Общая характеристика терморегуляции

Структурно-функциональные нарушения при гипоксии

При гипоксии происходит функциональные нарушения всех основных систем организма, а также биохимических процессов  и морфологические нарушения. терморегуляция гипотермия лихорадка организм

Биохимические нарушения. Недостаток кислорода в первую очередь ослабляет  биологическое окисление, в результате чего в клетках и тканях снижается  уровень АТФ, в клетках ослабляется  синтез белков, а распад их усиливается. Усиливается и распад жиров, жирные кислоты при этом расщепляются не полностью, что приводит к накоплению в клетках и в крови кетокислоты. Как проявление приспособления к изменившимся условиям существования клеток в них активируется бескислородный путь получения энергии - анаэробный гликолиз. Усиление анаэробного гликолиза при гипоксии приводит к быстрому истощению запаса гликогена в клетках наряду с накоплением в них не полностью расщепленных продуктов обмена веществ и изменению рН в кислую сторону. При тяжелой гипоксии вследствие дефицита энергии и разрушении мембран клеток нарушается норма градиент ионов.

Морфологические нарушения. Все биохимические изменения  имеют морфологическое выражение. В цитоплазме клеток нарастают отек, белковая и жировая дистрофия, частично разрушаются митохондрии; клеточная  наружная мембрана нередко становится размытой, иногда разрывается на отдельных  участках. Эти изменения могут  закончиться гибелью клеток с  последующим разрастанием на их месте  соединительной ткани.

Нарушение деятельности ЦНС  при гипоксии обнаруживаются в ранний период, поскольку мозг наиболее чувствителен к недостатку кислорода и энергии. При тяжелой гипоксии смерть корковых нейронов наступает через 3-4 минуты. При медленно нарастающей гипоксии можно наблюдать динамику расстройств  высшей нервной деятельности: возбуждение  и снижение внимания, ослабевание  памяти, затем возникают сонливость безразличие (иногда возбуждение, бред), наступает дезориентация, нарушаются движения, при увеличении тяжести  гипоксии наступает потеря сознания, появляются судороги, возможен паралич, это состояние приводит к смерти.

Нарушения кровообращения. Первичная реакция центрального кровообращения на гипоксию проявляется  увеличением частоты сердечных  сокращений и повышением артериального  давления. В дальнейшем при нарастании тяжести гипоксии функция сердца прогрессивно ослабляется, это связано  со снижением активности симпатико-адреналовой  системы, нарастающими повреждениями  кардиомиоцитов, прогрессированием белковой и жировой дистрофии кардиомиоцитов, падением их сократительной способности. Возникающая при тяжелой гипоксии артериальная гипотония обусловлена прежде всего снижением активности симпатико-адреналовой системы, в норме не только усиливающей сердечную деятельность, но и повышающей сосудистый тонус. Гипотония также связана с накоплением в крови и тканях продуктов метаболизма, расширяющих сосуды. На поздних стадиях гипоксии мышечные клетки сосудов теряют способность сокращаться. При тяжелой гипоксии существенно нарушаются местное кровообращение и микроциркуляция. Во всех органах, кроме мозга и сердца, резко ограничивается кровоток. Особенно опасно снижение кровотока через почки, поскольку они весьма чувствительны к гипоксии и ишемии. При острой гипоксии в почках нередка, развивается некроз коркового слоя, что приводит к острой почечной недостаточности. С увеличением тяжести гипоксии возникают стаз крови в капиллярах, отек и набухание их эндотелия, повышается проницаемость сосудистых стенок, белки плазмы крови интенсивно поступают в ткани. Появляется и нарастает отек тканей.

Нарушения дыхания. Расстройства дыхания обусловлены нарушением работы дыхательного центра в условиях тяжелой гипоксии. При гипоксии вначале  увеличиваются частота и глубина  дыхательных движений, а затем  наступает угнетение дыхания. Часто  в процессе угнетения дыхания  отмечается несколько периодов: начальный  период нерегулярных дыхательных движений, сменяющийся кратковременной остановкой дыхания, вслед за которой следует  одна из форм периодического патологического  дыхания (дыхание Чейна-Стокса, Биотта, Куссмауля). Периодическое дыхание завершается его остановкой.

