Закаливание организма как составляющая ЗОЖ

Почему же живые существа способны противостоять и морозу и жаре?

5.ТЕМПЕРАТУРА ТЕЛА И ВНЕШНЯЯ СРЕДА

По отношению к температурным влияниям внешней среды живые организмы делятся на две большие группы: одни из них - хладнокровные (пойкилотермные) - приобретают температуру окружающей среды, другие - теплокровные (гомойотермные) - вне зависимости от внешних условий всегда сохраняют постоянную температуру тела. Так, у некоторых животных и птиц разница между постоянной температурой тела и внешней среды, может достигать 70-80 °С. Волк, например, имея температуру тела 40 °С, может переносить температуру воздуха -32,8 °С. Разница между температурой тела и внешней средой у него, таким образом, составляет почти 73 °С.

Однозначного ответа на вопрос, почему у теплокровных животных температура тела колеблется в пределах 36- 41 ° С, пока нет. Одни исследователи полагают, что такая температура лучше всего обеспечивает деятельность различных ферментов в организме. Другие утверждают, что ферменты в процессе эволюции приспособились к данной температуре тела. Высказывается предположение, согласно которому гомойотермные животные появились в поясе Земли, где среднегодовая температура была 21-26 °С. Далее, производя расчеты с учетом среднегодовой температуры, закона рассеивания теплоты и закона Аррениуса об ускорении химических реакций с повышением температуры, сторонники этой версии доказывают, что температура тела 36-41 °С наиболее приемлема. При изменении температуры тела на один градус прирост образующегося в организме тепла и увеличение теплоотдачи в этом случае одинаковы.

Возникает вопрос: а какова температура в различных частях тела у человека?

Понятие постоянства температуры тела человека, как показывают исследования, в известной мере относительно. Например, открытые участки кожи при низкой температуре охлаждаются быстрее, чем закрытые. А вот температура закрытых участков тела и внутренних органов при колебаниях температуры окружающего воздуха практически не меняется.

Колебания температуры зависят от времени суток, активности организма, температуры окружающей среды, теплоизоляционных свойств одежды. Во время тяжелой физической работы, тренировок и спортивных соревнований температура тела может повышаться на 1-2 °С и более. Оказывают влияние на температуру тела и изменение физиологического состояния организма, нервное возбуждение, беременность.

Человек может переносить отклонения внутренней температуры тела от нормальной на 4 °С в обе стороны: нижний предел - 33 ° С, верхний - 41 ° С. В течение суток температура тела изменяется незначительно: максимальные ее величины (37,0-37,1 °С) наблюдаются в 16-18 ч, минимальные (36,2-36,0 °С) в 3-4 утра. У пожилых людей температура тела может снижаться до 35- 36 °С.

Разную температуру имеют внутренние органы. Самый горячий из них - печень, чья температура доходит до 38-40 °С. Температура в подмышечной впадине, измеряемая обычно для определения состояния здоровья человека, в норме равна 36,5-36,9 °С. Температура в прямой кишке 37,2-37,5 °С. Все эти цифры близки к средней температуре тела, а также крови, омывающей все органы. Самую низкую температуру, неодинаковую на различных участках тела, имеют кожные покровы. Относительно высока температура кожи шеи - при комнатной температуре воздуха она равна 34 °С. Близка к этому уровню температура кожи головы - 33,5 °С. Намного ниже температура кожи пальцев рук - 28,5 °С, пальцев ног - 24,4 °С. Довольно постоянная температура кожи у частей тела, покрытых одеждой: около 33,2-33,5 °С. А вот показатели температуры кожи на открытых участках меняются в зависимости от погоды и других внешних условий.

Средняя температура тела, если не учитывать значительных температурных колебаний открытых участков кожи, тем не менее почти постоянна. В обычных условиях она колеблется в пределах 0,5-0,7 °С.

Установлена и условнорефлекторная природа суточных изменений температуры тела. Главные причины - смена освещенности днем и ночью и режим жизни в разные часы суток. Так, при переездах на значительные расстояния в места с резко отличающимися часовыми поясами в первые дни сохраняется обычный суточный ритм температуры тела, несмотря на иной распорядок жизни, тренировок, питания и сна. Постепенно, однако, суточная кривая температура изменяется, приспосабливается к новым условиям.

