ثالثا. آليات تنظيم عدد الإنزيمات: الحث، القمع، إزالة الكبت.

سادسا. العوامل المشاركة في الآليات المرتبطة بالتنشيط التكميلي.

يتضمن الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للبيئة الداخلية للجسم تنسيق عمليات تكوين الحرارة وإطلاقها. يتم تنفيذ هذه العمليات باستخدام آليتين لإنتاج الحرارة (التنظيم الحراري الكيميائي) ونقل الحرارة (التنظيم الحراري الفيزيائي).

التنظيم الحراري الكيميائيفي جميع الأعضاء، نتيجة لعمليات التمثيل الغذائي، يحدث إنتاج الحرارة، والآليات الرئيسية لتغييرها هي نشاط التمثيل الغذائي وعمل العضلات. لذلك، فإن الدم المتدفق من الأعضاء الداخلية والعضلات العاملة، كقاعدة عامة، لديه درجة حرارة أعلى من الدم المتدفق. من بين حركات العضلات المختلفة (الحركة)، ينبغي تسليط الضوء على شكل خاص منها - يرتجف. يهدف الارتعاش بالكامل إلى زيادة توليد الحرارة، بينما أثناء الحركة العادية، يتم إنفاق جزء من الطاقة على تحريك الطرف المقابل وجزء فقط على التوليد الحراري.

التنظيم الحراري الجسدييحدث انتقال الحرارة بعدة طرق.

1. التوصيل الحرارييحدث عندما يتلامس الجسم بشكل مباشر مع ركيزة كثيفة، ونتيجة لذلك، يتم نقل جزء من الحرارة إلى جسم أقل تسخينًا، ويتم تحديد كمية التوصيل الحراري من خلال التدرج في درجة الحرارة والتوصيل الحراري.

مماثلة لإجراء هو الحمل الحراريطريق. يسخن الهواء الملامس لسطح الجسم في ظل وجود تدرج في درجة الحرارة. يصبح الهواء الساخن أخف وزنًا، ويرتفع من الجسم، مما يفسح المجال لأجزاء جديدة من الهواء، وبالتالي يزيل بعض الحرارة. يمكن زيادة شدة الحمل الحراري الطبيعي عن طريق حركة الهواء الإضافية، مما يقلل من عائق وصوله إلى الجسم بالملابس المناسبة.

2. الإشعاع الحرارييمكن أيضًا إزالة الحرارة من الجسم باستخدام الأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة. وهذا يتطلب أيضًا تدرجًا في درجة الحرارة: على سبيل المثال، بين الجلد الدافئ والجدران الباردة.

3. تبخريتم تسهيل تبريد الجلد من خلال استهلاك 0.58 سعرة حرارية لتبخر 1 مل من العرق.

في درجة حرارة الغرفة، يتم إطلاق حوالي 60٪ من الحرارة من قبل شخص عارٍ بسبب الإشعاع الحراري، وحوالي 12-15٪ - الحمل الحراري للهواء و2-5٪ التوصيل الحراري، وحوالي 20٪ - التبخر.

نظام التنظيم الحراري

يتم تنفيذ الآليات الفيزيائية والكيميائية للتنظيم الحراري في الجسم من خلال العمليات البيولوجية. وبالتالي، يتم ضمان التغيير في إنتاج الحرارة من خلال تنظيم عملية التمثيل الغذائي عن طريق الجهاز العصبي والغدد الصماء في الجسم، والإشعاع الحراري والتوصيل الحراري - عن طريق توسيع أو تقلص الأوعية المحيطية، والتبخر - عن طريق زيادة أو نقصان التعرق.

تعمل الأعصاب الودية على تسريع عمليات التمثيل الغذائي. يتم تنفيذ وظيفة مماثلة عن طريق الكاتيكولامينات الكظرية وهرمونات الغدة الدرقية. جوهر الانقباضات اللاإرادية المرتعشة هو زيادة حادة في عملية توليد الحرارة، لأنه في هذه الحالة لا تتحول كل طاقة تقلص العضلات إلى حركة ميكانيكية، بل إلى حرارة.

