Metodi per l'implementazione della termoregolazione del corpo umano. Come si svolge la termoregolazione nel corpo? Termoregolazione delle proprietà fisiche del corpo umano del trattamento termico

I parametri principali che garantiscono il processo di scambio di calore tra una persona e l'ambiente, come mostrato sopra, sono gli indicatori del microclima. In condizioni naturali sulla superficie terrestre (livello del mare), variano in modo significativo. Pertanto, la temperatura ambiente varia da -88 a + 60 °С; 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 del microclima, cambia anche il benessere termico di una persona. Le condizioni che violano l'equilibrio termico provocano reazioni nel corpo che contribuiscono al suo ripristino. I processi di regolazione del rilascio di calore per mantenere una temperatura costante del corpo umano sono chiamati termoregolazione. Ti 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. Una variazione dell'intensità della circolazione sanguigna e della traspirazione modifica il rilascio di calore nell'ambiente ed è quindi chiamata termoregolazione fisica.

La termoregolazione del corpo viene eseguita simultaneamente con tutti i mezzi. Pertanto, con una diminuzione della temperatura dell'aria, un aumento del trasferimento di calore dovuto a 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 per evaporazione, una diminuzione della temperatura del pelle a causa di una diminuzione dell'intensità del trasporto di sangue dagli organi interni e allo stesso tempo di una diminuzione delle differenze di temperatura. È stato accertato sperimentalmente che il metabolismo ottimale nell'organismo e, di conseguenza, il massimo svolgimento dell'attività avvengono se le componenti del processo di scambio termico rientrano nei seguenti limiti:

Q a? trenta %; Q p? cinquanta %; Qtm? venti %.

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

I parametri del microclima hanno un impatto diretto sul benessere termico di una persona e sulle sue prestazioni. È stato stabilito che a una temperatura dell'aria superiore a 25 ° C, le prestazioni di una persona iniziano a diminuire. La temperatura massima dell'aria inalata alla quale una persona è in grado di respirare per diversi minuti senza speciali dispositivi di protezione è di circa 116 ° C.

La tolleranza di una persona per la temperatura, così come il suo senso di calore, dipende in gran parte dall'umidità e dalla velocità dell'aria circostante. Maggiore è l'umidità relativa, meno sudore evapora per 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 in questo caso la quasi totalità del calore ceduto viene ceduto all'ambiente durante l'evaporazione del sudore. Con un aumento dell'umidità, il sudore non evapora, ma scorre in gocce dalla superficie della pelle. C'è un cosiddetto flusso di sudore torrenziale, che esaurisce il corpo e non fornisce il necessario trasferimento di calore. Insieme al sudore, il corpo perde una notevole quantità di sali minerali, oligoelementi e vitamine idrosolubili (C, B 1 , B 2). 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, circa 140 g di NaCl nel corpo). Perdite superiori a 30 g di NaCl sono estremamente pericolose per il corpo umano, poiché portano a una ridotta secrezione gastrica, spasmi muscolari e convulsioni. La compensazione della perdita d'acqua nel corpo umano ad alte temperature si verifica 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 per acqua potabile gassata salata (circa 0,5% NaCl) al ritmo di 4 ... 5 litri a persona per turno. In un certo numero di fabbriche, una bevanda proteica e vitaminica viene utilizzata per questi scopi. Nei climi caldi, si consiglia di bere acqua potabile fresca o tè.

L'esposizione prolungata a temperature elevate, soprattutto in combinazione con un'elevata umidità, può portare a 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 come risultato di colpo di calore, si osservano mal di testa, vertigini, debolezza generale, distorsione della percezione del colore, secchezza delle fauci, nausea, vomito, sudorazione profusa, polso e respirazione. In questo caso si osservano pallore, cianosi, pupille dilatate, a volte convulsioni, perdita di coscienza.

Negli hot shop delle imprese industriali, la maggior parte dei processi tecnologici avviene a temperature significativamente superiori alla temperatura dell'aria ambiente. Le superfici riscaldate irradiano flussi di energia radiante nello spazio, che possono portare a conseguenze negative. I raggi infrarossi hanno un effetto principalmente termico sul corpo umano, mentre vi è una violazione dell'attività del sistema cardiovascolare e nervoso. I raggi possono causare ustioni alla pelle e agli occhi. Il danno oculare più comune e grave dovuto all'esposizione ai raggi infrarossi è la cataratta dell'occhio.

