Как вырабатывается тепло в организме

Изменения температуры тела. Гипо- и гипертермия

Содержание статьи:

Что большинство людей знают о терморегуляции собственного организма? В основном лишь то, что в норме температура тела 36,6 °С. А между тем это сложный процесс, в котором задействованы разные органы и системы нашего организма. За счет терморегуляции наш организм способен приспосабливаться к различным погодным условиям. Однако существует вероятность нарушения этого процесса, влекущая за собой переохлаждение или повышение температуры тела.

Терморегуляция организма

Терморегуляция – это сложный физиологический процесс теплообразования и теплоотдачи, позволяющий поддерживать постоянную температуру тела, несмотря на значительные перепады температуры внешней среды.

За поддержание температуры в человеческом организме отвечает вегетативная нервная система и гипоталамус. Организм воспринимает температуру окружающей среды за счет нервных окончаний в коже и мышцах – терморецепторов. Терморецепторы постоянно передают эту информацию в центральную нервную систему, а именно в гипоталамус, в котором расположен центр терморегуляции. В свою очередь центр терморегуляции определяет скорость метаболизма, который настраивает основной обмен на:

При повышении температуры теплопродукция уменьшается, и организм вырабатывает меньше тепла, а интенсивность метаболизма снижается. Одновременно увеличивается теплоотдача, что защищает организм от перегрева (капилляры расширяются, кожа краснеет, выделяется пот).

При понижении температуры начинаются противоположные процессы: теплоотдача уменьшается (капилляры сужаются, температура крови повышается), а теплопродукция увеличивается. Таким образом организм сохраняет тепло.

Причины гипотермии и гипертермии

Основной причиной нарушения терморегуляции являются внешние факторы. В отличие от других теплокровных животных в ходе эволюции мы стали менее приспособлены к перепадам температуры, и длительные колебания в 1-2 °С от нормы могут привести к гипо- и гипертермии.

Гипотермия – это критическое переохлаждение организма, когда температура падает до 35 °С и ниже. Основной причиной гипотермии является потеря тепла на холоде через кожу и дыхание. Наш организм включает защитную программу, при которой спасает жизненно важные органы, жертвуя кожными покровами, конечностями – всем тем, без чего человек может выжить. Гипотермию делят на три стадии:

Гипертермия – стойкое повышение температуры тела выше 38,5 °С, вызванное внешними факторами, затрудняющими теплоотдачу или увеличивающими поступление тепла извне. Гипертермия также делится на три стадии:

Источник

Терморегуляция организма

Человек — существо теплокровное, внутренняя температура тела в норме должна быть на уровне 36,6°С. Градусом-двумя больше — опасный для здоровья жар, градусом меньше — переохлаждение: замедляются реакции и общая моторика, наваливаются усталость и сонливость.

⁉️ Какова защитная реакция организма?

Встроенная в организм система терморегуляции делает, в принципе, то же самое — уменьшает теплоотдачу за счет снижения притока крови к коже, потом —и к более глубоким тканям, начиная с конечностей. Сначала мускулатура просто напрягается, затем человек начинает дрожать.

Сильная дрожь увеличивает выработку тепла в организме в пять раз.

Однако за счет движения воздуха возле кожи увеличиваются и теплопотери.
Если холод не слишком сильный, подкожные сосуды сначала сужаются и кожа белеет, через 5–10 минут они расширяются — кожа краснеет, появляется морозный румянец. Такое чередование позволяет тканям не задохнуться без кислорода и питательных веществ. При этом потери тепла невелики.

При охлаждении тела до 29,5°С человек теряет сознание, становится бледным, холодным, почти не дышит (1–2 вдоха в минуту). Расширенные зрачки не реагируют на свет, пульс — 30–40 ударов в минуту. После 28°С начинаются холодовые судороги сердечной мышцы. При 26,5°С человек погибает.

Чтобы не допустить столь печального конца, мы должны сохранять тепло и вырабатывать новое.

Сколько нужно времени, чтобы привыкнуть к холоду?

