Лекция 23 к занятию 24 Тема

Лекция № 23 (к занятию № 24) Тема: Обмен веществ и энергии. Терморегуляция. Часть III. Терморегуляция. Медицинский факультет Специальности: лечебное дело, педиатрия 2010 / 2011 учебный год 1, 3 марта 2011 г.

Т М Р Е Е Р О Я Л У Г Я И Ц

Литература основная Физиология человека Под редакцией В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько Медицина, 2003 (2007) г. С. 480 -489

Температурная граница между здоровьем и болезнью ─+37 С

Вопрос 1 Понятие «ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ»

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ ─ совокупность физиологических процессов поддерживающих температуру тела в пределах приемлемого диапазона при изменении температуры окружающей среды, уровня внутреннего теплообразования и теплопродукции

Термо… • от греч. thermos тёплый, thermê теплота, жар • в сложных словах указывает отношение данных слов к температуре, теплоте

• Temperature control; Thermoregulation

Функциональная система терморегуляции включает многие физиологические системы: • Мышечную (ОДА) • Пищеварительную (печень, ЖКТ) • Дыхательную • Выделительную

Системообразующий фактор системы терморегуляции ? Называют следующие: • Температура тела • Теплосодержание • Тепловой поток, испускаемый телом

Формы терморегуляции • поведенческая терморегуляция (термопреферендум) • физиологическая терморегуляция (автономная, вегетативная)

Формы терморегуляции

Поведенческая терморегуляция

Поведенческая терморегуляция

Вопрос 2 ПОЙКИЛОТЕРМИЯ, ГОМОЙОТЕРМИЯ, ГЕТЕРОТЕРМИЯ

ПОЙКИЛОТЕРМИЯ — особенности реакции позвоночных (пойкилотермных) реагировать на изменения температуры окружающей среды пропорциональным изменением температуры тела — зависимость температуры тела от внешней температуры

Пойкилотермия (poikilothermia) от греч. poikilos разнообразный, пестрый + therme тепло

Пойкилотермия Синонимы: Экзотермия Холоднокровие Организмы конформеры

ГОМОЙОТЕРМИЯ — способность организма сохранять постоянную температуру тела (изотермию) независимо от температуры окружающей среды

ГОМОЙОТЕРМИЯ

Гомойотермия от греч. homos одинаковый + therme тепло

Гомойотермия К гомойотермным животным относятся птицы, млекопитающие. Человек естественно тоже гомойотермный.

Исключение • Голый землекоп • небольшой роющий грызун семейства землекоповых. • Пойкилотермен

Гомойотермия Синонимы: Гомеотермия Эндотермия Изотермия (? ) Теплокровие Организмы регуляторы

Всегда ли мы бываем гомойотермными? Инкубатор для новорожденных

ГЕТЕРОТЕРМИЯ способность организма поддерживать температуру тела на постоянном уровне, относительно независимо от изменений окружающей среды при благоприятных условиях — И снижать температуру тела (впадать в состояние анабиоза) при неблагоприятных условиях (заморозках, засухе, недостатке влаги или питательных веществ).

Гетеротермия от греч. heteros разный + therme тепло

Гетеротермия К гетеротермным животным относятся некоторые птицы (напр. , колибри) млекопитающие (летучие мыши, грызуны).

Переходная форма терморегуляции • Утконос, ехидна • Температура тела зависит от температуры среды обитания, но всегда превышает её на 10— 12 °С С. 480 -481 • Активность жизни, хотя и в меньшей степени, чем у пойкилотермных, также определяется температурой среды обитания.

Вопрос 2. 1 Сравнение пойкилотермых и гомойотермных • Кем лучше быть?

Сравнение: Ведущая форма терморегуляции У пойкилотермных • поведенческая терморегуляция (термопреферендум) У гомойотермных • физиологическая терморегуляция (автономная, вегетативная)

Сравнение: уровень основного обмена (ОО) У пойкилотермных • низкий У гомойотермных • высокий (примерно в 3 раза выше)

Сравнение: Порог «тепловой смерти» У пойкилотермных • далёк (+) У гомойотермных • Близок (-)

Сравнение: переносят длительное отсутствие пищи пойкилотермные • легко (+) У гомойотермных • тяжело (-) (высокая зависимость от регулярного поступления пищи в организм)

Сравнение: существование в водной среде У пойкилотермных Проблем нет (+) У гомойотермных • Трудно существовать мелким особям в водной среде. (Крупные : киты, моржи, котики)

Сравнение: сложность структуры и функции мозга У пойкилотермных • нет У гомойотермных • да

Сравнение: зависимость от погодных условий У пойкилотермных • Большая (-) У гомойотермных • Меньшая (+)

Вопрос 3 Постоянство температуры внутренней среды организма - необходимое условие нормального протекания метаболических процессов

36— 38 °С являются оптимальными для • большинства ферментативных реакций • сохранения физико-химических свойств тканей (вязкости, поверхностного натяжения, набухания коллоидов), • физиологических процессов (проницаемости, возбуждения, всасывания, выделения и др. ).

