Теплопродукция. Механизмы увеличения теплопродукции

Обновлено: 28.09.2022

Теплопродукция. Механизмы увеличения теплопродукции

а) Увеличение теплопродукции по механизму химической теплопродукции, вызванное возбуждением симпатической нервной системы. Как указывалось в отдельной статье на сайте (просим вас пользоваться формой поиска выше), возросшая симпатическая стимуляция или циркуляция норадреналина и адреналина в крови могут вызывать немедленное увеличение скорости метаболизма в клетках. Этот эффект называют химическим термогенезом. Он является следствием способности норадреналина и адреналина вызывать разобщение реакций окислительного фосфорилирования. Это означает, что при окислении большого количества питательных веществ освобождающаяся энергия выделяется в виде тепла, а не запасается в форме АТФ.

Как показано в экспериментах на животных, интенсивность химической теплопродукции прямо пропорциональна количеству бурого жира в тканях животных. Такой тип жировой ткани содержит большое количество особых митохондрий, в которых разобщаются реакции окислительного фосфорилирования (просим вас пользоваться формой поиска выше). Эти клетки обладают мощной симпатической иннервацией.

Акклиматизация существенно влияет на интенсивность химического теплообразования. У некоторых животных, например крыс, подвергавшихся холодовой экспозиции в течение нескольких недель, обнаружено увеличение теплопродукции на 100-500% в ответ на действие холода. В то же время у неакклиматизированных животных теплопродукция на фоне холодовой экспозиции увеличивалась всего на 1/3. Увеличение теплопродукции ведет к соответственному увеличению потребления пищи.

У взрослых людей, практически не имеющих бурого жира, интенсивность теплопродукции за счет химической теплопродукции редко увеличивается более чем на 10-15%, однако у младенцев, имеющих небольшое количество бурого жира в межлопаточной области, за счет химического термогенеза теплопродукция может увеличиваться на 100%, что, возможно, является важным механизмом поддержания температуры тела у новорожденных.

Теплопродукция. Механизмы увеличения теплопродукции

Влияние температуры гипоталамуса на отдачу телом тепла путем испарения и на теплопродукцию, обусловленную главным образом мышечной дрожью.
Чрезвычайно высокий уровень критической температуры, при котором начинает увеличиваться теплоотдача, а теплопродукция достигает минимального стабильного уровня

б) Увеличение выброса тироксина как причина долговременного увеличения теплопродукции. Охлаждение преоптической зоны приводит к увеличению продукции нейросекреторного гормона гипоталамуса тиреотропин-рилизинг гормона (ТРГ). Портальные вены гипоталамуса переносят этот гормон к передней доле гипофиза, где он стимулирует продукцию тиреотропного гормона.

Тиреотропный гормон, в свою очередь, стимулирует увеличение выброса тироксина щитовидной железой (просим вас пользоваться формой поиска выше). Увеличение концентрации тироксина приводит к нарастанию интенсивности метаболизма клеток, что является еще одним механизмом химической теплопродукции. Увеличение интенсивности метаболизма не возникает незамедлительно и требует нескольких недель холодовой экспозиции, необходимых для гипертрофии щитовидной железы и достижения нового уровня секреции тироксина.

Помещение животных в условия действия очень низких температур на срок до нескольких недель может вызвать увеличение размеров щитовидной железы на 20-40%. Однако люди редко позволяют подвергать себя действию таких низких температур, каким подвергают животных, поэтому до сих пор мы не имеем количественной оценки вклада тиреоидного механизма в адаптацию человека к действию низких температур.

В отдельных исследованиях было показано, что у военных, размещенных на несколько месяцев в арктических регионах, интенсивность метаболизма возрастает. У некоторых эскимосов отмечается ненормально высокий уровень основного обмена. Возможно, стимулирующим эффектом холода можно объяснить более частую встречаемость токсического зоба щитовидной железы у людей, живущих в холодном климате, по сравнению с людьми, живущими в теплом климате.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Вопрос 2 Механизмы теплопродукции и теплоотдачи. Теплопродукция, или химическая терморегуляция. Механизмы теплоотдачи, или физической терморегуляции.

