Главная » Валеология 2 » Кожа, ее строение и функции
Кожа, ее строение и функции
 Уникализировать текст |
Общая площадь кожного покрова у человека 1,5—2 м2. Масса кожи с подкожной клетчаткой составляет примерно 16% массы тела. Железы кожи вырабатывают пот, кожное сало. С потом человека в течение суток, в обычных условиях, через кожу выделяется около 500 мл воды, солей, конечных продуктов азотистого обмена, кожа активно участвует в обмене витаминов. Особенно важен синтез витамина D под влиянием ультрафиолетовых лучей. Кожа является одним из важнейших депо крови. В ней депонируется до 1 л крови. Поверхность кожи является обширным рецепторным полем тактильной, болевой, температурной кожной чувствительности.
Кожа тесно связана с другими органами и системами — сосудами, внутренними органами, центральной нервной системой, вегетативным отделом нервной системы, эндокринными железами, обменными и иммунными процессами в организме. Существует взаимосвязь различных анатомотопографических точек и зон кожи с опре-деленными внутренними органами, что используется в иглорефлексотерапии, магнитотерапии и индуктотерапии.
Кожа состоит из трех слоев: наружного, или эпидермиса, основного, или собственно кожи — дермы, и подкожной жировой клетчатки, которая служит защитой тела от травм, переохлаждения, а также представляет питательный запас организма.
Поверхностный слой кожи — эпидермис — состоит из нескольких слоев клеток различного типа и имеет толщину 50—80 мкм. Самый толстый слой эпидермиса на подошве, где кожа мало подвижна и подвергается значительным механическим воздействиям. На веках слой эпидермиса очень тонкий.
Внутренний слой эпидермиса, прилегающий к дерме, образован клетками, которые дают начало внешнележащим слоям. Наружный слой эпидермиса непрерывно слущивается и замещается клетками из внутреннего слоя. Кровеносных сосудов в эпидермисе нет. Под прозрачным эпидермисом просвечивается следующий основной слой кожи — дерма, которая обусловливает цвет кожи. Здесь продуцируется пигмент меланин из аминокислоты тирозина. Пигмент меланин состоит из трех основных красителей — желтого, коричневого и черного. Преобладание того или иного красителя определяют цвет кожи и волос. Меланин несет защитную функцию, защищая организм от губительных доз ультрафиолетовых лучей.
Кожа под действием прямых или отраженных лучей солнечного света (ультрафиолетовых) становится более темной, приобретая коричневый оттенок (загар). Появление загара связано со скоплением пигмента меланина в клетках внутреннего слоя эпидермиса.
Клетки эпидермиса не только механически защищают организм, но принимают активное участие в реакциях иммунного ответа: выделяют интерлейкины, акцептируют антигены и циркулирующие иммунные комплексы, участвуют в распознавании различных витаминов. Между клетками эпидермиса имеются межклеточные щели, заполненные межтканевой жидкостью. В более наружных слоях количество и размеры щелей уменьшаются, а в самом наружном слое клетки прилегают друг к другу достаточно плотно, оставляя лишь протоки потовых желез.
Дерма, или собственно кожа, состоит из соединительных волокон (коллагеновых, эластических, ретикулярных), аморфного вещества
и клеточных элементов соединительной ткани. От анатомо-физиологических свойств этих волокнистых структур (особенно эластических волокон) зависит тургор и эластичность кожи, т.е. ее способность растягиваться под влиянием внешних условий и возвращаться в первоначальное состояние. В процессе жизни коллагеновые волокна обновляются, заново синтезируются. Эластические волокна не восстанавливаются, поэтому в пожилом возрасте и при некоторых заболеваниях количество их уменьшается, функция снижается, кожа становится вялой и дряблой.
Подкожная клетчатка сформирована из фиброзного каркаса и жировых клеток. Толщина ее очень вариабельна. Подкожной клетчатки нет на веках, под ногтевыми пластинками, в области крайней плоти и малых половых губ. Она незначительна на носу (до 2 мм), ушных раковинах и красной кайме губ. Наиболее выражена подкожная основа в области ягодиц и живота.
В дерме и подкожной клетчатке имеется хорошо развитая сеть кровеносных и лимфатических сосудов. Иннервируется кожа чувствительными цереброспинальными нервами и нервными волокнами вегетативной нервной системы. В собственно дерме и подкожной основе часть нервов заканчивается осязательными рецепторами, ме-ханорецепторами, реагирующими на давление (в основном на гладкой коже пальцев, половых органов и молочных желез), тактильными, температурными и рецепторами болевой чувствительности.
К придаткам кожи относятся волосы, ногти, сальные и потовые железы. Все они являются производными эпидермиса.
