Как човек произвежда топлина? Терморегулация и топлинен баланс. Нови технологии за топлоснабдяване

Жизнената дейност на тялото се основава на метаболизма и енергията, които се придружават от образуването на топлина по време на биологичното окисление на молекулите на протеини, мазнини и въглехидрати. Тоест в човешкото тяло генериранитопло. Интензивността на метаболизма и количеството топлина, генерирана в тялото, са пряко свързани. С увеличаване на скоростта на метаболитните процеси се увеличава генерирането на топлина, а с повишаване на телесната температура се ускорява биологичното окисление. За да предотврати затихването или лавинообразното нарастване на тези процеси, организмът разполага със средства за водиИ запазванетоплина.

Човек принадлежи към група от т.нар. хомойотермен(топлокръвни) организми, които могат да поддържат телесната си температура на постоянно ниво. Средната температура на "сърцевината" на тялото е 37 ° C и тази стойност леко се колебае през деня. Значителни промени в температурата на човешкото тяло могат да се наблюдават по време на заболяване, при продължително изтощително физическо натоварване или по време на екстремни ситуации. В същото време човешкото тяло може да понесе намаляване на вътрешната телесна температура с 10 ° C и нейното повишаване само с 5 ° C. Способността на организма да поддържа постоянна вътрешна температура зависи от способността да балансира количеството топлина, генерирано по време на метаболизма и идващо от околната среда, с количеството, което тялото отделя.

Телесната температура отразява динамичен балансмежду производството на топлина и преноса на топлина. Тя се повишава, когато генерирането на топлина превишава отделянето на топлина, като например по време на интензивна физическа активност в топла, влажна среда, и намалява, когато загубата на топлина надвишава генерирането на топлина.

Общото производство на топлина (генериране на топлина) в тялото се състои от първична и вторична топлина. Първичната топлина се отделя в хода на непрекъснато протичащи метаболитни реакции във всички органи и тъкани. Вторичната топлина се образува, когато енергията на високоенергийните съединения се изразходва от човек, извършващ определена мускулна работа. Степента на генериране на топлина в тялото зависи от големината на основния метаболизъм, "специфичното динамично действие" на приетата храна, мускулната активност и интензивността на метаболизма в тъканите.

Метаболитните процеси се извършват с различна интензивност в различните органи и тъкани, поради което приносът на отделните органи и тъкани в общата топлопродукция на тялото е неравномерен. Най-големият бройтоплината се генерира в скелетните мускули по време на тяхното тонично напрежение или свиване. Генерирането на топлина, наблюдавано в мускулите при тези условия, се нарича контрактилна термогенеза (съкратително производство на топлина), което е най-значимият механизъм за генериране на топлина при възрастен. При новородените, както и при дребните бозайници, има механизъм за ускорено генериране на топлина поради повишаване на метаболитната активност в други тъкани и преди всичко в кафявата мазнина. Кафявият цвят на този плат дава голям бройокончания на симпатиковите неврони, съдържащи невротрансмитера норепинефрин. При условия на студено излагане на тялото, под въздействието на норепинефрин, отделен от симпатиковите нервни окончания, настъпва интензивно окисляване на мастни киселини. Кафявата мазнина се характеризира с излишък от митохондрии, които обграждат малки мастни капчици в цитоплазмата. Окисляването на мастните киселини в митохондриите на кафявата мастна тъкан се извършва без значителен синтез на макроерги и по този начин с максимално възможно генериране на топлина. Този механизъм се нарича термогенеза без треперене (произвеждане на топлина без треперене). Чрез механизмите на термогенезата без треперене, нивото на производство на топлина при хората може да се увеличи около три пъти в сравнение с нивото на основния метаболизъм.

След като се определи средната телесна температура и се знае нейната маса (Mt), е възможно приблизително да се определи съдържанието на топлина (CT) в тялото. Топлинното съдържание е общият брой топлинни калории в телесните тъкани. За определяне на ST е необходимо да се установи специфичният топлинен капацитет на телесните тъкани.

Специфичният топлинен капацитет на дадено вещество е количеството топлина, необходимо за промяна на температурата на това вещество в HS. Килокалория е единица за топлинна енергия, която представлява количеството топлина, необходимо за повишаване на температурата на 1 kg вода с един градус по Целзий. Следователно специфичният топлинен капацитет на водата е 1,0 kcal*kg -1 *°C -1. Други компоненти на тялото имат различен специфичен топлинен капацитет. Средният специфичен топлинен капацитет на тъканите е 0,83 kcal*kg -1 *°C -1 . По този начин, с повишаване на телесната температура на човек с тегло 50 kg с един градус по Целзий, увеличението на количеството топлина ще бъде 0,83 kcal на килограм телесно тегло, а общата стойност ще бъде 41,5 kcal (0,83 kcal * kg -1 * 50 кг).

Познавайки средния специфичен топлинен капацитет (0,83 kcal * kg -1 * ° С -1), е възможно да се определи съдържанието на топлина в тялото CT = 0,83 (Mt x Tbody).

Да предположим, че средната температура на човек с тегло 50 kg е 35,3 °C.

ST = 0.83 (50 kg х 35.3°C);

ST = 1,465 kcal.

Така човешко тяло с тегло 50 kg съдържа 1,465 kcal топлина.

Пренос на топлина

В покой тялото на средностатистически човек произвежда топлина от 1,25–1,50 kcal на минута. Пълното блокиране на способността на тялото да разсейва топлината ще увеличи производството на топлина до 75–90 kcal на час. По този начин способността да се отървете от прекомерната метаболитна топлина играе много важна роля дори в покой.

А. Задържане

Проводимостта или проводимостта е директен пренос на топлина между молекулите на вещество в твърда, течна или газообразна среда. Проводимостта играе роля в преноса на топлина от дълбоките тъкани към повърхността на тялото. Въпреки това, поради ниската топлопроводимост на телесните тъкани, количеството предадена топлина е относително малко. Охлаждането на повърхността на тялото чрез проводимост се осъществява чрез нагряване на молекулите на въздуха, течността и твърдите повърхности, които са в контакт с кожата.

