, sudorazione profusa, aumento del polso e della respirazione. In questo caso si osserva pallore, cianosi, le pupille sono dilatate, a volte si verificano convulsioni e perdita di coscienza.

Nelle officine calde delle imprese industriali, la maggior parte dei processi tecnologici avviene a temperature significativamente superiori alla temperatura dell'aria ambiente. Le superfici riscaldate emettono flussi di energia radiante nello spazio, che possono portare a conseguenze negative. I raggi infrarossi hanno un effetto principalmente termico sul corpo umano, che disturba l'attività del sistema cardiovascolare e nervoso. I raggi possono causare ustioni alla pelle e agli occhi. Il danno oculare più comune e grave causato dall’esposizione ai raggi infrarossi è la cataratta.

I processi di produzione effettuati a basse temperature, elevata mobilità dell'aria e umidità possono causare raffreddamento e persino ipotermia del corpo - ipotermia. Nel periodo iniziale di esposizione al freddo moderato si osserva una diminuzione della frequenza respiratoria e un aumento del volume inspiratorio. Con un'esposizione prolungata al freddo, la respirazione diventa irregolare, la frequenza e il volume dell'inalazione aumentano. La comparsa di tremori muscolari, in cui non viene eseguito il lavoro esterno e tutta l'energia viene convertita in calore, può ritardare per qualche tempo la diminuzione della temperatura degli organi interni. Il risultato delle basse temperature sono lesioni da freddo.

La termoregolazione umana è un insieme di meccanismi estremamente importanti che mantengono la stabilità del regime di temperatura del corpo in diverse condizioni ambientali. Ma perché una persona ha così tanto bisogno di una temperatura corporea costante e cosa succede se inizia a fluttuare? Come avvengono i processi termoregolatori e cosa fare se il meccanismo naturale fallisce? Maggiori informazioni su tutto questo di seguito.

L'uomo, come la maggior parte dei mammiferi, è una creatura omeotermica. L’omeotermia è la capacità del corpo di garantire un livello di temperatura costante, principalmente attraverso reazioni fisiologiche e biochimiche.

La termoregolazione del corpo umano è un insieme di meccanismi formati evolutivamente che operano grazie alla regolazione umorale (attraverso il mezzo liquido) e nervosa, al metabolismo (metabolismo) e al metabolismo energetico. Meccanismi diversi hanno metodi e condizioni di funzionamento diversi, quindi la loro attivazione dipende dall'ora del giorno, dal sesso della persona, dal numero di anni vissuti e persino dalla posizione della Terra in orbita.

Mappa termica umana

La termoregolazione nel corpo umano viene effettuata in modo riflessivo. Speciali sistemi la cui azione è mirata al controllo della temperatura regolano l'intensità del rilascio o dell'assorbimento del calore.

Sistema di termoregolazione umana

Il mantenimento della temperatura corporea a un livello costante viene effettuato utilizzando due meccanismi opposti di termoregolazione del corpo umano: rilascio di calore e produzione di calore.

Meccanismo di produzione del calore

Il meccanismo di produzione del calore, o termoregolazione chimica di una persona, è un processo che contribuisce ad un aumento della temperatura corporea. Si verifica in tutti i metabolici, ma soprattutto nelle fibre muscolari, nelle cellule del fegato e nelle cellule del grasso bruno. In un modo o nell'altro, tutte le strutture dei tessuti partecipano alla produzione di calore. In ogni cellula del corpo umano si verificano processi ossidativi che scompongono le sostanze organiche, durante i quali parte dell'energia rilasciata viene spesa per riscaldare il corpo e la quantità principale viene spesa per la sintesi dell'acido adenosina trifosfato (ATP). Questa connessione è una forma conveniente per immagazzinare, trasportare e sfruttare l'energia.

Ecco come appare una molecola di ATP

Quando la temperatura scende, la velocità dei processi metabolici nel corpo umano diminuisce di riflesso e viceversa. La regolazione chimica si attiva nei casi in cui la componente fisica dello scambio termico non è sufficiente a mantenere un valore di temperatura normale.

Il meccanismo di produzione del calore viene attivato quando vengono ricevuti i segnali dai recettori del freddo. Ciò accade quando la temperatura ambiente scende al di sotto della cosiddetta “zona di comfort”, che per una persona leggermente vestita è compresa tra 17 e 21 gradi e per una persona nuda è di circa 27-28 gradi. Vale la pena notare che per ogni individuo la “zona di comfort” è determinata individualmente; può variare a seconda dello stato di salute, del peso corporeo, del luogo di residenza, del periodo dell’anno, ecc.

Per aumentare la produzione di calore nel corpo si attivano i meccanismi della termogenesi. Tra questi ci sono i seguenti.

1. Contrattivo.

Questo meccanismo viene attivato dal lavoro muscolare, durante il quale viene accelerata la decomposizione dell'adenositriffosfato. Quando si divide, viene rilasciato calore secondario, riscaldando efficacemente il corpo.

In questo caso, le contrazioni muscolari si verificano involontariamente - al ricevimento degli impulsi provenienti dalla corteccia cerebrale. Di conseguenza, nel corpo umano si può osservare un aumento significativo (fino a cinque volte) della produzione di calore.

Ecco come reagisce la pelle al freddo

Con un leggero abbassamento della temperatura aumenta il tono termoregolatore, che si manifesta chiaramente nella comparsa della “pelle d'oca” sulla pelle e nel sollevamento dei peli.

Le contrazioni muscolari incontrollate durante la termogenesi contrattile sono chiamate brividi da freddo. È possibile aumentare consapevolmente la temperatura corporea con l'aiuto delle contrazioni muscolari - mostrando l'attività fisica. L’attività fisica aumenta la produzione di calore fino a 15 volte.

2. Non contrattuale.

Questo tipo di termogenesi può aumentare la produzione di calore quasi tre volte. Si basa sul catabolismo (decomposizione) degli acidi grassi. Questo meccanismo è regolato dal sistema nervoso simpatico e dagli ormoni secreti dalla tiroide e dalla midollare del surrene.

