Температура тела и тепловой баланс

Возможность процессов жизнедеятельности ограничена уз­ким пределом температуры внутренней среды, в котором могут происходить основные ферментативные реакции. Для человека снижение температуры тела ниже 25° и ее увеличение выше 43°, как правило, смертельно, особенно чувствительны к изменениям температуры нервные клетки.

Температура тела зависит от двух факторов: интенсивности образования тепла (теплопродукции) и величины потерь тепла (теплоотдачи). Главным условием поддержания постоянной тем­пературы тела гомойотермных животных, в том числе и человека, является достижение устойчивого баланса теплопродукции и теп­лоотдачи. Такой баланс описывается уравнением

M±Eи±Eт±Eк-Eи±S=0,

где М — метаболическая теплопродукция; Еи — излучение; Ет — теплопроведение; Ек — конвекция; Я. — испарение; S — накопле­ние тепла; плюс означает приток, минус — теплоотдачу.

Тепло может быть получено или отдано путем излучения, теплопроведения и конвекции в зависимости от условий внешней среды. Тепло всегда образуется в качестве побочного продукта биохимических реакций, протекающих в организме, поэтому ме­таболизм всегда имеет положительный знак, а испарение — отри­цательный. Противоположная реакция — конденсация практиче­ски не влияет на тепловой баланс у человека.

Вся высвобождающаяся в организме при биологическом окислении питательных веществ энергия в конечном счете пре­вращается в тепло. Чем интенсивнее протекание обменных про­цессов, тем больше теплообразование в организме. Скорость би­ологического окисления возрастает при увеличении температу­ры. Взаимозависимость обменных процессов и теплообразования не приводит к самоускорению величины обмена и температуры, так как прирост температуры тела сопровождается увеличением отдачи тепла. Оптимальное соотношение теплопродукции и теп­лоотдачи обеспечивается совокупностью физиологических про­цессов, называемых терморегуляцией. Различают химическую и физическую терморегуляцию.

Химическая терморегуляция

Этот вид регуляции температуры осуществляется за счет из­менения уровня обмена веществ, что ведет к повышению или по­нижению образования тепла в организме. Суммарная теплопро­дукция в организме складывается из первичной теплоты, выделя­ющейся в ходе постоянно протекающих во всех тканях реакций обмена веществ, и вторичной теплоты, образующейся при расхо­довании энергии макроэргических соединений на выполнение определенной работы. Интенсивность метаболических процес­сов неодинакова в различных органах и тканях, поэтому их вклад в общую теплопродукцию неравнозначен. Наибольшее количест­во тепла образуется в мышцах при их напряжении и сокращении. Образование тепла в мышцах при этих условиях получило назва­ние сократительного термогенеза. Сократительный термогенез является основным механизмом дополнительного теплообразова­ния у взрослого человека.

У новорожденных, а также у мелких млекопитающих име­ется механизм ускоренного теплообразования за счет возраста­ния скорости окисления жирных кислот бурого жира, который расположен в межлопаточной области, вдоль крупных сосудов грудной и брюшной полостей, в затылочной области шеи. Такой оттенок ей придают многочисленные, в сравнении с белой жи­ровой тканью, окончания симпатических нервных волокон и митохондрии, содержащиеся в клетках этой ткани. Масса бу­рой жировой ткани достигает у взрослого 0,1 % массы тела. У де­тей содержание бурого жира больше, чем у взрослых. В митохондриях жировых клеток имеется полипептид, способный ра­зобщать идущие здесь процессы окисления и образования АТФ. Результатом этого является образование в этой ткани зна­чительно большего количества тепла, чем в белой жировой тка­ни. Этот механизм получил название несократительного термо­генеза.