Терморегуляция у людей

редактировать

Как и у других млекопитающих, терморегуляция у людей является важный аспект гомеостаза. В терморегуляции тепло тела вырабатывается в основном в глубоких органах, особенно в печени, мозге и сердце, а также при сокращении скелетных мышц. Люди смогли адаптироваться к большому разнообразию климата, включая жаркий влажный и жаркий засушливый. Высокие температуры создают серьезный стресс для человеческого тела, подвергая его большой опасности травм или даже смерти. Для людей адаптация к различным климатическим условиям включает как физиологические механизмы, являющиеся результатом эволюции, так и поведенческие механизмы, возникающие в результате сознательной культурной адаптации.

Существует четыре пути потери тепла: конвекция, проводимость, излучение и испарение. Если температура кожи выше, чем температура окружающей среды, тело может терять тепло за счет излучения и теплопроводности. Но если температура окружающей среды выше, чем температура кожи, тело фактически получает тепло за счет излучения и теплопроводности. В таких условиях единственным средством, с помощью которого тело может избавиться от тепла, является испарение. Итак, когда температура окружающей среды выше температуры кожи, все, что препятствует адекватному испарению, вызовет повышение внутренней температуры тела. Во время занятий спортом испарение становится главным источником потери тепла. Влажность влияет на терморегуляцию, ограничивая испарение пота и, следовательно, потерю тепла.

Содержание
  • 1 Система управления
    • 1.1 В жарких условиях
    • 1.2 В жарких и влажных условиях
    • 1.3 В холодных условиях
  • 2 использования гипотермии
  • 3 Сопутствующие тесты
  • 4 Связанные заболевания и синдромы
  • 5 Ссылки
Система управления
Упрощенная схема управления терморегуляцией человека.

Внутренняя температура человека регулируется и стабилизируется в первую очередь гипоталамусом, областью мозга, связывающей эндокринную систему с нервной системой, а точнее передним ядром гипоталамуса и прилегающие области преоптической области гипоталамуса. Поскольку внутренняя температура отличается от заданного значения, выработка эндокринной системы включает механизмы контроля для увеличения или уменьшения выработки / рассеивания энергии по мере необходимости для возврата температуры к заданному значению (см. Рисунок).

В жарких условиях

Электрический вентилятор используется в жаркую погоду
  • Эккриновые потовые железы под кожей выделяют пот (жидкость, содержащая в основном воду с некоторыми растворенными ионами), который перемещается вверх по протоку, через потовые поры и на поверхность кожи. Это вызывает потери тепла из-за испарительного охлаждения ; однако теряется много необходимой воды.
  • Волосы на коже лежат ровно, предотвращая улавливание тепла слоем неподвижного воздуха между волосами. Это вызвано расслаблением крошечных мускулов под поверхностью кожи, называемых арректор пилей, так что прикрепленные к ним волосяные фолликулы не выпрямляются. Эти плоские волоски увеличивают поток воздуха рядом с кожей, увеличивая потерю тепла за счет конвекции. Когда температура окружающей среды превышает внутреннюю температуру тела, потоотделение является единственным физиологическим способом потери тепла человеком.
  • Происходит расширение артериол. Стенки гладких мышц артериол расслабляются, обеспечивая усиленный кровоток через артерию. Это перенаправляет кровь в поверхностные капилляры кожи, увеличивая потерю тепла за счет конвекции и теплопроводности.

В жарких и влажных условиях

В целом люди кажутся физиологически хорошо приспособленными к жарким и сухим условиям. Однако эффективная терморегуляция снижается в жарких и влажных средах, таких как Красное море и Персидский залив (где умеренно жаркие летние температуры сопровождаются необычно высоким давлением пара), тропических средах и глубоких шахтах, где атмосфера может быть водонасыщенной. В жарких и влажных условиях одежда может препятствовать эффективному испарению. В таких условиях полезно носить легкую одежду, такую ​​как хлопок, которая пропускает пот, но не пропускает лучистое тепло солнца. Это сводит к минимуму получение лучистого тепла, позволяя при этом испаряться настолько, насколько позволяет окружающая среда. Одежда, такая как пластмассовая ткань, непроницаемая для пота и, следовательно, не способствующая потере тепла за счет испарения, на самом деле может способствовать тепловому стрессу.

