Metódy implementácie termoregulácie ľudského tela. Ako prebieha termoregulácia v tele? Termoregulácia ľudského tela fyzikálne vlastnosti tepelného spracovania

Hlavnými parametrami, ktoré zabezpečujú proces výmeny tepla medzi človekom a prostredím, ako je uvedené vyššie, sú ukazovatele mikroklímy. V prirodzených podmienkach na povrchu Zeme (hladina mora) sa výrazne líšia. Okolitá teplota sa teda pohybuje od -88 do + 60 °С; vzdušná mobilita - od 0 do 60 m/s; relatívna vlhkosť - od 10 do 100% a atmosférický tlak - od 680 do 810 mm Hg. čl.

Spolu so zmenou parametrov mikroklímy sa mení aj tepelná pohoda človeka. Podmienky, ktoré porušujú tepelnú rovnováhu, spôsobujú v tele reakcie, ktoré prispievajú k jeho obnove. Procesy regulácie uvoľňovania tepla na udržanie konštantnej teploty ľudského tela sa nazývajú termoregulácia. Umožňuje vám udržiavať stálu telesnú teplotu. Termoregulácia sa uskutočňuje najmä tromi spôsobmi: biochemicky; zmenou intenzity krvného obehu a intenzity potenia.

Termoregulácia biochemickými prostriedkami, nazývaná chemická termoregulácia, spočíva v zmene tvorby tepla v organizme reguláciou rýchlosti oxidačných reakcií. Zmena intenzity krvného obehu a potenia mení uvoľňovanie tepla do okolia a preto sa nazýva fyzikálna termoregulácia.

Termoregulácia tela sa vykonáva súčasne všetkými prostriedkami. Takže pri znížení teploty vzduchu sa zvýšeniu prenosu tepla v dôsledku zvýšenia teplotného rozdielu zabránia takými procesmi, ako je zníženie vlhkosti pokožky, a teda zníženie prenosu tepla vyparovaním, zníženie teploty kože v dôsledku zníženia intenzity transportu krvi z vnútorných orgánov a zároveň zníženia rozdielových teplôt. Experimentálne sa zistilo, že optimálny metabolizmus v tele, a teda aj maximálny výkon činnosti, prebieha, ak sú zložky procesu prenosu tepla v nasledujúcich medziach:

Q to? tridsať %; Q p? päťdesiat %; Q tm? dvadsať %.

Takáto rovnováha charakterizuje absenciu napätia v termoregulačnom systéme.

Parametre mikroklímy majú priamy vplyv na tepelnú pohodu človeka a jeho výkonnosť. Zistilo sa, že pri teplote vzduchu vyššej ako 25 °C začína klesať výkonnosť človeka. Maximálna teplota vdychovaného vzduchu, pri ktorej je človek schopný dýchať niekoľko minút bez špeciálnych ochranných prostriedkov, je asi 116 °C.

Tolerancia človeka na teplotu, rovnako ako jeho pocit tepla, do značnej miery závisí od vlhkosti a rýchlosti okolitého vzduchu. Čím vyššia je relatívna vlhkosť, tým menej potu sa odparí za jednotku času a tým rýchlejšie sa telo prehrieva. Vysoká vlhkosť pri t * gt má obzvlášť nepriaznivý vplyv na tepelnú pohodu človeka; 30 °C, keďže v tomto prípade sa takmer všetko uvoľnené teplo odovzdáva do okolia pri odparovaní potu. So zvyšovaním vlhkosti sa pot neodparuje, ale steká po kvapkách z povrchu pokožky. Dochádza k takzvanému prívalovému toku potu, ktorý vyčerpáva telo a nezabezpečuje potrebný prenos tepla. Spolu s potom telo stráca značné množstvo minerálnych solí, stopových prvkov a vitamínov rozpustných vo vode (C, B 1 , B 2). Strata tekutín môže za nepriaznivých podmienok dosiahnuť 8 ... 10 litrov za zmenu a s tým až 40 g kuchynskej soli (celkovo asi 140 g NaCl v tele). Straty viac ako 30 g NaCl sú pre ľudský organizmus mimoriadne nebezpečné, pretože vedú k narušeniu sekrécie žalúdka, svalovým kŕčom a kŕčom. Kompenzácia straty vody v ľudskom tele pri vysokých teplotách nastáva v dôsledku rozkladu sacharidov, tukov a bielkovín.

Na obnovenie rovnováhy voda-soľ pracovníkov v horúcich predajniach sú inštalované doplňovacie miesta pre slanú (asi 0,5% NaCl) sýtenú pitnú vodu v množstve 4 ... 5 litrov na osobu a zmenu. V mnohých továrňach sa na tieto účely používa proteínovo-vitamínový nápoj. V horúcom podnebí sa odporúča piť chladenú pitnú vodu alebo čaj.

Dlhodobé pôsobenie vysokej teploty, najmä v kombinácii s vysokou vlhkosťou, môže viesť k výraznému hromadeniu tepla v organizme a rozvoju prehriatia organizmu nad prípustnú mieru – hypertermia – stav, kedy telesná teplota stúpne na 38 . .. 39 °C. Pri hypertermii a následkom úpalu sa pozorujú bolesti hlavy, závraty, celková slabosť, skreslenie vnímania farieb, sucho v ústach, nevoľnosť, vracanie, hojné potenie, pulz a dýchanie. V tomto prípade sa pozoruje bledosť, cyanóza, rozšírené zrenice, občas kŕče, strata vedomia.

V horúcich prevádzkach priemyselných podnikov väčšina technologických procesov prebieha pri teplotách, ktoré sú výrazne vyššie ako teplota okolitého vzduchu. Vyhrievané povrchy vyžarujú prúdy sálavej energie do priestoru, čo môže viesť k negatívnym dôsledkom. Infračervené lúče majú hlavne tepelný účinok na ľudské telo, pričom dochádza k narušeniu činnosti kardiovaskulárneho a nervového systému. Lúče môžu spôsobiť popáleniny kože a očí. Najčastejším a najzávažnejším poškodením oka v dôsledku vystavenia infračerveným lúčom je šedý zákal oka.

Výrobné procesy vykonávané pri nízkych teplotách, vysokej pohyblivosti vzduchu a vlhkosti môžu spôsobiť ochladenie až podchladenie organizmu – podchladenie. V počiatočnom období vystavenia miernemu chladu dochádza k zníženiu frekvencie dýchania, zvýšeniu objemu inhalácie. Pri dlhšom vystavení chladu sa dýchanie stáva nepravidelným, frekvencia a objem inšpirácie sa zvyšujú. Výskyt svalového chvenia, pri ktorom sa nevykonáva vonkajšia práca a všetka energia sa premieňa na teplo, môže na určitý čas oddialiť zníženie teploty vnútorných orgánov. Výsledkom pôsobenia nízkych teplôt sú poranenia chladom.