I processi di produzione eseguiti 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, c'è una diminuzione della frequenza della respirazione, un aumento del volume di inalazione. Con l'esposizione prolungata al freddo, la respirazione diventa irregolare, la frequenza e il volume dell'inspirazione aumentano. L'aspetto del tremore muscolare, in cui il lavoro esterno non viene eseguito e tutta l'energia viene convertita in calore, può ritardare per qualche tempo la diminuzione della temperatura degli organi interni. Il risultato dell'azione 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 corporea in diverse condizioni ambientali. Ma perché una persona ha così tanto bisogno di una temperatura corporea costante e cosa accadrà se inizia a fluttuare? Come procedono i processi di termoregolazione e cosa fare se il meccanismo naturale fallisce? A proposito di tutto questo - sotto.

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

La termoregolazione del corpo umano è un insieme evolutivamente formato di meccanismi che funzionano a causa della regolazione umorale (attraverso un mezzo liquido) e nervosa, del metabolismo (metabolismo) e del metabolismo energetico. Meccanismi diversi hanno modalità e condizioni di funzionamento diverse, 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 del calore umano

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

Sistema di termoregolazione umana

Il mantenimento del regime di temperatura del corpo a un livello predeterminato costante viene effettuato con l'aiuto di due meccanismi opposti di termoregolazione del corpo umano: rinculo e produzione di calore.

Meccanismo di produzione di calore

Il meccanismo di produzione di calore, o termoregolazione chimica di una persona, è un processo che contribuisce ad aumentare la temperatura corporea. Si verifica in tutti i metabolismo, ma principalmente nelle fibre muscolari, nelle cellule del fegato e nelle cellule di grasso bruno. In un modo o nell'altro, tutte le strutture dei tessuti sono coinvolte nella 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'adenosina trifosfato (ATP). Questa connessione è una forma conveniente per l'accumulo, il trasporto e il funzionamento dell'energia.

Che aspetto ha una molecola di ATP?

Durante una diminuzione della temperatura, anche la velocità dei processi metabolici nel corpo umano diminuisce in modo riflesso e viceversa. La regolazione chimica si attiva quando la componente fisica del trasferimento di calore non è sufficiente per mantenere un valore di temperatura normale.

Il meccanismo di produzione di calore si attiva alla ricezione di segnali dai recettori del freddo. Ciò si verifica quando la temperatura ambiente scende al di sotto della cosiddetta "zona di comfort", che per una persona leggermente vestita si trova nell'intervallo di temperatura da 17 a 21 gradi, e per una persona nuda è di circa 27-28 gradi. Si precisa 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, della stagione, ecc.

Per aumentare la produzione di calore nel corpo, vengono attivati ​​i meccanismi della termogenesi. Tra questi ci sono i seguenti.

1. Contrattuali.

Questo meccanismo viene attivato a causa del lavoro dei muscoli, durante il quale viene accelerata la decomposizione dell'adenositrifosfato. Quando viene diviso, viene rilasciato calore secondario, riscaldando efficacemente il corpo.

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

Come reagisce la pelle al freddo?

Con una leggera diminuzione della temperatura, aumenta il tono termoregolatore, che si manifesta chiaramente nella comparsa della pelle d'oca sulla pelle e nell'innalzamento dei peli.

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

2. Non contrattuale.

Questo tipo di termogenesi può quasi triplicare la produzione di calore. Si basa sul catabolismo (scissione) degli acidi grassi. Questo meccanismo è regolato dal sistema nervoso simpatico e dagli ormoni secreti dalla tiroide e dal midollo surrenale.

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. Un valore di temperatura costante viene mantenuto grazie alla rimozione del calore attraverso la pelle (per conduzione e convezione), irraggiamento e 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 per la maggior parte dalla circolazione sanguigna. In questo caso, il calore della pelle umana viene emesso da oggetti solidi quando vengono toccati (conduzione) o dall'aria circostante (convezione). La convezione è una parte significativa del trasferimento di calore: il 25-30% del calore umano viene trasferito all'aria.

Radiazione o radiazione è il trasferimento di energia umana nello spazio o agli oggetti circostanti che hanno una temperatura più bassa. Con le radiazioni si perde fino alla metà del calore umano.

E infine, l'evaporazione dell'umidità dalla superficie della pelle o dagli organi respiratori, che rappresenta il 23-29% della perdita di calore. Più la temperatura corporea supera la norma, più attivamente il corpo viene raffreddato per evaporazione: la superficie del corpo è ricoperta 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), una persona può surriscaldarsi e avere un colpo di calore.

Considera i meccanismi di regolazione fisica della temperatura corporea in modo più dettagliato:

Sudore

L'essenza di questo tipo di trasferimento di calore è che l'energia viene inviata all'ambiente mediante l'evaporazione dell'umidità dalla pelle e dalle mucose che rivestono le vie respiratorie.

