Частота виникнення нервових імпульсів у рецепторах залежить від температури. Холодові і теплові рецептори генерують спонтанну активність. На цю активність накладається відповідне температурне подразнення. Так, у волокнах, що надходять від теплових рецепторів, імпульсація спостерігається в діапазоні від 20 до 40 °С, а максимальна активність — у межах 38 °С і більше. Волокна холодових рецепторів активні в діапазоні 10—40 °С, але найбільша частота імпульсації в них при температурі 20—34 °С. Раптове підвищення або зниження температури призводить до короткочасного різкого збільшення частоти розрядів у відповідних рецепторах із наступним поступовим зниженням до рівня, характерного для даної температури.

При температурі шкіри 34—38 °С імпульсація в обох типах рецепторів мінімальна. Це створює уяву про температурний комфорт. Приблизно за такою схемою функціонують і центральні терморе-цептори, але для них "температурне вікно" вужче — в межах 37— 37,5 °С.

Імпульси від периферичних рецепторів переключаються в структурах задніх рогів спинного мозку. В головний мозок вони надходять по спіноталамічному та спіноретикулярному шляхах. Після проходження через ретикулярну формацію і неспецифічні ядра таламуса імпульсація надходить у гіпоталамус і асоціативні зони кори головного мозку.

1.4 Центр терморегуляції

Центр терморегуляції міститься в гіпоталамусі. Передній відділ гіпоталамуса сприймає інформацію від периферичних та центральних терморецепторів. Центр теплопродукції розташований у ядрах заднього відділу гіпоталамуса. Звідси через симпатичну нервову систему ідуть імпульси, що підвищують метаболізм, звужують судини шкіри, активізують терморегуляцію скелетних м'язів. У цих реакціях беруть участь і гормони — адреналін, норадреналін, тироксин та ін. Це проявляється в ефектах теплоконсервації і спостерігається при надходженні імпульсів від холодових рецепторів.

Центр тепловіддачі міститься в ядрах переднього відділу гіпоталамуса. Звідси йдуть імпульси, які розширюють судини шкіри, підвищують виділення поту, знижують теплопродукцію. При руйнуванні центру терморегуляції в гіпоталамусі гомойотермна тварина перетворюється на пойкілотермну (мал. 1).

Певну роль у регуляції температури тіла грають і інші відділи ЦНС (ретикуляр на формація, лімбічна система, кора головного мозку). Вмикання різноманітних механізмів теплообміну відбувається постійно, залежно від конкретних умов. Так, такі механізми, як потовиділення або м'язове тремтіння, вмикаються тоді, коли інші шляхи підтримання постійної температури ядра виявляються не досить ефективними. Потовиділення і м'язове тремтіння супроводжуються відчуттям температурного дискомфорту.

Мал. 1. Вплив гіпоталамуса на тепловіддачу та теплопродукцію

Центри гіпоталамуса ніби налагоджені на "задане значення" температури тіла. Цей показник визначається такою сумарною температурою тіла, яка виникає тоді, коли механізми тепловіддачі і теплотворення перебувають на рівні мінімальної активності. В цьому не беруть участі додаткові механізми, що забезпечують одержання або виділення надлишку тепла. Теплові і холодові рецептори перебувають у найменш збудженому стані. Це умова температурного комфорту. Для створення відчуття температурного комфорту у легко одягненої дорослої людини, яка спокійно сидить, треба, щоб температура стін і повітря була на рівні 25—26 °С, відносна вологість — 50%. Будь-яка зміна цих умов призведе до подразнення відповідних рецепторів і вмикання механізмів терморегуляції.

Етапність вмикання механізмів регуляції полягає у тому, що спочатку вмикаються енергоекономні механізми, наприклад, поведінкові. Якщо їх не досить, то вмикаються судинорухові. А такі механізми, як тремтіння, локомоції або потовиділення, приєднуються насамперед. Що далі умови від комфортних, то більше відчуття дискомфорту.

Стан терморегулюючих зон гіпоталамуса може змінюватися під впливом ряду факторів крові. Такими факторами є вміст Са²⁺ і Na⁺ , глюкози, осмотичний тиск. Підвищення рівня одного із найбільш біологічно активних іонів (Са²⁺ ) модифікує чутливість центральних механізмів до температури, нейромедіаторів, що призводить до активізації механізмів тепловіддачі. Це особливо помітно при фізичному навантаженні. Ріст осмолярності крові зумовлює підвищення межі температурної чутливості і зниження інтенсивності потовиділення.

