Тепловой обмен

Человеческий организм является теплокровным, т.е. температура его тела поддерживается постоянно на уровне 36 – 37^оС и не зависит от температуры окружающей среды. Температура тела ниже 24^оС и выше 43^оС для человека смертельна.

Температура тела оказывает значительное влияние на протекание жизненных процессов в организме. Нагревание увеличивает, а охлаждение замедляет ход биохимических реакций. Поэтому температура тела организма влияет на активность его клеток. Это связано с работой ферментов, участвующих в биохимических реакциях, которые активны лишь при температуре 35-40^о.

В разных органах различная температура. Она зависит от интенсивности обменных процессов. Самая высокая температура в печени (38-38,5^о), самая низкая на коже конечностей (25-30^о). Обмен тепла между разными органами осуществляется кровью.

Постоянство температуры поддерживается в организме за счет двух разнонаправленных процессов: теплообразования и теплоотдачи.

У человека существует два способа терморегуляции химический и физический. Химическая терморегуляция заключается в образовании дополнительного тепла, основной источник которого окислительные процессы. Наибольшая их интенсивность наблюдается в мышцах во время работы. В условиях температурного комфорта (при t воздуха около 20^о) теплообразование для поддержания температуры тела в пределах 37^о не нужно. Для этого достаточно тепла, образуемого при обмене веществ в состоянии покоя. При низкой температуре воздуха для поддержания температуры тела необходимо дополнительное теплообразование. С этим связано возникновение непроизвольной мышечной дрожи. Наибольшее количество тепла образуется при движении.

Физическая терморегуляция осуществляется изменением теплопроводности покровных тканей организма, за счет чего может увеличиваться или уменьшаться теплоотдача.

Теплоотдача может осуществляться теплопроведением, излучением и испарением.

Отдача тепла проведением заключается в прямом нагревании воздуха или предметов, соприкасающихся с поверхностью кожи. Теплопроведение возможно лишь, когда внешняя температура ниже температуры тела. При перегревании организма происходит перераспределение крови: кровь с излишками тепла оттекает от внутренних органов к коже, повышая ее температуру. При этом увеличивается отдача тепла в окружающую среду. Увеличению теплоотдачи за счет проведения способствует конвекция – смена нагретых частей воздуха холодными. Она усиливается при ветре. Проведение тепла зависит также от теплопроводности внешней среды. Теплопроводность воды в 28 раз больше, чем воздуха, поэтому охлаждение в ней происходит гораздо быстрее.

Теплопроводность кожи уменьшается при спазме ее сосудов, что ведет к перераспределению крови в пользу внутренних органов. Это способствует уменьшению теплоотдачи и сохранению температуры ядра тела.

Излучение тепла связано со свойством материи отдавать тепло в виде лучистой энергии. В состоянии покоя человек основную массу тепла отдает излучением. Также как и теплопроведение излучение усиливается при расширении кожных сосудов и уменьшается при сужении.

Третий путь теплоотдачи – испарение. Каждый грамм испаренной жидкости уносит с собой 0,58 ккал. В условиях температурного комфорта около 25% тепла теряются в виде испарения. При повышении температуры окружающей среды, усиленном теплообразовании при мышечной работе растет потоотделение, увеличивая теплоотдачу за счет испарения.