Первые 3–6 месяцев — самые тяжелые, особенно для жителей южных регионов. В это время человек испытывает стресс адаптации и напрягает все силы, чтобы приспособиться к новым условиям.
Через 2–3 года проживания в холодном климате организм привыкает к местным особенностям, начинает заранее готовиться к смене сезонов. Однако ему нужны дополнительные усилия: несколько учащенные сердцебиение и дыхание, повышенное артериальное давление. За 5–6 лет жизни на Севере механизмы терморегуляции легко подстраиваются под сильные холода, а через 10 и более лет к стрессу может привести уже возвращение в теплые края.

Источник

uCrazy.ru

Навигация

ЛУЧШЕЕ ЗА НЕДЕЛЮ

ОПРОС

СЕЙЧАС НА САЙТЕ

КАЛЕНДАРЬ

Сегодня день рождения

Рекомендуем

Как наше тело вырабатывает тепло, если для этого нет специального органа

Терморегуляция – так называют процесс выработки тепла в организме и её отдачи во внешнюю среду. Как у большинства млекопитающих, так и у человека терморегуляция протекает по одинаковому принципу. Какой орган отвечает за отопление тела и каким образом организму удается поддерживать постоянную температуру?

Как работает наша печка?

В отличие от пресмыкающихся, чья жизнь зависима от температуры окружающей среды, терморегуляция млекопитающих позволяет обеспечивать нормальный обмен веществ независимо от времен года и погоды. Возможность держать постоянную температура тела также обеспечивает оптимальные условия для работы ферментов, ускоряющих наши биохимические процессы.

Разные участки тела отапливаются не одинаково. Например, если в подмышечной впадине у здорового человека температура колеблется от 36.5 до 36.9 °С, то температура стоп и кистей варьируется от 24.4 до 30 °С, шея разогрета до 34 °С, а голова – до 33.5 °С.

Ввиду того, что у внутренних органов меньшая теплоотдача, чем у кожи, то температура там несколько выше. Самый горячий орган в нашем теле печень. Она разогревается от 37,8 до 38.5 °С. Такая разница обусловлена задачами, которые она выполняет. Печень – центральная химическая лаборатория в организме, отвечающая за выработку пищеварительной желчи, фильтрацию (очищение) крови и переработку поступающего с пищей сырья в необходимые химические элементы для работы остальных органов.

При этом существует определенный график подачи тепла в течения суток. В 3-4 часа утра организм отапливает тело меньше всего и, наоборот, в 16-18 часов включает печку на полную.

Правда, стоит заметить, что в зависимости от особенностей организма конкретного человека, указанные выше цифры могут немного отличаться.

Кто в нашем организме главный энергетик?

Выработку тепла называют химической терморегуляцией, а её потерю – физической терморегуляцией.

Так вот, химической терморегуляцией, то есть выработкой тепла, занимаются все клетки нашего тела, все ткани и каждый внутренний орган. Кто-то вырабатывает тепла меньше, кто-то больше.

Однако существуют три наиболее интенсивных источника тепла. Это мускулы, вышеописанная печень и бурая жировая ткань. Главным энергетиком, руководящим всем процессом отопления, можно назвать гипоталамус – небольшую область в головном мозге.

Топливом для печки является потребляемая нами пища, которая расщепляется на белки, жиры и углеводы. При окислении этого богатства высвобождается нужная энергия.

Мышцы производят примерно 20% всего тепла в организме и, даже если мы будем лежать неподвижно, мускулы свою работу не бросят. Если лежать неподвижно, но при этом напрячься, то теплообразование увеличится на 10%. Незначительная физическая нагрузка увеличит нагрев еще на 50-80%, а тяжелая мышечная работа – на все 500%.

Если происходит перегрев, то включается процесс конвекции, кондукции, потоотделения и радиации (инфракрасного излучения). Это будет уже физическая терморегуляция – отдача тепла.

В ситуации, когда организм, напротив, переохлажден, мышцы «включают» режим дрожи – беспорядочного сокращения.

О пищеварительной системе и печени мы уже немного рассказали. Тепло вырабатывается в процессе расщепления пищи. Логично, что органы, работающие с топливом напрямую, будут жить теплее остальных. Более любопытна бурая жировая ткань.

Жир, сам по себе, это запас энергии. Однако бурый жир, в отличие от обычного белого, расходуется легче и быстрее. Когда мышцы и остальные органы не справляются с обогревом тела, организм оперативно сжигает бурый жир, получая дополнительное тепло.