Meccanismo di trasferimento del calore

Il meccanismo di trasferimento del calore, o componente fisica della termoregolazione, è il processo di liberazione del corpo dal calore in eccesso. Una temperatura costante viene mantenuta mediante la rimozione del calore attraverso la pelle (per conduzione e convezione), l'irraggiamento e la rimozione dell'umidità.

Parte del trasferimento di calore avviene a causa della conduttività termica della pelle e dello strato di tessuto adiposo. Il processo è regolato in gran parte dalla circolazione sanguigna. In questo caso, il calore della pelle umana viene trasferito agli oggetti solidi quando vengono toccati (conduzione) o all'aria circostante (convezione). La convezione costituisce una parte significativa del trasferimento di calore: il 25-30% del calore umano viene trasferito nell'aria.

La radiazione o emissione è il trasferimento di energia umana nello spazio o su oggetti circostanti che hanno una temperatura inferiore. Fino alla metà del calore umano viene disperso con le radiazioni.

Infine, l'evaporazione dell'umidità dalla superficie della pelle o dagli organi respiratori, che rappresenta il 23-29% della perdita di calore. Quanto più la temperatura corporea supera la norma, tanto più attivamente il corpo si raffredda attraverso l'evaporazione: la superficie del corpo si ricopre di sudore.

Nel caso in cui la temperatura ambiente superi significativamente l'indicatore interno del corpo, l'evaporazione rimane l'unico meccanismo di raffreddamento efficace; tutti gli altri smettono di funzionare. Se l’elevata temperatura esterna è accompagnata anche da un’elevata umidità, che rende difficile la sudorazione (cioè l’evaporazione dell’acqua), allora una persona può surriscaldarsi e subire un colpo di calore.

Consideriamo più in dettaglio i meccanismi di regolazione fisica della temperatura corporea:

Sudore

L'essenza di questo tipo di trasferimento di calore è che l'energia viene diretta nell'ambiente facendo evaporare l'umidità dalla pelle e dalle mucose che rivestono le vie respiratorie.

Questo tipo di scambio termico è uno dei più importanti, poiché, come già notato, può proseguire in un ambiente con temperature elevate, purché la percentuale di umidità dell'aria sia inferiore a 100. Ciò si spiega con il fatto che maggiore è la temperatura umidità dell'aria, peggiore sarà l'evaporazione dell'acqua.

Una condizione importante per l'efficacia della traspirazione è la circolazione dell'aria. Pertanto, se una persona indossa abiti impermeabili allo scambio d'aria, dopo un po 'il sudore perderà la capacità di evaporare, poiché l'umidità dell'aria sotto gli indumenti supererà il 100%. Ciò causerà il surriscaldamento.

Nel processo di sudorazione, l'energia del corpo umano viene spesa rompendo i legami molecolari del liquido. Perdendo i suoi legami molecolari, l'acqua assume uno stato gassoso e nel frattempo l'energia in eccesso lascia il corpo.

L'evaporazione dell'acqua dalle mucose delle vie respiratorie e l'evaporazione attraverso il tessuto superficiale - l'epitelio (anche quando la pelle sembra secca) è chiamata traspirazione impercettibile. Il lavoro attivo delle ghiandole sudoripare, durante il quale si verifica una sudorazione abbondante e un trasferimento di calore, è chiamato traspirazione tangibile.

Emissione di onde elettromagnetiche

Questo metodo di trasferimento del calore funziona emettendo onde elettromagnetiche a infrarossi. Secondo le leggi della fisica, qualsiasi oggetto la cui temperatura supera la temperatura ambiente inizia a cedere calore attraverso la radiazione.

Radiazione infrarossa umana

Per evitare un'eccessiva perdita di calore in questo modo, l'umanità ha inventato l'abbigliamento. Il tessuto degli indumenti contribuisce a creare uno strato d'aria, la cui temperatura assume il valore della temperatura corporea. Ciò riduce le radiazioni.

La quantità di calore dissipata da un oggetto è proporzionale alla superficie della radiazione. Ciò significa che cambiando la posizione del corpo è possibile regolare la potenza termica.

Conduzione

La conduzione o conduzione del calore si verifica quando una persona tocca qualsiasi altro oggetto. Ma l'eliminazione del calore in eccesso può avvenire solo se l'oggetto con cui la persona è venuta in contatto ha una temperatura più bassa.

È importante ricordare che l'aria con una bassa percentuale di umidità e grassi ha un basso valore di conducibilità termica, quindi è un isolante termico.

Convezione

L'essenza di questo metodo di trasferimento del calore è il trasferimento di energia mediante l'aria che circola attorno al corpo, a condizione che la sua temperatura sia inferiore alla temperatura corporea. L'aria fresca al momento del contatto con la pelle si riscalda e si precipita verso l'alto, venendo sostituita da una nuova dose di aria fredda situata più in basso a causa della sua alta densità.

L'abbigliamento svolge un ruolo importante nell'impedire al corpo di perdere troppo calore durante la convezione. Rappresenta una barriera che rallenta la circolazione dell'aria e quindi la convezione.

Centro di termoregolazione

Il centro della termoregolazione umana si trova nel cervello, precisamente nell'ipotalamo. L'ipotalamo è una parte del diencefalo, che comprende molte cellule (circa 30 nuclei). Le funzioni di questa formazione sono il mantenimento dell’omeostasi (cioè la capacità del corpo di autoregolarsi) e l’attività del sistema neuroendocrino.

Una delle funzioni più importanti dell'ipotalamo è quella di garantire e controllare le azioni volte alla termoregolazione dell'organismo.

Quando si esegue questa funzione, nel centro di termoregolazione umana si verificano i seguenti processi:

1. I termorecettori periferici e centrali trasmettono informazioni all'ipotalamo anteriore.
2. A seconda che il nostro corpo abbia bisogno di riscaldamento o raffreddamento, si attiva il centro di produzione del calore o il centro di trasferimento del calore.

Quando gli impulsi vengono trasmessi dai recettori del freddo, il centro di produzione del calore inizia a funzionare. Si trova nella parte posteriore dell'ipotalamo. Dai nuclei, gli impulsi si muovono attraverso il sistema nervoso simpatico, aumentando la velocità dei processi metabolici, restringendo i vasi sanguigni e attivando i muscoli scheletrici.

