Inimkeha on sidus süsteem, milles kõik on läbi mõeldud väikseima detailini. Eelkõige räägime soojuse tekitamisest inimese poolt.
Mis on termoregulatsioon?
Inimkeha on varustatud termoregulatsiooni füsioloogilise süsteemiga. See on füsioloogiliste mehhanismide kogum, mis kontrollib kehatemperatuuri. Tänu sellele süsteemile säilib kehas püsiv optimaalne temperatuur, sõltumata keskkonnast. Termoregulatsiooni on kahte tüüpi:
- keemiline (seotud soojuse moodustumisega);
- füüsiline (seotud soojuskaoga).
Kust tuleb soojust?
Kui inimene sööb toitu, laguneb see valkudeks, rasvadeks ja süsivesikuteks. Toiduained oksüdeeruvad ja vabastavad seeläbi neis saadaoleva energia. Kulutades seda energiat, muudab keha selle soojuseks.
Enamasti toimub soojuse teke keha lihaskudedes. Isegi kui te üldse ei liigu, ei peatu see protsess. Ainult selle intensiivsus võib muutuda. Näiteks suurendab tavaline kõndimine puhkeseisundiga võrreldes soojuse tootmist 60–80%. Lisaks lihastele osalevad soojuse moodustamisel ka elundid.
Kuna soojust toodetakse pidevalt, peab keha kuidagi liigsest vabanema. Vastasel juhul tõuseb kehatemperatuur mõne tunniga nii palju, et kõik süsteemid lakkasid töötamast. Selle jaoks on soojusülekanne. Soojuse tootmine ja eraldumine on keerulised protsessid, mida juhitakse inimkehas spetsiaalsete mehhanismide abil.
Tulenevalt asjaolust, et keha kontrollib hoolikalt kõiki soojuse tekkimise ja vabanemise protsesse, on kehal stabiilne temperatuur. Soojusülekanne toimub mitmel viisil: kiirgus, keskkonna soojendamine, õhu väljavool, higistamine jne.
Keemiline termoregulatsioon
Keemiline termoregulatsioon vastutab soojuse tootmise intensiivsuse muutmise eest vastavalt keskkonnatingimustele. Teisisõnu, õhutemperatuur mõjutab ainevahetust inimkehas. Kui see muutub jahedamaks, hakkab keha aktiivsemalt soojust tootma, et tagada kehatemperatuuri stabiilsus.
Kuna suurem osa soojusest tuleb lihastööst, siis kui inimesel on külm, hakkab keha värisema. See on normaalne reaktsioon, mille põhjustab naharetseptorite ärritus. Madal õhutemperatuur on neile elevust tekitavaks elemendiks, mis omakorda edastatakse signaalina kesknärvisüsteemi (KNS) - on aeg soojuse tootmist suurendada. Kesknärvisüsteem aktiveerib lihaste suurenenud kontraktsiooni ja seetõttu tekivad külmavärinad. Seega on see keha loomulik refleks, mille eesmärk on tõhustada ainevahetust ja suurendada soojust. Isegi kui inimene ei hakka sooja hoidmiseks aktiivsemalt liikuma, teeb keemiline termoregulatsioon selle tema jaoks ära.
Ligikaudu töötab termoregulatsioon ka vastupidises suunas. Kui tuba on piisavalt soe, ei pea keha üle pingutama - ainevahetus aeglustub.
Huvitav fakt: kõhuõõnes asuvad elundid moodustavad ka suure hulga soojust. Eelkõige räägime neerudest ja maksast. Seda oli võimalik teada saada, mõõtes vere temperatuuri. Selgus, et maksast paisuv veri on kõrgema temperatuuriga kui see, mis voolab. Lisaks on elundite endi temperatuur 1-2 kraadi kõrgem kui keha normaalne temperatuur.
Füüsiline termoregulatsioon
Sõltuvalt keskkonnatingimustest vastutab soojusülekande intensiivsuse eest füüsiline termoregulatsioon. See mehhanism töötab vastupidiselt kemikaalile. Õhutemperatuuri tõustes suureneb soojusülekanne. Kui külmemaks läheb, eraldab keha soojust mitte nii aktiivselt. See võimaldab tal säilitada õiget tasakaalu.