Беда в том, что у взрослого человека бурого жира почти нет. Наиболее развит он лишь у новорожденных и составляет около 5% от массы тела. Так природа позаботилась о том, чтобы мы не замерзли в первые месяцы своей жизни. Бурым жиром богаты животные, особенно те, которые впадают в зимнюю спячку, например, медведи.

Тепло по организму разносит кровь. Однако если организм почувствует холод, то кровеносные сосуды сужаются, уменьшая приток крови. Если ситуация будет отличной – тело испытывает перегрев, то кровеносные сосуды расширяются. Казалось бы, все должно быть наоборот. Как согреть, например, руки, если организм уменьшил подачу крови туда?

Дело в том, что при суженых сосудах кровь теряет меньше тепла. При увеличенных сосудах физическая терморегуляция, напротив, больше. Другими словами, если у организма не получается согреть ваши руки, он перестанет тратить на них энергию, чтобы не замерзли другие участки тела. Тут вам придется греть их самому, засунув конечности, например, в карманы.

Гипоталамус ответственный начальник, но наивный. Обмануть его могут пирогены – вещества, вырабатываемые самим организмом, либо вредоносными микробами.

Источник

Как в организме появляется тепло

Для поддержания жизни всех теплокровных, включая и человека, нужно тепло. Но откуда и как оно появляется в организме? Что такое АТФ и какова роль кислорода и питательных веществ?

ОТКУДА В ТЕЛЕ БЕРЕТСЯ ТЕПЛО?

Из школьной программы мы знаем, что тепло, это конечное превращение энергии. Когда мы сжигаем уголь, нефть, природный газ, дерево, бумагу и т.д., углерод и водород, содержащиеся в этих материалах, вступают в химическое соединение с кислородом. Этот процесс в химии получил название окисления.

Начальным этапом окисления является потеря окисляющимся веществом электрона или атома водорода (с электроном) и присоединение их к молекуле кислорода с образованием отрицательно заряженного иона О₂— или бирадикала — О – О, если был присоединен и водород. Последний сопровождается, как правило, выделением тепловой энергии [ 1 ].

Если реакция происходит быстро, то кроме тепла появляется еще и пламя.

Реакции в организме происходят намного медленнее чем в фейерверке, поэтапно, и более строго контролируются. Пламя не возникает, и даже производство тепла сведено к минимуму; в основном энергия сохраняется в виде высокоэнергетических химических соединений — АТФ (универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах).

АТФ в свою очередь, обеспечивает работу мышц, нервов, способствуют образованию сложных молекул, например белков. Этому способствуют химические реакции, протекающие в клетках. Клетки запасают энергию или используют ее, а избыток выделяют в виде тепла [ 2 ], который рассеивается в клетке. Подробно эти процессы зарядки-разрядки АТФ мы разбираем здесь.

Окисление и белков, и жиров, и углеводов дает человеку ту химическую энергию, которая и поддерживает жизнь во всех ее проявлениях. При производстве энергии внутри организма чаще всего возникает проблема не с продуктами питания, а с окислитлем — кислородом. И оказывается, что каждая единица кислорода, идущая на окисление белков, жиров и углеводов, выделяет примерно равное количество теплопродукции — 4,5 ккал/л О₂, 4,7 и 5,0.

Холод — это недостаток тепла.

Тепло — сопутствующий продукт экзотермических реакций окисления атомов углерода и водорода. А поскольку производство энергии происходит в каждой клетке тела, то источником тепла в организме являются все ткани. Но наиболее интенсивно процесс теплообразования идет в мышцах, лёгких, печени, почках. [ 4 ] Поэтому температурные различия между внутренними органами, мышцами и кожей могут составлять до 5-10 °С.

Некоторые считают, что тепло выделяется за счет сокращения мышц. Это не так. Академик РАН В. П. Скулачев на это приводит такой афоризм: «Чтобы поддерживать свою температуру тела за счет сокращения мышц, мышь должна бежать вертикально вверх со скоростью курьерского поезда».