Se il corpo inizia a surriscaldarsi, il centro di trasferimento del calore inizia a funzionare attivamente. Si trova nei nuclei dell'ipotalamo anteriore. Gli impulsi che sorgono lì sono antagonisti del meccanismo di produzione del calore. Sotto la loro influenza, i vasi sanguigni di una persona si dilatano, la sudorazione aumenta e il corpo si raffredda.

Alla termoregolazione umana partecipano anche altre parti del sistema centrale ineguale, vale a dire la corteccia cerebrale, il sistema limbico e la formazione reticolare.

La funzione principale del centro della temperatura nel cervello è mantenere un regime di temperatura costante. È determinata dal valore totale della temperatura corporea, quando entrambi i meccanismi (produzione e trasferimento di calore) sono meno attivi.

Anche gli organi di secrezione interna svolgono un ruolo importante nella termoregolazione del corpo umano. A basse temperature, la ghiandola tiroidea aumenta la produzione di ormoni che accelerano i processi metabolici. Le ghiandole surrenali hanno la capacità di controllare la perdita di calore attraverso gli ormoni che regolano i processi di ossidazione.

Disturbi della termoregolazione del corpo: cause, sintomi e trattamento

I disturbi della termoregolazione sono cambiamenti improvvisi della temperatura corporea o deviazioni dalla norma di 36,6 gradi Celsius.

Le fluttuazioni di temperatura possono essere causate da fattori sia esterni che interni, come le malattie.

Gli esperti distinguono i seguenti disturbi della termoregolazione:

• brividi;
• brividi con ipercinesia (contrazioni muscolari involontarie);
• ipotermia (ipotermia). Dedicato all'ipotermia;
• ipertermia (surriscaldamento del corpo).

Le ragioni dei disturbi della termoregolazione sono molteplici, le più comuni delle quali sono elencate di seguito:

• Difetto acquisito o congenito dell'ipotalamo (se questo è il problema, i cambiamenti di temperatura possono essere accompagnati da malfunzionamenti nel tratto gastrointestinale, nel sistema respiratorio e nel sistema cardiovascolare).
• Cambiamento climatico (come fattore esterno).
• Abuso di alcool.
• Una conseguenza del processo di invecchiamento.
• Disordini mentali.
• Distonia vegetativa-vascolare (sul nostro sito web puoi leggere i cambiamenti di temperatura durante il VSD).

A seconda della causa, gli sbalzi di temperatura possono essere accompagnati da vari sintomi, tra cui febbre, mal di testa, perdita di coscienza, disturbi del sistema digestivo e respiro accelerato.

Se ci sono disturbi nella regolazione della temperatura corporea, dovresti consultare un neurologo. I principi di base per trattare questo problema sono:

• assumere farmaci che influenzano lo stato emotivo del paziente (se la causa sono disturbi mentali);
• assumere farmaci che influenzano l'attività del sistema nervoso centrale;
• assumere farmaci che promuovono un aumento del trasferimento di calore nei vasi sanguigni della pelle;
• terapia generale, che comprende: attività fisica, indurimento, alimentazione sana, assunzione di vitamine.

Scambio termico tra persona e ambiente. Una persona è costantemente in uno stato di scambio di calore con l'ambiente. L'attività umana è accompagnata dal continuo rilascio di calore nell'ambiente. La sua quantità dipende dal grado di stress fisico in determinate condizioni climatiche e varia da 85 J/s (a riposo) a 500 J/s (durante il lavoro duro). Per il normale svolgimento dei processi fisiologici nel corpo umano, è necessario che il calore generato dal corpo (Qt) sia completamente ceduto all'ambiente (Qt), cioè ci sia equilibrio termico Q tv = Q allora. Un eccesso di rilascio di calore dal corpo rispetto al trasferimento di calore all'ambiente (Qt > Qto) porta al riscaldamento del corpo e ad un aumento della temperatura corporea. Questo benessere termale è caratterizzato dal concetto caldo. Al contrario, l’eccesso di trasferimento di calore rispetto al rilascio di calore (Q TV< Q то) приводит к охлаждению организма и снижению его температуры. Такое тепловое самочувствие характеризуется понятием Freddo.

Uno degli indicatori importanti dello stato termico del corpo è la temperatura corporea media (organi interni) di circa 36,5 °C. Anche piccole deviazioni da questa temperatura in una direzione o nell'altra portano a un deterioramento del benessere di una persona. Dipende dal grado di disturbo dell'equilibrio termico e dal livello di consumo energetico durante l'esecuzione del lavoro fisico.

Lo scambio di calore tra il corpo umano e l'ambiente dipende da parametri microclimatici: temperatura ambiente, velocità dell'aria, umidità relativa dell'aria. Per comprendere l'influenza di un particolare indicatore sul trasferimento di calore, è necessario considerare i meccanismi attraverso i quali il calore viene trasferito da un oggetto all'altro (in particolare, da una persona all'ambiente e viceversa).

Il rilascio di calore da parte del corpo umano avviene attraverso:

Conduttività termica Q t;

Convezione q k come risultato del lavaggio del corpo umano con l'aria;

Radiazione alle superfici circostanti Q da;

Evaporazione dell'umidità dalla superficie della pelle Q è e durante la respirazione Q c.

Il calore può essere trasferito solo da un corpo a temperatura più alta a un corpo a temperatura più bassa. L'intensità del trasferimento di calore dipende dalla differenza di temperatura corporea (nel nostro caso, questa è la temperatura del corpo umano e la temperatura degli oggetti e dell'aria che circonda la persona) e dalle proprietà termoisolanti degli indumenti. Poiché la temperatura del corpo umano varia in un intervallo limitato rispetto al valore di 36,5 ° C, la variazione del trasferimento di calore da parte di una persona avviene principalmente a causa dei cambiamenti nella temperatura dell'ambiente umano. Se la temperatura dell'aria o degli oggetti che circondano una persona è superiore a 36,5°C, non vi è trasferimento di calore da parte della persona, ma, al contrario, riscaldamento della persona.

L'abbigliamento umano ha proprietà termoisolanti: più è caldo, minore è il trasferimento di calore da una persona all'ambiente. In questo modo è possibile regolare lo scambio termico tra una persona e l'ambiente grazie alla temperatura ambiente e alla scelta di indumenti con diverse proprietà termoisolanti.