6.ПРИХОД И РАСХОД ТЕПЛА

Постоянство температуры тела возможно лишь в том случае, если количество образующегося тепла равно количеству тепла, отдаваемого телом в окружающую среду. Иными словами, постоянство температуры тела обеспечивается сочетанием двух взаимосвязанных процессов - теплопродукции и теплоотдачи. Если приход тепла равен его расходу, то температура тела сохраняется на постоянном уровне. Если же теплопродукция преобладает над теплоотдачей, температура тела повышается. В тех случаях, когда образование тепла отстает от теплоотдачи, наблюдается снижение температуры тела.

Теплообразование для человека - важнейший способ поддерживания постоянства температуры тела. Непрерывное протекание обменных процессов в организме сопровождается образованием тепла. Выделенную энергию принято выражать в единицах тепловой энергии - килокалориях (ккал) или килоджоулях (кДж).

Энергия, выделяемая человеком за сутки, слагается из трех величин: энергии основного обмена, повышенного обмена при приеме пищи и, наконец, энергии, образующейся в результате умственной и физической деятельности.

Энергия основного обмена расходуется на поддержание главных жизненных функций: дыхания, работы сердца, почек и т. д. Для взрослого человека величина основного обмена в среднем составляет примерно 1 ккал (4,184 кДж) на 1 кг массы тела в час.

Теплопродукция увеличивается при приеме пищи вследствие повышенной деятельности пищеварительных органов. При обычной смешанной диете с нормальным соотношением белков, жиров и углеводов обмен энергии после приема пищи повышается в среднем на 150- 200 ккал, что составляет 10-_15% основного обмена.

Повышение теплопродукции происходит в основном при физической работе и в значительно меньшей степени при умственной. Количество тепла, выделяющегося при этом, зависит от вида деятельности, интенсивности и продолжительности работы.

В различных органах тела образуется неодинаковое количество тепла. Главный регулятор теплопродукции - мышцы. При интенсивной физической нагрузке они поставляют до 90% тепла. В нормальных условиях на долю мышц приходится 65-70% теплопродукции. Второй по значимости источник теплопродукции - печень и пищеварительный тракт. Они дают 20-30% тепла.

Производство тепла при физической работе предельной мощности достигает 4000 кДж в час, что превышает теплопродукцию при работе умеренной мощности примерно в 10 раз. Резкий подъем температуры тела наблюдается в момент отказа от дальнейшего продолжения физической деятельности, выполняемой на пределе функциональных возможностей человека.

Кроме тепла, образующегося в самом организме, человек в жаркое время получает тепло окружающей среды. Так, при понижении температуры внешней среды ниже 15 ° С теплообразование значительно усиливается, а при увеличении свыше 30 ° С уменьшается. Однако при значительном повышении температуры окружающей среды (свыше 37 °С) отмечается нарушение теплообмена и температура тела вновь повышается. При снижении температуры воздуха нередко возникает холодная дрожь - непроизвольное сокращение скелетных мышц. Эта реакция организма носит защитный характер: она усиливает теплообразование в мышцах и тем самым поддерживает нормальную температуру тела.

Таким образом, количество тепла в организме определяется, во-первых, теплом, образующимся за счет обменных процессов, а во-вторых, поступающим из внешней среды.

Наряду с образованием тепла в организме постоянно происходит его расход путем теплоотдачи. Иначе человек погиб бы от перегревания. Расчет показывает: если по каким-либо причинам теплоотдача прекратится, то температура тела человека каждый час будет повышаться на 2,5 °С. К концу суток она поднимется выше 60 ° С. А ведь это температура свертывания белковых частей тканей!

При интенсивной мышечной работе перегревание организма, казалось бы, должно наступить еще быстрее. При умеренной работе производство тепла, например, возрастает в 2-3 раза, а при напряженных физических упражнениях, когда в работу вовлекаются большие группы мышц, - в 10-20 раз. За 10 мин подобной работы температура тела могла бы повыситься до 42 °С. Однако критической ситуации не возникает, поскольку наряду с усилением образования тепла увеличивается и его расход.

Тепло в основном выделяется через кожу, а также посредством дыхания. Отдача тепла происходит по законам физики следующими путями: излучением тепла нагретой поверхностью тела; проведением тепла путем нагревания более холодного воздуха и соприкасающихся с телом предметов; расходом тепла путем испарения с поверхности кожи и легких.