Отклонение температуры от приемлемого для организма уровня может привести к изменению структуры и функции … • белков (в том числе ферментов), • нуклеиновых кислот, • липидов (в том числе фосфолипидов биомембран).

Правило Вант‑Гоффа — Аррениуса • Скорость любой химической реакции прямо пропорционально температуре среды. • Количественно эта зависимость описывается коэффициентом Q 10: Q 10 = Kt+10 / Kt, где Kt, — скорость химической реакции при начальной температуре (t), Kt+10 — скорость той же реакции при температуре на 10º выше (t + 10º). • Для большей части химических реакций происходящих в организме человека Q 10 = 2 ÷ 3.

Вопрос 4 Температурные ЯДРО и ОБОЛОЧКА

Температурные ЯДРО и ОБОЛОЧКА • Начиная с известных высказываний И. П. Павлова (1888), подтвержденных последующими наблюдениями, организм человека и млекопитающих в тепловом отношении состоит из двух частей: «ядра» и «оболочки» .

• • • С. 481 В теле человека принято различать «ядро» , температура которого сохраняется достаточно постоянной, и «оболочку» , температура которой существенно колеблется в зависимости от температуры внешней среды (рис. 10. 1). При этом область «ядра» сильно уменьшается при низкой внешней температуре и, наоборот, увеличивается при относительно высокой температуре окружающей среды. Поэтому справедливо говорить о том, что изотермия присуща главным образом внутренним органам и головному мозгу. Поверхность же тела и конечности, температура которых может изменяться в зависимости от температуры окружающей среды, имеют различную температуру в зависимости от удаленности от «ядра» и степени защищенности одеждой. Так, температура кожи туловища и головы равна 32— 34 °С; на участках кожи, покрытых одеждой, 30— 32 °С; на пальцах ног, кончике носа, ушной раковине 22 °С; на открытой тыльной стороне ладоней в холодное время года до 12— 14 °С.

• В состав «ядра» входят мозг и внутренние органы грудной, брюшной и тазовой полостей, • в состав «оболочки» — кожа, подкожная клетчатка, поверхностные мышцы.

Относительность гомойотермии • "температурное ядро" гомойотермна • "температурная оболочка" пойкилотермна

Вопрос 5 Понятие «температура тела»

Температура тела • Temperatura лат. Состояние • Степень нагретости тела (или его тепловое состояние)

и ил ей я » нн у а е тс льк ел тр яе ко т у а н явл ос ур а в » , п х т ра тур зма ем ьны я. пе ра ни ти л на ем пе рга оня тде аз «Т ем о п о р • т ы ым ра зма « ед н р ов ату ани с л ер орг ус мп те тей ас ч

Под температурой тела могут понимать • Температуру ядра (как измерить ? ) • Температуру внутренней среды организма (как измерить ? ) • Средняя температура тела как сумма произведений теплоемкости и температуры всех тканей, отнесенная к общей теплоемкости организма. • Средняя температура тела как взвешенной температуре ядра (Tс) и средней температуре кожи (Tsk).

Средняя температура тела (Tср. ) может определяться как • сумма произведений теплоемкости (Ci) и температуры (Ti) всех тканей, отнесенная к общей теплоемкости организма. • взвешенная температура ядра (Tс) и средней температуре кожи (Tsk).

Средняя температура тела (Tср. ) как сумма произведений теплоемкости (Ci) и температуры (Ti) всех тканей, отнесенная к общей теплоемкости организма.

Формула Бартона для оценки средней температуры тела человека (Tср) в термонейтральной среде Tср. = 2/3 Tядра + 1/3 Tоболочки

Формула Бартона для оценки средней температуры тела человека (Tср) в жаркой среде и/или при тяжёлой мышечной работе Tср. = Tядра

Температура кожи средняя (Tsk) — сумма произведений площади каждого участка поверхности тела (Ai) и его средней температуры (Ti), отнесенная к общей поверхности тела ( Аi):

Формула Вите для определения среднего значения температуры кожи (оболочки) обычно замеряют температуру в 7 стандартных участках и рассчитывают среднее значение, используя : 0, 07 Т стопы + 0, 32 Т ноги + 0, 18 Т груди + 0, 17 Т спины + 0, 14 Т плеча + 0, 05 Т кисти + 0, 07 Т лба

Формула Вите

Где измеряют температуру ? • • • Аксиллярная (подмышечная впадина) Ректальная (прямая кишка) Колоническая (сигмовидная кишка) Оральная, сублингвальная Аурикулярная (наружный слуховой проход вблизи барабанной перепонки при обтурации прохода ватным тампоном) • В полостях правого сердца (при катетеризации)

В России • для измерения чаще всего используется подмышечная впадина, • но этот способ не является надёжным - при нём получаются наименее точные результаты. • Нормальная температура при таком измерении - 35, 5 -36, 9 градусов.

В англоязычных странах • распространён способ измерения температуры в полости рта, который является довольно надёжным. • противопоказан детям до 4 -5 лет, детям с повышенной возбудимостью и психическим больным. • Нормальная температура тела при измерении в полости рта: 36, 8 -37, 3 °С.