Виды  терморегуляции

Терморегуляцию  можно разделить на два основных вида:

Химическую и  физическую терморегуляцию. Они, в свою очередь, также подразделяются на несколько  видов:

1. Химическая терморегуляция

- Сократительный  термогенез 
- Несократительный термогенез

2. Физическая терморегуляция

-Излучение 
-Теплопроведение (кондукция) 
-Конвекция 
-Испарение

Рассмотрим эти  виды терморегуляции подробнее. 

Химическая  терморегуляция

Сократительный  термогенез

Этот вид терморегуляции работает если нам холодно и необходимо поднять температуру тела. Заключается этот метод в сокращении мышц.

При сокращении мышц возрастает гидролиз АТФ, поэтому возрастает поток вторичной теплоты, идущей на согревание тела.

Произвольная активность мышечного аппарата, в основном, возникает под влиянием коры больших  полушарий. При этом повышение теплопродукции возможно в 3–5 раз по сравнению с  величиной основного обмена.

Обычно при снижении температуры среды и температуры  крови первой реакцией является увеличение терморегуляционного тонуса (волосы на теле "встают дыбом", появляются "мурашки"). С точки зрения механики сокращения, данный тонус представляет собой микровибрацию и позволяет увеличить теплопродукцию на 25–40% от исходного уровня. Обычно в создании тонуса принимают участие мышцы головы и шеи.

При более значительном переохлаждении терморегуляционный тонус переходит в мышечную холодовую дрожь. Холодовая дрожь представляет собой непроизвольную ритмическую активность поверхностно расположенных мышц, в результате которой теплопродукция повышается. Считается, что теплопродукция при холодовой дрожи в 2,5 раз выше, чем при произвольной мышечной деятельности.

Описанный механизм работает на рефлекторном уровне, без  участия нашего сознания. Но поднять  температуру тела можно и при  помощи сознательной двигательной активности.

При выполнении физической нагрузки разной мощности теплопродукция возрастает в 5–15 раз по сравнению  с уровнем покоя. Температура  ядра на протяжении первых 15–30 минут  длительной работы довольно быстро повышается до относительно стационарного уровня, а затем сохраняется на этом уровне или продолжает медленно повышаться.

Несократительный термогенез

Этот вид терморегуляции может приводить, как повышению, так и к понижению температуры  тела.

Он осуществляется путём ускорения или замедления катаболических процессов обмена веществ. А это, в свою очередь, будет приводить  к снижению или увеличению теплопродукции. За счёт этого вида термогенеза теплопродукция может вырасти в 3 раза.

Регуляция процессов  несократительного термогенеза осуществляется путём активации симпатической нервной системы, продукции гормонов щитовидной и мозгового слоя надпочечников.

Физическая  терморегуляция

Под физической терморегуляцией  понимают совокупность физиологических  процессов, ведущих к изменению  уровня теплоотдачи. Различают несколько  механизмов отдачи тепла в окружающую среду.

1. Излучение – отдача тепла в виде электромагнитных волн инфракрасного диапазона. За счёт излучения отдают энергию все предметы, температура которых выше абсолютного нуля. Электромагнитная радиация свободно проходит сквозь вакуум, атмосферный воздух для неё тоже можно считать «прозрачным». Количество тепла, рассеиваемого организмом в окружающую среду излучением, пропорционально площади поверхности излучения (площади поверхности тела, не покрытой одеждой) и градиенту температуры. При температуре окружающей среды 20°с и относительной влажности воздуха 40–60% организм взрослого человека рассеивает путём излучения около 40–50% всего отдаваемого тепла.
2. Теплопроведение (кондукция) – способ отдачи тепла при непосредственном соприкосновении тела с другими физическими объектами. Количество тепла, отдаваемого в окружающую среду этим способом, пропорционально разнице средних температур контактирующих тел, площади соприкасающихся поверхностей, времени теплового контакта и теплопроводности.
3. Конвекция – теплоотдача, осуществляемая путём переноса тепла движущимися частицами воздуха (воды). Воздух, соприкасающийся с кожей, нагревается и поднимается, его место занимает «холодная» порция воздуха и т. д. В условиях температурного комфорта этим способом тело теряет до 15% всего отдаваемого тепла.
4. Испарение – отдача тепловой энергии в окружающую среду за счёт испарения пота или влаги с поверхности кожи и слизистых дыхательных путей. За счёт испарения организм в условиях комфортной температуры отдаёт около 20% всего рассеиваемого тепла. Испарение делится на 2 вида.