1.5 Гіпо- і гіпертермія

У реальному житті процеси теплопродукції не завжди відповідають процесам тепловіддачі. Так, у випадку переваги одного із процесів над іншим температура ядра змінюється. Температура може змінюватись під впливом ендогенних або екзогенних чинників. Наприклад, при дії низької температури паралельно з інтенсифікацією процесів теплопродукції для зменшення тепловіддачі звужуються судини шкіри. Але при дуже низькій температурі це може спричинити відмороження. Тому звичайно після звуження кровоносні судини можуть розширюватися і кров знову рухається до шкіри. Ця місцева реакція обумовлена локальною термочутливістю м'язів судин і добре виражена в адаптованих до холоду людей.

В умовах дуже низької навколишньої температури розширення судин шкіри може призвести до збільшення тепловитрат, зниження температури ядра, і людина може замерзнути. Зниження температури ядра, згідно з правилом Вант-Гоффа, супроводжується зниженням активності обмінних процесів. Смерть при охолодженні настає при температурі ядра 26—28 °С. Але ще перед цим низька температура призведе до різкого пригнічення активності нейронів ЦНС, до "засинання" і непритомності.

Вказану залежність сьогодні використовують з лікувальною метою, коли потрібно на деякий час відключити кровообіг, щоб зробити операцію на серці. Такий метод називається керованою гіпотермією. Для його здійснення використовують принцип поступового екстракорпорального охолодження крові. Попередньо під відповідним наркозом потрібно вимкнути центр терморегуляції. Звичайно, температуру тіла поступово знижують до 23—25 °С, що дозволяє на 20— 30 хв. зупинити кровообіг. Потім, також поступово, температуру підвищують. Ясна річ, охолоджене серце самостійно не зможе "запуститися", його скорочення стимулюють за допомогою дефібрилятора.

Протилежний гіпотермії стан називають гіпертермією. Гіпертермія спостерігається і у здорових людей. Це відбувається, наприклад, при інтенсивній фізичній праці, коли тепловіддача відстає від теплотворення. Висока навколишня температура, особливо при високій вологості, інтенсивний вплив сонця також можуть спричинити гіпертермію. При підвищенні температури тіла понад 41 °С розвивається набряк мозку, порушується процес терморегуляції і без медичної допомоги може настати смерть.

Гіпертермія супроводжує багато хвороб. Вважають, що механізм появи пропасниці обумовлений зміщенням "заданого значення" температури в гіпоталамічному центрі. Зміна функції центру є наслідком дії на нього пірогенів — полісахаридів бактеріальних мембран, які надходять у кров і зумовлюють синтез лейкоцитарних пірогенів. Унаслідок зміни "заданого рівня" центр терморегуляції за "норму" вважає іншу температуру і налагоджує усі механізми терморегулювання на новому рівні. Підвищення температури відбувається внаслідок тремтіння, зменшення потовиділення і звуження судин шкіри. Виведення пірогенів сприяє підвищенню активності механізмів тепловіддачі: посилюється потовиділення, розширюються судини шкіри, і температура тіла знижується.

1.6 Місце терморегуляції в загартуванні організму

Зміна температури тіла нижче 25 і вище 43 °С несумісне з життям і викликає в першому випадку холодову, а в другому — теплову смерть. Однак розлад функцій організму спостерігається раніше, ніж температура досягає критичних величин, і супроводиться загальним зниженням захисних сил організму, що може бути причиною виникнення різних захворювань. Встановлення діагнозу захворювань і їхнє лікування — це справа лікаря, але знання загальних положень про механізм виникнення їх і розвиток для того, щоб раціонально організувати власний тепловий режим, необхідне коленому.

Температуру як міру теплової енергії відносять до важливих фізико-хімічних констант організму. її величини є сталими не тільки для організму в цілому, та окремих органів і ділянок тіла.

Одна і та сама температура різними частинами тіла може сприйматися або як тепло, або як холод, або зон сім не відчуватись. Так, якщо предмет, температура якого 34 °С, прикласти до шкіри передпліччя, то його температура не буде сприйматись зовсім. Для шкіри плеча він буде прохолодним, в паховій ямці надто холодним, а для пальців кисті теплим. Аферентні імпульси надходять в одному випадку від теплових рецепторів, в другому від холодових, які пов'язані з різними відділами терморегуляційного центру підзоровогорбової ділянки. Теплові терморецептори морфологічно і функціонально зв'язані з центрами тепловіддачі передньої частини підзоровогорбової ділянки, холодові з центром теплоутворення задньої частини підзоровогорбової ділянки, які знаходяться у реципрокних взаємовідношеннях. Якщо в одному з центрів виникає збудження, воно автоматично пригнічує діяльність другого. Доведено, що центри терморегуляції неоднаково чутливі до аферентних імпульсів від різних ділянок тіла. Так, центр тепловіддачі реагує на підвищення температури ядра тіла, а центр теплоутворення на зниження температури шкіри. Тому внаслідок реципрокної взаємодії між центрами зміни температури окремих ділянок шкіри приводять до перебудови режиму рефлекторної діяльності центрів.

