Quali processi forniscono la termoregolazione fisica. Termoregolazione fisica

Scambio di calore

Il calore può spostarsi solo da un'area a temperatura più alta a un'area a temperatura più bassa. Pertanto, il flusso di energia termica da un organismo vivente all'ambiente non si ferma finché la temperatura corporea è superiore alla temperatura dell'ambiente.

La temperatura corporea è determinata dal rapporto tra la velocità di produzione di calore metabolico delle strutture cellulari e la velocità di dissipazione dell'energia termica generata nell'ambiente. Di conseguenza, lo scambio di calore tra l'organismo e l'ambiente è una condizione essenziale per l'esistenza degli organismi a sangue caldo. La violazione del rapporto tra questi processi porta a un cambiamento nella temperatura corporea.

La vita può svolgersi entro un intervallo ristretto di temperature.

La possibilità che si verifichino processi vitali è limitata da un ristretto intervallo di temperature dell'ambiente interno in cui possono verificarsi le principali reazioni enzimatiche. Per l’uomo, una diminuzione della temperatura corporea al di sotto dei 25°C e un aumento al di sopra dei 43°C sono solitamente fatali. Le cellule nervose sono particolarmente sensibili ai cambiamenti di temperatura.

Nucleo e guscio esterno del corpo

Dal punto di vista della termoregolazione, il corpo umano può essere immaginato come costituito da due componenti: il guscio esterno e il nucleo interno. Il nucleo è la parte del corpo che ha una temperatura costante, mentre il guscio è la parte del corpo che ha un gradiente di temperatura. Lo scambio termico tra il nucleo e l'ambiente avviene attraverso il guscio.

termoregolazione

La termoregolazione è un insieme di processi fisiologici volti a mantenere la relativa costanza della temperatura interna in condizioni di cambiamento della temperatura ambientale regolando la produzione e il trasferimento di calore. La termoregolazione ha lo scopo di prevenire disturbi dell'equilibrio termico dell'organismo o di ripristinarlo qualora tali disturbi si siano già verificati e si attua attraverso la via neuroumorale.

Tipi di termoregolazione

La termoregolazione può essere divisa in due tipologie principali:

Termoregolazione chimica e fisica. A loro volta, sono anche divisi in diversi tipi:

1. Termoregolazione chimica

   termogenesi contrattile
   - Termogenesi non contrattile

2. Termoregolazione fisica

Radiazione
-Conduzione termica (conduzione)
-Convezione
-Evaporazione

Consideriamo questi tipi di termoregolazione in modo più dettagliato.

Termoregolazione chimica

Regolazione del volume di produzione di calore

La termoregolazione chimica della generazione di calore viene effettuata modificando il livello del metabolismo, che porta a un cambiamento nella formazione di calore nel corpo. La fonte di calore nel corpo sono le reazioni esotermiche di ossidazione di proteine, grassi, carboidrati e l'idrolisi dell'ATP.

Quando i nutrienti vengono scomposti, parte dell'energia rilasciata viene accumulata in ATP e parte viene dissipata sotto forma di calore (calore primario - 65–70% dell'energia). Quando si utilizzano legami ad alta energia di molecole di ATP, parte dell'energia viene utilizzata per eseguire lavoro utile e parte viene dissipata (calore secondario). Pertanto, due flussi di calore, primario e secondario, costituiscono la produzione di calore.

Se è necessario aumentare la produzione di calore, oltre alla possibilità di ricevere calore dall'esterno, l'organismo utilizza meccanismi che aumentano la produzione di energia termica.

Questi meccanismi includono la termogenesi contrattile e non contrattile.

termogenesi contrattile

Questo tipo di termoregolazione funziona se abbiamo freddo e abbiamo bisogno di alzare la temperatura corporea. Questo metodo consiste nella contrazione muscolare.

Quando i muscoli si contraggono, aumenta l'idrolisi dell'ATP, quindi aumenta il flusso di calore secondario utilizzato per riscaldare il corpo.

L'attività volontaria del sistema muscolare avviene principalmente sotto l'influenza della corteccia cerebrale. In questo caso è possibile un aumento della produzione di calore di 3-5 volte rispetto al valore del metabolismo basale.

Di solito, quando la temperatura ambiente e quella del sangue diminuiscono, la prima reazione è un aumento del tono termoregolatore (i peli sul corpo "si rizzano", appare la "pelle d'oca"). Dal punto di vista della meccanica della contrazione, questo tono è una microvibrazione e consente di aumentare la produzione di calore del 25–40% rispetto al livello iniziale. Di solito, i muscoli della testa e del collo prendono parte alla creazione del tono.

Con un'ipotermia più significativa, il tono termoregolatore si trasforma in tremori muscolari freddi. Il brivido da freddo è un'attività ritmica involontaria dei muscoli superficiali, a seguito della quale aumenta la produzione di calore. Si ritiene che la produzione di calore durante i brividi di freddo sia 2,5 volte superiore rispetto all'attività muscolare volontaria.

Il meccanismo descritto funziona a livello riflesso, senza la partecipazione della nostra coscienza. Ma puoi anche aumentare la temperatura corporea con l'aiuto di un'attività fisica consapevole.

Quando si esegue attività fisica di varia intensità, la produzione di calore aumenta da 5 a 15 volte rispetto ai livelli di riposo. Durante i primi 15–30 minuti di funzionamento prolungato, la temperatura interna aumenta abbastanza rapidamente fino a un livello relativamente stazionario, per poi rimanere a questo livello o continuare a salire lentamente.

Termogenesi non contrattile

Questo tipo di termoregolazione può portare sia ad un aumento che ad una diminuzione della temperatura corporea.

Viene effettuato accelerando o rallentando i processi metabolici catabolici. E questo, a sua volta, porterà ad una diminuzione o ad un aumento della produzione di calore. A causa di questo tipo di termogenesi, la produzione di calore può aumentare di 3 volte.

La regolazione dei processi di termogenesi non contrattile viene effettuata attivando il sistema nervoso simpatico, la produzione di ormoni tiroidei e il midollo surrenale.

Termoregolazione fisica

La termoregolazione fisica è intesa come un insieme di processi fisiologici che portano a cambiamenti nel livello di trasferimento di calore. Esistono diversi meccanismi per rilasciare calore nell’ambiente.