При расщеплении питательных веществ часть освобождённой энергии аккумулируется в АТФ, часть рассеивается в виде тепла (первичная теплота — 65-70 % энергии). При использовании макроэргических связей молекул АТФ часть энергии идёт на выполнение полезной работы, а часть рассеивается (вторичная теплота). Таким образом, теплопродукцией являются два потока теплоты — первичной и вторичной.

Тепло и энергия понятия тесно связанные. В своё время, «энергия», появившись как наука, имела несколько названий, в том числе «динамическая теория тепла» (англ. dynamical theory of heat). В 1920-х годах её называли «термодинамика» — наука о преобразовании энергии. Особенности преобразования тепла и работы были показаны в самых первых двух законах термодинамики. Впоследствии, наука об энергии разделилась на множество различных областей, таких как биологическая термодинамика.

Количество произведенного организмом человека тепла зависит от количества и характера пищи, получаемой организмом, а также от выполняемой работы. Например, на дыхание, кровообращение, пищеварение мужчина расходует 59 ккал в час, женщины – 54 ккал в час). Когда человек начинает двигаться, потребность в энергии возрастает — у человека, выполняющего легкую физическую работу, образуется 95-110 ккал в час; у выполняющего работу средней тяжести — 130-150 ккал в час; у выполняющего тяжелую физическую работу количество образующегося тепла превышает 180 ккал в час. [ 5 ]

У человека весом 70 кг количество тепла, которое образуется в спокойном состоянии, составляет примерно 70 килокалорий в час. Этого тепла достаточно для того, чтобы поднять на один градус температуру 70 килограммов воды или вскипятить килограмм воды, начальная температура которой составляла 30°. [ 6 ]

В следующей статье мы узнаем как происходит регуляция температуры тела человека.

Источник

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Буквально на днях валясь с температурой, задавался не только вопросом почему таблетку-капсулу нельзя раскрывать, но и например почему во время болезни человека бросает то в жар то холод.

Химические реакции во всём организме, выделяют тепло при расщеплении пищи. Кровь это тепло разносит и питает клетки организма по пути забирая продукты распада и шлаки, которые очищаются в почках и печени

Все химические реакции в организме (вплоть до депрессии) выделяют тепло. Кровь нагревается за счет выделения этого тепла, а это дает, нагрев всего тела на температуру 36.6. Но, когда человек болеет интенсивность химических реакций в организме возрастает, так как организм борется с инфекцией (вредными бактериями) и температура повышается.

Энергетические процессы идут в каждой клетке организма, то есть никакого отдельного органа-нагревателя в организме нет. В клетках крови тоже идут процессы с выделением тепла.
Кровь нагревается, циркулируя в органах и тканях тела человека. А тело человека нагревается вследствие непрерывно совершающихся в них экзотермических реакций. Эти реакции протекают во всех органах и тканях, но неодинаково интенсивно.

Так, печень, расположенная глубоко внутри тела и дающая большую теплопродукцию, имеет у человека более высокую и постоянную температуру (37,8—38 °С) по сравнению с кожей, температура которой значительно ниже (на покрытых одеждой участках 29,5—33,9 °С) и в большей мере зависит от окружающей среды. Так что печень можно по праву считать самым горячим органом.

Специальная система терморегуляции следит, чтобы был баланс теплоприхода и теплопотерь.

Теплоотдача осуществляется несколькими путями:

Регуляция постоянства температуры тела осуществляется нейрогуморальным путем.

Центр терморегуляции находится в гипоталамусе. Нейроны гипоталамуса возбуждаются под влиянием нервных импульсов, поступивших от терморецепторов. Из центра терморегуляции нервные импульсы по эфферентным (центробежным) нервным волокнам пойдут к мышцам, сосудам (суживая или расширяя сосуды кожи), к потовым железам.

Гуморальная регуляция (гормональная)

Температура тела каждого человека в течение дня колеблется в небольших пределах, оставаясь в диапазоне от 35,5 до 37,0 °C для здорового человека. Следуя суточному ритму, наиболее низкая температура тела отмечается утром, около 6 часов, а максимальное значение достигается вечером.

Как и многие другие биоритмы, температура следует суточному циклу Солнца, а не уровню нашей активности. Люди, работающие ночью и спящие днём, демонстрируют тот же цикл изменения температуры, что и остальные.