Неощущаемая перспирация – испарение воды со слизистых дыхательных путей (через дыхание) и воды, просачивающейся через эпителий кожного покрова (Испарение с поверхности кожи. Оно идёт даже в случае, если кожа сухая.).

За сутки через  дыхательные пути испаряется до 400 мл воды, т.е. организм теряет до 232 ккал в  сутки. При необходимости эта  величина может быть увеличена за счёт тепловой одышки.

Через эпидермис  в среднем за сутки просачивается  около 240 мл воды. Следовательно, этим путём  организм теряет до 139 ккал в сутки. Эта величина, как правило, не зависит  от процессов регуляции и различных  факторов среды.

Ощущаемая перспирация – отдача тепла путём испарения пота. В среднем за сутки при комфортной температуре среды выделяется 400–500 мл пота, следовательно, отдаётся до 300 ккал энергии. Однако при необходимости объём потоотделения может увеличиться до 12　л в сутки, т.е. путём потоотделения можно потерять до 7000 ккал в сутки.

Эффективность испарения  во многом зависит от среды: чем выше температура и ниже влажность, тем  выше эффективность потоотделения  как механизма отдачи тепла. При 100% влажности испарение невозможно.

Управление  терморегуляцией

Гипоталамус

Система терморегуляции состоит из ряда элементов с взаимосвязанными функциями. Информация о температуре  поступает от терморецепторов и  при помощи центральной нервной  системы попадает в мозг.

Основную роль в  терморегуляции играет гипоталамус. Разрушение его центров или нарушение  нервных связей ведёт к утрате способности регулировать температуру  тела. В переднем гипоталамусе расположены  нейроны, управляющие процессами теплоотдачи. При разрушении нейронов переднего  гипоталамуса организм плохо переносит  высокие температуры, но физиологическая  активность в условиях холода сохраняется. Нейроны заднего гипоталамуса управляют процессами теплопродукции. При их повреждении нарушается способность к усилению энергообмена, поэтому организм плохо переносит холод.

Эндокринная система

Гипоталамус управляет  процессами теплопродукции и теплоотдачи, посылая нервные импульсы к железам  внутренней секреции, главным образом  щитовидной и надпочечникам.

Участие щитовидной железы в терморегуляции обусловлено  тем, что влияние пониженной температуры  приводит к усиленному выделению  её гормонов, ускоряющих обмен веществ  и, следовательно, теплообразование.

Роль надпочечников  связана с выделением ими в  кровь катехоламинов, которые, усиливая или уменьшая окислительные процессы в тканях (например, мышечной), увеличивают  или уменьшают теплопродукцию и  сужают или увеличивают кожные сосуды, меняя уровень теплоотдачи.

Закаливание 
Закаливание - это повышение устойчивости организма к воздействию естественных природных факторов в границах физиологического стресса. Закаливание укрепляет организм, улучшает кровообращение, повышает тонус центральной нервной системы, а главное - укрепляет иммунитет и снижает частоту простудных заболеваний. Закаливание - это тренировка всего организма и прежде всего - терморегуляционного аппарата.  
 