1. Radiazione
– trasferimento di calore sotto forma di onde elettromagnetiche nella gamma degli infrarossi. A causa delle radiazioni, tutti gli oggetti la cui temperatura è superiore allo zero assoluto emettono energia. La radiazione elettromagnetica passa liberamente attraverso il vuoto; per questo anche l'aria atmosferica può essere considerata “trasparente”. La quantità di calore dissipata dal corpo nell'ambiente per irraggiamento è proporzionale alla superficie della radiazione (la superficie del corpo non coperta dagli indumenti) e al gradiente di temperatura. A una temperatura ambiente di 20°C e un’umidità relativa dell’aria del 40–60%, il corpo umano adulto dissipa circa il 40–50% del calore totale rilasciato dalle radiazioni.
2. Conduzione termica (conduzione)
- un metodo di trasferimento del calore durante il contatto diretto del corpo con altri oggetti fisici. La quantità di calore rilasciata nell'ambiente con questo metodo è proporzionale alla differenza tra le temperature medie dei corpi a contatto, l'area delle superfici a contatto, il tempo di contatto termico e la conduttività termica.
3. Convezione
– trasferimento di calore effettuato mediante trasferimento di calore mediante lo spostamento di particelle di aria (acqua). L'aria a contatto con la pelle si riscalda e sale, il suo posto viene preso da una porzione d'aria “fredda”, ecc. In condizioni di comfort termico, il corpo perde fino al 15% del calore totale così ceduto.
4. Evaporazione– rilascio di energia termica nell’ambiente dovuto all’evaporazione del sudore o dell’umidità dalla superficie della pelle e dalle mucose delle vie respiratorie. A causa dell'evaporazione, il corpo cede circa il 20% di tutto il calore dissipato a una temperatura confortevole. L'evaporazione è divisa in 2 tipi.

Sudorazione impercettibile– evaporazione dell’acqua dalle mucose delle vie respiratorie (attraverso la respirazione) e acqua che filtra attraverso l'epitelio della pelle ( Evaporazione dalla superficie della pelle. Funziona anche se la pelle è secca.).

Ogni giorno attraverso le vie respiratorie evaporano fino a 400 ml di acqua, ovvero il corpo perde fino a 232 kcal al giorno. Se necessario, questo valore può essere aumentato a causa della mancanza di respiro termico.

In media, circa 240 ml di acqua filtrano attraverso l'epidermide al giorno. Di conseguenza, in questo modo l'organismo perde fino a 139 kcal al giorno. Questo valore, di norma, non dipende dai processi normativi e da vari fattori ambientali.

Sudore percepito– trasferimento di calore attraverso evaporazione del sudore. In media, a una temperatura ambiente confortevole, vengono rilasciati 400–500 ml di sudore al giorno, quindi vengono rilasciate fino a 300 kcal di energia. Tuttavia, se necessario, la quantità di sudorazione può aumentare fino a 12　l al giorno, ovvero Sudando si possono perdere fino a 7000 kcal al giorno.

L'efficienza dell'evaporazione dipende in gran parte dall'ambiente: maggiore è la temperatura e minore l'umidità, maggiore è l'efficacia della sudorazione come meccanismo di trasferimento del calore. Al 100% di umidità l'evaporazione è impossibile.

Controllo della termoregolazione

Ipotalamo

Il sistema di termoregolazione è costituito da una serie di elementi con funzioni correlate. Le informazioni sulla temperatura provengono dai termorecettori e viaggiano al cervello attraverso il sistema nervoso.

L’ipotalamo svolge un ruolo importante nella termoregolazione. La distruzione dei suoi centri o l'interruzione delle connessioni nervose porta alla perdita della capacità di regolare la temperatura corporea. L'ipotalamo anteriore contiene neuroni che controllano i processi di trasferimento del calore. Quando i neuroni dell'ipotalamo anteriore vengono distrutti, il corpo non tollera bene le alte temperature, ma l'attività fisiologica viene mantenuta in condizioni di freddo. I neuroni dell'ipotalamo posteriore controllano i processi di produzione di calore. Quando sono danneggiati, la capacità di migliorare lo scambio energetico è compromessa, quindi il corpo non tollera bene il freddo.

Sistema endocrino

L'ipotalamo controlla i processi di produzione e trasferimento di calore, inviando impulsi nervosi alle ghiandole endocrine, principalmente alla tiroide e alle ghiandole surrenali.

La partecipazione della ghiandola tiroidea alla termoregolazione è dovuta al fatto che l'influenza della bassa temperatura porta ad un aumento del rilascio dei suoi ormoni, che accelerano il metabolismo e, di conseguenza, la formazione di calore.

Il ruolo delle ghiandole surrenali è associato al rilascio di catecolamine nel sangue che, aumentando o diminuendo i processi ossidativi nei tessuti (ad esempio i muscoli), aumentano o diminuiscono la produzione di calore e restringono o allargano i vasi cutanei, modificando il livello di trasferimento di calore.

Si chiama lo scambio di energia termica tra il corpo e l'ambiente scambio di calore. Uno degli indicatori dello scambio di calore è la temperatura corporea, che dipende da due fattori: la formazione di calore, cioè dall'intensità dei processi metabolici nel corpo, e il rilascio di calore nell'ambiente.

Vengono chiamati animali la cui temperatura corporea varia a seconda della temperatura dell'ambiente esterno poichilotermico, o a sangue freddo. Vengono chiamati gli animali con una temperatura corporea costante omeotermico(a sangue caldo). Coerenza della temperatura si chiama corpo isaltra Mia. Lei garantisce l'indipendenzaprocessi metabolici nei tessuti e negli organi dalle fluttuazioni di temperatura ambiente.

Temperatura del corpo umano.

La temperatura delle singole parti del corpo umano è diversa. La temperatura cutanea più bassa si osserva sulle mani e sui piedi, la più alta è sotto l'ascella, dove viene solitamente determinata. In una persona sana temperatura in questo l'area è uguale a 36-37°C. Durante il giorno si osservano lievi aumenti e diminuzioni della temperatura corporea umana in conformità con il bioritmo quotidiano:la temperatura minima è osservata a 2- 4 ore notti, massimo - alle 16-19 ore.

T temperatura muscolare tessuti dentro lo stato di riposo e di lavoro può variare entro 7 ° C. Dipende dalla temperatura degli organi interni sull’intensità del metabolismo processi. Molto intenso avvengono i processi metabolici nel fegato, che è l'organo più “caldo” del corpo: la temperatura nel tessuto epatico è di 38-38,5° CON. La temperatura nel retto è 37-37,5 ° C. Tuttavia, può variare entro 4-5 ° C a seconda della presenza di feci al suo interno, dell'afflusso di sangue alla mucosa e di altri motivi. Nei maratoneti, al termine della competizione, la temperatura nel retto può salire fino a 39-40°C.

La capacità di mantenere la temperatura a un livello costante è assicurata attraverso processi interconnessi - generazione di calore E rilascio di calore dal corpo all’ambiente esterno. Se la generazione di calore è uguale al trasferimento di calore, la temperatura corporea rimane costante. Si chiama il processo di formazione del calore nel corpo termoregolazione chimica, un processo che rimuove il calore dal corpo - termoregolazione fisica.