يتم لعب الدور الرائد في تغيير عمليات نقل الحرارة من خلال إعادة توزيع تدفق الدم. يساهم انقباض الأوعية الدموية في الجلد والأنسجة تحت الجلد وإغلاق المفاغرة الشريانية الوريدية في تقليل تدفق الحرارة واحتباسها في الجسم. في المقابل، عندما تتوسع الأوعية الدموية، تزداد احتمالات ظهور طرق فيزيائية لنقل الحرارة بشكل أكثر فعالية. مع توسع الأوعية، يمكن أن تزيد درجة حرارة الجلد بمقدار 7-8 درجة مئوية. يتم التحكم في نغمة الأوعية الدموية عن طريق الهرمونات والأعصاب اللاإرادية. تنظم الأعصاب الودية أيضًا عملية التعرق.

يتم التحكم في درجة حرارة الجسم المستقبلات الحراريةالطرفية والمركزية. تحتوي المستقبلات المحيطية الموجودة في الجلد على نوعين من المستقبلات - الحرارة والبرودة. تقع المستقبلات المركزية في منطقة ما تحت المهاد بشكل رئيسي في المنطقة أمام البصرية الأمامية. تلعب هذه المستقبلات دورًا مهيمنًا في تنظيم التبادل الحراري، حيث إنها تتحكم في درجة الحرارة الأساسية.

عند درجة حرارة الجلد في حدود 34-38 درجة مئوية، تكون النبضات في كلا النوعين من المستقبلات ضئيلة. وهذا يخلق شعوراً بالراحة الحرارية. تعمل المستقبلات الحرارية المركزية بنفس الطريقة تقريبًا. لكن "نافذة درجة الحرارة" بالنسبة لهم أضيق، فهي تتراوح بين 37-37.5 درجة مئوية.

تقع الخلايا العصبية في الأجزاء الأمامية من منطقة ما تحت المهاد مركز التنظيم الحراري، والتي من خلالها يتم تنظيم عملية انتقال الحرارة. المركز الرئيسي المرتبط بالمؤثرات هو منطقة ما تحت المهاد الخلفي. تؤثر هذه الخلايا العصبية، من خلال الأعصاب الودية، على الأوعية الدموية والغدد العرقية والتمثيل الغذائي.

حمى (حمى ) هي عملية مرضية نموذجية مميزة للإنسان والحيوانات ذات الحرارة العالية، ويتم التعبير عنها في زيادة نشطة في درجة حرارة الجسم نتيجة لإعادة هيكلة مراكز التنظيم الحراري تحت تأثير المواد البيروجينية. تنجم الحمى عن تحول في نقطة ضبط درجة الحرارة الثابتة إلى مستوى أعلى مع الحفاظ على آليات التنظيم الحراري.

يجب التأكيد على أن درجة حرارة الجسم الثابتة في جميع الحيوانات ذوات الدم الحار يتم الحفاظ عليها فقط داخل الجسم (في "قلب الجسم"). يمكن أن تتقلب درجة حرارة "قشرة الجسم" - الجلد والعضلات - ضمن حدود واسعة اعتمادًا على درجة حرارة البيئة. ولذلك، فإن المؤشر الموضوعي لزيادة درجة حرارة الجسم هو ارتفاع درجة حرارة الجسم الأساسية.

بواسطة المسببات هناك مجموعتان رئيسيتان من الحمى:

1. المعدية.

البيروجينات الخارجية. عندما تدخل جسم الحيوانات والبشر الذين يعانون من الحرارة الداخلية، فإنها تحفز التكوين البيروجينات الذاتية، مما يؤدي إلى إثارة الروابط اللاحقة في سلسلة الحمى المسببة للأمراض. تسمى البيروجينات الداخلية أيضًا بالبيروجينات الثانوية، وعلى عكس البيروجينات الخارجية الأولية، فهي عوامل مسببة للحمى. مصادر البيروجينات الداخلية هي الخلايا البلعمية - كريات الدم البيضاء العدلة، وحيدات، البلاعم السنخية والصفاقية، وخلايا RES - بيروجين الكريات البيض. بالإضافة إلى LP، البلاعم قادرة على تصنيع الإنترلوكينات استجابة للتعرض للإكسوبيروجينات. يؤثر IL-1 على مركز التنظيم الحراري مثل LP، مما يسبب الحمى، ويحفز أيضًا الخلايا الليمفاوية التائية. يؤدي هذا التحفيز للخلايا الليمفاوية، من ناحية، إلى تنشيط جهاز المناعة في مكافحة العدوى، ومن ناحية أخرى، يحفز الخلايا الليمفاوية على إطلاق الليمفوكينات التي تنشط عملية تكوين البيروجينات الداخلية بواسطة البلاعم. باستخدام مثال تأثيرات IL-1، يمكن تتبع العلاقة المباشرة بين الحمى وعمليات الدفاع المناعي.