Questo tipo di trasferimento di calore è uno dei più importanti, poiché, come già notato, può continuare in un ambiente ad alta temperatura, purché la percentuale di umidità dell'aria sia inferiore a 100. Ciò è dovuto al fatto che maggiore è l'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 al ricambio d'aria, dopo qualche tempo il sudore perderà la capacità di evaporare, poiché l'umidità dell'aria sotto i vestiti supererà il 100%. Questo porterà al surriscaldamento.

Nel processo di sudorazione, l'energia del corpo umano viene spesa per rompere i legami molecolari del fluido. Perdendo i 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 chiamato sudore impercettibile. Il lavoro attivo delle ghiandole sudoripare, in cui c'è sudorazione abbondante e trasferimento di calore, è chiamato sudore percettibile.

Radiazione di onde elettromagnetiche

Questo metodo di trasferimento del calore funziona emettendo onde elettromagnetiche infrarosse. Secondo le leggi della fisica, qualsiasi oggetto la cui temperatura supera la temperatura ambiente inizia a emettere calore per irraggiamento.

Radiazione infrarossa umana

Per evitare un'eccessiva dispersione di calore in questo modo, l'umanità ha inventato l'abbigliamento. Il tessuto degli indumenti aiuta a creare un traferro, la cui temperatura assume la temperatura del corpo. Questo riduce le radiazioni.

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

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 a contatto ha una temperatura più bassa.

È importante ricordare che l'aria con una bassa percentuale di umidità e grasso hanno un basso valore di conducibilità termica, quindi sono isolanti termici.

Convezione

L'essenza di questo metodo di trasferimento del calore è il trasferimento di energia da parte dell'aria che circola intorno 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, venendo sostituita da una nuova dose di aria fredda, più bassa per la sua alta densità.

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

Centro di Termoregolazione

Il centro della termoregolazione umana si trova nel cervello, vale a dire nell'ipotalamo. L'ipotalamo fa parte del diencefalo, che comprende molte cellule (circa 30 nuclei). Le funzioni di questa formazione sono di mantenere l'omeostasi (cioè la capacità del corpo di autoregolarsi) e l'attività del sistema neuroendocrino.

Una delle funzioni più importanti dell'ipotalamo è quella di fornire e controllare azioni volte alla termoregolazione del corpo.

Quando questa funzione viene eseguita nel centro della termoregolazione in una persona, si verificano i seguenti processi:

1. I termocettori periferici e centrali trasmettono informazioni all'ipotalamo anteriore.
2. A seconda che il nostro corpo abbia bisogno di riscaldamento o raffreddamento, viene attivato 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. Gli impulsi si muovono dai nuclei 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 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 diseguale centrale, vale a dire la corteccia cerebrale, il sistema limbico e la formazione reticolare.

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

Anche gli organi della secrezione interna svolgono un ruolo importante nella termoregolazione del corpo umano. A basse temperature, la tiroide aumenta la produzione di ormoni che accelerano i processi metabolici. Le ghiandole surrenali hanno la capacità di controllare il trasferimento di calore dovuto agli ormoni che regolano i processi di ossidazione.

Disturbi della termoregolazione corporea: cause, sintomi e trattamento

La violazione della termoregolazione è chiamata sbalzi di temperatura corporea o deviazioni dalla norma di 36,6 gradi Celsius.

Le cause delle fluttuazioni di temperatura possono essere sia fattori esterni che interni, ad esempio malattie.

Gli esperti distinguono le seguenti violazioni della termoregolazione:

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

Le cause dei disturbi della termoregolazione sono molte, le più comuni sono elencate di seguito:

• Difetto acquisito o congenito dell'ipotalamo (se questo è il problema, le cadute di temperatura possono essere accompagnate da malfunzionamenti del tratto gastrointestinale, degli organi respiratori e del sistema cardiovascolare).
• Cambiamento climatico (come fattore esterno).
• Abuso di bevande alcoliche.
• conseguenza del processo di invecchiamento.
• Disordini mentali.
• Distonia vegetovascolare (sul nostro sito web puoi leggere i cambiamenti di temperatura in VVD).

A seconda della causa, gli sbalzi di temperatura possono essere accompagnati da vari sintomi, spesso di febbre, mal di testa, perdita di coscienza, malfunzionamento dell'apparato digerente e respiro accelerato.

In caso di violazioni della regolazione della temperatura da parte del corpo, è necessario contattare un neurologo. I principi fondamentali di trattamento di 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 maggiore trasferimento di calore nei vasi della pelle;
• terapia generale, che comprende: attività fisica, indurimento, alimentazione sana, assunzione di vitamine.