Ľudská termoregulácia je súbor mimoriadne dôležitých mechanizmov, ktoré udržiavajú stabilitu teplotného režimu tela v rôznych podmienkach prostredia. Prečo však človek tak veľmi potrebuje stálu telesnú teplotu a čo sa stane, ak začne kolísať? Ako prebiehajú termoregulačné procesy a čo robiť, ak zlyhá prirodzený mechanizmus? O tom všetkom - nižšie.

Človek, ako väčšina cicavcov, je homoiotermický tvor. Homeotermia je schopnosť tela zabezpečiť si konštantnú úroveň teploty, najmä prostredníctvom fyziologických a biochemických reakcií.

Termoregulácia ľudského tela je evolučne vytvorený súbor mechanizmov, ktoré fungujú v dôsledku humorálnej (cez tekuté médium) a nervovej regulácie, metabolizmu (metabolizmu) a energetického metabolizmu. Rôzne mechanizmy majú rôzne spôsoby a podmienky fungovania, takže ich aktivácia závisí od dennej doby, pohlavia človeka, počtu prežitých rokov a dokonca aj polohy Zeme na obežnej dráhe.

Ľudská tepelná mapa

Termoregulácia v ľudskom tele sa vykonáva reflexne. Špeciálne systémy, ktorých činnosť je zameraná na reguláciu teploty, regulujú intenzitu prenosu alebo absorpcie tepla.

Ľudský termoregulačný systém

Udržiavanie teplotného režimu tela na konštantnej vopred stanovenej úrovni sa uskutočňuje pomocou dvoch protiľahlých mechanizmov termoregulácie ľudského tela - spätného rázu a produkcie tepla.

Mechanizmus výroby tepla

Mechanizmus tvorby tepla alebo chemická termoregulácia človeka je proces, ktorý prispieva k zvýšeniu telesnej teploty. Vyskytuje sa vo všetkých metabolizmoch, najviac však vo svalových vláknach, pečeňových bunkách a hnedých tukových bunkách. Tak či onak, všetky tkanivové štruktúry sa podieľajú na tvorbe tepla. V každej bunke ľudského tela prebiehajú oxidačné procesy, pri ktorých dochádza k rozkladu organických látok, pri ktorých sa časť uvoľnenej energie vynakladá na zahrievanie tela a hlavná časť sa vynakladá na syntézu adenozíntrifosfátu (ATP). Toto spojenie je vhodnou formou pre akumuláciu, prepravu a prevádzku energie.

Ako vyzerá molekula ATP?

Pri poklese teploty sa reflexne znižuje aj rýchlosť metabolických procesov v ľudskom tele a naopak. Chemická regulácia sa aktivuje, keď fyzikálna zložka prenosu tepla nestačí na udržanie normálnej hodnoty teploty.

Mechanizmus tvorby tepla sa aktivuje po prijatí signálov z chladových receptorov. Dochádza k tomu vtedy, keď teplota okolia klesne pod takzvanú „zónu komfortu“, ktorá u málo oblečeného človeka leží v rozmedzí teplôt od 17 do 21 stupňov a u nahého človeka je približne 27-28 stupňov. Treba poznamenať, že pre každého jednotlivca sa "komfortná zóna" určuje individuálne, môže sa líšiť v závislosti od zdravotného stavu, telesnej hmotnosti, miesta bydliska, sezóny atď.

Na zvýšenie produkcie tepla v tele sa aktivujú mechanizmy termogenézy. Medzi nimi sú nasledujúce.

1. Kontraktilné.

Tento mechanizmus sa aktivuje v dôsledku práce svalov, počas ktorej sa zrýchľuje rozklad adenosytrifosfátu. Pri jeho štiepení sa uvoľňuje sekundárne teplo, ktoré telo účinne zahrieva.

Svalové kontrakcie sa v tomto prípade vyskytujú nedobrovoľne - po prijatí impulzov vychádzajúcich z mozgovej kôry. Vďaka tomu možno v ľudskom tele pozorovať výrazné (až päťnásobné) zvýšenie produkcie tepla.

Ako pokožka reaguje na chlad?

S miernym poklesom teploty sa zvyšuje termoregulačný tonus, čo sa jasne prejavuje výskytom husej kože na koži a zdvíhaním chĺpkov.

Nekontrolované svalové kontrakcie počas kontraktilnej termogenézy sa nazývajú chladná triaška. Je možné zvýšiť telesnú teplotu pomocou svalových kontrakcií a vedome - prejavom fyzickej aktivity. Fyzická aktivita prispieva k zvýšeniu produkcie tepla až 15-krát.

2. Nezmrštené.

Tento typ termogenézy môže takmer strojnásobiť produkciu tepla. Je založená na katabolizme (štiepení) mastných kyselín. Tento mechanizmus je regulovaný sympatickým nervovým systémom a hormónmi vylučovanými štítnou žľazou a dreňou nadobličiek.

Mechanizmus prenosu tepla

Mechanizmus prenosu tepla, alebo fyzikálna zložka termoregulácie, je proces zbavovania tela prebytočného tepla. Konštantná hodnota teploty je udržiavaná vďaka odvodu tepla cez pokožku (kondukciou a konvekciou), sálaním a odvodom vlhkosti.

Časť prenosu tepla nastáva v dôsledku tepelnej vodivosti kože a vrstvy tukového tkaniva. Proces je z väčšej časti regulovaný krvným obehom. V tomto prípade teplo z ľudskej pokožky vydávajú pevné predmety pri dotyku (kondukcia) alebo okolitý vzduch (konvekcia). Konvekcia je významnou súčasťou prenosu tepla - 25-30% ľudského tepla sa prenáša do vzduchu.

Žiarenie alebo žiarenie je prenos ľudskej energie do priestoru alebo do okolitých predmetov, ktoré majú nižšiu teplotu. Pri sálaní sa stráca až polovica ľudského tepla.

A nakoniec odparovanie vlhkosti z povrchu kože alebo z dýchacích orgánov, ktoré predstavuje 23-29% tepelných strát. Čím viac telesná teplota prekračuje normu, tým aktívnejšie sa telo ochladzuje odparovaním - povrch tela je pokrytý potom.

V prípade, že okolitá teplota výrazne prekročí vnútorný indikátor tela, zostáva odparovanie jediným účinným chladiacim mechanizmom, všetky ostatné prestanú fungovať. Ak je vysoká vonkajšia teplota sprevádzaná aj vysokou vlhkosťou, ktorá sťažuje potenie (t. j. vyparovanie vody), môže sa človek prehriať a dostať úpal.

Zvážte podrobnejšie mechanizmy fyzickej regulácie telesnej teploty:

Potenie

Podstatou tohto typu prenosu tepla je, že energia sa do okolia posiela odparovaním vlhkosti z pokožky a slizníc vystielajúcich dýchacie cesty.

Tento typ prenosu tepla je jedným z najdôležitejších, pretože, ako už bolo uvedené, môže pokračovať v prostredí s vysokou teplotou za predpokladu, že percento vlhkosti vzduchu je menšie ako 100. Je to spôsobené tým, že čím vyššia je vlhkosť vzduchu, tým horšie sa bude voda odparovať.