Теплоотдача (физическая терморегуляция) - это выделение тепла во внешнюю среду путем теплоиспарения, теплопроведения, теплоизлучения и конвекции (тепломассопереноса) Интенсивность отдачи тепла, в целом, и отдельными ее механизмами, как правило, может регулироваться в зависимости от температуры среды и интенсивности теплообразования.

1) Влажная (испарение) теплоотдача (перспирация) 1а. ощутимая перспирация (испарение пота)1б. Неощутимая перспирация (испарение при дыхании и с кожи просачивающейся воды)

2) Сухая теплоотдача 2а. Теплоизлучение 2б Теплопроведение 2 в. Конвекция ( массотеплоперенос) а)естественная, б)форсированнная

1) Основной источник теппопродукции – внутренние органы ( печень) и скелетные мышцы. Тепло вначале идет к коже (внутренний поток тепла) - за счет нагревания крови (кровь - хороший проводник тепла), которая отдает тепло коже за счет механизмов теплопроведения и тепломассапереноса (конвекции). 2) Кожа отдает тепло окружающей среде. Это – наружный поток тепла. В этом процессе участвует 4 механизма –теплопроводение, массатеплоперенос (конвекция), теплоизлучение и испарение. 3) Вклад этих 4 механизмов в общую отдачу тепла различный, что зависит от интенсивности теплопродукции и условий теплоотдачи.

Так, в условиях комфортной температуры среды - основная масса тепла (до 80%) отдается за счет теплопроведения, конвекции и теплоизлучения, а при высокой температуре среды - до 90% тепла отдается путем испарения.

ТЕПЛОПРОВЕДЕНИЕ - отдача тепла телу, которое непосредственно контактирует с телом человека. Чем выше температурный градиент, тем выше отдача тепла. Таким путем в условиях комфортной температуры отдается до 10-15%.

Потовые железы - состоят из концевой части ( тела) и протока, который открывается потовой порой.

Вопрос 3 Физиология проводникового и коркового отделов сенсорных систем. Основные принципы функционирования проводникового и коркового отделов сенсорных систем.

ПРОВОДНИКОВЫЙ И КОРКОВЫЙ ОТДЕЛЫ

Афферентные нейроны – это первые нейроны, которые участвуют в обработке сенсорной информации.они локализованы в ганглиях (например, вестибулярный ганглий, спиральный ганглий).

Исключение - фоторецепторы их афферентные нейроны (ганглиозные клетки) находятся на сетчатке

Выделяют четыре отдельных потока импульсов в кору больших полушарий: специфический,ассоциативный ,неспецифический,передаточный

Роль ассоциативной коры

В коре расположены: нейроны с простыми, сложными и «сверхсложными» рецептивными полями, ансамбли нейронов, выделяемые «под образы», а также гностические («бабушкины») нейроны, узнающие определенный предмет внешнего мира

Центральный (корковый) отдел анализаторов: высокодифференцированные, мономодальные нейроны, 4 слой коры, проекция периферии точка в точку

Вторичная проекционная зона: полимодальные нейроны, осуществляющие взаимодействие анализаторов и более сложную переработку сенсорной информации

Билет 59

Вопрос 1 Гормоны, вырабатываемые в желудочно-кишечном тракте, или энтериновые гормоны. Физиологическая роль гормонов, механизм действия и причастность к развитию патологических состояний в организме.

Гормоны, вырабатываемые в желудочно-кишечном тракте, представляют собою пептиды; многие из них существуют в нескольких молекулярных формах. Наиболее изученными являются гастрин, секретин, холецистокинин (панкреозимин). В желудочно-кишечном тракте вырабатывается также глюкагон (энтероглюкагон). Основа функцией этих гормонов является влияние на моторику и ceкрецию различных отделов желудочно-кишечного тракта.

Гастрин стимулирует секрецию соляной кислоты железами фундального отдела желудка.

