Procesy termoregulacji zachodzą z udziałem. Termoregulacja organizmu

Wymiana ciepła zachodzi stale między człowiekiem a jego otoczeniem. Czynniki środowiskowe oddziałują na organizm w sposób złożony i w zależności od ich specyficznych wartości, na ośrodki wegetatywne (prążkowie, guzek szary międzymózgowia) i formację siatkowatą, oddziałując z korą mózgową i wysyłając impulsy do mięśni wzdłuż włókien współczulnych, zapewniają optymalną równowagę pomiędzy procesami wytwarzania i wymiany ciepła.

Termoregulacja organizmu to zespół procesów fizjologicznych i chemicznych mających na celu utrzymanie temperatury ciała w określonych granicach (36,1...37,2°C). Przegrzanie organizmu lub hipotermia prowadzą do niebezpiecznych zaburzeń funkcji życiowych, a w niektórych przypadkach do chorób. Termoregulację zapewniają zmiany dwóch składników procesów wymiany ciepła - wytwarzania ciepła i wymiany ciepła. Na równowagę cieplną ciała duży wpływ ma wymiana ciepła, ponieważ jest ona najbardziej kontrolowana i zmienna.

Ciepło wytwarzane jest w całym organizmie, ale przede wszystkim w mięśniach poprzecznie prążkowanych i wątrobie. Wytwarzanie ciepła przez ciało człowieka ubranego w domowe ubrania i znajdującego się w stanie względnego spoczynku przy temperaturze powietrza 15...25°C utrzymuje się w przybliżeniu na tym samym poziomie. Wraz ze spadkiem temperatury wzrasta ona, a wraz ze wzrostem od 25 do 35°C nieznacznie maleje. W temperaturach powyżej 40°C produkcja ciepła zaczyna wzrastać. Dane te wskazują, że regulacja produkcji ciepła w organizmie zachodzi głównie w niskich temperaturach otoczenia.

Produkcja ciepła wzrasta podczas wykonywania pracy fizycznej, a im większa, tym cięższa jest praca. Ilość wytworzonego ciepła zależy także od wieku i stanu zdrowia danej osoby. Średnie wartości produkcji ciepła osoby dorosłej w zależności od temperatury otoczenia i intensywności wykonywanej pracy podano w tabeli 14.3.

14.3. Produkcja ciepła człowieka w zależności od temperatury powietrza i intensywności wykonywanej pracy

Temperatura powietrza, „C	Produkcja ciepła, J/s	Temperatura powietrza, °C	Produkcja ciepła, J/s
Stan spoczynku		Umiarkowana praca





Lekka praca		Ciężka i bardzo ciężka praca

Istnieją trzy rodzaje przenoszenia ciepła z organizmu człowieka:

promieniowanie (w postaci promieni podczerwonych emitowanych przez powierzchnię ciała w kierunku obiektów o niższej temperaturze);

konwekcja (ogrzewanie powietrza przemywającego powierzchnię ciała);

odparowanie wilgoci z powierzchni skóry, błon śluzowych górnych dróg oddechowych i płuc.

Procentowy stosunek tych rodzajów wymiany ciepła u osoby znajdującej się w normalnych warunkach w stanie spoczynku wyraża się następującymi liczbami: 45/30/25. Jednakże stosunek ten może się różnić w zależności od konkretnych wartości parametrów mikroklimatu i intensywności wykonywanej pracy.

Przenikanie ciepła przez promieniowanie następuje tylko wtedy, gdy temperatura otaczających obiektów jest niższa od temperatury odsłoniętej skóry (32...34,5°C) lub zewnętrznych warstw odzieży (27...28°C dla osoby lekko ubranej i około 24°C). °C dla osoby w ubraniu zimowym). Główna część promieniowania należy do zakresu podczerwieni o długości fali (4...50) * 10-6m. W tym przypadku ilość ciepła utraconego przez ciało w jednostce czasu, J/s (1 J/s = 1 W),

Pp = Sδ(Tch4 – To4),

gdzie S jest powierzchnią ciała ludzkiego określoną na podstawie wykresu (ryc. 14.1), m2. Jeśli masa i wzrost osoby nie są znane, weź S = 1,5 m2; δ - emisyjność obniżona, W/(m2*K4): dla tkaniny bawełnianej 5 = 4,2*10-8, dla wełny i jedwabiu δ = 4,3*10, dla skóry ludzkiej δ = 5,1*10 -8; PM to temperatura powierzchni ciała ludzkiego: dla osoby rozebranej 306 K (co odpowiada 33°C); To to temperatura otoczenia, K.

Ryż. 14.1. Wykres do określania powierzchni ciała człowieka w zależności od jego masy i wzrostu

Przenikanie ciepła na drodze konwekcji zachodzi także wtedy, gdy temperatura powierzchni skóry lub górnych warstw odzieży jest wyższa od temperatury powietrza je myjącego. W przypadku braku wiatru warstwa powietrza o grubości 4...8 mm przylegająca do powierzchni skóry rozebranej osoby nagrzewa się ze względu na jej przewodność cieplną. Bardziej odległe warstwy nagrzewają się w wyniku naturalnego ruchu powietrza lub wymuszonego impulsu. Wraz ze wzrostem prędkości ruchu powietrza grubość warstwy granicznej otaczającej człowieka zmniejsza się do 1 mm, a przenikanie ciepła z powierzchni ciała wzrasta kilkukrotnie. Straty ciepła na drodze konwekcji przez drogi oddechowe są mniejsze niż przez skórę i występują w przypadkach, gdy temperatura wdychanego powietrza jest niższa od temperatury ciała. Przenikanie ciepła przez konwekcję wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia barometrycznego.

W przybliżeniu stratę ciepła na jednostkę czasu przez konwekcję, J/s, można wyznaczyć ze wzoru

Pk1 = 7(0,5 + √v)S(Tch – To)

Pk2 = 8,4(0,273 + √v)S(Tch – To)

gdzie v to prędkość powietrza, m/s.