Termoregolazione chimica. Il metabolismo del calore nel corpo è strettamente correlato al metabolismo energetico. Quando le sostanze organiche vengono ossidate, viene rilasciata energia. Parte dell'energia va alla sintesi dell'ATP. Questa energia potenziale può essere utilizzata dal corpo nelle sue ulteriori attività.Tutti i tessuti sono una fonte di calore nel corpo. Il sangue che scorre attraverso i tessuti si riscalda.

Un aumento della temperatura ambiente provoca una diminuzione riflessa del metabolismo, a seguito della quale diminuisce la generazione di calore nel corpo. Quando la temperatura ambiente diminuisce, l'intensità dei processi metabolici aumenta di riflesso e aumenta la generazione di calore. In misura maggiore, l'aumento della generazione di calore si verifica a causa dell'aumento dell'attività muscolare. Le contrazioni muscolari involontarie (tremori) sono la principale forma di aumento della produzione di calore. Un aumento della generazione di calore può verificarsi nel tessuto muscolare e, a causa di un aumento riflesso dell'intensità dei processi metabolici, si verifica la termogenesi muscolare non contrattile.

Termoregolazione fisica. Questo processo viene effettuato a causa del trasferimento di calore all'ambiente esterno attraverso convezione (conduzione del calore), irraggiamento (radiazione del calore) ed evaporazione dell'acqua.

Convezione - trasferimento diretto del calore a oggetti o particelle dell'ambiente adiacenti alla pelle. Maggiore è la differenza di temperatura tra la superficie del corpo e l'aria circostante, più intenso è il trasferimento di calore.

Il trasferimento di calore aumenta con il movimento dell'aria, come il vento. L'intensità del trasferimento di calore dipende in gran parte dalla conduttività termica dell'ambiente. Il trasferimento di calore avviene più velocemente nell'acqua che nell'aria. L'abbigliamento riduce o addirittura arresta la conduzione del calore.

Radiazione - Il calore viene rilasciato dal corpo attraverso la radiazione infrarossa proveniente dalla superficie del corpo. A causa di ciò, il corpo perde la maggior parte del calore. L'intensità della conduzione e dell'irradiazione del calore è in gran parte determinata dalla temperatura della pelle. Il trasferimento di calore è regolato da un cambiamento riflesso nel lume dei vasi cutanei. Quando la temperatura ambiente aumenta, le arteriole e i capillari si espandono e la pelle diventa calda e rossa. Ciò aumenta i processi di conduzione del calore e di radiazione termica. Quando la temperatura dell'aria diminuisce, le arteriole e i capillari della pelle si restringono. La pelle diventa pallida, la quantità di sangue che scorre attraverso i suoi vasi diminuisce. Ciò porta ad una diminuzione della sua temperatura, il trasferimento di calore diminuisce e il corpo trattiene il calore.

Evaporazione dell'acqua dalla superficie del corpo (2/3 di umidità), nonché durante la respirazione (1/3 di umidità). L'evaporazione dell'acqua dalla superficie del corpo avviene quando viene secreto il sudore. Anche in completa assenza di sudorazione visibile, evapora attraverso la pelle ogni giorno. fino a 0,5 l acqua - sudorazione invisibile. L'evaporazione di 1 litro di sudore in una persona di 75 kg può abbassare la temperatura corporea di 10° C.

In uno stato di relativo riposo, una persona adulta cede il 15% del calore all'ambiente esterno per conduzione termica, circa il 66% per irraggiamento termico e il 19% per evaporazione dell'acqua.

In media, una persona perde al giorno circa 0,8 l di sudore e con esso 500 kcal di calore.

Anche quando si respira una persona rilascia circa 0,5 litri di acqua ogni giorno.

A basse temperature ambiente ( 15°C e inferiori) circa il 90% del trasferimento di calore giornaliero avviene per conduzione e irraggiamento del calore. In queste condizioni non si verifica alcuna sudorazione visibile.

A temperatura dell'aria 18-22° Con il trasferimento di calore dovuto alla conduttività termica e alla radiazione termica diminuisce, male perdite aumentanocalore corporeo attraverso l'evaporazioneumidità dalla superficie della pelle.In caso di elevata umidità dell'aria, quando l'evaporazione dell'acqua è difficile, potrebbe verificarsi un surriscaldamento.corpo e svilupparsitermico colpo.

Bassa permeabilità al vapore acqueo stoffa impedisce un'efficace sudorazione e potrebbe essere la ragione surriscaldamento del corpo umano.

Nella stagione calda Paesi, durante le lunghe camminate, in caldo nei laboratori le persone perdono una grande quantità liquidi dal sudore. Allo stesso tempo c'è una sensazione sete che non si placa prendendo acqua. Questo Dato che che succede? poi si perde una grande quantità di sali minerali. Se aggiungi sale all'acqua potabile, quella sensazione di sete scomparire E il benessere delle persone migliorerà.

Centri di regolazione dello scambio termico.

La termoregolazione viene effettuata di riflesso. Vengono percepite le fluttuazioni della temperatura ambiente termorecettori. I termorecettori sono localizzati in gran numero nella pelle, nella mucosa orale e nel tratto respiratorio superiore. Termorecettori sono stati trovati negli organi interni, nelle vene e anche in alcune formazioni del sistema nervoso centrale.

I termocettori cutanei sono molto sensibili alle fluttuazioni della temperatura ambiente. Si eccitano quando la temperatura dell'ambiente aumenta di 0,007° C e diminuisce di 0,012° C.

Gli impulsi nervosi che originano dai termorecettori viaggiano attraverso le fibre nervose afferenti fino al midollo spinale. Lungo le vie raggiungono il talamo visivo e da qui vanno alla regione ipotalamica e alla corteccia cerebrale. Il risultato sono sensazioni di caldo o freddo.

Nel midollo spinale sono i centri di alcuni riflessi termoregolatori. Ipotalamoè il principale centro riflesso della termoregolazione. Le parti anteriori dell'ipotalamo controllano i meccanismi della termoregolazione fisica, cioè lo sono centro di trasferimento del calore. Le parti posteriori dell'ipotalamo controllano la termoregolazione chimica e sono centro di generazione del calore.

Svolge un ruolo importante nella regolazione della temperatura corporea corteccia cerebrale. I nervi efferenti del centro di termoregolazione sono principalmente fibre simpatiche.

Partecipa alla regolazione dello scambio termico meccanismo ormonale, in particolare gli ormoni tiroidei e surrenalici. Ormone della tiroide - tiroxina, aumentando il metabolismo nel corpo, aumenta la generazione di calore. Il flusso di tiroxina nel sangue aumenta man mano che il corpo si raffredda. Ormone surrenale - adrenalina- migliora i processi ossidativi, aumentando così la generazione di calore. Inoltre, sotto l'influenza dell'adrenalina, si verifica la vasocostrizione, in particolare i vasi cutanei, a causa di ciò, il trasferimento di calore diminuisce.