1. غير معدية. (بروتين، ملح)

تحدث الحمى غير المعدية تحت تأثير العديد من العوامل التي تسبب تلف الأنسجة والالتهاب العقيم. تحدث الحمى غير المعدية، على سبيل المثال، مع الحروق، والإصابات الميكانيكية، بعد العمليات، مع النزيف الداخلي، والنوبات القلبية، وردود الفعل التحسسية، وعمليات المناعة الذاتية، وما إلى ذلك. يتم تحديد تطور الحمى في مثل هذه الحالات من خلال هجرة الكريات البيض إلى الموقع الالتهابات وتفعيلها وإطلاق البيروجينات المتكونة فيها. ويترتب على ذلك أنه على الرغم من الاختلاف في المسببات، فإن الآلية المرضية للحمى غير المعدية مماثلة لتلك الخاصة بالحمى ذات المنشأ المعدي، أي أنه في كلتا الحالتين، يؤدي تأثير العوامل المسببة إلى تكوين البيروجينات الداخلية، والتي تحديد جميع العمليات اللاحقة التي تتطور أثناء الحمى.

مقدمة

1. منطقة ما تحت المهاد هي منظم الحرارة لديك

1.1 التوصيل والحمل الحراري

1.2 الإشعاع

1.3 التبخر

2.1 الغدد العرقية

2.2 العضلات الملساء المحيطة بالشرينات

2.3 العضلات الهيكلية

2.4 الغدد الصماء

3. التكيف والتنظيم الحراري

3.1 التكيف مع درجات الحرارة المنخفضة

3.1.1 الاستجابات الفسيولوجية لممارسة الرياضة في درجات الحرارة المحيطة المنخفضة

3.1.2 التفاعلات الأيضية

3.2 التكيف مع درجات الحرارة المرتفعة

3.3 تقييم التهيج الحراري

4. آليات التنظيم الحراري

تشبه الآليات التي تنظم درجة حرارة الجسم منظم الحرارة الذي ينظم درجة حرارة الهواء المحيط، على الرغم من أن وظيفتها أكثر تعقيدًا ودقة أعلى. النهايات العصبية الحساسة - المستقبلات الحرارية - تكتشف التغيرات في درجة حرارة الجسم وتنقل هذه المعلومات إلى منظم حرارة الجسم - منطقة ما تحت المهاد. استجابة للتغيرات في نبضات المستقبلات، يقوم منطقة ما تحت المهاد بتنشيط الآليات التي تنظم ارتفاع درجة حرارة الجسم أو تبريده. مثل منظم الحرارة، فإن منطقة ما تحت المهاد لديها مستوى درجة حرارة أساسي يحاول الحفاظ عليه. هذه هي درجة حرارة الجسم الطبيعية. يؤدي أدنى انحراف عن هذا المستوى إلى إرسال إشارة إلى مركز التنظيم الحراري الموجود في منطقة ما تحت المهاد حول الحاجة إلى التصحيح (الشكل 1).

يتم إدراك التغيرات في درجة حرارة الجسم من خلال نوعين من المستقبلات الحرارية: المركزية والمحيطية. توجد المستقبلات المركزية في منطقة ما تحت المهاد وتتحكم في درجة حرارة الدم المتدفق عبر الدماغ. إنهم حساسون للغاية لأدنى تغيرات في درجة حرارة الدم (من 0.01 درجة مئوية). يؤدي تغيير درجة حرارة الدم الذي يمر عبر منطقة ما تحت المهاد إلى تنشيط ردود الفعل التي، حسب الحاجة، إما تحتفظ بالحرارة أو تطلقها.

تتحكم المستقبلات المحيطية، المترجمة على كامل سطح الجلد، في درجة الحرارة المحيطة. إنهم يرسلون المعلومات إلى منطقة ما تحت المهاد وكذلك القشرة الدماغية، مما يوفر إدراكًا واعيًا لدرجة الحرارة بحيث يمكنك التحكم طواعية فيما إذا كنت في بيئة باردة أو حارة.