Scambio di calore di una persona con l'ambiente. L'uomo è costantemente in uno stato di scambio di calore con l'ambiente. L'attività umana è accompagnata da un 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 duro lavoro). Per il normale svolgimento dei processi fisiologici nel corpo umano, è necessario che il calore sprigionato dal corpo (Q tv) sia completamente ceduto all'ambiente (Q allora), cioè ci sarebbe bilancio termico Q tv \u003d Q allora. L'eccesso di calore rilasciato dal corpo durante il trasferimento di calore all'ambiente (Qsol > Qto) porta al riscaldamento del corpo e ad un aumento della temperatura corporea. Tale benessere termico è caratterizzato dal concetto piccante. 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 media del corpo (organi interni) dell'ordine di 36,5 °C. Anche lievi deviazioni da questa temperatura in una direzione o nell'altra portano a un deterioramento del benessere umano. Dipende dal grado di violazione del bilancio 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 dai parametri del microclima: temperatura ambiente, velocità dell'aria, umidità relativa dell'aria. Per comprendere l'influenza dell'uno o dell'altro indicatore sul trasferimento di calore, è necessario considerare i meccanismi mediante 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:

Conducibilità termica Q t;

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

Radiazione alle superfici circostanti Q out;

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

Il calore può essere trasferito solo da un corpo con una temperatura più alta a un corpo con una temperatura più bassa. L'intensità del trasferimento di calore dipende dalla differenza di temperatura dei corpi (nel nostro caso, questa è la temperatura del corpo umano e la temperatura degli oggetti e dell'aria che circondano la persona) e dalle proprietà termoisolanti degli indumenti. Poiché la temperatura del corpo umano rispetto al valore di 36,5 ° C cambia in un piccolo intervallo, il cambiamento nel trasferimento di calore da una persona si verifica principalmente a causa di un cambiamento nella temperatura dell'ambiente umano. Se la temperatura dell'aria o degli oggetti che circondano una persona è superiore alla temperatura di 36,5 ° C, non c'è trasferimento di calore dalla persona, ma al contrario, viene riscaldato.

L'abbigliamento umano ha proprietà termoisolanti: più è caldo, meno calore passa da una persona all'ambiente. Pertanto, è possibile regolare lo scambio termico di una persona con 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 e, essendo più leggera, sale, e il suo posto è preso dall'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 uno più freddo viene accelerato. 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. il trasferimento di calore per convezione è tanto maggiore quanto minore è la temperatura ambiente e maggiore è la velocità di movimento dell'aria.

L'energia termica, trasformandosi sulla superficie di un corpo caldo in un radiante (onda elettromagnetica) - radiazione infrarossa, viene trasferita su un'altra (superficie fredda), dove si trasforma nuovamente in calore. Il flusso radiante è tanto maggiore quanto maggiore è la differenza di temperatura tra una persona e gli oggetti circostanti. 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, ad es. il flusso radiante durante lo scambio termico per irraggiamento è tanto maggiore quanto minore è la temperatura delle superfici che circondano una persona.

L'intensità dell'evaporazione e, di conseguenza, la quantità di trasferimento di calore dall'organismo 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; terzo, sulla velocità del movimento: l'intensità dell'evaporazione aumenta con l'aumentare della velocità del movimento dell'aria; quarto, dall'intensità del lavoro: il livello di sudorazione aumenta in proporzione alla gravità del lavoro svolto.

Nel processo di respirazione, l'aria dell'ambiente, entrando nei polmoni di una persona, si riscalda e allo stesso tempo è satura di vapore acqueo. Pertanto, il calore viene rimosso dal corpo umano con l'aria espirata (Qv). La quantità di calore rilasciata da una persona con l'aria espirata dipende dalla sua attività fisica, umidità e temperatura dell'aria circostante (inalata). Maggiore è il carico fisico e minore è la temperatura ambiente, maggiore è il calore ceduto con l'aria espirata. Con l'aumento della temperatura e dell'umidità dell'aria circostante, la quantità di calore rimossa attraverso la respirazione diminuisce.

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

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 circostante e degli oggetti, dalla velocità di movimento e dall'umidità relativa dell'aria.

I parametri del microclima nell'ambiente naturale e nelle condizioni di produzione possono variare notevolmente. Insieme al cambiamento dei parametri del microclima, cambia anche il benessere termico di una persona. La violazione dell'equilibrio termico in una direzione o nell'altra provoca reazioni nel corpo umano che contribuiscono al suo ripristino.

Viene chiamato il processo di regolazione del rilascio di calore per mantenere una temperatura costante del corpo umano termoregolazione. Consente di mantenere costante la temperatura degli organi interni (36,5°C) e non comprende organi specifici. La resistenza al freddo o al caldo avviene sotto il controllo del sistema nervoso, che include organi specifici in uno specifico sistema funzionale che assicura il mantenimento di una temperatura costante nel modo più efficiente ed economico. Il sistema fisiologico di termoregolazione comprende la regolazione della generazione e del trasferimento di calore.

La termoregolazione si effettua 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. Una manifestazione esterna dei processi regolatori biochimici è il tremore muscolare, che, come già accennato, si verifica quando il corpo è eccessivamente raffreddato. Aumenta il rilascio di calore fino a 125...200 J/s. Come risultato di complesse reazioni chimiche, durante l'assimilazione del cibo viene generato calore, che viene speso per mantenere i processi vitali: il lavoro del cuore, gli organi respiratori.

Termoregolazione modificando l'intensità della circolazione sanguigna Sta nella capacità del corpo di regolare il volume del sangue fornito, che in questo caso può essere considerato un vettore 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 espandono e più sangue scorre ad esso dagli organi interni e, di conseguenza, più calore viene ceduto all'ambiente.

Alle 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, diminuisce il trasferimento di calore da un persona all'ambiente.

Termoregolazione modificando l'intensità del sudore consiste nel modificare il processo di trasferimento del calore dovuto all'evaporazione. Il raffreddamento del corpo attraverso l'evaporazione è di grande importanza. Quindi, a una temperatura ambiente di 36 ° C, il calore viene trasferito da una persona all'ambiente quasi esclusivamente a causa dell'evaporazione del sudore. Nella regolazione del processo di trasferimento del calore, tutti i metodi sono coinvolti simultaneamente, ma in misura maggiore o minore.

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

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

Q è \u003d 20% Q in \u003d 5%

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

Si chiamano i parametri del microclima dell'ambiente aereo, che determinano il metabolismo ottimale nell'organismo e in cui non si riscontrano sensazioni sgradevoli e tensioni nel sistema di termoregolazione. comodo o ottimale. Si chiama la zona in cui l'ambiente sottrae completamente il calore generato dal corpo, e non c'è tensione nel sistema di termoregolazione zona di comfort. Vengono chiamate le condizioni in cui viene violato 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. Se vengono superati i valori consentiti dei parametri meteorologici, il sistema di termoregolazione funziona in modalità stressante, una persona avverte un grave disagio, l'equilibrio termico è disturbato e il corpo inizia a surriscaldarsi o ipotermia, a seconda della direzione in cui si trova l'equilibrio termico disturbato.

Adattamento e acclimatamento quando si lavora in un clima di riscaldamento e raffrescamento. Il corpo di chi opera in condizioni di costante esposizione a temperature elevate o basse si trova in uno stato di equilibrio dinamico con l'ambiente esterno. (stereotipia dinamica) - Questo è un equilibrio stabilito grazie all'adattamento del corpo umano a determinate condizioni meteorologiche.

L'adattamento a un microclima riscaldante o rinfrescante si basa su processi volti al mantenimento di un certo livello e all'interconnessione di sistemi fisiologici, organi, meccanismi di controllo che assicurano un'elevata attività vitale dell'organismo.

Nelle fasi iniziali, l'adattamento viene effettuato a causa dell'attivazione di meccanismi compensatori: reazioni riflesse primarie volte ad eliminare o indebolire i cambiamenti funzionali nel corpo causati da stimoli termici. Nel processo di adattamento (adattamento), tutta l'attività del corpo attraverso i meccanismi neuroumorali viene portata in un equilibrio sempre più preciso e sottile con l'ambiente.

Come risultato del processo di adattamento, si stabilisce uno stato stabile dei sistemi vitali del corpo nelle mutate condizioni microclimatiche dell'ambiente: l'acclimatazione.

Acclimatamento - l'adattamento alle nuove condizioni climatiche è un caso speciale di adattamento, si sviluppa a seguito di una lunga permanenza in condizioni di alte e basse temperature. Caratteristiche caratteristiche di adattamento e acclimatamento sono un miglioramento delle condizioni generali, una più facile tolleranza alle alte e basse temperature, una riduzione del periodo di recupero delle funzioni fisiologiche e della capacità lavorativa.

Adattamento alle alte temperature espresso in un aumento del lavoro muscolare, una significativa diminuzione del metabolismo basale. Durante il lavoro associato a una temperatura ambiente elevata, l'adattamento si verifica a causa di una diminuzione della produzione di calore, la formazione di una ridistribuzione stabile del riempimento sanguigno dei vasi, in modo da facilitare il trasferimento di calore dalla superficie del corpo. La sudorazione da eccessiva - in fase di emergenza - si trasforma in adeguata temperatura elevata. Nel processo di adattamento con forte sudorazione, si osserva una diminuzione della concentrazione di cloruri nel sudore, che aiuta a ridurre i disturbi nel metabolismo del sale e dell'acqua. La pressione sanguigna diminuisce, la frequenza cardiaca e la respirazione diminuiscono, 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, i primi giorni, in risposta alle basse temperature, la produzione di calore aumenta in modo antieconomico, eccessivo, e il trasferimento di calore non è ancora sufficientemente limitato. Dopo l'instaurarsi della fase di adattamento stabile, i processi di produzione di calore diventano più intensi e i trasferimenti di calore diminuiscono e infine si equilibrano in modo tale da mantenere nel modo più perfetto una temperatura corporea stabile nelle nuove condizioni.