Adattamento del corpo alle basse temperature ambientali. Quando la temperatura ambiente diminuisce, si verifica un'eccitazione riflessa dell'ipotalamo. Un aumento della sua attività stimola ipofisi , con conseguente aumento del rilascio di tireotropina e corticotropina, che aumentano l'attività della ghiandola tiroidea e delle ghiandole surrenali. Gli ormoni di queste ghiandole stimolano la produzione di calore.

Così, durante il raffreddamento I meccanismi di difesa del corpo vengono attivati, aumentando il metabolismo, la generazione di calore e riducendo il trasferimento di calore.

Caratteristiche della termoregolazione legate all'età. Nei bambini del primo anno di vita si osservano meccanismi imperfetti. Di conseguenza, quando la temperatura ambiente scende sotto i 15° C, nel corpo del bambino si verifica ipotermia. Nel primo anno di vita si verifica una diminuzione della trasmissione del calore attraverso la conduttività termica e l'irraggiamento termico e un aumento della produzione di calore. Tuttavia, fino ai 2 anni di età, i bambini rimangono termolabili (la temperatura corporea aumenta dopo aver mangiato a temperatura ambiente elevata). Nei bambini dai 3 ai 10 anni i meccanismi di termoregolazione sono migliorati, ma la loro instabilità continua a persistere.

Nell'età prepuberale e durante la pubertà (pubertà), quando si verifica una maggiore crescita del corpo e la ristrutturazione della regolazione neuroumorale delle funzioni, aumenta l'instabilità dei meccanismi termoregolatori.

In età avanzata si osserva una diminuzione della formazione di calore nel corpo rispetto all’età adulta.

Il problema di indurire il corpo. In tutti i periodi della vita è necessario indurire il corpo. Per indurimento si intende l'aumento della resistenza del corpo agli influssi ambientali avversi e, prima di tutto, al raffreddamento. L'indurimento si ottiene utilizzando fattori naturali: sole, aria e acqua. Agiscono sulle terminazioni nervose e sui vasi sanguigni della pelle umana, aumentano l'attività del sistema nervoso e aiutano a migliorare i processi metabolici. Con l'esposizione costante a fattori naturali, il corpo si abitua a loro. L'indurimento del corpo è efficace se sono soddisfatte le seguenti condizioni fondamentali: a) utilizzo sistematico e costante di fattori naturali; b) un aumento graduale e sistematico della durata e della forza del loro effetto (l'indurimento inizia con l'uso di acqua calda, abbassandone gradualmente la temperatura e aumentando il tempo delle procedure dell'acqua); c) indurimento con l'uso di stimoli contrastanti di temperatura (acqua calda - fredda); d) un approccio individuale all'indurimento.

L'uso di fattori naturali di indurimento deve essere combinato con l'educazione fisica e lo sport. Gli esercizi mattutini all'aria aperta o in una stanza con la finestra aperta con l'esposizione obbligatoria di una parte significativa del corpo e le successive procedure idriche (bagno, doccia) sono utili per l'indurimento. L'indurimento è il mezzo più accessibile per migliorare la salute delle persone.

L'habitat umano si estende dalle zone polari, dove la temperatura dell'aria raggiunge talvolta i -86°C, alle savane equatoriali e ai deserti, nelle zone più calde dei quali all'ombra si sfiora i +50°C! Tuttavia, in un intervallo di temperature così ampio, una persona mantiene la vitalità attiva e prestazioni sufficienti grazie alla sua stabilità termica, quando la temperatura corporea oscilla entro limiti relativamente ristretti - da 36 a 37 ° C.

Omeotermia – costanza della temperatura corporea - rende una persona indipendente dalle condizioni di temperatura di residenza, poiché le reazioni biochimiche che assicurano la sua vita continuano a svolgersi a un livello ottimale grazie alla conservazione dell'adeguata attività degli enzimi tissutali e delle vitamine che li forniscono, catalizzando e attivando alcuni aspetti del metabolismo, degli ormoni tissutali, dei neurotrasmettitori e di altre sostanze, da cui dipende il normale funzionamento dell'organismo. Uno spostamento della temperatura in una direzione o nell'altra modifica drasticamente l'attività di queste sostanze e, in misura diversa, per ciascuna di esse - di conseguenza, si verifica una disconnessione nell'attività dei singoli aspetti del metabolismo. Negli animali poichilotermi, a sangue freddo, la cui temperatura corporea è determinata dalla temperatura ambiente (aumenta o diminuisce con quest'ultima), l'attività dei loro enzimi tissutali come catalizzatori biologici cambia insieme ai cambiamenti delle condizioni termiche esterne. Ecco perché, quando la temperatura diminuisce, il grado di manifestazione della loro attività vitale diminuisce fino a cessare completamente - la cosiddetta animazione sospesa, e a temperature molto elevate si verifica la morte o l'essiccazione, che in alcuni poichilotermi è anche un tipo di animazione sospesa. Pertanto, al variare della temperatura esterna, l'attività vitale di alcuni insetti (locuste) può essere ripristinata sia dopo il congelamento alla temperatura dell'azoto liquido (–189°C) sia dopo l'essiccazione. È stato descritto un caso di rinascita, anche se di breve durata, di un tritone gigante che era rimasto congelato in un ghiacciaio, secondo gli esperti, almeno circa 5.000 anni fa.

Pertanto, la capacità di mantenere una temperatura corporea costante in diverse condizioni di vita rende gli animali a sangue caldo indipendenti dalle circostanze della natura e capaci di mantenere un elevato livello di vitalità. Questa capacità è dovuta ad un complesso sistema di termoregolazione, che garantisce una diminuzione della produzione di calore e un trasferimento di calore attivo in caso di pericolo di surriscaldamento e l'attivazione della termogenesi quando il trasferimento di calore è limitato - in caso di pericolo di ipotermia.

Le statistiche mostrano che in Russia, di tutti i casi di invalidità temporanea, oltre il 40% è dovuto a raffreddore, il che dà alla persona media motivo di considerare imperfetto il sistema di termoregolazione. Tuttavia, ci sono molti fatti che indicano un'elevata resistenza umana naturale alle basse temperature. Così i responsabili dello yoga competono a temperature inferiori a –20°C nella velocità di asciugatura delle lenzuola bagnate con il calore dei loro corpi, seduti nudi sul ghiaccio di un lago ghiacciato. È diventata tradizione che i nuotatori appositamente addestrati nuotino attraverso lo stretto di Bering dall'Alaska alla Chukotka (più di 40 km) ad una temperatura dell'acqua compresa tra +4°C e +6°C. Gli Yakut strofinano i neonati con la neve, gli Ostyak e i Tungus li immergono nella neve, vi versano sopra dell'acqua fredda e poi li avvolgono in pelli di renna... In questo caso, a quanto pare, dovremmo parlare piuttosto di perversione dei meccanismi perfetti di termoregolazione umana da condizioni che sono lontane dalle condizioni che le hanno formate nell'evoluzione della vita dell'uomo moderno che dall'imperfezione dei meccanismi stessi.