Интензивността на преноса на топлина чрез кондукция зависи от няколко фактора:

Температурни разлики между кожата и контактната среда (въздух, течност, твърда повърхност);

Топлинните качества на тази среда (топлопроводимост и топлинен капацитет);

Контактна зона.

При стайна температура обектите с висока топлопроводимост и топлинен капацитет се усещат по-студени на допир, тъй като те са в състояние да отвеждат и абсорбират топлина много пъти по-ефективно от околния въздух. Като сте сред природата, в жегата, за ефективно охлаждане на тялото можете да легнете на голям камък, защитен от слънцето. Камък с висока топлопроводимост бързо ще отнеме част от излишната топлина от прегрято тяло.

b. Конвекция

Ефективността на преноса на топлина чрез проводимост зависи, наред с други неща, от това колко бързо слоят въздух (или вода) в контакт с кожата я напуска след нагряване. Нарича се пренос на топлина чрез движещи се слоеве въздух или вода конвекция. Ако конвекцията протича бавно, тогава на повърхността на кожата се образува изолационен слой от нагрят въздух, което намалява ефективността на преноса на топлина чрез проводимост. Максималната дебелина на изолационния слой може да достигне 4–8 mm. Ако, напротив, хладният въздух постоянно замества нагретите въздушни слоеве, отнемането на топлина се увеличава, тъй като изолационният слой няма време да се образува.

Има естествена и принудителна (принудителна) конвекция. При естествената конвекция топлината се отвежда от ламинарен въздушен поток. Движещата сила в този случай е температурната разлика между тялото и околната среда.

При принудителна конвекция допълнителен въздух се издухва върху повърхността на тялото. Най-очевидните примери са вятър, "тяга", въздушен поток от вентилатор; по-малко очевидно - интензивно движение на цялото тяло или отделните му части спрямо околния въздух. Следователно, с увеличаване на скоростта на бягане или колоездене, интензивността на топлообмена се увеличава.

Освен това явлението конвекция играе важна роля в субективното усещане за ниска температура на околната среда, при формирането на т.нар. индекс на студен вятър. Известно е, че при ветровито време студът се понася по-трудно, отколкото при тихо време. Това трябва да се има предвид при планирането на различни видове дейности на открито през студения сезон. За практически цели са разработени таблици със стойности на индекса на вятъра и студа.

Трябва да се отбележи, че се дължи именно на конвекцията повечето отТоплината, произведена от тялото, се прехвърля в кръвта. Кръвта, която има висок топлинен капацитет, е особено добър акумулатор и топлоносител. Това спомага за поддържане на топлинния баланс на целия организъм.

V. Радиация

Всички обекти, включително хората, постоянно излъчват топлина под формата на инфрачервени вълни (т.нар. лъчиста енергия). Тази форма на пренос на топлина не изисква пряк контакт между обектите. В този случай топлината се предава от по-горещ обект към по-малко нагрят. Тъй като температурата на човешкото тяло обикновено е по-висока от нормалната стайна температура, част от топлината се отвежда чрез радиация. В покой до 60% от топлината се предава от тялото на околната среда само поради радиация.

От друга страна, обекти с висока температура са в състояние да отделят топлина на човешкото тяло. Например битови електрически нагреватели, печки, електрически печки. Най-големият източник на радиация е Слънцето. Дори при сравнително ниска температура на въздуха (до 0 ° C) човешкото тяло може да се „затопли“, получавайки топлинна енергия от пряка и отразена слънчева светлина от сняг, пясък или вода. Този феномен е добре познат на катерачите и скиорите.

Изпарение

Изпаряването е процесът, при който вещество преминава от течно състояние в парообразно или газообразно състояние. Изпарението е ендотермичен процес, при който се абсорбира топлина. Поради това водата, изпаряваща се от дихателните пътища и от повърхността на кожата, постоянно пренася топлина от тялото към заобикаляща среда. Един литър изпарена вода носи 580 kcal. Конвекцията повишава ефективността на изпарението. Обратният процес на изпарение се нарича кондензация.

В покой и при неутрални температурни условия приносът на изпарението към външния топлообмен е сравнително малък и възлиза на около 20% (за сравнение, приносът на радиацията е 60%). Въпреки това, при условия на висока температура на въздуха, започват да работят механизмите на "сух пренос на топлина". обратна посока, тялото започва да се нагрява, получавайки топлина чрез излъчване, проводимост и конвекция. В този случай изпарението остава единственият ефективен начин за отстраняване на топлината.

При извършване на физически упражнения изпарението също действа като основен процес на разсейване на топлината, неговият принос може да достигне 80%. Необходимостта от разработване на този механизъм възникна поради факта, че мощността на процесите на "сух топлообмен" не е достатъчна, за да премахне цялата излишна топлина, генерирана в резултат на интензивна мускулна дейност. Трябва да се помни, че изпарението е основната защита на тялото срещу прегряване.

Ежедневно от лигавиците на дихателните пътища се изпаряват около 300 мл вода. Това са така наречените незабележими загуби на течности. Те са относително постоянни и не са в състояние да помогнат, когато тялото трябва да отдели повече топлина. Нечувствителните загуби също включват малко количество вода, дифундиращо през кожата.

Жлезистата или осезаема загуба на течност е резултат от работата на потните жлези. От два до четири милиона потни жлези са разпределени по повърхността на кожата. При условия на топлинен стрес тези екринни жлези, контролирани от холинергични симпатикови нервни влакна, отделят големи количества хипотоничен физиологичен разтвор (0,2–0,4% NaCl). Изпаряването на потта от кожата има охлаждащ ефект. Охладената кожа от своя страна отнема част от топлината от кръвта, циркулираща между дълбоките и повърхностните тъкани.

Скоростта на изпарение е силно зависима от относителната влажност на въздуха и е обратно пропорционална на нея. При условия на висока влажност парциалното налягане на водните пари във въздуха се доближава до стойността си при мокра кожа, около 40 mm Hg. чл., и по-нататъшното насищане на въздуха с изпарена влага става трудно. Скоростта на изпарение е значително намалена и капчици отделена пот се стичат по кожата, напояват дрехите или дори падат на земята. Тъй като тази вода не участва в отвеждането на топлината, освобождаването й става неефективно. Такова обилно изпотяване може да доведе до бързо обезводняване и прегряване на тялото. Извършването на физическа работа в тесни, „недишащи“ дрехи също усложнява изпаряването на потта, тъй като между кожата и дрехите се образува слой въздух, наситен с влага. От друга страна, постоянното премахване на потта от кожата, например със суха кърпа, също предотвратява охлаждането на тялото чрез изпаряване.

