yandex rtb 1
ГоловнаЗворотній зв'язок
yande share
Главная->Фізиологія та анатомія->Содержание->Терморегуляція при змінах температури зовнішнього середовища

Механізми регуляції вегетативних функцій організма

Терморегуляція при змінах температури зовнішнього середовища

При дії холоду відбувається почастішання импуль сации з холодових рецепторів шкіри до центрів терморегуляції гіпоталамуса. У відповідь на це вплив спостерігається посилення скоротливого термогенезу: а) розвивається м'язова тремтіння, б) наростає м'язовий тонус, в) посилюється загальна рухова актив ність. Ці реакції реалізуються через супраспінальних рухові центри та спинномозкові мотонейрони.

Одночасно через симпатичний відділ вегетативної нервової системи та залози внутрішньої секреції відбувається якісна перебудова системи термогенеза. При дії холоду наростає вироблення катехоламінів в мозковій речовині наднирників, тироксину в щитовидній залозі, тропних гормонів в гіпофізі. Норадреналін, адреналін, тироксин активують ферменти, що каталізують ліполіз і глікогену ноліз в бурої жирової тканини, печінки, м'язах. У крові підвищується концентрація вільних жирних кислот іглюкозофосфатов, в клітинах посилюється окислення. Під впливом вільних жирних кислот, адреналіну і тироксину відбувається роз'єднання процесів окислення і фосфорилювання. Велика частина енергії окислення перетворюється на тепло. Фізіологічна ефективність теплоутворення збільшується, теплопродукція наростає.

Перехід на переважне окислення жирів при дії холоду біологічно доцільний, оскільки жири утворюють, основний запас хімічної енергії в організмі, при їх катаболізмі не утворюється токсичних речовин і не порушується гомеостаз, продукти окислення жирів виконують роль своєрідних АТФаз і полегшують звільнення додаткових кількостей енергії з макроергів (В.В.Хаскін, 1975).

Посилений ліполіз і окислення жирних кислот на холоді під впливом симпатичної нервової системи і катехоламінів інтенсивно йде в бурої жирової тканини. Тепловиділення в ній можна порівняти з горінням. Буру жирову тканину тому називають спеціалізованим органом теплопродукції. Маса бурого жиру у дорослого людини становить не більше 0,1% від маси тіла, але роль його в теплопродукції істотна. Після видалення бурого жиру стійкість тварин до холоду знижується.

Припускають, що при окисленні бурого жиру вирабати ваются якісь речовини («нормальні пірогени»), стимулюючі несократітельного термогенез в скелетних м'язах і інших (нем'язові) органах.

За рахунок скорочувального і несократітельного термогенеза теплопродукція на холоді у людини може збільшуватися в 3-4 рази.

Збудження терморегуляторних центрів гіпоталамуса при дії холоду поряд зі збільшенням скорочувального і несократітельного термогенеза при водить до зменшення тепловіддачі шляхом рефлекторного посилення тонусу периферичних судин і загальнихзмін в системі кровообігу і дихання. Вплив на судинний тонус може здійснюватися як через бульбарний відділ судинного центру, так і безпосередньо через симпатичні нейрони спинного мозку. При дії холоду дрібні артерії і артеріоли шкіри звужуються, відкриваються артеріовенозні Анастейша мози, маса крові, циркулюючої в оболонці тіла, зменшується, тепло консервується в ядрі тіла. Градієнт температури на Кордоні організм - середа падає, і втрати тепла організмом за рахунок проведення і випромінювання знижуються. Уражень дихання на холоді умень шает тепловіддачу за рахунок зменшення маси нагреваемого вдихуваного повітря і зменшення випаровування води з поверхні дихальних шляхів. У тварин ці ре акції координуються з піломоторную рефлексом, що змінює нахил волосся вовни і збільшує теплоізоляційний повітряний шар в шерстном покриві.

При дії тепла підтримання температурного гомеостазу здійснюється головним чином за рахунок регуляції інтенсивності тепловіддачі, зниження теплопродукції в порівнянні з рівнем основного обміну незначно. Підвищення температури середовища воспри приймається тепловими рецепторами шкіри, підшкірної клітковини, шкірних судин. Імпульсація з них до центрів терморегуляції гіпоталамуса збільшується. У відповідь на цю импульсацию спостерігається рефлекторне розширення судин шкіри внаслідок зниження симпатичного вазоконстрикторного тонусу. Обсяг крові, циркулюючої в оболонці, зростає, тепло енергійно переноситься з місць теплопродукції до місця тепловіддачі. Температура шкіри підвищується і якщо температура шкіри стаєвище температури зовнішнього середовища, то віддача тепла шляхом проведення і випромінювання збільшується.

Одночасно з розширенням судин при дії тепла спостерігається рефлекторне посилення секреторною функції потових залоз. Потові залози іннервуються холінергичеській симпатичними нервовими волокнами, нейрони яких розташовані в грудному та поперековому відділах спинного мозку і збуджуються під впливом нервових імпульсів, що йдуть із центрів терморегуляції гіпоталамуса. Піт з поверхні шкіри може «знімати» від 80 до 600 ккал / ч (330-2500 кДж / ч) в залежності від інтенсивності його виділення і випаровування. В умовах високої температури та низької вологості повітря віддача тепла шляхом випаровування поту - єдиний надійний спосіб регуляції тепловіддачі і теплового балансу організму. В насиченому водяними парами теплом повітрі потовиділення не ефективно для тепловіддачі, оскільки випаровування рідини з поверхні шкіри погіршується. В таких умовах тепловіддача утрудняється і температурний гомеостаз може порушитися.

У тварин, що не мають потових залоз, при високій температурі середовища розвивається рефлекторна задишка - терморегуляторного поліпное. Почастішання дихання до 120-160 дихальних рухів в хвилину (2-2,7 Гц) супроводжується зменшенням його глибини, відкриванням рота, висовуванням мови, відділенням великої количест ва рідкої слини. Все це веде до випаровування з поверхні слизової рота і верхніх дихальних шляхів значної кількості рідини і збільшенню тепловіддачі.

Таким чином, будь-які зрушення температури зовнішнього середовища в порівнянні з термонейтральной зоною вклю чають рефлекторні та гуморальні механізми терморегу ляции, попереджуючі порушення температурного гомеостазу ядра тіла.Подібний процес терморегуляції (управління по обуренню) в нормальних умовах при зміні температури середовища займає провідне становище.

Збудження з терморецепторов шкіри через сенсорні переключательние ядра зорових горбів передається в соматосенсорную зону кори великих півкуль. Кора великих півкуль, беручи участь в переробці тим температурних інформації з рецепторів тіла, забезпечує условнорефлекторную регуляцію процесів теплопродукції і тепловіддачі. Найбільш сильні терморегуляторні реакції викликають природні умовні подразники, супроводжуючі протягом усього життя організму його охолодження або нагрівання (вид льоду, снігу, яскраве сонце і т.п.). Спільно з гипоталамическими центрами і лімбічної системою кора великих півкуль що беруть ет також в організації мотиваційного збудження і поведінки, спрямованої на пошук середовища з комфортною температурою.У людини зорові бугри і кора півкуль відповідальні за формування суб'єктів тивного відчуття холоду або тепла.

Контрольні питання

1.                  Що таке хімічна терморегуляція?

2.                  Що таке фізична терморегуляція?

3.                  Які процеси забезпечують скоротливий термогенез?

4.                  У чому суть несократітельного термогенеза?

5.                  Перелічіть способи віддачі тепла організмом.

6.                  Де розташовані центри терморегуляції?

7.                  Опишіть механізми стимуляції гіпоталамічних центрів терморегуляції.

8.                  Якими шляхами здійснюється регуляторний влия ня гіпоталамуса на рівень теплопродукції?

9.                  Якими шляхами здійснюється регуляторний вли яние гіпоталамуса на рівень тепловіддачі?

Проблемні задачі

32.               Тварині під короткочасним наркозом була проведена трахеотомія з метою переведення на искусствен не дихання. Надалі умови досвіду зажадали знерухомлення тварини шляхом введення блокатора нервово - м'язової передачі збудження.Поясніть, чому в даному досвіді необхідно вжити заходів, спрямовані на боротьбу зі зниженням температури тіла.

33.               В експерименті, проведеному на кролику при темпі ратуре середовища 10 ° С, установлено повышение суммарной электрической активности м'язів шиї і стопи, звуження судин вух. Які зміни хімічної та физичес кой терморегуляції зумовили ці реакції?

34.               У людини в закритому приміщенні при темпі ратуре 30 ° С і 34 ° С і вологості 40% спостерігається почервоніння шкіри відкритих поверхонь тіла (обличчя, шия , руки ), рясне потовиділення. Температура шкіри чола 33 ° С. Які шляхи віддачі теплаз поверхні шкіри ефективні в першому і другому випадках?

35.               В морозний зимовий день собака лежить «згорнувши шись в клубок», а влітку в спеку - « розпластавшись », відкривши живіт. Чим пояснити позу тваринного харак терни для різних температурних умов середовища?

 

11