Mentre la maggior parte delle funzioni vitali - circolazione sanguigna, respirazione, digestione, ecc. - hanno alcuni apparati strutturali e funzionali specifici, la termoregolazione non ha un tale organo ed è una funzione dell'intero organismo nel suo insieme.

Secondo lo schema proposto da I.P. Pavlov, un organismo a sangue caldo può essere rappresentato come un "nucleo" relativamente termostabile e un "guscio" con un ampio intervallo di temperature. Il nucleo, la cui temperatura varia da 36,8–37,5 °C, comprende principalmente organi interni vitali: cuore, fegato, stomaco, intestino, ecc. Particolarmente degno di nota è il ruolo del fegato, che ha una temperatura relativamente alta - superiore a 37,5 ° C, e dell'intestino crasso, la cui microflora, nel corso della sua attività vitale, produce molto calore, garantendo il mantenimento dell'attività vitale. temperatura dei tessuti adiacenti. Il guscio termolabile è costituito da arti, pelle e tessuti sottocutanei, muscoli, ecc. La temperatura delle diverse parti del guscio varia ampiamente. Pertanto, la temperatura delle dita dei piedi è di circa 24°C, l'articolazione della caviglia è di 30–31°C, la punta del naso è di 25°C, l'ascella, il retto è di 36,5–36,9°C, ecc. Tuttavia, la temperatura del guscio è molto flessibile, determinata dalle condizioni di vita e dallo stato del corpo, quindi il suo spessore può cambiare da molto sottile al caldo a molto potente, comprimendo il nucleo al freddo. Tale rapporto tra nucleo e guscio è dovuto al fatto che il primo produce principalmente calore (a riposo), e il secondo deve garantire la conservazione di questo calore. Ciò spiega il fatto che nelle persone indurite, il guscio al freddo avvolge rapidamente e in modo affidabile il nucleo, mantenendo condizioni ottimali per mantenere l'attività di organi e sistemi vitali, mentre nelle persone non indurite il guscio rimane sottile anche in queste condizioni, creando una minaccia di ipotermia del nucleo (ad esempio, con una diminuzione della temperatura polmonare a soli 0,5°C c'è una minaccia di polmonite).

La stabilità termica del corpo è assicurata principalmente da due meccanismi regolatori complementari: fisico e chimico. Termoregolazione fisica Si attiva principalmente quando c'è pericolo di surriscaldamento e consiste nella cessione di calore all'ambiente. Ciò include tutti i possibili meccanismi di trasferimento del calore: radiazione termica, trasferimento di calore, convezione ed evaporazione. La radiazione termica viene effettuata a causa dei raggi infrarossi emanati dalla pelle che ha una temperatura elevata. La conduzione del calore avviene grazie alla differenza di temperatura tra la pelle e l'aria circostante. L'aumento di questa differenza è dovuto all'iperemia: l'espansione dei vasi cutanei e l'afflusso di sangue più caldo dagli organi interni, motivo per cui il colore della pelle diventa rosa con il calore. Allo stesso tempo, l'efficienza del trasferimento di calore è determinata dalla conduttività termica e dalla capacità termica dell'ambiente esterno: ad esempio, questi indicatori alle temperature corrispondenti per l'acqua sono 20–27 volte superiori a quelli dell'aria. Da ciò diventa chiaro perché la temperatura dell'aria termoconfortevole per una persona è di circa 18 ° C e dell'acqua - 34 ° C. La trasmissione del calore dovuta all'evaporazione del sudore è molto efficace, poiché quando 1 ml di sudore evapora dalla superficie del corpo, il corpo perde 0,56 kcal di calore. Se consideriamo che un adulto produce circa 800 ml di sudore anche in condizioni di scarsa attività fisica, risulta evidente l'efficacia di questo metodo.

In diverse condizioni di vita, il rapporto tra la perdita di calore in un modo o nell'altro cambia notevolmente. Pertanto, a riposo e alla temperatura dell'aria ottimale, il corpo perde il 31% del calore generato per conduzione, il 44% per irraggiamento, il 22% per evaporazione (anche a causa dell'umidità delle vie respiratorie) e il 3% per convezione. Con un forte vento aumenta il ruolo della convezione, con un aumento dell'umidità dell'aria - conduzione e con un lavoro intenso - evaporazione (ad esempio, con un'attività fisica intensa, l'evaporazione del sudore a volte raggiunge i 3-4 litri all'ora!).

L'efficienza del trasferimento di calore dal corpo è eccezionalmente elevata. Calcoli biofisici mostrano che l'interruzione di questi meccanismi, anche in una persona a riposo, porterebbe ad un aumento della temperatura corporea entro un'ora fino a 37,5 °C e dopo 6 ore fino a 46–48 °C, quando la distruzione irreversibile delle proteine iniziano le strutture.

Termoregolazione chimica diventa particolarmente importante quando esiste il rischio di ipotermia. La perdita di pelo da parte dell'uomo rispetto agli animali lo ha reso particolarmente sensibile agli effetti delle basse temperature, come dimostra il fatto che gli esseri umani hanno quasi 30 volte più recettori del freddo che recettori del calore. Allo stesso tempo, il miglioramento dei meccanismi di adattamento al freddo ha portato al fatto che una persona tollera una diminuzione della temperatura corporea molto più facilmente di un aumento. Pertanto, i neonati possono facilmente tollerare una diminuzione della temperatura corporea di 3-5°C, ma hanno difficoltà con un aumento di 1-2°C. Un adulto tollera l'ipotermia fino a 33-34°C senza conseguenze, ma perde conoscenza se surriscaldato da fonti esterne fino a 38,6°C, sebbene con febbre da infezione possa mantenere la coscienza anche a 42°C. Allo stesso tempo, si sono verificati casi di rinascita di persone congelate la cui temperatura cutanea è scesa sotto il punto di congelamento.

L'essenza della termoregolazione chimica è modificare l'attività dei processi metabolici nel corpo: ad alte temperature esterne diminuisce e a basse temperature aumenta. Gli studi dimostrano che quando la temperatura ambiente diminuisce di 1°C, l'attività metabolica in una persona nuda a riposo aumenta del 10%. (Tuttavia, la disattivazione dei meccanismi superiori di regolazione della termostabilità negli animali a sangue caldo mediante l'anestesia e i cosiddetti neurolettici li rende dipendenti dalla temperatura ambiente, e quando la loro temperatura corporea viene raffreddata a 32°C, il loro consumo di ossigeno diminuisce a 50%, a 20°C - fino al 20%, e a +1°С – fino all'1% del livello iniziale.)