Pierwszy wzór stosuje się dla prędkości powietrza v ≤ 0,6 m/s, drugi dla v > 0,6 m/s.

Parowanie to przenoszenie ciepła w podwyższonych temperaturach powietrza, gdy wymienione wcześniej metody przekazywania ciepła są utrudnione lub niemożliwe. W normalnych warunkach na większości powierzchni ciała człowieka występuje niezauważalna potliwość, powstająca w wyniku dyfuzji wody bez aktywnego udziału gruczołów potowych. Wyjątkiem są powierzchnie dłoni, podeszew i pach (stanowiące około 10% powierzchni ciała), gdzie w sposób ciągły wydziela się pot.

W wyniku parowania organizm traci średnio około 0,6 litra wody dziennie. Ponieważ do odparowania 1 g wody potrzebne jest około 2,5 kJ ciepła, to jej dzienna strata wyniesie około 1500 kJ. Wraz ze wzrostem temperatury powietrza i intensywnością pracy, w wyniku aktywniejszego przenikania płynów przez ściany naczyń tętniczych oplatających gruczoły potowe i regulacji nerwowej, wzrasta pocenie się, osiągając 5 litrów na zmianę, a w niektórych przypadkach 10.. 12 litrów. Zwiększa się także przenikanie ciepła.

Jeśli wydzielina jest zbyt intensywna, pot nie zawsze ma czas na odparowanie i może wydzielać się w postaci kropli. W takim przypadku mokra warstwa na skórze uniemożliwia przenoszenie ciepła, co dodatkowo prowadzi do przegrzania organizmu. Oprócz wilgoci człowiek traci wraz z potem duże ilości soli (1 litr potu zawiera 2,5...2,6 g chlorku sodu) i witamin rozpuszczalnych w wodzie (C, BI, 62), co prowadzi do zagęszczenia krwi i pogorszenie stanu serca. Należy zaznaczyć, że przy utracie ilości wody równej 1% całkowitej masy ciała człowiek odczuwa ogromne pragnienie; utrata 5% wody prowadzi do utraty przytomności, 10% do śmierci.

Ilość wytwarzanego potu zależy od indywidualnych cech organizmu, a także od stopnia jego przystosowania do danych warunków klimatycznych. Na intensywność parowania wilgoci wpływa temperatura i prędkość powietrza.

Przez drogi oddechowe odparowuje dziennie około 300...350 g wilgoci, co powoduje utratę 750...875 kJ ciepła.

Całkowitą utratę ciepła przez parowanie w jednostce czasu, J/s, można w przybliżeniu wyznaczyć ze wzoru

Рi = 0,6547q(1 + kl), gdzie q to intensywność wydzielania potu, g/h, określona na podstawie zważenia osoby; kl to współczynnik przeliczeniowy przenikania ciepła przez płuca, w zależności od temperatury otoczenia: przy O”C kl = 0,43, przy 18°C – 0,3, przy 28°C – 0,23, przy 35°C – 0,035 i przy 45°C kl = 0,015.

Wymiana energii cieplnej pomiędzy ciałem a otoczeniem nazywa się wymiana ciepła. Jednym ze wskaźników wymiany ciepła jest temperatura ciała, która zależy od dwóch czynników: powstawania ciepła, czyli od intensywności procesów metabolicznych w organizmie oraz oddawania ciepła do otoczenia.

Nazywa się zwierzęta, których temperatura ciała zmienia się w zależności od temperatury środowiska zewnętrznego poikilotermiczne lub zimnokrwisty. Nazywa się zwierzęta o stałej temperaturze ciała homeotermiczny(ciepłokrwisty). Stałość temperatury nazywa się ciało izoinny Mia. Ona zapewnia niezależnośćprocesy metaboliczne w tkankach i narządach spowodowane wahaniami temperaturyśrodowisko.

Temperatura ciała człowieka.

Temperatura poszczególnych części ciała człowieka jest różna. Najniższą temperaturę skóry obserwuje się na dłoniach i stopach, najwyższą pod pachami, gdzie zwykle ją określa się. U zdrowego człowieka temperatura w tym pole jest równe 36-37°C W ciągu dnia obserwuje się niewielkie wzrosty i spadki temperatury ciała człowieka, zgodnie z biorytmem dobowym:minimalną temperaturę obserwuje się w temperaturze 2- 4 godziny noce, maksymalnie - o 16-19 godzinach.

T temperatura muskularny tkaniny w stan spoczynku i pracy może wahać się w granicach 7 ° C. Temperatura narządów wewnętrznych zależy na intensywność metabolizmu procesy. Najbardziej intensywny zachodzą procesy metaboliczne w wątrobie, która jest „najgorętszym” organem organizmu: temperatura w tkance wątroby wynosi 38-38,5° Z. Temperatura w odbytnicy wynosi 37-37,5°C. Może jednak wahać się w granicach 4-5°C w zależności od obecności w niej kału, ukrwienia błony śluzowej i innych przyczyn. U biegaczy długodystansowych (maratonów) pod koniec zawodów temperatura w odbytnicy może wzrosnąć do 39-40°C.

Zdolność do utrzymania temperatury na stałym poziomie zapewniona jest poprzez wzajemnie powiązane procesy - wytwarzanie ciepła I uwalnianie ciepła z organizmu do środowiska zewnętrznego. Jeśli wytwarzanie ciepła jest równe przenoszeniu ciepła, wówczas temperatura ciała pozostaje stała. Nazywa się proces wytwarzania ciepła w organizmie termoregulacja chemiczna, proces usuwający ciepło z organizmu - termoregulacja fizyczna.

Termoregulacja chemiczna. Metabolizm ciepła w organizmie jest ściśle powiązany z metabolizmem energii. Podczas utleniania substancji organicznych uwalniana jest energia. Część energii trafia do syntezy ATP. Tę energię potencjalną organizm może wykorzystać w swojej dalszej działalności.Wszystkie tkanki są źródłem ciepła w organizmie. Krew przepływająca przez tkanki nagrzewa się.