При измерении температуры тела в прямой кишке • получаются наиболее точные результаты, так как температура там ближе всего к температуре внутренних органов. • Нормальная температура - 37, 0 -37, 7 °С.

Значения температуры • Аксиллярная – 35, 5 – 36, 9 С • Ректальная - 37, 0 – 37, 2 С

Измерение температуры в правом желудочке сердца Баллонные катетеры Сван-Ганца

Термография

Когда измеряют температуру ?

Мониторирование температуры тела ТЕМПЕРАТУРА ТЕЛА (опции) Диапазон измерения: 35, 0 -42, 0 ° С. Погрешность: 0, 1 ° С.

Мониторирование температуры тела ТЕМПЕРАТУРА ТЕЛА (опции) Диапазон измерения: 35, 0 -42, 0 ° С. Погрешность: 0, 1 ° С.

Циркадианные температуры тела • амплитуда колебаний достигает 1°. • Температура тела минимальна в предутренние часы (3 -4 часа), • Максимальна - в 16 -18 часов. • Эти сдвиги отражают колебание уровня регулирования, связаны с изменением в деятельности ЦНС.

Вопрос 6 Терморецепция

Терморецепторы Периферические • Кожи • Слизистых • Кожных и подкожных сосудов ЦНС • Спинной мозг • Средний мозг (ретикулярная формация) • Передняя часть гипоталамуса (преоптическая зона)

Доказательства наличия терморецепторов ЦНС • Учебник II том, С. 136 -137

Вопрос 7 Центральные (мозговые) механизмы терморегуляции

Химическая специфичность центров терморегуляции Увеличение теплоотдачи • Бомбезин (родственный ему гастринрилизинг пептид) • Вазопрессинергическая система • Кортикотропинергическая система Увеличение теплопродукции • тиреолиберинергическая

К. Либермейстер, 1860 г. ввел понятие Установочная точка (set point) гипоталамического термостата

Вопрос 8 • Теплопродукция (химическая терморегуляция)

Теплопродукция (химическая терморегуляция) • • • Основной обмен (ОО) Поддержание позы Холодовой мышечный тонус Двигательная активность Холодовая дрожь

Основной обмен • Поддержание трансмембранных градиентов • Работа сердца • Работа дыхательных мышц • Перистальтика ЖКТ • Тонус гладких мышц • Тонус скелетных мышц

Поддержание позы • Лежа – 100 % • Сидя – 140 % • Стоя – 170 %

Холодовой мышечный тонус • Прирост мышечного тонуса в условиях холода

Холодовая мышечная дрожь • Сократительный термогенез • Дрожательный термогенез

Несократительный термогенез — продукция тепла в результате активации гликолиза, гликогенолиза и липолиза а) в скелетных мышцах (за счет разобщения окислительного фосфорилирования); б) в печени; в) в буром жире; г) за счет специфически-динамического действия пищи.

Теплопродукция

Вопрос 9 • Теплоотдача (физическая терморегуляция)

Теплоотдача (физическая терморегуляция) Русский яз. Латинский яз. Условное обозначение Проведние, кондукция Излучение, радиация Конвекция Conductio K Radiatio R Convectio C Испарение Evaporatio E

Кондукция

Птичке жарко • Израильский селекционер Авигдор Каханер скрестил обычного бройлерного цыпленка с маленькой местной птичкой, которую природа почему -то лишила оперения, и вывел голого цыпленка. Поменьше, чем обычный бройлер, красного, как рак, — но все-таки цыпленка.

Излучение • Закон Стафана-Больцмана R Tкожи 4 - T стен 4

Конвекция • Учебник II т. , С. 133

Конвекция

Душ виши VO-7 Эксклюзив (душ изображен в комплекте с панель управления AR-307 с душем Шарко, ручным душем и термометром /матрометром.

Испарение • Пот • Неощутимые влагопотери (perspiratio insensibilis)

Тахипноэ

Вопрос 10 Тепловой баланс организма

Соотношение механизмов физической и химической терморегуляции в поддержании температуры тела

Уравнение теплового баланса • В условиях теплового гомеостаза баланс тепла в организме гомойотермов описывается уравнением теплового баланса: Сдвиги теплосодержания = теплопродукция — теплоотдача

Уравнение теплового баланса • В условиях теплового гомеостаза баланс тепла в организме гомойотермов описывается уравнением теплового баланса: ОО + РП = К + R + C + Е

Уравнение теплового баланса • В условиях теплового гомеостаза баланс тепла в организме гомойотермов описывается уравнением теплового баланса: ОО + РП + ХТ + СТ + НСТ = К + R + C + Е

Рис. 11. 2. Соотношение механизмов физической и химической терморегуляции в поддержании температуры тела.

Зависимость уровня теплопродукции и теплоотдачи от температуры внешней среды

Диапазоны терморегуляции • При гипертермии – Тядра = 38, 7 град при ЧСС = 170 мин-1

Диапазоны терморегуляции • При гипотермии – Тядра = 20 град.