Терморегуляция. 
Биология

Человек относится к теплокровным (гомойотермным) организмам, для которых характерна постоянная температура тела. Однако следует иметь в виду, что строгий температурный режим поддерживается только в так называемом ядре тела — комплексе органов, залегающих глубже 8 см от поверхности тела — Ц11C, внутренние органы, глубокие мышцы. Температура так называемой оболочки тела — кожи, подкожной жировой клетчатки, поверхностных мышц — в определенной мере зависит от температуры внешней среды.

Картина распределения температуры как в пределах ядра, так и в пределах оболочки тела отличается неоднородностью. При этом величина температурных градиентов ядра, естественно, значительно ниже по сравнению с оболочкой (например, в печени — 37,9°С, в мозге — 37,6°С, в то время как на коже пальцев ног — 24,4°С, в подмышечной впадине — Зб, б°С).

Стабильный температурный режим обеспечивается балансом процессов теплопродукции и теплоотдачи. Совокупность регуляторных актов, направленных на поддержание этого равновесия, называется терморегуляцией.

Система терморегуляции включает управляющее устройство (центр терморегуляции), терморецепторы и объекты управления (рабочие механизмы, определяющие интенсивность теплопродукции и теплоотдачи).

Принцип регуляции: центр терморегуляции получает информацию от терморецепторов и на ее основании вырабатывает командные решения, благодаря которым деятельность объектов управления изменяется таким образом, что возникает новый уровень теплового баланса. Данная регуляторная система может функционировать в нескольких режимах — в режиме слежения (регистрируется изменение температуры среды и до того, как оно отразится на температуре крови, в системе возникают команды, перестраивающие деятельность объектов управления в соответствующем направлении), по принципу рассогласования (изменение температуры крови вызывает изменение деятельности объектов управления), по принципу прогнозирования досрочного управления (условные рефлексы; определенные условные сигналы запускают физиологические механизмы системы терморегуляции еще до того, как организм попадает в среду с иной температурой).

Рассмотрим структурную основу главных звеньев системы терморегуляции.

Терморецепторы широко распространены в организме: на коже, во внутренних органах и скелетных мышцах, в стенке сосудов, в различных органах ЦНС, в том числе и коре больших полушарий (в последнем случае функцию терморецепции «по совместительству» выполняют определенные нейроны чувствительных зон коры). Формирование тенлоощущения (холодно, тепло, комфортно) осуществляется высшими отделами ЦНС (корой и лимбической системой) на основе анализа и синтеза потока информации, поступающей от терморецепторов «оболочки» тела, прежде всего кожи.

Центры терморегуляции представлены комплексами нейронов, участвующими в регуляции баланса теплопродукции и теплоотдачи на различных уровнях организации организма, начиная от молекулярных механизмов генерации тепловой энергии и заканчивая условнорефлекторными механизмами досрочной терморегуляции и формирования адекватных поведенческих реакций. Локализация этих нейронных ансамблей различна: кора больших полушарий, гипоталамическая область промежуточного мозга, средний, продолговатый и спинной мозг. Главным терморегуляторным центром считается гипоталамус.

Объекты управления I — механизмы теплопродукции. Если нс принимать в расчет тепловую энергию, которую человек может получать извне при соприкосновении с нагретым предметом или находясь в среде с высокой температурой, основным источником теплоты для него являются внутренние механизмы теплопродукции. Механизмы теплопродукции подразделяются на два типа: сократительный термогенез (выработка теплоты при работе скелетной мускулатуры) и несократительный термогенез (усиление расщепления гликогена и липидов, активация процессов окисления глюкозы с одновременным ослаблением сопряжения окисления с фосфорилированием в митохондриях скелетных мышечных волокон, клеток печени и бурого жира), «комбинированный» термогенез (при физической нагрузке в скелетных мышцах вырабатывается гормон иризин, стимулирующий трансформацию клеток белого жира в клетки бурого жира, функционирующие как теплопродуцирующие элементы).

Объекты управления II — механизмы теплоотдачи. Тепловая энергия, образовавшаяся в органах теплопродукции, достигает поверхности тела путем тепломассопереноса (с помощью крови, обладающей высокой теплоемкостью) и теплопроведения. Отдача тепла с поверхности кожи в окружающую среду осуществляется несколькими путями: испарение (с парами пота и тканевой жидкости, просачивающейся через эпителий), теплопроведение (передача тепла телам, непосредственно контактирующим с телом человека), теплоизлучение (отдача тепловой энергии путем длинноволнового инфракрасного излучения с поверхности открытых участков кожи), конвекция (отведение тепла с поверхности путем его передачи сменяющим друг друга порциям воздуха). В условиях температурного комфорта ведущими механизмами теплоотдачи являются теплопроведение, теплоизлучение и конвекция, при высокой температуре среды — испарение. Эффективность теплоотдачи по всем перечисленным механизмам во многом определяется скоростью кожного кровотока, которая может варьировать в широком диапазоне благодаря особому строению внутриорганного микрососудистого русла, в частности наличию артериоло-венулярных анастомозов, через которые значительная масса крови может непосредственно перебрасываться из артериального звена в венозный, минуя капилляры.

Нейро-гуморальная регуляция теплообмена: важная роль в регуляции теплопродукции и теплоотдачи принадлежит нервной системе (в первую очередь симпатическому отделу вегетативной нервной системы) и эндокринной системе (главным образом, адреналину, норадреналину, половым гормонам, глюкокортикоидам идр.).