Wzrost temperatury otoczenia powoduje odruchowe zmniejszenie metabolizmu, w wyniku czego zmniejsza się wytwarzanie ciepła w organizmie. Gdy temperatura otoczenia spada, odruchowo wzrasta intensywność procesów metabolicznych i wzrasta wytwarzanie ciepła. W większym stopniu wzrost wydzielania ciepła następuje na skutek wzmożonej aktywności mięśni. Mimowolne skurcze mięśni (drżenie) są główną formą zwiększonej produkcji ciepła. W tkance mięśniowej może nastąpić wzrost wytwarzania ciepła, a na skutek odruchowego zwiększenia intensywności procesów metabolicznych – termogeneza mięśni niekurczliwych.

Termoregulacja fizyczna. Proces ten odbywa się na skutek przekazania ciepła do środowiska zewnętrznego poprzez konwekcję (przewodzenie ciepła), promieniowanie (promieniowanie cieplne) oraz parowanie wody.

Konwekcja - bezpośrednie przekazywanie ciepła do przedmiotów lub cząstek otoczenia przylegających do skóry. Im większa różnica temperatur pomiędzy powierzchnią ciała a otaczającym powietrzem, tym intensywniejsze jest przekazywanie ciepła.

Przenikanie ciepła wzrasta wraz z ruchem powietrza, na przykład wiatrem. Intensywność wymiany ciepła zależy w dużej mierze od przewodności cieplnej otoczenia. Przenikanie ciepła następuje szybciej w wodzie niż w powietrzu. Odzież zmniejsza lub nawet zatrzymuje przewodzenie ciepła.

Promieniowanie - Ciepło jest uwalniane z organizmu poprzez promieniowanie podczerwone z powierzchni ciała. Z tego powodu ciało traci większość ciepła. Intensywność przewodzenia ciepła i promieniowania cieplnego w dużej mierze zależy od temperatury skóry. Przenikanie ciepła regulowane jest poprzez odruchową zmianę światła naczyń skórnych. Wraz ze wzrostem temperatury otoczenia tętniczki i naczynia włosowate rozszerzają się, a skóra staje się ciepła i czerwona. Zwiększa to procesy przewodzenia ciepła i promieniowania cieplnego. Kiedy temperatura powietrza spada, tętniczki i naczynia włosowate skóry zwężają się. Skóra staje się blada, zmniejsza się ilość krwi przepływającej przez jej naczynia. Prowadzi to do obniżenia jego temperatury, zmniejsza się wymiana ciepła, a ciało zatrzymuje ciepło.

Odparowanie wody z powierzchni ciała (2/3 wilgoci), a także podczas oddychania (1/3 wilgoci). Odparowanie wody z powierzchni ciała następuje w wyniku wydzielania potu. Nawet przy całkowitym braku widocznego pocenia się, w ciągu dnia wyparowuje ono przez skórę. do 0,5 l woda - niewidoczne pocenie się. Odparowanie 1 litra potu u osoby o masie ciała 75 kg może obniżyć temperaturę ciała o 10°C.

Dorosły człowiek w stanie względnego spoczynku oddaje do środowiska zewnętrznego 15% ciepła poprzez przewodzenie ciepła, około 66% poprzez promieniowanie cieplne i 19% poprzez parowanie wody.

Średnio człowiek traci dziennie około 0,8 l potu, a wraz z nim 500 kcal ciepła.

Podczas oddychania również osoba wypuszcza około 0,5 litra wody dziennie.

W niskich temperaturach otoczenia ( 15°C i poniżej) około 90% dziennego transferu ciepła następuje w wyniku przewodzenia ciepła i promieniowania cieplnego. W tych warunkach nie dochodzi do widocznego pocenia się.

W temperaturze powietrza 18-22° Wraz z przenoszeniem ciepła ze względu na przewodność cieplną i promieniowanie cieplne maleje, alestrata wzrastaciepło ciała poprzez parowaniewilgoć z powierzchni skóry.Przy dużej wilgotności powietrza, gdy odparowanie wody jest utrudnione, może dojść do przegrzania.ciało i rozwijać siętermiczny uderzyć.

Niska przepuszczalność pary wodnej płótno zapobiega efektywnemu poceniu się i może być powodem przegrzanie organizmu ludzkiego.

W czasie upałów Państwa, podczas długich wędrówek, w gorący na warsztatach ludzie tracą dużo płyny z potu. Jednocześnie jest uczucie pragnienie, którego nie można ugasić piciem woda. Ten z powodu faktu Co jest nie tak wówczas traci się dużą ilość soli mineralnych. Jeśli dodasz soli do wody pitnej, to uczucie pragnienia zniknie I poprawi się dobrobyt ludzi.

Centra regulacji wymiany ciepła.

Termoregulacja odbywa się odruchowo. Wyczuwalne są wahania temperatury otoczenia termoreceptory. Termoreceptory znajdują się w dużych ilościach w skórze, błonie śluzowej jamy ustnej i górnych drogach oddechowych. Termoreceptory znaleziono w narządach wewnętrznych, żyłach, a także w niektórych formacjach ośrodkowego układu nerwowego.

Termoreceptory skóry są bardzo wrażliwe na wahania temperatury otoczenia. Są podekscytowani, gdy temperatura otoczenia wzrasta o 0,007° C i spada o 0,012° C.

Impulsy nerwowe powstające w termoreceptorach przemieszczają się przez doprowadzające włókna nerwowe do rdzenia kręgowego. Ścieżkami docierają do wzgórza wzrokowego, a stamtąd idą do obszaru podwzgórza i kory mózgowej. Rezultatem jest uczucie ciepła lub zimna.

W rdzeniu kręgowym są ośrodkami niektórych odruchów termoregulacyjnych. Podwzgórze jest głównym odruchowym ośrodkiem termoregulacji. Przednie części podwzgórza kontrolują mechanizmy termoregulacji fizycznej, tj. Są centrum wymiany ciepła. Tylne części podwzgórza kontrolują termoregulację chemiczną i są centrum wytwarzania ciepła.