Волосы различают длинные, щетинистые и пушковые. Длинные волосы расположены в области волосяной части головы, бороды, усов, в подмышечных ямках и в области наружных половых органов. К щетинистым относятся ресницы, брови, волосы, расположенные в носу и ушных раковинах. Пушковые волосы покрывают всю остальную кожу, кроме ладоней, подошв, концевых фаланг пальцев, крайней плоти. Волосы имеют стержень — над поверхностью кожи и корень — заложен в дерме и подкожной клетчатке. Они располагаются наклонно к поверхности головы. Стержень состоит из 3 слоев: центрального (мозгового), содержащего рыхло расположенные клетки; коркового, состоящего из прямоугольных, плотных прочных ороговевающих клеток, содержащих пигмент; и кутикулы, состоящей из одного ряда плоских ороговевающих черепицеобразно расположенных клеток. От взаиморасположения и угла наклона последних зависит форма и направление роста волос. Корень волоса располагается в фолликуле, имеющем эпителиальную и соединительнотканную оболочку. Концевой конец корня несколько утолщен и называется луковицей волоса, на конце которой имеется вдавление, куда входит соединительнотканный сосочек, богатый сосудами и нервами. Цвет волос зависит от пигмента коркового слоя и кутикулы. Сложная биохимическая реакция образования меланина из тирозина в эпидермисе и волосах обратима, и возможен распад сформировавшегося пигмента (витилиго поседение волос). У людей пожилого возраста изменение аминокислотного состава белков, снижение индуцирующего влияния гормонов и ферментов, нарушение нервной регуляции оказывают определяющее влияние на качество пигмента, снижение и прекращение его синтеза, влекущие поседение волос. Скорость роста волос 0,16—0,35 мм в сутки. Более медленно растут щетинистые волосы. Быстрее растут волосы в области бороды и усов. Скорость роста волос на голове в среднем 0,3 мм в сутки. В летнее время волосы растут быстрее, чем в зимнее, в более молодом возрасте быстрее, чем в пожилом. Продолжительность роста и жизнь волос зависит от генетических факторов, гормонов гипофиза, щитовидной и половой желез. В норме длительность жизни волоса от нескольких месяцев до 4 и более лет. Затем рост прекращается и волос выпадает, заменяясь подрастающим из этого фолликула новым. Смена волос происходит не одновременно. На волосяной части головы человека 100 000—150 000 волос. При продолжительности жизни каждого волоса 3 года ежесуточно должно меняться 100—120 волос. Гибель луковицы и сосочка могут ускорить токсические вещества экзогенного и эндогенного происхождения (проникающие через кожу ионы ртути, таллия и их соединений, рентгеновское и гамма-излучение). Замечено, что андрогены (мужские половые гормоны) и глюкортикоиды продлевают фазу роста волос, тогда как экстрогены укорачивают ее. По волосам можно определить, подвергался ли организм какой-либо интоксикации: при воздействии токсинов рост волос замедляется как в длину, так и в толщину, в результате в этом участке образуется перетяжка. Точным анализом порой удается определить вещество, вызвавшее интоксикацию, поскольку оно накапливается в волосе. Примерно таким же свойством обладают и ногти: при интоксикациях на них в соответствующих местах образуются бороздки, продвигающиеся к краю по мере роста.
Ногти — это роговые пластинки на тыльной поверхности концевых фаланг пальцев. Различают свободный край, тело и корень ногтя. Поверхность его гладкая, блестящая. Ногтевая пластинка расположена на ногтевом ложе. Ногти защищают ногтевые фаланги, ладонная поверхность обладает наибольшей чувствительностью. Растут ногти неравномерно в среднем 0,5—1,4 мм в неделю. Форма ногтей индивидуальна. Однако при некоторых заболеваниях могут наблюдаться сходные изменения ногтевых пластинок, например увеличенные в размере выпуклые ногти могут говорить о наличии длительного хронического воспалительного заболевания. Ряд авторов (Ромен — 1986; Вельховер и Кушнир — 1991) даже разработали ориентировочный тест, позволяющий по форме ногтей предположить те или иные нарушения в организме.
Сальные железы имеются на всех участках кожи, кроме ладоней и подошв. Наибольшее количество сальных желез расположено на волосяной части головы, а самые крупные — в области лица, верхних отделов спины и груди. Секрет сальных желез выделяется секреторными клетками, которые разрушаются при выделении секрета. Состоит секрет в основном из жирных кислот, холестерина, углеводородов, высокомолекулярных спиртов, в небольшом количестве содержит витамины, гормоны, соли, бактерицидные вещества. С кожным салом могут выводиться из организма токсины, антибиотики, некоторые лекарственные вещества. За неделю на поверхности кожи выделяется 4—5 г кожного сала, которое вместе с потом образует тонкий водно-жировой слой, предохраняющий кожу от высыхания, повышающий ее эластичность и обладающий определенными антибактериальными свойствами. Через несколько дней после выделения (5—7) антибактериальные свойства кожного сала теряются, жиры на поверхности кожи разлагаются и продукты их распада раздражают кожу, вызывая зуд. Поэтому мыть кожу теплой водой с мылом необходимо каждые 5—7 дней. После удаления жировой смазки восстановление ее происходит в норме через 3—4 ч. Функция сальных желез регулируется гормональными факторами (гипофиза, надпочечников, половых желез), нервной системой. В преклонном возрасте функция сальных желез снижается.
