בגוף האדם, כתוצאה מתהליכים מטבוליים, נוצר כל הזמן חום, ומתי עבודה מכניתייצור חום מוגבר מתרחש. יחד עם זאת, יש איבוד מתמיד של חום מהגוף. במנוחה משתחררים 80 קק"ל של חום בכל שעה, כלומר כמות החום המספיקה לרתיחה של 1 ליטר מים קרים. חום מהגוף מועבר לעור בעיקר על ידי זרימת דם. העברת חום מתרחשת בשל העובדה שלעור יש טמפרטורה נמוכה יותר מאשר האיברים הפנימיים; חום הולך לאיבוד דרך העור והריאות.

בהתאם לטמפרטורת הסביבה, מתרחש אובדן חום מהגוף דרכים שונות. ישנן בעיקר 4 שיטות להעברת חום.

• 1. העברת חום באמצעות קרינה (קרינה). בתנאים רגילים, שיטה זו מהווה כ-60% מסך העברת החום. הקרינה הנפלטת מגוף האדם נמצאת באזור האינפרא אדום של הספקטרום (אורך גל מ-5 עד 20 מיקרון) עם אורך גל מרבי של 9 מיקרון.
• 2. העברת חום בהסעה, כאשר חום מועבר משטח העור לאוויר או למים במגע עם העור. חלקיקים מחוממים נסחפים ומוחלפים בחדשים "קרים", שבתורם "מתחממים" ומוציאים איתם חום. כאשר גוף טובל במים, העברת החום בהסעה גדולה בהרבה מאשר כשהוא בא במגע עם אוויר, שכן קיבולת החום של האחרון קטנה יחסית.
• 3. העברת חום על ידי הולכה תרמית, כאשר חום יוצא מהגוף על ידי הולכה ישירה מנקודת המגע, למשל, עם תחתית קרה של אמבטיה או מים קרים.
• 4. העברת חום על ידי אידוי זיעה מפני השטח של העור, אשר מתקרר. תהליך העברת חום זה משופר כאשר טמפרטורת הסביבה גבוהה מטמפרטורת העור. העברת חום על ידי אידוי מהווה 20-25% מסך העברת החום. על פני הגוף שלנו יש יותר מ-2 מיליון בלוטות זיעה המעורבות בתהליך ההזעה. מתקרר כאשר הזיעה מתאדה, העור בתורו מקרר את הדם, אשר מעביר אליו חום מהאיברים הפנימיים.

באקלים יבש (אקלים מדברי), הזיעה מתנדפת כל כך מהר עד שהעור יכול להרגיש יבש לחלוטין. תמיד יש הרבה זיעה, אבל זה לא מורגש. כדי לוודא זאת, מספיק להניח כף יד אחת על השנייה למשך דקה כדי למנוע אידוי, וכפות הידיים נרטבות.

כאשר אדם נמצא באמבט מים חמים, חמים במיוחד, מתרחשת הזעה מוגברת באזורים בגוף שאינם שקועים במים. לאחר היציאה מהאמבטיה, מתגבר תפקוד בלוטות הזיעה של אזורי הגוף שבאו במגע עם מים. כאשר חום מועבר על ידי אידוי, גורמים כמו מהירות אוויר ולחות יחסית הופכים משמעותיים.

המנגנונים הפיזיולוגיים של ויסות חום והעברת חום מהגוף מורכבים מאוד. עם תנודות שונות בטמפרטורת הגוף, התפקיד היחסי של מנגנוני העברת חום בודדים משתנה בהתאם. חשיבות רבהלרכוש קיבולת חום ספציפית הקשורה הדדית של רקמות, מוליכות תרמית שלהן, טמפרטורה של חלקים שונים בגוף וכו'. תפקידם של גורמים אלה בתגובות הגוף לגירויים תרמיים, שלכל אחד מהם יש אינדיקטורים פיזיים משלו.

קיבולת החום הספציפית של רקמות (כמות החום בקלוריות הנדרשת להעלאת הטמפרטורה של 1 גרם של חומר ב-1° - מ-15 ל-16°), שאינה מכילה שומן, שווה בקירוב ל-0.85 cal/g, המכילה שומן - 0.70 קלוריות לגרם, דם 0.90 קלוריות לגרם. למים יש את קיבולת החום הסגולית הגבוהה ביותר, שווה ל-1 cal/g. קיבולת החום הסגולית של אוויר בטמפרטורת גוף של 36-37 מעלות היא 0.2375 קלוריות לגרם.

גם מקדם המוליכות התרמית של הרקמות, התלוי בתנאי זרימת הדם והלימפה בהן, מקבל חשיבות ניכרת. כאשר תכולת המים עולה או זרימת הדם עולה, מוליכות התרמית של הרקמה עולה. המוליכות התרמית של עצם, שריר ורקמת שומן ספוגית שונה. אם מקדם המוליכות התרמית (cal-cm-sec-deg) של עור האדם הוא 0.00060, אז עבור מים ב-37° הוא 0.00135, ולאוויר יבש הוא 0.00005.

מקדם המוליכות התרמית של רקמות הגוף הממוקמות בצורה שטחית יותר משתנה עקב אספקת הדם שלהן, מכיוון שהחום מועבר ברציפות אל פני העור.

תלוי ב גורמים חיצונייםגם מידת העברת החום עשויה להשתנות. במקביל משתנים תנאי זרימת הדם ברקמות השטחיות. בעת שימוש באמבטיות מים או בוץ, רקמות עם זרימת דם לא מספקת או תכולת מים נמוכה יותר, כלומר מוליכות תרמית נמוכה יותר, יקבלו פחות חום בהשוואה לרקמות בעלות מוליכות תרמית גבוהה.

זְרִימָה תגובה כימיתבגוף האדם מתאים לנורמה כאשר טמפרטורת הגוף שלו היא בטווח של 36-37 מעלות צלזיוס. זה מה שהגוף שלנו שומר ללא כל מאמץ נוסף אם האוויר המקיף אותנו מחומם ל-20 מעלות צלזיוס. זה לא מקרי שהאוויר הזה טמפרטורה נקראת נוחה - אנחנו אפילו לא מרגישים אותה.

קרא תקצירים דומים בנושא:

עם זאת, הטמפרטורה של הסביבה משתנה מאוד. בחום עלינו "להתבשל מיץ משלו", וירידה בטמפרטורה של 10-15 מעלות צלזיוס אמורה להוביל להיפותרמיה של הגוף ולהאטה בתגובות המטבוליות בו. אבל גם במהלך תנודות משמעותיות בטמפרטורת הסביבה, הגוף שלנו שומר על טמפרטורה קבועה לזמן מסוים.

אורגניזם אנושי, כמו כל הגופים הפיזיים, מחליף אנרגיה תרמית עם הסביבה. אם טמפרטורת הסביבה נמוכה מטמפרטורת הגוף הפיזי, הגוף פולט חום, כלומר. מתקרר. אם הטמפרטורה של הסביבה גבוהה יותר, כל גוף מקבל חום ומתחיל להתחמם. כך, האבן תתקרר או תתחמם עד שהטמפרטורה שלה תהיה שווה לטמפרטורת האוויר סביבה. גוף האדם הוא עניין אחר: ברגע שהוא מעריך שינויים בטמפרטורת הסביבה כמאיימים על עצמו, חילופי החום שלו משתנה. לכן, על מנת למנוע התחממות יתר, הגוף מגביר את העברת החום ומקטין אותו ככל שטמפרטורת הסביבה יורדת.

כדי לשמור על טמפרטורה קבועה, הגוף מווסת את ייצור החום. הוא מפחית אותו כדי לא לחמם את עצמו שלא לצורך בטמפרטורות אוויר גבוהות, וכאשר הוא יורד, הוא מגביר את ייצור החום. באילו דרכים הגוף שומר על איזון אופטימלי בין איבוד חום לייצור חום?

העברת חום והפקת חום

חילופי חום בין הגוף לסביבה מתרחשים במספר דרכים. הגוף מאבד חום על ידי פליטת גלים אלקטרומגנטיים אינפרא אדום, ובהשפעתם הוא מתחמם. אנרגיה תרמית אובדת על ידי הגוף ונכנסת אליו כתוצאה ממוליכות תרמית. חילופי חום כאלה מתרחשים בתנאים של מגע עם גופים מחוממים פחות או יותר, בפרט אוויר. תנועת האוויר המקיפה את הגוף, כמו גם איבוד חום עקב התאדות המים מפני השטח של העור, מגבירה את העברת החום.