In questo caso, l'adattamento attivo è accompagnato da meccanismi che assicurano l'adattamento dei recettori al freddo, cioè un aumento della soglia di irritazione di questi recettori. La temperatura della pelle viene ripristinata più velocemente, c'è un restringimento meno pronunciato dei vasi della pelle, il suo maggiore afflusso di sangue e il volume del sangue circolante aumenta.

Nel processo adattamento alla radiazione infrarossa l'eccitabilità dei recettori diminuisce, c'è 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 produttivo non vadano oltre le capacità compensative del corpo. Le fluttuazioni fortemente pronunciate delle condizioni meteorologiche rendono difficile l'adattamento del corpo ad esse. L'eccessiva intensità e durata degli stimoli termici può portare a una rottura 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 del corpo o un disturbo della costanza della temperatura corporea è provocata da una disfunzione del sistema nervoso centrale. In violazione dei processi di termoregolazione, sono possibili due tipi di reazioni. Se la temperatura corporea aumenta, i vasi periferici si dilatano, inizia la sudorazione. Se la temperatura, al contrario, diminuisce, i vasi si restringono, i muscoli si contraggono, gli arti si raffreddano e compare il tremore.

Gli animali superiori, che possiedono la proprietà della costanza della temperatura corporea, hanno un sistema per mantenere la temperatura in equilibrio. La termoregolazione fornisce un equilibrio tra generazione di calore e 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 del trasferimento di calore dovuto all'evaporazione del fluido dalla superficie corporea durante la sudorazione). Inoltre, l'intensità dei processi metabolici e il restringimento o l'espansione dei vasi cutanei sono di una certa importanza per la produzione di calore e il trasferimento di calore.

Il centro di termoregolazione si trova nel tronco cerebrale. Inoltre, gli ormoni delle ghiandole endocrine, in particolare, svolgono un certo ruolo nella termoregolazione. La violazione della termoregolazione del corpo, associata a una diminuzione della temperatura, è chiamata ipotermia. La violazione della termoregolazione del corpo nell'uomo, associata ad un aumento della temperatura, è chiamata ipertermia.

Violazione dei processi di termoregolazione: ipertermia

L'ipertermia (surriscaldamento) si verifica quando i meccanismi di termoregolazione sono disturbati, 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 dell'ambiente esterno e la comparsa di fattori che impediscono un adeguato trasferimento di calore (ad esempio vestiti eccessivamente caldi, umidità elevata, ecc.).

Quando appare questo tipo di disturbo della termoregolazione, si attivano meccanismi di adattamento: reazioni comportamentali, con l'aiuto delle quali una persona cerca di evitare l'esposizione a calore eccessivo (ad esempio, accende una ventola), aumento dei meccanismi di trasferimento del calore, diminuzione della produzione di calore e una reazione 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.

Nella fase di compensazione, c'è un'espansione dei vasi arteriosi della pelle e un aumento del trasferimento di calore associato a questo. Con un ulteriore aumento della temperatura, il trasferimento di calore inizia a verificarsi principalmente solo a causa della sudorazione.

Nella fase di scompenso, c'è una violazione dei meccanismi di adattamento, la sudorazione è significativamente ridotta, la temperatura corporea può salire a 41-43 ° C. C'è una violazione delle funzioni e delle strutture delle cellule in connessione con gli effetti dannosi diretti dell'alta temperatura, che porta a violazioni pronunciate delle funzioni di sistemi e organi, principalmente il sistema nervoso centrale e il 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 in crescita molto più velocemente, e quindi il colpo di calore è accompagnato da un'elevata mortalità. I principali meccanismi della patogenesi dei cambiamenti nel corpo corrispondono allo stesso tempo a quelli dell'ipertermia in generale. Ma di particolare importanza in tale violazione della termoregolazione del corpo umano è data a intossicazione, insufficienza cardiaca acuta, arresto respiratorio, edema ed emorragie nel cervello.

Colpo di soleè una forma di ipertermia. Si verifica a causa dell'effetto diretto del calore della luce solare sul corpo. Con una tale patologia di termoregolazione, vengono attivati ​​i suddetti meccanismi di ipertermia, ma il principale è il danno cerebrale.

Patologia della termoregolazione corporea: febbre

La febbre va distinta dall'ipertermia. Febbre- questa è la reazione del corpo a 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 generazione e dispersione di calore, ma a un livello superiore al normale.