Di particolare importanza per il mantenimento della temperatura corporea è il tono dei muscoli scheletrici, che aumenta con la diminuzione della temperatura ambiente e diminuisce con il riscaldamento. È significativo che questi processi procedano più attivamente, più pericolosa è l'imminente violazione della stabilità termica. Pertanto, a una temperatura dell'aria di 25–28°C (e soprattutto in combinazione con un'elevata umidità dell'aria), i muscoli sono ampiamente rilassati e l'energia termica che producono è trascurabile. Al contrario, quando c'è il pericolo di ipotermia, tremore - contrazioni scoordinate delle fibre muscolari, quando il lavoro meccanico esterno è quasi completamente assente e quasi tutta l'energia delle fibre contraenti viene convertita in energia termica (questo fenomeno è chiamato non contrattile termogenesi) diventa sempre più importante. Non sorprende, quindi, che durante il tremore la produzione di calore del corpo possa aumentare più di tre volte e durante un intenso lavoro fisico - 10 volte o più.

Anche i polmoni svolgono un indubbio ruolo nella termoregolazione chimica, che, a causa dei cambiamenti nell'attività metabolica dei grassi ipercalorici inclusi nella loro struttura, mantengono una temperatura relativamente costante - motivo per cui a temperature esterne elevate il sangue che scorre dai polmoni è più fresca e, a basse temperature, è più calda dell'aria inalata.

I meccanismi fisici e chimici della termoregolazione funzionano con un elevato grado di coordinazione grazie alla presenza del centro corrispondente nel diencefalo (ipotalamo) nel sistema nervoso centrale, per cui a temperature ambiente elevate da un lato si verifica la trasmissione del calore aumenta (a causa dell'aumento della temperatura della pelle, dell'aumento della respirazione, dell'aumento dei processi di evaporazione del sudore, ecc.) e, d'altro canto, diminuisce la produzione di calore (a causa di una diminuzione del tono muscolare, una transizione verso l'assorbimento da parte del corpo di meno energia prodotti); a basse temperature è vero il contrario: la produzione di calore aumenta e il trasferimento di calore diminuisce.

Pertanto, i perfetti meccanismi di termoregolazione umana consentono di mantenere una vitalità ottimale in un ampio intervallo di temperature esterne.

III. Meccanismi di regolazione del numero di enzimi: induzione, repressione, derepressione.

VI. Fattori che coinvolgono meccanismi associati all'attivazione del complemento.

Mantenere una temperatura costante dell'ambiente interno del corpo significa coordinare i processi di formazione e rilascio di calore. Questi processi vengono eseguiti utilizzando due meccanismi di produzione di calore (termoregolazione chimica) e di trasferimento di calore (termoregolazione fisica).

termoregolazione chimica In tutti gli organi, a seguito dei processi metabolici, si verifica la produzione di calore, i cui principali meccanismi di cambiamento sono l'attività metabolica e il lavoro muscolare. Pertanto, il sangue che scorre dagli organi interni e dai muscoli che lavorano, di regola, ha una temperatura più elevata rispetto al sangue che scorre. Tra i vari movimenti muscolari (locomozioni), si dovrebbe distinguere una forma speciale: il tremore. Il tremore è interamente finalizzato solo ad aumentare la generazione di calore, mentre nella locomozione ordinaria parte dell'energia viene spesa per muovere l'arto corrispondente e solo parte viene spesa per la termogenesi.

termoregolazione fisica Il trasferimento di calore avviene in diversi modi.

1. Conduzione di calore avviene durante il contatto diretto del corpo con un substrato denso; di conseguenza, parte del calore viene trasferita a un oggetto meno riscaldato e l'entità della conduzione del calore è determinata dal gradiente di temperatura e dalla loro conduttività termica.

Simile alla direzione è convezione sentiero. L'aria a contatto con la superficie del corpo in presenza di un gradiente di temperatura viene riscaldata. L'aria riscaldata diventa più leggera e, risalendo dal corpo, fa spazio a nuove porzioni d'aria e toglie così parte del calore. L'intensità della convezione naturale può essere aumentata mediante un ulteriore movimento dell'aria, riducendo l'ostacolo al suo accesso al corpo mediante indumenti adeguati.

2. Radiazione di calore Il calore del corpo può essere rimosso anche con l'aiuto della radiazione infrarossa a onde lunghe. Ciò richiede anche un gradiente di temperatura: ad esempio tra la pelle più calda e le pareti più fredde.

3. Evaporazione Il raffreddamento della pelle è facilitato dal fatto che per evaporare 1 ml di sudore vengono consumate 0,58 kcal.

A temperatura ambiente, in una persona nuda, circa il 60% del calore viene emesso a causa dell'irraggiamento termico, circa il 12-15% - convezione dell'aria e 2-5% conduzione del calore, circa 20% - evaporazione.

Sistema di termoregolazione

I meccanismi fisici e chimici di termoregolazione nel corpo sono realizzati da processi biologici. Quindi il cambiamento nella produzione di calore è assicurato dalla regolazione del metabolismo da parte dei sistemi nervoso ed endocrino del corpo, dall'irraggiamento e dalla conduzione del calore - mediante espansione o contrazione dei vasi periferici, evaporazione - mediante un aumento o una diminuzione della sudorazione.

I nervi simpatici accelerano i processi metabolici. Una funzione simile è svolta dalle catecolamine surrenaliche e dagli ormoni tiroidei. L'essenza delle tremanti contrazioni involontarie è un forte aumento del processo di generazione di calore, poiché in questo caso tutta l'energia della contrazione muscolare viene convertita non in movimento meccanico, ma in calore.

La ridistribuzione del flusso sanguigno gioca un ruolo di primo piano nel modificare i processi di trasferimento del calore. Il restringimento dei vasi della pelle e del tessuto sottocutaneo, la chiusura delle anastomosi artero-venose contribuiscono ad un minore afflusso di calore e alla sua conservazione nel corpo. Al contrario, con la vasodilatazione, aumentano le possibilità per una manifestazione più efficace dei metodi fisici di trasferimento del calore. Con la dilatazione dei vasi sanguigni la temperatura cutanea può aumentare di 7-8°C. Il tono vascolare è controllato da ormoni e nervi autonomi. I nervi simpatici regolano anche il processo di traspirazione.

La temperatura corporea è controllata termorecettori periferico e centrale. I recettori periferici situati nella pelle contengono due tipi di recettori: caldo e freddo. I recettori centrali si trovano nell'ipotalamo principalmente nella regione preottica anteriore. Questi recettori svolgono un ruolo importante nella regolazione del trasferimento di calore, poiché controllano la temperatura del nucleo.

