عندما تنخفض درجة الحرارة المحيطة، يتم تنظيم درجة حرارة الجسم، أي. يتم تنفيذ عملية التنظيم الحراري بثلاث طرق بالتسلسل التالي. التنظيم الحراري الجسدي - انقباض الأوعية الدموية في الجلد والأغشية المخاطية في الجهاز التنفسي، ووقف التعرق. إذا لم يتم استعادة التوازن من خلال التنظيم الحراري الفيزيائي، يتم تنشيط المكون الكيميائي للتنظيم الحراري بسبب "التوليد الحراري غير القابل للتقلص" (تنظيم الغدد الصماء، على وجه الخصوص، عن طريق زيادة إطلاق النورإبينفرين، والذي يسمى "هرمون التوليد الحراري غير القابل للتقلص") . مع مزيد من التبريد، يتم إجراء زيادة في توليد الحرارة بسبب أشكال محددة من النشاط الانقباضي للعضلات المخططة والملساء - هزات العضلات الباردة، ونغمة العضلات الحرارية والتفاعل الحركي البواب. تحدث هذه المرحلة من "التوليد الحراري المرتعش" مع أعلى استهلاك للطاقة وإنتاج الحرارة.
لذلك، دعونا نسلط الضوء على الأنواع الرئيسية للتنظيم الحراري لجسم الإنسان:
- التنظيم الحراري الجسدي
- التنظيم الحراري الكيميائي أو الغدد الصماء (التوليد الحراري غير القابل للتقلص) ؛
- يرتجف توليد الحرارة.
في الأشخاص الأصحاء، مع الكمال الكافي لآليات تنظيم توازن درجة الحرارة، يتم تعويض التبريد المطول عن طريق إدراج التوليد الحراري الكيميائي مع زيادة في إنفاق الطاقة، ولكن دون "انتهاكات" لعملية التنظيم.
يعد نظام تنظيم توازن درجة الحرارة متعدد المكونات للغاية، بما في ذلك المستقبلات الحرارية للجلد والأعضاء الداخلية، وإجراء المسارات (كجزء من الجهاز الفقري المهادي)، والمركز التنظيمي - منطقة ما تحت المهاد، والقشرة الدماغية، التي لها تأثير منشط، وأكثر وضوحًا كلما زاد تواتر النبضات الواردة. الأعضاء المستجيبة هي الجهاز العصبي اللاإرادي، وأعضاء الغدد الصماء، والجهاز القلبي الوعائي. ومن أجل التنظيم السليم، فإن تركيز المواد الكيميائية في الجسم والعديد من العوامل الأخرى مهمة أيضًا.
انتهاك التنظيم الحراري لجسم الإنسان
يمكن التعبير عن النقص في عمليات التنظيم (أمراض التنظيم الحراري) في حقيقة أنه في المرحلة الأولى من عملية التنظيم (عدم التطابق وإعادة التنظيم) - يتم استبدال التضييق الأولي للأوعية الدموية بانخفاض حاد في لهجتها. من جانب التجويف الأنفي يتم التعبير عن ذلك بظهور نوبات العطس أو صعوبة التنفس عن طريق الأنف. وفي الوقت نفسه، لوحظ زيادة في نفاذية الأوعية الدموية للأغشية المخاطية للمحارة الأنفية. قد يتطلب التنظيم الحراري الفيزيائي غير الكافي تنشيط المكون الكيميائي عند درجات حرارة أعلى من الأفراد الأصحاء. المرضى الذين يعانون من هذا النوع من عدم التنظيم يتجمدون ويرتعشون عند انخفاض طفيف جدًا في درجة الحرارة المحيطة. يحدث انهيار التنظيم مع الظواهر المميزة للاستجابة غير الكافية للغشاء المخاطي للأنف عندما يكون المريض باردًا. النوع التالي من خلل التنظيم - عدم كفاية التنظيم الحراري الجسدي - لا يتم تعويضه بالمكون الكيميائي والارتعاش البارد. ونتيجة لذلك، يحدث انهيار في التنظيم دون الشعور بالبرد الواضح ودون ارتعاش، أي أن هؤلاء المرضى لا يرتجفون ولا يتجمدون، لكنهم مع ذلك يصابون بنزلة برد.
يتم تفسير آلية تفاقم العمليات الالتهابية المزمنة في أعضاء الأنف والأذن والحنجرة عند انتهاك آليات تنظيم توازن درجة الحرارة من خلال تكوين الركود الوريدي في الغشاء المخاطي للأنف والبلعوم، وزيادة نفاذية الأوعية الدموية، مما يخلق ظروفًا مواتية. لتطوير البكتيريا الموجودة باستمرار في بؤرة الالتهاب المزمن.
يحتوي كل نوع من الكائنات الحية الحرارية على مناطق من الجسم يتم من خلالها حدوث التبادل الأولي للحرارة مع البيئة، وهو ما يسمى بالمبادلات الحرارية. في البشر، هذه المبادلات الحرارية هي اليدين والقدمين. وبالتالي، من 7 إلى 80٪ من الحرارة من عملية التمثيل الغذائي الرئيسي يمكن إزالتها عن طريق اليدين، على الرغم من أن الأيدي تشكل 6٪ فقط من كتلة جسم الإنسان. إذا لزم الأمر، يمكن زيادة الدورة الدموية في الأصابع 600 مرة. وبطبيعة الحال، تؤثر الحالة الوظيفية لتنظيم الأوعية الدموية في منطقة المبادلات الحرارية أيضًا على حالة الأغشية المخاطية للتجويف الأنفي. أظهرت الأبحاث التي أجريت في مختبر M. E. Marshak (1965) أنه عندما يتم غمر القدمين في الماء البارد، تنخفض درجة حرارة الغشاء المخاطي للأنف بشكل متزامن مع درجة حرارة جلد القدمين (رد فعل مناسب). ومع ذلك، في عدد من الأشخاص، في مرحلة معينة من عمل التحفيز البارد، على الرغم من انخفاض درجة حرارة القدمين، تحدث زيادة حادة في درجة حرارة الغشاء المخاطي للأنف، والتي تكون مصحوبة بنوبات من العطس وغزارة الأنف. التفريغ (رد فعل غير كاف). بالإضافة إلى مناطق المبادلات الحرارية، فإن منطقة الوجه نفسها (منطقة خاصة حساسة للحرارة عند الإنسان) ومنطقة الرقبة لها أهمية كبيرة. تستخدم هذه المناطق على نطاق واسع في تطوير الأساليب المنهجية لتصلب الأشخاص المصابين بأمراض الأنف والأذن والحنجرة.
في الحيوانات ذوات الدم الحار والبشر (ما يسمى بالكائنات ذات الدم المتساوي الحرارة)، على عكس الكائنات ذات الدم البارد (أو متفاعلة الحرارة)، تعد درجة حرارة الجسم الثابتة شرطًا أساسيًا للوجود، وهي إحدى المعلمات الأساسية للتوازن (أو الثبات) للبيئة الداخلية. من الجسم.