מקור החום בגוף הוא פירוק שומנים ופחמימות, המתרחש עם שחרור אנרגיה תרמית. הם מופיעים בכל איברי גוף האדם, אך עוצמתם תלויה בתפקוד האיבר. האיברים הפנימיים ה"חמים" ביותר הם הכבד והמעי הגס. שרירי השלד מספקים חום, אך רק במהלך עבודה אינטנסיבית. פחות חום נוצר בידיים וברגליים - לא בכדי הם קרים יותר משאר חלקי הגוף.

נושא החום העיקרי בגוף הוא בעל יכולת חום גבוהה. במחזור הדם במחזור הדם, הוא מתחמם באיברים "חמים" ומעביר חום לאלה שפחות מחוממים. ויסות חום. מה קורה כאשר שינויים בטמפרטורת הסביבה מאיימים על הטמפרטורה הקבועה של הגוף עצמו?

במזג אוויר קר, איבוד החום דרך אזורים פתוחים של העור ודרכי הנשימה גדול מאוד. אתה מסתכן בהקפאה, והגוף מגביר את ייצור החום ומפחית את איבוד החום. קולטני תרמו של העור (נוירונים המסוגלים לחוש שינויים בטמפרטורה) רושמים את הירידה המסוכנת שלו ושולחים אותות למוח, למרכז ויסות החום. מידע מעובד בו: יש דחפים עצביים, המכוונים לשרירי השלד וגורמים להתכווצות והרפיה המהירה והבלתי יציבה שלהם. רעד בשרירים מגביר את ייצור החום פי כמה. הם משפרים את ייצור החום והתנועה: דריכה, הקפצה וכו'.

כדי למנוע מהפקת חום להיות חסר תועלת, הגוף מפחית במקביל את תפוקת החום. זה מגביל את זרימת נוזל הקירור (דם) לדרמיס שדרכו מתרחשת חילופי חום. כלי העור מצטמצמים וכמות הדם בהם יורדת. זה משפר את תכונות הבידוד התרמי של העור וכתוצאה מכך מפחית את העברת החום.

כיצד מגיב הגוף לאיום התחממות יתר המתרחש בזמן חום? כדי להפחית את ייצור החום, הוא נוקט בדיכוי פעילות – זכרו כמה קשה לכם לנוע ואפילו לחשוב בחום. העלייה בהעברת החום מתרחשת בעיקר עקב אידוי הזיעה מפני השטח של העור. נוירונים הרגישים לשינויי טמפרטורה מאותתים למוח על סכנת התחממות יתר, והוא שולח דחפים לבלוטות הזיעה. ייצור הזיעה עולה, כמותה יכולה להגיע ל-10 ליטר. ליום. עקב אידוי הזיעה, הגוף יכול לפרוט חום בשעה כפי שהוא פולט ביום בזמן השהייה. תנאים נוחים. העברת החום עולה משמעותית גם בגלל זרימת דם מוגברת בעור: ככל שזורם יותר דם אל פני הגוף, כך נפלט יותר חום.

בעת שינוי הגדרות הסביבה, מקיף אדם, במקרה זה, גם המיקרו אקלים, הרווחה התרמית שלו משתנה. אם תנאים כלשהם מפריעים לאיזון התרמי של הגוף, אז מתרחשות מיד תגובות שמחזירות אותו.

ויסות תרמו של גוף האדם הוא תהליך ויסות פליטת חום, המסייע לשמור על טמפרטורה קבועה הקרובה ל-36.5 מעלות. תנאים שמפרים בנאדם נורמלי, נקראים לא נוחים. תנאים שבהם זה נורמלי ואין מתח עם חילופי חום נקראים נוחים. הם גם אופטימליים. האזור שמסיר לחלוטין את החום שנוצר מהגוף, בו אין מתח במערכת ויסות החום, הוא אזור הנוחות.

ישנן שלוש דרכים שבהן הגוף מווסת את החום:

1. שיטה ביוכימית.
2. שינוי בעוצמת זרימת הדם.
3. עוצמת ההזעה.

בשיטה הראשונה, הביוכימית, עוצמת התהליכים המתרחשים בגוף משתנה. לדוגמה, כאשר טמפרטורת הסביבה יורדת, מתרחשות רעידות שרירים, מה שמגביר את שחרור החום. ויסות חום כזה של גוף האדם נקרא כימי.

בשיטה השנייה, הגוף מווסת באופן עצמאי את אספקת הדם, אשר, במקרה זה, נחשבת כנשא חום. הוא מעביר חום מאיברים פנימיים אל פני הגוף. במקרה זה מתרחשת ההיצרות או הרחבת כלי הדם הדרושים. בטמפרטורה גבוהה מסביב, הכלים מתרחבים, זרימת הדם מהאיברים הפנימיים עולה, בטמפרטורה נמוכה מתרחש תהליך הפוך. זרימת הדם פוחתת, פחות חום זורם החוצה.

ככל שטמפרטורת האוויר יורדת, העברת החום, ההזעה ולחות פני העור יורדת; לכן, עקב האידוי המופחת, העברת החום מהגוף פוחתת. אובדן לחות גדול יכול להיות מסוכן לבני אדם.

במקרים השני והשלישי, מתרחשת ויסות חום פיזי של גוף האדם.

מיקרו אקלים משפיע באופן משמעותי על מצבו וביצועיו של האדם. נוחות תנאי החיים והפעילויות מושפעת מגזים ומתנאי מזג אוויר אופטימליים. פרמטרים של מיקרו אקלים מבטיחים חילופי חום בין הגוף לסביבה. זהו ויסות חום אנושי.

בתנאים טבעיים, פרמטרים אלה משתנים בגבולות משמעותיים. כשהם משתנים, רווחתו של האדם הופכת שונה ממה שהייתה קודם לכן. לדוגמה, הסובלנות של אוויר הסביבה תלויה לא רק בטמפרטורה, אלא גם בלחות ובמהירות האוויר. הוכח כי בטמפרטורות סביבה העולה על 25 מעלות, הביצועים יורדים. וכמה שיותר, הגוף מתחמם מהר יותר, כי פחות זיעה מתנדפת. השחרור שלו מתיש את הגוף. במקביל, הוא מאבד ויטמינים רבים, מיקרו-אלמנטים ומינרלים.

בחשיפה ממושכת לטמפרטורות גבוהות בשילוב עם לחות גבוהה, טמפרטורת הגוף יכולה לעלות ל-39 מעלות. מצב זה נקרא היפרתרמיה. זה יכול להיות מסכן חיים.

טמפרטורות אוויר נמוכות יכולות גם להיות מסוכנות. הם לא פחות מסוכנים מהגבוהים. קור והיפותרמיה מתרחשת, הנקראת היפותרמיה. וכתוצאה מכך, פציעות קור.

ויסות חום של גוף האדם מתרחש בכל הדרכים בבת אחת. אבל מדי פעם חלקם מעורבים פחות, וחלקם מעורבים הרבה יותר.

ת. חיי אדם יכולים להתרחש רק בטווח צר של טמפרטורות.

לטמפרטורה השפעה משמעותית על מהלך תהליכי החיים בגוף האדם ועל פעילותו הפיזיולוגית. תהליכי החיים מוגבלים לטווח צר של טמפרטורה פנימית שבתוכו יכולות להתרחש תגובות אנזימטיות בסיסיות. עבור בני אדם, ירידה בטמפרטורת הגוף מתחת ל-25 מעלות צלזיוס ועלייה מעל 43 מעלות היא בדרך כלל קטלנית. רגיש במיוחד לשינויי טמפרטורה תאי עצבים.

חוֹםגורם להזעה אינטנסיבית, מה שמוביל להתייבשות, אובדן מלחים מינרלים ו ויטמינים מסיסים במים. התוצאה של תהליכים אלו היא עיבוי דם, הפרעה בחילוף החומרים של מלח, הפרשת קיבה והתפתחות של מחסור בוויטמין. הירידה המקובלת במשקל עקב אידוי היא 2-3%. עם ירידה במשקל של 6% מאידוי, הפעילות המנטלית נפגעת, ועם ירידה של 15-20% במשקל מתרחש מוות. הפעולה השיטתית של טמפרטורה גבוהה גורמת לשינויים ב מערכת לב וכלי דם: דופק מוגבר, שינוי לחץ דם, היחלשות היכולת התפקודית של הלב. חשיפה ממושכת לטמפרטורות גבוהות מובילה להצטברות של חום בגוף, בעוד שטמפרטורת הגוף יכולה לעלות ל-38-41 מעלות צלזיוס ומכת חום עלולה להתרחש עם אובדן הכרה.

טמפרטורות נמוכותעלול לגרום לקירור ולהיפותרמיה של הגוף. בעת הקירור, הגוף מפחית באופן רפלקסיבי את העברת החום ומגביר את ייצור החום. ירידה בהעברת החום מתרחשת עקב עווית (התכווצות) של כלי דם ועלייה בהתנגדות התרמית של רקמות הגוף. חשיפה ממושכת לטמפרטורות נמוכות מובילה לעווית מתמשכת של כלי הדם ולהפרעה בתזונת הרקמה. העלייה בייצור החום במהלך הקירור מושגת באמצעות מאמצי תהליכים מטבוליים חמצוניים בגוף (ירידה בטמפרטורת הגוף ב-1°C מלווה בעלייה בתהליכים מטבוליים ב-10°C). חשיפה לטמפרטורות נמוכות מלווה בעלייה בלחץ הדם, נפח הנשימה וירידה בקצב הנשימה. קירור הגוף משנה את חילוף החומרים של הפחמימות. קירור גדול מלווה בירידה בטמפרטורת הגוף, עיכוב של תפקודי האיברים ומערכות הגוף.

ב. ליבה וקליפה חיצונית של הגוף.

מנקודת המבט של ויסות חום, ניתן לדמיין את גוף האדם כמורכב משני מרכיבים - חיצוניים צדףופנימי גרעינים.

הליבההוא חלק בגוף שיש לו טמפרטורה קבועה (איברים פנימיים), ו צדף- חלק בגוף שבו יש שיפוע טמפרטורה (אלה רקמות של שכבת פני השטח של הגוף בעובי 2.5 ס"מ). דרך המעטפת יש חילופי חום בין הליבה לסביבה, כלומר שינויים במוליכות התרמית של המעטפת קובעים את קביעות הטמפרטורה של הליבה. מוליכות תרמית משתנה עקב שינויים באספקת הדם ומילוי הדם של רקמות הממברנה.

הטמפרטורה של חלקים שונים של הליבה שונה. לדוגמה, בכבד: 37.8-38.0 מעלות צלזיוס, במוח: 36.9-37.8 מעלות צלזיוס. באופן כללי, טמפרטורת הליבה של גוף האדם היא 37.0 מעלות צלזיוס.זה מושג באמצעות תהליכי ויסות חום אנדוגני, שתוצאתו איזון יציב בין כמות החום המופקת בגוף ליחידת זמן ( ייצור חום) וכמות החום שפוזר על ידי הגוף באותו זמן אל הסביבה ( העברת חום).

הטמפרטורה של עור האדם באזורים שונים נעה בין 24.4 מעלות צלזיוס ל-34.4 מעלות צלזיוס. הכי טמפרטורה נמוכהנצפה על בהונות, הגבוה ביותר - ב בית שחי. על בסיס מדידת הטמפרטורה בבית השחי בדרך כלל שופטים את טמפרטורת הגוף בזמן נתון.

על פי נתונים ממוצעים, טמפרטורת העור הממוצעת של אדם עירום בתנאי טמפרטורת אוויר נוחים היא 33-34 מעלות צלזיוס. יש תנודות יומיות בטמפרטורת הגוף. משרעת התנודות יכולה להגיע ל-1 מעלות צלזיוס. טמפרטורת הגוף היא מינימום בשעות שלפני עלות השחר (3-4 שעות) ומקסימום ב שְׁעוֹת הַיוֹם(16-18 שעות).

ידועה גם תופעת אסימטריית הטמפרטורה. זה נצפה בכ-54% מהמקרים, והטמפרטורה בבית השחי השמאלי מעט גבוהה יותר מאשר בבית השחי הימני. אסימטריה אפשרית גם באזורים אחרים של העור, וחומרת האסימטריה של יותר מ-0.5 מעלות צלזיוס מצביעה על פתולוגיה.

ב.העברת חום. איזון של יצירת חום והעברת חום בגוף האדם.

תהליכי החיים של האדם מלווים ביצירת חום מתמשכת בגופו ושחרור החום הנוצר לסביבה. חילופי האנרגיה התרמית בין הגוף לסביבה נקראים p חילופי חום.ייצור החום והעברת החום נקבעים לפי פעילות המרכז מערכת עצבים, ויסות חילוף חומרים, מחזור הדם, הזעה ופעילות שרירי השלד.

גוף האדם הוא מערכת מווסתת עצמית עם מקור חום פנימי, שבה, בתנאים רגילים, ייצור החום (כמות החום הנוצר) שווה לכמות החום המשתחררת לסביבה החיצונית (העברת חום). קביעות טמפרטורת הגוף נקראת איזותרמית. זה מבטיח את עצמאותם של תהליכים מטבוליים ברקמות ובאיברים מפני תנודות בטמפרטורת הסביבה.

הטמפרטורה הפנימית של גוף האדם קבועה (36.5-37 מעלות צלזיוס) עקב ויסות עוצמת הפקת החום והעברת החום בהתאם לטמפרטורה החיצונית. והטמפרטורה של עור האדם כאשר הוא נחשף אליו תנאים חיצונייםיכול להשתנות בגבולות רחבים יחסית.

תוך שעה, גוף האדם מייצר חום רב ככל הדרוש כדי להרתיח 1 ליטר מי קרח. ואם הגוף היה מקרה אטום לחום, אז תוך שעה טמפרטורת הגוף הייתה עולה בכ-1.5 מעלות צלזיוס, ולאחר 40 שעות היא הייתה מגיעה לנקודת רתיחה של מים. במהלך קשה עבודה פיזיתייצור החום עולה פי כמה. ובכל זאת טמפרטורת הגוף שלנו לא משתנה. למה? הכל עוסק באיזון תהליכי היווצרות ושחרור חום בגוף.

הגורם המוביל הקובע את רמת איזון החום הוא טמפרטורת הסביבה.כאשר הוא סוטה מהאזור הנוח, נוצרת רמה חדשה של איזון חום בגוף, המבטיחה איזותרמיה בתנאי סביבה חדשים. קביעות זו של טמפרטורת הגוף מובטחת על ידי המנגנון ויסות חום, כולל תהליך יצירת החום ותהליך שחרור החום, המווסתים על ידי המסלול הנוירואנדוקריני.

ד.המושג של ויסות חום של הגוף.

ויסות חוםהוא אוסף תהליכים פיזיולוגיים, שמטרתו לשמור על הקביעות היחסית של הטמפרטורה של ליבת הגוף בתנאים של שינוי טמפרטורות סביבתיות על ידי ויסות ייצור חום והעברת חום. ויסות חום מכוון למנוע הפרעות באיזון התרמי של הגוף או להחזירו אם כבר התרחשו הפרעות כאלה, ומתבצע בדרך הנוירוהומורלית.

מקובל בדרך כלל שוויסות חום אופייניים רק לבעלי חיים הומיאותרמיים (אלה כוללים יונקים (כולל בני אדם) וציפורים), שלגוף שלהם יש את היכולת לשמור על הטמפרטורה של האזורים הפנימיים של הגוף באופן קבוע יחסית ומספק. רמה גבוהה(בערך 37-38 מעלות צלזיוס ביונקים ו-40-42 מעלות צלזיוס בציפורים) ללא קשר לשינויים בטמפרטורת הסביבה.

ניתן לייצג את מנגנון ויסות התרמו כמערכת שליטה עצמית קיברנטית עם משוב. תנודות הטמפרטורה באוויר שמסביב משפיעות על תצורות קולטנים מיוחדות ( תרמורצפטורים), רגיש לשינויי טמפרטורה. קולטנים תרמיים מעבירים מידע על המצב התרמי של האיבר למרכזי ויסות התרמי, בתורם, מרכזי ויסות התרמי, דרך סיבי עצב, הורמונים וחומרים פעילים ביולוגית אחרים, משנים את רמת העברת החום וייצור החום או חלקים בגוף (ויסות תרמי מקומיים ), או הגוף בכללותו. כאשר מרכזי ויסות חום כבויים על ידי כימיקלים מיוחדים, הגוף מאבד את היכולת לשמור על טמפרטורה קבועה. תכונה זו שימשה ברפואה בשנים האחרונות לקירור מלאכותי של הגוף בזמן קשה פעולות כירורגיותעל הלב.

קולטני תרמו לעור.

ההערכה היא שלבני אדם יש כ-150,000 קולטני קור ו-16,000 קולטני חום המגיבים לשינויים בטמפרטורה של איברים פנימיים. קולטנים תרמו ממוקמים בעור, איברים פנימיים, דרכי הנשימה, שרירי שלדומערכת העצבים המרכזית.

קולטני התרמו של העור ניתנים להתאמה במהירות ומגיבים לא כל כך לטמפרטורה עצמה אלא לשינויים שלה. המספר המרבי של קולטנים ממוקם בראש ובצוואר, המינימום הוא על הגפיים.

קולטני קור פחות רגישים וסף הרגישות שלהם הוא 0.012 מעלות צלזיוס (בקירור). סף הרגישות של קולטנים תרמיים גבוה יותר ומסתכם ב-0.007 מעלות צלזיוס. זה כנראה בגלל הסכנה הגדולה יותר לגוף של התחממות יתר.

ד. סוגי ויסות חום.

ניתן לחלק את ה-thermoregulation לשני סוגים עיקריים:

1. ויסות תרמי פיזי:

- אידוי (הזעה);

– קרינה (קרינה);

- הולכת חום.

2. ויסות חום כימי.

- תרמוגנזה מתכווצת;

- תרמוגנזה לא מתכווצת.

ויסות חום פיזי(תהליך מסיר חום מהגוף) – מבטיח שימור קביעות של טמפרטורת הגוף על ידי שינוי שחרור החום על ידי הגוף באמצעות הולכה והסעה דרך העור, קרינה (קרינה) ואידוי מים. שחרור החום הנוצר כל הזמן בגוף מווסת על ידי שינויים במוליכות התרמית של העור, שכבת השומן התת עורית והאפידרמיס. העברת החום מווסתת במידה רבה על ידי הדינמיקה של זרימת הדם ברקמות מוליכות חום ומבודדות חום. ככל שטמפרטורת הסביבה עולה, האידוי מתחיל לשלוט בהעברת החום.

הולכה, הסעה וקרינה הם מסלולי העברת חום פסיביים המבוססים על חוקי הפיזיקה. הם יעילים רק אם נשמר שיפוע טמפרטורה חיובי. ככל שהפרש הטמפרטורות בין הגוף לסביבה קטן יותר, כך מופק פחות חום. באותם אינדיקטורים או בטמפרטורות סביבה גבוהות, הדרכים שהוזכרו אינן רק לא יעילות, אלא שהגוף גם מתחמם. בתנאים אלו מופעל בגוף מנגנון שחרור חום אחד בלבד – הזעה.

בטמפרטורות סביבה נמוכות (15 מעלות צלזיוס ומטה), כ-90% מהעברת החום היומית מתרחשת עקב הולכת חום וקרינת חום. בתנאים אלה, לא מתרחשת הזעה גלויה. בטמפרטורת אוויר של 18-22 מעלות צלזיוס, העברת החום עקב מוליכות תרמית וקרינת חום פוחתת, אך איבוד החום על ידי הגוף גדל באמצעות אידוי הלחות מפני השטח של העור. כאשר טמפרטורת הסביבה עולה ל-35 מעלות צלזיוס, העברת חום על ידי קרינה והסעה הופכת לבלתי אפשרית, וטמפרטורת הגוף נשמרת ברמה קבועה אך ורק על ידי אידוי של מים מפני השטח של העור ומכתשי הריאות. כאשר לחות האוויר גבוהה, כאשר אידוי המים קשה, הגוף עלול להתחמם יתר על המידה ומכת חום עלולה להתפתח.

באדם במנוחה, בטמפרטורת אוויר של כ-20 מעלות צלזיוס והעברת חום כוללת של 419 קילו-ג'יי (100 קק"ל) לשעה, 66% אובדים באמצעות קרינה, אידוי מים - 19%, הסעה - 15% מהכלל איבוד חום על ידי הגוף.

ויסות חום כימי(התהליך המבטיח היווצרות חום בגוף) - מתממש באמצעות חילוף חומרים ובאמצעות ייצור חום של רקמות כמו שרירים, כמו גם הכבד, שומן חום, כלומר, על ידי שינוי רמת יצירת החום - על ידי הגברת או החלשה של עוצמת חילוף החומרים בתאי הגוף. עם חמצון חומר אורגנימשתחררת אנרגיה. חלק מהאנרגיה הולך לסינתזה של ATP (אדנוזין טריפוספט הוא נוקלאוטיד הממלא תפקיד חשוב ביותר בחילופי אנרגיה וחומרים בגוף). אנרגיה פוטנציאלית זו יכולה לשמש את הגוף בפעילויות נוספות שלו. כל הרקמות מהוות מקור חום בגוף. דם שזורם דרך הרקמה מתחמם. עלייה בטמפרטורת הסביבה גורמת לירידה רפלקסית בחילוף החומרים, וכתוצאה מכך יורד יצירת החום בגוף. כאשר טמפרטורת הסביבה יורדת, עוצמת התהליכים המטבוליים עולה באופן רפלקסיבי ויצירת החום עולה.

ההפעלה של ויסות תרמי כימי מתרחשת כאשר ויסות תרמי פיזי אינו מספיק כדי לשמור על טמפרטורת גוף קבועה.

בואו ניקח בחשבון סוגים אלה של ויסות חום.

ויסות תרמי פיזי:

תַחַת ויסות תרמי פיזילהבין את מערך התהליכים הפיזיולוגיים המובילים לשינויים ברמת העברת החום. ישנן הדרכים הבאות לגוף לשחרר חום לסביבה:

- אידוי (הזעה);

– קרינה (קרינה);

– הולכה תרמית (הולכה);

- הולכת חום.

בואו נסתכל עליהם ביתר פירוט:

1. אידוי (הזעה):

אידוי (הזעה)- הוא שחרור אנרגיה תרמית לסביבה עקב אידוי זיעה או לחות מפני השטח של העור והריריות. דרכי הנשימה. בבני אדם, הזיעה מופרשת ללא הרף על ידי בלוטות הזיעה של העור ("מוחשי", או בלוטות, איבוד מים), והריריות של דרכי הנשימה מולחות ("איבוד מים "בלתי מורגש"). יחד עם זאת, לאובדן ה"מורגש" של המים על ידי הגוף יש השפעה משמעותית יותר על כמות החום הכוללת המופקת באידוי מאשר לאובדן ה"בלתי מורגש".

בטמפרטורת הסביבה של כ-20 מעלות צלזיוס, אידוי הלחות הוא כ-36 גרם לשעה. מכיוון ש-0.58 קק"ל של אנרגיה תרמית מושקעת על אידוי של 1 גרם מים באדם, קל לחשב שבאמצעות אידוי, גוף האדם הבוגר משחרר כ-20% מסך החום המתפזר לסביבה בתנאים אלה. עלייה בטמפרטורה החיצונית, ביצוע עבודה פיזית ושהייה ממושכת בלבוש מבודד חום מגבירים את ההזעה והיא יכולה לעלות ל-500-2,000 גרם/שעה.

אדם אינו סובל טמפרטורות סביבה נמוכות יחסית (32 מעלות צלזיוס) באוויר לח. אדם יכול להישאר באוויר יבש לחלוטין ללא התחממות יתר מורגשת במשך 2-3 שעות בטמפרטורה של 50-55 מעלות צלזיוס. גם בגדים אטומים לאוויר (גומי, עבים וכו'), המונעים את נידוף הזיעה, נסבלים בצורה גרועה: שכבת האוויר בין הבגד לגוף רוויה במהירות באדים והתנדפות נוספת של הזיעה נפסקת.

לתהליך העברת החום באמצעות אידוי, למרות שהוא רק אחת משיטות הוויסות התרמי, יש יתרון יוצא דופן אחד - אם הטמפרטורה החיצונית עולה על טמפרטורת העור הממוצעת, אז הגוף אינו יכול להעביר חום לסביבה החיצונית בשיטות אחרות של ויסות תרמי ( קרינה, הסעה והולכה), עליהם נסתכל להלן. בתנאים אלו, הגוף מתחיל לספוג חום מבחוץ, ו הדרך היחידהפיזור החום הופך לאידוי מוגבר של לחות מפני השטח של הגוף. אידוי כזה אפשרי כל עוד לחות האוויר הסביבה נשארת פחות מ-100%. בהזעה אינטנסיבית, לחות גבוהה ומהירות אוויר נמוכה, כאשר טיפות זיעה, מבלי להספיק להתנדף, להתמזג ולזרום מפני השטח של הגוף, העברת החום על ידי אידוי הופכת פחות יעילה.