L'aria vicino a un oggetto caldo si riscalda. L'aria riscaldata ha una densità minore ed essendo più leggera sale verso l'alto e al suo posto entra l'aria più fredda dell'ambiente. Viene chiamato il fenomeno dello scambio di porzioni d'aria dovuto alla differenza di densità dell'aria calda e fredda convezione naturale.

Se un oggetto caldo viene soffiato con aria fredda, il processo di sostituzione degli strati d'aria più caldi nell'oggetto con quelli più freddi accelera. In questo caso, l'oggetto riscaldato avrà aria più fredda, la differenza di temperatura tra l'oggetto riscaldato e l'aria circostante sarà maggiore e l'intensità del trasferimento di calore dall'oggetto all'aria circostante aumenterà. Questo fenomeno si chiama convezione forzata. Pertanto, lo scambio di calore tra una persona e l'ambiente può essere regolato modificando la velocità del movimento dell'aria, ad es. Quanto più bassa è la temperatura ambiente e quanto maggiore è la velocità dell'aria, tanto maggiore è il trasferimento di calore per convezione.

L'energia termica, trasformandosi sulla superficie di un corpo caldo in radiazione radiante (onda elettromagnetica) - infrarossa, viene trasferita su un'altra (superficie fredda), dove si trasforma nuovamente in calore. Maggiore è la differenza di temperatura tra una persona e gli oggetti circostanti, maggiore è il flusso radiante. Inoltre, il flusso radiante può provenire da una persona se la temperatura degli oggetti circostanti è inferiore alla temperatura della persona, e viceversa, se gli oggetti circostanti sono più riscaldati, cioè Quanto più bassa è la temperatura delle superfici che circondano una persona, tanto maggiore è il flusso radiante durante lo scambio termico per irraggiamento.

L'intensità dell'evaporazione, e quindi la quantità di calore trasferito dal corpo all'ambiente, dipende: in primo luogo dalla temperatura ambiente: maggiore è la temperatura, maggiore è l'intensità dell'evaporazione; in secondo luogo, sull'umidità dell'aria: maggiore è l'umidità, minore è l'intensità dell'evaporazione; in terzo luogo, dalla velocità del movimento: l'intensità dell'evaporazione aumenta all'aumentare della velocità dell'aria; in quarto luogo, sull'intensità del lavoro: il livello di sudorazione aumenta in proporzione alla gravità del lavoro svolto.

Durante il processo di respirazione, l'aria ambientale che entra nei polmoni umani viene riscaldata e allo stesso tempo satura di vapore acqueo. Pertanto, il calore viene rimosso dal corpo umano con l'aria espirata (Qв). La quantità di calore rilasciata da una persona con aria espirata dipende dalla sua attività fisica, dall'umidità e dalla temperatura dell'aria circostante (inalata). Maggiore è l'attività fisica e più bassa è la temperatura ambiente, maggiore è il calore rilasciato con l'aria espirata. All’aumentare della temperatura e dell’umidità dell’aria circostante, la quantità di calore rimossa attraverso la respirazione diminuisce.

Pertanto, la direzione dei flussi di calore Q t Q a Q può essere da una persona all'aria e agli oggetti che la circondano e viceversa, a seconda di ciò che è maggiore: la temperatura del corpo della persona o dell'aria circostante e dei corpi che la circondano.

Il rilascio di calore del corpo umano è determinato principalmente dall'entità del carico muscolare durante l'attività umana e il trasferimento di calore è determinato dalla temperatura dell'aria e degli oggetti circostanti, dalla velocità di movimento e dall'umidità relativa dell'aria.

I parametri microclimatici nell'ambiente naturale e nelle condizioni industriali possono variare entro ampi limiti. Insieme al cambiamento dei parametri microclimatici cambia anche il benessere termico di una persona. Un disturbo dell'equilibrio termico in una direzione o nell'altra provoca reazioni nel corpo umano che contribuiscono al suo ripristino.

Vengono chiamati i processi di regolazione della generazione di calore per mantenere una temperatura corporea costante termoregolazione. Permette di mantenere costante la temperatura degli organi interni (36,5°C) e non contiene organi specifici. La resistenza al freddo o al caldo avviene sotto il controllo del sistema nervoso, che comprende organi specifici in un sistema funzionale specifico che garantisce il mantenimento di una temperatura costante nel modo più efficace ed economico. Il sistema fisiologico di termoregolazione comprende la regolazione della produzione e del trasferimento di calore.

La termoregolazione avviene nei seguenti modi: biochimicamente, modificando l'intensità della circolazione sanguigna e l'intensità della sudorazione.

Termoregolazione con mezzi biochimici consiste nel modificare l'intensità dei processi ossidativi che si verificano nel corpo umano. La manifestazione esterna dei processi regolatori biochimici sono i tremori muscolari, che, come già accennato, si verificano quando il corpo è ipotermico. Aumenta il rilascio di calore a 125...200 J/s. Come risultato di complesse reazioni chimiche durante la digestione del cibo, viene generato calore, che viene speso per mantenere i processi vitali: il lavoro del cuore e degli organi respiratori.

Termoregolazione modificando l'intensità della circolazione sanguigna risiede nella capacità del corpo di regolare il volume del sangue fornito, che in questo caso può essere considerato come un portatore di calore dagli organi interni alla superficie del corpo umano restringendo o espandendo i vasi sanguigni.

A temperature ambiente elevate, i vasi sanguigni della pelle si dilatano e ad essa affluisce più sangue dagli organi interni e, quindi, viene ceduto più calore all'ambiente.

A basse temperature si verifica il fenomeno opposto: i vasi sanguigni si restringono, la quantità di sangue e, di conseguenza, il calore fornito alla pelle diminuisce, la sua temperatura diminuisce e, di conseguenza, una diminuzione del trasferimento di calore da una persona a l'ambiente.

Termoregolazione modificando l'intensità della sudorazione consiste nel modificare il processo di trasferimento del calore a causa dell'evaporazione. Il raffreddamento del corpo attraverso l'evaporazione è di grande importanza. Ad una temperatura ambiente di 36°C, quindi, il calore viene ceduto dall'uomo all'ambiente quasi esclusivamente attraverso l'evaporazione del sudore. Tutti i metodi sono coinvolti nella regolazione del processo di scambio termico simultaneamente, ma in misura maggiore o minore.