Уровень температуры ниже 35 °C указывает на наличие серьёзного заболевания (обычно это результат облучения). Жертвы переохлаждения впадают в ступор, если температура их тела снижается до отметки 32,2 °C, большинство теряют сознание при 29,5 °C и погибают при температуре ниже 26,5 °C. Рекорд выживания в условиях переохлаждения составляет 14,2 °C, а при экспериментальных исследованиях — 8,8 °C.

На температуру влияют пол и возраст. У девочек температура тела стабилизируется в 13—14 лет, а у мальчиков — примерно в 18 лет. Средняя температура тела мужчин примерно на 0,5—0,7 °C ниже, чем у женщин.

Организмам присуще особая ответ­ная реакция на попадание во внутреннюю среду чужеродных ве­ществ — лихорадка. Лихорадка — это состояние организма, при котором центр термо­регуляции стимулирует повышение температуры тела. Это достигается перестраиванием механизма «установочной точки» на более высокую, чем в норме температуру регуляции.

Итак, какая все-таки температура считается нормальной? Повсеместно принято считать, что температура человеческого тела составляет ровно 36,6 градуса. Допускается небольшое отклонение в одну или другую сторону.

Опираясь на состояние человека, окружающие климатические условия и время суток, а также другие параметры, температура тела может быть от 35,5 и до 37,4 градуса. Стоит отметить, что средний температурный режим женщин выше, в отличие от мужчин — на 0,5 градуса.

В подмышечной впадине температура тела должна быть 36,3-36,9, во рту – 36,8-37,3, в прямой кишке 37,3-37,7, и это нормальная температура.
Интересный момент, что средняя температура тела может отличаться и в зависимости от национальности. К примеру, у японцев средняя величина составляет 36 градуса, а у австралийцев все 37.

На протяжении суток, температура тела человека может колебаться около одного градуса. Самая низкая температура тела бывает в утреннее время, а самая высокая ближе к вечеру.
У женского пола температура тела может колебаться в зависимости от менструального цикла. Существуют люди, для которых температура 38 – это нормально, и не является симптомом развития болезни.

А что такое жар — ощущение избыточного тепла, обычно связанное с повышением температуры тела человека. Может также вызываться функциональными изменениями нервной системы, гиперемией и повышением обмена веществ в тканях. Является одним из симптомов лихорадки.
Как правило, жар — это повышение нормальной температуры тела на 1° и более градусов Цельсия, сопряжённое с ознобом и потением (при температурах выше 40° — бредом). Превышение температуры тела на более чем 5,5° может привести к необратимому повреждению головного мозга. Существует гипотеза, что такое повышение температуры тела подавляет размножение патогенных микроогранизмов и, вместе с повышением интенсивности биохимических процессов, увеличивает сопротивляемость организма.

В зависимости от причин, вызывающих повышение температуры гипоталамус может работать как на её повышение, так и на снижение. При сильном повышении температуры тела нарушается обмен веществ в организме, так как нарушается активность ферментов.
Лечится в целом при помощи жаропонижающих (таких как ацетилсалициловая кислота, дипирон, парацетамол), холодных компрессов и постельного режима.

Озноб часто возникает при переохлаждении, а также в начале лихорадки при инфекциях, травмах и др. заболеваниях. При ознобе отдача тепла организмом во внешнюю среду уменьшается, а выработка его возрастает (вследствие мышечных сокращений), что ведет к повышению температуры тела, после чего озноб обычно кончается.

Озноб бывает и в разгаре лихорадки, если температура тела резко колеблется. Но чаще всего в результате острого развития лихорадочной реакции при инфекционных, аутоиммунных, аллергических процессах или в ответ на парентеральное (не через желудок, например, внутривенно и внутримышечно) введение в организм чужеродных белков, мукополисахаридных комплексов и других пирогенных субстанций в процессе лечения больного (например, при переливании крови, введении пирогенала).

В отличие от озноба, познабливание, которое может наблюдаться, например, при неврозах, — только субъективное ощущение. У здорового человека озноб возникает при действии холода как нормальная защитная реакция организма. У легко возбудимых людей озноб может появиться и при сильном волнении или испуге.

Источник