Odgrywa ważną rolę w regulacji temperatury ciała Kora mózgowa. Nerwy odprowadzające ośrodka termoregulacji to głównie włókna współczulne.

Uczestniczy w regulacji wymiany ciepła mechanizm hormonalny zwłaszcza hormony tarczycy i nadnerczy. Hormon tarczycy - tyroksyna, zwiększając metabolizm w organizmie, zwiększa wytwarzanie ciepła. W miarę ochładzania się organizmu wzrasta przepływ tyroksyny do krwi. Hormon nadnerczy - adrenalina- wzmaga procesy oksydacyjne, zwiększając w ten sposób wytwarzanie ciepła. Ponadto pod wpływem adrenaliny dochodzi do zwężenia naczyń, zwłaszcza naczyń skórnych, przez co zmniejsza się wymiana ciepła.

Adaptacja ciała na niskie temperatury otoczenia. Kiedy temperatura otoczenia spada, następuje odruchowe pobudzenie podwzgórza. Wzrost jego aktywności pobudza przysadka mózgowa , co powoduje zwiększone uwalnianie tyreotropiny i kortykotropiny, które zwiększają aktywność tarczycy i nadnerczy. Hormony z tych gruczołów stymulują produkcję ciepła.

Zatem, podczas chłodzenia Uruchamiają się mechanizmy obronne organizmu, zwiększając metabolizm, wytwarzanie ciepła i zmniejszając przenoszenie ciepła.

Związane z wiekiem cechy termoregulacji. U dzieci w pierwszym roku życia obserwuje się niedoskonałe mechanizmy. W efekcie, gdy temperatura otoczenia spadnie poniżej 15°C, w organizmie dziecka dochodzi do hipotermii. W pierwszym roku życia następuje zmniejszenie wymiany ciepła poprzez przewodność cieplną i promieniowanie cieplne, a zwiększenie produkcji ciepła. Jednak do 2 roku życia dzieci pozostają termolabilne (temperatura ciała wzrasta po jedzeniu w wysokiej temperaturze otoczenia). U dzieci w wieku od 3 do 10 lat mechanizmy termoregulacji ulegają poprawie, ale ich niestabilność nadal się utrzymuje.

W wieku przedpokwitaniowym oraz w okresie dojrzewania (dojrzewania), gdy następuje wzmożony wzrost organizmu i restrukturyzacja neurohumoralnej regulacji funkcji, wzrasta niestabilność mechanizmów termoregulacyjnych.

W starszym wieku następuje zmniejszenie wytwarzania ciepła w organizmie w porównaniu z wiekiem dorosłym.

Problem hartowania organizmu. We wszystkich okresach życia konieczne jest hartowanie ciała. Przez hartowanie rozumie się zwiększenie odporności organizmu na niekorzystne wpływy środowiska, a przede wszystkim na wychłodzenie. Utwardzanie następuje dzięki wykorzystaniu czynników naturalnych – słońca, powietrza i wody. Działają na zakończenia nerwowe i naczynia krwionośne ludzkiej skóry, zwiększają aktywność układu nerwowego i wspomagają procesy metaboliczne. Przy ciągłej ekspozycji na czynniki naturalne organizm przyzwyczaja się do nich. Utwardzanie organizmu jest skuteczne, jeśli spełnione są następujące podstawowe warunki: a) systematyczne i stałe korzystanie z czynników naturalnych; b) stopniowe i systematyczne zwiększanie czasu trwania i siły ich działania (utwardzanie rozpoczyna się od użycia ciepłej wody, stopniowo obniżając jej temperaturę i wydłużając czas zabiegów wodnych); c) utwardzanie za pomocą bodźców kontrastujących temperaturowo (woda ciepła – zimna); d) indywidualne podejście do hartowania.

Stosowanie naturalnych czynników utwardzających należy połączyć z wychowaniem fizycznym i sportem. Na hartowanie dobrze działają poranne ćwiczenia na świeżym powietrzu lub w pomieszczeniu przy otwartym oknie z obowiązkowym odsłonięciem znacznej części ciała i późniejszymi zabiegami wodnymi (oblanie, prysznic). Hartowanie jest najbardziej dostępnym sposobem poprawy zdrowia ludzi.

Głównymi parametrami zapewniającymi proces wymiany ciepła między człowiekiem a otoczeniem, jak pokazano powyżej, są wskaźniki mikroklimatu. W naturalnych warunkach panujących na powierzchni Ziemi (na poziomie morza) wahają się one w znaczących granicach. Zatem temperatura otoczenia waha się od -88 do + 60 °C; mobilność powietrza - od 0 do 60 m/s; wilgotność względna - od 10 do 100% i ciśnienie atmosferyczne - od 680 do 810 mm Hg. Sztuka.

Wraz ze zmianami parametrów mikroklimatu zmienia się także dobrostan cieplny człowieka. Warunki zaburzające równowagę cieplną powodują reakcje w organizmie, które przyczyniają się do jego regeneracji. Procesy regulacji wydzielania ciepła w celu utrzymania stałej temperatury ciała człowieka nazywane są termoregulacją. Pozwala utrzymać stałą temperaturę ciała. Termoregulację przeprowadza się głównie na trzy sposoby: biochemicznie; poprzez zmianę intensywności krążenia krwi i intensywności pocenia się.

Termoregulacja na drodze biochemicznej, zwana termoregulacją chemiczną, polega na zmianie wytwarzania ciepła w organizmie poprzez regulację szybkości reakcji oksydacyjnych. Zmiana intensywności krążenia krwi i pocenia się powoduje zmianę uwalniania ciepła do otoczenia i dlatego nazywa się ją termoregulacją fizyczną.