Ad una temperatura cutanea compresa tra 34 e 38°C gli impulsi in entrambi i tipi di recettori sono minimi. Questo crea una sensazione di comfort termico. Approssimativamente secondo lo stesso schema, funzionano i termorecettori centrali. Ma per loro la "finestra di temperatura" è più stretta, è compresa tra 37 e 37,5 o C.

Neuroni situati nell'ipotalamo anteriore centro di termoregolazione, attraverso il quale viene regolato il processo di trasferimento del calore. Il centro principale associato agli effettori è l'ipotalamo posteriore. Questi neuroni, attraverso i nervi simpatici, influenzano i vasi sanguigni, le ghiandole sudoripare e il metabolismo.

febbre ( febbri ) - questo è un tipico processo patologico caratteristico dell'uomo e degli animali omeotermici superiori, espresso in un aumento attivo della temperatura corporea a seguito della ristrutturazione dei centri di termoregolazione sotto l'influenza di sostanze pirogene. La febbre è causata da uno spostamento del punto costante di omeostasi della temperatura ad un livello più alto mantenendo i meccanismi di termoregolazione.

Va sottolineato che la temperatura corporea costante in tutti gli animali a sangue caldo viene mantenuta solo all'interno del corpo (nel "nucleo del corpo"). La temperatura del "guscio del corpo" - pelle, muscoli - può variare notevolmente a seconda della temperatura dell'ambiente. Pertanto, un indicatore oggettivo dell'aumento della temperatura corporea è l'aumento della temperatura interna del corpo.

Di eziologia Esistono due gruppi principali di febbri:

1. Infettivo.

pirogeni esogeni. Se ingeriti da animali omeotermi e dall'uomo, ne inducono la formazione pirogeni endogeni innescando collegamenti successivi nella catena patogenetica della febbre. I pirogeni endogeni sono anche detti pirogeni secondari e, a differenza dei pirogeni primari esogeni, sono fattori patogenetici della febbre. Le fonti di endopirogeni sono cellule fagocitiche - leucociti neutrofili, monociti, macrofagi alveolari e peritoneali, cellule RES - pirogeni dei leucociti. Oltre all'LP, i macrofagi sono in grado di sintetizzare le interleuchine in risposta all'esposizione agli esopirogeni. IL-1 colpisce il centro termoregolatore come LP, provocando febbre e stimola anche i linfociti T. Tale stimolazione dei linfociti, da un lato, porta all'attivazione del sistema immunitario nella lotta contro le infezioni e, dall'altro, stimola i linfociti a secernere linfochine che attivano il processo di formazione dell'endopirogeno da parte dei macrofagi. Prendendo ad esempio l'effetto dell'IL-1 si può tracciare una relazione diretta tra febbre e processi di difesa immunitaria.

1. Non infettivo. (proteine, sale)

Le febbri non infettive si verificano sotto l'influenza di numerosi fattori che causano danni ai tessuti e infiammazioni asettiche. Le febbri non infettive si verificano, ad esempio, con ustioni, lesioni meccaniche, dopo operazioni, con emorragie interne, attacchi di cuore, reazioni allergiche, processi autoimmuni, ecc. Lo sviluppo della febbre in questi casi è determinato dall'emigrazione dei leucociti al centro dell'infiammazione, la loro attivazione e il rilascio dei leucociti formati in essi pirogeni leucociti. Da ciò ne consegue che, nonostante la differenza nell'eziologia, il meccanismo patogenetico della comparsa della febbre non infettiva è identico a quello della febbre di genesi infettiva, cioè in entrambi i casi l'effetto dei fattori eziologici porta alla formazione di endopirogeni, che determinano tutti i processi successivi che si sviluppano durante la febbre.

La termoregolazione è un meccanismo che consente agli organismi viventi di mantenere un ambiente interno costante. La maggior parte dei processi nel corpo umano dipendono dalla temperatura: metabolismo, sintesi di proteine ​​e ormoni, digestione. Inoltre, il surriscaldamento o l'ipotermia possono portare a malattie gravi e persino alla morte.

Intervallo di temperatura

La termoregolazione è estremamente importante per il normale funzionamento umano. per le persone sane rientra in un intervallo ristretto compreso tra 36,0 e 37,0 gradi Celsius. Una forte diminuzione o aumento di questi valori porta solitamente alla morte.

Nel caldo, una persona suda intensamente. La perdita di liquidi in questo modo porta alla disidratazione, a volte piuttosto grave. Insieme al sudore, vitamine e minerali lasciano il corpo. A causa della disidratazione, il sangue diventa più denso e il metabolismo viene interrotto. La normale perdita di acqua durante la sudorazione ammonta al 3% del peso corporeo totale. Se questo valore supera la barriera del 6%, le funzioni cognitive ne risentono. Il venti per cento è sufficiente per la morte. Inoltre c’è un altro pericolo. Durante l'esposizione prolungata al sole, il corpo accumula più calore di quello che rilascia nell'ambiente e, secondo la legge dell'equilibrio termodinamico, il corpo umano si riscalda gradualmente alla temperatura dell'aria, cioè a 39-41 gradi Celsius. Ciò comporta un colpo di calore e perdita di coscienza. Anche il sistema cardiovascolare lavora duramente: il polso accelera, la pressione aumenta e il sangue ha difficoltà a passare attraverso i vasi.

L'ipotermia non è meno pericolosa per l'uomo. Con il freddo, i vasi sanguigni del corpo si restringono, causando ischemia dei tessuti. E se l’esposizione al freddo è prolungata, alcune aree della pelle o dei muscoli potrebbero morire. Influenzano anche il metabolismo, che avviene molte volte più velocemente, poiché il corpo ha bisogno di energia per il riscaldamento.

Nucleo e guscio

Convenzionalmente l’intero corpo umano può essere suddiviso in due livelli: il nucleo e il guscio. Il nucleo (soprattutto gli organi interni) ha una temperatura costante di circa trentasette gradi. Ciò si ottiene mediante un equilibrio tra produzione di calore e trasferimento di calore. Il guscio è una barriera spessa 2,5 cm tra l'ambiente e il nucleo. La termoregolazione è la capacità del guscio di mantenere una temperatura interna costante.

La pelle di una persona sana in diverse aree può riscaldarsi da 24 a 36,6 gradi. I posti più freddi sono le punte delle dita, mentre il posto più caldo è l'ascella. Le fluttuazioni della temperatura corporea durante il giorno raggiungono un grado: la più bassa è al mattino presto e la più alta alle sei di sera.

