Поведенческая терморегуляция. регуляция температуры тела. восприятие организмом температурных воздействий (терморецепция).

Основа жизнедеятельности человеческого организма — процессы обмена веществ и энергии. Температура тела человека при любых изменяющихся условиях окружающей среды остается относительно постоянной.

Это состояние характерно только для теплокровных животных, для которых постоянная температура организма жизненно необходима.

MedAboutMe выяснил, какая температура тела считается нормой и как происходит терморегуляция.

Терморегуляция — физиологический процесс, основной задачей которого является удержание температуры тела на определенном уровне. Именно от этого зависит нормальная жизнедеятельность.

Он состоит из нескольких компонентов:

• терморецепторы;
• центр терморегуляции;
• исполнительное звено.

Изменения температуры окружающей среды воспринимаются специальными рецепторами — тепловыми и холодовыми. От них информация поступает в головной мозг, где находится центр терморегуляции. Гипоталамус — именно он отвечает за изменение теплообмена. Поддержание температуры тела обеспечивается нервными и гуморальными механизмами.

Одним из основных элементов процесса терморегуляции является кровь. Она обладает высокой теплоемкостью, то есть способностью поглощать тепло при нагревании и выделять при охлаждении.

Данная биологическая жидкость переносит тепло от тканей и органов с высоким теплообменом к тканям с низким, тем самым выравнивая температуру тела.

В статье «Теплообмен различных областей тела человека со средой» в журнале «Биотехнологии в медицине» было доказано, что за счет теплопереноса изменяется температура кожных покровов.

Существует всего 2 процесса, которые обеспечивают стабильность температуры тела.

• Теплопродукция — количество продуцируемого в организме тепла.
• Теплоотдача — количество тепла, которое рассеивается в окружающую среду за то же время.

Уровень теплообразования зависит от:

• Основного обмена веществ в организме;
• Принимаемой пищи;
• Физической активности.

Теплоотдача бывает влажной, связанной с испарением влаги с поверхности кожных покровов, и сухой, которая никак не связана с потерей жидкости.

Температура тела не является фиксированным показателем. Она колеблется от 36 до 37 градусов и зависит от:

• времени суток (максимальная температура в 6 вечера, минимальная в 4-6 часов утра);
• эмоциональной и физической нагрузки;
• места измерения температуры.

Температура 37 градусов в некоторых источниках считается субфебрильной. Это не верно. В журнале International Journal of Nursing Practice в 2009 году было опубликовано исследование «Time for a change to assess and evaluate body temperature in clinical practice», которое доказывало, что подход для определения нормальной температуры тела должен быть индивидуальным.

Температура различных органов и тканей различна. Глубокие ткани теплее поверхностных, и температура внутри выше, чем в конечностях. Существуют определенные стандарты.

• Область подмышечной впадины — норма 36,6 — время измерения около 7 минут;
• Прямая кишка — 37,2 — около 4 минут;
• Полость рта — 37,0 — около 11 минут;
• Кожа — 36,1 — менее 3 минут.

Измерение кожной температуры является недостаточно достоверным методом и имеет большое количество ложноотрицательных результатов. При измерении температуры во рту важно, чтобы перед этим человек не употреблял горячие или холодные напитки. Стандартом является измерение температуры ртутным градусником в области подмышечной впадины.

Существуют различные причины, которые изменяют нормальную температуру тела.

Пониженная температура тела наблюдается при:

• заболевания центральной нервной системы;
• снижение массы тела;
• беременность;
• прием некоторых лекарственных средств;
• длительное нахождение в холодных условиях;
• восстановительный период после перенесенного заболевания;
• замедление обменных процессов организма (при таких заболеваниях как гипотиреоз, анемия, заболевания почек и печени).

Понижение температуры встречается реже, чем повышение, однако, длительная гипотермия свидетельствует о патологических состояниях в организме. Чем дольше причина данного состояния остается неизвестной, тем к более серьезным осложнениям.

Повышение температуры тела возможно при:

• физиологическое в вечернее время;
• овуляция;
• умственная или физическая перегрузка;
• вирусные, грибковые или бактериальные инфекции;
• анемия;
• гормональные изменения;
• аутоиммунные заболевания;
• заболевания эндокринной системы;
• онкология;
• ВИЧ;
• Прием некоторых лекарственных препаратов.

При повышении температуры тела наблюдается увеличение ЧСС, повышение артериального давления, нарушения сердечного ритма, снижение секреторной и моторной функции ЖКТ, гипергликемии (важно при сахарном диабете). Это все приводит к истощению и перегрузке всех органов и систем.

• Чем темнее кожные покровы, тем больше поглощается тепла. Поэтому жителям тропических стран не нужно пользоваться защитой от УФ-излучения. Их организм при воздействии прямых солнечных лучшей будет реагировать потливостью, а не загаром.
• При высокой влажности (100%) практически не происходит испарение пота, и как следствие нет теплоотдачи. Поэтому при высокой температуре и низкой влажности человек чувствует себя хорошо, а при высокой влажности — плохо.
• Количества выделяемого пота в сутки может достигать 8 литров. При экстремальных условиях возможно до 4х литров в час. При испарении 1 литра пота с поверхности кожных покровов человеческий организм теряет около 500 ккал.
• Максимальная плотность терморецепторов находится в области лица. В области ладоней холодовые терморецепторы встречаются примерно в 10 раз чаще, чем тепловые.

MedAboutMe рекомендует прочитать статью «Как правильно измерять температуру»

Поведенческая терморегуляция. Регуляция температуры тела. Восприятие организмом температурных воздействий (терморецепция)

Оглавление темы «Регуляция температуры тела.»: 1. Поведенческая терморегуляция. Регуляция температуры тела. Восприятие организмом температурных воздействий (терморецепция). 2. Центральное звено системы терморегуляции. Центр терморегуляции. Установочная точка терморегуляции. 3.

Эффекторное (исполнительное) звено системы терморегуляции. Дрожь. Холодовой дрож. Причины дрожи. Механизм дрожи. Гипотермия. Гипертермия. 4. Гипертермия. Гипотермия. Тепловой удар. Лихорадка. 5. Взаимодействие системы терморегуляции с другими физиологическими системами организма.

Сердечно-сосудистая система и терморегуляция. 6. Водно-солевой баланс и терморегуляция. Дыхание и 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).

Регуляция температуры тела. Восприятие организмом температурных воздействий (терморецепция)

Изменение температуры внутренней среды («ядра») и поверхностных отделов («оболочки») тела человека воспринимается организмом с помощью терморецепторов. Температурная рецепция осуществляется окончаниями тонких чувствительных нервных волокон типа С и А (8), которые представлены в коже, слизистых оболочках, мышцах, сосудах, во внутренних органах (периферические терморецепторы). Холодо- и теплочувствительные нейроны располагаются в медиальной преоптической области переднего гипоталамуса (центральные терморецепторы).

Восприятие температурных раздражений из внешней среды и формирование температурных ощущений у человека осуществляется с помощью терморецепторов кожи и слизистых оболочек, среди которых имеются холодовые рецепторы (повышают частоту передачи нервных импульсов по афферентным нервным волокнам к терморегуляторному центру при их охлаждении и снижают эту частоту при их нагревании) и тепловые рецепторы (реагируют на изменение температуры тела противоположным образом). В коже и на слизистых оболочках человека больше холодовых рецепторов (около 250 000), чем тепловых (около 30 000). Кроме того, холодовые рецепторы кожи расположены более поверхностно, на глубине 0,17 мм, а тепловые — более глубоко, на глубине 0,3 мм. Эта особенность расположения терморецепторов обусловливает более раннее восприятие организмом человека холода, чем тепла. Другая особенность терморецепторов — их неравномерное распределение в коже по площади, что определяет различный уровень чувствительности к холоду и теплу разных участков тела. Наибольшей чувствительностью обладает кожа лица, наименьшей — кожа нижних конечностей.

Афферентный поток нервных импульсов от периферических терморецепторов поступает через задние корешки спинного мозга к вставочным нейронам задних рогов.

Затем по спиноталамическому тракту этот поток импульсов достигает передних ядер таламуса и далее проводится в сомато-сенсорную кору больших полушарий головного мозга.

Поступление нервных импульсов от периферических терморецепторов в соматосенсорную кору обеспечивает возникновение и топическую локализацию субъективных температурных ощущений, таких как «тепло», «холодно», «прохладно», «жарко», «температурный комфорт» или «дискомфорт».

На их основе формируются поведенческие терморегуляторные реакции. Значительная часть афферентных импульсов от периферических рецепторов кожи и внутренних органов поступает из спинного мозга по волокнам спиноталамическо-го тракта к нейронам гипоталамического центра терморегуляции.

— Также рекомендуем «Центральное звено системы терморегуляции. Центр терморегуляции. Установочная точка терморегуляции.»

Нарушение терморегуляции организма

Общие сведения

Расстройство терморегуляции это нарушение постоянства температуры тела, вызванные дисфункцией ЦНС. Температурный гомеостаз считается одной из основных функций гипоталамуса, который содержит специализированные термочувствительные нейроны.

От гипоталамуса начинаются вегетативные пути, которые при необходимости могут обеспечивать увеличение теплопродукции, вызывая мышечную дрожь или рассеяние излишнего тепла.

Нарушение терморегуляции организма

При поражении гипоталамуса, а также следующих от него к стволу мозга или спинному мозгу путей возникают расстройства терморегуляции в виде гипертермии или гипотермии.

Теплоотдача организмом во внешнюю среду зависит от температуры окружающей среды, от количества влаги (пота), выделяемой организмом вследствие затрат тепла на испарение, от тяжести выполняемой работы и физического состояния человека.

При высокой температуре воздуха и облучении кровеносные сосуды поверхности тела расширяются, при этом происходит перемещение крови: главного аккумулятора тепла в организме, к периферии (поверхности тела). Вследствие такого перераспределения крови теплоотдача с поверхности тела значительно увеличивается.

Нарушения терморегуляции организма могут возникать при:

• повреждении центрального или периферического звена системы терморегуляции;
• кровоизлияниях и опухолях в области гипоталамуса;
• при травмах, сопровождающихся повреждением соответствующих проводящих путей.

Нарушение терморегуляции сопутствует многим системным заболеваниям, обычно проявляясь повышением температуры тела или лихорадкой. Повышение температуры тела является настолько надежным индикатором заболевания, что наиболее часто используемой в клинике процедурой стала термометрия.

Изменения температуры можно выявить даже при отсутствии явного фебрилитета. Они проявляются в виде покраснения, побледнения, потоотделения, дрожи, ненормальных ощущений тепла или холода, а также могут состоять из неустойчивых колебаний темпе­ратуры тела в пределах нормы у больных с постельным режимом.

При физической работе времен­но нарушается баланс между теплопродукцией и теплоотдачей с последующим быстрым восстановлением нормальной температуры в состоянии покоя за счет длительной активации механизмов теплоотдачи.

Фактически, при длительной физической нагрузке расширение сосудов кожи в ответ на повышение темпера­туры сердцевины организма прекращается для того, чтобы сохранить эту темпе­ратуру.

Нарушение терморегуляции при лихорадке

При лихорадке адаптационная способность снижается, так как по дости­жении стабильной температуры тела теплопродукция становится равной тепло­отдаче, однако и та, и другая находятся на уровне выше исходного.

Кровоток в периферических сосудах кожи играет более важную роль в регуляции теплопродукции и теплоотдачи, чем потоотделение.

При лихорадке температура тела, определяемая терморецепторами, низкая, поэтому организм реагирует на нее как на охлаждение.

Дрожь приводит к увеличению теплопродукции, а сужение сосу­дов кожи — к уменьшению теплоотдачи. Эти процессы позволяют объяснить возникающие в начале лихорадки ощущения холода или озноба. И наоборот, при удалении причины лихорадки температура снижается до нормальной, и боль­ной ощущает жар. Компенсаторными реакциями в данном случае являются:

• рас­ширение сосудов кожи;
• потоотделение;
• подавление дрожи.

При высокой температуре окружающей среды развиваются четыре клинических синдрома:

• тепловые судороги;
• тепловое истощение;
• тепловая травма при напряжении;
• тепловой удар.

Каждое из этих состояний можно отдифференцировать на основании различных клинических проявлений, однако между ними есть много общего и эти состояния можно рассматривать как разновидности синдромов одного и того же происхождения.

Симптомокомплекс теплового поражения развивается при высокой тем­пературе (более 32°С) и при высокой относительной влажности воздуха (более 60%). Наиболее уязвимы люди пожилого возраста, лица, страдающие психи­ческими заболеваниями, алкоголизмом, принимающие антипсихотические, моче­гонные, антихолинергические препараты, а также люди, находящиеся в помеще­ниях с плохой вентиляцией.

Глава 3. Механизмы регуляции температуры тела

Терморецепция
осуществляется свободными окончаниями
тонких сенсорных волокон типа А (дельта)
и С. Существуют терморецепторы
периферические (в коже, подкожных тканях,
скелетных мыщцах и внутренних органах)
и центральные, локализованные в ЦНС.

Кожные
терморецепторы реализуют передачу в
центры терморегуляции сигналов об
изменениях температуры среды, а также
обеспечивают формирование температурных
ощущений. Число холодовых рецепторов
кожи во много раз превышает число
тепловых рецепторов. Во внутренних
органах и тканях также преобладают
холодовые рецепторы.

В
спинном и среднем мозге, а также в
гипоталамусе найдены центральные
терморецепторы, называемые также
термосенсорами.

Это нейроны, которые
могут возбуждаться при их непосредственном
охлаждении, нагревании на 0,011 0С
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
латеральнее 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.

Предполагается
наличие в гипоталамусе трех видов
терморегуляторных нейронов: 1) афферентных
нейронов, принимающих сигналы от
периферических и центральных
терморецепторов; 2) вставочных, или
интернейронов; 3) эфферентных нейронов,
аксоны которых контролируют активность
эффекторов системы терморегуляции.

От
периферических терморецепторов
информация поступает в передний
гипоталамус – в его медиальную
преоптическую область. Здесь происходит
сравнение полученных с периферии
сигналов с активностью центральных
термосенсеров, отражающих температурное
состояние могзга.

На
основе интеграции информации этих двух
источников задний гипоталамус обеспечивает
выработку сигналов, управляющих
процессами теплопродукции и теплоотдачи.
Именно здесь обнаружены нейроны,
активность которых зависит от локального
теплового раздражения как преоптической
области гипоталамуса, так и нейронов
шейно-грудного отдела спинного мозга.

В
дорсомедиальной части заднего гипоталамуса
у стенки третьего желудочка обнаружен
моторный центр дрожи. Он возбуждается
при снижении температуры тела даже на
доли градуса (регуляция по отклонению).
При этом вначале повышается тонус мышц,
а затем развивается дрожь. Этот центр
связан с моторными центрами спинного
и продолговатого мозга.

Кожные
терморецепторы информируют центральную
нервную систему о повышении или понижении
температуры окружающей среды еще до
отклонения температуры внутренней
среды. При этом включаются терморегуляторные
механизмы, предотвращающие это отклонение
(регуляция по опережению).

Существуют
терморегуляторные реакции, опосредуемые
спинным и продолговатым мозгом. Видимо,
такие механизмы участвуют в «локальной
адаптации», при которой развивается
повышение устойчивости к охлаждению
или нагреванию определенных частей
тела, например шеи или рук, за счет
вазомоторных и потоотделительных
реакций.

Высшие
структуры головного мозга, в частности
новая кора, также принимают участие в
терморегуляции.

Доказана роль
условнорефлекторного механизма в
организации опережающих вегетативных
и поведенческих реакций, направленных
на поддержание оптимальной величины
температурной константы организма по
опережению.

В развитии индивидуальной
устойчивости к холоду важную роль может
играть импринтинг – ранняя форма памяти.

1. ЭФФЕРЕНТНЫЕ ПУТИ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ

Регуляция
теплопродукции
осуществляетсясоматической нервной
системой, запускающей сократительные
терморегуляторные реакции, и симпатической
нервной системой, активирующей
несократительную теплопродкуцию. При
фармакологической блокаде
бета-адренорецепторов участие
недрожательного механизма теплопродкуции
исключается.

Норадреналин, освобождаемый
симпатическими нервными окончаниями,
стимулирует выделение из бурой жировой
ткани свободных жирных кислот и
последующее включение их в метаболические
реакции. Выделение катехоламинов из
надпочечников вызывает те же эффекты.

В результате усиливается рассогласование
процессов окисления и фосфорилирования,
повышается выделение первичного тепла.

Участие
гуморальных механизмов терморегуляции особенно значительно при адаптации к
повторным изменениям температуры среды.
Роль щитовидной железы в адаптации к
холоду человека точно не выяснена.

У
животных повышение секреции тироксина
развивается при действии холода в
течение нескольких недель, при этом на
20-40 % увеличивается масса железы. Повышение
секреции тироксина приводит к активации
клеточного метаболизма. Человек редко
подтвергается такому охлаждению.

Однако
в некоторых работах показано, что у
солдат, несущих службу в арктических
районах длительное время, а также у
эскимосов наблюдается повышение
основного обмена.

Возможно, стимулирующее
действие холода на щитовидную железу
является одной из причин повышения
частоты развития у жителей холодных
районов токсического тиреоидного зоба.

Регуляция
теплоотдачи связана
с активностью норадренергических
симпатических нейронов, возбуждение
которых может приводить к снижению
просвета кровеносных сосудов кожи, и
холинергических симпатических нейронов,
возбуждающих потовые железы. Расширению
кровеносных сосудов кожи в условиях
жары может способствовать выделение
из потовых желез брадикинина. Имеются
данные об участии кининов в формировании
холодовой вазодилатации.

При
значительном психическом напряжении
сужение кровеносных сосудов кожи кистей
и стоп может сопровождаться выделение
в этих участках пота. Такое парадоксальное
явление можно назвать эмоциональным
потоотделением; оно не является адаптивным
и обусловлено чрезмерной активацией
симпатической нервной системы.

При
отклонении средней интегральной
температуры тела на небольшую величину
изменяется лишь теплоотдача за счет
сосудистых реакций оболочки.

Если
отклонения температуры сохраняются,
то развиваются поведенческие
приспособительные реакции, а при высокой
внешней температуре также повышается
потоотделение.

При низкой же температуре
внешней среды появляется далее мышечная
реакция: сначала повышается тонус, а
при снижении внутренней температуры
появляется дрожь.

Научный журнал Современные наукоемкие технологии ISSN 1812-7320 "Перечень" ВАК ИФ РИНЦ = 0,899

1

Хамуков Ю.Х.

Хуболова М.А.

Водные процедуры являются эффективным средством компенсации негативных последствий урбанизации, растущего загрязнения среды обитания и общего отчуждения человека от естественной природы. К тому же они отличаются доступностью, универсальностью и эффективностью.

Притом, что существует множество видов и способов осуществления гигиенических, оздоровительных, закаливающих и тонизирующих физиотерапевтических воздействий на организм человека посредством падающих на поверхность тела водных потоков, практически неизвестна специфика эфферентных реакций организма человека на воздействие разнотемпературных водяных струй.

В работе представлены результаты первичных оценок особенностей физиологических эффектов, возникающих в организме человека под воздействием «термоконтрастного душа» из одномоментно падающих на кожу интенсивных водяных струек с различной температурой.

Известно, что взаимодействие различ­ных физиологических систем организма и отношение всего организма к окружаю­щим условиям определяется, прежде все­го, характером афферентной информации об окружающей среде.

При этом критиче­ским фактором для всех процессов в орга­низме является восприятие температуры среды, осуществляющееся посредством терморецепторов, встроенных как в центральные, так и в периферийные нервные системы [1]. Механизмы формирования афферентного температурного сигнала до настоящего времени изучены мало. Соот­ветственно, остается актуальным объек­том исследований роль афферентного сигнала, формирующегося при направ­ленной модуляции кожных афферентов.

В последние годы накоплен материал о характере изменения импульсной актив­ности  периферических  и  центральных терморецепторов [2], позволяющий моделировать механизмы температурной афферентации, соответствующие схеме «афферентный сигнал — эффектор», и судить о вкладе различных компонентов терморецепторной активности в формиро­вание эффекторных реакций организма на температурные воздействия.

Результаты подобных эксперимен­тальных исследований роли динамиче­ской активности кожных терморецепто­ров в регуляции работы различных фи­зиологических систем организма позволя­ют более детально рассмотреть соматиче­ские и психоэмоциональные эффекты воздействия на организм человека различных водных процедур, в частности контраст­ного душа, и, также, определить пути по­вышения эффективности их применения. В частности, в данной работе на феноме­нологическом    уровне    обосновывается принцип термоконтрастного воздействия на кожу, при котором на ее поверхность одномоментно воздействуют многочис­ленные тонкие струи воды с различной температурой. Комплексные эксперимен­тальные исследования психофизических, биофизических и биохимических процес­сов, инициируемых подобным воздейст­вием в организме человека, и разработку методики применения термоконтрастного душа планируется развернуть в ближай­шее время в Кабардино-Балкарском гос­университете на кафедре «Физиология человека и животных».

Нрежде всего, обратим внимание на то, что при динамической активности пе­риферических кожных терморецепторов холодозащитные реакции организма обес­печиваются усилением наработки тепла -повышением метаболизма, а в отсутствие динамической активности терморецепто­ров кожи — усилением констрикторной реакции кожных сосудов, направленных на снижение теплоотдачи, без изменения метаболической составляющей терморе-гуляторного ответа [2].

Контрастный душ в традиционном представлении — особый вид водной про­цедуры, когда чередуется горячая (40-45°С) и холодная (10-20°С) вода.

Он в той или иной форме применялся в различных культурах задолго до того, как отец Себа­стьян Кнейп, знаменитый первооткрыватель и энтузиаст гидротерапии, описал и распропагандировал так называемый «шотландский душ», «стимулирующий кровообращение, выводящий токсины, смягчающий и укрепляющий тело».

С тех пор эта процедура стала основой гидроте­рапии во многих водолечебницах.

Широ­ко распространено представление, что в сочетании с различными веществами вод­ные процедуры стимулируют процессы обмена в организме, наполняют его » жизненной силой» и смягчают симптомы таких заболеваний как ревматизм и арт­рит, ускоряют заживление ран. В техно­логии «Спа-Джет» не только чередуется горячая и холодная вода, но также можно обливать клиента ручными душами водой разной температуры.

Контрастный душ для здорового чело­века — прекрасное освежающее, бодрящее и закаливающее средство. Такой душ воз­действует на сосуды и соединительную ткань, тренирует системы терморегуля­ции, связки и сосуды так же, как во время физкультурных упражнений тренируются мышцы.

Теплая вода расслабляет, холод­ная — повышает тонус мышц и сосудов. Кожные поры, расширяясь под действием теплой воды и сжимаясь при охлаждении, очищаются от скопившихся выделений. Контрастный душ — интенсивная закали­вающая процедура.

Смысл закаливания в том, что внешним воздействием создают такой тренировочный режим смены тем­пературы поверхности тела, что система терморегуляции воспринимает его и мо­билизует все защитные ресурсы и механизмы организма, но внутренние органы человека не переохлаждаются и не возни­кает состояние озноба или ожога с ощути­мыми последствиями.

Существуют различные методики реа­лизации эффектов попеременного термо­контрастного воздействия на организм человека.

Различие заключается, собст­венно, в разном времени охлаждения по­кровов тела по отношению ко времени прогрева горячей водой, и обусловлено тем, какую цель преследует человек — ле­чебно-восстановительную, закаливающе-профилактическую, достижение тонизи­рующего или возбуждающего эффекта.

Нерепад температур зависит от состояния организма и цели воздействия и меняется от 6-7°C до 20-25°C. Количество циклов смены температуры воды также меняется, но обычно рекомендуется не больше трех.

Ограничение обусловлено тем, что, при необходимой для достижения физиотера­певтического эффекта разнице темпера­тур горячей и холодной воды, интенсив­ность эффекторных реакций организма на температурные удары столь высока, что уже после двух-трех циклов наступает истощение ресурсов в возбуждаемых тер­морецепцией корковых очагах кожного анализатора и четверохолмия, а вследст­вие иррадиации очагового возбуждения происходит общая мобилизация ЦНС с ощущениями дискомфорта, беспокойства и утомления. Различные проявления, на­пример экзофтальм, свидетельствуют о том, что контрастный душ вызывает спе­цифические возбуждения симпатической и парасимпатической нервных систем. А интенсивность активизации гипотала-могипофизарной системы ограничивает применение контрастного душа больны­ми, в частности, сахарным диабетом.

Характерно, что при переключении на холодную воду человек инстинктивно стремится подставить под венец струй из душевого устройства участки тела с пони­женной плотностью размещения терморе­цепторов в коже и низкой импульсной активностью, уравнивая, таким образом, афферентацию различных ядер коркового отдела кожного анализатора и, соответст­венно, пытаясь регулировать эффекторую функцию и избежать острых диском­фортных ощущений.

Естественно, что большое значение имеет величина поверхности участка ко­жи, подвергающегося динамическому прогреву или охлаждению. Традицион­ный контрастный душ создает одновре­менное тепловое или холодовое воздейст­вие на всю поверхность тела или на ее об­ширные участки, что по физиологическим эффектам равнозначно.

В ходе поисков способов повышения эффективности при­менения контрастного душа нами был изготовлен прототип душевого устройства, создававшего венец струек воды с различ­ной температурой, и проведены первичные наблюдения эффектов от его приме­нения.

На субъективном уровне были об­наружены явные преимущества такого душа по сравнению с традиционным в физиотерапевтической эффективности.

Отсутствие в общедоступной литературе сведений о механизме его воздействия на организм побудило нас предпринять по­пытку описания нейрогуморальной и нервно-психической реакции организма человека на воздействие множества тон­ких струек воды, создающих ощутимую разницу температур в смежных областях выпадения на поверхность тела.

Далее в работе представлена попытка анализа особенностей температурной эфферентации при подобном характере термоконтрастного воздействия — одновременной множественной локализации градиента теплообмена на поверхности тела под действием тонких разнотемпературных струй воды, т.е. «термоконтрастного душа».

При таком мультиградиентном воз­действии на поверхность тела важную роль начинает играть соразмерность вели­чины градиентной области «шагу» распре­деления рецепторов в коже человека.

Этот фактор определяет одно из качест­венных отличий терморегуляторного ответа организма на воздействие термокон­трастного душа — если под воздействием традиционного контрастного душа дина­мическая активизация терморецепторов и усиление клеточного метаболизма проис­ходят в течение времени охлаждения или нагревания покровов тела до температуры омывающей воды — порядка секунды в одном цикле, то в условиях мультиградиентного температурного воздействия они могут быть длительными и повторятся многократно. Результатом такой стимуля­ции обменных процессов в коже и явля­ются наблюдаемые улучшение самочувст­вия, разгрузка нервной системы и ощуще­ние комфорта.

Кроме этого, афферентация коркового отдела кожного анализатора, в отличие от воздействия обычного контрастного ду­ша, не принимает характер шока, и не происходит общей висцерорецепторной афферентации.

Соответственно, возраста­ет роль коллатералей проводящих путей и вставочных нейронов, направляющих им­пульсы от кожных рецепторов на эффе­рентные пути в спинном мозгу, и снижа­ется или полностью отсутствует координирующе-мобилизационное влияние выс­ших центров нервной системы.

Нри воздействии контрастного душа наблюдается набор эффектов, обуслов­ленных специфическим функционированием таламуса и гипоталамуса, в наиболь­шей степени ответственных за терморегу­ляцию, регуляцию деятельности сердеч­но-сосудистой и эндокринной систем и обмена веществ, адаптацию и формирова­ние эмоционального поведения.

А состоя­ния человека в процессе и после мультиградиентного температурного раздраже­ния кожи при воздействии термоконтра­стного душа указывают на то, что, во-первых, вентробазальный комплекс ядер таламуса и система специфический тала-мус — соматосенсорная кора обеспечивают дифференцировку и строго адресную пе­редачу афферентных импульсов поверх­ностной чувствительности конечностей в соответствующие рецепторным зонам корковые поля. Во-вторых, эфферентные связи гипоталамуса с корой больших по­лушарий и его регулятивные функции по отношению к эндокринной системе и ве­гетативному обеспечению соматических функций также принимают необычный характер. Во всяком случае, субъектив­ные ощущения от применения термокон­трастного душа — сохранение координированности и отсутствие экзофтальма в ходе воздействия, состояние эмоционального подъема и ощущение физического ком­форта длительное время после воздейст­вия и т.п. — указывают, в том числе (или прежде всего?), на доминирование выс­ших эмоций и сознательного управления поведением. Что, в свою очередь, свиде­тельствует об отсутствии «шоковой» афферентации вентро-базального комплекса ядер таламуса, которая могла бы блокировать передачу информации о состоянии поверхности туловища, конечностей и головы в соматосенсорные области коры больших полушарий.

Не менее важным представляется спе­цифическое проявление нейросекреции при мультиградиентном характере раз­дражения кожных рецепторов.

Выражен­ные и устойчивые положительные ощу­щения, возникающие от применения тер­моконтрастного душа, обусловлены, скорее всего, избирательностью и длительно­стью действия на процессы в организме нейросекреторных веществ, выделяемых специфическими ядрами гипоталамуса.

В целом, проведенные предваритель­ные наблюдения свидетельствуют о том, что новый — » термоконтрастный» — способ проведения водных процедур обладает широким диапазоном физиотерапевтиче­ских воздействий на организм человека, не имеет большинства характерных для традиционного контрастного душа огра­ничений применимости и не требует пе­риода привыкания, а само применение отличается благоприятными ощущениями и не сопряжено с утомляющими волевы­ми усилиями.

СНИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Бачериков А. Н., Кузьминов В. Н., Ткаченко Т. В., Назарчук А. Г. Современные представления о системе терморегуляции // Вюник псюаатрита психофармакотерапи. — 2006. — № 1. — С. 178-182.

2.      Т.В. Козырева, Е.Я. Ткаченко, Л.С. Елисеева, Т.Г. Симонова, В.Н. Козарук, Е.В. Гонсалес, С.В. Ломакина. Роль терморецепции в функциональных изменениях эффекторных систем при термических воздействиях на организм. Бюллетень СО РАМН, № 2 (112), 2004 г. 123-129.

Регуляция температуры тела (терморегуляция)

Под терморегуляцией понимают совокупность физиологических и психофизиологических механизмов и процессов, поддерживающих относительное постоянство температуры тела.

Как у человека, так и у других теплокровных животных на относительно постоянном уровне сохраняется температура «ядра» тела.

Это достигается с помощью удержания механизмами терморегуляции баланса между количеством продуцируемого в единицу времени тепла и количеством тепла, рассеиваемого организмом за то же время в окружающую среду (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Схема механизмов регуляции температуры тела

Система терморегуляции включает структуры, обеспечивающие восприятие температуры, передачу температурных сигналов в центры ее анализа, формирования регулируемого уровня температуры тела и выработки эфферентных сигналов, контролирующих работу механизмов теплопродукции и отдачи тепла, эффекторные органы и ткани.

Восприятие и анализ температуры

Осуществление метаболических превращений и функций клеток зависит от температуры, поэтому любая клетка в определенной степени обладает температурной чувствительностью. Однако имеются сенсорные нервные клетки и их отростки, характеризующиеся высокой чувствительностью к изменению температуры (термочувствительные нейроны).

Они располагаются в различных отделах ЦНС, но особое значение для терморегуляции имеют те из них, которые представлены в медиальной преоптической области переднего гипоталамуса.

Среди термочувствительных нейронов есть клетки, повышающие электрическую активность при понижении температуры (холодочувствительные), и клетки, повышающие активность при повышении температуры (теплочувствительные).

Температурная рецепция осуществляется также окончаниями тонких чувствительных нервных волокон типа С и А (6), которые имеются в различных частях тела. Терморецепторы широко представлены в коже, мышцах, сосудах, во внутренних органах, дыхательных путях, в спинном мозге и других отделах нервной системы.

Восприятие температурных раздражений и формирование температурных ощущений осуществляется с помощью кожных холодовых рецепторов (повышают частоту импульсации на охлаждение и снижают ее на нагревание) и тепловых рецепторов (реагируют на изменение температуры противоположным образом, нежели холодовые рецепторы).

На поверхности тела количественно преобладают холодочувствительные, а в гипоталамусе — теплочувствительные терморецепторы.

Афферентный поток нервных импульсов от периферических терморецепторов поступает через задние корешки спинного мозга к вставочным нейронам задних рогов.

Затем главным образом по спиноталамическому тракту этот поток импульсов достигает передних ядер таламуса и после переключения проводится в соматосенсорные области коры больших полушарий.

С их участием обеспечиваются возникновение, локализация субъективных температурных ощущений типа «холодно», «прохладно», «тепло», «температурный комфорт» или «дискомфорт», «жарко» и формируются поведенческие терморегуляторные реакции.

Часть афферентного потока нервных импульсов от периферических терморецепторов кожи и внутренних органов поступает в спинной мозг и по спиноталамическому и спиноретикулярному трактам — в ретикулярную формацию, неспецифические ядра таламуса, ассоциативные зоны коры головного мозга и в медиальную преоптическую область гипоталамуса.

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ

← Оглавление

Филогенетически сложились два типа регуляции температуры тела. У холоднокровных или пойкилотермных организмов интенсивность обмена веществ небольшая, поэтому низка теплопродукция. Они неспособны поддерживать постоянство температуры тела и она зависит от температуры окружающей среды. Вредные сдвиги температуры компенсируются изменением поведения (зимняя спячка).

У теплокровных, т.е. гомойотермных животных интенсивность обменных процессов очень высока и имеются специальные механизмы терморегуляции. Поэтому они имеют независимый от окружающей температуры уровень активности. Изотермия обеспечивает высокую приспособляемость теплокровных.

У человека суточные колебания температуры 36,5-36,9°С. Наиболее высока температура тела человека в 16 часов. Наименьшая в 4 часа. его организм очень чувствителен к изменениям температуры тела.

При ее снижении до 27-30°С наблюдаются тяжелые нарушения всех функций, а при 25° наступает холодовая смерть (имеются сообщения о сохранении жизнеспособности при 18°С). Для крыс летальной является температура 12°С (специальные методы 1°С). При повышении температуры тела до 40° также возникают тяжелые нарушения.

При 42° может наступить тепловая смерть. Для человека зона температурного комфорта 18-20°. Существуют и гетеротермные живые существа, которые могут временно снижать температуру тела (животные впадающие в спячку).

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. Термогенез усиливает непроизвольная мышечной активность в виде дрожи, произвольная моторной активность. Наиболее активно теплообразование идет в работающих мышцах.

При тяжелой физической работе оно возрастает на 500%. Образование тепла усиливается при интенсификации обменных процессов, это называется не дрожательным термогенезом и обеспечивается за счет бурого жира.

Его клетки содержат много митохондрий и специальный пептид, стимулирующий распад липидов с выделением тепла. Т.е. происходит разобщение процессов окисления и фосфорилирования.

Теплоотдача служит для выделения избытка образующегося тепла и называется физической терморегуляцией. Она осуществляется посредством теплоизлучения, посредством которого 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. При отклонении температуры тела от нормальной величины, возбуждаются терморецепторы кожи, сосудах, внутренних органах, верхних дыхательных путях.

Этими рецепторами являются отростки 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 гипоталамус и кору больших полушарий. Формируется ощущение холода или тепла.

В заднем гипоталамусе и препоптической области переднего находится центр терморегуляции. Нейроны заднего в основном обеспечивают химическую терморегуляцию, а переднего — физическую. В этом центре имеется три типа нейронов. Первым являются термочувствительные нейроны.

Они расположены в препоптической области и реагируют на изменение температуры крови проходящей через мозг. Такие же нейроны имеются в спинном и продолговатом мозге. Вторая группа, является интернейронами и получает информацию от температурных рецепторов и терморецепторных нейронов.

Эти нейроны служат для поддержания установочной точки, т.е. определенной температуры тела. Одна часть таких 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 эффекторные механизмы, центр терморегуляции осуществляет через симпатическую и соматическую нервную системы, железы внутренней секреции.

При повышении температуры тела возбуждаются тепловые рецепторы кожи, внутренних органов, сосудов и терморецепторные нейроны гипоталамуса. Импульсы от них поступают к интернейронам, а затем 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.

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 не дрожательным термогенезом.

Во-вторых, от нейронов заднего гипоталамуса начинают идти нервные импульсы к двигательным центрам среднего и продолговатого мозга. Они возбуждаются и активируют α-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.

Понижение температуры тела называется гипотермией, повышение гипертермией. Гипотермия возникает при переохлаждении. Гипотермия организма или мозга используется в клинике для продления жизнеспособности организма или мозга человека при проведении реанимационных мероприятий.

Гипертермия возникает при тепловом ударе, когда температура повышается до 40-41°С. Одним из нарушений механизмов терморегуляции является лихорадка. Она развивается в результате усиления теплообразования и снижения теплоотдачи. Теплоотдача падает из-за сужения периферических сосудов и уменьшения потоотделения.

Теплообразование возрастает вследствие воздействия на центр терморегуляции гипоталамуса бактериального и лейкоцитарного пирогенов, являющихся липополисахаридами. Это воздействие сопровождается и лихорадочной дрожью.

В период выздоровления нормальная температура восстанавливается за счет расширения сосудов кожи и проливного пота.