Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

• Введение
• 1. Участие гипоталамуса промежуточного мозга в процессах терморегуляции
• 2. Возрастные и половые особенности суточной ритмики терморегуляции
• Заключение
• Список литературы

Введение

Терморегуляция - это совокупность физиологических процессов теплообразования и теплоотдачи, обеспечивающих поддержание нормальной температуры тела.

В основе терморегуляции лежит баланс этих процессов. Регуляция температуры тела посредством изменения интенсивности обмена веществ, называется химической терморегуляцией. Образование тепла усиливается путем интенсификации обменных процессов, это называется недрожательным термогенезом. Он обеспечивается за счет бурого жира. Его клетки содержат много митохондрий и специальный пептид, вызывающий разобщение процессов окисления и фосфорилирования и стимулирующий распад липидов с выделением тепла. Кроме того, термогенез усиливает непроизвольная мышечной активность в виде дрожи и произвольная моторная активность. Наиболее интенсивно теплообразование идет в работающих мышцах. При тяжелой физической работе оно возрастает на 500%.

Теплоотдача служит для выделения избытка образующегося тепла и называется физической терморегуляцией. Посредством теплоизлучения выделяется 60% тепла, конвекции (15%), теплопроводности (3 %), испарения воды с поверхности тела и из легких (20%).

Баланс процессов теплообразования и теплоотдачи обеспечивается нервными и гуморальными механизмами. Агаджанян Н. А. Физиология человека. Екатеринбург: Издательство «Медицинская книга», 2009. - 526 с.

При отклонении температуры тела от нормальной величины, возбуждаются терморецепторы кожи, сосудов, внутренних органов, верхних дыхательных путях. Этими рецепторами являются специализированные окончания дендритов сенсорных нейронов, а также тонкие волокна типа С.

Холодовых рецепторов в коже больше, чем тепловых и они расположены более поверхностно. Нервные импульсы от этих нейронов по спиноталамическим трактам поступают в таламус, гипоталамус и кору больших полушарий. Формируется ощущение холода или тепла.

В заднем гипоталамусе и преоптической области переднего, находится центр терморегуляции. Нейроны заднего гипоталамуса в основном обеспечивают химическую терморегуляцию, а переднего физическую.

В центре имеется три типа нейронов:

- Первый термочувствительные нейроны. Они расположены в преоптической области и реагируют на изменение температуры крови, проходящей через мозг. Меньшее количество таких же нейронов имеется в спинном и продолговатом мозге.

- Вторая группа - интернейроны. Они получают информацию от периферических температурных рецепторов и терморецепторных нейронов. Эта группа нейронов служат для поддержания установочной точки, т.е. определенной температуры тела. Одна часть данных нейронов получает информацию от холодовых, другая от тепловых периферических рецепторов и терморецепторных нейронов.

- Третий тип нейронов - эфферентные. Они находятся в заднем гипоталамусе и обеспечивают регуляцию механизмов теплообразования.

Свои влияния на исполнительные механизмы, центр терморегуляции осуществляет через симпатическую и соматическую нервную системы, железы внутренней секреции.

При повышении температуры тела возбуждаются периферические тепловые рецепторы и терморецепторные нейроны. Импульсы от них поступают к интернейронам, а затем к эффекторным. Эффекторными являются нейроны симпатических центров гипоталамуса. В результате их возбуждения активируются симпатические нервы, которые расширяют сосуды кожи и стимулируют потоотделение.

При возбуждении холодовых рецепторов наблюдается обратная картина. Частота нервных импульсов идущих к кожным сосудам и потовым железам уменьшается, сосуды суживаются, потоотделение тормозится. Одновременно расширяются сосуды внутренних органов. Если это не приводит к восстановлению температурного гомеостаза, включаются другие механизмы. Вот они:

- Во-первых, симпатические нервная система усиливает процессы катаболизма, а, следовательно, теплопродукцию. Выделяющийся из окончаний симпатических нервов норадреналин стимулирует процессы липолиза. Особую роль в этом играет бурый жир. Это явление называется недрожательным термогенезом.

- Во-вторых, от нейронов заднего гипоталамуса начинают идти нервные импульсы к двигательным центрам среднего и продолговатого мозга. Они возбуждаются и активируют б-мотонейроны спинного мозга. Возникает непроизвольная мышечная активность в виде холодовой дрожи.

- Третий путь - это усиление произвольной двигательной активности. Большое значение имеет соответствующее изменение поведения, которое обеспечивается корой.

Из гуморальных факторов наибольшее значение имеют адреналин, норадреналин и тиреоидные гормоны. Первые два гормона вызывают кратковременное повышение теплопродукции за счет усиления липолиза и гликолиза. При адаптации к длительному охлаждению усиливается синтез тироксина и трийодтиронина. Они значительно повышают энергетический обмен и теплопродукцию посредством увеличения количества ферментов в митохондриях.

Ведущую роль в процессе терморегуляции играет гипоталамус. Ткаченко Б. И. Физиология человека. М.: Издательство «ГЭОТАР-Медиа», 2009. - 496 с.

1. Участие гипоталамуса промежуточного мозга в процессах терморегуляции

Центр терморегуляции находится в гипоталамусе. В гипоталамусе (более всего в его медиальной преоптической области) найдены центральные терморецепторы, называемые также термосенсорами. Это нейроны, которые могут возбуждаться при их непосредственном охлаждении, нагревании на 0,1^оС или более и в результате изменять интенсивность, как теплопродукции, так и теплоотдачи организма в целом.

Например, при нагревании преоптической области гипоталамуса немедленно увеличивается потоотделение, расширяются сосуды кожи, при этом теплопродукция уменьшается. Учащение разрядов тепловых нейронов предшествует повышению частоты дыхания, при котором, также растет теплоотдача. С задним гипоталамусом в свою очередь связаны термочувствительные структуры среднего и спинного мозга.

Таким образом, центральные аппараты функциональной системы терморегуляции имеют большое число входных каналов.

Ведущую роль в терморегуляции играют структуры гипоталамуса, что было доказано методом перерезок мозга. Так, у кошки перерезка ростральнее гипоталамуса не приводит к существенным изменениям терморегуляции, но после нарушения связей гипоталамуса со средним мозгом животные практически теряют способность изменять теплопродукцию и теплоотдачу при температурном раздражении.

Регуляция теплообмена, а, следовательно, и температуры тела человека осуществляется центром терморегуляции, который расположен в медиальной преоптической области переднего отдела гипоталамуса и в заднем отделе гипоталамуса. Разрушение этих отделов гипоталамуса или нарушение их нервных связей посредством перерезки на уровне среднего мозга в экспериментах на животных приводит к нарушению контроля за температурой тела у гомойотермных организмов. Кроме того, местное нагревание передней гипоталамической области вызывает усиление потоотделения и учащение дыхания у экспериментальных животных, охлаждение - возникновение дрожи и «свертывание в клубок».

Регистрация активности отдельных нейронов гипоталамуса с помощью микроэлектродов показала ее изменение как в ответ на локальные колебания температуры в самом гипоталамусе, так и при воздействии раздражителей на терморецепторы кожи, внутренних органов и сосудов.

Вышеперечисленные факты доказывают, что центр терморегуляции расположен в гипоталамусе.

В терморегуляторном центре гипоталамуса обнаружены различные по функциям группы нервных клеток:

1) термочувствительные нейроны преоптической области;

2) клетки, «задающие» уровень поддерживаемой в организме температуры тела («установочная точка» терморегуляции) в переднем гипоталамусе;

3) вставочные нейроны (интернейроны) гипоталамуса;

4) эффекторные нейроны, управляющие процессами теплопродукции и теплоотдачи, в заднем гипоталамусе (рис. 1).

Рис.1. Схема взаимодействия различных типов нейронов терморегуляторного центра гипоталамуса между собой и с кожными терморецепторами. Стимуляция тепловых рецепторов кожи (Рт) и гипоталамуса активирует процессы теплоотдачи в организме человека, а холодовых рецепторов (Рх) кожи и гипоталамуса - теплопродукции. Ин -интернейроны гипоталамуса.

Термочувствительные нервные клетки преоптической области гипоталамуса непосредственно «измеряют» температуру артериальной крови, протекающей через мозг, и обладают высокой чувствительностью к температурным изменениям (способны различать разницу температуры крови в 0,011 °С).

Отношение холодо- и теплочувствительных нейронов в гипоталамусе составляет 1:6, поэтому центральные терморецепторы преимущественно активируются при повышении температуры «ядра» тела человека.

На основе анализа и интеграции информации о значении температуры крови и периферических тканей, в преоптической области гипоталамуса непрерывно определяется среднее (интегральное) значение температуры тела. Эти данные передаются через вставочные нейроны в группу нейронов переднего отдела гипоталамуса, задающих в организме определенный уровень температуры тела - «установочную точку» терморегуляции.

На основе анализа и сравнений значений средней температуры тела и заданной величины температуры, подлежащей регулированию, механизмы «установочной точки» через эффекторные нейроны заднего гипоталамуса воздействуют на процессы теплоотдачи или теплопродукции, чтобы привести в соответствие фактическую и заданную температуру.

Таким образом, за счет функции центра терморегуляции устанавливается равновесие между теплопродукцией и теплоотдачей, позволяющее поддерживать температуру тела в оптимальных для жизнедеятельности организма пределах (рис. 2).

Рис.2. Схема механизмов регуляции теплообмена в организме человека. Поддержание относительного постоянства температуры тела достигается с помощью баланса между количеством продуцируемого в единицу времени тепла в организме человека и количеством тепла, которое организм отдает за то же время в окружающую среду. Тепловой баланс регулируется нейрогуморальными механизмами, которые активируются в результате изменения импульсной активности эффекторных нейронов терморегуляторного центра гипоталамуса. Переверзев В. А. Физиология человека. Минск: Издательство «Вышэйшая школа», 2009. - 544 с.

В гипоталамический терморегуляторный центр поступает афферентная информация об изменениях внешней температуры от периферических терморецепторов и об изменения температуры «ядра» - от центральных терморецепторов.

В механизме формирования «установочной точки» имеет значение уровень спонтанной активности вставочных нейронов гипоталамуса. Например, если уровень спонтанной активности интернейрона является высоким, то для усиления термогенеза требуется более высокая активность кожных холодовых рецепторов, а значение пороговой температуры для регулируемой теплопродукции является более низким. И наоборот, если вставочный нейрон проявляет низкую спонтанную активность, то даже незначительная афферентация от кожных холодовых рецепторов может оказаться достаточной для запуска дополнительного теплообразования в организме. терморегуляция человек гипоталамус ритмика

Уровень спонтанной активности вставочных нейронов зависит от соотношения концентрации ионов натрия и кальция в гипоталамусе и некоторых других нетемпературных факторов.

Если гипоталамические центры терморегуляции обнаруживают, что температура тела слишком высока или слишком низка, они организуют реакции, направленные на повышение или снижение температуры тела. Наиболее характерными из них являются следующие.

В системах термоконтроля используются три основных механизма, направленных на снижение температуры тела, когда она становится слишком высокой:

1. Расширение сосудов кожи. Почти во всех областях тела сосуды кожи интенсивно расширяются. Эта реакция обусловлена торможением симпатических центров заднего гипоталамуса, вызывающих сужение сосудов. Полная вазодилатация может увеличить скорость отдачи тепла с поверхности кожи более чем в 8 раз.

2. Потоотделение. Дополнительное повышение температуры тела на 1°С вызывает потоотделение, достаточное для снижения эффективности уровня базальной теплопродукции в 10 раз.

3. Снижение теплопродукции. Отмечается резкое торможение механизмов теплопродукции, таких как мышечная дрожь или химическая теплопродукция.

Если становится слишком холодно, система, контролирующая температуру тела, организует прямо противоположные реакции:

1. Повсеместный спазм сосудов кожи. Эта реакция вызывается стимуляцией симпатических центров заднего гипоталамуса.

2. Пилоэрекция. Это реакция мышц на голове (волосы «встают»). Она возникает вследствие симпатической стимуляции мышц, прикрепленных к фолликулам волос и вызывающих их сокращение. В результате волосы действительно поднимаются. Это несущественно для человека, но у животных такое приподнятое положение волос позволяет увеличить толщину изолирующего слоя воздуха рядом с кожей, что существенно уменьшает теплоотдачу с поверхности кожи окружающей среде.

3. Увеличение теплопродукции (термогенез). Продукция тепла метаболическими системами увеличивается при мышечной дрожи, возбуждении симпатической нервной системы, влияющей на теплопродукцию, и увеличении секреции тироксина.

Эти способы стимуляции теплопродукции нуждаются в дополнительном разъяснении.

Область гипоталамуса, локализованную в дорсомедиальных отделах заднего гипоталамуса, близко к стенке третьего желудочка, называют первичным моторным центром мышечной дрожи. Эта область в норме тормозится сигналами центра терморегуляции, расположенного в преоптической области переднего гипоталамуса, но возбуждается под влиянием сигналов от холодовых рецепторов кожи и спинного мозга. Поэтому, как показано в связи с резко возросшей теплопродукцией, этот центр активируется, когда температура тела снижается на долю градуса ниже уровня критических значений. Это является поводом к передаче сигналов, вызывающих мышечную дрожь. Сигналы проводятся по двусторонним нисходящим проводящим путям спинного мозга, расположенным в боковых канатиках и заканчивающимся на нейронах переднего рога спинного мозга. Эти неритмичные сигналы не могут вызвать реальных мышечных сокращений, но они повышают тонус скелетных мышц во всем теле и повышают активность нейронов переднего рога спинного мозга.

Когда тонус повышается, достигая некоего критического уровня, начинается мышечная дрожь. Возможно, это является результатом повышения осцилляции интрафузальных волокон мышечных веретен, ответственных за рефлекс растяжения. Во время максимальной мышечной дрожи продукция телом тепла увеличивается в 4-5 раз относительно нормы. Ткаченко Б. И. Нормальная физиология человека. М.: Издательство «Медицина», 2005. - 928 с.

2. Возрастные и половые особенности суточной ритмики терморегуляции

У здорового взрослого человека имеются суточные колебания температуры тела: минимальная температура определяется в 4-7 ч., максимальная в 17-19 ч.

Вместе с тем, не существует единственной цифры, которая представляла бы собой «нормальную» температуру. Нормальная температура тела изменяется в зависимости от возраста, времени суток, физической активности, условий окружающей среды.

По-видимому, не следует единственное значение температуры принимать за верхний предел нормы. Более точно можно описать нормальную температуру тела как диапазон величин для каждого индивидуума.

При рождении ребенка ректальная температура составляет 37,7-38,2⁰C и ближе к температуре тела матери. В течение 2-3 ч. после рождения происходит снижение температуры тела на 1,5-2,0⁰C, причем аксиллярная температура тела у новорожденных составляет 37,2⁰C, но затем она снижается до 35,7⁰C и через 4-5 ч. вновь увеличивается до 36,5⁰C.

К 5-му дню жизни температура тела ребенка равна 37,0⁰C. У незрелых и недоношенных детей наблюдается более выраженная гипотермия, сохраняющаяся в течение нескольких суток. Нередко на 3-5-й день жизни у новорожденных отмечается подъем температуры тела до 38,0-39,0⁰C. Это явление носит название транзиторной гипертермии и может быть обусловлено бактериальным заселением кишечника, обезвоживанием организма и т.д.

У взрослого при измерении в подмышечной ямке нормальные колебания температуры тела составляют 36,5-37,5⁰C. Покровский В. М. Физиология человека. М.: Издательство «Медицина», 2007. - 656 с.

Аксиллярная температура может быть на 1,0⁰C ниже температуры тела из-за частичной вазоконстрикции кожи; оральная температура может быть ложно сниженной из-за частого дыхания. Максимальная суточная ректальная температура достигает, в среднем, 37,6⁰C, превышая 37,8⁰C у половины детей.

По данным литературных источников, температура выше 38,0-38,2⁰С (при ректальном измерении) у грудных детей и 37,2-37,7⁰С (при измерении во рту) выходит за рамки нормы, хотя это и довольно грубый ориентир. Невзирая на то, что аксиллярная температура ниже ректальной на 0,3-0,6⁰C, точной формулы пересчета нет.

Во рту температура на 0,2-0,3⁰С меньше, чем в прямой кишке. Принято считать, что фебрильная аксиллярная температура у подавляющего большинства детей (в т.ч. первых месяцев жизни) соответствует фебрильной ректальной температуре.

Для первых дней жизни ребенка характерна неустойчивость температуры тела в течение дня (отмечаются колебания ее при пеленании ребенка, после кормления). Циклические суточные колебания температуры тела формируются к 1,5-2 мес. жизни, когда устанавливается суточный ритм частоты дыхания и сердечных сокращений.

Диапазон колебаний температуры тела в течение суток в первые дни жизни составляет 0,3⁰C, в 2-3 мес. - 0,6⁰C, а к 3-5 годам достигает 1,0⁰C, у некоторых детей - 1,3⁰C.

Типичный циркадный ритм температуры тела устанавливается к 2-м годам жизни. Самая высокая температура обычно отмечается во второй половине дня (между 17:00 и 19:00), а минимальная - ранним утром (между 4:00-7:00).

У недоношенных детей колебания температуры тела в течение суток устанавливаются позднее, чем у доношенных, отражая состояние физической и психоэмоциональной активности детей.

В течение первого года жизни активность химической терморегуляции снижается. У ребенка 5-6 месяцев роль физической терморегуляции заметно возрастает. С возрастом основная масса бурого жира исчезает, но еще до 3-летнего возраста сохраняется реакция самой крупной части бурого жира - межлопаточной.

В обычных условиях у ребенка старше 3 лет активность несократительного термогенеза ограничена, а главенствующую роль в повышении теплопродукции начинает играть специфическая сократительная активность скелетных мышц - мышечный тонус и мышечная дрожь. Усиление ростовых процессов в период полуростового скачка (5-6 лет) приводит к увеличению длины и площади поверхности конечностей, что обеспечивает регулируемый теплообмен организма с окружающей средой. Это в свою очередь приводит к тому, что, начиная с 5,5-6 лет происходят значительные изменения терморегуляторной функции. Теплоизоляция тела возрастает, а активность химической терморегуляции существенно снижается.

С началом полового созревания наступает следующий этап развития терморегуляции, проявляющийся в расстройстве складывавшейся функциональной системы. У 11-12 летних девочек и 13-летних мальчиков, несмотря на продолжающееся снижение интенсивности обмена покоя, соответствующей подстройки сосудистой регуляции не происходит. Лишь в юношеском возрасте после завершения полового созревания возможности терморегуляции достигают дефинитивного уровня развития.

Повышение теплоизоляции тканей собственного тепла позволяет обходиться без включения химической терморегуляции (т.е. добавочной теплопродукции) даже при снижении температуры среды на 10-15? С. Такая реакция организма, естественно, более экономична и эффективна.

У здоровых детей может выявляться умеренное повышение температуры тела в дневные часы до 37,3-37,5⁰C без ухудшения самочувствия. Причиной такого повышения температуры может быть активация энергетического обмена, связанная с приемом пищи, высокой физической активностью «двигательная гипертермия» или психоэмоциональным возбуждением ребенка. У эмоционально возбудимых детей колебания температуры тела в течение дня более выражены.

В препубертатном возрасте и в период полового созревания (пубертатный период), когда происходят усиленный рост организма и перестройка нейрогуморальной регуляции функций, усиливается неустойчивость терморегуляционных механизмов.

В пожилом возрасте наблюдается снижение образования тепла в организме по сравнению со зрелым возрастом. Косицкий Г. И. Физиология человека. М.: Издательство «Медицина», 1985. - 560 с.

Заключение

Терморегуляция осуществляется рефлекторно. Колебания температуры окружающей среды воспринимаются терморецепторами. В большом количестве терморецепторы располагаются в коже, в слизистой оболочке полости рта, верхних дыхательных путях. Обнаружены терморецепторы во внутренних органах, венах, а также в некоторых образованиях центральной нервной системы.

Терморецепторы кожи очень чувствительны к колебаниям температуры окружающей среды. Они возбуждаются при повышении температуры среды на 0,007° С и понижении на 0,012° С.

Нервные импульсы, возникающие в терморецепторах, по афферентным нервным волокнам поступают в спинной мозг. По проводящим путям они достигают зрительных бугров, а от них идут в гипоталамическую область и к коре большого мозга. В результате возникают ощущения тепла или холода.

В спинном мозге находятся центры некоторых терморегуляторных рефлексов.

Гипоталамус является основным рефлекторным центром терморегуляции. Передние отделы гипоталамуса контролируют механизмы физической терморегуляции, т. е. они являются центром теплоотдачи. Задние отделы гипоталамуса контролируют химическую терморегуляцию и являются центром теплообразования. Эфферентными нервами центра терморегуляции являются главным образом симпатические волокна.

Важная роль в сознательной регуляции температуры тела принадлежит коре головного мозга.

В регуляции теплообмена участвует и гормональный механизм, в частности гормоны щитовидной железы и надпочечников. Гормон щитовидной железы - тироксин, повышая обмен веществ в организме, увеличивает теплообразование. Поступление тироксина в кровь возрастает при охлаждении организма. Гормон надпочечников - адреналин - усиливает окислительные процессы, увеличивая тем самым теплообразование. Кроме того, под действием адреналина происходит сужение сосудов, в частности сосудов кожи, за счет этого уменьшается теплоотдача.

Приспособление организма к пониженной температуре окружающей среды. При понижении температуры окружающей среды происходит рефлекторное возбуждение гипоталамуса.

Повышение его активности стимулирует гипофиз, результатом чего является усиленное выделение тиреотропина и кортикотропина, повышающих активность щитовидной железы и надпочечников. Гормоны данных желез стимулируют теплопродукцию.

Таким образом, при охлаждении включаются защитные механизмы организма, повышающие обмен веществ, теплообразование и уменьшающие теплоотдачу. Агаджанян Н. А. Основы физиологии человека. М.: Издательство «Издательство Российского Университета дружбы народов», 2009. - 368 с.

Список литературы

1. Агаджанян Н. А. Физиология человека. Екатеринбург: Издательство «Медицинская книга», 2009. - 526 с.

2. Агаджанян Н. А. Основы физиологии человека. М.: Издательство «Издательство Российского Университета дружбы народов», 2009. - 368 с.

3. Косицкий Г. И. Физиология человека. М.: Издательство «Медицина», 1985. - 560 с.

4. Покровский В. М. Физиология человека. М.: Издательство «Медицина», 2007. - 656 с.

5. Переверзев В. А. Физиология человека. Минск: Издательство «Вышэйшая школа», 2009. - 544 с.

6. Ткаченко Б. И. Нормальная физиология человека. М.: Издательство «Медицина», 2005. - 928 с.

7. Ткаченко Б. И. Физиология человека. М.: Издательство «ГЭОТАР-Медиа», 2009. - 496 с.

Размещено на Allbest.ru