È stato stabilito sperimentalmente che il metabolismo ottimale nel corpo e, di conseguenza, la massima produttività del lavoro si verificano se i componenti del processo di trasferimento del calore rientrano nei seguenti limiti:

da Q a +Q t =30%; Q su -45

Q è =20% Q in =5%

Questo equilibrio caratterizza l'assenza di tensione nel sistema di termoregolazione.

Vengono chiamati i parametri del microclima dell'aria che determinano il metabolismo ottimale nel corpo e in cui non ci sono sensazioni spiacevoli e tensioni nel sistema di termoregolazione confortevole o ottimale. Si chiama zona la zona in cui l'ambiente allontana completamente il calore generato dal corpo e non vi è tensione nel sistema termoregolatore zona di comfort. Vengono chiamate le condizioni in cui viene interrotto il normale stato termico di una persona scomodo.

Con una leggera tensione nel sistema di termoregolazione e un leggero disagio, si stabiliscono condizioni meteorologiche accettabili. Quando i valori consentiti dei parametri meteorologici vengono superati, il sistema di termoregolazione funziona sotto sforzo, una persona avverte un forte disagio, l'equilibrio termico viene disturbato e il corpo inizia a surriscaldarsi o ad ipotermia, a seconda della direzione in cui viene disturbato l'equilibrio termico.

Adattamento e acclimatazione quando si lavora in climi riscaldati e raffreddati. Il corpo di chi lavora in condizioni di costante esposizione ad alte o basse temperature si trova in uno stato di equilibrio dinamico con l'ambiente esterno (stereotipie dinamiche) - Si tratta di un equilibrio che si stabilisce grazie all'adattamento del corpo umano a determinate condizioni meteorologiche.

L'adattamento a un microclima di riscaldamento o raffreddamento si basa su processi volti a mantenere un certo livello e l'interconnessione di sistemi fisiologici, organi, meccanismi di controllo che garantiscono un'elevata attività vitale del corpo.

Nelle fasi iniziali, l'adattamento viene effettuato grazie all'attivazione di meccanismi compensatori - reazioni riflesse primarie volte ad eliminare o indebolire i cambiamenti funzionali nel corpo causati dagli stimoli termici. Nel processo di adattamento (adattamento), tutte le attività del corpo, attraverso meccanismi neuroumorali, vengono portate in equilibrio sempre più preciso e sottile con l'ambiente.

Come risultato del processo di adattamento, viene stabilito uno stato stabile dei sistemi vitali del corpo in condizioni ambientali microclimatiche modificate: acclimatazione.

Acclimatazione - l'adattamento alle nuove condizioni climatiche è un caso speciale di adattamento; si sviluppa a seguito di un'esposizione prolungata alle alte e basse temperature. Le caratteristiche caratteristiche dell'adattamento e dell'acclimatazione sono un miglioramento delle condizioni generali, una più facile tolleranza alle alte e basse temperature e una riduzione del periodo di ripristino delle funzioni e delle prestazioni fisiologiche.

Adattamento alle alte temperature si esprime in un aumento del lavoro muscolare e in una significativa diminuzione del metabolismo basale. Quando si lavora a temperature ambiente elevate, l'adattamento avviene a causa di una diminuzione della produzione di calore, della formazione di una ridistribuzione stabile dei vasi sanguigni, in modo che sia facilitato il trasferimento di calore dalla superficie corporea. La sudorazione da eccessiva – in fase di emergenza – si trasforma in adeguata per l'alta temperatura. Durante il processo di adattamento, in caso di forte sudorazione, si osserva una diminuzione della concentrazione di cloruri nel sudore, che aiuta a ridurre i disturbi del metabolismo del sale marino. La pressione sanguigna diminuisce, la frequenza cardiaca e respiratoria diminuisce e la temperatura corporea diminuisce leggermente.

Adattamento all'esposizione al freddo. L'esposizione frequente e prolungata al freddo porta ad un aumento del metabolismo e ad una maggiore produzione di calore. Quando si lavora in celle frigorifere o frigoriferi durante i primi giorni, in risposta alle basse temperature, la produzione di calore aumenta in modo antieconomico, eccessivo, il trasferimento di calore non è ancora sufficientemente limitato. Dopo che è stata stabilita la fase di adattamento stabile, i processi di produzione di calore diventano più intensi e la perdita di calore diminuisce e alla fine viene bilanciata in modo tale da mantenere perfettamente stabile la temperatura corporea nelle nuove condizioni.

In questo caso, all'adattamento attivo si aggiungono meccanismi che garantiscono l'adattamento dei recettori al freddo, cioè un aumento della soglia di stimolazione di questi recettori. La temperatura della pelle viene ripristinata più velocemente, la costrizione dei vasi cutanei è meno pronunciata, l'afflusso di sangue è maggiore e il volume del sangue circolante aumenta.

In corso adattamento alla radiazione infrarossa diminuisce l'eccitabilità dei recettori, si osserva un leggero aumento della frequenza cardiaca e un aumento della temperatura corporea, un aumento dell'intensità della sudorazione, un aumento della quantità di sostanze grasse e una diminuzione della concentrazione di cloruri nel sudore.

L'adattamento si osserva a condizione che le fluttuazioni dei parametri del microclima industriale non vadano oltre le capacità compensative del corpo. Le forti fluttuazioni delle condizioni meteorologiche rendono difficile per il corpo adattarsi ad esse. Gli stimoli termici eccessivi in ​​intensità e durata possono portare all’interruzione dell’adattamento. I fallimenti di adattamento sono associati a una diminuzione della reattività immunologica del corpo e comportano una serie di conseguenze avverse, in particolare un aumento della morbilità.

La violazione della termoregolazione corporea o un disturbo della costanza della temperatura corporea sono provocati da una disfunzione del sistema nervoso centrale. Quando i processi di termoregolazione vengono interrotti, sono possibili due tipi di reazioni. Se la temperatura corporea aumenta, i vasi periferici si dilatano e inizia la sudorazione. Se la temperatura, al contrario, diminuisce, i vasi sanguigni si restringono, i muscoli si contraggono, gli arti diventano freddi e compare il tremore.