и синдроме Золлингера — Эллисона секреция гастрина резко повышается вследствие опухоли клеток, продуцирующих гастрин, в желудке или поджелудочной железе — доброкачественной или злокачественной гастриномы. Повышенные концентрации гастрина при синдроме Золлингера-Эллисона вызывают гипертрофию слизистой желудка, усиление её складчатости, функциональную гиперплазию желёз желудка, главных и париетальных клеток. Гиперсекреция гастрина, приводя к гиперсекреции соляной кислоты и пепсина, вызывает у больных с гастриномой развитие гастрита или язвенной болезни желудка или двенадцатиперстной кишки, гастроэзофагеального рефлюкса. В меньшей степени секреция гастрина повышается при инфекции желудка. Однако этого повышения может оказаться вполне достаточно, чтобы спровоцировать развитие гиперацидного гастрита или язвенной болезни желудка либо двенадцатиперстной кишки. Секреция гастрина также повышается при стрессе (вследствие усиления симпатической стимуляции желудка), при высоком уровне глюкокортикоидов или при приёме экзогенных глюкокортикоидов, ингибиторов биосинтеза простагландинов. Это объясняет появление «стрессовых» и стероидных язв желудка, гастритов и язв желудка при приёме нестероидных противовоспалительных препаратов. Также секреция гастрина значительно повышается при угнетении секреции соляной кислоты, например, при приёме ингибиторов протонного насоса или блокаторов H2-гистаминовых рецепторов. Возникающая при приёме этих лекарств выраженная гипергастринемия может вызывать феномен «кислотного рикошета» при их резкой отмене — секреция кислоты может повыситься даже выше уровня, который был до лечения. Секретин и холецистокинин стимулируют экзокринную функцию поджелудочной железы. Сeкретин вызывает выделение панкреатического сока, а холецистокинин – секрецию ферментов.

Теплопродукция. Обмен вещ-в как источник образования тепла. Роль отдельных органов в теплопродукции.

Теплопродукция – образование тепла в орг-зме в рез-те обменных процессов. Выделяют 2 вида теплопродукции:1)восстановительная или запаздывающая (теплопродукция в мышце, продолжающаяся в течение нескольких мин после ее расслабления) и 2)начальная(во время сокращения мышцы и последующего расслабления). В процессе обмена вещ-в, при окислении и гликолизе происходит выделение тепла, поэтому все живые активно метаболизирующие клетки продуцируют тепло даже в состоянии покоя. Но кол-во выделяющегося тепла разное в различных клетках. В мышечной ткани, печени, почках его выделяется больше, чем в костной и хрящевой тканях, где обмен вещ-в протекает менее интенсивно. Поэтому теплопродукцию в орг-зме обеспечивают клетки мышц и внутренних органов. У некоторых орг-змов продуцирование тепла идет за счет запасных питательных веществ — жира. У животных, впадающих в зимнюю спячку, у домашней мыши и у новорожденных теплокровных имеется бурая жировая ткань. Она обладает высоким уровнем обмена и способна интенсивно продуцировать тепло. Роль органов: основную роль играют мышцы, эффективным процессом явл-ся – дрожание, т.к. мышца работу не совершает и энергия выделяется в виде тепла. Также органом теплообразования явл-ся –печень, т.к. в ней протекают окислительные процессы. Теплоотдача происходит физическим путем. Играют роль процессы: испарения, излучения, конвекции (отдачи тепла слоям воздуха) и кондукции (теплопроведение) – отдача тепла предметам при соприкосновении. Немаловажную роль осущ-ет –гипоталамус, где находятся подкорковые центры теплопродукции. Важную роль играют периферические терморецепторы, которые сигнализируют о t окр. среды. При повышении t в орг-зме возникают компенсаторные реакции: расширяются периферические сосуды кожи, учащается дыхание, усиливается деят-ть ССС – это усиливает отдачу тепла испарением. Процессы теплопродукции замедляются. При понижении t окр. среды происходит спазм периферических сосудов, кровь оттекает к внутренним органам, уряжается дыхание кровообращение; развивается мышечная дрожь, человек уменьшает площадь теплоотдачи (принимает вынужденную позу).

65.Теплопередача. Способы отдачи тепла с поверхности тела. Физиологический механизм теплоотдачи.