Изпарението, а не изпотяването охлажда човешкото тяло.

Генерирането на топлина или производството на топлина се определя от интензивността на метаболизма. Регулирането на генерирането на топлина чрез увеличаване или намаляване на метаболизма се нарича химическа терморегулация.

Топлината, произведена от тялото, непрекъснато се отдава на околната среда, която го заобикаля. Ако нямаше пренос на топлина, тялото щеше да умре от прегряване. Преносът на топлина може да се увеличава и намалява. Регулирането на преноса на топлина чрез промяна на физиологичните функции, които го осъществяват, се нарича физическа терморегулация.

Количеството топлина, генерирана в тялото, зависи от нивото на метаболизма в органите, което се определя от трофичната функция нервна система. Най-голямо количество топлина се отделя в органи с интензивен метаболизъм - в скелетната мускулатура и в жлезите, главно в черния дроб и бъбреците. Най-малко количество топлина се отделя в костите, хрущялите и съединителната тъкан.

Когато температурата на околната среда се повиши, генерирането на топлина намалява, а когато се понижи, се увеличава. Следователно има обратно пропорционална връзка между температурата на външната среда и генерирането на топлина. През лятото генерирането на топлина намалява, а през зимата се увеличава.

Връзката между генерирането на топлина и загубата на топлина зависи от температурата на околната среда. При среда от 15-25°C, генерирането на топлина в покой в ​​дрехите е на същото ниво и се балансира от топлообмена (зона на безразличие). Когато температурата на средата е под 15°C, при същите условия производството на топлина се увеличава при 0°C и постепенно намалява до 15°C (долна зона на повишен обмен). Ако температурата на средата е 25-35 ° C, метаболизмът намалява донякъде (зона на намален метаболизъм) и терморегулацията се запазва. При повишаване на температурата на околната среда над 35 ° C настъпва нарушение на терморегулацията, повишаване на метаболизма и телесната температура (горна зона на повишен метаболизъм, зона на прегряване). Следователно повишаването на температурата на външната среда или затоплянето на тялото намалява производството на топлина само до определено ниво при определена температура на външната среда. Тази температура се нарича критична, тъй като по-нататъшното й повишаване води не до намаляване, а до увеличаване на генерирането на топлина и повишаване на телесната температура. По същия начин при охлаждане има критична температура на външната среда, под която производството на топлина започва да намалява.

При почивка на мускулите увеличаването на производството на топлина при охлаждане на тялото е незначително.

Особено значително увеличение на генерирането на топлина при ниска околна температура се наблюдава при треперене и мускулна работа. Нередовни, малки мускулни контракции - треперещи и увеличени движения, които човек прави в студа, за да се затопли и да се отърве от втрисане или треперене, да увеличи трофичните функции, значително да увеличи метаболизма и производството на топлина. Производството на топлина се увеличава донякъде, а при настръхване - свиването на мускулите на космените фоликули.

Трябва да се има предвид, че ходенето увеличава производството на топлина почти 2 пъти, а бързото бягане - 4-5 пъти, телесната температура може да се повиши с няколко десети от градуса, а повишаването на температурата по време на работа ускорява окислителните процеси и по този начин допринася до окисляване на продуктите от разпада на протеините. Въпреки това, при продължителна интензивна работа при температура на околната среда над 25 ° C, телесната температура може да се повиши с 1-1,5 ° C, което вече причинява промени и смущения в живота. Когато по време на мускулна работа при висока температура на околната среда телесната температура се повиши до повече от 39 ° C, може да настъпи топлинен удар. На мускулите се падат 65-75% от генерирането на топлина, а при интензивна работа дори 90%.

Останалата топлина се генерира в жлезистите органи, главно в черния дроб.

Тялото в покой непрекъснато губи топлина: 1) топлинно излъчване или пренос на топлина от кожата към околния въздух; 2) топлопроводимост или директно пренасяне на топлина към тези предмети, които влизат в контакт с кожата; 3) изпарение от повърхността на кожата и белите дробове.

В покой 70-80% от топлината се отдава на околната среда от кожата чрез топлинно излъчване и топлопроводимост и около 20% чрез изпаряване на водата в кожата (изпотяване) и в белите дробове. Преносът на топлина чрез нагряване на издишвания въздух, урина и изпражнения е незначителен, той е 1,5-3% от общия пренос на топлина.

По време на мускулна работа преносът на топлина чрез изпаряване рязко се увеличава (при хората, главно чрез изпотяване), достигайки до 90% от общото дневно генериране на топлина.

Преносът на топлина чрез топлинно излъчване и топлопроводимост зависи от температурната разлика между кожата и околната среда. Колкото по-висока е температурата на кожата, толкова по-голям е преносът на топлина по тези начини. Температурата на кожата зависи от притока на кръв към нея. С повишаване на температурата на околната среда, артериолите и капилярите на кожата. Но тъй като разликата в температурата на кожата намалява, абсолютната стойност на топлопреминаването при високи температури на околната среда е по-малка, отколкото при ниски.

Когато температурата на кожата се сравни с температурата на околната среда, преносът на топлина спира. При по-нататъшно повишаване на температурата на околната среда кожата не само не губи топлина, но и сама се нагрява. В този случай преносът на топлина чрез топлинно излъчване и топлопроводимост отсъства и се запазва само преносът на топлина чрез изпарение.

Напротив, при студ артериолите и капилярите на кожата се стесняват, кожата става бледа, количеството кръв, протичаща през кучето, намалява, температурата на кожата намалява, температурната разлика между кожата и околната среда се изглажда, и преносът на топлина намалява.

Човек намалява преноса на топлина чрез изкуствени покривки (бельо, дрехи и др.). Колкото повече въздух има в тези капаци, толкова по-лесно се запазва топлината.