Gli animali superiori, che hanno la proprietà di una temperatura corporea costante, hanno un sistema per mantenere la temperatura in equilibrio. La termoregolazione bilancia la produzione e il rilascio di calore. Esistono due tipi principali di termoregolazione: chimico (il suo meccanismo principale è l'aumento della generazione di calore durante le contrazioni muscolari - tremori muscolari) e fisico (aumento dello scambio di calore dovuto all'evaporazione del fluido dalla superficie del corpo durante la sudorazione). Inoltre, l’intensità dei processi metabolici e il restringimento o l’espansione dei vasi cutanei hanno una certa importanza per la produzione e la trasmissione del calore.

Il centro di termoregolazione è situato nel tronco encefalico. Inoltre, gli ormoni delle ghiandole endocrine svolgono un certo ruolo soprattutto nella termoregolazione. La violazione della termoregolazione corporea associata ad una diminuzione della temperatura è chiamata ipotermia. Un disturbo nella termoregolazione del corpo nell'uomo associato ad un aumento della temperatura è chiamato ipertermia.

Violazione dei processi di termoregolazione: ipertermia

L'ipertermia (surriscaldamento) si verifica quando i meccanismi di termoregolazione vengono interrotti, in cui la produzione di calore prevale sul trasferimento di calore. La temperatura corporea può raggiungere i 43 °C o più.

Le cause più comuni di tale violazione della termoregolazione umana sono un aumento della temperatura ambiente e la comparsa di fattori che impediscono un adeguato trasferimento di calore (ad esempio indumenti eccessivamente caldi, elevata umidità dell'aria, ecc.).

Quando si verifica questo tipo di disturbo della termoregolazione, si attivano meccanismi di adattamento: reazioni comportamentali con le quali una persona cerca di evitare l'esposizione al calore in eccesso (ad esempio, accendendo un ventilatore), rafforzando i meccanismi di trasferimento del calore, riducendo la produzione di calore e la risposta allo stress. In base ai risultati dell'interazione tra ipertermia e processi di adattamento, si distinguono lo stadio di compensazione e lo stadio di scompenso dell'ipertermia.

Durante la fase di compensazione i vasi arteriosi della pelle si espandono e si verifica il conseguente aumento della trasmissione di calore. Con un ulteriore aumento della temperatura, la trasmissione del calore inizia a verificarsi principalmente solo attraverso la sudorazione.

Nella fase di scompenso si osserva una violazione dei meccanismi di adattamento, la sudorazione diminuisce significativamente, la temperatura corporea può salire fino a 41-43 ° C. A causa degli effetti dannosi diretti dell'alta temperatura si verifica un'interruzione delle funzioni e delle strutture delle cellule, che porta a gravi disfunzioni di sistemi e organi, principalmente del sistema nervoso centrale e del sistema cardiovascolare.

Colpo di calore- questa è una variante dell'ipertermia, in cui i meccanismi di adattamento si esauriscono rapidamente. Ciò può verificarsi sia ad alta intensità del fattore termico, sia come risultato della bassa efficienza dei meccanismi di adattamento di un particolare organismo. I sintomi di tale violazione della termoregolazione sono gli stessi della fase di scompenso dell'ipertermia in generale, ma più gravi e crescono molto più rapidamente, e quindi il colpo di calore è accompagnato da un'elevata mortalità. I meccanismi principali della patogenesi dei cambiamenti nel corpo corrispondono a quelli dell'ipertermia in generale. Ma con una tale violazione della termoregolazione del corpo umano, particolare importanza è attribuita all'intossicazione, all'insufficienza cardiaca acuta, all'arresto respiratorio, al gonfiore e alle emorragie nel cervello.

Colpo di sole- Questa è una forma di ipertermia. Si verifica a causa dell'effetto diretto del calore dei raggi del sole sul corpo. Con una tale patologia della termoregolazione, vengono attivati ​​i meccanismi di ipertermia sopra descritti, ma il principale è il danno cerebrale.

Patologia della termoregolazione corporea: febbre

La febbre dovrebbe essere distinta dall’ipertermia. Febbre- questa è la reazione del corpo alle sostanze irritanti di natura infettiva e non infettiva, caratterizzata da un aumento della temperatura corporea. Con la febbre (a differenza dell’ipertermia), viene mantenuto un equilibrio tra produzione e perdita di calore, ma a un livello superiore al normale.

La ragione di questa violazione della termoregolazione è la comparsa di sostanze pirogene (pirogeni) nel corpo. Si dividono in esogeni (prodotti dell'attività batterica) ed endogeni (prodotti della degradazione delle cellule danneggiate, proteine ​​sieriche del sangue alterate, ecc.).

Si distinguono le seguenti fasi di questa patologia della termoregolazione umana:

• fase di aumento della temperatura;
• la fase in cui la temperatura è ad un livello più alto del normale;
• fase di riduzione della temperatura.

La febbre fino a 38 °C è detta subfebbrile, fino a 39 °C moderata, o febbrile, fino a 41 °C elevata, o piretica, sopra 41 °C eccessiva o iperpiretica.

I tipi di curve di temperatura (grafici delle fluttuazioni giornaliere della temperatura) possono avere valore diagnostico, poiché spesso differiscono in modo significativo per varie malattie.

La febbre persistente è caratterizzata da sbalzi termici giornalieri non superiori a 1 °C. Nella febbre lassativa la differenza tra la temperatura mattutina e quella serale è di 1-2 °C, mentre nella febbre debilitante (frenetica) è di 3-5 °C. La febbre intermittente è caratterizzata da ampie variazioni della temperatura mattutina e serale con periodica normalizzazione. La febbre ricorrente combina periodi di diversi giorni durante i quali la temperatura è normale e periodi di temperatura elevata, che si alternano uno dopo l'altro. Nella febbre perversa, la temperatura mattutina supera quella serale e la febbre atipica non ha alcun modello.

Con un forte calo della temperatura, si parla di una diminuzione critica o di una crisi (questo può essere accompagnato da una pronunciata diminuzione - collasso); la sua diminuzione graduale è detta litica, o lisi.

Durante la febbre si verificano numerosi cambiamenti nei sistemi e negli organi.