لكي يتمكن الجسم من نقل الحرارة إلى البيئة، يجب أن يكون للحرارة التي يولدها "إمكانية الوصول" إلى البيئة الخارجية. يتم نقل الحرارة من أعماق الجسم (القلب) عن طريق الدم إلى الجلد، ومن هناك يمكن نقلها إلى البيئة من خلال إحدى الآليات الأربع التالية: التوصيل، والحمل الحراري، والإشعاع، والتبخر. (الشكل 2)

1.1 التوصيل والحمل الحراري

التوصيل الحراري هو نقل الحرارة من جسم إلى آخر بسبب الاتصال الجزيئي المباشر. على سبيل المثال، يمكن للحرارة المتولدة في أعماق الجسم أن تنتقل عبر الأنسجة المجاورة حتى تصل إلى سطح الجسم. ويمكن بعد ذلك أن ينتقل إلى الملابس أو الهواء المحيط. إذا كانت درجة حرارة الهواء أعلى من درجة حرارة سطح الجلد، تنتقل حرارة الهواء إلى سطح الجلد، مما يزيد من درجة حرارته.

الحمل الحراري هو نقل الحرارة من خلال تيار متحرك من الهواء أو السائل. الهواء من حولنا في حركة مستمرة. يدور الهواء حول جسمنا، ويلامس سطح الجلد، ويحمل الجزيئات التي تلقت الحرارة نتيجة ملامستها للجلد. كلما كانت حركة الهواء أقوى، زادت شدة نقل الحرارة بسبب الحمل الحراري. عند دمجه مع التوصيل، يمكن أن يوفر الحمل الحراري أيضًا زيادة في درجة حرارة الجسم عندما يكون في بيئة ذات درجات حرارة هواء مرتفعة.

1.2 الإشعاع

في حالة الراحة، يعد الإشعاع العملية الرئيسية التي ينقل بها الجسم الحرارة الزائدة. في درجة حرارة الغرفة العادية، ينقل جسم الشخص العاري حوالي 60٪ من الحرارة "الزائدة" من خلال الإشعاع. تنتقل الحرارة على شكل أشعة تحت الحمراء.

1.3 التبخر

التبخر هو عملية تبديد الحرارة الأساسية أثناء التمرين. أثناء النشاط العضلي، يفقد الجسم حوالي 80٪ من الحرارة بسبب التبخر، بينما في الراحة - لا يزيد عن 20٪. يحدث بعض التبخر دون أن نلاحظ ذلك، ولكن مع تبخر السائل، يتم فقدان الحرارة أيضًا. هذه هي ما يسمى فقدان الحرارة غير المحسوس. يشكلون حوالي 10٪. وتجدر الإشارة إلى أن فقدان الحرارة غير المحسوس يكون ثابتًا نسبيًا. مع ارتفاع درجة حرارة الجسم، تتكثف عملية التعرق. عندما يصل العرق إلى سطح الجلد، فإن حرارة الجلد تحوله من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية. وبالتالي، مع ارتفاع درجة حرارة الجسم، يزداد دور التعرق بشكل ملحوظ.

يتم نقل حرارة الجسم إلى ضرر خارجي عن طريق التوصيل والحمل الحراري والإشعاع والتبخر. عند ممارسة النشاط البدني، فإن الآلية الرئيسية لنقل الحرارة هي التبخر، خاصة إذا كانت درجة الحرارة المحيطة تقترب من درجة حرارة الجسم.

2. المؤثرات التي تغير درجة حرارة الجسم

عندما تتقلب درجة حرارة الجسم، تتم استعادة درجة حرارة الجسم الطبيعية عادة من خلال العوامل الأربعة التالية:

1) الغدد العرقية.

2) العضلات الملساء المحيطة بالشرينات.

3) العضلات الهيكلية.

4) عدد من الغدد الصماء.

عندما ترتفع درجة حرارة الجلد أو الدم، يرسل منطقة ما تحت المهاد نبضات إلى الغدد العرقية حول الحاجة إلى إفراز العرق النشط، مما يعمل على ترطيب الجلد. كلما ارتفعت درجة حرارة جسمك، كلما زاد تعرقك. تبخره يزيل الحرارة من سطح الجلد.

عندما ترتفع درجة حرارة الجلد والدم، يرسل منطقة ما تحت المهاد إشارات إلى العضلات الملساء للشرايين التي تزود الجلد بالدم، مما يؤدي إلى تمددها. ونتيجة لذلك، يزداد تدفق الدم إلى الجلد. يحمل الدم الحرارة من أعماق الجسم إلى سطح الجلد، حيث تتبدد في البيئة الخارجية عن طريق التوصيل والحمل الحراري والإشعاع والتبخر.