כאשר הזיעה מתנדפת, הגוף שלנו משחרר את האנרגיה שלו. למעשה, הודות לאנרגיה של הגוף שלנו, מולקולות נוזל (כלומר זיעה) שוברות קשרים מולקולריים ועוברות ממצב נוזלי לגזי. אנרגיה מושקעת על שבירת קשרים, וכתוצאה מכך, טמפרטורת הגוף יורדת. מקרר עובד על אותו עיקרון. הוא מצליח לשמור על טמפרטורה בתוך החדר נמוכה בהרבה מטמפרטורת הסביבה. הוא עושה זאת הודות לחשמל הנצרך. ואנחנו עושים זאת על ידי שימוש באנרגיה המתקבלת מפירוק מוצרי מזון.

שליטה על בחירת הבגדים יכולה לסייע בהפחתת אובדן החום מהאיידוי. יש לבחור בגדים על סמך תנאי מזג האוויר והפעילות הנוכחית. אל תתעצלו להוריד בגדים עודפים כשהעומס שלכם גדל. אתה תזיע פחות. ואל תתעצלו לשים אותו שוב כשהעומס נפסק. הסר הגנה מפני מים ורוח אם אין גשם או רוח, אחרת הבגדים שלך יירטבו מבפנים מהזיעה שלך. וכאשר אנו באים במגע עם בגדים רטובים, אנו מאבדים חום גם באמצעות מוליכות תרמית. מים מוליכים חום טוב פי 25 מאוויר. זה אומר שבבגדים רטובים אנחנו מאבדים חום פי 25 מהר יותר. זו הסיבה שחשוב לשמור על הבגדים יבשים.

האידוי מתחלק ל-2 סוגים:

א) הזעה בלתי מורגשת(ללא השתתפות בלוטות הזיעה) הוא אידוי של מים מפני השטח של הריאות, הריריות של דרכי הנשימה ומים המחלחלים דרך האפיתל. עור(התאדות מפני השטח של העור מתרחשת גם אם העור יבש).

עד 400 מ"ל מים מתאדים דרך דרכי הנשימה ביום, כלומר. הגוף מאבד עד 232 קק"ל ליום. במידת הצורך, ניתן להעלות ערך זה עקב קוצר נשימה תרמי. בממוצע, כ-240 מ"ל מים מחלחלים דרך האפידרמיס ביום. כתוצאה מכך, בדרך זו הגוף מאבד עד 139 קק"ל ליום. ערך זה, ככלל, אינו תלוי בתהליכים רגולטוריים ובגורמים סביבתיים שונים.

ב) זיעה נתפסת(בְּ השתתפות פעילהבלוטות זיעה) – זהו העברת חום דרך אידוי הזיעה. בממוצע, ליום בטמפרטורת סביבה נוחה, משתחררים 400-500 מ"ל זיעה, ולכן משתחררים עד 300 קק"ל של אנרגיה. אידוי של 1 ליטר זיעה באדם השוקל 75 ק"ג יכול להוריד את טמפרטורת הגוף ב-10 מעלות צלזיוס. עם זאת, במידת הצורך, נפח ההזעה יכול לעלות ל-12 ליטר ליום, כלומר. אתה יכול לאבד עד 7,000 קק"ל ליום באמצעות הזעה.

יעילות האידוי תלויה במידה רבה בסביבה: ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר והלחות נמוכה יותר, כך יעילות ההזעה כמנגנון העברת חום עולה. ב-100% לחות, אידוי בלתי אפשרי. עם לחות אטמוספרית גבוהה, קשה יותר לסבול טמפרטורות גבוהות מאשר עם לחות נמוכה. באוויר רווי אדי מים (למשל בבית מרחץ) משתחררת זיעה בכמויות גדולות, אך אינה מתאדה וזורמת מהעור. הזעה כזו אינה תורמת להעברת חום: רק אותו חלק מהזיעה שמתנדף מפני השטח של העור חשוב להעברת חום (חלק זה של הזיעה מהווה הזעה יעילה).

2. קרינה (קרינה):

קרינה (קרינה)– זוהי דרך להעביר חום לסביבה על ידי פני גוף האדם בצורה של גלים אלקטרומגנטיים בתחום האינפרא אדום (a = 5-20 מיקרון). בגלל הקרינה, כל העצמים שהטמפרטורה שלהם היא מעל האפס המוחלט פולטים אנרגיה. קרינה אלקטרומגנטית עוברת בחופשיות דרך ואקום; אוויר אטמוספרי יכול להיחשב גם "שקוף" עבורו.

כידוע, כל חפץ שמתחמם מעל טמפרטורת הסביבה פולט חום. כולם הרגישו את זה יושב מסביב למדורה. אש פולטת חום ומחממת חפצים סביבה. במקביל, האש מאבדת את חומה.

גוף האדם מתחיל להקרין חום ברגע שטמפרטורת הסביבה יורדת מתחת לטמפרטורת הפנים של העור. כדי למנוע איבוד חום על ידי קרינה, עליך להגן על אזורים חשופים בגוף. זה נעשה באמצעות בגדים. כך, אנו יוצרים שכבת אוויר בבגדים בין העור לסביבה. הטמפרטורה של שכבה זו תהיה שווה לטמפרטורת הגוף ואיבוד החום על ידי קרינה יקטן. מדוע איבוד החום לא ייפסק לחלוטין? כי עכשיו הבגדים המחוממים ישדרו חום, יאבדו אותו. וגם אם תלבש שכבת לבוש נוספת, לא תעצור את הקרינה.

כמות החום המופצת על ידי הגוף לסביבה על ידי קרינה היא פרופורציונלית לשטח הפנים של הקרינה (שטח הפנים של הגוף שאינו מכוסה בבגדים) ולהבדל בטמפרטורות הממוצעות של העור והגוף. סביבה. בטמפרטורת סביבה של 20 מעלות צלזיוס ולחות אוויר יחסית של 40-60%, גוף האדם הבוגר מפזר כ-40-50% מכלל החום המופק מקרינה. אם טמפרטורת הסביבה עולה על טמפרטורת העור הממוצעת, גוף האדם, סופג קרני אינפרא אדום הנפלטות על ידי עצמים מסביב, מתחמם.

העברת חום על ידי קרינה עולה ככל שטמפרטורת הסביבה יורדת ויורדת ככל שהיא עולה. בתנאים טמפרטורה קבועההסביבה, הקרינה משטח הגוף עולה ככל שטמפרטורת העור עולה ויורדת ככל שהיא יורדת. אם הטמפרטורות הממוצעות של פני העור והסביבה משתווים (הפרש הטמפרטורות הופך לאפס), אזי העברת החום על ידי קרינה הופכת לבלתי אפשרית.

ניתן להפחית את העברת החום של הגוף על ידי קרינה על ידי הקטנת שטח הפנים של הקרינה - שינוי בתנוחת הגוף. לדוגמה, כאשר לכלב או לחתול קר, הם מתכרבלים לכדור, ובכך מפחיתים את משטח העברת החום; כשחם, בעלי חיים, להיפך, לוקחים עמדה שבה משטח העברת החום גדל ככל האפשר. אדם ש"מתכרבל לכדור" בזמן שינה בחדר קר אינו משולל שיטה זו של ויסות חום פיזי.

3. הולכה תרמית (הולכה):

הולכה תרמית (הולכה)- זוהי שיטה של ​​העברת חום המתרחשת במהלך מגע, מגע של גוף האדם עם אחרים גופים פיזיים. כמות החום שנותן הגוף לסביבה בדרך זו היא פרופורציונלית להפרש הטמפרטורות הממוצעות של הגופים המגע, שטח המשטחים המגע, זמן המגע התרמי והמוליכות התרמית של המגע. גוּף.

איבוד חום על ידי הולכה מתרחש כאשר יש מגע ישיר עם חפץ קר. ברגע זה הגוף שלנו מוותר על החום שלו. קצב איבוד החום תלוי במידה רבה במוליכות התרמית של האובייקט איתו אנו באים במגע. לדוגמה, מוליכות תרמית של אבן גבוהה פי 10 מזו של עץ. לכן, בישיבה על אבן, נאבד חום הרבה יותר מהר. בטח שמתם לב שלישיבה על סלע איכשהו קרה יותר מישיבה על בול עץ.

פִּתָרוֹן? לבודד את גופך מחפצים קרים באמצעות מוליכי חום גרועים. במילים פשוטות, למשל, אם אתה מטייל בהרים, אז כשאתה לוקח הפסקה, שבו על שטיח תיירים או צרור בגדים. בלילה, הקפידו להניח מתחת לשק השינה מחצלת נסיעה המותאמת לתנאי מזג האוויר. או, במקרים קיצוניים, שכבה עבה של דשא יבש או מחטי אורן. כדור הארץ מוליך (ולכן "לוקח") חום טוב ומתקרר מאוד בלילה. בחורף, אין לטפל בחפצי מתכת בידיים חשופות. השתמש בכפפות. בכפור חמור, חפצי מתכת עלולים לגרום לכוויות קור מקומיות.

אוויר יבש ורקמת שומן מאופיינים במוליכות תרמית נמוכה והם מבודדי חום (מוליכי חום גרועים). ביגוד מפחית את העברת החום. אובדן חום נמנע על ידי שכבת האוויר הדומם שנמצאת בין הבגד לעור. ככל שהסלולריות של המבנה שלו המכיל אוויר עדינה יותר, כך תכונות הבידוד התרמי של הבגד גבוהות יותר. זה מסביר את תכונות בידוד החום הטובות של בגדי צמר ופרווה, המאפשרים לגוף האדם להפחית את פיזור החום באמצעות מוליכות תרמית. טמפרטורת האוויר מתחת לבגדים מגיעה ל-30 מעלות צלזיוס. ולהפך, הגוף העירום מאבד חום, מכיוון שהאוויר על פניו משתנה כל הזמן. לכן, טמפרטורת העור של חלקים עירומים בגוף נמוכה בהרבה מזו של חלקים לבושים.

אוויר לח רווי אדי מים מאופיין במוליכות תרמית גבוהה. לכן, שהות של אדם בסביבה עם לחות גבוהה וטמפרטורה נמוכה מלווה באיבוד חום מוגבר מהגוף. גם ביגוד רטוב מאבד את תכונות הבידוד שלו.

4. הסעה:

הולכת חום- זוהי שיטה להעברת חום מהגוף, המתבצעת על ידי העברת חום על ידי הזזת חלקיקי אוויר (מים). כדי לפזר חום בהסעה, נדרשת זרימת אוויר בטמפרטורה נמוכה מטמפרטורת העור על פני הגוף. במקרה זה, שכבת האוויר במגע עם העור מתחממת, מפחיתה את צפיפותה, עולה ומוחלפת באוויר קר ודחוס יותר. בתנאים שבהם טמפרטורת האוויר היא 20 מעלות צלזיוס והלחות היחסית היא 40-60%, גופו של מבוגר מפזר כ-25-30% מהחום לסביבה באמצעות הולכת חום והסעה (הסעה בסיסית). ככל שמהירות זרימת האוויר (רוח, אוורור) עולה, גם עוצמת העברת החום (הסעה מאולצת) עולה באופן משמעותי.

המהות של תהליך ההסעה היא כדלקמן- הגוף שלנו מחמם את האוויר ליד העור; אוויר מחומם נעשה קל יותר מאוויר קר ועולה, והוא מוחלף באוויר קר, שמתחמם שוב, הופך קל יותר ומוחלף בחלק הבא של אוויר קר. אם האוויר המחומם לא נלכד עם בגדים, תהליך זה יהיה אינסופי. למעשה, לא הבגדים שלנו מחממים אותנו, אלא האוויר שהם לוכדים.

כשהרוח נושבת, המצב מחמיר. הרוח נושאת מנות עצומות של אוויר לא מחומם. גם כשאנחנו לובשים סוודר חם, הרוח לא עולה כלום כדי להוציא ממנה את האוויר החם. אותו דבר קורה כשאנחנו זזים. הגוף שלנו "מתנגש" באוויר, והוא זורם סביבנו, מתנהג כמו רוח. זה גם מגביר את איבוד החום.

איזה פתרון? לבשו שכבה אטומה לרוח: מעיל רוח ומכנסיים אטומי רוח. אל תשכח להגן על הצוואר והראש שלך. בשל זרימת הדם הפעילה במוח, הצוואר והראש הם האזורים החמים ביותר בגוף, ולכן איבוד החום מהם גדול מאוד. כמו כן, במזג אוויר קר, עליכם להימנע ממקומות טרוטים הן בנהיגה והן בעת ​​בחירת מקום לינה.

ויסות חום כימי:

ויסות חום כימייצירת חום מתבצעת עקב שינויים ברמת חילוף החומרים (תהליכי חמצון) הנגרמים ממיקרו ויברציה של שרירים (תנודות), מה שמוביל לשינוי ביצירת החום בגוף.

מקור החום בגוף הוא התגובות האקסותרמיות של חמצון של חלבונים, שומנים, פחמימות וכן הידרוליזה של ATP (אדנוזין טריפוספט הוא נוקלאוטיד הממלא תפקיד חשוב ביותר בחילוף החומרים של אנרגיה וחומרים בגוף; קודם כל, תרכובת זו ידועה כמקור אוניברסלי של אנרגיה לכל ביו תהליכים כימיים, המתרחש במערכות חיות). כאשר חומרים מזינים מתפרקים, חלק מהאנרגיה המשתחררת מצטבר ב-ATP, וחלק מתפזר בצורה של חום (חום ראשוני - 65-70% מהאנרגיה). בעת שימוש בקשרים בעלי אנרגיה גבוהה של מולקולות ATP, חלק מהאנרגיה משמש לביצוע עבודה שימושית, וחלק מתפזר (חום משני). לפיכך, שתי זרימות חום - ראשוניות ומשניות - הן הפקת חום.

ויסות חום כימי חשוב לשמירה על טמפרטורת גוף קבועה הן בתנאים רגילים והן כאשר טמפרטורת הסביבה משתנה. בבני אדם, יצירת חום מוגברת עקב עלייה בקצב חילוף החומרים נצפה, בפרט, כאשר טמפרטורת הסביבה הופכת נמוכה מהטמפרטורה האופטימלית, או אזור הנוחות. עבור אדם שלובש בגדים קלים רגילים, אזור זה הוא בטווח של 18-20 מעלות צלזיוס, ועבור אדם עירום זה 28 מעלות צלזיוס.

הטמפרטורה האופטימלית במים גבוהה יותר מאשר באוויר. זאת בשל העובדה כי מים, בעלי יכולת חום גבוהה ומוליכות תרמית, מקררים את הגוף פי 14 יותר מאוויר, ולכן, באמבט קריר, חילוף החומרים עולה באופן משמעותי יותר מאשר במהלך חשיפה לאוויר באותה טמפרטורה.

יצירת החום האינטנסיבית ביותר בגוף מתרחשת בשרירים. גם אם אדם שוכב ללא תנועה, אך עם שרירים מתוחים, עוצמת תהליכי החמצון, ובמקביל יצירת חום, עולה ב-10%. פעילות גופנית קטנה מביאה לעלייה בייצור החום ב-50-80%, ולעבודה שרירית כבדה - ב-400-500%.

הכבד והכליות ממלאים גם תפקיד משמעותי בוויסות תרמי כימי. טמפרטורת הדם של ורידי הכבד גבוהה מטמפרטורת הדם עורק כבד, מה שמעיד על יצירת חום אינטנסיבית באיבר זה. כאשר הגוף מתקרר, ייצור החום בכבד עולה.

אם יש צורך להגביר את ייצור החום, בנוסף לאפשרות לקבל חום מבחוץ, הגוף משתמש במנגנונים המגבירים את ייצור האנרגיה התרמית. מנגנונים כאלה כוללים כָּוִיץו תרמוגנזה לא מתכווצת.

1. תרמוגנזה מתכווצת.

סוג זה של ויסות חום פועל אם קר לנו וצריכים להעלות את טמפרטורת הגוף. שיטה זו מורכבת מ התכווצות שרירים. כאשר השרירים מתכווצים, ההידרוליזה של ATP עולה, ולכן זרימת החום המשני המשמש לחימום הגוף עולה.

פעילות רצונית של מערכת השרירים מתרחשת בעיקר בהשפעת הקורטקס ההמיספרות המוחיות. במקרה זה, עלייה בייצור החום אפשרית פי 3-5 בהשוואה לערך המטבוליזם הבסיסי.

בדרך כלל, כאשר טמפרטורת הסביבה וטמפרטורת הדם יורדות, התגובה הראשונה היא עלייה בטון הרגולטורי(השיער בגוף "עומד על הקצה", מופיעות "עור אווז"). מנקודת המבט של מכניקת ההתכווצות, הטון הזה הוא מיקרו ויברציה ומאפשר לך להגדיל את ייצור החום ב-25-40% קו בסיס. בדרך כלל שרירי הצוואר, הראש, הגו והגפיים לוקחים חלק ביצירת טונוס.

