Ciało ludzkie jest spójnym systemem, w którym wszystko jest przemyślane w najdrobniejszych szczegółach. W szczególności mówimy o wytwarzaniu ciepła przez człowieka.
Co to jest termoregulacja?
Ciało ludzkie jest „wyposażone” w fizjologiczny system termoregulacji. Jest to zestaw mechanizmów fizjologicznych kontrolujących temperaturę ciała. Dzięki temu systemowi utrzymywana jest stała optymalna temperatura w ciele, niezależnie od środowiska. Termoregulacja jest dwojakiego rodzaju:
- chemiczny (związany z wytwarzaniem ciepła);
- fizyczne (związane z utratą ciepła).
Skąd pochodzi ciepło?
Kiedy osoba je jedzenie, rozkłada się na białka, tłuszcze i węglowodany. Substancje spożywcze są utleniane, a tym samym uwalniają dostępną w nich energię. Wydając tę energię, ciało zamienia ją w ciepło.
W przeważającej części wytwarzanie ciepła zachodzi w tkankach mięśniowych ciała. Nawet jeśli w ogóle się nie ruszasz, proces ten się nie kończy. Tylko jego intensywność może się zmienić. Na przykład w porównaniu ze stanem spoczynku normalne chodzenie zwiększa produkcję ciepła o 60–80%. Oprócz mięśni narządy uczestniczą w tworzeniu ciepła.
Ponieważ ciepło jest wytwarzane w sposób ciągły, ciało musi jakoś pozbyć się jego nadmiaru. W przeciwnym razie w ciągu kilku godzin temperatura ciała wzrośnie tak bardzo, że wszystkie systemy przestaną działać. Istnieje w tym celu wymiana ciepła. Wytwarzanie i uwalnianie ciepła to złożone procesy kontrolowane przez specjalne mechanizmy w ludzkim ciele.
Ze względu na to, że ciało dokładnie kontroluje wszystkie procesy powstawania i uwalniania ciepła, ciało ma stabilną temperaturę. Transfer ciepła odbywa się na kilka sposobów: promieniowanie, ogrzewanie środowiska, wydychanie powietrza, pocenie się itp.
Termoregulacja chemiczna
Termoregulacja chemiczna odpowiada za zmianę intensywności produkcji ciepła zgodnie z warunkami otoczenia. Innymi słowy, temperatura powietrza wpływa na metabolizm w ludzkim ciele. Gdy robi się chłodniej, ciało zaczyna aktywniej wytwarzać ciepło, aby zapewnić stabilność temperatury ciała.
Ponieważ większość ciepła pochodzi z pracy mięśni, gdy osoba jest zimna, ciało zaczyna drżeć. Jest to normalna reakcja spowodowana podrażnieniem receptorów skóry. Niska temperatura powietrza stanowi dla nich źródło podniecenia, które z kolei przekazywane jest do ośrodkowego układu nerwowego (OUN) jako sygnał - czas zwiększyć produkcję ciepła. Centralny układ nerwowy aktywuje wzmożone skurcze mięśni, przez co pojawiają się dreszcze. Jest to zatem naturalny odruch organizmu, którego celem jest poprawa metabolizmu i zwiększenie ciepła. Nawet jeśli dana osoba nie zacznie poruszać się bardziej aktywnie w celu utrzymania ciepła, termoregulacja chemiczna zrobi to za niego.
W przybliżeniu termoregulacja działa również w przeciwnym kierunku. Jeśli pomieszczenie jest wystarczająco ciepłe, ciało nie musi się przepracowywać - metabolizm zwalnia.
Interesujący fakt: narządy znajdujące się w jamie brzusznej również wytwarzają dużą ilość ciepła. W szczególności mówimy o nerkach i wątrobie. Można było to ustalić, mierząc temperaturę krwi. Okazało się, że krew pęczniejąca z wątroby ma wyższą temperaturę niż ta, która płynie. Ponadto temperatura samych narządów jest o 1-2 stopnie wyższa niż normalna temperatura ciała.
Termoregulacja fizyczna
Fizyczna termoregulacja odpowiada za intensywność wymiany ciepła w zależności od warunków otoczenia. Ten mechanizm działa przeciwnie do chemikaliów. Gdy temperatura powietrza wzrasta, wzrasta przepływ ciepła. Gdy robi się chłodniej, ciało oddaje ciepło nie tak aktywnie. To pozwala mu zachować właściwą równowagę.
