Потовые железы, их физиологическая роль. Регуляция деятельности потовых желез

Физическая терморегуляция. Способы отдачи тепла организмом (излучение, прямое проведение, испарение пота). Регуляция теплоотдачи. Особенности терморегуляции детского организма.

Физическая терморегуляция осуществляется путем изменений отдачи тепла организмом. Особо важное значение она приобретает в поддержании постоянства температуры тела во время пребывания организма в условиях повышенной температуры окружающей среды.

Теплоотдача осуществляется путем теплоизлучения (радиационная теплоотдача), или конвекции, т. е. движения и перемещения нагреваемого теплом воздуха, теплопроведения, т. е. отдачи тепла веществам, непосредственно соприкасающимся с поверхностью тела, и испарения воды с поверхности кожи и легких.

У человека в обычных условиях потеря тепла путем тепло проведения имеет небольшое значение, так как воздух и одежда являются плохими проводниками тепла. Радиация, испарение и конвекция протекают с различной интенсивностью в зависимости от температуры окружающей среды. У человека в состоянии покоя при температуре воздуха около 20 °С и суммарной теплоотдаче, равной 419 кДж (100 ккал) в час, с помощью радиации теряется 66 %, испарения воды — 19 %, конвекции — 15 % от общей потери тепла организмом. При повышении температуры окружающей среды до 35°С теплоотдача с помощью радиации и конвекции становится невозможной, и температура тела поддерживается на постоянном уровне исключительно с помощью испарения воды с поверхности кожи и альвеол легких.

Для того чтобы было ясно значение испарения в теплоотдаче, напомним, что для испарения 1 мл воды необходимо 2,4 кДж (0,58 ккал). Следовательно, если в условиях основного обмена телом человека отдается с помощью испарения около 1675—2093 кДж (400—500 ккал), то с поверхности тела должно испаряться примерно 700—850 мл воды. Из этого количества 300—350 мл испаряются в легких и 400—500 мл — с поверхности кожи.

Характер отдачи тепла телом изменяется в зависимости от интенсивности обмена веществ. При увеличении теплообразования в результате мышечной работы возрастает значение теплоотдачи, осуществляемой с помощью испарения воды. Так, после тяжелого спортивного соревнования, когда суммарная теплоотдача достигала почти 2512 кДж (600 ккал) в час, было найдено, что 75 % тепла было отдано путем испарения, 12 % — путем радиации и 13 % — посредством конвекции. Одежда уменьшает теплоотдачу. Потере тепла препятствует тот слой неподвижного воздуха, который находится между одеждой и кожей, так как воздух — плохой проводник тепла. Теплоизолирующие свойства одежды тем выше, чем мельче ячеистость ее структуры, содержащая воздух. Этим объясняются хорошие теплоизолирующие свойства шерстяной и меховой одежды. Температура воздуха под одеждой достигает 30 °С. Наоборот, обнаженное тело теряет тепло, так как воздух на его поверхности все время сменяется. Поэтому температура кожи обнаженных частей тела намного ниже, чем одетых.

В значительной степени препятствует теплоотдаче слой подкожной основы (жировой клетчатки) вследствие малой теплопроводности жира.

Температура кожи, а следовательно, интенсивность теплоизлучения и теплопроведения могут изменяться в результате перераспределения крови в сосудах и при изменении объема циркулирующей крови.

На холоде кровеносные сосуды кожи, главным образом артериолы, сужаются: большее количество крови поступает в сосуды брюшной полости, и тем самым ограничивается теплоотдача. Поверхностные слои кожи, получая меньше теплой крови, излучают меньше тепла — теплоотдача уменьшается. При сильном охлаждении кожи, кроме того, происходит открытие артериовенозных анастомозов, что уменьшает количество крови, поступающей в капилляры, и тем самым препятствует теплоотдаче.

Перераспределение крови, происходящее на холоде, — уменьшение количества крови, циркулирующей через поверхностные сосуды, и увеличение количества крови, проходящей через сосуды внутренних органов, способствует сохранению тепла во внутренних органах. Эти факты служат основанием для утверждения, что регулируемым параметром является именно температура внутренних органов («ядра»), которая поддерживается на постоянном уровне.

При повышении температуры окружающей среды сосуды кожи расширяются, количество циркулирующей в них крови увеличивается. Возрастает также объем циркулирующей крови во всем организме вследствие перехода воды из тканей в сосуды, а также потому, что селезенка и другие кровяные депо выбрасывают в общий кровоток дополнительное количество крови. Увеличение количества крови, циркулирующей через сосуды поверхности тела, способствует теплоотдаче с помощью радиации и конвекции.

Для сохранения постоянства температуры тела человека при высокой температуре окружающей среды основное значение имеет испарение пота с поверхности кожи.

Значение потоотделения для поддержания постоянства температуры тела видно из следующего подсчета: в летние месяцы температура окружающего воздуха в средних широтах нередко равна температуре тела человека. Это означает, что организм человека, живущего в этих условиях, не может отдавать образующееся в нем самом тепло путем радиации и конвекции. Единственным путем отдачи тепла остается испарение воды. Приняв, что среднее теплообразование в сутки равно 10 048—11723 кДж (2400— 2800 ккал), и зная, что на испарение 1 г воды с поверхности тела расходуется 2,43 кДж (0,58 ккал), получаем, что для поддержания температуры тела человека на постоянном уровне в таких условиях необходимо испарение 4,5 л воды. Особенно интенсивно потоотделение происходит при высокой окружающей температуре во время мышечной работы, когда возрастает теплообразование в самом организме. При очень тяжелой работе выделение пота у рабочих горячих цехов может составить 12 л за день.