Теплопередача или теплообмен – это изменение внутреннейэнергии без совершения работы: энергия передается отболеенагретыхтелкменеенагретым. Сущ-ет 4 вида теплопередачи: 1)Теплопроводность – способ отдачи тепла, имеющий место при контакте, соприкосновении тела чел-кас другими физическими телами. Сухой воздух, жировая ткань характеризуются низкой теплопроводностью и являются теплоизоляторами. Использование одежды из тканей, со­держащих большое число маленьких неподвижных «пузырьков» воз­духа, дает возможность уменьшить рассеяние тепла путем теплопро­водности. Влажный, насыщенный водяными парами воздух, вода характеризуются высокой теплопроводностью. Поэтому пребывание при низкой tв среде с высокой влажностью сопровож­дается усилением теплопотерь орг-зма. Влажная одежда также теряет свои теплоизолирующие свойства. 2)Конвекция – способ теплоотдачи орг-зма, осуществляемый путем переноса тепла движущимися частицами воздуха (воды). Пример: нагревание жидкости и воздуха в комнате. Кол-во отдаваемого конвекцией тепла увеличивается при увеличении скорости движения воздушных потоков (ветер, вентиляция). 3)Излучение – способотдачитепла в окр. среду поверхностьютелачел-ка в виде электромагнитных волн. При t окр. среды 20°С и относительной влаж­ности воздуха 40-60% организм взрослого чел-ка рассеивает путем излучения около 40-50% всего отдаваемого тепла. Теплоотдача пу­тем излучения увеличивается при понижении t окр. среды и уменьшается при ее повышении. В условиях постоян­ной t окр. среды излучение с поверхности тела возрастает при, повышенииt кожи и уменьшается при ее понижении. Если средние t поверхности кожи и окр. среды равны, отдача тепла излучением становится невозможной. Сни­зить теплоотдачу организма излучением можно за счет уменьшения площади поверхности излучения («сворачивания тела в клубок»). Если t окр. среды превышает среднюю t кожи, тело чел-ка, поглощая инфракрасные лучи, излучаемые предметами, согревается. 4)Испарение – с поверхности происходит исперение ч/з потовые железы, поры.

Теплопродукция и теплоотдача

У человека и теплокровных животных температура «ядра» тела поддержи­вается на относительно постоянном уровне. Это достигается с помощью процессов эндогенной терморегуляции, результатом которой является устой­чивое равновесие между количеством продуцируемого в организме в еди­ницу времени тепла (теплопродукцией) и количеством тепла, рассеиваемого организмом за то же время в окружающую среду (теплоотдачей). Другим важнейшим процессом в регуляции температуры тела является поведение-

ская терморегуляция, обусловленная изменением характера поведения че­ловека и животных для поддержания температурного баланса (например, ношение человеком теплой одежды в холодное время года или сворачива­ние животного в «клубок»).

Суммарная теплопродукция (теплообразование) в организме состоит из первичной и вторичной теплоты. Первичная теплота выделяется в ходе по­стоянно протекающих во всех органах и тканях реакций обмена веществ. Вторичная теплота образуется при расходовании энергии макроэргиче- ских соединений на выполнение человеком определенной мышечной ра­боты. Уровень теплообразования в организме зависит от величины основ­ного обмена, «специфически динамического действия» принимаемой пи­щи, мышечной активности и интенсивности метаболизма в тканях.

Метаболические процессы осуществляются с неодинаковой интенсив­ностью в различных органах и тканях, поэтому вклад в общую теплопро­дукцию организма отдельных органов и тканей неравнозначен. Наиболь­шее количество тепла образуется в скелетных мышцах при их тоническом напряжении или сокращении. Образование тепла, наблюдающееся в мыш­цах при этих условиях, получило название сократительного термогенеза (сократительной теплопродукции), который является наиболее значимым механизмом теплообразования у взрослого человека.

У новорожденных, а также у мелких млекопитающих животных имеется


Норадреналин, высвобождаемый симпатическими нервными окончаниями в условиях холода, воздействует на p-адренорецепторы (р) на мембране клеток бурой жировой ткани и через сис­тему вторичного посредника — циклический аденозинмонофосфат (цАМФ) стимулирует обра­зование свободных жирных кислот из триацилглицеролов, которые окисляются в митохондри­ях. ГЛ — гормончувствительная липаза, НП — несвязанный протеин, Н+ — протоны водорода, АТФ — аденозинтрифосфат.

