Еферентна ланка терморегуляції

Еферентні імпульси шляху від центру терморегуяції по симпатичних, парасимпатичних та рухових волокнах направляються до виконавчих органів. В результаті реалізуються: 1) судинні реакції; 2) трофічні реакції; 3) локомоторні реакції. Симпатичний відділ автономної нервової системи регулює процеси теплопродукції (глікогеноліз, ліполіз та ін), процеси тепловіддачі (тепловипромінювання, теплопроведення, конвекцію та потовиділення за рахунок зміни тонусу шкірних судин). Імпульсація по волокнах парасимпатичного відділу автономної нервової системи знижує інтенсивність обміну речовин і цим зменшує хімічну терморегуляцію. Соматична система регулює довільну та мимовільну фазну активність скелетних м'язів, тобто. процеси м'язового термогенезу

Гуморальне регулювання теплообміну

Гуморальна регуляція теплообміну виразно реалізується при зниженні температури навколишнього середовища за рахунок гормонів, що мають калоригенний ефект (збільшення інтенсивності процесів катаболізму з відповідним підвищенням термогенезу): 1) тиреогормони; 2) катехоламіни; 3) тиреотропін; 4) глюкокортикоїди.

Функціональна система, що забезпечує сталість температурного гомеостазу організму

Системоутворюючим фактором терморегуляторної функціональної системи єкорисний пристосувальний результат - це температура крові, яка, з одного боку, необхідна для оптимального перебігу метаболізму в даних умовах, а з іншого - сама визначається інтенсивністю процесів метаболізму .Ефективні механізми цієї функціональної системи складаються з двох провідних процесів – теплопродукції та тепловіддачі. Регуляція цих процесів відбувається або у бік їх посилення,або у бік їх зменшення Теплопродукція та тепловіддача здійснюються за участю спеціалізованих структур мозку, об'єднаних у центр терморегуляції. Принципова архітектура функціональної системи, що підтримує температуру тіла на оптимальному для метаболізму рівні, представлена на рис.45.

Мал.45. Функціональна система, що забезпечує сталість температури тіла. ГП - ядра переднього гіпоталамуса; ГЗ - ядра заднього гіпоталамуса.

Принцип регулювання полягає в тому, щокерівний пристрій (центр терморегуляції) отримує інформацію від терморецепторів. На підставі цієї інформації центр терморегуляції посилає імпульси на периферію, завдяки яким діяльністьефекторів (робочі органи, що визначають інтенсивність теплопродукції та тепловіддачі) змінюється так, що виникає новий рівень теплового балансу, внаслідок чого температура тіла зберігається постійному рівні. Особливістю даної функціональної системи є те, що для досягнення корисного результату поряд з внутрішніми саморегуляціями (процеси теплопродукції та тепловіддачі) є і цілеспрямована поведінкова реакція для адекватного пристосування до навколишнього середовища, що є зовнішнім контуром. Функціональна система температурного гомеостазу може працювати як запринципом «обурення», так і запринципом «відхилення»>. При зміні температури крові з терморецепторів сигнали надходять до центру терморегуляції і звідти через внутрішні механізми саморегуляції і, якщо їх недостатньо, через цілеспрямовану поведінку, відбувається відновлення оптимальної температури крові. У системі терморегуляції передбачено і більш м'який спосіб підтримкисталості температури тіла, що ґрунтується на принципірегуляції з обурення. При цьому організм реагує на зміни температури середовища, і випереджаючи зміни температури крові, у функціональній системі виникають імпульси, що змінюють роботу ефекторів таким чином, що температура крові залишається без змін. Прикладом регуляції температури тіла за принципом «обурення» є збільшення теплопродукції у людини, яка збирається вийти взимку надвір. У нього за умовно-рефлекторними механізмами зростає обмін речовин, теплоутворення, що попереджає тепловтрати на вулиці в умовах низької температури.

