Регуляция теплоотдачи

Испарение

Конвекция

Теплопроводность

Излучение

Гипертермия

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС

Чтобы температура тела оставалась постоянной, необходимо, чтобы отдача тепла была равно его притоку (в результате метабо­лической теплопродукции или из внешней среды) (рис. 24.2). Если приток больше отдачи, тепло накапливается, вызывая повышение температуры (гипертермию).

Гипертермия - аккумулирование тепла в организме за счет не­достаточной теплоотдачи с повышением температуры тела более чем на одно стандартное отклонение средней видоспецифической нормы для состояния покоя в термонейтральных условиях. Повы­шение теплопродукции при физической работе сопровождается перестройкой терморегуляции с развитием рабочей гипертермии.

Тепло может быть получено или отдано путем излучения, теп­лопроводности и конвекции в зависимости от условий внешней сре­ды. Тепло всегда образуется в качестве побочного продукта хими­ческих реакций, протекающих в организме.

Все предметы с температурой выше абсолютного нуля (-273°С) отражают энергию путем излучения. Излучение происходит в фор­ме электромагнитных волн.

Излучающая способность поверхности связана с ее свойства­ми как излучателя. Поверхность, поглощающая и совсем не отра­жающая лучистой энергии, обладает максимальной излучающей способностью, равной 1. Когда поверхность отражает всю лучис­тую энергию, ее излучающая способность равна 0.

Обычно предметы почти полностью поглощают волны одной длины и в то же время сильно отражают волны другой длины. Так, например, человеческая кожа, как белая, так и пигментированная, поглощает почти все инфракрасное излучение солнца.

Переход тепла от одного предмета к другому при соприкоснове­нии их поверхностей называется теплопроводностью. Тепло пере­мещается по тепловому градиенту от более теплого к более холод­ному предмету. Ощущение прикосновения к «теплому» или «холодному» предмету связано с направлением движения тепла путем его проведения.

Одними из лучших проводников тепла являются такие метал­лы, как серебро и медь, а к худшим проводникам относятся газы. Биологические ткани служат примерно такими же изоляторами, как вода; жир в этом отношении вдвое эффективнее мышечной или ко­стной ткани.

Не будь жирового слоя, температура кожи была бы близка к внутренней температуре тела (37°С) и потеря тепла была бы в 10 раз больше.

Перенос тепла от предмета, окруженного жидкой или газооб­разной средой, происходит посредством конвекции.

Поток тепла идет от более теплых к более холодным участкам. Если температура воздуха выше температуры тела, тепло будет передаваться телу.

Когда тело окружено неподвижным воздухом, от кожи отходит теплый воздух, который, переходя в окружающий воздух, перено-

сит как молекулы, так и энергию. Такой процесс называется сво­бодной конвекцией.

Если окружающий воздух движется, то такой процесс называ­ется принудительной конвекцией.

При сильном ветре воздух ощущается более холодным, чем в действительности.

При испарении воды с поверхности тела оно охлаждается вслед­ствие затраты энергии на переход жидкости в газообразное состоя­ние. На каждый грамм испарившейся воды (пота) уходит около 0,59 Вт/ч. Почти в любых условиях окружающей среды вода не­прерывно испаряется с поверхности тела и составляет важный ме­ханизм теплоотдачи. Объем потери воды зависит от внешних усло­вий (факторов), особенно от температуры и влажности воздуха.

Если воздух насыщен водяными парами (100% относительной влажности), испарения с поверхности кожи не происходит.

Испарение приобретает чрезвычайно большое значение при высокой температуре воздуха, поскольку при температуре возду­ха, равной температуре тела (или точнее - температуре кожи), ни один из обычных механизмов теплоотдачи - излучение, теплопро­водность, конвекция - не функционирует.

Конвекция тепла из внутренних областей тела к конечностям в результате изменения объема кровотока является важным сред­ством регуляции теплоотдачи. Конечности выдерживают гораздо больший диапазон температур, чем внутренние области тела, и об­разуют прекрасные температурные «отдушины», т. е. места, кото­рые могут обеспечить потерю больших или меньших количеств теп­ла в зависимости от притока тепла из внутренних областей тела через кровоток.

Вазомоторный тонус регулируется адренергическими симпати­ческими нервными волокнами, которые меняют приток крови к ко­нечностям и температуру крови, поступающей в кожу.

При охлаждении общая вазомоторная реакция снижает приток крови на периферию посредством эффективного сужения сосудов. У человека по мере прохождения крови по крупным артериям рук и ног температура ее значительно падает. Прохладная венозная кровь,

возвращаясь внутрь тела по сосудам, расположенным близ арте­рий, захватывает большую долю тепла, отдаваемого артериальной кровью. Такая система называется противоточным теплообменни­ком. Она способствует возвращению большого количества тепла к внутренним областям тела при завершении кровотоком круга че­рез конечности. Суммарным эффектом такой системы является снижение теплоотдачи.

При сильной жаре резко увеличивается приток крови к коже и избыток тепла рассеивается от конечностей. Кровь возвращает­ся к внутренним областям тела по венам, лежащим под самой поверхностью кожи. Изменяя свой путь, венозная кровь минует противоточный теплообменник, благодаря чему снижается коли­чество тепла, которое захватывается из нисходящей артериаль­ной крови. Близость вен к кожной поверхности сильно увеличи­вает охлаждение венозной крови, возвращающейся к внутренним областям тела.

Дата добавления: 2017-01-14