Metody wymiany ciepła jako procent:
- promieniowanie - 44%;
- przewodnictwo cieplne (ogrzewanie powietrza z otoczenia) - 31%;
- termin ważności - 12%;
- pocenie się - 10%;
- inne procesy - 3%.
Kiedy ciało promieniuje ciepło, ogrzewa otaczające powietrze i przedmioty na odległość. A podczas upału przedmioty dotykane przez osobę nagrzewają się.
Jak zmienia się szybkość wymiany ciepła?
Ogromną rolę w tym procesie odgrywają naczynia krwionośne. W niskich temperaturach otoczenia zwężają się, w wysokich - rozszerzają się. Kiedy ciało jest zimne i następuje zwężenie naczyń krwionośnych, przepływ krwi jest zmniejszony. Dlatego skóra staje się blada w chłodne dni. Ciepło jest podawane w mniejszej ilości.
Jeśli powietrze jest ciepłe lub gorące, dochodzi do rozszerzenia naczyń krwionośnych, krew wypływa na powierzchnię ciała, a skóra nabiera czerwonawego odcienia. W tym czasie ciepło jest podawane w większej ilości. Przenoszenie ciepła zgodnie z tą zasadą występuje, gdy temperatura ciała jest wyższa niż temperatura powietrza. Tak więc, jeśli różnica między tymi wskaźnikami jest niewielka, ciało emituje minimum ciepła. Na przykład w ekstremalnym upale.
W tym przypadku na ratunek przychodzi pot, w przeciwnym razie ciało by się przegrzało. Jest to szczególnie ważne, gdy otaczające powietrze jest bardzo gorące. Im cieplejsze środowisko, tym więcej wydzielanego potu.
Interesujący fakt: jeśli dana osoba żyje w stałym gorącym klimacie, prawie wszystkie powyższe procesy w jego ciele nie działają, z wyjątkiem pocenia się. Wynika to z faktu, że temperatura powietrza utrzymuje się stabilnie powyżej 37 stopni - ciało nie odbiera odpowiednich sygnałów. Ale pocenie się w dużych ilościach (do 4,5 litra dziennie) pomaga uniknąć przegrzania.
Termoregulacja choroby
Są sytuacje, w których naturalny proces termoregulacji jest zakłócany. W szczególności w przypadku różnych chorób. Jednocześnie mówią o pojawieniu się gorączki, której przyczyną są specjalne substancje - pirogeny. Mogą być opracowane przez samo ciało lub dostać się do niego ze środowiska zewnętrznego - różne drobnoustroje, toksyny itp. Ale ważne jest, aby zrozumieć, że same zewnętrzne pirogeny nie powodują wzrostu temperatury - jest to reakcja wewnętrznych pirogenów na ich pojawienie się w ciele.
Który organ odpowiada za temperaturę ciała?
Substancje te wpływają na jedną z części mózgu, podwzgórze (część diencefalonu), w której znajduje się centrum termoregulacji. Z tego powodu ciało zaczyna postrzegać normalną temperaturę jako zbyt niską i zaczyna ją podwyższać. Naruszony jest stosunek wytwarzania ciepła i jego powrotu.
Podnosząc temperaturę, ciało „uspokaja się”, ponieważ wierzy, że równowaga została przywrócona i że jej funkcja jest spełniona. Dopóki pirogeny są obecne w ciele, gorączka pozostaje stabilna. Jednocześnie odczuwa się ciepło - naczynia rozszerzają się. Obowiązują te same zasady, co w normalnych warunkach. Jak tylko osoba wyzdrowieje, ciało wraca do normy, a termoregulacja również staje się lepsza.
Uważa się, że gorączka w chorobie jest dobra, ponieważ w ten sposób organizm walczy z chorobą. Ale nie ma na to wiarygodnych dowodów. Najprawdopodobniej ogrzewanie odbywa się w celu zmobilizowania wszystkich zasobów i zapobiegania rozprzestrzenianiu się bakterii.
Procesy wytwarzania i uwalniania ciepła w ciele są ściśle powiązane i kontrolowane przez fizjologiczny system termoregulacji. Jego zadaniem jest utrzymanie stabilnej, normalnej temperatury ciała, niezależnie od warunków otoczenia. Ciało wytwarza ciepło poprzez produkcję żywności i ich rozkład na białka, tłuszcze i węglowodany. Większość ciepła wytwarzana jest w mięśniach i narządach. Transfer ciepła odbywa się na kilka sposobów - poprzez promieniowanie, przewodzenie, pocenie się, wydech itp.