Терморегуляция

Функционирование организма человека требует протекания в нем химических и биохимических процессов в достаточно строгих температурных пределах (36,5…37,0 ^оС).

Приспособление организма человека к изменениям параметров состояния окружающей среды выражается в способности протекания в нем процессов терморегуляции.

терморегуляция – совокупность физиологических и химических процессов в организме человека, направленных на поддержание постоянства температуры тела.

В результате жизнедеятельности в организме человека постоянно образуется тепло. За один час его образуется столько, сколько требуется, чтобы вскипятить один литр холодной воды.

В 1780 г. Лавуазье установил, что дыхание и горение имеют единую природу. Через органы дыхания (легкие, дыхательные пути) в кровь человека поступает кислород, а наружу выделяется углекислый газ. Если вдыхаемый воздух содержит 21 % кислорода, то выдыхаемый – 16 %. В сутки в кровь поступает до 500 л кислорода и выделяется 400 л СО₂. «Топливо», т.е. окисляемые вещества, взаимодействует с кислородом, потребляемым организмом из воздуха, и «сгорает» до образования сО₂ и н₂о:

Органические вещества (пища) +о₂ → со₂ +н₂о + энергия.

Освобождаемая свободная энергия преобразуется в энергию АТФ (аденозинтрифосфата, молекулы которого являются носителями энергии), которая используется затем во всех физико-химических процессах, протекающих в живом организме, – процессах синтеза белков, нуклеиновых кислот, процессах транспорта веществ, в непосредственном движении, т.е. работе мышц.

Терморегуляция обеспечивает равновесие между количеством тепла, непрерывно образующимся в организме, и излишком тепла, непрерывно отдаваемым в окружающую среду, т.е. сохраняет тепловой баланс организма:

Q_выд = Q_отд.

Теплообмен между человеком и окружающей его средой осуществляется с помощью следующих механизмов:

• за счет инфракрасного излучения, которое излучает или получает поверхность тела (R);

• теплоотдачей или теплоприходом за счет конвекции (С), т.е. через нагрев или охлаждение тела воздухом, омывающим поверхность тела;

• теплоотдачей (Е), обусловленной испарением влаги с поверхности кожи, слизистых оболочек верхних дыхательных путей, легких.

Q_отд = ± R ± С – Е. (14)

В нормальных условиях при слабом движении воздуха человек в состоянии покоя теряет в результате тепловой радиации около 45 % всей вырабатываемой организмом тепловой энергии, конвекции – до 30 % и испарения – до 25 %. При этом свыше 80 % тепла отдается через кожу, примерно 13 % – через органы дыхания, около 7 % тепла расходуется на согревание принимаемой пищи, воды и вдыхаемого воздуха. В состоянии покоя организма и температуре воздуха 15 ⁰С потоотделение незначительно и составляет примерно 30 мл за 1 ч. При высокой температуре (30 ^оС и выше), особенно при выполнении тяжелой физической работы, потоотделение может увеличиваться в десятки раз. Так, в горячих цехах при усиленной мышечной работе количество выделяемого пота 1…1,5 л/ч, на испарение которого затрачивается 2500…3800 кДж.

В целях обеспечения эффективного теплообмена между человеком и средой устанавливаются санитарно-гигиенические нормативы параметров микроклимата на рабочем месте, а именно:

1. температура воздуха;

2. скорость движения воздуха;

3. относительная влажность воздуха;

4. температура поверхностей.

Условия 1 и 2 определяют конвективный теплообмен; 1 и 3 – испарение пота; 4 – теплоизлучение. Нормативы на эти параметры устанавливаются дифференцированно в зависимости от степени тяжести выполняемой работы.

Установлены также предельно допустимые величины теплового облучения работающих.

Под тактильной чувствительностью понимают ощущение прикосновения и давления. В среднем на 1 см² находится около 25 рецепторов. Абсолютный порог тактильной чувствительности определяется по тому минимальному давлению предмета на кожную поверхность, при котором наблюдается едва заметное ощущение прикосновения. Наиболее развита чувствительность на частях тела, наиболее удаленных от его оси. Характерной особенностью тактильного анализатора является быстрое развитие адаптации, то есть исчезновение чувства прикосновения или давления. Благодаря адаптации человек не чувствует прикосновения одежды к телу.

Ощущение боли воспринимается специальными рецепторами. Они рассеяны по всему нашему телу, на 1 см² кожи приходится около 100 таких рецепторов. Чувство боли возникает в результате раздражения не только кожи, но и ряда внутренних органов. Часто единственным сигналом, предупреждающим о неблагополучии в состоянии того или другого внутреннего органа, является боль.

В отличие от других сенсорных систем боль дает мало сведений об окружающем нас мире, а скорее сообщает о внутренних опасностях, грозящих нашему телу. Если бы боль не предостерегала, то уже при самых обыденных действиях мы часто наносили бы себе повреждения. Биологический смысл боли в том, что, являясь сигналом опасности, она мобилизует организм на борьбу за самосохранение. Под влиянием болевого сигнала перестраивается работа всех систем организма и повышается его реактивность.

Болевые рецепторы не подчиняются закону Вебера-Фехнера. для них характерна линейная зависимость между интенсивностью воздействия и ощущением.