Понятие о терморегуляции, ее механизмах и возрастных особенностях.

Температура тела человека поддерживается на постоянном уровне независимо от колебания температуры окружающей среды. Это постоянство получило название изотермия, которая в процессе онтогенеза развивается постепенно. Новорожденный ребенок отличается слабой способностью поддерживать постоянство температуры тела, в результате чего может наступить охлаждение (гипотермия) или перегревание (гипертермия) организма при температурах, не влияющих на взрослый организм. Даже небольшая мышечная нагрузка (длительный крик ребенка) может привести к гипертермии. Еще ниже способность к изотермии у недоношенных детей, температура их тела в большей степени зависит от температуры окружающей среды.

Температура тела и его органов обусловлена процессами образования тепла и теплоотдачи. В связи с этим ясно, что температура разных органов неодинакова. Самая высокая температура (37,8-38 °С) в печени, так как она расположена глубоко внутри тела и имеет самый высокий уровень обменных процессов. Температура кожи вследствие высокой теплоотдачи самая низкая (29,5-33,9 °С на открытых участках) и зависит от температуры окружающей среды. Поэтому изотермия характерна только для внутренних органов и головного мозга. Различные участки кожи имеют неодинаковую температуру: самая высокая на туловище и голове (33—34 °С), самая низкая – на конечностях.

Температура тела в течение дня колеблется в пределах 0,5-0,7 °С: максимальная при мышечной работе и в 16-18 ч вечера, минимальна в покое и в 3-4 ч утра. Измеряют температуру тела в подмышечной впадине (36,5-36,9 °С), у грудных детей часто в прямой кишке, где она выше и составляет 37,2—37,5 °С.

Постоянство температуры тела у человека сохраняется лишь при равенстве теплообразования и теплопотери организма. Это достигается с помощью механизмов теплорегуляции, которая бывает химической и физической.

Химическая терморегуляция осуществляется путем изменения уровня теплообразования. У человека усиление теплообразования отмечается при уменьшении температуры окружающей среды ниже оптимальной температуры или зоны комфорта. В одежде температура комфорта составляет 18—20 °С, а без нее – 28 °С. Наиболее интенсивное теплообразование наблюдается в мышцах, печени и почках.

Физическая терморегуляция осуществляется за счет изменения отдачи тепла организмом, которая осуществляется тремя путями: теплоизлучением (радиационная теплоотдача), конвекцией (перемешивание нагреваемого телом воздуха) и испарением воды с поверхности кожи и легких. В состоянии покоя при температуре 20 °С у человека радиация составляет 66 %, испарение – 19 %, конвекция – 15 % общей потери тепла организмом. При повышении температуры окружающей среды до 35 °С радиация и конвекция становятся невозможными и температура тела поддерживается только за счет испарения воды.

Характер отдачи тепла зависит от обмена веществ. При тяжелой мышечной работе 75 % тепла отдается путем испарения. Уменьшает теплоотдачу одежда, которая создает слой неподвижного воздуха между ней и телом, и наоборот – енное тело быстро теряет тепло. Препятствует теплоотдаче слой подкожной клетчатки, поскольку жир имеет малую теплопроводность.

Терморегуляция зависит также от перераспределения крови в сосудах и объема циркулирующей крови. При низкой температуре артериолы кожи сужаются, большее количество крови поступает в сосуды брюшной полости, в результате чего ограничивается теплоотдача. При еще более сильном охлаждении открываются артериовенозные анастомозы, что уменьшает поступление крови в капилляры и, соответственно, теплоотдачу. При повышении температуры окружающей среды сосуды кожи расширяются, селезенка и другие кровяные депо выбрасывают в общий кровоток дополнительное количество крови. Это также способствует увеличению теплоотдачи путем радиации и конвекции.

Самым эффективным средством для сохранения постоянной температуры тела при высокой температуре является испарение пота. Оно происходит особенно эффективно при тяжелой мышечной работе, когда возрастает теплообразование в самом организме.

При определенных условиях среды испарение воды с поверхности кожи становится неэфективным: например, при высокой влажности воздуха или при ношении воздухонепроницаемой одежды. В первом случае при насыщенном водяными парами воздухе пот выделяется в большом количестве, но не испаряется и стекает с кожи (в бане). Во втором случае слой воздуха между воздухонепроницаемой одеждой и телом быстро насыщается парами и испарение прекращается. Некоторая часть воды испаряется легкими в виде водяных паров, поэтому дыхание тоже участвует в поддержании температуры тела. В связи с этим при высокой температуре воздуха дыхание учащается, а при низкой – становится более редким.

К механизмам физической терморегуляции относится также изменение положения тела. Когда человеку холодно, он сворачивается в «клубочек», уменьшая поверхность теплоотдачи. Часто можно отметить проявление физической терморегуляции в виде реакции мышц кожи («гусиная кожа»).

Таким образом, постоянство температуры тела обеспечивается химической регуляцией тепла (интенсивностью обмена веществ и теплообразованием), с одной стороны, и физической регуляцией тепла (теплоотдачей) – с другой.

Изменение терморегуляции в онтогенезе

Основные терморегуляторные реакции организма формируются в младенческом возрасте. С одной стороны, жировая ткань подкожной клетчатки предотвращает избыточную теплоотдачу с относительно большой поверхности тела ребенка. С другой стороны, активация химической терморегуляции требует дополнительного количества жира в качестве субстрата окисления. В этом возрасте в организме ребенка функционирует бурая жировая ткань. Она насыщена митохондриями и служит для обогрева крупных сосудов, расположенных вдоль позвоночника. В течение первого года жизни реакции химической терморегуляции постепенно дополняются реакциями физической терморегуляции, более экономичными. Они связаны с формированием сосудо-двигательных реакций, определяющих тонус поверхностно расположенных сосудов, в зависимости от окружающей среды. Сосудодвигательные реакции в этом возрасте еще несовершенны, а температура комфорта для ребенка первого года жизни – 33 °С. Поэтому дети все время должны находиться в одежде. В период от 1 года до 3 лет перестает функционировать бурая жировая ткань, которая выделяла дополнительное тепло в первые месяцы жизни. При необходимости к производству тепла уже могут подключаться мышцы: у ребенка на холоде возникает дрожь. Однако механизмы теплоотдачи еще несовершенны, и температура комфорта остается высокой — 30 °С. В возрасте от 3 до 7 лет еще значительное место занимают механизмы хи-мической терморегуляции. С 6-летнего возраста начинается быстрое развитие сосудодвигательных реакций периферических сосудов. Совершенствуются механизмы терморегуляции и в младшем школьном возрасте. К 10 годам у ребенка механизм физической терморегуляции настолько развит, что по своей эффективности мало отличается от подобного механизма у взрослых. В подростковом возрасте увеличение объемной скорости кровотока приводит к повышению температуры кожи. Это снижает возможности физической терморегуляции, и для поддержания постоянства температуры тела необходимо увеличение производства тепла, т.е. использование химической терморегуляции. В регуляции температурного гомеостаза в этом возрасте происходит регресс, что может привести к частому возникновению простудных заболеваний. В юношеском возрасте терморегуляторные реакции становятся более экономичными как при изменении температуры окружающей среды, так и во время мышечной деятельности.