Расход энергии при физической нагрузке. Энергетические затраты организма при различных видах труда. Физиологические основы питания.

Химическая терморегуляция имеет важное значение для поддержания постоянства температуры тела как в нормальных условиях, так и при изменении температуры окружающей среды. У человека усиление теплообразования вследствие увеличения интенсивности обмена веществ отмечается, в частности, тогда, когда температура окружающей среды становится ниже оптимальной температуры, или зоны комфорта. Для человека в обычной легкой одежде эта зона находится в пределах 18—20°С, а для обнаженного равна 28 °С.

Оптимальная температура во время пребывания в воде выше, чем на воздухе. Это обусловлено тем, что вода, обладающая высокой теплоемкостью и теплопроводностью, охлаждает тело в 14 раз сильнее, чем воздух, поэтому в прохладной ванне обмен веществ повышается значительно больше, чем во время пребывания на воздухе при той же температуре.

Наиболее интенсивное теплообразование в организме происходит в мышцах. Даже если человек лежит неподвижно, но с напряженной мускулатурой, интенсивность окислительных процессов, а вместе с тем и теплообразование повышаются на 10%. Небольшая двигательная активность ведет к увеличению теплообразования на 50—80 %, а тяжелая мышечная работа — на 400— 500%.В условиях холода теплообразование в мышцах увеличивается, даже если человек находится в неподвижном состоянии. Это обусловлено тем, что охлаждение поверхности тела, действуя на рецепторы, воспринимающие холодовое раздражение, рефлекторно возбуждает беспорядочные непроизвольные сокращения мышц, проявляющиеся в виде дрожи (озноб). Даже произвольная имитация дрожи увеличивает теплообразование на 200 %. Увеличение теплообразования, связанное с произвольной и непроизвольной (дрожь) мышечной активностью, называют сократительным термогенезом. Наряду с этим возрастает уровень теплообразования и в других тканях. В химической терморегуляции значительную роль играют также печень и почки. Температура крови печеночной вены выше температуры крови печеночной артерии, что указывает на интенсивное теплообразование в этом органе. При охлаждении тела теплопродукция в печени возрастает.

Освобождение энергии в организме совершается за счет окислительного распада белков, жиров и углеводов, поэтому все механизмы, которые регулируют окислительные процессы, регулируют и теплообразование.

Физическая терморегуляция осуществляется путем изменений отдачи тепла организмом. Особо важное значение она приобретает в поддержании постоянства температуры тела во время пребывания организма в условиях повышенной температуры окружающей среды.

Теплоотдача осуществляется путем теплоизлучения (радиационная теплоотдача), или конвекции, т. е. движения и перемещения нагреваемого теплом воздуха, теплопроведения, т. е. отдачи тепла веществам, непосредственно соприкасающимся с поверхностью тела, и испарения воды с поверхности кожи и легких. Характер отдачи тепла телом изменяется в зависимости от интенсивности обмена веществ. При увеличении теплообразования в результате мышечной работы возрастает значение теплоотдачи, осуществляемой с помощью испарения воды. В значительной степени препятствует теплоотдаче слой подкожной основы (жировой клетчатки) вследствие малой теплопроводности жира.На холоде кровеносные сосуды кожи, главным образом артериолы, сужаются: большее количество крови поступает в сосуды брюшной полости, и тем самым ограничивается теплоотдача. Поверхностные слои кожи, получая меньше теплой крови, излучают меньше тепла — теплоотдача уменьшается. При сильном охлаждении кожи, кроме того, происходит открытие артериовенозных анастомозов, что уменьшает количество крови, поступающей в капилляры, и тем самым препятствует теплоотдаче. Для сохранения постоянства температуры тела человека при высокой температуре окружающей среды основное значение имеет испарение пота с поверхности кожи.

Таким образом, постоянство температуры тела поддерживается путем совместного действия, с одной стороны, механизмов, регулирующих интенсивность обмена веществ и зависящее от него теплообразование (химическая регуляция тепла), а с другой — механизмов, регулирующих теплоотдачу (физическая регуляция тепла).

Физиологические основы питания.

В зависимости от возраста, пола, профессии потребление белков, жиров и углеводов должно составлять: у мужчин I-IV групп Б: 96-108 г, Ж: 90-120 г, У: 382-552 г; у женщин I-IV групп Б: 82-92 г, Ж: 77-102 г, У: 303-444 г.

В прошлом веке Рубнер сформулировал закон изодинамии, согласно которому пищевые вещества могут взаимозаменяться по своей энергетической ценности. Однако он имеет относительное значение, так как белки, выполняющие пластическую роль, не могут синтезироваться из других веществ. Это же касается незаменимых жирных кислот. Поэтому требуется питание сбалансированное по всем питательным веществам. Кроме того необходимо учитывать усвояемость пищи. Это соотношение всосавшихся и выделившихся с калом питательных веществ. Наиболее легко усваиваются животные продукты. Поэтому животный белок должен составлять не менее 50% суточного белкового рациона, а жиры не более 70% жирового.

