Курсовая работа: Роль терморегуляції в загартуванні організму дитини
Процеси теплопродукції. В усіх органах унаслідок процесів обміну речовин відбувається теплопродукція. Тому кров, яка відтікає від органів, як правило, має вищу температуру, ніж та, що притікає. Але роль різних органів у теплопродукції різна. У стані спокою на печінку припадає близько 20 % загальної теплопродукції, на інші внутрішні органи - 56%, на скелетні м'язи - 20%; при фізичному навантаженні на скелетні м'язи — до 90 %, на внутрішні органи — лише 8 %.
Таким чином, найпотужнішим резервним джерелом теплопродукції є м'язи при їх скороченні. Зміна активності їх метаболізму при локомоціях — основний механізм теплопродукції. Серед різноманітних локомоцій можна виділити кілька етапів участі м'язів у теплопродукції.
1. Терморегуляційний тонус. При цьому м'язи не скорочуються. Підвищуються лише їх тонус та метаболізм. Цей тонус виникає загалом у м'язах шиї, тулуба та кінцівок. Унаслідок цього теплопродукція підвищується на 50—100%.
2. Тремтіння виникає несвідомо і полягає в періодичній активності високопорогових рухових одиниць на тлі терморегуляційного тонусу. При тремтінні вся енергія спрямована лише на збільшення теплотворення, у той час як при звичайних локомоціях частина енергії витрачається на переміщення відповідної кінцівки, а частина — на термогенез. При тремтінні теплопродукція підвищується у 2—3 рази. Тремтіння починається часто з м'язів шиї, обличчя. Це пояснюється тим, що передусім має підвищитись температура крові, яка тече до головного мозку.
3. Довільні скорочення полягають у свідомому підвищенні скорочення м'язів. Це спостерігається в умовах низької зовнішньої температури, коли перших двох етапів не досить. При довільних скороченнях теплопродукція може збільшитись у 10—20 разів.
Регуляція теплопродукції в м'язах пов'язана з впливом α-мотонейронів на функцію та метаболізм м'язів, у інших тканинах — симпатичної нервової системи і катехоламінів (підвищують інтенсивність метаболізму на 50 %) та дією гормонів, особливо тироксину,.який підвищує теплопродукцію майже вдвічі.
Значна роль у термогенезі ліпідів, які виділяють при гідролізі значно більше енергії (9,3 ккал/г), ніж вуглеводи (4,1 ккал/г). Особливе значення, зокрема у дітей, має бурий жир.
Процеси тепловіддачі відбуваються такими шляхами — радіація, конвекція, випаровування та теплопровідність.
Радіація відбувається за допомогою інфрачервоного довгохвильового випромінювання. Для цього потрібен градієнт температур між теплою шкірою і холодними стінами та іншими предметами навколишнього середовища. Таким чином, величина радіації залежить від температури і поверхні шкіри.
Теплопровідність здійснюється при безпосередньому контакті тіла з предметами (стілець, ліжко тощо). При цьому швидкість перенесення тепла від більш нагрітого тіла до менш нагрітого предмета визначається температурним градієнтом і їх термопровідністю. Віддача тепла цим шляхом значно (у 14 разів) збільшується при перебуванні людини у воді. Частково шляхом проведення тепло передається від внутрішніх органів до поверхні тіла. Але цей процес гальмується внаслідок низької теплопровідності жиру.
Конвекційний шлях. Повітря, що контактує з поверхнею тіла, за наявності градієнту температур нагрівається. При цьому воно стає легшим і, піднімаючись від тіла, звільняє місце для нових порцій повітря. Таким чином воно забирає частину тепла. Інтенсивність природної конвекції може бути збільшена за рахунок додаткового руху повітря, зменшення перепон при надходженні його до тіла (відповідним одягом).
Випаровування поту. При кімнатній температурі у роздягненої людини близько 20 % тепла віддається за допомогою випаровування.
Теплопровідність, конвекція і випромінювання є пасивними шляхами тепловіддачі, які грунтуються на законах фізики. Вони ефективні лише при збереженні позитивного температурного градієнта. Що менша різниця температури між тілом і навколишнім середовищем, то менше тепла віддається. При однакових показниках або при вищій температурі навколишнього середовища згадані шляхи не тільки не ефективні, але при цьому відбувається нагрівання тіла. У цих умовах в організмі спрацьовує лише один механізм віддачі тепла, пов'язаний із процесами потовиділення і потовипаровування. Тут використовуються як фізичні закономірності (витрати енергії на процес випаровування), так і біологічні (потовиділення). Охолодженню шкіри сприяє те, що для випаровування 1 мл поту витрачається 0,58 ккал. Якщо не відбувається випаровування поту, то ефективність тепловіддачі різко знижується.