تنقسم الآليات الفسيولوجية التي تضمن التوازن الحراري للجسم ("جوهره") إلى مجموعتين وظيفيتين: آليات التنظيم الحراري الكيميائي والفيزيائي. التنظيم الحراري الكيميائي هو تنظيم إنتاج الحرارة في الجسم. يتم إنتاج الحرارة باستمرار في الجسم من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال الأيضية. وفي هذه الحالة يتم إطلاق جزء منه في البيئة الخارجية، كلما زاد الفرق بين درجة حرارة الجسم والبيئة. ولذلك، فإن الحفاظ على درجة حرارة الجسم مستقرة عندما تنخفض درجة الحرارة المحيطة يتطلب زيادة مقابلة في العمليات الأيضية وما يصاحبها من توليد الحرارة، مما يعوض فقدان الحرارة ويؤدي إلى الحفاظ على التوازن الحراري العام للجسم والحفاظ على درجة حرارة داخلية ثابتة. تسمى عملية الزيادة الانعكاسية في إنتاج الحرارة استجابة لانخفاض درجة الحرارة المحيطة بالتنظيم الحراري الكيميائي. يصاحب إطلاق الطاقة على شكل حرارة الحمل الوظيفي لجميع الأعضاء والأنسجة وهو سمة لجميع الكائنات الحية. خصوصية جسم الإنسان هي أن التغير في إنتاج الحرارة كرد فعل لتغير درجة الحرارة يمثل رد فعل خاص للجسم لا يؤثر على مستوى عمل الأجهزة الفسيولوجية الأساسية.
يتركز توليد الحرارة التنظيمية الحرارية بشكل رئيسي في العضلات الهيكلية ويرتبط بأشكال خاصة من وظائف العضلات التي لا تؤثر على نشاطها الحركي المباشر. يمكن أيضًا أن تحدث زيادة في توليد الحرارة أثناء التبريد في العضلات أثناء الراحة، وكذلك عندما يتم إيقاف وظيفة الانقباض بشكل مصطنع بفعل سموم معينة.
إحدى الآليات الأكثر شيوعًا لتوليد حرارة التنظيم الحراري المحددة في العضلات هي ما يسمى بالنغمة التنظيمية الحرارية. يتم التعبير عنها عن طريق الانقباضات الدقيقة للألياف، والتي يتم تسجيلها على أنها زيادة في النشاط الكهربائي لعضلة ثابتة خارجيًا عند تبريدها. تعمل نغمة التنظيم الحراري على زيادة استهلاك الأكسجين في العضلات، أحيانًا بنسبة تزيد عن 150%. مع تبريد أقوى، إلى جانب الزيادة الحادة في نغمة التنظيم الحراري، يتم تنشيط تقلصات العضلات المرئية في شكل هزات باردة. في هذه الحالة يزيد تبادل الغازات إلى 300 - 400٪. ومن المميزات أن العضلات غير متكافئة من حيث حصة المشاركة في توليد الحرارة التنظيمية الحرارية.
مع التعرض لفترة طويلة للبرد، يمكن استبدال النوع الانقباضي من التوليد الحراري بدرجة أو بأخرى (أو استكماله) عن طريق تحويل تنفس الأنسجة في العضلات إلى ما يسمى بالمسار الحر (غير الفسفرة)، حيث تكون مرحلة يتم القضاء على التكوين والانهيار اللاحق لـ ATP. لا ترتبط هذه الآلية بتقلص العضلات. الكتلة الإجمالية للحرارة المنبعثة أثناء التنفس الحر هي نفسها تقريبًا أثناء التوليد الحراري للخميرة، ولكن يتم استهلاك معظم الطاقة الحرارية على الفور، ولا يمكن تثبيط عمليات الأكسدة بسبب نقص ADP أو الفوسفات غير العضوي.
يتيح لك الظرف الأخير الحفاظ بسهولة على مستوى عالٍ من توليد الحرارة لفترة طويلة.
التغيرات في معدل الأيض الناجمة عن تأثير درجة الحرارة البيئية على جسم الإنسان طبيعية. في نطاق معين من درجات الحرارة الخارجية، يتم تعويض إنتاج الحرارة المقابل لعملية التمثيل الغذائي للكائن الحي بشكل كامل عن طريق نقل الحرارة "العادي" (بدون تكثيف نشط). التبادل الحراري للجسم مع البيئة متوازن. ويسمى نطاق درجة الحرارة هذا بالمنطقة المحايدة حراريا. مستوى التبادل في هذه المنطقة هو الحد الأدنى. كثيرًا ما يتحدث الناس عن نقطة حرجة، أي قيمة محددة لدرجة الحرارة يتم عندها تحقيق التوازن الحراري مع البيئة. من الناحية النظرية، هذا صحيح، ولكن إنشاء مثل هذه النقطة تجريبيا يكاد يكون مستحيلا بسبب التقلبات المستمرة غير المنتظمة في عملية التمثيل الغذائي وعدم استقرار خصائص العزل الحراري للتكامل.
يؤدي انخفاض درجة الحرارة البيئية خارج المنطقة المحايدة حرارياً إلى زيادة منعكسة في مستوى التمثيل الغذائي وإنتاج الحرارة حتى يتوازن التوازن الحراري للجسم في الظروف الجديدة. وبسبب هذا، تظل درجة حرارة الجسم دون تغيير.
تؤدي الزيادة في درجة حرارة البيئة خارج المنطقة المحايدة حراريًا أيضًا إلى زيادة مستوى التمثيل الغذائي، والذي يحدث بسبب تنشيط آليات تنشيط نقل الحرارة، مما يتطلب إنفاق طاقة إضافي لعملهم. وهذا يشكل منطقة التنظيم الحراري الفيزيائي، حيث تظل درجة الحرارة مستقرة أيضًا. عند الوصول إلى عتبة معينة، تكون آليات زيادة نقل الحرارة غير فعالة، ويبدأ ارتفاع درجة الحرارة، وفي نهاية المطاف، وفاة الجسم.
في عام 1902، اقترح روبنر التمييز بين نوعين من هذه الآليات - التنظيم الحراري "الكيميائي" و"الفيزيائي". الأول يرتبط بالتغيرات في إنتاج الحرارة في الأنسجة (توتر التفاعلات الأيضية الكيميائية)، والثاني يتميز بنقل الحرارة وإعادة توزيع الحرارة. جنبا إلى جنب مع الدورة الدموية، يلعب التعرق دورا مهما في التنظيم الحراري الجسدي، وبالتالي فإن الجلد لديه وظيفة خاصة لنقل الحرارة - هنا يبرد الدم الساخن في العضلات أو في "القلب"، وهنا آليات التعرق والعرق أدرك.
ب- عادة، يمكن إهمال التوصيل الحراري، وذلك بسبب الموصلية الحرارية للهواء منخفضة. إن الموصلية الحرارية للماء أعلى بـ 20 مرة، لذا فإن نقل الحرارة بالتوصيل يلعب دورًا مهمًا ويصبح عاملاً مهمًا في انخفاض حرارة الجسم في حالة الملابس المبللة والجوارب المبللة وما إلى ذلك.
ب نقل الحرارة بشكل أكثر كفاءة عن طريق الحمل الحراري (أي عن طريق تحريك جزيئات الغاز أو السائل، وخلط طبقاتها الساخنة مع الطبقات المبردة). في بيئة الهواء، حتى في ظل ظروف الراحة، يمثل نقل الحرارة عن طريق الحمل الحراري ما يصل إلى 30٪ من فقدان الحرارة. يزداد دور الحمل الحراري في الريح أو أثناء حركة الإنسان.