Dôležitou podmienkou účinnosti potenia je cirkulácia vzduchu. Preto, ak je osoba v oblečení, ktoré je nepriepustné pre výmenu vzduchu, potom po nejakom čase stratí pot schopnosť odparovať sa, pretože vlhkosť vzduchu pod oblečením prekročí 100%. To povedie k prehriatiu.

V procese potenia sa energia ľudského tela vynakladá na rozbitie molekulárnych väzieb tekutiny. Voda stráca molekulárne väzby, dostáva sa do plynného skupenstva a medzitým z tela odchádza prebytočná energia.

Odparovanie vody zo slizníc dýchacích ciest a vyparovanie cez povrchové tkanivo - epitel (aj keď sa pokožka zdá byť suchá) sa nazýva nepostrehnuteľné potenie. Aktívna práca potných žliaz, pri ktorej dochádza k hojnému poteniu a prenosu tepla, sa nazýva vnímateľné potenie.

Vyžarovanie elektromagnetických vĺn

Tento spôsob prenosu tepla funguje na princípe vyžarovania infračervených elektromagnetických vĺn. Podľa fyzikálnych zákonov každý predmet, ktorého teplota stúpne nad teplotu okolia, začne vyžarovať teplo prostredníctvom žiarenia.

Ľudské infračervené žiarenie

Aby sa takýmto spôsobom zabránilo nadmernému úniku tepla, ľudstvo vymyslelo oblečenie. Látka oblečenia pomáha vytvárať vzduchovú medzeru, ktorej teplota preberá teplotu tela. Tým sa znižuje žiarenie.

Množstvo tepla rozptýleného predmetom je úmerné ploche povrchu žiarenia. To znamená, že zmenou polohy tela môžete regulovať prenos tepla.

Vedenie

Vedenie alebo vedenie tepla nastáva, keď sa osoba dotkne akéhokoľvek iného objektu. Ale zbaviť sa prebytočného tepla sa môže stať iba vtedy, ak má predmet, s ktorým osoba prišla do kontaktu, nižšiu teplotu.

Je dôležité si uvedomiť, že vzduch s nízkym percentom vlhkosti a tuku má nízku hodnotu tepelnej vodivosti, preto sú tepelnými izolantmi.

Konvekcia

Podstatou tohto spôsobu prenosu tepla je prenos energie vzduchom cirkulujúcim okolo tela za predpokladu, že jeho teplota je nižšia ako teplota tela. Chladný vzduch sa v momente kontaktu s pokožkou ohrieva a prúdi nahor, pričom je nahradený novou dávkou studeného vzduchu, ktorá je pre svoju vysokú hustotu nižšia.

Oblečenie zohráva dôležitú úlohu pri zabránení tomu, aby telo počas prúdenia vydávalo príliš veľa tepla. Ide o bariéru, ktorá spomaľuje cirkuláciu vzduchu a tým aj konvekciu.

Centrum termoregulácie

Centrum ľudskej termoregulácie sa nachádza v mozgu, konkrétne v hypotalame. Hypotalamus je súčasťou diencephalonu, ktorý zahŕňa veľa buniek (asi 30 jadier). Funkcie tejto formácie spočívajú v udržiavaní homeostázy (t.j. schopnosti tela samoregulácie) a činnosti neuroendokrinného systému.

Jednou z najdôležitejších funkcií hypotalamu je zabezpečovať a kontrolovať činnosti zamerané na termoreguláciu tela.

Keď sa táto funkcia vykonáva v centre termoregulácie u človeka, dochádza k nasledujúcim procesom:

1. Periférne a centrálne termoreceptory prenášajú informácie do predného hypotalamu.
2. V závislosti od toho, či naše telo potrebuje zahrievanie alebo chladenie, sa aktivuje centrum výroby tepla alebo centrum prenosu tepla.

Pri prenose impulzov z chladových receptorov začína fungovať centrum výroby tepla. Nachádza sa v zadnej časti hypotalamu. Impulzy sa pohybujú z jadier cez sympatický nervový systém, zvyšujú rýchlosť metabolických procesov, sťahujú cievy a aktivujú kostrové svaly.

Ak sa telo začne prehrievať, centrum prenosu tepla začne aktívne pracovať. Nachádza sa v jadrách predného hypotalamu. Impulzy vznikajúce tam sú antagonistami mechanizmu tvorby tepla. Pod ich vplyvom sa človeku rozšíria cievy, zvýši sa potenie, telo sa ochladí.

Na termoregulácii človeka sa podieľajú aj ďalšie časti centrálneho nerovného systému, a to mozgová kôra, limbický systém a retikulárna formácia.

Hlavnou funkciou teplotného centra v mozgu je udržiavanie konštantného teplotného režimu. Je určená celkovou hodnotou telesnej teploty, kedy sú oba mechanizmy (výroba tepla a prenos tepla) najmenej aktívne.

Orgány vnútornej sekrécie zohrávajú dôležitú úlohu aj pri termoregulácii ľudského tela. Štítna žľaza pri nízkych teplotách zvyšuje produkciu hormónov, ktoré urýchľujú metabolické procesy. Nadobličky majú schopnosť kontrolovať prenos tepla vďaka hormónom, ktoré regulujú oxidačné procesy.

Poruchy termoregulácie tela: príčiny, symptómy a liečba

Porušenie termoregulácie sa nazýva náhle zmeny telesnej teploty alebo odchýlky od normy 36,6 stupňov Celzia.

Príčiny teplotných výkyvov môžu byť vonkajšie aj vnútorné, napríklad choroby.

Odborníci rozlišujú nasledujúce porušenia termoregulácie:

• zimnica;
• zimnica s hyperkinézou (mimovoľné svalové kontrakcie);
• hypotermia (hypotermia). Venované hypotermii;
• hypertermia (prehriatie tela).

Existuje mnoho príčin porúch termoregulácie, najčastejšie z nich sú uvedené nižšie:

• Získaná alebo vrodená chyba hypotalamu (ak je to problém, pokles teploty môže byť sprevádzaný poruchami gastrointestinálneho traktu, dýchacích orgánov a kardiovaskulárneho systému).
• Zmena klímy (ako vonkajší faktor).
• Zneužívanie alkoholických nápojov.
• dôsledkom procesu starnutia.
• Mentálne poruchy.
• Vegetovaskulárna dystónia (na našej webovej stránke si môžete prečítať o teplotných zmenách vo VVD).

V závislosti od príčiny môžu byť teplotné výkyvy sprevádzané rôznymi príznakmi, ktorými sú často horúčka, bolesť hlavy, strata vedomia, porucha tráviaceho systému a zrýchlené dýchanie.

V prípade porušenia regulácie teploty telom musíte kontaktovať neurológa. Hlavné princípy liečby tohto problému sú:

• užívanie liekov, ktoré ovplyvňujú emocionálny stav pacienta (ak sú príčinou duševné poruchy);
• užívanie liekov, ktoré ovplyvňujú činnosť centrálneho nervového systému;
• užívanie liekov, ktoré podporujú zvýšený prenos tepla v cievach kože;
• všeobecná terapia, ktorá zahŕňa: fyzickú aktivitu, otužovanie, zdravé stravovanie, užívanie vitamínov.