Наслідком рефлекторних реакцій центрів терморегуляції є зміни судинних реакцій і процесів обміну всього організму, а величина цих змін не завжди адекватна силі подразнення. Коли змінюється температура окремої невеликої ділянки шкіри, виникають судинні і обмінні зміни спочатку в місці охолодження шкіри, а потім в усіх органах і системах організму. При цьому судинні та обмінні зміни в різних частинах тіла неадекватні подразненню. Окремі судини не тільки розширюються і переповнюються кров'ю, але у них збільшується проникність стінок для плазми крові і вона виходить у міжклітинний простір, що призводить до набряку окремих тканин і органів. Особливо чутливі до змін температури шкіри верхні дихальні шляхи. Виявлений також тісний функціональний зв'язок між рефлексогенними зонами стопи і судинами верхніх дихальних шляхів. Порушення їхньої діяльності і є початком розладу здоров'я, яке невірно називають простудним захворюванням.

Таким чином, в основі порушень здоров'я при зниженні температури навколишнього середовища є судинні розлади місцевого і загального характеру, серед яких виділяють певні стадії. Перша — звуження судин шкіри та скорочення непосмугованих м'язів, що піднімають волосся і утворення "гусячої шкіри". Це природна захисна реакція, спрямована на збільшення прошарку індивідуальної теплової зони повітря. Друга стадія полягає в адекватному розширенні судин шкіри, яка є наслідком функції терморегуляційного центру, спрямованої на позбавлення від неприємного відчуття холоду і встановлення температурного фону поверхні тіла. При подальшому охолодженні кровотік перерозподіляється так, що артеріальна кров повертається через артеріально-венозні анастомози, зберігаючи сталість температурного ядра тіла. В цей час виникає відчуття ознобу.

Охолодження окремих ділянок тіла на фоні загального температурного комфорту може бути причиною виникнення патологічного процесу. При цьому слабкі охолодження мають більше значення у виникненні простудних захворювань, ніж значні. Так, зниження температури окремих ділянок шкіри на 2 - 2,5 °С викликає більш значну і довгу судинну реакцію, ніж зниження на 10 - 11 °С.

При слабких холодових впливах рецептори встигають адаптуватись і не реагують необхідною частотою імпульсів на перепади температури, що призводить до порушення функцій центрів і послаблення захисних сил організму. При сильних холодових впливах терморецептори охолодженої ділянки шкіри адекватно реагують на дію подразника і нервові центри своєчасно мобілізують захисні сили організму.

Слабкими холодовими впливами необхідно вважати температуру повітря в межах від +8 до —0°С. Саме при цих температурах у міжсезоння частіше, ніж у холодний зимовий час, виникають переохолодження і знижуються захисні сили організму.

Виходячи з того, що порушення здоров'я є наслідком розладу діяльності терморегуляційних центрів, практичні дії по заргартуванню повинні бути спрямовані на адаптацію їх до зниження температур навколишнього середовища і швидке переключення між центрами теплопродукції і тепловіддачі.

При загартуванні головним є тренування організму до значних, але коротких холодових впливів з тим, щоб термічний подразник привів до збудження терморецепторів і термоцентрів. Особливе значення мають контрастні температури (холодний і гарячий душ, ходіння по холодному і гарячому піску тощо). Вирішальне значення у загартовуванні організму має підвищення загальної толерантності (лат. tolerantia — терпіння) як до зниження температури, так і до її перепадів, що досягається підтриманням оптимального температурного режиму одягу і житла протягом всього року. Ці спеціальні питання вивчаються комунальною гігієною.

Розділ 2. Загартування та його роль у розвитку організму дитини

2.1 Основні загартовуючи чинники та їх значення для здоров`я

Минуло не одне тисячоліття з того часу, як людство довідалося про цілющу силу трьох великих лікарів природи: сонця, повітря і води. Саме вони — вода, повітря і сонце — залишаються і досі основними загартовуючими чинниками. До того ж, використані людиною у сполученні з фізичною культурою та правильно поставленою руховою активністю, ці чинники є певним гарантом вашого здоров'я, можуть запобігти багатьом хворобам.

Багато з вас вже чули про інфекційні захворювання, що спричиняються мікроскопічними організмами: бактеріями, вірусами, грибками тощо. Збудники цих захворювань передаються від хворих людей чи тварин до здорових, призводячи до епідемій. Згадайте з історії про епідемії чуми і холери, що "викошували" жителів міст і сіл, спустошуючи цілі держави.

Завдяки досягненням біології і медицини багато інфекційних захворювань, які в минулому були смертельними для людей або ж залишали важкі наслідки на все життя, сьогодні в результаті застосування щеплень майже не трапляються. Згадаймо віспу, скарлатину, поліомієліт, правець, кашлюк (коклюш) — колись такі поширені хвороби. Зараз вони або ліквідовані повністю, або трапляються як поодинокі випадки.