Испарение воды зависит от относительной влажности воздуха. В насыщенном водяными парами воздухе вода испаряться не может. Поэтому при высокой влажности атмосферного воздуха высокая температура переносится тяжелее, чем при низкой влажности. В насыщенном водяными парами воздухе (например, в бане) пот выделяется в большом количества, но не испаряется и стекает с кожи. Такое потоотделение не способствует отдаче тепла: только та часть пота, которая испаряется с поверхности кожи, имеет значение для теплоотдачи (эта часть пота составляет эффективное потоотделение).

Плохо переносится также непроницаемая для воздуха одежда (резиновая и т.п.), препятствующая испарению пота: слой воздуха между одеждой и телом быстро насыщается парами и дальнейшее испарение пота прекращается.

Человек плохо переносит сравнительно невысокую температуру окружающей среды (32 °С) при влажном воздухе. В совершенно сухом воздухе человек может находиться без заметного перегревания в течение 2—3 ч при температуре 50— 55 °С.

Так как некоторая часть воды испаряется легкими в виде паров, насыщающих выдыхаемый воздух, дыхание также участвует в поддержании температуры тела на постоянном уровне. При высокой окружающей температуре дыхательный центр рефлекторно возбуждается, при низкой — угнетается, дыхание становится менее глубоким.

К проявлениям физической терморегуляции следует отнести также изменение положения тела. Когда собаке или кошке холодно, они сворачиваются в клубок, уменьшая тем самым поверхность теплоотдачи; когда жарко, животные, наоборот, принимают положение, при котором поверхность теплоотдачи максимально возрастает. Этого способа физической терморегуляции не лишен и человек, «сворачиваясь в клубок» во время сна в холодном помещении.

В организме имеется два типа потовых желез — мерокринные и апокринные. Эти секретирующие образования различаются по анатомическому расположению, а также химическому составу и месту выделения продуцируемых ими жидкостей.

Мерокринные потовые железы рассеяны по поверхности кожи, особенно много их на ладонях, подошвах, в области подмышек, лица, груди и спины. Пот, продуцируемый мерокринными железами, представляет собой конечный продукт «предварительной секреции», т. е. вещество, образуемое эпителиальными клетками, располагающимися вдоль мерокриновой спирали. Отдельные компоненты предварительного секрета реабсорбируются во время прохождения жидкости через лотовый ход железы (рис.). Капли пота, появляющиеся на поверхности кожи, представляют собой гипотонический раствор, в состав которого входят натрий, хлор и вода. Пот также содержит небольшие количества калия, мочевины и аммиака; кроме того, могут обнаруживаться незначительные количества кальция, фосфора, меди и магния.

Апокринные потовые железы располагаются в подмышечных областях, зонах, подверженных опрелости, и в ареолах молочной железы. Их мутный, густой секрет поступает в стержень волосяного фолликула (см. рис.). Несмотря на то, что апокринная система по своему строению близка к мерокринной, она играет несущественную роль в возникновении гипергидротических состояний, поэтому в настоящей главе детально не рассматривается.

Система терморегуляции организма представлена кожей, мерокринными потовыми железами и гипоталамусом. При необходимости тепло из организма удаляется за счет изменения кровотока в сосудах кожи (вазодилатация), регулируемого симпатической нервной системой. Согласно Guiton, потоотделение начинается при восприятии соответствующих стимулов преоптической областью переднего гипоталамуса. Импульсы из этой области по автономным проводящим путям передаются в спинной мозг и достигают мерокринных желез по симпатическим волокнам. Мерокринное потоотделение представляет собой интересный и парадоксальный результат взаимодействия двух отделов автономной нервной системы. Симпатические нервные волокна заканчиваются у секретирующей спиральной части кожной потовой железы (см. рис.). Почти все симпатические нейроны организма являются адренергическими, однако те, которые снабжают мерокринные потовые железы, являются холинергическими. Мерокринная система реагирует также на стимуляцию циркулирующими в крови адреналином и норадреналином, несмотря на то что непосредственная адренергическая иннервация отсутствует. Профузное потоотделение в области ладоней и подошв в ответ на стресс, чувство страха и тревоги может служить подтверждением того, что потовые железы этих областей имеют двойную, холинергическую и адренергическую, иннервацию.
Нормальное потоотделение представляет собой защитную физиологическую реакцию на повышение температуры (наружной или внутренней), которая приводит к испарению, вызывая охлаждение поверхности кожи. При состояниях, приводящих к повышению внутренней температуры тела выше 37°С, «гипоталамический термостат» вызывает повышенное потоотделение, направленное на рассеивание избыточной теплопродукции организма. За счет охлаждающего эффекта увлажнения поверхности кожи температура тела понижается, и гипоталамический термостат вновь устанавливается на нормальную терморегуляцию.

Дата добавления: 2015-05-10