Вопрос № 3 Как организм человека регулирует температуру тела?
Сложную фразу «процесс регуляции температуры тела» принято заменять одним удобным словом – терморегуляция.
Воспользуемся этим словом и мы. С чего начинается терморегуляция? Ответ прост, поскольку регуляция чего угодно в человеческом организме начинается в головном мозге.
Итак, в головном мозге есть особый центр, отвечающий за регуляцию температуры тела. Клетки центра терморегуляции получают сигналы от особых чувствительных нервных клеток, которые называются терморецепторами. Терморецепторы имеются практически во всех органах и тканях, но больше всего их в коже.
Центр терморегуляции неоднороден, он состоит из двух групп клеток. Одни отвечают за теплопродукцию, другие – за теплоотдачу.
Теплопродукция и теплоотдача – два ключевых процесса, которые, собственно, и лежат в основе всей терморегуляции.
Обмен веществ сопровождается выработкой тепла. Это и есть теплопродукция. От произведенного тепла организму надо избавляться – это и есть теплоотдача.
Поскольку температура человеческого тела стабильна, это означает, что в состоянии здоровья сколько тепла будет произведено, столько и потеряется.
Таким образом,
теплопродукция и теплоотдача находятся в состоянии устойчивого равновесия, и у абсолютного большинства людей это равновесие отражается числом 36,6 ℃.
Давайте теперь рассмотрим оба вышеупомянутых процесса поподробнее.
Теплопродукция
Выработка тепла – это фактически побочный продукт всех биохимических реакций, которые принято объединять термином «обмен веществ». Что бы в организме человека ни происходило: деление клеток, синтез гормонов, переваривание пищи, сокращение мышц и т. д. и т. п. – все это сопровождается выработкой тепла. Само собой разумеется, что чем активнее обмен веществ, тем выше теплопродукция.
Во сне теплопродукция снижается.
При физических нагрузках теплопродукция увеличивается.
У ребенка обмен веществ активнее, чем у папы с мамой. У папы и мамы обмен веществ активнее, чем у бабушки и дедушки. Значит, ребенок на единицу массы тела вырабатывает тепла больше, чем его родители, и намного больше, чем бабушки и дедушки.
Центр терморегуляции может управлять скоростью обменных процессов и, соответственно, увеличивать или уменьшать теплопродукцию. Если холодно, обмен веществ активизируется и тепла вырабатывается больше. Есть у организма и резервный механизм теплопродукции, он «включается» тогда, когда совсем уж холодно. Это дрожь – множество мышечных сокращений, которые сопровождаются активной выработкой тепла.
Теплоотдача
Организм человека имеет несколько способов теплоотдачи. Каждый из этих способов достоин того, чтобы рассмотреть его более-менее подробно.
Кожа способна к теплоотдаче путем длинноволнового инфракрасного излучения. Интенсивность этого пути теплоотдачи зависит прежде всего от температуры окружающих человека поверхностей – мебели, стен комнаты и т. д. Описанный механизм теплоотдачи очень легко прочувствовать на себе: поднесите к лицу ладошку, и вы сразу же ощутите тепло; это потому, что потеря тепла вследствие излучения резко уменьшилась.
Физический термин конвекция означает непосредственный и естественный перенос тепла при контакте двух сред с разной температурой.
Очевидно, что если температура кожи 36 ℃, а температура воздуха 20 ℃, то поток воздуха у поверхности кожи уносит тепло. Чем этот поток активнее (человек движется, или ветер дует, или вентилятор работает), тем активнее происходит теплоотдача. Кстати, одно из важнейших предназначений одежды – нейтрализовать поток воздуха, контактирующий с кожей, и предотвратить таким образом потерю тепла.
Это самый редкий механизм теплоотдачи. Он «работает» тогда, когда человеческий организм контактирует не с воздухом, а с чем-то плотным. Например, сел ребенок голой попой на камень. Начинается проведение тепла от теплой попы к холодному камню. Чем попа теплее, чем камень больше и холоднее, тем интенсивнее теплоотдача. Неудивительно, что если камень очень холодный, то это вполне может привести к переохлаждению тканей и даже к болезням.
Испарение – чрезвычайно эффективный способ потери тепла. Вода способна испаряться с поверхности кожи. Это вполне очевидно и всем понятно. Но есть еще один не менее, а порой и более важный способ испарения – испарение с поверхности слизистых оболочек, выстилающих дыхательные пути.
Интенсивность испарения определяется множеством факторов: температурой и влажностью воздуха, интенсивностью кровообращения в коже и слизистых оболочках, количеством потовых желез и их способностью вырабатывать пот, движением воздуха, наличием одежды.
Очень важно уже сейчас обратить внимание читателей на то обстоятельство, что мы имеем возможность влиять на большинство параметров, определяющих теплоотдачу посредством испарения. И этим нашим возможностям мы впоследствии уделим самое пристальное внимание.