Generazione e trasferimento di calore

Cos'è la termoregolazione e come viene mantenuta nel corpo umano? A questa domanda non è così facile rispondere come sembra a prima vista. Il nostro corpo produce continuamente calore, che viene speso in gran parte per riscaldare l'ambiente esterno. Questo processo è chiamato trasferimento di calore. È regolato dal sistema nervoso, dai suoi risultati dipendono il metabolismo, l'attività cardiaca, la contrazione muscolare, ecc.

Normalmente, la produzione di calore è uguale al trasferimento di calore, cioè si osserva l'isotermia. Le ragioni della termoregolazione sono semplici: aiuta a mantenere intatta la temperatura interna e garantisce una certa indipendenza del corpo dalle condizioni esterne. In un'ora genera in una persona abbastanza calore da far bollire un litro d'acqua. E se non fosse per il trasferimento di calore, entro tre giorni dalla nascita saremmo tutti letteralmente cotti dall’interno. Pertanto, i processi che aiutano le persone a liberarsi del calore in eccesso sono estremamente importanti.

indurimento

Termoregolazione e indurimento vanno di pari passo. Il corpo si adatta agli effetti di temperature sempre più basse o più alte e si formano nuovi meccanismi per mantenere una temperatura interna costante.

A casa sono noti molti dei metodi di indurimento più comuni. Ad esempio, asciugando con acqua fredda. La prima volta l'acqua dovrebbe essere a 30 gradi, poi 28, 26 e così via fino a raggiungere i 15 gradi Celsius. Quando il corpo si abitua al freddo, puoi passare dallo sfregamento all'irrigazione o alla doccia. Anche i bagni all'aria aperta e al sole si sono rivelati efficaci. Inizialmente, la durata delle sessioni non deve superare i 15 minuti, ma col tempo è possibile aumentare il tempo fino a 60. Tuttavia, vale la pena ricordare che l'esposizione prolungata al sole può portare a problemi alla pelle e al cancro.

Termorecettori

La pelle gioca un ruolo fondamentale nella termoregolazione del corpo. Essendo l'organo più grande del corpo umano, svolge molte funzioni, tra cui contenere termorecettori (freddo e caldo). È noto che il freddo è circa dieci volte maggiore, quindi siamo molto più sensibili alle basse temperature. La maggiore concentrazione di recettori si trova sul viso e sul collo, mentre la minima si trova sulla punta delle dita. Tuttavia, la loro sensibilità è inversamente proporzionale alla quantità. Nonostante ci siano più recettori termici, sono quasi due volte più sensibili di quelli freddi.

Tipi di termoregolazione

La termoregolazione è un intero conglomerato di processi volti a mantenere una temperatura corporea costante attraverso lo scambio di calore. Il meccanismo di funzionamento di questo sistema può essere descritto utilizzando il principio del “feedback”. Cioè, prima cambia la temperatura ambientale, i recettori della pelle reagiscono e trasmettono un segnale al cervello. E da lì arriva la regolazione della produzione di calore e del suo rilascio.

Tutti i processi di termoregolazione possono essere suddivisi in due tipologie:

fisico;

Chimico.

La termoregolazione fisica, a sua volta, si divide in evaporazione, irraggiamento, conduzione del calore e convezione. Includono la termogenesi contrattile e non contrattile.

Termoregolazione fisica

La termoregolazione fisica è un insieme di processi che assicurano la rimozione del calore dal corpo. La natura offre diversi modi per questo:

Conduzione;

Convezione;

Radiazione;

Evaporazione.

Inoltre, il corpo può regolare l’intensità della circolazione sanguigna e il grado di dilatazione dei vasi sanguigni nella pelle, il che influisce anche sulla perdita di calore. Un altro meccanismo di perdita di calore è la sudorazione. È più efficace nei climi caldi o negli aumenti artificiali della temperatura ambiente.

A riposo, a una temperatura confortevole di 20 gradi Celsius, una persona perde circa il sessanta per cento del calore per irraggiamento, ne evapora solo il venti e il resto è dovuto alla conduzione e convezione. In appena un'ora perdiamo circa cento chilocalorie o quattrocentodiciannove joule.

Evaporazione e radiazione

L'evaporazione è il rilascio di energia nello spazio circostante dovuto alla perdita di umidità attraverso la pelle o le mucose. Altrimenti, questo processo si chiama sudorazione. Trovandosi a una temperatura confortevole (circa venti gradi Celsius), una persona perde circa 36 grammi di liquidi ogni ora. Quando la temperatura aumenta o si verifica un lavoro intenso, questa cifra a volte aumenta fino a due litri all'ora.

La convezione è un metodo dinamico di perdita di calore, che viene effettuato spostando particelle di acqua o aria, ad esempio tali flussi sono creati dal vento o da un ventilatore. In poche parole, il corpo, rilasciando calore, riscalda l'aria vicino alla pelle. Diventa più leggero di quello freddo e sale più in alto, e una nuova porzione prende il suo posto. Quando ci troviamo nel vento o ci muoviamo velocemente, anche l'aria intorno a noi si muove più velocemente, quindi il calore non rimane a lungo vicino alla pelle.

Termoregolazione chimica

Termoregolazione e metabolismo sono concetti strettamente correlati. Il metodo chimico si basa sulla modifica dell'intensità del processo di ossidazione e della vibrazione muscolare. L'energia per il riscaldamento del corpo è ottenuta dall'idrolisi dell'ATP (adenosina trifosfato). È necessario trasformare i composti complessi in composti più semplici. Il calore che si sprigiona in questo caso viene dissipato nello spazio circostante. Questa è la termogenesi non contrattile.

A seconda della temperatura ambiente, il metabolismo può accelerare o rallentare per mantenere un nucleo costante. Una persona si sente più a suo agio a 18-20 gradi Celsius. Ma questo è per l'aria. L'acqua conduce il calore più fortemente, quindi la temperatura dovrebbe essere più alta. I muscoli producono più calore durante la glicolisi aerobica. Pertanto, quando abbiamo freddo, il corpo inizia a tremare per aumentare la produzione di calore. Questa condizione è chiamata termogenesi contrattile.

Controllo della termoregolazione

La termoregolazione del cervello avviene allo stesso modo del resto del corpo, con la differenza che qui si trova il centro che controlla l'intero processo. L'ipotalamo contiene un centro di termoregolazione che coordina la velocità dei processi metabolici, la contrazione muscolare e il tono vascolare della pelle.

Le cellule nervose sensibili in questa parte del cervello possono distinguere fluttuazioni fino a centesimi e millesimi di grado. Analizzano le informazioni in arrivo e, utilizzando il principio del feedback, regolano la temperatura interna, impostandola in base alle circostanze esterne.

Subordinate all'ipotalamo sono la tiroide e le ghiandole surrenali. Il primo influenza il tasso metabolico e il secondo influenza il tono vascolare e i processi ossidativi nei muscoli. Usa i neurotrasmettitori e corregge le condizioni del corpo in base alle circostanze.