Soojusülekande meetodid protsentides:
- kiirgus - 44%;
- soojusjuhtivus (välisõhu soojendamine) - 31%;
- aegumine - 12%;
- higistamine - 10%;
- muud protsessid - 3%.
Kui keha kiirgab soojust, soojendab see ümbritsevat õhku ja esemeid kaugusest. Ja kuumuse ajal kuumenevad esemed, mida inimene puudutab.
Kuidas muutub soojusülekande kiirus?
Selles protsessis mängivad tohutut rolli veresooned. Madalatel ümbritsevatel temperatuuridel need kitsenevad, kõrgetel - laienevad. Kui keha tunneb külma ja veresooned ahenevad, väheneb verevool. Sellepärast muutub jaheda ilmaga nahk kahvatuks. Soojust antakse vähem.
Kui õhk on soe või kuum, tekib veresoonte laienemine, veri tormab keha pinnale ja nahk omandab punakasvarjundi. Sel ajal antakse soojust rohkem. Selle põhimõtte kohaselt toimub soojusülekanne siis, kui kehatemperatuur on õhutemperatuurist kõrgem. Seega, kui nende näitajate erinevus on väike, eraldab keha minimaalselt soojust. Näiteks ekstreemses kuumuses.
Sel juhul tuleb higistamine appi, vastasel juhul kuumeneks keha üle. See on eriti oluline siis, kui ümbritsev õhk on väga kuum. Mida kuumem keskkond, seda rohkem higi eraldub.
Huvitav fakt: kui inimene elab pidevas kuumas kliimas, ei tööta peaaegu kõik ülaltoodud protsessid tema kehas, välja arvatud higistamine. See on tingitud asjaolust, et õhutemperatuur on seal stabiilselt üle 37 kraadi - keha ei saa vastavaid signaale. Kuid suurtes kogustes (kuni 4,5 liitrit päevas) higistamine aitab vältida ülekuumenemist.
Haiguse termoregulatsioon
On olukordi, kus termoregulatsiooni loomulik protsess on häiritud. Eelkõige mitmesuguste haiguste korral. Samal ajal räägivad nad palaviku ilmnemisest, mille põhjus on spetsiaalsed ained - pürogeenid. Neid saab organism ise välja töötada või sattuda sinna väliskeskkonnast - mitmesugused mikroobid, toksiinid jne. Kuid on oluline mõista, et üksi välised pürogeenid ei põhjusta temperatuuri tõusu - see on sisemiste pürogeenide reaktsioon nende ilmnemisele kehas.
Milline organ vastutab kehatemperatuuri eest?
Need ained mõjutavad ühte aju osa, hüpotalamust (diencephaloni osa), kus asub termoregulatsiooni keskus. Seetõttu hakkab keha tajuma normaalset temperatuuri liiga madalana ja hakkab seda tõstma. Soojuse tekke ja selle tagastamise suhe on rikutud.
Temperatuuri tõstmisega keha rahuneb, kuna ta usub, et tasakaal on taastatud ja selle funktsioon on täidetud. Kuni kehas on pürogeenid, püsib palavik stabiilsena. Samal ajal on tunda kuumust - anumad laienevad. Kehtivad samad põhimõtted kui tavaolukorras. Niipea kui inimene taastub, normaliseerub keha normaalselt ja ka termoregulatsioon paraneb.
Usutakse, et haiguse palavik on hea, sest nii võitleb keha selle haiguse vastu. Kuid selle kohta pole usaldusväärseid tõendeid. Tõenäoliselt toimub kuumutamine kõigi ressursside mobiliseerimiseks ja bakterite leviku tõkestamiseks.
Soojuse tekkimise ja eraldumise protsessid kehas on omavahel tihedalt seotud ja neid kontrollib termoregulatsiooni füsioloogiline süsteem. Selle ülesandeks on säilitada stabiilne, normaalne kehatemperatuur, sõltumata keskkonnatingimustest. Keha toodab soojust toiduainete tootmisel ja nende lagunemisel valkudeks, rasvadeks ja süsivesikuteks. Kõige rohkem soojust toodetakse lihastes ja elundites. Soojusülekanne toimub mitmel viisil - kiirguse, juhtivuse, higistamise, väljahingamise kaudu jne.