 

Температура тела человека и ее суточные колебания. Реагирование организма на внешнюю температуру. Кожно – температурный коэффициент. Функциональная система, обеспечивающая поддержание постоянства температуры внутренней среды.

 

Обязательный прием обследования больных различными заболеваниями, особенно инфекционными.

С помощью ртутного термометра температуру тела измеряют в подмышечной впадине (предварительно кожу протирают досуха), реже в других областях паховой складке, полости рта, прямой кишке, влагалище. Продолжительность измерения температуры в подмышечной впадине-примерно 10 мин. Температуру, как правило, измеряют 2 раза в день - в 7-8 утра и в 17-19 часов; при необходимости измерение проводят чаще.

Нормальные значения температуры тела при измерении в подмышечной впадине находятся в пределах от 36°С до 37°С. В течение суток она колеблется: максимальные значения наблюдаются между 17 и 21 ч, а минимальные, как правило, между 3 и 6 ч, при этом разница температур в норме меньше 1°С (не более 0,6°С). После больших физических или эмоциональных напряжений, в жарком помещении температура тела может повыситься. У детей температура тела на 0,3-0,4 С выше, чем у взрослых, в пожилом возрасте она может быть несколько ниже.

Повышение температуры тела свыше 37°С является защитно-приспособительной реакцией и называется лихорадкой.

 

Реагирование организма на внешнюю температуру

По механизмам и режимам обеспечения биологически оптимальной температуры тела организмы делятся:

1) Пойкилотермные организмы (изменчивые) – то есть они не способны поддерживать t0 тела на постоянном уровне, так как они вырабатывают мало тепла. Представителем пойкилотермных или холоднокровных является лягушка.

2) Гомойотермные организмы (подобный, одинаковый) - то есть они способны поддерживать t0 тела на постоянном уровне, незначительно изменяющейся в течение суток, так как эти организмы вырабатывают много тепла. Представители гомойотермных (теплокровных) организмов: млекопитающие, птицы и человек.

3) Гетеротермные организмы (другой) отличаются тем, что колебания t0 тела превышают границы, свойственные гомойотермным животным (переходная форма между пойкило- и гомойтермными организмами). Например, летучая мышь, грызуны, колибри.

 

Кожно-температурный коэффициент – это градиент температуры, который несет полезную информацию для врача. Он отражает разность t° кожи, измеренной над подвздошной(или подмышечной) артерией и 1-м пальцем стопы или IV пальцем кисти. В норме его величина составляет 3,8-4°С для верхних конечностей и 4,9-5,2°С для нижних конечностей. В случае патологии (ухудшения кровотока конечности) градиент возрастает.

 

Функциональная система, поддерживающая температуру крови

это динамическая, саморегулирующаяся организация, все составные элементы которой взаимосодействуют поддержанию t° крови на постоянном уровне: в области правого сердца (37,0-37,5°С).

Нормальная t° тела: аксиллярная (в подмышечной впадине) - 36,6-36,7°С, ректальная (в прямой кишке) - 37-37,5°С, оральная (в ротовой полости) - 36,8-37°С, нормальная t° пальцев рук – 28°С, пальцев ног - 24°С.

Структура функциональной системы, поддерживающей температуру крови

Полезный приспособительный результат (температура крови в области правого сердца: 37,0-37,5°С);

Рецепторы (тепловые и холодовые терморецепторы);

Обратная афферентация (нервный и гуморальный путь);

Нервный центр (гипоталамус - терморегуляторный центр теплообразования и теплоотдачи);

Исполнительные механизмы (вегетативная и гуморальная регуляция, поведение).

Исполнительные механизмы функциональной системы температуры крови

Вегетативная и гуморальная регуляция направлены на изменение теплопродукции (клеточный метаболизм, мышечная дрожь) и теплоотдачи (физиологические механизмы: потоотделение, дыхание, сосудистые реакции, с мочой, с калом; физиологические механизмы: теплоизлучение, теплопроведение, испарение, конвекция).

В покое величина теплоотдачи складывается из теплоизлучения 70%, теплопроведения 15%, испарения 14% (через легкие 10%, 0,5л/сутки, потоотделение 4%, 0,4л/сутки) и отдачу тепла с мочой и калом 1%.

Увеличение t° крови связано с действием симпатической нервной системы и гормонов: СТГ, АКТГ, глюкокортикостероидов, тироксина, инсулина, адреналина.

Уменьшение t° крови связано с действием парасимпатики.

Поведение дополняет процессы регуляции в экстремальных условиях.