механизм ускоренного теплообразования за счет возрастания метаболиче­ской активности в других тканях и, прежде всего, в буром жире. Бурую ок­раску этой ткани придает большое количество окончаний симпатических нейронов, содержащих медиатор норадреналин. В условиях холодового воздействия на организм под влиянием выделяющегося из симпатических нервных окончаний норадреналина происходит интенсивное окисление жирных кислот. Бурый жир характеризуется избытком митохондрий, кото­рые окружают мелкие капельки жира в цитоплазме. Окисление жирных кислот в митохондриях бурой жировой ткани осуществляется без значимо­го синтеза макроэргов и, таким образом, с максимально возможным обра­зованием теплоты. Этот механизм получил название несократителъного термогенеза (несократителъной теплопродукции) (рис. 13.3). Посредством механизмов несократительного термогенеза уровень теплопродукции у че­ловека может быть увеличен примерно в три раза по сравнению с уровнем основного обмена.

Существуют следующие пути отдачи тепла организмом в окружающую сре­ду: излучение, теплопроеедение, конвекция и испарение.

Излучение — это способ отдачи тепла в окружающую среду поверхно­стью тела человека в виде электромагнитных волн инфракрасного диапазо­на (а = 5—20 мкм). Количество тепла, рассеиваемого организмом в окру­жающую среду излучением, пропорционально площади поверхности излу­чения и разности средних значений температур кожи и окружающей сре­ды. Площадь поверхности излучения — это суммарная площадь поверхно­сти тех частей тела, которые соприкасаются с воздухом. При температуре окружающей среды 20 °C и относительной влажности воздуха 40—60 % ор­ганизм взрослого человека рассеивает путем излучения около 40—50 % всего отдаваемого тепла. Теплоотдача путем излучения возрастает при по­нижении температуры окружающей среды и уменьшается при ее повыше­нии. В условиях постоянной температуры окружающей среды излучение с поверхности тела возрастает при повышении температуры кожи и умень­шается при ее понижении. Если средние температуры поверхности кожи и окружающей среды выравниваются (разность температур становится рав­ной нулю), отдача тепла излучением становится невозможной. Снизить те­плоотдачу организма излучением можно за счет уменьшения площади по­верхности излучения («сворачивания тела в клубок»). Если температура окружающей среды превышает среднюю температуру кожи, тело человека, поглощая инфракрасные лучи, излучаемые окружающими предметами, со­гревается.

Теплопроеедение — способ отдачи тепла, имеющий место при контакте, соприкосновении тела человека с другими физическими телами. Количест­во тепла, отдаваемого организмом в окружающую среду этим способом, пропорционально разнице средних температур контактирующих тел, пло­щади контактирующих поверхностей, времени теплового контакта и теп­лопроводности контактирующего тела. Сухой воздух, жировая ткань харак­теризуются низкой теплопроводностью и являются теплоизоляторами. Ис­пользование одежды из тканей, содержащих большое число маленьких не­подвижных «пузырьков» воздуха между волокнами (например, шерстяные ткани), дает возможность организму человека уменьшить рассеяние тепла путем теплопроводности. Влажный, насыщенный водяными парами воз­дух, вода характеризуются высокой теплопроводностью. Поэтому пребыва-


Рис. 13.4. Виды теплоотдачи. Пути отдачи тепла организмом во внешнюю среду можно условно подразделить на «влажную» теплоотдачу, связанную с испарением пота и влаги с кожи и слизистых оболочек, и на «сухую» теплоотдачу, которая не связана с потерей жидкости.

ние человека в среде с высокой влажностью при низкой температуре со­провождается усилением теплопотерь организма. Влажная одежда также теряет свои теплоизолирующие свойства.

Конвекция — способ теплоотдачи организма, осуществляемый путем пе­реноса тепла движущимися частицами воздуха (воды). Для рассеяния тепла конвекцией требуется обтекание поверхности тела потоком воздуха с более низкой температурой, чем температура кожи. При этом контактирующий с кожей слой воздуха нагревается, снижает свою плотность, поднимается и замещается более холодным и более плотным воздухом. В условиях, когда температура воздуха равна 20 °C, а относительная влажность — 40—60 %, тело взрослого человека рассеивает в окружающую среду путем теплопро- ведения и конвекции около 25—30 % тепла (базисная конвекция). При увеличении скорости движения воздушных потоков (ветер, вентиляция) значительно возрастает и интенсивность теплоотдачи (форсированная кон­векция).