Výmena tepla človeka s okolím. Človek je neustále v stave výmeny tepla s okolím. Ľudská činnosť je sprevádzaná neustálym uvoľňovaním tepla do prostredia. Jeho množstvo závisí od stupňa fyzickej záťaže v určitých klimatických podmienkach a pohybuje sa od 85 J/s (v pokoji) do 500 J/s (pri ťažkej práci). Pre normálny priebeh fyziologických procesov v ľudskom tele je potrebné, aby telo uvoľnené teplo (Q tv) bolo úplne odovzdané životnému prostrediu (Q potom), to znamená, že by tepelná bilancia Q tv \u003d Q potom. Nadmerné uvoľňovanie tepla tela pri prenose tepla do okolia (Qsol > Qto) vedie k zahrievaniu tela a k zvýšeniu telesnej teploty. Takáto tepelná pohoda sa vyznačuje konceptom horúce. Naopak, prebytok prenosu tepla nad uvoľňovaním tepla (Q tv< Q то) приводит к охлаждению организма и снижению его температуры. Такое тепловое самочувствие характеризуется понятием chladný.

Jedným z dôležitých ukazovateľov tepelného stavu organizmu je priemerná teplota tela (vnútorných orgánov) rádovo 36,5 °C. Dokonca aj malé odchýlky od tejto teploty v jednom alebo druhom smere vedú k zhoršeniu ľudského blaha. Závisí to od miery narušenia tepelnej bilancie a úrovne spotreby energie pri výkone fyzickej práce.

Výmena tepla medzi ľudským telom a prostredím závisí od parametrov mikroklímy: teploty okolia, rýchlosti vzduchu, relatívnej vlhkosti vzduchu. Aby sme pochopili vplyv jedného alebo druhého ukazovateľa na prenos tepla, je potrebné zvážiť mechanizmy, ktorými sa teplo prenáša z jedného objektu do druhého (najmä z človeka do prostredia a naopak).

K uvoľňovaniu tepla ľudským telom dochádza prostredníctvom:

tepelná vodivosť Q t;

Konvekcia q až v dôsledku odplavovania ľudského tela vzduchom;

Žiarenie na okolité povrchy Q out;

Odparovanie vlhkosti z povrchu pokožky Q je a pri dýchaní Q c.

Teplo sa môže prenášať iba z telesa s vyššou teplotou na teleso s nižšou teplotou. Intenzita prestupu tepla závisí od teplotného rozdielu tiel (v našom prípade ide o teplotu ľudského tela a teploty predmetov a vzduchu obklopujúceho človeka) a od tepelno-izolačných vlastností oblečenia. Keďže sa teplota ľudského tela voči hodnote 36,5°C mení v malom rozsahu, k zmene prenosu tepla z človeka dochádza najmä v dôsledku zmeny teploty prostredia človeka. Ak je teplota vzduchu alebo predmetov obklopujúcich človeka vyššia ako teplota 36,5 °C, nedochádza k prenosu tepla od človeka, ale naopak dochádza k jeho ohrievaniu.

Ľudské oblečenie má tepelnoizolačné vlastnosti: čím je teplejšie, tým menej tepla prechádza z človeka do okolia. Tak je možné regulovať tepelnú výmenu človeka s okolím vplyvom okolitej teploty a výberu oblečenia s rôznymi tepelno-izolačnými vlastnosťami.

Vzduch v blízkosti teplého predmetu sa zahrieva. Ohriaty vzduch má menšiu hustotu a keďže je ľahší, stúpa nahor a jeho miesto zaujme chladnejší vzduch prostredia. Fenomén výmeny častí vzduchu v dôsledku rozdielu hustôt teplého a studeného vzduchu sa nazýva tzv prirodzená konvekcia.

Ak je teplý objekt fúkaný studeným vzduchom, tak sa urýchli proces nahrádzania teplejších vrstiev vzduchu v objekte chladnejším. V tomto prípade bude mať vyhrievaný objekt chladnejší vzduch, rozdiel teplôt medzi vykurovaným objektom a okolitým vzduchom bude väčší a zvýši sa intenzita prestupu tepla z objektu do okolitého vzduchu. Tento jav sa nazýva nútená konvekcia. Výmenu tepla medzi človekom a prostredím je teda možné regulovať zmenou rýchlosti pohybu vzduchu, t.j. prenos tepla konvekciou je tým väčší, čím je teplota okolia nižšia a rýchlosť pohybu vzduchu vyššia.

Tepelná energia, meniaca sa na povrchu horúceho telesa na sálavé (elektromagnetické vlnenie) - infračervené žiarenie, sa prenáša na iný (studený povrch), kde sa opäť mení na teplo. Žiarivý tok je tým vyšší, čím väčší je rozdiel teplôt medzi človekom a okolitými predmetmi. Navyše, sálavý tok môže pochádzať od človeka, ak je teplota okolitých predmetov nižšia ako teplota človeka, a naopak, ak sú okolité predmety viac zahrievané, t.j. sálavý tok pri výmene tepla sálaním je tým väčší, čím je nižšia teplota povrchov obklopujúcich človeka.

Intenzita vyparovania a následne aj množstvo prestupu tepla z organizmu do prostredia závisí: po prvé od teploty okolia: čím vyššia teplota, tým vyššia intenzita vyparovania; po druhé, o vlhkosti vzduchu: čím vyššia vlhkosť, tým nižšia intenzita vyparovania; po tretie, na rýchlosti pohybu: intenzita vyparovania sa zvyšuje so zvyšujúcou sa rýchlosťou pohybu vzduchu; po štvrté, od intenzity práce: úroveň potenia sa zvyšuje úmerne k náročnosti vykonávanej práce.

V procese dýchania sa vzduch prostredia, ktorý sa dostáva do pľúc človeka, zahrieva a zároveň je nasýtený vodnou parou. Teplo sa teda z ľudského tela odvádza vydychovaným vzduchom (Qv). Množstvo tepla, ktoré človek vydýchaným vzduchom uvoľní, závisí od jeho fyzickej aktivity, vlhkosti a teploty okolitého (vdychovaného) vzduchu. Čím väčšia fyzická záťaž a nižšia teplota okolia, tým viac tepla sa odovzdáva s vydychovaným vzduchom. So zvyšovaním teploty a vlhkosti okolitého vzduchu sa množstvo tepla odvádzaného dýchaním znižuje.

Smer tepelných tokov Q t Q do Q von teda môže byť od človeka do vzduchu a predmetov, ktoré ho obklopujú a naopak, v závislosti od toho, čo je väčšie - od teploty tela človeka alebo vzduchu a okolitých telies.

Výdaj tepla ľudského tela je určený predovšetkým veľkosťou svalovej záťaže pri ľudskej činnosti a prenos tepla je daný teplotou okolitého vzduchu a predmetov, rýchlosťou pohybu a relatívnou vlhkosťou vzduchu.