Регулирането на преноса на топлина чрез изпаряване на водата играе важна роля, особено по време на мускулна работа и значително повишаване на температурата на околната среда. Когато 1 dm 3 вода се изпари от повърхността на кожата или лигавиците, тялото губи 2428,4 kJ.

Загубата на вода от кожата се дължи на проникването на вода от дълбоките тъкани към повърхността на кожата и главно поради функционирането на потните жлези. При средна температура на околната среда възрастен човек ежедневно губи 1674,8-2093,5 kJ чрез изпаряване от кожата.

Във връзка с рязко увеличаване на изпотяването с повишаване на температурата на околната среда и по време на мускулна работа, преносът на топлина също се увеличава значително, въпреки че не цялата пот се изпарява.

Големите загуби на пот са придружени от загуба на големи количества минерални соли, тъй като съдържанието на готварска сол само в потта е 0,3-0,6%. Със загубата на 5-10 dm 3 пот се губят 25-30 грама сол. Следователно, ако жаждата, произтичаща от обилно изпотяване, се задоволява с вода, тогава възникват тежки нарушения поради загуба на значителни количества соли (гърчове и др.). Още със загубата на 2 dm 3 пот се получава дефицит на соли в организма. Тези загуби се попълват чрез пиене на вода, съдържаща 0,5-0,6% трапезна сол, която се препоръчва да се пие при обилно продължително изпотяване.

Изпаряването на водата непрекъснато се случва от повърхността на белите дробове. Издишаният въздух е 95-98% наситен с водни пари и следователно колкото по-сух е вдишаният въздух, толкова повече топлина се отделя при изпарение от белите дробове. При нормални условия белите дробове изпаряват 300-400 cm 3 вода дневно, което съответства на 732,7-962,9 kJ. При високи температури дишането се ускорява, а при студ става рядко. Изпаряването на водата от повърхността на кожата и белите дробове става единственият начин за пренос на топлина, когато температурата на въздуха достигне телесната. При тези условия повече от 100 cm 3 пот на час се изпаряват в покой, което прави възможно освобождаването на около 251,2 kJ на час.

Изпарението на водата от повърхността на кожата и белите дробове зависи от относителната влажност на въздуха. Спира във въздух, наситен с водни пари. Следователно престоят във влажен горещ въздух, като например баня, е трудно поносим. Във влажен въздух човек не се чувства добре дори при относително ниска температура на околната среда - при 30 ° C. Кожените и гумените дрехи се понасят лошо, тъй като са непроницаеми и правят невъзможно изпаряването на потта, така че потта се натрупва под такива дрехи. При висока температура на въздуха и мускулна работа в кожени и гумени дрехи телесната температура на човек се повишава.

Прегряването на човек на място, наситено с водна пара, е особено опасно, тъй като прави невъзможно да се отървете от излишната топлина по ефективен начин- изпаряване.

Напротив, при сух въздух човек сравнително лесно понася значително по-висока температура, отколкото при влажен въздух.

Движението на въздуха е от голямо значение за увеличаване на преноса на топлина чрез топлинно излъчване, топлопроводимост и изпарение. Увеличаването на скоростта на движение на въздуха увеличава преноса на топлина. При течение и при вятър загубата на топлина се увеличава драстично. Но ако околният въздух има висока температура и е наситен с водна пара, тогава движението на въздуха не се охлажда. Следователно, физическата терморегулация се осигурява от: 1) сърдечно-съдовата система, която определя притока и изтичането на кръв в кръвоносните съдове на кожата и, следователно, количеството топлина, отделяно от кожата на околната среда; 2) дихателната система, т.е. промени в белодробната вентилация; 3) промяна във функцията на потните жлези.

Топлообменът се регулира от нервната система и чрез хормони. От съществено значение са условните рефлекси към среда, в която тялото многократно се нагрява или охлажда.

Промените във функциите на сърдечно-съдовата система, дишането и потните жлези се регулират рефлексивно чрез дразнене на външните сетивни органи и особено дразнене на кожните рецептори с промени в температурата на околната среда, както и дразнене на нервните окончания на вътрешните органи с температурни колебания вътре в тяло. Физиологичните механизми на физическата терморегулация се осъществяват от мозъчните полукълба, диенцефалона, продълговатия мозък и гръбначния мозък.

Преносът на топлина се променя, когато навлизат хормони, които променят функциите на органите, участващи във физическата терморегулация.

За правилното разбиране на механизмите на втвърдяване и успешното му прилагане е необходимо да се знае как човешкото тяло може да придобие устойчивост на неблагоприятни влияния на околната среда. Известно е, че телесната температура на здравия човек е почти постоянна, въпреки че в живота той трябва да издържа както на изгарящи студове, така и на изтощителна топлина. Това се дължи на факта, че тялото има способността да регулира температурата си. Без механизъм, който поддържа постоянна телесна температура, животът би бил, според И. П. Павлов, „играчка в ръцете на външните температурни условия“.

За тези, които са свикнали да се обличат твърде топло или монтиран климатик , създавайки твърде комфортни микроклиматични условия за себе си, топлорегулиращият апарат рядко влиза в действие, получава слабо функционално развитие и вече не може да служи като надеждна "броня" срещу променящите се атмосферни условия. Адаптивността на организма към капризите на времето се влошава и той става склонен към настинки..

Регулирането на топлината се осъществява чрез генериране на топлина от тялото (топлопроизводство) и чрез предаването й на околната среда (топлообмен). Непрекъснатото протичане на жизненоважни процеси в тялото е придружено от образуване на топлина. През деня човек, дори когато е в покой, генерира приблизително толкова много топлина, че би било достатъчно да загрее 15 литра вода до кипене. Стойността на производството на топлина зависи от броя на органите и тъканите, участващи в работата. Неслучайно при извършване на физическа работа топлоотделянето рязко се увеличава.