Теплоизлучение - это свойство нагретой до определенной температуры поверхности излучать тепло в виде лучистой энергии - инфракрасных лучей. Теплопроведение и теплоизлучение в покое составляют около 70- 80% всей теплоотдачи.

Теплопроведение представляет собой непосредственную отдачу тепла с кожи прилегающим к ней предметам или частицам воздуха либо воды. Проведение облегчается конвекцией, т е. сменой нагретых частиц воздуха или воды другими, более холодными. Конвекция усиливается при наличии ветра, течения воды, а также при беге, плавании, спортивных и подвижных играх. Однако следует помнить, что конвекция охлаждает тело лишь в тех случаях, когда внешняя температура ниже температуры тела человека. Горячий ветер пустыни не охлаждает, а, наоборот, нагревает тело. Наличие одежды также изменяет интенсивность конвекции. Костюм аквалангиста, к примеру, предохраняет пловца от переохлаждения при длительном плавании в холодной воде.

Проведение зависит от теплопроводности среды. Так, теплопроводность воздуха мала, а воды велика. Потому-то охлаждение в воде происходит значительно быстрее, чем на воздухе. Холодный влажный воздух охлаждает тело быстрее, чем сухой воздух той же температуры. Вместе с тем во влажном воздухе, имеющем высокую температуру, охлаждение тела затруднительно вследствие ухудшения испарения пота с поверхности кожи.

При невысокой температуре окружающей среды и отсутствии мышечной работы потоотделения обычно не происходит. Между тем испарение с поверхности кожи все же имеет место, потому что небольшое количество жидкости постоянно проникает через кожу наружу.

У человека, находящегося в состоянии покоя, заметное потоотделение начинается, когда температура кожи повышается до 37 °С. Потоотделение значительно усиливается при напряженной и продолжительной мышечной работе.

Количество испаряемого пота может достигать 3-5 л, а при жаре еще больше. При испарении во время работы 1 л пота расходуется примерно 580 ккал тепла.

Постоянно происходит испарение воды и в легких. В сутки с поверхности легких испаряется в состоянии покоя 200-300 мл воды, а при работе умеренной мощности такое количество воды может испаряться за 1 ч.

Испарение воды с поверхности кожи и в легких зависит от относительной влажности воздуха. В насыщенном водяными парами воздухе испарение затрудняется или прекращается совсем. В сухом воздухе, напротив, испарение пота происходит значительно интенсивнее.

Главным источником теплопотери является все же кожа. Благодаря движению крови и лимфы тепло от внутренних органов передается коже. Каждый литр крови, охлаждаясь в сосудах кожи на 3 °С, переносит от внутренних органов на поверхность тела количество тепла, равное примерно 2,5 ккал. При повышении внешней температуры кровеносные сосуды кожи расширяются, кровенаполнение и температура кожи увеличиваются, что влечет за собой усиление теплопотери. При низкой температуре, наоборот, кожные сосуды сужаются, из-за чего уменьшается теплоотдача проведением и излучением. С повышением температуры внешней среды потеря тепла проведением и излучением уменьшается, а испарением - увеличивается. Когда температура воздуха становится равной температуре кожи (33 °С) или превышает ее, отдача тепла проведением и излучением полностью прекращается. Испарение пота в таких случаях служит единственным физиологическим механизмом, при помощи которого человек может избавиться от излишнего тепла.

Регуляция тепла осуществляется двумя путями - нервным и гуморальным. Существуют специальные терморецепторы, которые воспринимают холод или тепло. Они расположены в коже, кровеносных сосудах, отдельных органах. При колебаниях температуры в них возникает возбуждение, которое передается в центр теплообмена, находящийся в промежуточном мозге (в подбугровой области). Нервные импульсы, идущие от этого центра в основном по волокнам вегетативной нервной системы, влияют на изменение обмена веществ, а тем самым и на теплообразование.

Одновременно изменяется и тонус кожных сосудов. При понижении температуры окружающей среды происходит рефлекторное сужение сосудов. К коже, следовательно, притекает меньше крови, и теплоотдача уменьшается. Если же температура окружающей среды повышается, кровеносные сосуды расширяются и выделение тепла увеличивается.

Важная роль в терморегуляции принадлежит высшим отделам центральной нервной системы - коре головного мозга и ближайшим подкорковым центрам. Эмоциональное возбуждение, изменение в психическом состоянии оказывают существенное влияние на уровень теплопродукции и теплоотдачи.