Parametre mikroklímy v prírodnom prostredí a vo výrobných podmienkach sa môžu značne líšiť. Spolu so zmenou parametrov mikroklímy sa mení aj tepelná pohoda človeka. Porušenie tepelnej rovnováhy v jednom alebo druhom smere spôsobuje reakcie v ľudskom tele, ktoré prispievajú k jeho obnove.

Proces regulácie uvoľňovania tepla na udržanie konštantnej teploty ľudského tela sa nazýva termoregulácia. Umožňuje udržiavať konštantnú teplotu vnútorných orgánov (36,5 ° C) a nezahŕňa špecifické orgány. Odolnosť voči chladu alebo teplu sa vyskytuje pod kontrolou nervového systému, ktorý zahŕňa špecifické orgány v špecifickom funkčnom systéme, ktorý zabezpečuje udržiavanie konštantnej teploty najefektívnejším a najhospodárnejším spôsobom. Fyziologický systém termoregulácie zahŕňa reguláciu tvorby tepla a prenosu tepla.

Termoregulácia sa uskutočňuje týmito spôsobmi: biochemicky, zmenou intenzity krvného obehu a intenzity potenia.

Termoregulácia biochemickými prostriedkami spočíva v zmene intenzity oxidačných procesov prebiehajúcich v ľudskom tele. Vonkajším prejavom biochemických regulačných procesov je svalová triaška, ktorá, ako už bolo spomenuté, vzniká pri prechladnutí organizmu. Zvyšuje uvoľňovanie tepla až na 125...200 J/s. V dôsledku zložitých chemických reakcií sa počas asimilácie potravy vytvára teplo, ktoré sa vynakladá na udržanie životne dôležitých procesov: prácu srdca, dýchacie orgány.

Termoregulácia zmenou intenzity krvného obehu Spočíva v schopnosti organizmu regulovať objem dodávanej krvi, ktorú v tomto prípade možno považovať za nosič tepla z vnútorných orgánov na povrch ľudského tela zúžením alebo rozšírením ciev.

Pri vysokých teplotách okolia sa rozširujú cievy kože, z vnútorných orgánov do nej prúdi viac krvi a následne sa do okolia dostáva viac tepla.

Pri nízkych teplotách dochádza k opačnému javu: cievy sa zužujú, množstvo krvi a tým aj teplo dodávané pokožke klesá, jej teplota sa znižuje a v dôsledku toho sa znižuje prenos tepla z kože. človeka k životnému prostrediu.

Termoregulácia zmenou intenzity potenia je zmeniť proces prenosu tepla v dôsledku vyparovania. Veľký význam má ochladzovanie tela odparovaním. Takže pri teplote okolia 36 ° C sa teplo z človeka odvádza do okolia takmer výlučne v dôsledku odparovania potu. Pri regulácii procesu prenosu tepla sú zapojené všetky spôsoby súčasne, ale vo väčšej či menšej miere.

Experimentálne sa zistilo, že optimálny metabolizmus v tele a teda aj maximálna produktivita práce sa uskutočňujú, ak sú zložky procesu prenosu tepla v nasledujúcich medziach:

Q až +Qt = 30 %; Q z -45

Q je \u003d 20 % Q v \u003d 5 %

Takáto rovnováha charakterizuje absenciu napätia v termoregulačnom systéme.

Parametre mikroklímy vzdušného prostredia, ktoré určujú optimálnu látkovú premenu v organizme a pri ktorých nedochádza k nepríjemným pocitom a napätiu v termoregulačnom systéme, sú tzv. pohodlné alebo optimálne. Zóna, v ktorej prostredie úplne odvádza teplo vytvorené telom a nedochádza k napätiu v systéme termoregulácie, sa nazýva komfortná zóna. Podmienky, za ktorých je narušený normálny tepelný stav človeka, sa nazývajú nepríjemné.

S miernym napätím v termoregulačnom systéme a miernym nepohodlím sa vytvárajú prijateľné meteorologické podmienky. Ak sú prekročené prípustné hodnoty meteorologických parametrov, termoregulačný systém pracuje v stresovom režime, človek pociťuje silné nepohodlie, je narušená tepelná rovnováha a telo sa začína prehrievať alebo podchladzovať, v závislosti od toho, ktorým smerom je tepelná rovnováha narušený.

Adaptácia a aklimatizácia pri práci vo vykurovacom a chladiacom prostredí. Telo ľudí pracujúcich v podmienkach neustáleho vystavenia zvýšeným alebo nízkym teplotám je v stave dynamickej rovnováhy s vonkajším prostredím. (dynamický stereotyp) - Ide o rovnováhu nastolenú v dôsledku prispôsobenia ľudského tela určitým meteorologickým podmienkam.

Adaptácia na vykurovaciu alebo chladiacu mikroklímu je založená na procesoch zameraných na udržanie určitej úrovne a vzájomného prepojenia fyziologických systémov, orgánov, riadiacich mechanizmov, ktoré zabezpečujú vysokú životnú aktivitu organizmu.

V počiatočných štádiách sa adaptácia uskutočňuje v dôsledku aktivácie kompenzačných mechanizmov - primárnych reflexných reakcií zameraných na odstránenie alebo oslabenie funkčných zmien v tele spôsobených tepelnými stimulmi. V procese adaptácie (adaptácie) sa všetka činnosť tela prostredníctvom neurohumorálnych mechanizmov uvádza do stále presnejšej a jemnejšej rovnováhy s prostredím.

V dôsledku adaptačného procesu sa v zmenených mikroklimatických podmienkach prostredia nastoľuje stabilný stav životných systémov organizmu – aklimatizácia.

Aklimatizácia - prispôsobenie sa novým klimatickým podmienkam je špeciálnym prípadom adaptácie, vyvíja sa v dôsledku dlhodobého pobytu v podmienkach vysokých a nízkych teplôt. Charakteristickými znakmi adaptácie a aklimatizácie je zlepšenie celkového stavu, ľahšia tolerancia vysokých a nízkych teplôt, skrátenie doby obnovy fyziologických funkcií a pracovnej schopnosti.

Prispôsobenie sa vysokým teplotám vyjadrené zvýšením svalovej práce, výrazným znížením bazálneho metabolizmu. Pri práci spojenej s vysokou izbovou teplotou dochádza k adaptácii v dôsledku poklesu tvorby tepla, vytváraniu stabilnej redistribúcie krvnej náplne ciev, takže je uľahčený prenos tepla z povrchu tela. Potenie z nadmerného - v núdzovej fáze - prechádza do primerane vysokej teploty. V procese adaptácie so silným potením sa pozoruje zníženie koncentrácie chloridov v pote, čo pomáha znižovať poruchy metabolizmu voda-soľ. Klesá krvný tlak, znižuje sa tep a dýchanie, mierne klesá telesná teplota.

Prispôsobenie sa chladu.Časté a dlhodobé vystavenie chladu vedie k zvýšeniu metabolizmu a zvýšenej tvorbe tepla. Pri práci v chladiarňach alebo chladničkách prvé dni v reakcii na nízke teploty nehospodárne, nadmerne narastá produkcia tepla a prenos tepla stále nie je dostatočne obmedzený. Po nastolení fázy stabilnej adaptácie sa procesy tvorby tepla zintenzívňujú, prenosy tepla klesajú a prípadne sa vyrovnávajú tak, aby čo najdokonalejšie udržiavali stabilnú telesnú teplotu v nových podmienkach.