Отдача тепла организмом путем теплопроведения, конвекции и излуче­ния, называемых вместе «сухой» теплоотдачей, становится неэффективной при выравнивании средних температур поверхности тела и окружающей среды.

Теплоотдача путем испарения — это способ рассеяния организмом тепла в окружающую среду за счет его затраты на испарение пота или влаги с поверхности кожи и влаги со слизистых оболочек дыхательных путей («влажная» теплоотдача). У человека постоянно осуществляется выделе­ние пота потовыми железами кожи («ощутимая», или железистая, потеря воды), увлажняются слизистые оболочки дыхательных путей («неощутимая» потеря воды) (рис. 13.4). При этом «ощутимая» потеря воды организмом оказывает более существенное влияние на общее количество отдаваемого путем испарения тепла, чем «неощутимая».

При температуре внешней среды около 20 °C испарение влаги составля­ет около 36 г/ч. Поскольку на испарение 1 г воды у человека затрачивается 0,58 ккал тепловой энергии, нетрудно подсчитать, что путем испарения ор­ганизм взрослого человека отдает в этих условиях в окружающую среду около 20 % всего рассеиваемого тепла. Повышение внешней температуры, выполнение физической работы, длительное пребывание в теплоизоли­рующей одежде усиливают потоотделение и оно может возрасти до 500— 2000 г/ч. Если внешняя температура превышает среднее значение темпера­туры кожи, то организм не может отдавать во внешнюю среду тепло излу­чением, конвекцией и теплопроведением. Организм в этих условиях начи­нает поглощать тепло извне, и единственным способом рассеяния тепла становится усиление испарения влаги с поверхности тела. Такое испарение возможно до тех пор, пока влажность воздуха окружающей среды остается меньше 100 %. При интенсивном потоотделении, высокой влажности и малой скорости движения воздуха, когда капли пота, не успевая испарить­ся, сливаются и стекают с поверхности тела, теплоотдача путем испарения становится менее эффективной.

13.2.3. Поведенческая терморегуляция

Наряду с эндогенными процессами для поддержания нормальной темпера­туры тела важнейшим механизмом является изменение характера поведе­ния, или поведенческая терморегуляция. Для холоднокровных животных этот механизм является определяющим. Поддерживающими постоянную температуру факторами являются изменение позы, поиск укрытия, по воз­можности выбор более теплой или холодной среды и т. п. Человек для поддержания оптимальной температуры тела нередко прибегает к усилен­ным мышечным движениям, особенно для согревания на холоде. При ходьбе теплопродукция увеличивается в 2 раза, а при беге или интенсив­ной работе — в 4—5 раз. Повышение температуры тела при этом даже на несколько десятых градуса способствует ускорению окислительных про­цессов, в частности — окислению продуктов белкового катаболизма. Кроме того, для человека не менее важными факторами поддержания оптималь­ной температуры тела является ношение одежды, соответствующей темпе­ратуре окружающей среды, и оборудование жилища (утепление жилища зимой и использование кондиционеров в жаркое время года).

Теплоотдача. Излучение. Теплопроведение. Конвекция. Испарение.

Существуют следующие пути отдачи тепла организмом в окружающую среду: излучение, теплопроведение, конвекция и испарение.

Излучение — это способ отдачи тепла в окружающую среду поверхностью тела человека в виде электромагнитных волн инфракрасного диапазона (а = 5—20 мкм). Количество тепла, рассеиваемого организмом в окружающую среду излучением, пропорционально площади поверхности излучения и разности средних значений температур кожи и окружающей среды. Площадь поверхности излучения — это суммарная площадь поверхности тех частей тела, которые соприкасаются с воздухом. При температуре окружающей среды 20 °С и относительной влажности воздуха 40—60 % организм взрослого человека рассеивает путем излучения около 40—50 % всего отдаваемого тепла. Теплоотдача путем излучения возрастает при понижении температуры окружающей среды и уменьшается при ее повышении. В условиях постоянной температуры окружающей среды излучение с поверхности тела возрастает при повышении температуры кожи и уменьшается при ее понижении. Если средние температуры поверхности кожи и окружающей среды выравниваются (разность температур становится равной нулю), отдача тепла излучением становится невозможной. Снизить теплоотдачу организма излучением можно за счет уменьшения площади поверхности излучения («сворачивания тела в клубок»). Если температура окружающей среды превышает среднюю температуру кожи, тело человека, поглощая инфракрасные лучи, излучаемые окружающими предметами, согревается.