Termoregulacja organizmu odbywa się jednocześnie za wszelką cenę. Tak więc, gdy temperatura powietrza spada, wzrostowi wymiany ciepła w wyniku wzrostu różnicy temperatur zapobiegają takie procesy, jak spadek wilgotności skóry, a co za tym idzie, zmniejszenie wymiany ciepła przez parowanie, obniżenie temperatury powietrza skórze na skutek zmniejszenia intensywności transportu krwi z narządów wewnętrznych i jednocześnie zmniejszenia różnicy temperatur Ustalono eksperymentalnie, że optymalny metabolizm w organizmie, a co za tym idzie maksymalna wydajność aktywności, występuje, gdy składniki procesu wymiany ciepła mieszczą się w następujących granicach:

P do? trzydzieści %; Pytanie p? 50%; Q tm? 20%.

Równowaga ta charakteryzuje się brakiem napięcia w układzie termoregulacji.

Parametry mikroklimatu mają bezpośredni wpływ na dobrostan termiczny i wydajność człowieka. Ustalono, że przy temperaturze powietrza powyżej 25°C wydajność człowieka zaczyna spadać. Maksymalna temperatura wdychanego powietrza, przy której człowiek może oddychać przez kilka minut bez specjalnego wyposażenia ochronnego, wynosi około 11°C.

Tolerancja człowieka na temperaturę, a także jego poczucie ciepła, w dużej mierze zależą od wilgotności i prędkości otaczającego powietrza. Im wyższa wilgotność względna, tym mniej potu wyparowuje w jednostce czasu i tym szybciej dochodzi do przegrzania organizmu. Wysoka wilgotność w temperaturze t* gt ma szczególnie niekorzystny wpływ na samopoczucie termiczne człowieka; 30°C, ponieważ prawie całe powstałe ciepło jest uwalniane do otoczenia poprzez parowanie potu. Gdy wilgotność wzrasta, pot nie paruje, ale spływa kroplami z powierzchni skóry. Następuje tak zwany ulewny wypływ potu, który wyczerpuje organizm i nie zapewnia niezbędnej wymiany ciepła. Wraz z potem organizm traci znaczną ilość soli mineralnych, pierwiastków śladowych i witamin rozpuszczalnych w wodzie (C, B1, B2). W niesprzyjających warunkach utrata płynów może sięgać 8...10 litrów na zmianę, a wraz z nią nawet 40 g soli kuchennej (w sumie w organizmie znajduje się około 140 g NaCl). Straty powyżej 30 g NaCl są niezwykle niebezpieczne dla organizmu człowieka, gdyż powodują zaburzenia wydzielania żołądkowego, skurcze mięśni i skurcze. Kompensacja utraty wody w organizmie człowieka w wysokich temperaturach następuje na skutek rozkładu węglowodanów, tłuszczów i białek.

Aby przywrócić równowagę wodno-solną pracownikom gorących sklepów, instaluje się punkty uzupełniania soloną (około 0,5% NaCl) gazowaną wodą pitną w ilości 4...5 litrów na osobę na zmianę. Wiele fabryk wykorzystuje do tych celów napój białkowo-witaminowy. W gorącym klimacie zaleca się picie schłodzonej wody pitnej lub herbaty.

Długotrwałe narażenie na działanie wysokich temperatur, zwłaszcza w połączeniu z dużą wilgotnością, może prowadzić do znacznego gromadzenia się ciepła w organizmie i rozwoju przegrzania organizmu powyżej dopuszczalnego poziomu – hipertermii – stanu, w którym temperatura ciała wzrasta do 38 stopni. ..39°C W przypadku hipertermii, a w konsekwencji udaru cieplnego, bólu głowy, zawrotów głowy, ogólnego osłabienia, zaburzenia postrzegania kolorów, suchości w ustach, nudności, wymiotów, obfitego pocenia się, zwiększonego tętna i oddechu. W tym przypadku obserwuje się bladość, sinicę, źrenice są rozszerzone, czasami występują drgawki i utrata przytomności.

W gorących sklepach przedsiębiorstw przemysłowych większość procesów technologicznych odbywa się w temperaturach znacznie wyższych od temperatury otaczającego powietrza. Ogrzewane powierzchnie emitują w przestrzeń strumienie energii promieniowania, co może prowadzić do negatywnych konsekwencji. Promienie podczerwone oddziałują na organizm człowieka głównie termicznie, co zaburza pracę układu sercowo-naczyniowego i nerwowego. Promienie mogą powodować oparzenia skóry i oczu. Najczęstszym i poważnym uszkodzeniem oczu spowodowanym ekspozycją na promienie podczerwone jest zaćma.

Procesy produkcyjne prowadzone w niskich temperaturach, dużej ruchliwości powietrza i wilgotności mogą powodować wychłodzenie, a nawet hipotermię organizmu – hipotermię. W początkowym okresie narażenia na umiarkowane zimno obserwuje się zmniejszenie częstości oddechów i zwiększenie objętości wdychanej. Przy długotrwałym narażeniu na zimno oddychanie staje się nieregularne, zwiększa się częstotliwość i objętość wdechów. Pojawienie się drżenia mięśni, w którym nie jest wykonywana praca zewnętrzna, a cała energia zamieniana jest na ciepło, może na pewien czas opóźnić spadek temperatury narządów wewnętrznych. Konsekwencją niskich temperatur są urazy spowodowane zimnem.

Kiedy zmieniają się parametry środowiska otaczającego człowieka, w tym przypadku mikroklimat, zmienia się także jego dobrostan cieplny. Jeśli jakieś warunki zaburzą równowagę cieplną organizmu, natychmiast zachodzą reakcje, które ją przywracają.

Termoregulacja organizmu człowieka to proces regulacji emisji ciepła, pozwalający na utrzymanie stałej temperatury bliskiej 36,5 stopnia. Warunki, które przeszkadzają normalnemu człowiekowi, nazywane są niewygodnymi. Warunki, w których jest to normalne i nie ma napięć związanych z wymianą ciepła, nazywane są komfortowymi. Są również optymalne. Strefą całkowicie odprowadzającą ciepło wytwarzane przez ciało, w której nie ma napięcia w układzie termoregulacji, jest strefa komfortu.

Termoregulacja organizmu odbywa się na trzy sposoby:

Metoda biochemiczna.
Zmiana intensywności krążenia krwi.
Intensywność pocenia się.

Przy pierwszej metodzie, biochemicznej, zmienia się intensywność procesów zachodzących w organizmie. Na przykład, gdy temperatura otoczenia spada, pojawiają się drżenia mięśni, co zwiększa wydzielanie ciepła. Taka termoregulacja organizmu ludzkiego nazywa się chemiczną.

W przypadku drugiej metody organizm samodzielnie reguluje dopływ krwi, która w tym przypadku jest uważana za nośnik ciepła. Przenosi ciepło z narządów wewnętrznych na powierzchnię ciała. W takim przypadku dochodzi do niezbędnego zwężenia lub rozszerzenia naczyń krwionośnych. W wysokiej temperaturze naczynia rozszerzają się, zwiększa się przepływ krwi z narządów wewnętrznych, w niskiej temperaturze następuje proces odwrotny. przepływ krwi maleje, mniej ciepła wypływa.

Wraz ze spadkiem temperatury powietrza zmniejsza się przenikanie ciepła, pocenie się i wilgotność powierzchni skóry, dlatego też w wyniku zmniejszonego parowania zmniejsza się przenikanie ciepła z organizmu. Duże straty wilgoci mogą być niebezpieczne dla człowieka.

W drugim i trzecim przypadku następuje fizyczna termoregulacja organizmu ludzkiego.

Mikroklimat znacząco wpływa na kondycję i wydajność człowieka. Na komfort życia i aktywności wpływa gaz oraz optymalne warunki atmosferyczne. Parametry mikroklimatu zapewniają wymianę ciepła pomiędzy organizmem a otoczeniem. To jest termoregulacja człowieka.

W warunkach naturalnych parametry te oscylują w znacznych granicach. Kiedy się zmieniają, dobro danej osoby staje się inne niż wcześniej. Na przykład tolerancja otaczającego powietrza zależy nie tylko od temperatury, ale także od wilgotności i prędkości powietrza. Udowodniono, że w temperaturach otoczenia przekraczających 25 stopni wydajność spada. A im więcej, tym szybciej organizm się przegrzewa, bo mniej potu wyparowuje. Jego uwolnienie wyczerpuje organizm. Jednocześnie traci wiele witamin, mikroelementów i minerałów.

Przy długotrwałym narażeniu na wysokie temperatury w połączeniu z dużą wilgotnością temperatura ciała może wzrosnąć do 39 stopni. Stan ten nazywa się hipertermią. Może zagrażać życiu.

Niska temperatura powietrza może być również niebezpieczna. Są nie mniej niebezpieczne niż wysokie. Występuje zimno i hipotermia, zwana hipotermią. W rezultacie urazy spowodowane zimnem.

Termoregulacja organizmu ludzkiego zachodzi na wszystkie sposoby jednocześnie. Ale od czasu do czasu niektórzy z nich są zaangażowani mniej, a niektórzy znacznie bardziej.

Termoregulacja- szczególna reakcja organizmu, objawiająca się mimowolną regulacją procesów fizjologicznych produkcja ciepła (tworzenie się ciepła) w organizmie i przenikanie ciepła , mający na celu utrzymanie stałej optymalnej temperatury ciała (u człowieka - 36,6-37°C) w stale zmieniających się warunkach środowiskowych.

Produkcja ciepła- proces powstawania ciepła w organizmie w wyniku zachodzących w nim zdarzeń egzotermiczny (towarzyszy mu wydzielanie ciepła) reakcje chemiczne. Najwięcej ciepła powstaje w organizmie podczas pracy serca i mięśni szkieletowych, a także w procesach chemicznych zachodzących w wątrobie i nerkach.

Podczas intensywnej pracy fizycznej organizm człowieka uwalnia dziennie około 19 000 kJ energii; wystarczy to do ogrzania 70 litrów wody od temperatury 37°C do temperatury wrzenia. Organizm oddaje nadmiar ciepła do środowiska zewnętrznego.

Rozpraszanie ciepła- proces odprowadzania (przekazywania) nadmiaru ciepła z organizmu człowieka do otoczenia.

■ Intensywność wymiany ciepła zależy od grubości podskórnej warstwy tłuszczu.

❖ Sposoby, w jakie organizm uwalnia ciepło:

■ z wydychanym powietrzem;

▪ przez promieniowanie cieplne, przewodzenie ciepła i konwekcję; ilość ciepła wydzielanego tymi metodami zależy od różnicy temperatur pomiędzy ciałem człowieka a otaczającym go powietrzem, a także od wilgotności i prędkości ruchu powietrza: im niższa temperatura powietrza oraz im większa jego wilgotność i prędkość wiatru, tym więcej ciepło, które organizm traci;

▪ przez odparowanie potu wydzielanego przez gruczoły potowe skóry; W tym przypadku na odparowanie 1 g potu zużywa się około 2,4 kJ energii. Szybkość parowania wzrasta wraz ze wzrostem temperatury i spadkiem wilgotności powietrza.

Termoregulacja

❖ Metody termoregulacji:

■poprzez zwężenie lub rozszerzenie (w zależności od temperatury ciała) światła naczynia krwionośne skóry , zmieniając szybkość krążenia krwi w skórze, a tym samym szybkość wymiany ciepła;

■ poprzez regulację nachylenia owłosienie skóra;

■ przez wyzysk z gruczołów potowych;

■ poprzez zmianę tempa metabolizmu w mięśniach (drżenie) i/lub w narządach wewnętrznych ( termoregulacja chemiczna );

■ przez zachowanie termoregulacyjne , tj. pewne działania mające na celu zmianę wymiany ciepła (noszenie określonych ubrań, przenoszenie się do ciepłego lub chłodnego miejsca itp.).

❖ Kontrola termoregulacji realizowany przez ośrodkowy układ nerwowy (kora mózgowa i szereg ośrodków podkorowych) oraz układ hormonalny za pomocą mechanizmów neurohumoralnych.

■ Główny ośrodek nerwowy odpowiedzialny za termoregulację jest w podwzgórze , którego tylne rdzenie kontrolują wytwarzanie ciepła, a przednie rdzenie kontrolują przenoszenie ciepła; Uszkodzenie podwzgórza prowadzi do utraty przez organizm zdolności do utrzymywania stałej temperatury ciała. Sygnałem zmian w wytwarzaniu i przenoszeniu ciepła są impulsy docierające z receptorów ciepła i zimna do rdzenia kręgowego, podwzgórza i kory mózgowej. W tych ośrodkach analizowane są impulsy i następuje reakcja. Włókna nerwu ruchowego przekazują polecenia wykonawcze do naczyń krwionośnych, mięśni szkieletowych, gruczołów potowych i przepony.

■ Humoralna metoda termoregulacji realizowany jest za pomocą substancji biologicznie aktywnych, które zmieniają poziom wytwarzania i przenoszenia ciepła poprzez zmianę tempa procesów metabolicznych w komórkach i tkankach organizmu.

❖ Reakcja organizmu na spadek temperatury otoczenia:

▪ pobudzone zostają receptory odbierające zimno;

■ naczynia krwionośne skóry odruchowo zwężają się, zmniejszając ilość przepływającej przez nie krwi (skóra staje się blada); prowadzi to, po pierwsze, do zmniejszenia wymiany ciepła z powierzchni ciała, a po drugie, do zwiększenia dopływu krwi do narządów wewnętrznych, co pomaga zatrzymać ciepło wewnątrz organizmu;

■ mięśnie unoszące włoski na skórze odruchowo kurczą się, przez co skóra staje się „gęsta”. Uniesione włosy zatrzymują ciepło, utrudniając przepływ powietrza na powierzchni ciała;

▪ wraz z dalszym spadkiem temperatury pojawia się bolesne uczucie zimna (dreszcze) i odruchowo rozpoczynają się mimowolne rytmiczne skurcze mięśni (drżenie), co skutkuje wzrostem produkcji ciepła w mięśniach, co zapobiega spadkowi temperatury ciała.

Reakcja organizmu na podwyższoną temperaturę otoczenia:

▪ receptory odbierające ciepło są pobudzone;

▪ metabolizm zwalnia odruchowo i w efekcie zmniejsza się produkcja ciepła w organizmie;

■naczynia krwionośne skóry odruchowo rozszerzają się, zwiększając ilość przepływającej przez nie krwi (skóra staje się czerwona) i w efekcie odprowadzanie ciepła z powierzchni ciała;

■ wraz z dalszym wzrostem temperatury ciała rozpoczyna się obfite pocenie się; Maksymalna szybkość pocenia wynosi około 4 litrów na godzinę.

Hipertermia- stan organizmu, w którym temperatura ciała przekracza normalny poziom; ma to miejsce w przypadkach, gdy mechanizmy termoregulacji nie są w stanie zapewnić równowagi pomiędzy wytwarzaniem ciepła a jego przekazywaniem (na przykład przy bardzo wysokich temperaturach otoczenia).

Hipotermia- stan organizmu, w którym jego temperatura jest niższa od normalnego poziomu; rozwija się z bardzo dużą szybkością wymiany ciepła (na przykład przy silnym mrozie). W przypadku hipotermii ofiarę należy ogrzać i zabrać do szpitala.

Gorączka- szczególny stan organizmu, w którym dąży on do utrzymania podwyższonej temperatury ciała; objawia się silnymi mimowolnymi drżeniami mięśni i uczuciem dreszczy. Gorączka rozwija się w przypadku chorób zakaźnych lub rozległego uszkodzenia tkanek, jest reakcją ochronną organizmu i sprzyja szybkiemu powrót do zdrowia (wraz ze wzrostem temperatury ciała wzrasta prawdopodobieństwo śmierci z powodu infekcji). W stanie gorączki wzrasta produkcja ciepła z powodu drżenia mięśni; dreszcze również przyczyniają się do wzrostu temperatury ciała, ponieważ zmuszają osobę do owinięcia się, a tym samym do ograniczenia wymiany ciepła.

Upał i udar słoneczny

Udar cieplny to ostry, bolesny stan organizmu spowodowany przegrzaniem organizmu na skutek niedostatecznego przekazywania ciepła.

❖ Warunki wystąpienia udaru cieplnego:

▪ długotrwałe narażenie na wysokie temperatury otoczenia (powyżej +35°C) przy dużej wilgotności względnej powietrza (powyżej 80%) i małą aktywność fizyczną (długotrwałe leżenie na plaży);

■ intensywna praca fizyczna w gorących i dusznych pomieszczeniach w ubraniach, które nie przepuszczają dobrze powietrza.

Objawy udaru cieplnego: ból głowy, szumy uszne, przyspieszenie akcji serca i oddechu, wzmożona potliwość, rozszerzone źrenice, ogólne osłabienie, bladość, słaba koordynacja ruchów, zawroty głowy, migające „muszki” przed oczami; Możliwe nudności, wymioty, omdlenia i utrata przytomności.

Porażenie słoneczne- ciężki bolesny stan, który pojawia się w wyniku nadmiernej ekspozycji mózgu na podczerwoną część widma promieniowania słonecznego przenikającego przez kości czaszki.

Objawy udaru słonecznego: ból głowy, silne zaczerwienienie skóry, zawroty głowy; w ciężkich przypadkach możliwe są wymioty, utrata przytomności, drgawki, a nawet śmierć.