В допълнение към топлината, която се генерира в резултат на метаболизма в самия организъм, човек получава топлина от околната среда през горещия сезон. И ако едновременно с повишаването на температурата на въздуха в тялото не се случи топлообмен, човек ще умре от прегряване. Водещата роля в процеса на терморегулация принадлежи на висшите отдели на централната нервна система. Повишаването или понижаването на температурата на външната и вътрешната среда на тялото се възприема от специални нервни окончания - терморецептори, вградени в кожата и вътрешни органи. Импулсите, възникващи в тях, се предават на централната нервна система, която осъществява реакцията на тялото. Ето защо не само частта от тялото, пряко изложена на дразнене, реагира на промяна в температурата, но също така настъпват промени във функциите на целия организъм.

Така че, когато температурата на околната среда се понижи, настъпва рефлекторно стесняване на кръвоносните съдове на кожата, в резултат на което количеството кръв, протичаща през тях, намалява и следователно преносът на топлина също намалява. Повишава се производството на топлина във вътрешните органи, главно в черния дроб. Благодарение на това тялото успява да запази топлината и да поддържа постоянна телесна температура.

С повишаване на температурата на външната среда реакцията на тялото, напротив, се изразява в увеличаване на топлообмена: съдовете на кожата се разширяват, количеството на кръвта, преминаваща през тях, се увеличава, изпотяването се увеличава и дишането се ускорява. По този начин производството на топлина се намалява и по този начин тялото избягва прегряване.

Нарушенията на топлинното равновесие причиняват значителна вреда на здравето. Прекомерното охлаждане води до отслабване на тялото, намаляване на неговата устойчивост, намаляване на устойчивостта към патогенни микроби и увеличава риска от развитие на заболявания.

Академик И. П. Павлов каза, че „студеният елемент е специален кожен дразнител, заедно с влагата; това особено дразнене води до възбуждане на задържащия нерв, понижава жизнената дейност на организма, отделните му органи - белите дробове, бъбреците и т.н. И тогава всички видове инфекции, които винаги присъстват и които, така да се каже, просто правят не се отказвайте, възползвайте се и след това докарайте нефрит, след това пневмония и т.н.

Изследванията на учените показват, че когато човек потопи краката си в студена вода, има прилив на кръв към лигавиците на носа и горните дихателни пътища, повишаване на тяхната температура и увеличаване на количеството на отделяната слуз. Всичко това създава благоприятни условия за развитието на микроби, които навлизат в лигавиците. Бързото нарастване на броя на микробите и едновременното отслабване на съпротивителните сили на организма водят до възникване на възпалителни процеси, простудни заболявания - катар на горните дихателни пътища, възпалено гърло, пневмония.

Беше забелязано обаче, че хората реагират различно на охлаждането - не всеки има настинки. При някои, още при самото споменаване на студена вода, тялото започва да настръхва. Но има много хора, които безболезнено понасят резките колебания в топлината и студа.

Оказа се също, че степента на чувствителност към студ не зависи от вродените особености на организма, а се определя от условията на живот. Не всички хора имат терморегулаторен апарат, който работи еднакво добре. За тези, които постоянно излагат тялото си на температурни въздействия, то обикновено тренира и се усъвършенства и реагира на всяка промяна в атмосферните условия с по-бърза и правилна реакция.

И, напротив, за тези, които са свикнали да се обличат твърде топло, които се опитват да поддържат същата температура в помещението, изкуствено създавайки твърде удобни микроклиматични условия за себе си, апаратът за регулиране на топлината рядко влиза в действие, получава лошо функционално развитие и вече не може да служи като надеждна "броня" срещу променящите се атмосферни условия. Адаптивността на организма към капризите на времето се влошава и той става склонен към настинки.

Апаратът за регулиране на топлината работи много по-добре върху части от тялото, които са постоянно изложени на метеорологични фактори (лице, ръце), и „работи по-зле“ върху онези части, които са постоянно покрити с дрехи (гърди, гръб). Така че, избягвайки смяната на топлина и студ, ние не даваме възможност да упражняваме терморегулаторния си апарат. Тялото губи способността си да реагира своевременно на променящите се температурни условия, става разглезено и по-лесно изложено на настинки. Какво би се случило, например, ако точно както завиваме студените си точки, започнем да предпазваме очите си от всякакво действие на светлината, ушите си от всякакви звуци и шумове и т.н. Струва си да си припомним например какво вид фотофобия се появява при хора, които са били на тъмно за дълго време, или какъв силен звуков страх се развива след дълъг престой в пълна тишина, за да разберем какво ненормално състояние на висока болезнена чувствителност привнасяме нашите студени точки на кожата, тъй като ги елиминираме през почти целия си живот от действие. За да се предпазите от настинки и да повишите устойчивостта на организма, е необходимо чрез постоянни и систематични упражнения да постигнете такова укрепване на терморегулаторния апарат, което да позволи на човек безболезнено да понесе всякакви температурни колебания във външната среда. Това всъщност е и целта на закаляването - чрез целенасочени въздействия да се развият наличните в организма защитни сили, да се развие в него способност бързо и плавно да ги мобилизира. Благодарение на закаляването, тялото придобива способността да реагира на промените в температурата на околната среда, преди да настъпи прекомерно охлаждане или прегряване.

Освен че повишават устойчивостта на организма към климатичните фактори, закаляващите процедури имат благоприятен ефект върху целия организъм - подобряват кръвообращението, повишават тонуса на централната нервна система и метаболизма, допринасят за развитието на волята и характера. Прекаленото охлаждане или затопляне обаче може да увреди здравето на човека, независимо от степента на втвърдяване. При остри заболявания и обостряния на хронични заболявания е невъзможно да се предприемат процедури за втвърдяване. В същото време честите катари на горните дихателни пътища, тонзилит, фурункулоза служат като индикации за назначаване на процедури за втвърдяване. Лекарите казват, че хората, които са страдали от тези заболявания, са се отървали от тях чрез системно втвърдяване. И още един съвет: щедрите дарове на природата трябва да се използват умело, като се спазват научно обосновани хигиенни правила.

Съвкупността от физиологични механизми, които регулират телесната температура, се нарича физиологична система за терморегулация.
Генериране на топлина в тялото. Топлината в тялото се образува в резултат на окисляването на хранителните вещества при разграждането на протеини, мазнини и въглехидрати. Енергията, която преди това е била в тях в латентно състояние, се освобождава, консумира и в крайна сметка се отдава от тялото под формата на топлина.
Мястото, където се получава основното генериране на топлина, са мускулите. Този процес продължава дори когато човек е в покой. Малките мускулни движения вече допринасят за повече генериране на топлина, а при ходене количеството й се увеличава с 60-80%. При мускулна работа образуването на топлина се увеличава 4-5 пъти. В допълнение към скелетните мускули, генерирането на топлина се извършва в стомаха, червата, черния дроб, бъбреците и други органи.
Образуването на топлина в тялото е съпроводено с нейното връщане. Тялото губи толкова топлина, колкото генерира, в противен случай човекът ще умре в рамките на няколко часа.
Тези сложни процеси на регулиране на образуването и отделянето на топлина от организма се наричат ​​терморегулация и се осъществяват от редица приспособителни механизми, които сега ще разгледаме.
Регулиране на топлопроизводството и топлообмена. Телесната температура остава постоянна поради факта, че както образуването, така и отделянето на топлина се регулират в тялото.
Топлината се консумира от тялото по различни начини. Основният начин за пренос на топлина е загубата на топлина чрез проводимост, т.е. нагряване на околния въздух и радиация; освен това топлината се изразходва с издишания въздух, за изпаряване на потта и т.н.
Следователно температурата на човешкото тяло остава постоянна поради факта, че от една страна се регулира интензивността на окислителните процеси, т.е. образуването на топлина, а от друга страна, интензивността и обемът на топлообмена . Тези два метода на регулиране се наричат ​​химична и физическа терморегулация.
Химическата терморегулация се разбира като промяна в интензивността на метаболизма под въздействието на околната среда. Съществува определена връзка между температурата на въздуха и метаболизма в организма. Така че, когато температурата на въздуха намалява, образуването на топлина в тялото се увеличава.
По-голямата част от топлината се генерира в мускулите. В студа мускулите треперят. Когато температурата на околната среда спадне, кожните рецептори, които възприемат температурни раздразнения, се дразнят: в тях възниква възбуждане, което отива в централната нервна система и оттам към мускулите, причинявайки техните контракции. По този начин треперенето и втрисането, които изпитваме през студения сезон или в студена стая, са рефлексни действия, които засилват метаболизма и следователно увеличават образуването на топлина. Повишеният метаболизъм се получава под въздействието на студ, дори когато няма мускулни движения.
Значително количество топлина се генерира и в коремните органи – в черния дроб и бъбреците. Това може да се види чрез измерване на температурата на кръвта, която тече към и от черния дроб. Оказва се, че температурата на изтичащата кръв е по-висока от температурата на входящата. Следователно кръвта се нагрява, докато тече през черния дроб.
С повишаването на температурата на въздуха генерирането на топлина в тялото намалява.
Физическа терморегулация. С повишаване или понижаване на температурата на околната среда се променят не само окислителните процеси, т.е. генерирането на топлина, но и преносът на топлина, а при понижаване на температурата преносът на топлина намалява, а с повишаване се увеличава.
Топлината се отдава от тялото главно чрез проводимост и излъчване и само част - по други начини. Така преносът на топлина чрез проводимост е 31% от цялата топлина, генерирана в тялото, чрез радиация - 44%, 10% се губят при изпаряване на водата от кожата, 12% се губят при изпаряване на вода от белите дробове, 3% от топлината се изразходва за загряване на вдишания въздух и отделената урина и изпражнения.
Чрез проводимостта тялото губи топлина, за да загрее околния въздух и предметите, с които влиза в контакт. Друг начин за пренос на топлина е топлинното излъчване. В същото време се случва
нагряващи предмети на известно разстояние от тялото.
Как се променя преносът на топлина? Важна роля в преноса на топлина играе разширяването и стесняването на кожните съдове. Всеки знае, че в студен, мразовит въздух кожата на човек става бледа, а когато въздухът се нагрява, горещ до червено, става червен.
Промяната в цвета на кожата се дължи на факта, че под въздействието на студ кръвоносните съдове, предимно артериолите, се стесняват. В резултат на това притока на кръв към повърхността на тялото намалява и следователно преносът на топлина чрез проводимост и радиация също намалява.
Под въздействието на топлина съдовете на кожата се разширяват, кръвта тече обилно към повърхността на тялото, което допринася за повишена проводимост и излъчване на топлина. По този начин топлината се отделя в околната среда само когато температурата на въздуха е под телесната. Колкото по-малка е разликата между температурата на кожата и температурата на въздуха, толкова по-малко топлина се отделя на околната среда. В този случай изпотяването играе важна роля. При изпаряване на 1 g пот се губят 0,58 kcal. Тъй като изпотяването и изпаряването се извършват непрекъснато при всяка температура, количеството калории, които човек губи в този случай, зависи от интензивността на изпотяване. При средна температура човек губи около 800 мл пот на ден. Със загубата на такова количество пот се изразходват 450-500 kcal. С повишаване на температурата отделянето на пот се увеличава и понякога достига няколко литра.
Най-голямо количество пот се отделя, когато температурата на въздуха е равна или по-висока от телесната. При тези условия преносът на топлина чрез провеждане на радиация не е възможен и следователно тя се изразходва главно чрез изпотяване.
В горещи страни или горещи помещения, където температурата на въздуха е 37 ° C или малко по-висока, топлината се отделя само чрез изпарение. В същото време до 4,5 литра пот се отделят от човек през деня, което осигурява връщане на 2400-2800 kcal.
При физическа работа се губи голямо количество пот и това се случва при всякакви температури. Смята се, че по време на особено тежка работа човек губи до 9 литра пот на ден и по този начин отделя до 5000 kcal чрез изпаряване.
Изпотяването до голяма степен зависи от наситеността на въздуха с водни пари. При равни температурни условия се осигурява по-голямо изпаряване на потта и следователно по-големи загуби на топлина при условия на ниско съдържание на водни пари във въздуха. Следователно топлината се понася лесно в онези места, където въздухът е по-сух.