Терморегуляція в умовах низької температури

Для збереження температурного гомеостазу при зниженні температури навколишнього середовища відбуваються такі регуляторні реакції: 1) перерозподіл крові в організмі: звуження судин «оболонки» та розширення судин «ядра» тіла; 2) зменшення об'ємної швидкості шкірного кровотоку; 3) зменшення обсягу циркулюючої крові в підшкірних кровоносних судинах, оскільки вода йде в тканини, кров згущується, зменшується теплоємність крові; 4) феномен «термічного короткого замикання крові» - закриття поверхневих підшкірних вен і перерозподіл крові в глибокі вени, які проходять поряд з артеріями, внаслідок чого венозна кров нагрівається, а до органу надходить охолоджена артеріальна кров. Таким чином, відбувається економний перерозподіл тепла; 5) відкриття артеріовенозних шунтів: кров, минаючи капіляри, йде у вени, зберігаючи тепло; 6) зниження потовиділення; 7) урідження дихання, посилення роботи серця; 8) збільшення теплопродукції хімічним та фізичним шляхом; 9) безумовнорефлекторні м'язові реакції: пілоерекція, терморегуляційний тонус, м'язоватремтіння, зміна пози в напрямку зменшення площі теплорозсіювання; 10) цілеспрямована зміна поведінки, збільшення рухової активності.

Терморегуляція в умовах високої температури

Для збереження температурного гомеостазу при підвищенні температури навколишнього середовища відбуваються такі регуляторні реакції: 1) перерозподіл крові в організмі: звуження судин «ядра» та розширення судин «оболонки» тіла; 2) збільшення об'ємної швидкості шкірного кровотоку; 3) збільшення обсягу циркулюючої крові в підшкірних кровоносних судинах, оскільки вода переходить із тканин у кров, збільшується обсяг плазми та підвищується теплоємність крові; 4) закриття артеріовенозних шунтів; 5) збільшення потовиділення; 6) теплова задишка; 7) зниження теплопродукції; 8) цілеспрямована зміна поведінки, зниження рухової активності.

Терморегуляція в умовах фізичного навантаження

При фізичному навантаженні теплопродукція зростає (при помірному навантаженні – до 300 ккал/годину, при інтенсивній роботі – до 600-900 ккал/годину). Температура ядра тіла протягом перших 15-30 хвилин роботи досить швидко підвищується відносно стаціонарного рівня, а потім зберігається на цьому рівні або продовжує повільно зростати. Навіть у комфортних умовах довкілля температура ядра тіла при інтенсивній роботі може досягати 41 ° С (при марафонському бігу). Незважаючи на те, що при фізичному навантаженні активуються механізми тепловіддачі, у цих умовах все одно має місцеробоча гіпертермія.

Штучна гіпотермія

Гіпотермія - це охолодження тіла, при якому його температура стає нижчою за 35°С. У клінічній практиці для зменшення метаболізму тканин, наприклад, припроведенні операції на серці, використовуєтьсяштучна гіпотермія. Розрізняютьпомірну (зниження до 32-28°С), іглибоку (зниження до 20-15°С і нижче) гіпотермію . У практичній медицині використовується помірна гіпотермія, оскільки за глибокої гіпотермії порушується робота серця. При гіпотермії знижується метаболізм та споживання кисню. Зі зниженням температури тіла на кожен градус знижується на 5-6% потреба в кисні. При помірній гіпотермії споживання кисню знижується приблизно 50%. Це дозволяє вимкнути серце із кровообігу на 6-10 хвилин. При глибокій гіпотермії серце може бути вимкнене до 60 хвилин при 12,5°С; до 80 хвилин при 6°С. Однак при зниженні температури нижче 28 ° С є ризик фібриляції серця. У ряді випадків застосовують варіант локальної гіпотермії, наприклад, при операціях на серці для зменшення ушкоджуючої дії оперативного втручання використовують холодову кардіоплегію (захист). З цією метою поверхню серця охолоджують стерильним снігом або перфузують коронарні судини охолодженим розчином. В даний час помірне охолодження тіла, при якому знижуються швидкість обмінних процесів, газовий обмін, артеріальний тиск, наступають брадикардія та брадипное, використовується в клінічній практиці з метою зниження реакції тканини кори головного мозку на гіпоксію, що виникає при виключенні серцевої діяльності та зупинці дихання.