تعمل العضلات الهيكلية عندما تكون هناك حاجة لتوليد المزيد من الحرارة. في ظروف انخفاض درجة حرارة الهواء، ترسل المستقبلات الحرارية للجلد إشارات إلى منطقة ما تحت المهاد. وبنفس الطريقة، عندما تنخفض درجة حرارة الدم، يتم تسجيل التغيير بواسطة المستقبلات المركزية في منطقة ما تحت المهاد. استجابة للمعلومات الواردة، يقوم منطقة ما تحت المهاد بتنشيط مراكز الدماغ التي تنظم قوة العضلات. تحفز هذه المراكز عملية الارتعاش، وهي عبارة عن دورة سريعة من الانقباض اللاإرادي واسترخاء العضلات الهيكلية. ونتيجة لهذا النشاط العضلي المتزايد، يتم إنتاج المزيد من الحرارة للحفاظ على درجة حرارة الجسم أو زيادتها.

تزيد خلايا الجسم من معدل الأيض فيها تحت تأثير عدد من الهرمونات. وهذا يؤثر على توازن الحرارة حيث أن زيادة التمثيل الغذائي يؤدي إلى زيادة إنتاج الطاقة. تبريد الجسم يحفز إطلاق هرمون الغدة الدرقية من الغدة الدرقية. يمكن أن يزيد هرمون الغدة الدرقية من معدل التمثيل الغذائي في الجسم بنسبة تزيد عن 100٪. بالإضافة إلى ذلك، يزيد الأدرينالين والنورإبينفرين من نشاط الجهاز العصبي الودي. وبالتالي، فإنها تؤثر بشكل مباشر على معدل التمثيل الغذائي لجميع خلايا الجسم تقريبًا. ماذا يحدث لجسم الإنسان عندما تتغير معايير درجة الحرارة؟ في هذه الحالة، يقوم بتطوير تفاعلات تكيف محددة فيما يتعلق بكل عامل، أي أنه يتكيف. التكيف هو عملية التكيف مع الظروف البيئية. كيف يحدث التكيف مع التغيرات في درجات الحرارة؟

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، السمة 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 التي يتم تصنيعها، 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 تدرك 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، بخلاف 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 انخفاض التوصيل الحراري 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 تحفيز 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 شدة 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.



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؟

1. 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.
2. 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.

السؤال 1. ما هو التنظيم الحراري؟

التنظيم الحراري عبارة عن مجموعة من العمليات الفسيولوجية في جسم الإنسان والحيوانات ذوات الدم الحار تهدف إلى الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم.

السؤال 2. لماذا يعد التنظيم الحراري ضروريًا للجسم؟

التنظيم الحراري مهم. عندما تنخفض درجة حرارة الجسم، يزداد توليد الحرارة (عند الانحراف عن درجة الحرارة المثالية). عندما يبرد الإنسان، وبسبب التأثير على مستقبلات البرد، يظهر الارتعاش، وهو عبارة عن انقباض عضلي لا إرادي عشوائي. بفضل الارتعاش، تزداد تكاليف الطاقة، مما يستلزم زيادة في إنتاج الحرارة، وبالتالي درجة حرارة الجسم.

مع زيادة درجة الحرارة المحيطة، تتوسع الأوعية الدموية في الجلد، ويتدفق المزيد من الدم من خلالها، ويسخن الجلد، ويزداد نقل الحرارة إلى البيئة.

السؤال 3. ما هي آليات التنظيم الحراري؟

تجري الأوعية الدموية في جميع أنحاء الجسم، وتخترق العضلات والكبد والأعضاء الأخرى التي يتم توليد الحرارة فيها. يسخن الدم في هذه الأعضاء، ويتدفق عبر الأوعية إلى أجزاء أخرى من الجسم، ويطلق بعضًا من حرارته. وهكذا ينقل الدم الحرارة إلى جميع أنحاء الجسم، كما لو أنه يعادل درجة الحرارة داخل الجسم.

السؤال 4. ما هي درجة حرارة جسم الإنسان؟

في كل من الشتاء والصيف تبلغ درجة الحرارة على سطح جلد الإنسان السليم 36.6 درجة مئوية، ولا تتجاوز تقلباتها الطبيعية 2 درجة مئوية.