ب يتم انتقال الحرارة بالإشعاع من جسم ساخن إلى جسم بارد وفقًا لقانون ستيفان-بولتزمان ويتناسب مع الفرق في القوى الرابعة لدرجة حرارة الجلد (الملابس) وسطح الأشياء المحيطة. بهذه الطريقة، في ظل ظروف "مريحة"، يتخلى الشخص الذي خلع ملابسه عن ما يصل إلى 45٪ من الطاقة الحرارية، ولكن بالنسبة لشخص يرتدي ملابس دافئة، لا يلعب فقدان الحرارة بالإشعاع دورًا خاصًا.
ب يعد تبخر الرطوبة من الجلد وسطح الرئتين أيضًا وسيلة فعالة لنقل الحرارة (تصل إلى 25٪) في ظل ظروف "مريحة". في ظل ظروف درجات الحرارة المحيطة المرتفعة والنشاط العضلي المكثف، يلعب نقل الحرارة عن طريق تبخر العرق دورًا مهيمنًا - حيث يتم التخلص من 0.6 كيلو كالوري من الطاقة مع 1 جرام من العرق. ليس من الصعب حساب الحجم الإجمالي للحرارة المفقودة من خلال العرق، بالنظر إلى أنه في ظل ظروف النشاط العضلي المكثف، يمكن للشخص أن يفقد ما يصل إلى 10 - 12 لترا من السوائل في يوم عمل مدته ثماني ساعات. في البرد، يكون فقدان الحرارة من خلال العرق من شخص يرتدي ملابس جيدة صغيرًا، ولكن هنا أيضًا يجب أن يؤخذ في الاعتبار فقدان الحرارة بسبب التنفس. في هذه العملية، يتم الجمع بين آليتين لنقل الحرارة في وقت واحد - الحمل الحراري والتبخر. يعد فقدان الحرارة والسوائل من خلال التنفس أمرًا مهمًا جدًا، خاصة أثناء النشاط العضلي المكثف في ظروف انخفاض الرطوبة الجوية.
أحد العوامل المهمة التي تؤثر على عمليات التنظيم الحراري هي التفاعلات الحركية الوعائية (الحركية الوعائية) للجلد. مع التضييق الأكثر وضوحًا في قاع الأوعية الدموية، يمكن أن ينخفض فقدان الحرارة بنسبة 70٪، ومع الحد الأقصى للتوسع، يمكن أن يزيد بنسبة 90٪.
يتم التعبير عن اختلافات الأنواع في التنظيم الحراري الكيميائي في الاختلاف في مستوى التمثيل الغذائي الأساسي (في منطقة الحياد الحراري)، وموضع وعرض المنطقة المحايدة حراريًا، وكثافة التنظيم الحراري الكيميائي (زيادة التمثيل الغذائي عندما تنخفض درجة الحرارة البيئية بمقدار درجة واحدة). C)، وكذلك في نطاق العمل الفعال للتنظيم الحراري، تعكس جميع هذه المعلمات الخصوصية البيئية للأنواع الفردية وتتغير بشكل تكيفي اعتمادًا على الموقع الجغرافي للمنطقة، وموسم السنة، والارتفاع وعدد من العوامل البيئية الأخرى. عوامل.
يتم تمثيل التفاعلات التنظيمية التي تهدف إلى الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم أثناء ارتفاع درجة الحرارة بآليات مختلفة لزيادة انتقال الحرارة إلى البيئة الخارجية. من بينها، نقل الحرارة واسع النطاق وفعال للغاية عن طريق تكثيف تبخر الرطوبة من سطح الجسم و/أو الجهاز التنفسي العلوي. عندما تتبخر الرطوبة، يتم استهلاك الحرارة، مما يمكن أن يساعد في الحفاظ على التوازن الحراري. يتم تنشيط رد الفعل عندما تكون هناك علامات على بدء ارتفاع درجة حرارة الجسم.
لذلك، يمكن أن تهدف التغييرات التكيفية في التبادل الحراري في جسم الإنسان ليس فقط إلى الحفاظ على مستوى عال من التمثيل الغذائي، كما هو الحال في معظم الناس، ولكن أيضا لتحديد مستوى منخفض في الظروف التي تهدد باستنفاد احتياطيات الطاقة.
يمكن لجسم الإنسان أن يظل قابلاً للحياة في نطاق صغير جدًا من درجات الحرارة الداخلية - من +25 إلى +43 درجة. وتسمى القدرة على الحفاظ عليها ضمن حدود محددة حتى مع حدوث تغييرات كبيرة في الظروف الخارجية بالتنظيم الحراري. يتراوح المعيار الفسيولوجي من 36.2 إلى 37 درجة، ويعتبر الانحرافات عنه انتهاكًا. لمعرفة أسباب مثل هذه الأمراض، من الضروري معرفة كيفية تنظيم الحرارة في الجسم، وما هي العوامل التي تؤثر على التقلبات في درجات الحرارة الداخلية، ومعرفة طرق تصحيحها.
كيف يتم التنظيم الحراري في جسم الإنسان؟
- التنظيم الحراري الكيميائي– عملية إنتاج الحرارة .يتم إنتاجه من قبل جميع أعضاء الجسم، وخاصة عند مرور الدم من خلالها. يتم إنتاج معظم الطاقة في الكبد والعضلات المخططة.
- التنظيم الحراري الجسدي– عملية انتقال الحرارة .ويتم ذلك باستخدام التبادل الحراري المباشر فيما يتعلق بالهواء أو الأجسام الباردة، والأشعة تحت الحمراء، وكذلك تبخر العرق من سطح الجلد والتنفس.
كيف يتم الحفاظ على التنظيم الحراري في جسم الإنسان؟
يحدث التحكم في درجة الحرارة الداخلية بسبب حساسية المستقبلات الحرارية الخاصة. يقع معظمها في الجلد والجهاز التنفسي العلوي والأغشية المخاطية للتجويف الفموي.
عندما تنحرف الظروف الخارجية عن القاعدة، تنتج المستقبلات الحرارية نبضات عصبية تدخل الحبل الشوكي، ثم المهاد البصري، وتحت المهاد، والغدة النخامية وتصل إلى قشرة الدماغ. ونتيجة لذلك، يظهر إحساس جسدي بالبرد أو الحرارة، ويقوم مركز التنظيم الحراري بتحفيز عمليات إنتاج الحرارة أو إطلاقها.
ومن الجدير بالذكر أن بعض الهرمونات تشارك أيضًا في الآلية الموصوفة، وخاصة تكوين الطاقة. يعمل هرمون الغدة الدرقية على تكثيف عملية التمثيل الغذائي، مما يزيد من إنتاج الحرارة. يعمل بالمثل من خلال تعزيز عمليات الأكسدة. بالإضافة إلى ذلك، فهو يساعد على انقباض الأوعية الدموية في الجلد، مما يمنع فقدان الحرارة.
أسباب ضعف التنظيم الحراري للجسم
تحدث تغييرات طفيفة في نسبة إنتاج الطاقة الحرارية ونقلها إلى البيئة الخارجية أثناء النشاط البدني. في هذه الحالة، هذا ليس علم الأمراض، حيث يتم استعادة عمليات التنظيم الحراري بسرعة أثناء الراحة، أثناء الراحة.