Pertanto, nel sistema nervoso centrale durante la febbre, si osserva un fenomeno di depressione. Un sintomo concomitante di tale violazione della termoregolazione corporea è la tachicardia, circa 8-10 battiti al minuto per ogni grado di elevazione (tuttavia, in alcune malattie, ad esempio con, può esserci bradicardia, che è associata all'effetto inibitorio di una tossina batterica sul cuore). Al culmine della febbre, la respirazione può diventare rapida.

La febbre, però, ha anche un significato positivo. Pertanto, durante la febbre, la riproduzione di alcuni virus viene inibita, i processi vitali e la divisione di molti batteri vengono soppressi, l’intensità delle reazioni immunitarie aumenta, la crescita dei tumori viene inibita e aumenta la resistenza del corpo alle infezioni.

Con sintomi simili, le cause di questi disturbi nella termoregolazione corporea sono diverse. La febbre è causata da pirogeni e l'ipertermia è causata da temperature ambientali elevate.

Con una patologia come la febbre, i meccanismi di termoregolazione continuano a funzionare (l'equilibrio tra produzione di calore e trasferimento di calore avviene a un livello più elevato); con l'ipertermia si verifica una rottura dei meccanismi di termoregolazione.

La febbre è la reazione del corpo a determinate influenze esterne ed interne con determinate qualità positive, l'ipertermia è, ovviamente, un processo patologico dannoso per il corpo.

Termoregolazione corporea compromessa: ipotermia

Ipotermiaè una condizione caratterizzata da una diminuzione della temperatura corporea al di sotto del normale.

La causa principale di tale violazione della termoregolazione corporea è una diminuzione della temperatura ambiente. Inoltre, l'ipotermia sullo sfondo di una leggera diminuzione della temperatura esterna è causata da disturbi nei meccanismi di generazione del calore: estesa paralisi muscolare, ridotta produzione di calore a causa di una diminuzione del tasso metabolico con ridotta produzione di ormoni surrenali (incluso danno all'ipotalamo- regione ipofisaria), nonché un grado estremo di esaurimento. Anche i seguenti fattori possono contribuire all'ipotermia: aumento dell'umidità dell'aria, vestiti bagnati, immersione in acqua fredda, vento (che aumenta il trasferimento di calore); Inoltre, il digiuno, il superlavoro, l'intossicazione da alcol, gli infortuni e le malattie portano ad una diminuzione della resistenza del corpo all'ipotermia. Le conseguenze di una termoregolazione compromessa possono essere l'ipotermia generale e le lesioni locali da freddo - congelamento.

In base all'ora della morte si distingue l'ipotermia acuta (entro un'ora), subacuta (entro 4 ore) e lenta (oltre 4 ore).

Proprio come nel caso dell'ipertermia, lo sviluppo dell'ipotermia è suddiviso in una fase di compensazione e una fase di scompenso.

La fase di compensazione è caratterizzata da reazioni comportamentali (una persona cerca di riscaldarsi), una diminuzione del trasferimento di calore (restringimento dei vasi cutanei, cessazione della sudorazione), un aumento della produzione di calore (aumento della pressione sanguigna e della frequenza cardiaca, flusso sanguigno negli organi interni e aumenta l'intensità dei processi metabolici negli organi e nei tessuti, compaiono tremori muscolari). La temperatura corporea diminuisce leggermente.

Se il freddo continua ad agire e i meccanismi di adattamento non riescono a far fronte ai suoi effetti patogeni, inizia la fase di scompenso. Il sistema di termoregolazione viene interrotto, i centri regolatori del cervello vengono depressi, il che porta ad un calo dell'attività cardiaca, un indebolimento dell'intensità della respirazione, ipossia e acidosi, disfunzione di organi e tessuti, nonché microcircolazione. La conseguenza di ciò è un disturbo nello scambio di acqua ed elettroliti e la comparsa di edema cerebrale. La morte avviene a causa della cessazione della circolazione sanguigna e della respirazione a causa della crescente inibizione dei centri regolatori del sistema nervoso centrale.

Il congelamento colpisce solitamente le aree del corpo non protette o scarsamente protette dagli indumenti (naso, orecchie, dita delle mani e dei piedi). In risposta all'esposizione al freddo si manifestano segni di disturbi della termoregolazione, come lo spasmo dei vasi cutanei, seguito dalla loro dilatazione e iperemia arteriosa; con l'esposizione continua al freddo, può verificarsi un vasospasmo secondario, che porta a ischemia e danni ai tessuti, inclusa la necrosi della pelle e dei tessuti più profondi.

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introduzione

1. L'ipotalamo è il tuo termostato

1.1 Conduzione e convezione

1.2 Radiazioni

1.3 Evaporazione

2.1 Ghiandole sudoripare

2.2 Muscolo liscio che circonda le arteriole

2.3 Muscolo scheletrico

2.4 Ghiandole endocrine

3. Adattamento e termoregolazione

3.1 Adattamento alle basse temperature

3.1.1 Risposte fisiologiche all'esercizio fisico a basse temperature ambientali

3.1.2 Reazioni metaboliche

3.2 Adattamento alle alte temperature

3.3 Valutazione delle irritazioni termiche

4. Meccanismi di termoregolazione

I meccanismi che regolano la temperatura corporea sono simili a un termostato che regola la temperatura dell'aria ambiente, sebbene abbiano un funzionamento più complesso e una maggiore precisione. Le terminazioni nervose sensibili - termorecettori - rilevano i cambiamenti nella temperatura corporea e trasmettono queste informazioni al termostato del corpo - l'ipotalamo. In risposta ai cambiamenti negli impulsi dei recettori, l’ipotalamo attiva meccanismi che regolano il riscaldamento o il raffreddamento del corpo. Come un termostato, l’ipotalamo ha un livello di temperatura di base che cerca di mantenere. Questa è la normale temperatura corporea. La minima deviazione da questo livello porta all'invio di un segnale sulla necessità di correzione al centro termoregolatore situato nell'ipotalamo (Fig. 1).

I cambiamenti della temperatura corporea sono percepiti da due tipi di termorecettori: centrali e periferici. I recettori centrali si trovano nell’ipotalamo e controllano la temperatura del sangue che scorre attraverso il cervello. Sono molto sensibili ai più piccoli cambiamenti (a partire da 0,01°C) della temperatura del sangue. La variazione della temperatura del sangue che passa attraverso l'ipotalamo attiva i riflessi che, a seconda della necessità, trattengono o rilasciano il calore.

I recettori periferici, localizzati su tutta la superficie della pelle, controllano la temperatura ambientale. Inviano informazioni all'ipotalamo e alla corteccia cerebrale, fornendo una percezione cosciente della temperatura in modo da poter controllare volontariamente se ci si trova in un ambiente freddo o caldo.

Affinché un corpo possa trasferire calore all'ambiente, il calore che genera deve “avere accesso” all'ambiente esterno. Il calore proveniente dalle profondità del corpo (nucleo) viene trasportato dal sangue alla pelle, da dove può essere trasferito all'ambiente attraverso uno dei seguenti quattro meccanismi: conduzione, convezione, irraggiamento ed evaporazione. (Fig. 2)

1.1 Conduzione e convezione

La conduzione del calore è il trasferimento di calore da un oggetto a un altro dovuto al contatto molecolare diretto. Ad esempio, il calore generato nelle profondità del corpo può essere trasferito attraverso i tessuti adiacenti fino a raggiungere la superficie del corpo. Può quindi essere trasferito agli indumenti o all'aria circostante. Se la temperatura dell'aria è superiore alla temperatura superficiale della pelle, il calore dell'aria viene trasferito alla superficie della pelle, aumentandone la temperatura.

La convezione è il trasferimento di calore attraverso un flusso d'aria o liquido in movimento. L'aria intorno a noi è in costante movimento. Circolando attorno al nostro corpo, toccando la superficie della pelle, l'aria porta via le molecole che hanno ricevuto calore a seguito del contatto con la pelle. Più forte è il movimento dell'aria, maggiore è l'intensità del trasferimento di calore dovuto alla convezione. Se combinata con la conduzione, la convezione può anche fornire un aumento della temperatura corporea quando ci si trova in un ambiente con temperature dell’aria elevate.

1.2 Radiazioni

A riposo, l'irraggiamento è il principale processo attraverso il quale il corpo trasferisce il calore in eccesso. A temperatura ambiente normale, il corpo di una persona nuda trasferisce circa il 60% del suo calore “in eccesso” attraverso le radiazioni. Il calore viene trasmesso sotto forma di raggi infrarossi.

1.3 Evaporazione

L'evaporazione è il principale processo di dissipazione del calore durante l'esercizio. Durante l'attività muscolare, il corpo perde circa l'80% del calore a causa dell'evaporazione, mentre a riposo non più del 20%. Una parte dell'evaporazione avviene senza che ce ne accorgiamo, ma man mano che il liquido evapora, anche il calore viene perso. Queste sono le cosiddette perdite di calore impercettibili. Costituiscono circa il 10%. Va notato che la perdita di calore insensibile è relativamente costante. Quando la temperatura corporea aumenta, il processo di sudorazione si intensifica. Quando il sudore raggiunge la superficie della pelle, il calore della pelle la trasforma dallo stato liquido a quello gassoso. Pertanto, all’aumentare della temperatura corporea, il ruolo della sudorazione aumenta in modo significativo.

Il trasferimento di calore dal corpo al danno esterno avviene per conduzione, convezione, irraggiamento ed evaporazione. Quando si svolge un'attività fisica, il principale meccanismo di trasferimento del calore è l'evaporazione, soprattutto se la temperatura ambiente si avvicina alla temperatura corporea.

2. Effettori che modificano la temperatura corporea

Quando la temperatura corporea oscilla, il ripristino della temperatura corporea normale viene solitamente effettuato dai seguenti quattro fattori:

1) ghiandole sudoripare;

2) muscolatura liscia che circonda le arteriole;

3) muscoli scheletrici;

4) un certo numero di ghiandole endocrine.

Quando la temperatura della pelle o del sangue aumenta, l'ipotalamo invia impulsi alle ghiandole sudoripare sulla necessità di una secrezione attiva di sudore, che idrata la pelle. Più alta è la temperatura corporea, più sudi. La sua evaporazione rimuove il calore dalla superficie della pelle.

Quando la temperatura della pelle e del sangue aumenta, l'ipotalamo invia segnali ai muscoli lisci delle arteriole che forniscono sangue alla pelle, provocandone la dilatazione. Di conseguenza, aumenta l’afflusso di sangue alla pelle. Il sangue trasporta il calore dalle profondità del corpo alla superficie della pelle, dove viene dissipato nell'ambiente esterno per conduzione, convezione, irraggiamento ed evaporazione.

Il muscolo scheletrico entra in azione quando è necessario generare più calore. In condizioni di bassa temperatura dell'aria, i termocettori cutanei inviano segnali all'ipotalamo. Allo stesso modo, quando la temperatura del sangue diminuisce, il cambiamento viene registrato dai recettori centrali dell’ipotalamo. In risposta alle informazioni ricevute, l'ipotalamo attiva i centri cerebrali che regolano il tono muscolare. Questi centri stimolano il processo del tremore, che è un ciclo rapido di contrazione e rilassamento involontario dei muscoli scheletrici. Come risultato di questa maggiore attività muscolare, viene prodotto più calore per mantenere o aumentare la temperatura corporea.

Le cellule del corpo aumentano il loro tasso metabolico sotto l'influenza di una serie di ormoni. Ciò influisce sul bilancio termico poiché l’aumento del metabolismo provoca un aumento della produzione di energia. Il raffreddamento del corpo stimola il rilascio di tiroxina dalla ghiandola tiroidea. La tiroxina può aumentare il tasso metabolico nel corpo di oltre il 100%. Inoltre, l'adrenalina e la norepinefrina aumentano l'attività del sistema nervoso simpatico. Di conseguenza, influenzano direttamente il tasso metabolico di quasi tutte le cellule del corpo. Cosa succede al corpo umano quando cambiano i parametri di temperatura? In questo caso sviluppa reazioni di adattamento specifiche in relazione a ciascun fattore, cioè si adatta. L’adattamento è il processo di adattamento alle condizioni ambientali. Come avviene l'adattamento ai cambiamenti di temperatura?