Гіпертермія

Розрізняютьекзогенну іендогенну гіпертермію.Екзогенна гіпертермія (перегрівання) виникає в умовах тривалого впливу підвищеної температури на організм. Виникненню перегрівання сприяють висока вологість та відсутність руху повітря, що суттєвообмежує випаровування поту – єдиний механізм тепловіддачі у умовах. Тому, незважаючи на спроби підвищити віддачу тепла (гіперемія шкірних покривів, максимальні потовиділення та збільшення об'єму циркулюючої крові), теплопродукція переважає, і температура тіла зростає. Такий стан називаютьтепловим ударом. Розвиток теплового удару проходить три стадії: 1)стадія компенсації, при якій тепловіддача випаровуванням вологи з поверхні тіла та легень компенсує теплове навантаження; 2)стадія збудження, при якій тепловіддача випаровуванням приблизно дорівнює зовнішньому тепловому навантаженню. Вона характеризується максимальним підвищенням тепловіддачі (профузним потовиділенням), підвищенням активності окислювальних процесів та діяльності всіх життєво важливих систем (тахікардією, тахіпное та ін.). Це призводить до гіпокапнії, алкалозу, порушення функції дихання та, зрештою, до виснаження процесів гальмування в ЦНС; 3)стадія пригнічення, при якій тепловіддача випаровуванням стає менше теплового навантаження. У цьому розвивається декомпенсація передусім із боку серцево-судинної та дихальної систем, тобто. вичерпуються регуляторні механізми функціональної системи, температура «ядра» підвищується, відбувається падіння артеріального тиску, виникають ниркова недостатність, зниження об'єму циркулюючої крові і прогресують порушення функції мозку.Ендогенна гіпертермія носить захисно-пристосувальний характер і розвивається при впливі на організм ендогенних та екзогенних пірогенів (pyr,гр. – вогонь; +genos,гр. – рід). В даний час вважається, що при інфекційних захворюваннях гіпертермія до 39 ° C у дорослих є захисною реакцією і не підлягає медикаментознійкорекції.

Виділення

Органи виділення

До органів виділення відносять нирку, шкіру, легені, шлунково-кишковий тракт та печінку. Через легені виділяються СО2, леткі кислоти, що утворюються в організмі. Шкіра виділяється від 400-600 мл поту на добу (солі, сечовина, фосфати, сульфати, NaCl, токсичні продукти). Завдяки слизовій оболонці кишечник виділяє сечовину, солі важких металів. Печивою з жовчю виділяються жовчні пігменти та білірубін – продукт розщеплення гемоглобіну. Найбільш значущим органів виділення є нирка.

Функції нирок

1. Екскреторна - виділення із сечею Н2О, солей, продуктів азотистого обміну, кислот та ін. 2. Гомеостатична – підтримка ізоволюмії, ізоосмії, ізоіонії, озогідрії, ізотермії та ізотонін.

Ізоволюмія - сталість обсягу циркулюючої крові.
Ізоосмії - сталість осмотичного тиску.
Ізотонії – сталість іонного складу.
Ізонідрії - сталість водневих іонів.
Ізотонії – сталість артеріального тиску.

3. Гемопоетична – участь у кровотворенні. У нирках утворюється еритропоетин та його інгібітори. 4. Інкреторна – утворення реніну в югстогломерулярному апараті нирки, еритропоетину, а також постагландинів та ін. 5. Активує вітамін Д3. 6. Метаболічна – участь в обміні білків, ліпідів та вуглеводів. 7. Антигемолітична – активація фібринолізу, виділення гепарину, антитромбіну та ін.