معظم الاضطرابات التي يتم النظر فيها هي أمراض جهازية مصحوبة بعمليات التهابية. ومع ذلك، في مثل هذه الحالات، من غير الصحيح استدعاء حتى زيادة قوية في درجة حرارة الجسم مرضية، لأن الحرارة والحمى تحدث في الجسم لقمع تكاثر الخلايا المسببة للأمراض (الفيروسات أو البكتيريا). في الواقع، هذه الآلية هي رد فعل وقائي طبيعي لجهاز المناعة.
تصاحب الانتهاكات الحقيقية للتنظيم الحراري تلف الأعضاء المسؤولة عن تنفيذه، وهي منطقة ما تحت المهاد والغدة النخامية والحبل الشوكي والدماغ. يحدث هذا أثناء الميكانيكية 
الإصابات والنزيف وتشكيل الورم. أمراض الغدد الصماء والقلب والأوعية الدموية، والاضطرابات الهرمونية، والجسدية أو ارتفاع درجة الحرارة يمكن أن تزيد من تعزيز علم الأمراض.
علاج اضطرابات التنظيم الحراري الطبيعي في جسم الإنسان
لا يمكن استعادة الأداء الصحيح لآليات إنتاج الحرارة وإطلاقها إلا بعد تحديد أسباب تغيراتها. لإجراء التشخيص، تحتاج إلى زيارة طبيب أعصاب، والخضوع لسلسلة من الاختبارات المعملية وإجراء الدراسات المفيدة الموصوفة.
ويمتد موطن الإنسان من المناطق القطبية، حيث تصل درجة حرارة الهواء أحياناً إلى -86 درجة مئوية، إلى السافانا الاستوائية والصحاري، حيث تقترب في أشد مناطقها حرارة من +50 درجة مئوية في الظل! ومع ذلك، في مثل هذا النطاق الواسع من درجات الحرارة، يحتفظ الشخص بالحيوية النشطة ويكون كافيا بسبب استقراره الحراري، عندما تتقلب درجة حرارة الجسم ضمن حدود ضيقة نسبيا - من 36 إلى 37 درجة مئوية.
الحرارة المنزلية –ثبات درجة حرارة الجسم - يجعل الشخص مستقلاً عن ظروف درجة الحرارة في مكان إقامته، حيث تستمر التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تضمن حياته على المستوى الأمثل بسبب الحفاظ على النشاط المناسب لإنزيمات الأنسجة والفيتامينات التي توفرها، تحفيز وتنشيط جوانب معينة من عملية التمثيل الغذائي وهرمونات الأنسجة والناقلات العصبية وغيرها من المواد التي يعتمد عليها الأداء الطبيعي للجسم. إن التحول في درجة الحرارة في اتجاه أو آخر يغير بشكل حاد نشاط هذه المواد، وبدرجات متفاوتة لكل منها - ونتيجة لذلك، يحدث انقطاع في نشاط الجوانب الفردية لعملية التمثيل الغذائي. في الحيوانات ذات الدم البارد ذات الدم البارد، والتي يتم تحديد درجة حرارة جسمها من خلال درجة الحرارة المحيطة (تزيد أو تنقص مع الأخيرة)، يتغير نشاط إنزيمات أنسجتها كمحفزات بيولوجية جنبًا إلى جنب مع التغيرات في الظروف الحرارية الخارجية. ولهذا السبب، عندما تنخفض درجة الحرارة، تنخفض درجة ظهور نشاطها الحيوي حتى تتوقف تمامًا - ما يسمى بالرسوم المتحركة المعلقة، وعند درجة حرارة عالية جدًا يحدث إما الموت أو الجفاف، وهو ما يحدث في بعض البويكيلوثيرم أيضًا نوع من الرسوم المتحركة المعلقة. وبالتالي، مع تغير درجة الحرارة الخارجية، يمكن استعادة النشاط الحيوي لبعض الحشرات (الجراد) بعد التجميد إلى درجة حرارة النيتروجين السائل (-189 درجة مئوية) وبعد التجفيف. تم وصف حالة إحياء، وإن كانت قصيرة الأجل، لسمك نيوت عملاق تم تجميده في نهر جليدي، وفقًا للخبراء، منذ حوالي 5000 عام على الأقل.
وبالتالي فإن القدرة على الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم في ظل ظروف معيشية مختلفة تجعل الحيوانات ذوات الدم الحار مستقلة عن ظروف الطبيعة وقادرة على الحفاظ على مستوى عالٍ من الحيوية. ترجع هذه القدرة إلى نظام التنظيم الحراري المعقد، والذي يضمن انخفاض إنتاج الحرارة ونقل الحرارة النشط في حالة خطر ارتفاع درجة الحرارة وتفعيل التوليد الحراري عندما يكون نقل الحرارة محدودًا - في حالة خطر انخفاض حرارة الجسم.
تشير الإحصاءات إلى أنه في روسيا، من بين جميع حالات الإعاقة المؤقتة، فإن أكثر من 40٪ ناتجة عن نزلات البرد، مما يعطي الشخص العادي سببًا لاعتبار نظام التنظيم الحراري غير كامل. إلا أن هناك العديد من الحقائق التي تشير إلى ارتفاع مقاومة الإنسان الطبيعية لدرجات الحرارة المنخفضة. وهكذا، يتنافس اليوغيون في درجات حرارة أقل من -20 درجة مئوية في سرعة تجفيف الملاءات المبللة مع حرارة أجسادهم، وهم يجلسون عراة على جليد بحيرة متجمدة. لقد أصبح من التقليدي للسباحين المدربين تدريباً خاصاً السباحة عبر مضيق بيرينغ من ألاسكا إلى تشوكوتكا (أكثر من 40 كم) عند درجة حرارة الماء +4 درجة مئوية - +6 درجة مئوية. يفرك الياكوت الأطفال حديثي الولادة بالثلج، ويغمرهم الأوستياك والتونجوس في الثلج، ويسكبون عليهم الماء البارد ثم يلفونهم بجلود الرنة... في هذه الحالة، على ما يبدو، من الأفضل أن نتحدث عن انحراف الآليات المثالية للولادة. التنظيم الحراري البشري من خلال ظروف بعيدة كل البعد عن الظروف التي شكلتها في تطور حياة الإنسان الحديث أكثر من كونها تتعلق بنقص الآليات نفسها.
في حين أن معظم الوظائف الحيوية - الدورة الدموية، والتنفس، وما إلى ذلك - لديها بعض الأجهزة الهيكلية والوظيفية المحددة، فإن التنظيم الحراري لا يحتوي على مثل هذا العضو وهو وظيفة للكائن الحي بأكمله ككل.