Теплоотдача. Излучение. Теплопроведение. Конвекция. Испарение.

Рис. 13.4. Виды теплоотдачи. Пути отдачи тепла организмом во внешнюю среду можно условно подразделить на «влажную» теплоотдачу, связанную с испарением пота и влаги с кожи и слизистых оболочек, и на «сухую» теплоотдачу, которая не связана с потерей жидкости.

Теплопроведение — способ отдачи тепла, имеющий место при контакте, соприкосновении тела человека с другими физическими телами. Количество тепла, отдаваемого организмом в окружающую среду этим способом, пропорционально разнице средних температур контактирующих тел, площади контактирующих поверхностей, времени теплового контакта и теплопроводности контактирующего тела. Сухой воздух, жировая ткань характеризуются низкой теплопроводностью и являются теплоизоляторами. Использование одежды из тканей, содержащих большое число маленьких неподвижных «пузырьков» воздуха между волокнами (например, шерстяные ткани), дает возможность организму человека уменьшить рассеяние тепла путем теплопроводности. Влажный, насыщенный водяными парами воздух, вода характеризуются высокой теплопроводностью. Поэтому пребывание человека в среде с высокой влажностью при низкой температуре сопровождается усилением теплопотерь организма. Влажная одежда также теряет свои теплоизолирующие свойства.

Конвекция — способ теплоотдачи организма, осуществляемый путем переноса тепла движущимися частицами воздуха (воды). Для рассеяния тепла конвекцией требуется обтекание поверхности тела потоком воздуха с более низкой температурой, чем температура кожи. При этом контактирующий с кожей слой воздуха нагревается, снижает свою плотность, поднимается и замещается более холодным и более плотным воздухом. В условиях, когда температура воздуха равна 20 °С, а относительная влажность — 40—60 %, тело взрослого человека рассеивает в окружающую среду путем теплопро-ведения и конвекции около 25—30 % тепла (базисная конвекция). При увеличении скорости движения воздушных потоков (ветер, вентиляция) значительно возрастает и интенсивность теплоотдачи (форсированная конвекция).

Отдача тепла организмом путем теплопроведения, конвекции и излучения, называемых вместе «сухой» теплоотдачей, становится неэффективной при выравнивании средних температур поверхности тела и окружающей среды.

Теплоотдача. Излучение. Теплопроведение. Конвекция. Испарение.

Теплоотдача путем испарения — это способ рассеяния организмом тепла в окружающую среду за счет его затраты на испарение пота или влаги с поверхности кожи и влаги со слизистых оболочек дыхательных путей («влажная» теплоотдача). У человека постоянно осуществляется выделение пота потовыми железами кожи («ощутимая», или железистая, потеря воды), увлажняются слизистые оболочки дыхательных путей («неощутимая» потеря воды) (рис. 13.4). При этом «ощутимая» потеря воды организмом оказывает более существенное влияние на общее количество отдаваемого путем испарения тепла, чем «неощутимая».

При температуре внешней среды около 20 "С испарение влаги составляет около 36 г/ч. Поскольку на испарение 1 г воды у человека затрачивается 0,58 ккал тепловой энергии, нетрудно подсчитать, что путем испарения организм взрослого человека отдает в этих условиях в окружающую среду около 20 % всего рассеиваемого тепла. Повышение внешней температуры, выполнение физической работы, длительное пребывание в теплоизолирующей одежде усиливают потоотделение и оно может возрасти до 500— 2000 г/ч. Если внешняя температура превышает среднее значение температуры кожи, то организм не может отдавать во внешнюю среду тепло излучением, конвекцией и теплопроведением. Организм в этих условиях начинает поглощать тепло извне, и единственным способом рассеяния тепла становится усиление испарения влаги с поверхности тела. Такое испарение возможно до тех пор, пока влажность воздуха окружающей среды остается меньше 100 %. При интенсивном потоотделении, высокой влажности и малой скорости движения воздуха, когда капли пота, не успевая испариться, сливаются и стекают с поверхности тела, теплоотдача путем испарения становится менее эффективной.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Читайте также: