Система, поддерживающая температуру тела

Характеристика системы, поддерживающей оптимальную для метаболизма организма температуру тела

Температура тела — один из важнейших факторов, определяющих обмен веществ, интенсивность роста и развития животного организма за счет влияния на скорость химических реакций. Температура тела человека и животных поддерживается на относительно постоянном уровне независимо от температуры окружающей среды.

Температура тела у животных разных видов находится в пределах 37,5...40,0 °С (у птиц — 40,5...43,0 °С), т. е. является оптимальной для ферментов тканей. Поддержание температуры тела осуществляется за счет двух основных процессов: теплопродукции и теплоотдачи. Теплопродукция осуществляется во всех тканях организма в процессе окисления белков, жиров и углеводов.

Теплоотдача происходит в основном с поверхности тела, кожи (температура которой регулируется состоянием сосудов) путем испарения пота и выделения влаги, со слизистых органов дыхания. Активность окислительных ферментов тканей, состояние сосудов кожи, активность потовых желез, дыхательных движений определяются рефлекторно-гормональными влияниями с терморецепторов гипоталамуса, сосудов и тканей:

при необходимости в случае отклонения температуры окружающей среды от оптимальной для данного вида животных — с рецепторов тепла и холода в коже, через афферентные нервные волокна, идущие от рецепторов в ЦНС, нервный центр теплорегуляции (совокупность нейронов гипоталамуса, а также связанные с ними нейроны спинного и продолговатого мозга, среднего мозга, ретикулярной формации, других отделов и коры головного мозга) и эфферентные проводники (симпатические и парасимпатические нервные волокна, иннервирующие сосуды, ткани, потовые железы, а также соматические нервы, иннервирующие мышцы, гормоны — тироксин, трийодтиронин, адреналин, норадреналин, глюкокорти- коиды) на периферические исполнительные органы (печень, мышцы, все другие органы, кожа, потовые железы, органы дыхания).

Теплопродукция. Образование теплоты в организме происходит непрерывно в процессе обмена веществ (три источника — тепло, образующееся при постоянных затратах энергии, переменных затратах и затратах на синтез продукции). Наибольшее количество теплоты образуется в органах с интенсивным обменом веществ и большой массой — печени и мышцах.

При мышечной работе накопленная в мышцах химическая энергия только на одну треть переходит в механическую работу, остальные две трети переходят в тепловую. Образование теплоты путем обменных процессов называется несократителъным термогенезом. Когда для поддержания температуры тела требуется дополнительная теплота, она вырабатывается путем непроизвольной тонической или ритмической мышечной активности (феномен дрожи), а также путем произвольной двигательной активности животного.

Такой путь образования теплоты называется сократительным термогенезом. У новорожденных и мелких животных в условиях холодового стресса увеличение образования теплоты обеспечивается за счет ускорения окисления жира в бурой жировой ткани, локализованной между лопатками.

В клетках бурой жировой ткани очень много митохондрий, которые окружают капельки жира. Теплопродукция на 1 м² поверхности тела в сутки составляет 3947...4512 кДж. Чем больше масса животного, тем меньше площадь поверхности, приходящаяся на 1 кг массы, тем соответственно на 1 кг массы меньше величина теплопродукции (у лошади 47,3 кДж, а у кролика 314,3 кДж в сутки).

Теплоотдача. Отдача теплоты в окружающую среду происходит в основном четырьмя способами: теплоизлучением, конвекцией, теплопроведением и испарением влаги (пота) с поверхности кожи и слизистой оболочки дыхательных путей. Незначительное количество теплоты теряется с мочой и калом.

Теплота, вырабатываемая в организме, отдается в окружающую среду с поверхности тела через кожу. В соответствии с физическими законами распределения тепловых потоков температура частей тела вблизи поверхности ниже, чем температура центральных частей. Поверхностный слой можно назвать пойкилотермной оболочкой — температура изменяется в зависимости от температуры окружающей среды.

Центральную часть, внутренний слой, можно назвать гомойотермной сердцевиной, так как температура постоянная. Внутренняя температура в различных органах и в пределах одного органа, в различных его частях несколько разнится — на 0,2...1,2°С. Наиболее высокая температура в прямой кишке, но она отличается пространственной неравномерностью: на глубине 10... 15 см она на 1 °С выше, чем в области ануса.

Теплоотдача путем проведения и излучения зависит от разности температуры кожи и окружающей среды: чем больше эта разница. тем больше отдается теплоты. Теилопроведение выше при большей теплопроводности среды, материала. Теплоотдача путем конвекции (отдача теплоты в поток воздуха) тем больше, чем больше скорость движения воздуха. При температуре воздуха, равной или незначительно ниже температуры тела, единственный путь отдачи теплоты — испарение с поверхности кожи лота и со слизистой оболочки дыхательных путей влаги.

На испарение 1 мл пота затрачивается 2,43 кДж теплоты. Потоотделение происходит и при повышении температуры тела в связи с физическими нагрузками. При 100%-ном насыщении воздуха водяными парами испарение пота не происходит. У сельскохозяйственных животных в процессе эволюции выработалась защита, препятствующая чрезмерному выделению теплоты с кожи, — шерсть, волосы, перья, подкожный жировой слой. Интенсивность теплоотдачи обусловлена физическими факторами: температурой воздуха, влажностью, теплоизлучением, скоростью движения окружающего воздуха, тепловой изоляцией (волосяной покров и подкожный жировой слой).

_{Источник. Физиология и этология животных. Под редакцией доктора биологических наук, профессора В. И. Максимова. Учебное издание.}

AOF | 23.12.2020 11:32:32