V tomto prípade je aktívna adaptácia sprevádzaná mechanizmami, ktoré zabezpečujú adaptáciu receptorov na chlad, to znamená zvýšenie prahu podráždenia týchto receptorov. Rýchlejšie sa obnovuje teplota pokožky, dochádza k menej výraznému zúženiu ciev kože, jej väčšiemu prekrveniu, zvyšuje sa objem cirkulujúcej krvi.

V procese adaptácia na infračervené žiarenie klesá dráždivosť receptorov, dochádza k miernemu zvýšeniu srdcovej frekvencie a zvýšeniu telesnej teploty, zvýšeniu intenzity potenia, zvýšeniu množstva tukových látok a zníženiu koncentrácie chloridov v pote.

Adaptácia sa pozoruje pod podmienkou, že výkyvy parametrov výrobnej mikroklímy nepresahujú kompenzačné možnosti organizmu. Prudko výrazné výkyvy meteorologických podmienok sťažujú adaptáciu organizmu na ne. Nadmerná intenzita a trvanie tepelných stimulov môže viesť k poruche adaptácie. Zlyhania adaptácie sú spojené so znížením imunologickej reaktivity tela a majú za následok rôzne nepriaznivé dôsledky, najmä zvýšenú chorobnosť.

Porušenie termoregulácie tela alebo porucha stálosti telesnej teploty je vyvolaná dysfunkciou centrálneho nervového systému. Pri porušení procesov termoregulácie sú možné dva typy reakcií. Ak sa telesná teplota zvýši, periférne cievy sa rozšíria, začne sa potenie. Ak teplota naopak klesá, cievy sa zužujú, svaly sa sťahujú, končatiny ochladzujú, objavuje sa triaška.

Vyššie zvieratá, ktoré majú vlastnosť stálosti telesnej teploty, majú systém na udržiavanie teploty v rovnováhe. Termoregulácia zabezpečuje rovnováhu medzi tvorbou a uvoľňovaním tepla. Existujú dva hlavné typy termoregulácie: chemický (jeho hlavným mechanizmom je zvýšená tvorba tepla pri svalových kontrakciách – svalový chvenie) a fyzikálny (zvýšený prenos tepla v dôsledku vyparovania tekutiny z povrchu tela pri potení). Okrem toho má pre tvorbu tepla a prenos tepla určitý význam intenzita metabolických procesov a zužovanie alebo rozširovanie kožných ciev.

Termoregulačné centrum sa nachádza v mozgovom kmeni. Okrem toho zohrávajú určitú úlohu v termoregulácii najmä hormóny žliaz s vnútornou sekréciou. Porušenie termoregulácie tela spojené s poklesom teploty sa nazýva hypotermia. Porušenie termoregulácie tela u ľudí, spojené so zvýšením teploty, sa nazýva hypertermia.

Porušenie termoregulačných procesov: hypertermia

Hypertermia (prehriatie) vzniká pri poruche mechanizmov termoregulácie, pri ktorej prevláda tvorba tepla nad prenosom tepla. Telesná teplota môže dosiahnuť 43 ° C alebo viac.

Najčastejšími príčinami takéhoto porušenia ľudskej termoregulácie je zvýšenie teploty vonkajšieho prostredia a výskyt faktorov, ktoré bránia dostatočnému prenosu tepla (napríklad príliš teplé oblečenie, vysoká vlhkosť atď.).

Keď sa objaví tento typ poruchy termoregulácie, aktivujú sa adaptačné mechanizmy: behaviorálne reakcie, pomocou ktorých sa človek snaží vyhnúť nadmernému teplu (napríklad zapne ventilátor), zvýšené mechanizmy prenosu tepla, zníženie produkcie tepla a stresová reakcia. V súlade s výsledkami interakcie hypertermie a adaptačných procesov sa rozlišuje štádium kompenzácie a štádium dekompenzácie hypertermie.

V štádiu kompenzácie dochádza k expanzii arteriálnych ciev kože a s tým spojenému zvýšeniu prenosu tepla. Pri ďalšom zvyšovaní teploty začína k prenosu tepla dochádzať najmä len v dôsledku potenia.

V štádiu dekompenzácie dochádza k porušeniu adaptačných mechanizmov, výrazne sa znižuje potenie, telesná teplota môže stúpnuť na 41-43 °C. V súvislosti s priamymi škodlivými účinkami vysokej teploty dochádza k narušeniu funkcií a štruktúr buniek, čo vedie k výraznému narušeniu funkcií systémov a orgánov, predovšetkým centrálneho nervového systému a kardiovaskulárneho systému.

Úpal- ide o variant hypertermie, pri ktorej sa adaptačné mechanizmy rýchlo vyčerpajú. Môže k tomu dôjsť tak pri vysokej intenzite tepelného faktora, ako aj v dôsledku nízkej účinnosti adaptačných mechanizmov konkrétneho organizmu. Príznaky takéhoto porušenia termoregulácie sú rovnaké ako v štádiu dekompenzácie hypertermie vo všeobecnosti, ale sú závažnejšie a rastú oveľa rýchlejšie, a preto je úpal sprevádzaný vysokou úmrtnosťou. Vedúce mechanizmy patogenézy zmien v organizme súčasne zodpovedajú mechanizmom pri hypertermii všeobecne. Ale osobitný význam pri takomto porušení termoregulácie ľudského tela má intoxikácia, akútne srdcové zlyhanie, zastavenie dýchania, opuchy a krvácania do mozgu.

Úpal je formou hypertermie. Vyskytuje sa v dôsledku priameho účinku tepla slnečného žiarenia na telo. Pri takejto patológii termoregulácie sa aktivujú vyššie uvedené mechanizmy hypertermie, ale vedúcim je poškodenie mozgu.

Patológia termoregulácie tela: horúčka

Horúčku treba odlíšiť od hypertermie. Horúčka- ide o reakciu tela na dráždivé látky infekčnej a neinfekčnej povahy, ktorá sa vyznačuje zvýšením telesnej teploty. Pri horúčke (na rozdiel od hypertermie) sa udržiava rovnováha medzi tvorbou tepla a tepelnými stratami, ale na vyššej úrovni, ako je obvyklé.

Dôvodom tohto porušenia termoregulácie je výskyt pyrogénnych látok (pyrogénov) v tele. Delia sa na exogénne (životne dôležité produkty baktérií) a endogénne (produkty rozpadu poškodených buniek, zmenené bielkoviny krvného séra a pod.).

Existujú nasledujúce štádiá takejto patológie ľudskej termoregulácie:

• štádium zvýšenia teploty;
• štádium stojacej teploty na vyššej úrovni, ako je normálne;
• štádium poklesu teploty.

Horúčka do 38 °C sa nazýva subfebrilná, do 39 °C stredná alebo horúčkovitá, do 41 °C - vysoká alebo pyretická, nad 41 °C - nadmerná alebo hyperpyretická.

Typy teplotných kriviek (grafy denných teplotných výkyvov) môžu mať diagnostickú hodnotu, pretože sa pri rôznych ochoreniach často výrazne líšia.

Konštantná horúčka sa vyznačuje dennými teplotnými výkyvmi maximálne 1 ° C. Pri laxatívnej horúčke je rozdiel medzi rannými a večernými teplotami 1-2 ° C a pri vyčerpávajúcej (hektickej) - 3-5 ° C. Intermitentná horúčka je charakterizovaná veľkými výkyvmi rannej a večernej teploty s jej periodickou normalizáciou. Recidivujúca horúčka spája obdobia niekoľkých dní, v ktorých je teplota normálna, a obdobia zvýšenej teploty, ktoré sa striedajú jedno za druhým. Pri perverznej horúčke je ranná teplota vyššia ako večerná a atypická horúčka nemá vôbec žiadne vzorce.

Pri prudkom poklese teploty hovoria o kritickom poklese alebo kríze (môže to byť sprevádzané výrazným poklesom - kolapsom); jeho postupný pokles sa nazýva lytický, alebo lýza.

Počas horúčky dochádza v systémoch a orgánoch k mnohým zmenám.

Takže v centrálnom nervovom systéme počas horúčky sa pozoruje fenomén útlaku. Sprievodným príznakom takéhoto porušenia termoregulácie tela je tachykardia, asi 8-10 úderov za minútu pre každý stupeň vzostupu (avšak pri niektorých ochoreniach, napríklad s, sa môže vyskytnúť bradykardia, ktorá je spojená s inhibičným účinkom bakteriálneho toxínu na srdci). Vo výške horúčky môže byť dýchanie rýchle.

Horúčka má však aj pozitívnu konotáciu. Takže s horúčkou je potlačená reprodukcia niektorých vírusov, sú potlačené životne dôležité procesy a delenie mnohých baktérií, zvyšuje sa intenzita imunitných reakcií, inhibuje sa rast nádorov a zvyšuje sa odolnosť tela voči infekciám.

Pri podobných príznakoch sú príčiny týchto porušení termoregulácie tela odlišné. Horúčku spôsobujú pyrogény a hypertermiu spôsobuje vysoká teplota okolia.

Pri patológii, akou je horúčka, ďalej fungujú mechanizmy termoregulácie (dochádza k prechodu rovnováhy medzi tvorbou tepla a prenosom tepla na vyššiu úroveň), pri hypertermii dochádza k poruche termoregulačných mechanizmov.

Horúčka je reakcia organizmu na určité vonkajšie a vnútorné vplyvy s určitými pozitívnymi vlastnosťami, hypertermia je samozrejme patologický proces, ktorý je pre organizmus škodlivý.

Porušenie termoregulácie tela: hypotermia

Podchladenie je stav charakterizovaný poklesom telesnej teploty pod normál.

Hlavnou príčinou takéhoto porušenia termoregulácie tela je zníženie teploty okolia. Okrem toho je hypotermia na pozadí mierneho poklesu vonkajšej teploty spôsobená porušením mechanizmov tvorby tepla: rozsiahla svalová paralýza, zhoršená produkcia tepla v dôsledku zníženia metabolickej intenzity so zníženou produkciou hormónov nadobličiek (vrátane poškodenia hypotalamo-hypofyzárna oblasť), ako aj extrémne vyčerpanie. Nasledujúce faktory môžu tiež prispieť k podchladeniu: vysoká vlhkosť, mokré oblečenie, ponorenie do studenej vody, vietor (ktorý prispieva k zvýšenému prenosu tepla); okrem toho hladovanie, prepracovanie, intoxikácia alkoholom, úrazy a choroby vedú k zníženiu odolnosti organizmu voči podchladeniu. Dôsledky porušenia termoregulácie môžu byť všeobecné podchladenie a lokálne poranenie chladom - omrzliny.

Podľa času smrti sa rozlišuje akútna (do hodiny), subakútna (do 4 hodín), pomalá (nad 4 hodiny) hypotermia.

Rovnako ako pri hypertermii, aj tu sa vývoj hypotermie delí na štádium kompenzácie a štádium dekompenzácie.

Kompenzačné štádium je charakterizované behaviorálnymi reakciami (človek sa snaží zahriať), znížením prenosu tepla (kožné cievy sa zúžia, potenie sa zastaví), zvýšením tvorby tepla (krvný tlak, zrýchlenie tepu, prietok krvi vo vnútorných orgánoch). a zvyšuje sa intenzita metabolických procesov v orgánoch a tkanivách, objavujú sa svalové triašky). Telesná teplota mierne klesá.

Ak chlad naďalej pôsobí a adaptačné mechanizmy sa nedokážu vyrovnať s jeho patogénnymi účinkami, nastáva štádium dekompenzácie. Dochádza k poruche termoregulačného systému, inhibícii centier regulácie mozgu, čo vedie k poklesu srdcovej činnosti, oslabeniu intenzity dýchania, hypoxii a acidóze, poruche funkcií orgánov a tkanív, ako aj mikrocirkuláciu. Dôsledkom toho je narušenie výmeny vodných elektrolytov a výskyt mozgového edému. Smrť nastáva v dôsledku zastavenia krvného obehu a dýchania v dôsledku zvyšujúcej sa inhibície regulačných centier centrálneho nervového systému.

Omrzliny sú zvyčajne vystavené oblastiam tela, ktoré nie sú chránené alebo sú zle chránené odevom (nos, uši, prsty na rukách a nohách). V reakcii na vystavenie chladu existujú také príznaky porušenia termoregulácie, ako je kŕč kožných ciev, po ktorom nasleduje ich expanzia a arteriálna hyperémia; pri pokračujúcom pôsobení chladu môže dôjsť k sekundárnemu vazospazmu, ktorý vedie k ischémii tkaniva a poškodeniu tkaniva až nekróze kože a hlbších tkanív.

Článok bol čítaný 12 451 krát.

Úvod

1. Hypotalamus je váš termostat

1.1 Kondukcia a konvekcia

1.2 Žiarenie

1.3 Odparovanie

2.1 Potné žľazy

2.2 Hladký sval obklopujúci arterioly

2.3 Kostrové svalstvo

2.4 Endokrinné žľazy

3. Adaptácia a termoregulácia

3.1 Prispôsobenie sa vystaveniu nízkej teplote

3.1.1 Fyziologické reakcie na cvičenie pri nízkych okolitých teplotách

3.1.2 Metabolické reakcie

3.2 Prispôsobenie sa vysokým teplotám

3.3 Hodnotenie tepelných podnetov

4. Mechanizmy termoregulácie

Mechanizmy regulujúce telesnú teplotu sú podobné termostatu, ktorý reguluje teplotu okolitého vzduchu, aj keď sú v prevádzke zložitejšie a presnejšie. Senzorické nervové zakončenia – termoreceptory – zisťujú zmeny telesnej teploty a prenášajú tieto informácie do telesného termostatu – hypotalamu. V reakcii na zmenu receptorových impulzov hypotalamus aktivuje mechanizmy, ktoré regulujú otepľovanie alebo ochladzovanie tela. Rovnako ako termostat, hypotalamus má počiatočnú úroveň teploty, ktorú sa snaží udržiavať. Toto je normálna telesná teplota. Najmenšia odchýlka od tejto úrovne vedie k signálu do termoregulačného centra umiestneného v hypotalame o potrebe korekcie (obr. 1).

Zmeny telesnej teploty vnímajú dva typy termoreceptorov – centrálne a periférne. Centrálne receptory sa nachádzajú v hypotalame a kontrolujú teplotu krvi obklopujúcej mozog. Sú veľmi citlivé na najmenšie (od 0,01°C) zmeny teploty krvi. Zmena teploty krvi prechádzajúcej hypotalamom aktivuje reflexy, ktoré podľa potreby teplo buď zadržiavajú, alebo vydávajú.

Periférne receptory, lokalizované po celom povrchu kože, kontrolujú teplotu okolia. Posielajú informácie do hypotalamu, ako aj do mozgovej kôry, čím poskytujú vedomé vnímanie teploty takým spôsobom, že môžete ľubovoľne kontrolovať, či sa nachádzate v prostredí s nízkou alebo vysokou teplotou.

Aby telo mohlo odovzdávať teplo do okolia, teplo ním generované musí mať „prístup“ do vonkajšieho prostredia. Teplo z hĺbky tela (jadra) je transportované krvou do kože, odkiaľ môže prechádzať do prostredia jedným zo štyroch mechanizmov: vedenie, prúdenie, žiarenie a vyparovanie. (obr. 2)

1.1 Kondukcia a konvekcia

Vedenie tepla je prenos tepla z jedného objektu na druhý v dôsledku priameho molekulárneho kontaktu. Napríklad teplo generované hlboko v tele sa môže prenášať cez priľahlé tkanivá, až kým nedosiahne povrch tela. Potom sa môže preniesť na oblečenie alebo okolitý vzduch. Ak je teplota vzduchu vyššia ako teplota povrchu pokožky, teplo vzduchu sa prenáša na povrch pokožky, čím sa zvyšuje jej teplota.

Konvekcia je prenos tepla cez pohybujúci sa prúd vzduchu alebo kvapaliny. Vzduch okolo nás je v neustálom pohybe. Vzduch, ktorý cirkuluje okolo nášho tela, dotýka sa povrchu pokožky, unáša molekuly, ktoré dostali teplo v dôsledku kontaktu s pokožkou. Čím silnejší je pohyb vzduchu, tým vyššia je intenzita prenosu tepla v dôsledku konvekcie. V kombinácii s vedením môže konvekcia zabezpečiť aj zvýšenie telesnej teploty v prostredí s vysokou teplotou vzduchu.

1.2 Žiarenie

V pokoji je sálanie hlavným procesom prenosu prebytočného tepla do tela. Telo nahého človeka pri normálnej izbovej teplote odovzdá žiarením asi 60 % „prebytočného“ tepla. Teplo sa prenáša vo forme infračervených lúčov.

1.3 Odparovanie

Odparovanie je hlavným procesom odvádzania tepla počas cvičenia. Počas svalovej aktivity v dôsledku odparovania telo stráca asi 80% tepla, zatiaľ čo v pokoji - nie viac ako 20%. K určitému vyparovaniu dochádza bez toho, aby sme si to všimli, ale ako sa kvapalina vyparuje, stráca sa aj teplo. Ide o takzvané nepostrehnuteľné tepelné straty. Tvoria asi 10 %. Treba poznamenať, že nepostrehnuteľné tepelné straty sú relatívne konštantné. So zvýšením telesnej teploty sa proces potenia zintenzívňuje. Keď sa pot dostane na povrch pokožky, vplyvom tepla pokožky sa mení z kvapalného na plynné skupenstvo. So zvýšením telesnej teploty sa teda výrazne zvyšuje úloha potu.

Prenos telesného tepla na vonkajšie poškodenie sa uskutočňuje vedením, prúdením, žiarením a vyparovaním. Pri vykonávaní fyzickej aktivity je hlavným mechanizmom prenosu tepla vyparovanie, najmä ak sa teplota okolia blíži teplote tela.

2. Efektory, ktoré menia telesnú teplotu

Pri kolísaní telesnej teploty sa obnovenie normálnej telesnej teploty spravidla uskutočňuje týmito štyrmi faktormi:

1) potné žľazy;

2) hladké svaly obklopujúce arterioly;

3) kostrové svaly;

4) množstvo endokrinných žliaz.

Keď teplota kože alebo krvi stúpa, hypotalamus vysiela impulzy do potných žliaz o potrebe aktívneho potenia, ktoré zvlhčuje pokožku. Čím vyššia je telesná teplota, tým viac potu. Jeho odparovaním sa odoberá teplo z povrchu pokožky.

Keď teplota kože a krvi stúpa, hypotalamus vysiela signály do arteriol hladkého svalstva, ktoré zásobujú pokožku krvou, čo spôsobuje ich dilatáciu. V dôsledku toho sa zvyšuje prekrvenie pokožky. Krv prenáša teplo z hĺbky tela na povrch kože, kde sa vedením, prúdením, žiarením a vyparovaním odvádza do vonkajšieho prostredia.

Kostrové svalstvo vstupuje do činnosti, keď je potrebné vyvinúť viac tepla. V podmienkach nízkej teploty vzduchu vysielajú termoreceptory v koži signály do hypotalamu. Podobne s poklesom teploty krvi je zmena fixovaná centrálnymi receptormi hypotalamu. V reakcii na prijaté informácie hypotalamus aktivuje mozgové centrá, ktoré regulujú svalový tonus. Tieto centrá stimulujú proces chvenia, čo je rýchly cyklus mimovoľnej kontrakcie a relaxácie kostrových svalov. V dôsledku tejto zvýšenej svalovej aktivity sa produkuje viac tepla na udržanie alebo zvýšenie telesnej teploty.

Telové bunky zvyšujú intenzitu svojho metabolizmu pod vplyvom množstva hormónov. To ovplyvňuje tepelnú bilanciu, pretože zvýšenie metabolizmu spôsobuje zvýšenie produkcie energie. Ochladzovanie tela stimuluje uvoľňovanie tyroxínu zo štítnej žľazy. Tyroxín dokáže zvýšiť intenzitu metabolizmu v tele o viac ako 100%. Okrem toho adrenalín a norepinefrín zvyšujú aktivitu sympatického nervového systému. V dôsledku toho priamo ovplyvňujú rýchlosť metabolizmu takmer všetkých telesných buniek. Čo sa stane s ľudským telom pri zmene teplotných parametrov? V tomto prípade vyvíja špecifické adaptačné reakcie vzhľadom na každý faktor, teda prispôsobuje sa. Adaptácia je proces prispôsobovania sa podmienkam prostredia. Ako sa prispôsobuje zmenám teploty?