Швидкість випаровування поту залежить від градієнта температури і насичення водяною парою навколишнього повітря. Що вища вологість, то менш ефективним стає цей шлях тепловіддачі. Різко зменшується результативність тепловіддачі при перебуванні у воді або в щільному одязі. При цьому організм змушений компенсувати відсутність потовипаровування за рахунок збільшення потовиділення.
Випаровування має два механізми: а) перспірація — без участі потових залоз; б) випаровування — при активній участі потових залоз.
Перспірація — випаровування води з поверхні легень, слизових оболонок, шкіри, яка завжди волога. Це випаровування не регулюється, воно залежить від градієнта температур і вологості навколишнього повітря, його величина становить близько 600 мл/добу. Що вища вологість, то менш ефективний цей вид тепловіддачі.
Механізм секреції поту. Потова залоза складається з двох частин: власне залози, яка розташована в субдермальному шарі, і вивідних протоків, що відкриваються на поверхні шкіри. В залозі утворюється первинний секрет, а в протоках завдяки реабсорбції формується вторинний секрет — піт.
Первинний секрет подібний до плазми крові. Різниця полягає в тому, що в цьому секреті немає білків та глюкози, менше Na+. Так, у первинному поті концентрація натрію становить близько 144 нмоль/л, хлору — 104 нмоль/л. Ці іони активно абсорбуються при проходженні поту по вивідних протоках, що забезпечує абсорбцію води. Процес абсорбції багато в чому залежить від швидкості утворення і просування поту: що ці процеси активніші, то більше Na+ і С1- залишається. При сильному потовиділенні в поту може залишатися до половини концентрації цих іонів. Сильне потоутворення супроводжується збільшенням концентрації сечовини (до 4 разів вище, ніж у плазмі) і калію (до 1,2 разу більше, ніж у плазмі). Сумарна висока концентрація іонів, утворюючи високий рівень осмотичного тиску, забезпечує зниження реабсорбції і виділення з потом великої кількості води.
При сильному потовиділенні може витрачатись багато NaCl(до 15—30 г/добу). Однак у організмі діють механізми, що забезпечують збереження цих важливих іонів при великому потовиділенні. Вони беруть участь у процесах адаптації, зокрема, альдостерон посилює реабсорбцію Na+.
Функції потових залоз регулюються особливими механізмами. Па їх активність впливає симпатична нервова система, проте медіатором тут є ацетилхолін. Секреторні клітини, крім М-холінорецепторів, мають також адренорецептори, які реагують на катехоламіни крові. Активізація функції потових залоз супроводжується збільшенням їх кровопостачання (мал. 196).
Кількість виділеного поту може досягати 1,5 л/год, а у адаптованих людей — до 3 л/год.
При кімнатній температурі у роздягненої людини близько 60 % тепла віддається за рахунок радіації, близько 12—15%—конвекції повітря, близько 20 % — випаровування, 2—5 % — теплопровідності. Але це співвідношення залежить від ряду умов, зокрема від температури зовнішнього середовища (мал. 197).
Головну роль у регуляції процесів тепловіддачі відіграють зміни кровопостачання шкіри. Звуження судин шкіри, відкриття артеріовенозних анастомозів сприяє меншому припливу тепла від ядра до оболонки і збереженню його в організмі. Навпаки, при розширенні судин шкіри її температура може збільшуватись на 7—8 °С. При цьому збільшується і тепловіддача.
Умовно шкіру можна назвати радіаторною системою організму. Кровотік у шкірі може змінюватись від 0 до ЗО % ХОК- Тонус судин шкіри контролюється симпатичною нервовою системою.
Таким чином, температура тіла — баланс між процесами теплопродукції та тепловіддачі. Коли теплопродукція переважає над тепловіддачею, температура тіла підвищується і, навпаки, якщо тепловіддача вища, ніж теплопродукція, температура організму знижується.
1.3 Система терморегуляції
Система терморегуляції сформована у гомойотермних організмів. Вона регулює і підтримує на постійному рівні оптимальну температуру тіла.
Температура тіла контролюється специфічними терморецепто-рами. Вони діляться на периферичні і центральні.
Розташовані в шкірі, підшкірній основі та кровоносних судинах цих ділянок, периферичні рецептори бувають двох типів —теплові та холодові (переважно холодові). Крім того, в шкірі є терморецептори, які збуджуються при температурі понад 45 °С. Але вони належать до проміжного типу між термо- та ноци-рецепторами.
Центральні рецептори містяться в гіпоталамусі (загалом у передоптичній зоні). Деяка їх кількість розташована в шийно-грудному відділі спинного мозку, у м'язах абдомінальної зони. Тут також містяться обидва типи рецепторів (переважно теплові). Ці рецептори відіграють основну роль у регулюванні теплообміну, тому що вони контролюють температуру ядра.