Изпаряването на потта се предотвратява от непроницаемо облекло (гума, противосладък костюм и др.). Човек в такива дрехи се поти дори в студа, тъй като около него се създава постоянен слой въздух, който не се актуализира поради липсата на вентилация. Този слой въздух е наситен с пари, което предотвратява по-нататъшното изпаряване на потта. Следователно, дълъг престой в тези костюми е невъзможен, тъй като причинява повишаване на телесната температура.
В горещи страни, горещи работилници, по време на дълги преходи, човек губи голямо количество пот. Жаждата се появява, но водата не я утолява; напротив, колкото повече вода пие човек, толкова повече се поти и толкова по-жаден става.
Заедно с потта се губят соли, така че е необходимо да се попълни не само загубата на вода, но и загубата на соли. За целта към питейната вода се добавя 0,5% сол. Такава леко подсолена вода се дава в горещи магазини, по време на дълги преходи и др. Тя утолява жаждата и подобрява благосъстоянието.
Дишането играе роля в преноса на топлина. Топлината се изразходва за изпаряване на вода от белите дробове и отчасти за затопляне на вдишания въздух. При студ настъпва рефлекторно забавяне на дишането, а при високи температури дишането се ускорява, възниква така нареченият термичен задух.
За по-добро разсейване на топлината голямо значениеима циркулация на въздуха. Когато въздухът е в движение, около тялото не се създава постоянен слой от нагрят и наситен с пари въздух. Това е значението на ветрилата, продухването и т.н. Дрехите, от друга страна, създават фиксиран слой въздух и по този начин възпрепятстват преноса на топлина.
Предаването на топлина се възпрепятства от подкожната мазнина. Колкото по-дебел е слоят мазнина, толкова по-лошо е. Следователно хората с дебел мастен слой в подкожната тъкан понасят студа по-лесно от слабите хора.
Температурата на човешкото тяло е постоянна. Измерва се в подмишницата или в ректума (при кърмачета). Средната температура в подмишницата варира от 36,5-36,9 ° C, в ректума - малко по-висока (37,2-37,5 ° C). Температурата на вътрешните органи е по-висока от средната телесна температура, например температурата на черния дроб е 38-38,5°C. Температурата на човешкото тяло варира през целия ден. Най-ниска е към 15-16 часа.
през нощта, след това постепенно се увеличава, достигайки най-високата си точка в 16 часа, и отново започва да намалява. Температурните колебания възникват в рамките на 0,5°C от средната стойност.
Телесната температура може да се повиши рязко по време на мускулна работа и да достигне до 38-39°C или дори до 40°C. При прекратяване на работа тя бързо пада и достига нормална стойност.
Постоянността на телесната температура се поддържа от двата вече описани механизма: химична и физическа терморегулация. Възможностите на човешкото тяло обаче са ограничени и при определени условия тези механизми са недостатъчни. Тогава се нарушава постоянството на температурата и се наблюдава нейното повишаване или понижение. Повишаването на температурата над нормалната се нарича треска. Треска може да възникне, защото генерирането на топлина се увеличава без промяна в топлинните загуби или, обратно, генерирането на топлина остава непроменено, а загубата на топлина намалява.
Понижаването на температурата до 32-33°С, както и повишаването й над 42-43°С води до смърт.
центрове за терморегулация. Терморегулаторният център, наречен топлинен център, се намира в диенцефалона. Неговата активност се определя от два фактора: температура на кръвта и рефлекторни ефекти. Ако температурата на кръвта, измиваща диенцефалона, се повиши, тогава центърът на терморегулация се възбужда и настъпват промени в активността на тялото, които допринасят за нейното намаляване. С понижаване на температурата на кръвта, центърът за генериране на топлина реагира по такъв начин, че интензивността на процесите, които допринасят за повишаване на температурата, се увеличава.
Друг начин за възбуждане са рефлексните влияния. При излагане на температурни колебания върху човешката кожа възниква възбуждане в рецепторите, което навлиза в термичния център. Оттам импулсите отиват вече към органите, свързани с генерирането на топлина (мускулите, черния дроб и др.) и с преноса на топлина, и предизвикват промяна в тяхната дейност. Възбуждането от центровете на терморегулация към органите за генериране на топлина и пренос на топлина се предава през симпатиковата нервна система.
Кората на главния мозък играе изключително голяма роля в терморегулацията. IN нормални условияпроцесът на генериране на топлина и пренос на топлина е под негово влияние.
Термокомфортната температура за човек във въздуха обикновено е + 19 ° C, във водата - + 34 ° C. При такива температури системата за терморегулация не се включва.
За да поддържа постоянна телесна температура от 36,6 ° C, човек трябва да изразходва 200 kcal на ден.
Намаляването на телесната температура дори с 0,1 ° води до намаляване на имунитета.
Застудяването в природата, като правило, е много остро. За да понесе безболезнено климатичните "изненади", човек трябва да се калява.
Както знаете, има три нива на реакция на тялото към стимули с различна сила: обучение, активиране и стрес. Големият студ е стрес, включително психически. Ако се страхувате от хипотермия предварително, замръзнете и се увийте много преди да излезете на студа, тогава спешно трябва да калите не само тялото, но и нервите. Експериментът за оцеляване показа, че хората умират по правило не от студа, а от страх от него.
Настроението за закаляване поставя пред човек стратегическа задача: да се сприятели със студа за цял живот. „Граница на удоволствието“ ви позволява да решите тактически проблем: да дозирате студа или топлината. Ако стратегията насърчава закаляването, тогава тактиката контролира натоварването за закаляване. Освен това, той прави това в съответствие с индивидуалните физиологични характеристики на тялото и, разбира се, като се вземат предвид специфичните климатични условия.
Необходимостта от психологическо отношение към закаляването, интерес към него - това е най-важният принцип. Не можете да губите време за това.
Същността на закаляването е тренирането на процесите на терморегулация, които включват производство на топлина и пренос на топлина. Охлаждането стимулира, от една страна, увеличаване на производството на топлина в тялото, а от друга страна, желанието тя да се запази, а не да се отдаде. Обучението учи тялото ясно да реагира на студ, бързо и активно да реагира ниска температурасреди с повишено производство на топлина и намален пренос на топлина. Така въпреки студа се поддържа нормалната телесна температура. При невтвърден човек механизмите на терморегулацията работят по-слабо, телесната температура се понижава, което води до отслабване на имунната защита и повишаване на активността на патогенните микроорганизми. В резултат на това – настинки, грип и др., които не само ги изкарват от работно състояние, но и натрупват вредни ефекти, което неминуемо подкопава цялостния потенциал на организма и намалява неговата жизненост.