עם היפותרמיה משמעותית יותר, הטון הרגולטורי הופך לסוג מיוחד של התכווצות שרירים - רעידות שרירים קרים, בו השרירים אינם מבצעים עבודה מועילה וכיווץ שלהם מכוון אך ורק ליצירת חום. צמרמורת קרה היא פעילות קצבית בלתי רצונית של שרירים הממוקמים שטחית, וכתוצאה מכך תהליכי חילוף החומרים בגוף עולים משמעותית, צריכת חמצן ופחמימות עולה רקמת שריר, דבר הגורר עלייה בייצור החום. רעד מתחיל לעתים קרובות בשרירי הצוואר והפנים. זה מוסבר על ידי העובדה שקודם כל, טמפרטורת הדם הזורם למוח חייבת לעלות. הוא האמין כי ייצור החום במהלך רעד קר גבוה פי 2-3 מאשר במהלך פעילות שרירים רצונית.

המנגנון המתואר פועל ברמת רפלקס, ללא השתתפות התודעה שלנו. אבל אתה יכול גם להעלות את טמפרטורת הגוף שלך עם פעילות מוטורית מודעת. בעת ביצוע פעילות גופנית כוח שונהייצור החום עולה פי 5-15 בהשוואה לרמת המנוחה. במהלך 15-30 הדקות הראשונות של פעולה ממושכת, טמפרטורת הליבה עולה די מהר לרמה נייחת יחסית, ולאחר מכן נשארת ברמה זו או ממשיכה לעלות לאט.

2. תרמוגנזה לא מתכווצת:

סוג זה של ויסות חום יכול להוביל הן לעלייה והן לירידה בטמפרטורת הגוף. זה מתבצע על ידי האצה או האטה של ​​תהליכים מטבוליים קטבוליים (חמצון חומצות שומן). וזה, בתורו, יוביל לירידה או עלייה בייצור החום. בשל סוג זה של תרמוגנזה, רמת ייצור החום באדם יכולה לעלות פי 3 בהשוואה לרמת המטבוליזם הבסיסי.

ויסות התהליכים של תרמוגנזה לא מתכווצת מתבצע על ידי הפעלת מערכת העצבים הסימפתטית, ייצור הורמוני בלוטת התריס ומדולה יותרת הכליה.

ה. בקרת ויסות חום.

היפותלמוס.

מערכת ויסות החום מורכבת ממספר אלמנטים עם פונקציות הקשורות זו בזו. מידע על טמפרטורה מגיע מקולטנים תרמיים ועובר למוח דרך מערכת העצבים.

ממלא תפקיד מרכזי בוויסות חום ההיפותלמוס. הוא מכיל את המרכזים העיקריים של ויסות חום, אשר מתאמים מספר רב של ו תהליכים מורכבים, הבטחת שמירה על טמפרטורת הגוף ברמה קבועה.

היפותלמוסהוא אזור קטן בדיאנצפלון הכולל מספר גדולקבוצות של תאים (מעל 30 גרעינים) המווסתים את הפעילות הנוירואנדוקרינית של המוח והומיאוסטזיס (היכולת לשמור על קביעות המצב הפנימי שלו) של הגוף. ההיפותלמוס מחובר על ידי נתיבים עצביים כמעט לכל חלקי מערכת העצבים המרכזית, כולל קליפת המוח, ההיפוקמפוס, האמיגדלה, המוח הקטן, גזע המוח ו עמוד שדרה. יחד עם בלוטת יותרת המוח, ההיפותלמוס יוצר את מערכת ההיפותלמוס-יותרת המוח, בה ההיפותלמוס שולט בשחרור הורמוני יותרת המוח ומהווה את החוליה המרכזית בין העצבים וההיפופיזה. מערכת האנדוקרינית. הוא מפריש הורמונים ונוירופפטידים, ומווסת תפקודים כמו רעב וצמא, ויסות חום של הגוף, התנהגות מינית, שינה וערות (מקצבים צירקדיים). מחקר שנים האחרונותלהראות שההיפותלמוס ממלא תפקיד חשוב גם בוויסות של תפקודים גבוהים יותר, כמו זיכרון ומצב רגשי, ובכך משתתף ביצירת היבטים שונים של התנהגות.

הרס של מרכזי ההיפותלמוס או הפרעה בחיבורי העצבים מובילים לאובדן היכולת לווסת את טמפרטורת הגוף.

ההיפותלמוס הקדמי מכיל נוירונים השולטים בתהליכי העברת חום.(הם מספקים ויסות חום פיזי - כיווץ כלי דם, הזעה) כאשר הנוירונים של ההיפותלמוס הקדמי נהרסים, הגוף אינו סובל טמפרטורה גבוהה, אך נותרה פעילות פיזיולוגית בתנאי קור.

נוירונים של ההיפותלמוס האחורי שולטים בתהליכי יצירת החום(הם מספקים ויסות חום כימי - יצירת חום מוגברת, רעידות שרירים) אם הם נפגעים, היכולת להגביר את חילופי האנרגיה נפגעת, כך שהגוף לא סובל היטב קור.

תאי עצב רגישים לחום של האזור הפרה-אופטי של ההיפותלמוס "מודדים" ישירות את הטמפרטורה של הדם העורקי הזורם במוח והם רגישים מאוד לשינויי טמפרטורה (מסוגלים להבחין בהבדל בטמפרטורת הדם של 0.011 מעלות צלזיוס). היחס בין נוירונים רגישים לקור ולחום בהיפותלמוס הוא 1:6, ולכן קולטני תרמו מרכזיים מופעלים באופן מועדף כאשר הטמפרטורה של "הליבה" של גוף האדם עולה.

בהתבסס על ניתוח ושילוב מידע על טמפרטורת הדם והרקמות ההיקפיות, הערך הממוצע (המשולב) של טמפרטורת הגוף נקבע באופן רציף באזור הפרה-אופטי של ההיפותלמוס. נתונים אלה מועברים דרך נוירונים בין-קלורית לקבוצת נוירונים בהיפותלמוס הקדמי, אשר קובעים רמה מסוימת של טמפרטורת הגוף בגוף - "נקודת הקבע" של ויסות חום. בהתבסס על ניתוח והשוואות של טמפרטורת הגוף הממוצעת וטמפרטורת נקודת הקבע שיש לווסת, מנגנוני "נקודת הקבע", באמצעות הנוירונים המשפיעים של ההיפותלמוס האחורי, משפיעים על תהליכי העברת החום או ייצור החום כדי להביא את המציאות להגדיר את הטמפרטורה להתכתבות.

כך, בשל תפקודו של מרכז ויסות החום, נוצר איזון בין ייצור חום והעברת חום, המאפשר שמירה על טמפרטורת הגוף בגבולות אופטימליים לתפקודים החיוניים של הגוף.

מערכת האנדוקרינית.

ההיפותלמוס שולט בתהליכי ייצור החום והעברת החום, שולח דחפים עצביים לבלוטות האנדוקריניות, בעיקר לבלוטת התריס ובלוטת יותרת הכליה.

הִשׁתַתְפוּת בלוטת התריס בוויסות חום נובע מהעובדה שהשפעת הטמפרטורה הנמוכה מובילה לשחרור מוגבר של ההורמונים שלה (תירוקסין, טריודוטירונין), אשר מאיצים את חילוף החומרים, וכתוצאה מכך, היווצרות חום.

תַפְקִיד בלוטות יותרת הכליהקשור לשחרור שלהם של קטכולאמינים לדם (אדרנלין, נוראדרנלין, דופמין), אשר, על ידי הגברת או הפחתה של תהליכי חמצון ברקמות (לדוגמה, שרירים), מגבירים או מפחיתים את ייצור החום ומצמצמים או מגדילים את כלי העור, ומשנים את הרמה של העברת חום.

חילופי חום מתרחשים כל הזמן בין אדם לסביבתו. גורמים סביבתיים משפיעים על הגוף בצורה מורכבת, ובהתאם לערכיהם הספציפיים, המרכזים הווגטטיביים (סטריאטום, הפקעת האפורה של הדיאנצפלון) והיווצרות הרשתית, מקיימים אינטראקציה עם קליפת המוח ושולחים דחפים לשרירים לאורך הסיבים הסימפתטיים, לספק איזון אופטימלי בין תהליכי ייצור חום והעברת חום.

ויסות חום של הגוף הוא קבוצה של תהליכים פיזיולוגיים וכימיים שמטרתם לשמור על טמפרטורת הגוף בגבולות מסוימים (36.1...37.2 מעלות צלזיוס). התחממות יתר של הגוף או היפותרמיה שלו מובילה להפרעות מסוכנות בתפקודים חיוניים, ובמקרים מסוימים למחלות. ויסות חום מובטח על ידי שינויים בשני מרכיבים של תהליכי חילופי חום - ייצור חום והעברת חום. האיזון התרמי של הגוף מושפע באופן משמעותי מהעברת חום, מכיוון שהוא הכי ניתן לשליטה ומשתנה.

חום מופק בכל הגוף, אך בעיקר על ידי השרירים המפוספסים והכבד. יצירת החום של גוף האדם, לבוש בבגדי בית ובמצב של מנוחה יחסית בטמפרטורת אוויר של 15...25 מעלות צלזיוס, נשאר בערך באותה רמה. ככל שהטמפרטורה יורדת, היא עולה, וככל שהיא עולה מ-25 ל-35 מעלות צלזיוס, היא יורדת מעט. בטמפרטורות מעל 40 מעלות צלזיוס, ייצור החום מתחיל לעלות. נתונים אלו מצביעים על כך שוויסות ייצור החום בגוף מתרחש בעיקר בטמפרטורות סביבה נמוכות.

ייצור החום עולה בעת ביצוע עבודה פיזית, וככל שהעבודה קשה יותר. כמות החום שנוצרת תלויה גם בגיל ובמצב הבריאותי של האדם.

ישנם שלושה סוגים של העברת חום מגוף האדם:

קרינה (בצורה של קרני אינפרא אדום הנפלטות על ידי פני הגוף לכיוון עצמים עם טמפרטורה נמוכה יותר);

הסעה (חימום אוויר שוטף את פני הגוף);

אידוי של לחות מפני השטח של העור, ריריות של דרכי הנשימה העליונות והריאות.

היחס באחוזים בין סוגי העברת חום אלו של אדם הנמצא בתנאים רגילים במנוחה מתבטא בנתונים הבאים: 45/30/25. עם זאת, יחס זה עשוי להשתנות בהתאם לערכים הספציפיים של פרמטרי מיקרו אקלים וחומרת העבודה שבוצעה.

העברת חום באמצעות קרינה מתרחשת רק כאשר הטמפרטורה של החפצים הסובבים נמוכה מטמפרטורת העור החשוף (32...34.5 מעלות צלזיוס) או שכבות לבוש חיצוניות (27...28 מעלות צלזיוס לאדם לבוש קלות וכ-24 מעלות צלזיוס). מעלות צלזיוס לאדם בבגדי חורף).

20 אוורור תעשייתי. סוגי אוורור.

אוורור- החלפת אוויר מתכווננת בחדר. מערכות אוורור נועדו לספק את הניקיון, הטמפרטורה, הלחות וניידות האוויר הדרושים. מערכות אוורור מורכבות המספקות חילופי אוויר בקנה מידה תעשייתי נקראות מערכות אוורור תעשייתיות, במקרה של מתן אוורור בחדרים קטנים, השתמש מערכות אוורור ביתיות. בהתאם למטרה ולעיקרון של ארגון חילופי אוויר, נבדלים סוגי האוורור הבאים: אוורור טבעי- אוורור, יצירת חילופי האוויר הדרושים: - בגלל הרוח; - בשל ההבדל במשקל הסגולי של אוויר חם בתוך החדר ואוויר קר יותר בחוץ; אוורור מכני- אוורור, שבו האוויר מועבר באמצעות מאווררים חשמליים; בְּ- אספקת אוורוררק אספקה ​​מסופקת אוויר נקילחדר מוציאים ממנו אוויר דרך דלתות נפתחות, דליפות בגדרות ובשל הלחץ העודף שנוצר; אוורור פליטהנועד להוציא אוויר מחדר מאוורר וליצור בו ואקום, שבגללו יכול לחדור אוויר מבחוץ ומחדרים סמוכים לחדר זה דרך נזילות בגדרות ודלתות; אוורור אספקה ​​ופליטהמספק אספקת אוויר בו זמנית לחדר והסרה מאורגנת שלו; אוורור מקומי- סוג אוורור בו מסופק אוויר למקומות מסוימים (אוורור אספקה ​​מקומית) ואוויר מזוהם מוסר רק ממקומות בהם נוצרות פליטות מזיקות (אוורור פליטה מקומי); אוורור כללי- אוורור בו מתרחשת חילופי אוויר בכל החדר. סוג זה של אוורור משמש כאשר הפליטות של גורמים מזיקים אינן משמעותיות ומפוזרות באופן שווה בכל נפח החדר.

21

תאורה תעשייתית. סיווג תאורה תעשייתית. הסיווג של תאורה תעשייתית מוצג באיור 20.1. תאורה טבעית מועילה ביותר הן לאיברי הראייה והן לגוף האדם בכללותו. אם אין מספיק תאורה טבעית, נעשה שימוש בתאורה מלאכותית או משולבת.

תאורה טבעית של חצרים תעשייתיים דרך פתחי אור בקירות חיצוניים (חלונות) נקראת לרוחב, דרך פתחי אור בתקרת מבנים (פנסים) - מעל, ודרך חלונות ופנסים בו זמנית - בשילוב.

אורז. 20.1. סוגי תאורה תעשייתית

אם המרחק מהחלונות למקומות העבודה הרחוקים מהם הוא פחות מ-12 מ', ניתנת תאורת צד חד כיוונית; אם המרחק גדול יותר, ניתנת תאורת צד דו כיוונית.

רוב הנחות התעשייתיות מצוידות במערכות תאורה מלאכותיות כלליות - כאשר המנורות ממוקמות באזור העליון (התקרה). אם המרחק בין המנורות זהה, התאורה נחשבת אחידה; כאשר המנורות ממוקמות קרוב יותר לציוד, היא נחשבת למקומית.

תאורה מלאכותית משולבת נקראת כאשר תאורה מקומית מתווספת לתאורה הכללית. תאורה מקומית נחשבת לתאורה שבה שטף האור של המנורות מתרכז ישירות במקום העבודה. בהתאם לחוקי הבנייה והתקנות (SNiP), אסור להשתמש בתאורה מקומית אחת בלבד בחצרים תעשייתיים.

תאורת עבודה מותקנת בכל החדרים והאזורים על מנת להבטיח עבודה תקינה ומעבר אנשים ותנועה בהיעדר או חוסר אור טבעי.

תאורת חירום נחוצה להמשך העבודה במקרה של השבתה פתאומית של תאורת העבודה, העלולה לגרום להפרעה בתחזוקת הציוד או לתהליך טכנולוגי מתמשך, שריפה, פיצוץ, הרעלת אנשים, פציעות במקומות צפופים וכו'. תאורה נמוכה ביותר בעבודה. משטחים הדורשים תחזוקה במצב חירום, חייב להיות לפחות 5% מהתאורה מנורמלת עבור תאורה עבודה עם מערכת תאורה כללית, אך לא פחות מ-2 לוקס בתוך מבנים ו-1 לוקס בשטחים פתוחים.

התורן הוא הדלקת מתקני ייצור בשעות שאינן עבודה.

תאורה מלאכותית הנוצרת לאורך גבולות האזורים המוגנים בלילה נקראת תאורה אבטחה.

תאורת פינוי מותקנת במקומות מסוכנים למעבר אנשים וכן במעברים הראשיים ובמדרגות המשמשות לפינוי אנשים ממבני תעשייה עם למעלה מ-50 עובדים, ב. מתחמי ייצורעם אנשים שעובדים בהם כל הזמן, כאשר יציאת אנשים מהמקום כאשר תאורת העבודה נכבית לפתע קשורה לסכנת פציעה עקב המשך העבודה ציוד ייצור, כמו גם בחצרים תעשייתיים עם יותר מ-50 עובדים, ללא קשר למידת הסיכון לפציעה. תאורת פינוי צריכה לספק תאורה מינימלית של המעברים הראשיים ובמדרגות המדרגות: בחדרים 0.5 לוקס, בשטחים פתוחים 0.2 לוקס דרישות סניטריות והיגייניות לתאורה תעשייתית: הרכב ספקטרום אופטימלי קרוב לשמש; עמידה בתאורה במקומות עבודה ערכים סטנדרטיים; אחידות של תאורה ובהירות של משטח העבודה, כולל לאורך זמן; היעדר צללים חדים על משטח העבודה וברק של חפצים בתוך אזור העבודה; כיוון אופטימלי של שטף האור, עוזר לשפר את הזיהוי של ההקלה של אלמנטים פני השטח.