وفقًا للمخطط الذي اقترحه آي بي بافلوف، يمكن تمثيل الكائن ذو الدم الدافئ على أنه "جوهر" و"قشرة" قابلة للحرارة نسبيًا مع نطاق درجة حرارة واسع. يشمل القلب، الذي تتراوح درجة حرارته بين 36.8-37.5 درجة مئوية، الأعضاء الداخلية الحيوية بشكل أساسي: القلب والكبد والمعدة والأمعاء، وما إلى ذلك. وتجدر الإشارة بشكل خاص إلى دور الكبد، الذي يتمتع بدرجة حرارة عالية نسبيًا - أعلى من 37.5 درجة مئوية. C، والأمعاء الغليظة، والميكروبات التي تنتج الكثير من الحرارة أثناء نشاطها الحيوي، مما يضمن الحفاظ على درجة حرارة الأنسجة المجاورة. تتكون القشرة الحرارية من أطراف وجلد وأنسجة تحت الجلد وعضلات وما إلى ذلك. وتختلف درجة حرارة الأجزاء المختلفة من القشرة بشكل كبير. وبالتالي، فإن درجة حرارة أصابع القدم حوالي 24 درجة مئوية، ومفصل الكاحل 30-31 درجة مئوية، وأرنب الأنف 25 درجة مئوية، والإبط والمستقيم 36.5-36.9 درجة مئوية، وما إلى ذلك. القشرة متحركة للغاية، والتي تحددها الظروف المعيشية وحالة الجسم، لذلك يمكن أن يتغير سمكها من رقيق جدًا في الحرارة إلى قوي جدًا، مما يضغط على القلب في البرد. ترجع هذه العلاقة بين اللب والقشرة إلى أن الأول ينتج الحرارة في المقام الأول (في حالة الراحة)، ويجب أن يضمن الثاني الحفاظ على هذه الحرارة. وهذا ما يفسر حقيقة أنه في الأشخاص المتصلبين، تغلف القشرة القلب بسرعة وبشكل موثوق في البرد، مما يحافظ على الظروف المثلى للحفاظ على نشاط الأعضاء والأنظمة الحيوية، بينما تظل القشرة رقيقة في الأشخاص غير المتصلبين حتى في ظل هذه الظروف، مما يخلق تهديدًا انخفاض حرارة الجسم (على سبيل المثال، عندما يشكل انخفاض درجة حرارة الرئة بمقدار 0.5 درجة مئوية فقط خطر الإصابة بالالتهاب الرئوي).
يتم ضمان الاستقرار الحراري للجسم بشكل أساسي من خلال آليتين تنظيميتين متكاملتين - الفيزيائية والكيميائية. التنظيم الحراري الجسدييتم تنشيطه بشكل أساسي عندما يكون هناك خطر ارتفاع درجة الحرارة وينطوي على إطلاق الحرارة في البيئة. في هذه الحالة، يتم تضمين جميع آليات نقل الحرارة الممكنة: الإشعاع الحراري، والتبادل الحراري، والحمل الحراري، والتبخر. يتم إجراء الإشعاع الحراري بسبب الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الجلد ذي درجة الحرارة المرتفعة. يتم تحقيق التوصيل الحراري بسبب اختلاف درجة الحرارة بين الجلد والهواء المحيط. ويزداد هذا الاختلاف بسبب احتقان الدم - تمدد الأوعية الجلدية وتدفق المزيد من الدم الدافئ من الأعضاء الداخلية، ولهذا السبب يصبح لون الجلد ورديًا في الحرارة. في هذه الحالة، يتم تحديد كفاءة نقل الحرارة من خلال التوصيل الحراري والقدرة الحرارية للبيئة الخارجية: وبالتالي، فإن هذه المؤشرات عند درجات الحرارة المقابلة للمياه أعلى بنسبة 20-27 مرة من الهواء. وهذا يوضح سبب كون درجة حرارة الهواء المريحة حراريًا للإنسان حوالي 18 درجة مئوية، ودرجة حرارة الماء 34 درجة مئوية. يعد نقل الحرارة عن طريق تبخر العرق فعالاً للغاية، لأنه عندما يتبخر 1 مل من العرق من سطح الجسم، يفقد الجسم 0.56 سعرة حرارية من الحرارة. وإذا أخذنا في الاعتبار أن الشخص البالغ ينتج حوالي 800 مل من العرق حتى في ظروف انخفاض النشاط البدني، تصبح فعالية هذه الطريقة واضحة.
في ظل ظروف معيشية مختلفة، تتغير نسبة فقدان الحرارة بشكل ملحوظ. وهكذا، في حالة الراحة وفي درجة حرارة الهواء المثالية، يفقد الجسم 31% من الحرارة المتولدة عن طريق التوصيل، و44% عن طريق الإشعاع، و22% عن طريق التبخر (بما في ذلك الرطوبة من الجهاز التنفسي) و3% عن طريق الحمل الحراري. مع الرياح القوية، يزداد دور الحمل الحراري، مع زيادة رطوبة الهواء - التوصيل، ومع العمل المكثف - التبخر (على سبيل المثال، مع النشاط البدني المكثف، يصل تبخر العرق في بعض الأحيان إلى 3-4 لتر في الساعة!).
كفاءة نقل الحرارة في الجسم عالية بشكل استثنائي. تظهر الحسابات الفيزيائية الحيوية أن تعطيل هذه الآليات، حتى في الشخص أثناء الراحة، سيؤدي إلى زيادة في درجة حرارة جسمه خلال ساعة إلى 37.5 درجة مئوية، وبعد 6 ساعات - إلى 46-48 درجة مئوية، عندما يتم تدمير البروتين بشكل لا رجعة فيه تبدأ الهياكل.
التنظيم الحراري الكيميائييصبح مهمًا بشكل خاص عندما يكون هناك خطر انخفاض حرارة الجسم. إن فقدان الإنسان للفراء مقارنة بالحيوانات جعله حساسًا بشكل خاص لتأثيرات درجات الحرارة المنخفضة، كما يتضح من حقيقة أن البشر لديهم مستقبلات للبرودة أكثر بحوالي 30 مرة من مستقبلات الحرارة. في الوقت نفسه، أدى تحسين آليات التكيف مع البرد إلى حقيقة أن الشخص يتحمل انخفاض درجة حرارة الجسم بسهولة أكبر بكثير من الزيادة. وبالتالي، يمكن للرضع بسهولة تحمل انخفاض درجة حرارة الجسم بمقدار 3-5 درجات مئوية، ولكنهم يواجهون صعوبة في زيادة درجة حرارة الجسم بمقدار 1-2 درجة مئوية. يتحمل الشخص البالغ انخفاض حرارة الجسم حتى 33-34 درجة مئوية دون أي عواقب، لكنه يفقد وعيه عند ارتفاع درجة حرارته من مصادر خارجية إلى 38.6 درجة مئوية، على الرغم من أنه مع الحمى الناجمة عن العدوى يمكنه الاحتفاظ بالوعي حتى عند 42 درجة مئوية. وفي الوقت نفسه، كانت هناك حالات انتعاش لأشخاص متجمدين انخفضت درجة حرارة بشرتهم إلى ما دون درجة التجمد.
يتمثل جوهر التنظيم الحراري الكيميائي في تغيير نشاط عمليات التمثيل الغذائي في الجسم: عند درجات الحرارة الخارجية المرتفعة ينخفض، وفي درجات الحرارة المنخفضة يزداد. تشير الدراسات إلى أنه عندما تنخفض درجة الحرارة المحيطة بمقدار درجة واحدة مئوية، يزداد النشاط الأيضي لدى الشخص العاري أثناء الراحة بنسبة 10%. (ومع ذلك، فإن إيقاف الآليات التنظيمية العليا للاستقرار الحراري في الحيوانات ذوات الدم الحار عن طريق التخدير وما يسمى بمضادات الذهان يجعلها تعتمد على درجة الحرارة المحيطة، وعندما يتم تبريد درجة حرارة أجسامها إلى 32 درجة مئوية، ينخفض استهلاكها للأكسجين إلى 50%، عند 20 درجة مئوية - إلى 20%، وعندما +1 درجة مئوية - حتى 1% من المستوى الأولي.)
من الأمور ذات الأهمية الخاصة للحفاظ على درجة حرارة الجسم نغمة العضلات الهيكلية، والتي تزداد مع انخفاض درجة الحرارة المحيطة وتنخفض مع ارتفاع درجة الحرارة. ومن المهم أن تستمر هذه العمليات بشكل أكثر نشاطًا، وكلما كان الانتهاك الوشيك للاستقرار الحراري أكثر خطورة. وهكذا، عند درجة حرارة الهواء 25-28 درجة مئوية (وخاصة مع الرطوبة العالية)، تسترخي العضلات إلى حد كبير، وتكون الطاقة الحرارية التي تنتجها ضئيلة. على العكس من ذلك، عندما يكون هناك خطر انخفاض حرارة الجسم، يرتجف - تقلصات غير منسقة للألياف العضلية، عندما يكون العمل الميكانيكي الخارجي غائبًا تمامًا تقريبًا، ويتم تحويل كل طاقة الألياف المتقلصة تقريبًا إلى طاقة حرارية (تسمى هذه الظاهرة غير قابلة للتقلص التوليد الحراري) يصبح ذا أهمية متزايدة. لذلك ليس من المستغرب أنه أثناء الارتعاش، يمكن أن يزيد إنتاج الجسم للحرارة أكثر من ثلاث مرات، وأثناء العمل البدني الشاق - 10 مرات أو أكثر.
تلعب الرئتان أيضًا دورًا لا شك فيه في التنظيم الحراري الكيميائي، والذي، بسبب التغيرات في النشاط الأيضي للدهون ذات السعرات الحرارية العالية المدرجة في بنيتها، يحافظ على درجة حرارة ثابتة نسبيًا - ولهذا السبب يتدفق الدم من الرئتين في درجات الحرارة الخارجية المرتفعة. فهو أكثر برودة، وفي درجات الحرارة المنخفضة يكون أكثر دفئاً من الهواء المستنشق.
تعمل الآليات الفيزيائية والكيميائية للتنظيم الحراري بدرجة عالية من التنسيق بسبب وجود مركز مماثل في الدماغ البيني (ما تحت المهاد) في الجهاز العصبي المركزي. ولهذا السبب، في درجات الحرارة المحيطة المرتفعة، من ناحية، يزداد نقل الحرارة (بسبب زيادة درجة حرارة الجلد، وزيادة التنفس، وزيادة عمليات تبخر العرق، وما إلى ذلك)، ومن ناحية أخرى، ينخفض إنتاج الحرارة (بسبب انخفاض العضلات). النغمة والانتقال إلى امتصاص الجسم للأطعمة التي تحتوي على طاقة أقل) ؛ أما عند درجات الحرارة المنخفضة فإن العكس هو الصحيح: يزداد إنتاج الحرارة ويقل انتقال الحرارة.
وبالتالي، فإن الآليات المثالية للتنظيم الحراري البشري تجعل من الممكن الحفاظ على الحيوية المثلى في نطاق واسع من درجات الحرارة الخارجية.
يتم الحفاظ على درجة حرارة جسم الإنسان والحيوانات العليا عند مستوى ثابت نسبيًا، على الرغم من التقلبات في درجة الحرارة المحيطة. ويسمى هذا الثبات في درجة حرارة الجسم متساوي الحرارة.
إن تساوي الحرارة هو سمة مميزة فقط لما يسمى بالحيوانات ذات الدم الحار أو الحيوانات ذات الدم الحار. الأيسوثرم غير موجود في الحيوانات ذوات الدم البارد، التي تكون درجة حرارة جسمها متغيرة وتختلف قليلاً عن درجة الحرارة المحيطة.
يتطور متساوي الحرارة تدريجيا أثناء نمو الكائن الحي. تكون قدرة الطفل حديث الولادة على الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم ضعيفة. ونتيجة لذلك، قد يحدث تبريد (انخفاض حرارة الجسم) أو ارتفاع درجة حرارة الجسم (ارتفاع حرارة الجسم) في درجات الحرارة المحيطة التي لا تؤثر على الشخص البالغ. بالإضافة إلى ذلك، حتى الأعمال العضلية البسيطة، مثل تلك المرتبطة ببكاء الطفل لفترة طويلة، يمكن أن تزيد من درجة حرارة الجسم.
تعتبر درجة الحرارة من أهم العوامل التي تحدد سرعة واتجاه التفاعلات الكيميائية. جوهر عملية التمثيل الغذائي، والسمة الرئيسية والمتكاملة للحياة، هو التفاعلات الأنزيمية الكيميائية. لذلك، تعتبر درجة الحرارة واحدة من أهم ثوابت الجسم، والتي يتم الحفاظ عليها عند مستوى ثابت تمامًا. تعتمد درجة حرارة الأعضاء والأنسجة، وكذلك الكائن الحي ككل، على شدة إنتاج الحرارة وعلى كمية نقل الحرارة.
يحدث إنتاج الحرارة بسبب التفاعلات الطاردة للحرارة التي تحدث بشكل مستمر. تحدث هذه التفاعلات في جميع الأعضاء والأنسجة بدرجات متفاوتة من الشدة. في الأنسجة والأعضاء التي تؤدي عملاً نشطًا - الأنسجة العضلية والكبد والكلى - يتم إطلاق كمية أكبر من الحرارة مقارنة بالأنسجة الأقل نشاطًا - الأنسجة الضامة والعظام والغضاريف.
نقل الحرارة هو نقل الحرارة إلى البيئة ويحدث بشكل مستمر ومتزامن مع عملية إنتاج الحرارة.
يحدث فقدان الحرارة بعدة طرق. مثل أي جسم ساخن، يطلق الجسم الحرارة عن طريق الإشعاع. في الظروف التي تكون فيها درجة الحرارة المحيطة أقل من درجة حرارة الجسم، يتم نقل الحرارة عن طريق الحمل الحراري - تسخين الهواء أو الأشياء التي يتلامس معها الجسم. وأخيرا، يحدث انتقال الحرارة من خلال تبخر الماء - العرق من سطح الجسم. يتم فقدان بعض الحرارة من خلال هواء الزفير والبول والبراز.
تختلف درجة حرارة الأعضاء المختلفة. وهكذا فإن الكبد، الموجود في أعماق الجسم وينتج كمية أكبر من الحرارة، له درجة حرارة أعلى وثابتة عند الإنسان (37.8-38 درجة مئوية) مقارنة بالجلد الذي تكون درجة حرارته أقل بكثير (في المناطق المغطاة بالملابس 29.5). -33 درجة مئوية) ويعتمد إلى حد كبير على البيئة. في هذه الحالة، مناطق مختلفة من سطح الجلد لها درجات حرارة مختلفة. عادة تكون درجة حرارة جلد الجذع والرأس (33-34 درجة مئوية) أعلى من درجة حرارة الأطراف. ويترتب على ما سبق أن مفهوم "ثبات درجة حرارة الجسم" مشروط. من الأفضل وصف متوسط \u200b\u200bدرجة حرارة الجسم ككل من خلال درجة حرارة الدم في أكبر الأوعية الدموية، حيث يتم تسخين الدم المنتشر فيها في الأنسجة النشطة (وبالتالي تبريدها) وتبريده في الجلد (في نفس الوقت يسخن هو - هي).
عادة ما يتم الحكم على درجة حرارة جسم الشخص على أساس قياسها في الإبط. هنا درجة حرارة الشخص السليم هي 36.5-36.9 درجة مئوية. في العيادة، يقومون في كثير من الأحيان (خاصة عند الرضع) بقياس درجة الحرارة في المستقيم، حيث تكون أعلى منها في الإبط، وتساوي درجة حرارة الشخص السليم، في المتوسط 37.2-37.5 درجة مئوية.
لا تبقى درجة حرارة الجسم ثابتة، بل تتقلب خلال النهار في حدود 0.5-0.7 درجة مئوية. الراحة والنوم يخفضان درجة الحرارة، ويزيد نشاط العضلات منها. يتم ملاحظة الحد الأقصى لدرجة حرارة الجسم عند الساعة 4-6 مساءً، والحد الأدنى - عند الساعة 3-4 صباحًا.
يمكن الحفاظ على ثبات درجة حرارة جسم الشخص بشرط أن يكون إنتاج الحرارة ونقل الحرارة للكائن الحي بأكمله متساويًا. ويتحقق ذلك من خلال الآليات الفسيولوجية للتنظيم الحراري. يتجلى التنظيم الحراري في شكل مجموعة من عمليات إنتاج الحرارة ونقل الحرارة، التي ينظمها مسار الغدد الصم العصبية. ينقسم التنظيم الحراري عادة إلى كيميائي وفيزيائي.
يتم التنظيم الحراري الكيميائي عن طريق تغيير مستوى توليد الحرارة، أي. تقوية أو إضعاف شدة التمثيل الغذائي في خلايا الجسم. يتم التنظيم الحراري المادي عن طريق تغيير شدة نقل الحرارة.
تحدث زيادة في إنتاج الحرارة أثناء التوليد الحراري الانقباضي بسبب زيادة نشاط الأنسجة العضلية. عندما تنقبض العضلات الإرادية الهيكلية، يزداد إنتاج الحرارة. هناك نوع خاص من تقلصات العضلات - ارتعاشات العضلات، حيث لا تقوم العضلات بعمل مفيد ويهدف تقلصها فقط إلى توليد الحرارة.
مع التوليد الحراري غير القابل للتقلص، يتغير مسار التفاعلات الكيميائية. ليست كل الطاقة المنطلقة في عمليات التماثل موجودة في جزيئات ATP. يتناقص عدد جزيئات ATP المصنعة، وذلك بسبب يتحول جزء من الطاقة على الفور إلى حرارة. يسخن الجسم، لكن قدراته على العمل تنخفض. يعد التنظيم الحراري الكيميائي، المعتمد على التغيرات في عملية التمثيل الغذائي، مكلفًا للغاية بحيث لا يمكنه الحفاظ على درجة حرارة الجسم عند مستوى ثابت.
التنظيم الحراري الكيميائي مهم للحفاظ على درجة حرارة الجسم ثابتة، سواء في الظروف العادية أو عندما تتغير درجة الحرارة المحيطة. يتم تنشيط آليات التنظيم الحراري الكيميائي عندما تتعرض الأعضاء لتبريد طويل وشديد.
يعاني الشخص من زيادة في إنتاج الحرارة بسبب زيادة معدل الأيض إذا أصبحت درجة الحرارة المحيطة أقل من درجة الحرارة المثالية أو منطقة الراحة. مع الملابس الخفيفة العادية، تكون هذه المنطقة ضمن 18-20 درجة مئوية، وللشخص العاري - 28 درجة مئوية.
يحدث إنتاج الحرارة الأكثر كثافة في الجسم في العضلات. حتى لو كان الشخص يرقد بلا حراك، ولكن مع توتر العضلات، فإن عمليات الأكسدة، وفي الوقت نفسه، يزيد إنتاج الحرارة بنسبة 10٪. يؤدي النشاط البدني الخفيف إلى زيادة توليد الحرارة بنسبة 50-80%، والعمل العضلي الثقيل بنسبة 400-500%.
وفي الظروف الباردة يزداد توليد الحرارة في العضلات، حتى لو كان الشخص ساكناً. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن تبريد سطح الجسم، الذي يعمل على المستقبلات التي تستقبل التحفيز البارد، يسبب بشكل انعكاسي تقلصات عضلية عشوائية لا إرادية، تتجلى في شكل ارتعاش (قشعريرة). في الوقت نفسه، يتم تعزيز عمليات التمثيل الغذائي في الجسم بشكل كبير، ويزيد استهلاك الأنسجة العضلية للأكسجين والكربوهيدرات، مما يستلزم زيادة في إنتاج الحرارة.
بالإضافة إلى العضلات، يلعب الكبد والكلى دورًا مهمًا في التنظيم الحراري الكيميائي.
يحدث إطلاق الطاقة في الجسم بسبب التحلل التأكسدي للبروتينات والدهون والكربوهيدرات. لذلك، فإن جميع الآليات التي تنظم عمليات الأكسدة تنظم أيضًا إنتاج الحرارة.
ظهر التنظيم الحراري الجسدي في مراحل لاحقة من التطور. آلياتها لا تؤثر على عمليات التمثيل الغذائي الخلوي. يتم تنشيط آليات التنظيم الحراري الفيزيائي بشكل انعكاسي، ومثل أي آلية انعكاسية، لها ثلاثة مكونات رئيسية. أولا، هذه هي المستقبلات التي تدرك التغيرات في درجة الحرارة داخل الجسم أو البيئة. الرابط الثاني هو مركز التنظيم الحراري. الرابط الثالث هو المؤثرات التي تغير عمليات نقل الحرارة، وتحافظ على درجة حرارة الجسم عند مستوى ثابت. الجسم، باستثناء الغدة العرقية، ليس لديه مؤثرات خاصة به لآلية الانعكاس للتنظيم الحراري الجسدي.
التنظيم الحراري المادي هو تنظيم نقل الحرارة. تضمن آلياتها الحفاظ على درجة حرارة الجسم عند مستوى ثابت سواء في الظروف التي يكون فيها الجسم معرضًا لخطر ارتفاع درجة الحرارة أو عند التبريد.
يتم التنظيم الحراري المادي عن طريق التغيرات في نقل الحرارة من قبل الجسم. يصبح مهمًا بشكل خاص في الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم أثناء وجود الجسم في ظروف ارتفاع درجة الحرارة المحيطة.
يتم نقل الحرارة عن طريق الإشعاع الحراري (نقل الحرارة بالإشعاع)، والحمل الحراري، أي حركة واختلاط الهواء الذي يسخنه الجسم، والتوصيل الحراري، أي. انتقال الحرارة من مادة ملامسة لسطح الجسم. تتغير طبيعة انتقال الحرارة من الجسم حسب شدة عملية التمثيل الغذائي.
يتم منع فقدان الحرارة عن طريق طبقة الهواء الساكن الموجودة بين الملابس والجلد، لأن الهواء موصل رديء للحرارة. طبقة الأنسجة الدهنية تحت الجلد تمنع إلى حد كبير نقل الحرارة بسبب الموصلية الحرارية المنخفضة للدهون.
يمكن أن تتغير درجة حرارة الجلد، وبالتالي شدة الإشعاع الحراري والتوصيل الحراري، في الظروف البيئية الباردة أو الحارة نتيجة لإعادة توزيع الدم في الأوعية وعندما يتغير حجم الدم المنتشر.
في البرد، تضيق الأوعية الدموية في الجلد، وخاصة الشرايين؛ تدخل كمية أكبر من الدم إلى أوعية تجويف البطن وبالتالي تحد من انتقال الحرارة. الطبقات السطحية من الجلد، التي تتلقى كمية أقل من الدم الدافئ، تنبعث منها حرارة أقل، وبالتالي يقل نقل الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، عندما يتم تبريد الجلد بقوة، تنفتح المفاغرة الشريانية الوريدية، مما يقلل من كمية الدم التي تدخل الشعيرات الدموية وبالتالي يمنع انتقال الحرارة.
إن إعادة توزيع الدم الذي يحدث في البرد - انخفاض كمية الدم المتدفق عبر الأوعية السطحية وزيادة كمية الدم المارة عبر أوعية الأعضاء الداخلية - يساعد على الحفاظ على الحرارة في الأعضاء الداخلية، ودرجة الحرارة والتي يتم الحفاظ عليها عند مستوى ثابت.
مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة، تتوسع الأوعية الدموية في الجلد، وتزداد كمية الدم المنتشرة فيها. ويزداد أيضًا حجم الدم المنتشر في جميع أنحاء الجسم بسبب نقل الماء من الأنسجة إلى الأوعية، وأيضًا لأن الطحال ومستودعات الدم الأخرى تطلق كميات إضافية من الدم في مجرى الدم العام. زيادة كمية الدم المتداولة عبر أوعية سطح الجسم تعزز نقل الحرارة من خلال الإشعاع والحمل الحراري. للحفاظ على درجة حرارة الجسم ثابتة عند درجات الحرارة المحيطة المرتفعة، فإن التعرق، الذي يحدث بسبب نقل الحرارة أثناء تبخر الماء، مهم أيضًا.
التفاعلات التنظيمية التي تضمن الحفاظ على درجة حرارة الجسم الثابتة هي أفعال منعكسة معقدة تحدث استجابة لتحفيز درجة حرارة المستقبلات.
تنقسم المستقبلات التي يتم من خلالها تفعيل الآليات الانعكاسية للتنظيم الحراري الكيميائي والفيزيائي إلى مستقبلات تستجيب للحرارة والبرودة، أو مستقبلات حرارية للحرارة والبرودة. وهي تقع على السطح وداخل الجسم. من بين المستقبلات السطحية، تعتبر المستقبلات الحرارية للجلد ذات أهمية خاصة، والمستقبلات الحرارية الداخلية في منطقة ما تحت المهاد.
تتكون الآلية المركزية لنظام التنظيم الحراري من عدد من أقسام الجهاز العصبي المركزي، بدءًا من الحبل الشوكي وحتى القشرة الدماغية. يقع قسمها الرئيسي في منطقة ما تحت المهاد وينقسم إلى مركز إنتاج الحرارة ومركز نقل الحرارة. تدخل النبضات من منطقة ما تحت المهاد عبر مسارات هابطة إلى مراكز الجهاز العصبي اللاإرادي الموجود في النخاع المستطيل والحبل الشوكي، أو إلى الخلايا العصبية التي تعصب العضلات المخططة. ثم، من خلال الأعصاب اللاإرادية والجسدية، تذهب المعلومات إلى مؤثرات التنظيم الحراري: العضلات، والغدد العرقية، ومراكز الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية، وتغيير وظائفها لصالح الحفاظ على الجسم أو إعادته. بفضل الروابط بين هياكل منطقة ما تحت المهاد والغدة النخامية، يمكن للهياكل المركزية للتنظيم الحراري من خلال الغدد الصماء عبر المسار العصبي الهرموني أن تؤثر على معدل التمثيل الغذائي في الخلايا، مما يزيد من إنتاج الحرارة. هذه بالطبع آليات منعكسة لتنظيم درجة حرارة الجسم. توفر الروابط الوثيقة بين مراكز ما تحت المهاد والقشرة الدماغية تنظيمًا منعكسًا مشروطًا لعمليات التنظيم الحراري، وتغيرات تكيفية دقيقة في نشاط جميع الأعضاء المشاركة في التنظيم الحراري استجابةً للتغيرات المختلفة في البيئة الخارجية.
المؤثر الجوهري الوحيد - الذي يقوم بالتنظيم الحراري الجسدي - هو الغدة العرقية. التعرق هو أقوى آلية فسيولوجية لنقل الحرارة، أي. تبريد. يفقد الشخص في حالة الهدوء حوالي 20٪ من الحرارة عن طريق تبخر الرطوبة المنبعثة أثناء التعرق، وما يصل إلى 80٪ أثناء العمل العضلي. تعتمد شدة عملية التبخر على عدة عوامل: حالة الجسم ودرجة الحرارة المحيطة وحركة الهواء والرطوبة. يعد تبخر الماء عاملاً مهمًا في التنظيم الحراري الجسدي. بالإضافة إلى المستجيب الخاص بالغدة العرقية، يتم ذلك أيضًا عن طريق إطلاق الماء أثناء التنفس وتبخره من سطح الجهاز التنفسي. وبالتالي، يعد الجهاز التنفسي أحد أهم مؤثرات التنظيم الحراري الجسدي. تعد التغيرات في تواتر وعمق حركات الجهاز التنفسي - ضيق التنفس الحراري الذي يحدث عندما يتعرض الجسم لدرجة حرارة عالية - آلية مهمة للتنظيم الحراري لدى الإنسان. أحد أهم مؤثرات التنظيم الحراري الجسدي هو نظام القلب والأوعية الدموية، الذي يحل مشاكل نقل الحرارة والحفاظ عليها، وبالتالي يشارك في عمليات التنظيم الحراري حتى في الظروف التي تهدد الجسم بالسخونة الزائدة والتبريد. تنتقل الحرارة إلى البيئة من سطح الجسم - الجلد والدهون تحت الجلد والعضلات المجاورة جزئيًا. يؤدي التغيير في قطر أوعية هذه الأعضاء إلى إعادة توزيع كمية الدم "الساخن" في الدورة الدموية. في الظروف التي يلزم فيها تقليل نقل الحرارة، يحدث تضيق الأوعية، وتقل كمية الدم المتدفقة إلى سطح الجسم، ويتدفق الدم الساخن، الذي يمر عبر المفاغرة الشريانية الوريدية، إلى أوعية الأعضاء الداخلية. تنخفض درجة حرارة سطح الجسم، ويقل انتقال الحرارة عن طريق الإشعاع الحراري والحمل الحراري. في ظل الظروف التي تتطلب زيادة نقل الحرارة، يؤدي توسع الأوعية إلى زيادة تدفق الدم "الساخن" إلى سطح الجسم، ويزداد نقل الحرارة. وفي الوقت نفسه، في ظل هذه الظروف، يزداد التعرق أيضًا.
