58. Механизмы теплообразования

Образование тепла в организме происходит главным образом в ре-зультате химических реакций обмена веществ. При окислении пищевых компонентов и других реакций тканевого метаболизма образуется тепло.

Величина теплообразования находится в тесной связи с уровнем метабо-лической активности организма. Поэтому теплопродукцию называют так-же химической терморегуляцией. Химическая терморегуляция имеет особо важное значение для поддержания постоянства температуры тела в усло-виях охлаждения. При понижении температуры окружающей среды про-исходит увеличение интенсивности обмена веществ и, следовательно, теп-лообразования. У человека усиление теплообразования отмечается в том случае, когда температура окружающей среды становится ниже оптималь-ной температуры (или зоны комфорта). В обычной легкой одежде эта зона находится в пределах 18 – 20°, а для обнаженного человека – 28°С.

Суммарное теплообразование в организме происходит в ходе хими-ческих реакций обмена веществ (окисление, гликолиз), что составляет так называемое первичное тепло и при расходовании энергии макроэргиче-ских соединений (АТФ) на выполнение работы (вторичное тепло). В виде первичного тепла в тканях рассеивается 60 – 70 % энергии. Остальные 30 – 40 % после расщепления АТФ обеспечивают работу мышц, различные процессы синтеза, секреции и др. Но и при этом та или иная часть энергии переходит затем в тепло. Таким образом, и вторичное тепло образуется вследствие экзотермических химических реакций, а при сокращении мы-шечных волокон – в результате их трения. В конечном итоге переходит в тепло или вся энергия, или подавляющая ее часть.

Наиболее интенсивное теплообразование в организме происходит в мышцах при их сокращении. Относительно небольшая двигательная ак-тивность ведет к увеличению теплообразования в 2 раза, а тяжелая работа – в 4 – 5 раз и более. Однако в этих условиях существенно возрастают по-тери тепла с поверхности тела.

При продолжительном охлаждении организма возникают непроиз-вольные периодические сокращения скелетной мускулатуры (холодовая дрожь). При этом почти вся метаболическая энергия в мышце освобожда-ется в виде тепла. Активация в условиях холода симпатической нервной системы стимулирует липолиз в жировой ткани. В кровоток выделяются и в последующем окисляются с образованием большого количества тепла свободные жирные кислоты. Наконец, повышение теплопродукции связа-но с усилением функций надпочечников и щитовидной железы. Гормоны этих желез, усиливая обмен веществ, вызывает повышенное теплообразо-вание. Следует также иметь в виду, что все физиологические механизмы, которые регулируют окислительные процессы, влияют в то же время и на уровень теплообразования.

59. Механизмы теплоотдачи

Отдача тепла организмом осуществляется путем излучения, прове-дения и испарения.

Излучением путем лучеиспускания за счет инфракрасной части спектра теряется примерно 50 – 55 % тепла в окружающую среду . Количе-ство тепла, рассеиваемого организмом в окружающую среду с излучением, пропорционально площади поверхности частей тела, которые соприкаса-ются с воздухом, и разности средних значений температур кожи и окру-жающей среды. Отдача тепла излучением прекращается, если выравнива-ется температура поверхности кожи и окружающей среды.

Теплопроведение может происходить путем кондукции и конвек-ции. Кондукцией тепло теряется при непосредственном контакте участков тела человека с другими физическими средами. При этом количество те-ряемого тепла пропорционально разнице средних температур контакти-рующих поверхностей и времени теплового контакта. Конвекция – способ теплоотдачи организма, осуществляемый путем переноса тепла движущи-мися частицами воздуха. Конвекцией тепло рассеивается при обтекании поверхности тела потоком воздуха с более низкой температурой, чем тем-пература кожи. Движение воздушных потоков (ветер, вентиляция) увели-чивают количество отдаваемого тепла. Путем теплопроведения организм теряет 15 – 20 % тепла, при этом конвекция представляет более мощный механизм теплоотдачи, чем кондукция.

Теплоотдача путем испарения – это способ рассеивания организ-мом тепла (около 30 %) в окружающую среду за счет его затраты на испа-рение пота или влаги с поверхности кожи и слизистых дыхательных путей. При температуре внешней среды 20° испарение влаги у человека составля-ет 600 – 800 г в сутки. При переходе в воздух 1 г воды организм теряет 0,58 ккал тепла. Если внешняя температура превышает среднее значение температуры кожи, то организм не отдает во внешнюю среду тепло излуче-нием и проведением, а наоборот, поглощает тепло извне. Испарение жидко-сти с поверхности тела происходит при влажности воздуха менее 100 %.