❖ Pomoc w przypadku udaru cieplnego:

■ usunąć lub przenieść ofiarę do chłodnego, ciemnego i dobrze wentylowanego miejsca;

■ uwolnić ciało ofiary od nadmiaru odzieży;

▪ przyłóż mu zimny kompres do głowy i twarzy;

■ unieść nogi ofiary;

■ jeżeli poszkodowany nie stracił przytomności, należy podać mu napój chłodnej wody;

▪ owinąć ciało mokrym prześcieradłem i wachlować, aby wytworzyć ruch powietrza i zwiększyć parowanie wody;

▪ w przypadku utraty przytomności, zatrzymania oddechu i krążenia, należy wykonać sztuczne oddychanie i zamknięty masaż serca;

■ następnie wezwij lekarza lub zabierz poszkodowanego do szpitala.

Zapobieganie upałom i udarom słonecznym. W czasie upałów należy:

■ stale wietrzyć pomieszczenia mieszkalne;

▪ noś jasną czapkę i lekką bawełnianą odzież, która dobrze oddycha i pochłania wilgoć;

■ ograniczaj czas przebywania w ostrym słońcu;

■ nie śpij na plaży;

▪ ograniczenie spożycia produktów mięsnych, zwiększenie udziału warzyw i owoców w diecie;

■ częściej pij wodę mineralną.

Hartowanie

Hartowanie to zestaw technik opartych na celowym wykorzystaniu czynników klimatycznych, systematycznie stosowanych do treningu organizmu w celu poprawy funkcjonowania jego mechanizmów termoregulacyjnych i zwiększenia odporności organizmu na niekorzystne wpływy środowiska.

Główne czynniki utwardzające: przebywanie na świeżym powietrzu, opalanie, zabiegi wodne.

❖ Świeże powietrze zawiera więcej tlenu i działa szkodliwie na bakterie chorobotwórcze. Dlatego w domu należy nosić lekkie ubrania i często wietrzyć pomieszczenie; Przydaje się spać na świeżym powietrzu, a zimą - przy otwartym oknie. Działanie utwardzające powietrza jest tym większe, im bardziej jego temperatura różni się od temperatury skóry. Kąpiele powietrzne wykonuje się w kostiumach kąpielowych 1-2 godziny po posiłku. Hartowanie należy rozpocząć w temperaturze powietrza nie niższej niż +20 ° C; Czas trwania pierwszych procedur wynosi 10 minut. Stopniowo czas trwania kąpieli powietrznych zwiększa się do 1-1,5 godziny lub więcej w temperaturze powietrza +10-15 ° C; Zaleca się okresowe wykonywanie aktywnych ruchów.

❖Opalanie się poprawiają krążenie krwi, promują tworzenie witaminy D w organizmie, zwiększają produkcję pigmentu w skórze melanina chroniące tkankę podskórną przed nadmierną ekspozycją na promieniowanie ultrafioletowe. Opalanie przynosi największe korzyści w godzinach 9-11 po południu. Pomiędzy posiłkami a opalaniem należy zachować odstęp co najmniej 2 godzin.W czasie opalania głowę należy nakryć lekkim kapeluszem panamskim lub parasolem.

Czas trwania pierwszej procedury nie przekracza 5 minut; każdy kolejny zwiększa się o 3-5 minut, stopniowo zwiększając czas do 30-40 minut. Po opalaniu należy odpocząć w cieniu przez 15 minut, a następnie wziąć ciepły prysznic.

❖ Utwardzanie wodą bardziej skuteczne w rozwijaniu mechanizmów termoregulacji, poprawie napięcia nerwowego, oddychania i krążenia krwi niż kąpiele powietrzne, ponieważ przewodność cieplna wody jest prawie 30 razy większa niż przewodność cieplna powietrza.

❖Metody utwardzania wodą: pocieranie, oblewanie, kąpiel.

Zeskrobanie ciało mokrym ręcznikiem lub gąbką wykonuje się codziennie i energicznie przez 2-3 minuty. Temperatura wody podczas pierwszego przecierania wynosi +33°C, przy każdym kolejnym przetarciu obniża się o 0,5°C, osiągając +18°C. Po wytarciu należy wytrzeć do sucha ręcznikiem, aż pojawi się uczucie ciepła.

Zsyp wodę do organizmu wykonuje się codziennie przez 1-2 minuty. Polewanie zaleca się rozpoczynać od temperatury wody +33°-34°C, stopniowo obniżając ją do +20-24°C (o 1°C co 3-4 dni).

Na kąpielowy w zbiornikach otwartych (a zimą w basenie) łączy się działanie wielu czynników utwardzających. Najlepszą porą na pływanie jest godzina 9-11 i 16-18. Nie należy pływać na pusty żołądek ani bezpośrednio po jedzeniu. Pływanie można rozpocząć przy temperaturze wody +20-22°C i temperaturze powietrza +21-24°C. Czas trwania kąpieli wynosi początkowo 2-3 minuty, a następnie zwiększa się do 15-25 minut.

❖ Podstawowe zasady hartowania:

▪ okresowa kontrola przez lekarza;

▪ uwzględnienie indywidualnych cech i stanu zdrowia;

▪ stopniowość (nie można gwałtownie obniżyć temperatury wody lub powietrza ani wydłużyć czasu trwania procedur hartowania);

▪ systematyczny (nawet krótka przerwa w hartowaniu prowadzi do wygaśnięcia powstałych reakcji);

■ zintegrowane wykorzystanie głównych czynników utwardzających – powietrza, słońca i wody.

❖Wyniki utwardzania:

▪ zmniejszona wrażliwość organizmu na zimno;

▪ przyspieszenie reakcji adaptacyjnych (np. rozszerzenie lub zwężenie naczyń krwionośnych skóry) i uzyskanie większej odporności organizmu na zmiany środowiska zewnętrznego;

■ aktywacja procesów metabolicznych;

■ wzrost produkcji ciepła,

■ poprawa funkcjonowania układu sercowo-naczyniowego i oddechowego,

■ pobudzenie proliferacji komórek skóry, a co za tym idzie, jej pogrubienie i zwiększenie właściwości ochronnych;

■ wzmocnienie odporności organizmu;

■ zwiększenie odporności na choroby układu oddechowego.