السؤال 5. كيف يتغير تجويف الأوعية الدموية عندما تتغير درجة حرارة الهواء؟

عندما تصبح درجة الحرارة المحيطة مرتفعة، تتوسع الأوعية الدموية في الجلد، ويتدفق المزيد من الدم من خلالها، ويسخن الجلد، ويزداد نقل الحرارة إلى البيئة. إذا انخفضت درجة الحرارة المحيطة، فإن الجسم يسعى للاحتفاظ بالحرارة. تضيق شمعة الأوعية الدموية، وينخفض ​​نقل الحرارة.

السؤال 6. ما هو الدور الذي يلعبه الجلد في عملية التنظيم الحراري؟

يتم فقدان أكثر من 80% من الحرارة عبر سطح الجلد. عندما تتوسع الشعيرات الدموية، تنطلق الحرارة، وعندما تضيق، يتم الاحتفاظ بالحرارة. إطلاق الرطوبة بالأملاح واليوريا على شكل عرق. الطبقة الداخلية من الجلد، الجلد نفسه (الأدمة)، هي المسؤولة عن هذه الوظيفة. هذا هو دور الجلد في عملية التنظيم الحراري.

السؤال 7. ما هو العرق؟

العرق هو محلول مائي من الأملاح والمواد العضوية التي تفرزها الغدد العرقية. يعمل تبخر العرق على التنظيم الحراري في العديد من أنواع الثدييات.

السؤال 8. كيف يحدث التعرق؟

التعرق هو عملية إفراز إفراز سائل (العرق) على سطح الجلد عن طريق الغدد العرقية. يحدث التعرق عند البشر. وصول. الغدد المفرزة، الموجودة على سطح الجلد بالكامل تقريبًا، بينما يتم تقليل إفراز الغدد العرقية المفرزة.

عادة، يكون التعرق ذا طبيعة انعكاسية. الرابط الأولي لمنعكس التعرق هو المستقبلات الحرارية للجلد والأعضاء الداخلية والعضلات، والتي يكون التهيج المناسب لها هو ارتفاع درجة حرارة الهواء، وتناول الأطعمة والسوائل الساخنة أو الحارة، وزيادة إنتاج الحرارة أثناء النشاط البدني، والحمى أو التجارب العاطفية. تنتمي الأعصاب الصادرة التي تعصب الغدد العرقية إلى الجهاز العصبي الودي، ولكنها ذات طبيعة كولينية. يتم تعزيز إفراز العرق بواسطة الأسيتيل كولين ويتم قمعه بواسطة الأتروبين.

في الجزء الصادر من القوس المنعكس لمنعكس التعرق، يمكن تمييز 5 مستويات: 1) المسار من القشرة الدماغية إلى منطقة ما تحت المهاد؛ 2) من منطقة ما تحت المهاد إلى النخاع المستطيل. 3) من النخاع المستطيل، معبرًا جزئيًا، تقترب الألياف من الخلايا العصبية للقرون الجانبية للحبل الشوكي عند مستوى Th2-L2؛ 4) من الخلايا العصبية للقرون الجانبية للحبل الشوكي إلى عقد السلسلة الودية الحدودية. 5) من الخلايا العصبية في السلسلة الودية إلى الغدد العرقية.

السؤال 9. ما الذي يؤثر على شدة التعرق؟

يتأثر التعرق بعدة أسباب. هذه هي درجة حرارة الهواء وحركة الهواء والرطوبة.

يفكر

لماذا لا ترتفع درجة حرارة جسم الإنسان حتى في الطقس الحار جداً؟

في الحرارة الشديدة، عندما تكون درجة حرارة الجسم أقل من درجة الحرارة المحيطة، لم يعد من الممكن أن يؤدي تمدد الأوعية الدموية إلى زيادة إطلاق الحرارة. في هذه الحالة، يتم القضاء على خطر ارتفاع درجة الحرارة عن طريق التعرق. عندما يتبخر العرق، فإنه يمتص كمية كبيرة من الحرارة من سطح الجلد. ولهذا السبب لا ترتفع درجة حرارة جسم الإنسان حتى في أشد الأحوال الجوية حرارة. يمكن للإنسان أن يتحمل درجات حرارة تتراوح بين 70-80 درجة مئوية، ولكن في الوقت نفسه يجب أن ينتج 9-16 لترًا من العرق خلال ساعات قليلة.