В холодных условиях

  • Тепло теряется в основном через руки и ноги.
  • Производство потоотделения уменьшается.
  • Мельчайшие мышцы под поверхностью кожи, называемые мышцами arrector pili (прикрепленные к отдельному волосяному фолликулу), сокращаются (пилоэрекция ), приподнимая волосы фолликул в вертикальном положении. Это заставляет волосы вставать дыбом, что действует как изолирующий слой, улавливающий тепло. Это также вызывает мурашки по коже, поскольку у людей не так много волос и сокращенные мышцы легко просматриваются.
  • Артериолы, несущие кровь к поверхностным капиллярам под поверхностью кожи, могут сокращаться (сужение), тем самым перенаправляя кровь от кожи к более теплой сердцевине тела. Это предотвращает потерю тепла кровью в окружающую среду, а также предотвращает дальнейшее падение внутренней температуры. Этот процесс называется сужением сосудов. Невозможно полностью предотвратить потерю тепла кровью, только чтобы уменьшить ее. В очень холодных условиях чрезмерное сужение сосудов приводит к онемению и бледности кожи. Обморожение возникает только тогда, когда вода внутри клеток начинает замерзать. Это разрушает клетку, вызывая повреждение.
  • Мышцы также могут получать сообщения из терморегуляторного центра мозга (гипоталамус ), вызывающие дрожь. Это увеличивает производство тепла, поскольку дыхание является экзотермической реакцией в мышечных клетках. Дрожь более эффективна для производства тепла, чем упражнения, потому что животное (включая людей) остается неподвижным. Это означает, что меньше тепла теряется в окружающую среду из-за конвекции. Есть два типа дрожи: слабой и высокой интенсивности. Во время дрожи низкой интенсивности животные постоянно дрожат на слабом уровне в течение нескольких месяцев в холодных условиях. Во время сильной дрожи животные сильно дрожат в течение относительно короткого времени. Оба процесса потребляют энергию, однако при дрожании высокой интенсивности в качестве источника топлива используется глюкоза, а при низкой интенсивности - жиры. Это основная причина, по которой животные запасаются едой зимой.
  • Коричневые адипоциты также способны выделять тепло посредством процесса, называемого термогенез без дрожи. В этом процессе триглицериды превращаются в тепло, тем самым повышая температуру тела.
Использование гипотермии

Снижение температуры человеческого тела используется в терапевтических целях, в частности, как метод стабилизации тела после травмы.. Было высказано предположение, что регулировка аденозинового рецептора A1 гипоталамуса может позволить людям войти в гибернацию -подобное состояние пониженной температуры тела, что может быть полезно для таких применений, как длительное времяпрепровождение. продолжительность космического полета.

Сопутствующие испытания

Тест терморегуляции пота (TST) можно использовать для диагностики определенных состояний, которые вызывают аномальное регулирование температуры и дефекты потоотделения в организме. Для проведения теста пациента помещают в камеру, температура которой медленно повышается. Перед тем, как камера нагреется, на пациента наносят специальный индикаторный порошок, который меняет цвет при выделении пота. Этот порошок при изменении цвета будет полезен для визуализации того, какая кожа потеет, а какая нет. Результаты исследования потоотделения пациента будут задокументированы с помощью цифровой фотографии, а патологические образцы TST могут указывать на наличие дисфункции в вегетативной нервной системе. Определенные различия могут быть сделаны в зависимости от типа потоотделения, обнаруженного на основе TST (наряду с историей и клиническими проявлениями), включая гипергидроз, мелкую клетчатку и вегетативные невропатии, множественную системную атрофию, болезнь Паркинсона с вегетативной дисфункцией и чистую вегетативную недостаточность.

Родственные заболевания и синдромы
Литература
Последняя правка сделана 2021-06-11 08:33:41
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте