Cilvēka ķermenis ir saskanīga sistēma, kurā viss tiek pārdomāts līdz sīkumiem. Jo īpaši mēs runājam par siltuma radīšanu, ko rada cilvēks.
Kas ir termoregulācija?
Cilvēka ķermenis ir “aprīkots” ar fizioloģisko termoregulācijas sistēmu. Tas ir fizioloģisko mehānismu kopums, kas kontrolē ķermeņa temperatūru. Pateicoties šai sistēmai, ķermenī tiek uzturēta nemainīga optimāla temperatūra neatkarīgi no vides. Termoregulācija ir divu veidu:
- ķīmiska (saistīta ar siltuma veidošanos);
- fiziska (saistīta ar siltuma zudumiem).
No kurienes nāk siltums?
Kad cilvēks ēd pārtiku, tas sadalās olbaltumvielās, taukos un ogļhidrātos. Pārtikas vielas tiek oksidētas un tādējādi atbrīvo tajās pieejamo enerģiju. Pavadot šo enerģiju, ķermenis to pārvērš siltumā.
Lielākoties siltuma veidošanās notiek ķermeņa muskuļaudos. Pat ja jūs vispār nepārvietojaties, šis process neapstājas. Tikai tā intensitāte var mainīties. Piemēram, salīdzinot ar atpūtas stāvokli, normāla staigāšana palielina siltuma ražošanu par 60–80%. Papildus muskuļiem, siltuma veidošanā piedalās arī orgāni.
Tā kā siltumu rada nepārtraukti, ķermenim ir kaut kā jāatbrīvojas no tā pārpalikuma. Pretējā gadījumā dažu stundu laikā ķermeņa temperatūra paaugstināsies tik daudz, ka visas sistēmas pārstāja darboties. Tam ir siltuma pārnese. Siltuma ģenerēšana un izdalīšana ir sarežģīti procesi, kurus cilvēka ķermenī kontrolē īpaši mehānismi.
Sakarā ar to, ka ķermenis rūpīgi kontrolē visus siltuma veidošanās un izdalīšanās procesus, ķermenim ir stabila temperatūra. Siltuma pārnešana tiek veikta vairākos veidos: radiācija, vides sildīšana, gaisa izelpošana, svīšana utt.
Ķīmiskā termoregulācija
Ķīmiskā termoregulācija ir atbildīga par siltuma ražošanas intensitātes maiņu atbilstoši vides apstākļiem. Citiem vārdiem sakot, gaisa temperatūra ietekmē metabolismu cilvēka ķermenī. Ja tas kļūst vēsāks, ķermenis sāk aktīvāk ražot siltumu, lai nodrošinātu ķermeņa temperatūras stabilitāti.
Tā kā lielāko daļu siltuma saņem muskuļu darbs, kad cilvēkam ir auksti, ķermenis sāk drebēt. Šī ir normāla reakcija, ko izraisa ādas receptoru kairinājums. Zema gaisa temperatūra viņiem kalpo par satraukuma avotu, kas, savukārt, tiek pārraidīts uz centrālo nervu sistēmu (CNS) kā signāls - ir laiks palielināt siltuma ražošanu. Centrālā nervu sistēma aktivizē pastiprinātu muskuļu kontrakciju, un tāpēc parādās drebuļi. Tādējādi tas ir dabisks ķermeņa reflekss, kura mērķis ir uzlabot vielmaiņu un palielināt siltumu. Pat ja cilvēks nesāk aktīvāk kustēties, lai saglabātu siltumu, ķīmiskā termoregulācija to izdarīs viņa labā.
Aptuveni termoregulācija darbojas arī pretējā virzienā. Ja istaba ir pietiekami silta, ķermenim nav jāpārstrādā - vielmaiņa palēninās.
Interesants fakts: orgāni, kas atrodas vēdera dobumā, veido arī lielu siltuma daudzumu. Jo īpaši mēs runājam par nierēm un aknām. To bija iespējams uzzināt, izmērot asiņu temperatūru. Izrādījās, ka asinīm, kas uzbriest no aknām, ir augstāka temperatūra nekā tām, kas plūst. Turklāt pašu orgānu temperatūra ir par 1-2 grādiem augstāka nekā normāla ķermeņa temperatūra.
Fiziskā termoregulācija
Fiziskā termoregulācija ir atbildīga par siltuma pārneses intensitāti atkarībā no vides apstākļiem. Šis mehānisms darbojas pretēji ķīmiskajai vielai. Kad gaisa temperatūra paaugstinās, palielinās siltuma pārnese. Ja kļūst vēsāks, ķermenis izdala siltumu ne tik aktīvi. Tas viņam ļauj saglabāt pareizo līdzsvaru.
Siltuma pārneses metodes procentos:
- starojums - 44%;
- siltuma vadītspēja (apkārtējā gaisa sildīšana) - 31%;
- derīguma termiņš - 12%;
- svīšana - 10%;
- citi procesi - 3%.
Kad ķermenis izstaro siltumu, tas karsē apkārtējo gaisu un objektus no attāluma. Un karstuma laikā objekti, kuriem pieskaras persona, sakarst.
Kā mainās siltuma pārneses ātrums?
Milzīgu lomu šajā procesā spēlē asinsvadi. Zemā apkārtējā temperatūrā tie sašaurinās, augstā - izplešas. Kad ķermenis jūtas auksts un asinsvadi sašaurinās, samazinās asins plūsma. Tāpēc vēsā laikā āda kļūst bāla. Siltums tiek dots mazāk.
Ja gaiss ir silts vai karsts, rodas vazodilatācija, asinis plūst uz ķermeņa virsmas un āda iegūst sarkanīgu nokrāsu. Šajā laikā siltums tiek dots vairāk. Siltuma pārnese pēc šī principa notiek, ja ķermeņa temperatūra ir augstāka par gaisa temperatūru. Tādējādi, ja atšķirība starp šiem indikatoriem ir maza, ķermenis izdala minimālu siltumu. Piemēram, ārkārtīgā karstumā.
Šajā gadījumā svīšana nāk palīgā, pretējā gadījumā ķermenis pārkarst. Tas ir īpaši svarīgi, ja apkārtējais gaiss ir ļoti karsts. Jo karstāka vide, jo vairāk sviedru izdalās.
Interesants fakts: ja cilvēks dzīvo pastāvīgā karstā klimatā, gandrīz visi iepriekš minētie procesi viņa ķermenī nedarbojas, izņemot svīšanu. Tas ir saistīts ar faktu, ka gaisa temperatūra tur ir stabili virs 37 grādiem - ķermenis nesaņem atbilstošos signālus. Bet svīšana lielos apjomos (līdz 4,5 litriem dienā) palīdz izvairīties no pārkaršanas.
Slimības termoregulācija
Pastāv situācijas, kad tiek traucēts dabiskais termoregulācijas process. Jo īpaši dažādām slimībām. Tajā pašā laikā viņi runā par drudža parādīšanos, kuras cēlonis ir īpašas vielas - pirogēni. Tos var attīstīt pats ķermenis vai iekļūt tajā no ārējās vides - dažādiem mikrobiem, toksīniem utt. Bet ir svarīgi saprast, ka ārējie pirogēni vien neizraisa temperatūras paaugstināšanos - tā ir iekšējo pirogēnu reakcija uz to parādīšanos organismā.
Kurš orgāns ir atbildīgs par ķermeņa temperatūru?
Šīs vielas ietekmē vienu no smadzeņu daļām, hipotalāmu (diencephalon daļu), kur atrodas termoregulācijas centrs. Sakarā ar to ķermenis sāk uztvert normālo temperatūru kā pārāk zemu un sāk to paaugstināt. Tiek pārkāpta siltuma veidošanās un tās atgriešanās attiecība.
Palielinot temperatūru, ķermenis "nomierinās", jo uzskata, ka līdzsvars ir atjaunots un ka tā funkcija ir izpildīta. Kamēr organismā ir pirogēni, drudzis saglabājas stabils. Tajā pašā laikā ir jūtams karstums - trauki paplašinās. Tiek piemēroti tie paši principi kā normālā stāvoklī. Tiklīdz cilvēks atveseļojas, ķermenis normalizējas, un arī termoregulācija uzlabojas.
Tiek uzskatīts, ka drudzis slimībā ir labs, jo tas ir veids, kā ķermenis cīnās pret šo slimību. Bet tam nav ticamu pierādījumu. Visticamāk, apkure notiek, lai mobilizētu visus resursus un novērstu baktēriju izplatīšanos.
Siltuma veidošanās un izdalīšanās procesi organismā ir cieši saistīti un kontrolēti ar termoregulācijas fizioloģisko sistēmu. Tās uzdevums ir uzturēt stabilu, normālu ķermeņa temperatūru neatkarīgi no vides apstākļiem. Ķermenis ražo siltumu, ražojot pārtikas produktus un sadaloties olbaltumvielās, taukos un ogļhidrātos. Lielākā daļa siltuma rodas muskuļos un orgānos. Siltuma pārnešana notiek vairākos veidos - ar radiācijas, vadīšanas, svīšanas, izelpas utt.