За автора на книги и статии:лекар, водещ акупунктурист на Беларус, кандидат на медицинските науки, Молостов Валерий Дмитриевич, публикувал 23 книги в Москва и Минск (по неврология, акупунктура, масаж, мануална терапия и за стареенето на обществото като организъм), домашен телефон: Минск, ( 8---107 -375-17) 240–70–75, E-mail: [имейл защитен]. Моята страница в Интернет: www.molostov-valery.ru, където са публикувани книги (по-рано публикувани в Москва и Минск) с подробна обосновка за реалното съществуване на описаната тук идея.

Кой орган от човешкото тяло произвежда топлина?

Всеки знае добре, че телесната ни температура е 36,6 градуса по Целзий. Но дълго време медицината не е решила въпроса кой орган произвежда топлина при животните, включително хората. Най-накрая руските физиолози намериха отговора на този въпрос. (Например, прочетете изследванията на д-р Молостов). Оказва се, че топлината се произвежда само от един орган – кожата. И топлината се произвежда от акупунктурни точки, в които акупунктуристите толкова обичат да вкарват игли. Много неочаквано откритие за целия свят на науката беше изследването на физиологичната роля на акупунктурните точки. Нито един учен в света в други страни (дори в САЩ, Германия и Франция) не се е занимавал с подобни изследвания.

Снимка 1.

Тази статия е посветена на акупунктурните точки, за които мога да кажа много интересни неща, тъй като по професия съм професионален акупунктурист. Вижте фигура 1.Върху човешката кожа са открити 3478 акупунктурни точки. Между другото, броят на акупунктурните точки при котка, крава, слон, овен, куче, пиле, слон, бизон е абсолютно еднакъв - 3478 акупунктурни точки. А акупунктурните точки са разположени при животните в анатомичен план точно там, където са при хората. Може да се предположи, че всички топлокръвни животни на Земята имат някакъв общ прародител, например някакъв вид морски ихтиозавър. Интересно е да се отбележи, че всички "топлокръвни" животни имат акупунктурни точки, а всички студенокръвни животни (червеи, жаби, риби, змии) нямат акупунктурни точки на повърхността на кожата си. Вижте фигура 2 и 3.

Фигура 2. Топлокръвен.

Фигура 3. Хладнокръвен.

Какъв е механизмът на генериране (производство) на топлина при топлокръвните животни? Оказва се, че енергийната "субстанция" за генериране на топлина вътре в акупунктурните точки е електричеството, което се произвежда в тялото на самото животно и човека. Физиологията твърди, че много животински и човешки органи играят ролята на малки електроцентрали. Най-големите генератори на електричество са сърцето (генерира 60% от електричеството) и мозъкът (генерира 30% от електричеството). Петте сетива също произвеждат електричество - зрение, слух, осезание, обоняние и вкус. Те също работят като микроскопични електроцентрали, но трансформират светлината, звука и химичните форми на енергия в електрически потенциали с определена дължина на вълната. Как се генерира електричество от очите? Светлината навлиза в ретината на окото, където се трансформира в непрекъснат поток от електрически импулси, които навлизат през зрителния нерв в зрителните центрове на мозъчната кора. Същите трансформатори (не генератори) на електрическа енергия са и други сетивни органи: уши, тактилни гломерули на кожата, обонятелни луковици в носната лигавица, вкусови нервни мрежи в лигавицата на езика.

Каква е съдбата на електроните, които сърцето, мозъкът и петте сетива произвеждат? Оказва се, че има много странен модел: само 5% от произведената от тях електрическа енергия се усвоява от всички генератори на електроенергия. Останалите 95% от електрическата енергия от тези органи през междуклетъчното пространство достига до кожата и акупунктурните точки. Статичното електричество покрива цялата повърхност на кожата. По повърхността на кожата електричеството се "разпространява", както водите на океана се разпространяват по повърхността на Земята. Освен това акупунктурните точки абсорбират статични токове, които покриват кожата с "тънък слой", изгаряйки ги в своите "пещи". ". Вижте фигура 4.При "изгаряне на електрони" се генерира топлина за човешкото тяло в размер на 36,6 градуса по Целзий.

Фигура 4. Електроните се абсорбират от акупунктурна точка.

Фигура 5. Акупунктура.

Ето такъв механизъм за производство на топлина от тялото на нашето тяло и тялото на животно. Вярно, все още остава без отговор въпросът защо човек има нормална телесна температура, която е точно плюс 36,6º по Целзий? Медицинската наука не може да отговори на въпроса "Защо въвеждането на игли в акупунктурните точки има терапевтичен ефект върху човек?" Вижте фигура 5.Този въпрос все още не е проучен. Да се ​​надяваме, че през следващото десетилетие учените ще намерят отговора на тези въпроси. Между другото, спирането на дейността на генераторите на електричество в човешкото тяло е единствената причина за естествената смърт на абсолютно здрав, но много стар човек. Оказва се, че при старите хора производството на електрическа енергия в мозъка и сърцето първо намалява, а след това спира. Вижте фигура 6.Смъртта на стария организъм настъпва в момента, в който "електроцентралите" в сърцето (възел на Ашоф-Таваров) и в мозъка (ретикулоендотелна формация) спрат да генерират електричество.

Фигура 6. Старец.

След това веднага спира дишането и сърдечната дейност, настъпва смърт. Поради тази причина умират абсолютно здрави, но много възрастни хора, чиято възраст е над 100 години. Познавайки тази информация, можете лесно да удължите живота на старите хора: трябва да поставите малки електрически генератори в сърцето и мозъка - и човек ще живее вечно. В крайна сметка, докато сърдечният ритъм и дишането продължават, тялото ще живее дотогава. Здравият мозък, черен дроб, бъбреци, стомах, черва и други органи могат да функционират хилядолетие.