La ragione di questa violazione della termoregolazione è la comparsa nel corpo di sostanze pirogene (pirogeni). Sono divisi in esogeni (prodotti vitali di batteri) ed endogeni (prodotti di decomposizione di cellule danneggiate, proteine ​​sieriche del sangue alterate, ecc.).

Ci sono le seguenti fasi di tale patologia della termoregolazione umana:

• fase di aumento della temperatura;
• lo stadio della temperatura di riposo a un livello superiore al normale;
• fase di caduta della temperatura.

La febbre fino a 38 ° C è chiamata subfebrile, fino a 39 ° C moderata o febbrile, fino a 41 ° C - alta, o piretica, oltre 41 ° C - eccessiva o iperpiretica.

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

La febbre costante è caratterizzata da sbalzi di temperatura giornalieri non superiori a 1 ° C. Con la febbre lassativa, la differenza tra le temperature mattutine e serali è di 1-2 ° C e con quella debilitante (frenetica) - 3-5 ° C. La febbre intermittente è caratterizzata da grandi fluttuazioni della temperatura mattutina e serale con la sua periodica normalizzazione. La febbre ricorrente combina periodi di diversi giorni in cui la temperatura è normale e periodi di temperatura elevata, che si alternano uno dopo l'altro. Nella febbre perversa, la temperatura mattutina è superiore a quella serale e la febbre atipica non ha alcun andamento.

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

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

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

La febbre, però, ha anche una connotazione positiva. Quindi, con 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 queste violazioni della termoregolazione del corpo sono diverse. La febbre è causata dai pirogeni e l'ipertermia è causata dall'elevata temperatura ambiente.

Con una patologia come la febbre, i meccanismi di termoregolazione continuano a funzionare (c'è una transizione dell'equilibrio tra produzione di calore e trasferimento di calore a un livello superiore), con l'ipertermia si verifica una rottura dei meccanismi di termoregolazione.

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

Violazione della termoregolazione del corpo: ipotermia

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

La causa principale di tale violazione della termoregolazione del corpo è una diminuzione della temperatura ambiente. Inoltre, l'ipotermia sullo sfondo di una leggera diminuzione della temperatura esterna è causata da violazioni dei meccanismi di generazione di calore: ampia paralisi muscolare, ridotta produzione di calore a causa di una diminuzione dell'intensità metabolica con ridotta produzione di ormoni surrenali (compreso il danno al regione ipotalamo-ipofisaria), nonché estremo esaurimento. Anche i seguenti fattori possono contribuire all'ipotermia: elevata umidità, vestiti bagnati, immersione in acqua fredda, vento (che contribuisce ad aumentare il trasferimento di calore); inoltre, la fame, il superlavoro, l'intossicazione da alcol, gli infortuni e le malattie portano a una diminuzione della resistenza del corpo all'ipotermia. Le conseguenze delle violazioni della termoregolazione possono essere l'ipotermia generale e il raffreddore locale - congelamento.

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

Proprio come con l'ipertermia, lo sviluppo dell'ipotermia è suddiviso nella fase di compensazione e nella fase di scompenso.

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

Se il freddo continua ad agire e i meccanismi di adattamento non sono in grado di far fronte ai suoi effetti patogeni, inizia la fase di scompenso. C'è una rottura del sistema di termoregolazione, l'inibizione dei centri di regolazione del cervello, che porta a un calo dell'attività cardiaca, un indebolimento dell'intensità della respirazione, ipossia e acidosi, un disturbo nelle funzioni di organi e tessuti, così come la microcircolazione. La conseguenza di ciò è una violazione dello scambio di elettroliti dell'acqua e la comparsa di edema cerebrale. La morte si verifica a causa della cessazione della circolazione sanguigna e della respirazione a causa della crescente inibizione dei centri regolatori del sistema nervoso centrale.

Il congelamento è solitamente esposto ad aree del corpo che non sono protette o scarsamente protette dagli indumenti (naso, orecchie, dita delle mani e dei piedi). In risposta all'esposizione al freddo, ci sono tali segni di violazione della termoregolazione come uno spasmo dei vasi cutanei, seguito dalla loro espansione e iperemia arteriosa; con l'esposizione continua al freddo, può verificarsi vasospasmo secondario, che porta a ischemia tissutale e danno tissutale fino alla necrosi della pelle e dei tessuti più profondi.

L'articolo è stato letto 12.451 volte.