Начинать закаляться можно практически в любом возрасте. Предварительно лучше посоветоваться с врачом. Он проверит состояние здоровья и исключит возможные противопоказания. Если речь идет о закаливании ребенка, то начинать его можно только тогда, когда ребенок полностью здоров. 
Основные принципы закаливания:  
• систематичность,  
• постепенность,  
• учёт индивидуальных особенностей,  
• самоконтроль.  
Принцип систематичности требует обязательного ежедневного выполнения процедур. Длительные перерывы в закаливании ведут к ослаблению или утрате приобретённых защитных реакций.  
Другое обязательное условие правильного закаливания - постепенное увеличение дозировки процедур.  
При закаливании, как и при проведении любых других процедур, следует учитывать индивидуальные особенности организма. Ваши собственные ощущения подскажут вам, какие способы закаливания вам лучше подходят.  
Эффективность закаливания значительно увеличивается, если его сочетать с физическими упражнениями, особенно на свежем воздухе, в т.ч. с плаванием, лыжным и конькобежным спортом, лёгкой атлетикой.  
Показателями правильного проведения закаливания и его положительных результатов являются: крепкий сон, хороший аппетит, улучшение самочувствия, повышение работоспособности, бодрое настроение отсутствие гриппов и простуд и др. Соответственно появление бессонницы, раздражительности, снижение аппетита, падение работоспособности и симптомы простуды указывают на неправильное проведение закаливания. В этих случаях необходимо изменить форму и дозировку процедур (возможно, временно их прервать) и обратиться к врачу за консультацией.  
Воздух и вода 
Закаливание воздухом - воздушные ванны - наиболее мягкая и безопасная закаливающая процедура. Именно с воздушных ванн рекомендуется начинать систематическое закаливание.  
Закаливающее действие воздуха зависит в основном от его температуры. Воздушные ванны по вызываемому теплоощущению делятся на тепловатые (температура воздуха +30...+20° С), прохладные (+20...+14° С) и холодные (+14° С и ниже).  
Начинать приём воздушных ванн лучше в хорошо проветренном помещении. Делайте зарядку в комнате с открытым окном. Затем, по мере закаливания, перенесите занятия на открытый воздух. Принимать воздушные ванны лучше всего в движении: легкая пробежка, зарядка или игра. При дожде, тумане и сильном ветре провести закаливание можно дома в комнате с открытым окном. Начинать прием воздушных ванн следует с 20 минут при температуре воздуха +16...+20° С. Постепенно по мере адаптаци организма увеличивайте время пребывания на воздухе и снижайте температуру. 
Водные процедуры - более интенсивная закаливающая процедура. Главным фактором закаливания служит температура воды. Систематическое применение водных процедур - надёжная профилактика простуд и недомоганий.  
Самое благоприятное время для начала закаливания водой - лето и осень. Лучше всего проводить процедуры в утренние часы, сразу же после сна или в конце утренней зарядки.  
Приступая к закаливанию водой, вначале принимают лёгкие водные процедуры с температурой воды +33...+34° С. Затем снижают каждые 3- 4 дня температуру воды на 1°, и постепенно, за 1,5-2 месяца, доводят её в зависимости от самочувствия и состояния здоровья до +10...+15° С. В летнюю жару температура может быть еще ниже. Чем холоднее вода, тем короче должно быть время процедуры.  
При закаливании водой рекомендуются следующие виды процедур: обтирание, обливание, души.  
Обтирание - начальный этап закаливания водой. В течение нескольких дней производят обтирание полотенцем или губкой, смоченной водой. Сначала эту процедуру делают лишь по пояс, а затем переходят к обтиранию всего тела. Обтирание осуществляется последовательно, начиная с верхней половины туловища: обтерев водой шею, грудь, руки и спину, вытирают их насухо и растирают полотенцем до красноты по ходу движения крови к сердцу. После этого так же обтирают бедра и ноги. Вся процедура, включая растирание, не должна превышать 5 минут.  
Обливание - следующий этап закаливания водой. При этой процедуре к действию на организм низкой температуры воды присоединяется небольшое давление струи воды. При обливаниях вода выливается из ведра, тазика или шланга. Для первых обливаний лучше брать воду с температурой около +30°, в дальнейшем температура снижается до +10°С, а в сильную жару на улице - можно и ниже. После обливания производится энергичное растирание тела полотенцем. Длительность всей процедуры не более 3-4 минут.  
Душ - ещё одна эффективная водная процедура. В начале закаливания вода в душе должна быть +30...+35°С, а продолжительность процедуры - не более одной минуты. Затем температура воды постепенно снижается, а время приёма душа увеличивается до 2 минут. Процедура заканчивается энергичным растиранием тела полотенцем.