Комплекс механизмов направленных на поддержание постоянной температуры тела (баланс между теплообразованием и теплоотдачей), называется терморегуляция.

Терморегуляция обеспечивает постоянную высокую интенсивность обменных реакций у гомойтермных организмов. В теплокровном организме различают внутреннюю зону – ядро, которая характеризуется стабильной температурой (мозг, внутренние органы) и наружную зону – оболочку (кожа, скелетные мышцы). Теплообразование (для человека в среднем – 10048-11723 кДж или 2400-2800 ккал) происходит в результате экзотермических реакций (химические реакции, протекающие с выделением тепла). Их интенсивность в разных отделах тела неодинакова (высокая в мышцах, печени, почках, низкая в костной ткани, хрящах). Теплоотдача более выражена для поверхностных органов (кожа, скелетные мышцы). Постоянство температуры тела возможно только при равенстве теплопродукции и теплоотдачи в организме, что достигается механизмами терморегуляции.

1. Химическая терморегуляция – усиление обмена веществ и, соответственно, теплопродукции при температуре окружающей среды ниже 15°С, и его ослабление при температуре 25-30°С. Наибольшее теплообразование происходит при сокращении мускулатуры. Дрожь – беспорядочные, непроизвольные рефлекторные сокращения скелетных мышц, теплообразование в этом состоянии увеличивается примерно на 200%. Велика роль печени – температура крови в печеночной вене выше, чем в артерии.

Удельная теплопродукция уменьшается с увеличением массы животного . Эта зависимость объясняется тем, что при увеличении размера животного уменьшается отношение его поверхности к объему.

Физическая терморегуляция включает в себя:

– теплоизлучение – радиационная теплоотдача посредством испускания инфракрасных лучей (λ ≈ 10 мкм) с поверхности тела (составляет ≈66% от общей теплоотдачи в покое при 20°С);

– конвекция – движение и перемешивание нагреваемого телом воздуха (≈15%);

– теплопроводность – отдача тепла веществам, непосредственно соприкасающимся с поверхностью тела

,

где К_Т – коэффициент теплопроводности материала, Т_k – температура поверхности тела (для человека – 33-34°С), Т_е – температура окружающей среды, l – толщина слоя, через который происходит передача тепла, S – площадь контакта, t - время теплообмена. Теплопроводность как составляющая теплоотдачи выражена слабо, поскольку, поскольку воздух и одежда – плохие проводники тепла;

– испарение воды с поверхности кожи и легких (от 19% в покое, до 75% при мышечной работе).

где L – удельная теплота испарения (Lводы = 0,53 ккал/г или 2,25×103 Дж/г, Lпота = 0,58 ккал/г). В состоянии покоя в сутки выделяется »500 мл пота (около 2 г NaCl и 1 г азота), при тяжелой физической нагрузке – »12 л (увеличивается содержание азота).

 Испарение становится единственным эффективный способ теплообмена при температуре внешней среды выше температуры кожи. Однако в ряде случаев испарение невозможно (100% относительная влажность воздуха, костюмы непроницаемые для паров воды) и возникает риск тепловых ударов.

Вопрос 20