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 all'esposizione a bassa temperatura

3.1.1 Risposte fisiologiche all'esercizio a basse temperature ambiente

3.1.2 Reazioni metaboliche

3.2 Adattamento alle alte temperature

3.3 Valutazione degli stimoli termici

4. Meccanismi di termoregolazione

I meccanismi che regolano la temperatura corporea sono simili al termostato che regola la temperatura dell'aria ambiente, sebbene siano più complessi nel funzionamento e più precisi. Le terminazioni nervose sensoriali - termocettori - rilevano i cambiamenti nella temperatura corporea e trasmettono queste informazioni al termostato del corpo - l'ipotalamo. In risposta a un cambiamento negli impulsi recettoriali, l'ipotalamo attiva meccanismi che regolano il riscaldamento o il raffreddamento del corpo. Come un termostato, l'ipotalamo ha un livello di temperatura iniziale che cerca di mantenere. Questa è la temperatura corporea normale. La minima deviazione da questo livello porta a un segnale al centro di termoregolazione situato nell'ipotalamo sulla necessità di correzione (Fig. 1).

I cambiamenti della temperatura corporea sono percepiti da due tipi di termocettori: centrali e periferici. I recettori centrali si trovano nell'ipotalamo e controllano la temperatura del sangue che circonda il cervello. Sono molto sensibili alle variazioni minime (a partire da 0,01°C) della temperatura sanguigna. Una variazione della temperatura del sangue che passa attraverso l'ipotalamo attiva i riflessi che, a seconda della necessità, trattengono o emanano calore.

I recettori periferici, localizzati su tutta la superficie della pelle, controllano la temperatura ambiente. Inviano informazioni all'ipotalamo e alla corteccia cerebrale, fornendo una percezione consapevole della temperatura in modo tale da poter controllare arbitrariamente se ci si trova in un ambiente a bassa o alta temperatura.

Affinché un corpo possa cedere calore all'ambiente, il calore da esso generato deve “avere accesso” all'ambiente esterno. Il calore proveniente dalle profondità del corpo (il nucleo) viene trasportato dal sangue alla pelle, da dove può passare nell'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 all'altro dovuto al contatto molecolare diretto. Ad esempio, il calore generato in profondità nel corpo può essere trasferito attraverso i tessuti adiacenti fino a raggiungere la superficie del corpo. Può quindi essere trasferito ai vestiti o all'aria circostante. Se la temperatura dell'aria è superiore alla temperatura della superficie della pelle, il calore dell'aria viene trasferito sulla 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 continuo movimento. Circolando intorno 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. In combinazione con la conduzione, la convezione può anche fornire un aumento della temperatura corporea in un ambiente con una temperatura dell'aria elevata.

1.2 Radiazioni

A riposo, la radiazione è il principale processo di trasferimento del calore in eccesso al corpo. A temperatura ambiente normale, il corpo di una persona nuda trasferisce circa il 60% del calore "in eccesso" attraverso l'irraggiamento. Il calore viene trasferito 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 dovuta all'evaporazione, il corpo perde circa l'80% del calore, mentre a riposo - non più del 20%. Una certa evaporazione avviene senza che ce ne accorgiamo, ma quando il liquido evapora, anche il calore viene perso. Queste sono le cosiddette dispersioni di calore impercettibili. Costituiscono circa il 10%. Va notato che le perdite di calore impercettibili sono relativamente costanti. Con un aumento della temperatura corporea, il processo di sudorazione si intensifica. Quando il sudore raggiunge la superficie della pelle, passa da uno stato liquido a uno stato gassoso a causa del calore della pelle. Pertanto, con un aumento della temperatura corporea, il ruolo del sudore aumenta in modo significativo.

Il trasferimento del calore corporeo al danno esterno avviene per conduzione, convezione, irraggiamento ed evaporazione. Quando si esegue 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

Con le fluttuazioni della temperatura corporea, il ripristino della normale temperatura corporea viene effettuato, di regola, 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 sudorazione attiva, che idrata la pelle. Più alta è la temperatura corporea, più sudore. La sua evaporazione prende calore dalla superficie della pelle.

Quando la temperatura della pelle e del sangue aumenta, l'ipotalamo invia segnali alle arteriole muscolari lisce 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 c'è la necessità di generare più calore. In condizioni di bassa temperatura dell'aria, i termocettori della pelle inviano segnali all'ipotalamo. Allo stesso modo, con una diminuzione della temperatura sanguigna, il cambiamento è fissato 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 di tremore, che è un ciclo rapido di contrazione e rilassamento involontari 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 l'intensità del loro metabolismo sotto l'influenza di numerosi ormoni. Ciò influisce sul bilancio termico, poiché un aumento del metabolismo provoca un aumento della produzione di energia. Il raffreddamento del corpo stimola il rilascio di tiroxina dalla tiroide. La tiroxina può aumentare l'intensità del metabolismo nel corpo di oltre il 100%. Inoltre, l'adrenalina e la noradrenalina 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 specifiche reazioni di adattamento rispetto a ciascun fattore, cioè si adatta. L'adattamento è il processo di adattamento alle condizioni ambientali. Come si adatta alle variazioni di temperatura?