Потовые железы находятся на теле человека практически везде. Различают мерокриновые — простые трубчатые железы, имеющиеся на всех участках кожного покрова, за исключением задних поверхностей ушных раковин, крайней плоти и малых половых губ. Особенно много их на ладонях и подошвах. Эти железы начинают функционировать с рождения. При выделении секрета функционирующая клетка не разрушается. Апикриновые потовые железы располагаются в подмышечных ямках, вокруг сосков молочных желез, пупка, в области лобка, паховых складок, заднего прохода, на малых половых губах. Функционировать они начинают в период полового созревания и атрофируются при увядании половых желез. При выделении секрета от клетки отделяются ее верхушечные части. Общее количество всех потовых желез около 3—4 млн. В норме до 50% потовых желез находится в неактивном состоянии. Функции потовых желез регулируются корой большого мозга, вегетативной нервной системой. На их функции влияют также гормоны гипофиза, надпочечников и половых желез. Количество выделяемого пота в сутки равно в норме 500—600 мл. Реакция кислая. В состав пота входит вода (до 90—98%) и плотный остаток, содержащий соли, аминокислоты, креатинин, мочевую кислоту, мочевину, аммиак, жирные кислоты, углеводы, витамины. В секрете апикриновых желез имеются гормоны, которые играют сигнальную роль в половом поведении, что особенно заметно в животном мире. С потом могут выделяться токсические вещества, лекарственные препараты, в связи с чем их функция несколько совпадает с функцией почек. При физических нагрузках, перегревании функция потовых желез резко усиливается, количество пота возрастает до 2—5 л в сутки. Потеря тепла с испарением пота — существенный фактор в терморегуляции, в механизме теплоотдачи. Длительные нагрузки могут приводить к сильному потоотделению, пот приобретает щелочную реакцию, теряются его антимикробные свойства, кожа становится более уязвимой для токсических веществ, мацерируется. То же может происходить и в парильнях, поэтому соблюдение чистоты в парильнях и банях, рациональный подход к выбору моющих средств — обязательное требование.
Химический состав кожи
Кожа содержит органические и механические вещества. Из неорганических веществ наиболее существенная роль принадлежит воде. У человека средней комплекции ее вес около 8 кг. Для воды характерна высокая растворяющая способность, обусловленная полярностью ее молекул. Большинство веществ в природе также имеют полярные молекулы и могут быть растворены водой. Воздух также содержится в коже, преимущественно в поверхностных слоях эпидермиса в растворенном и свободном состоянии. Воздух играет роль теплоизолятора, препятствует проникновению в организм химических деструкторов, способствует отшелушиванию поверхностных чешуек. В коже содержится натрий, калий, магний, кальций, хлориды, сульфаты и др.
Из органических соединений наиболее существенны глюкоза и гликоген как поставщики энергии для обменных процессов, полисахаридные комплексы и соединения углеводов с белками и липидами.
Рецепторная функция кожи обеспечивается наличием тактильных, болевых и температурных рецепторов. На коже имеются участки (активные точки), определенным образом связанные с внутренними органами или отделами центральной нервной системы. На этом свойстве основаны методы иглорефлексотерапии, акупрессуры, точечного массажа.
Терморегулирующая функция кожи очень важна. Около 80% всего количества тепла выделяется из организма через кожу за счет испарения, теплопроведения и теплоизлучения. Кожа регулирует скорость теплоотдачи. Для ее повышения расширяются поверхностные сосуды кожи, усиливается их кровенаполнение, увеличиваются потоотделение и теплоизлучение. Для уменьшения теплоотдачи сужаются кожные сосуды, кровоток через них уменьшается, снижается потоотделение, сгущается кожное сало.
Кожная перспирация (выделение кожей жидкости) подразделяется на неощутимую (постоянную) и ощутимую, наблюдающуюся при повышенном потении (при физической нагрузке или в условиях жаркой страны). Неощутимая перспирация составляет от 900 до 1500 мл в сутки при спокойном состоянии. Перспирация в коже происходит посредством потовых желез или просачивания воды в межклеточном пространстве.
Ощутимая перспирация осуществляется преимущественно потовыми железами и может составлять до нескольких литров в сутки (при тяжелых работах да еще в жарких условиях — до десятков литров). При ощутимой перспирации (потении) становится заметной потеря с потом электролитов и прежде всего натрия, который необходимо восполнять натрийсодержащей питьевой водой. Особенно это касается жарких условий, интенсивного физического труда и того и другого вместе. Испарение выделяемого пота — самый эффективный способ теплоотдачи: на испарение 1 л пота требуется 2400 кДж, что составляет около У3 всего тепла, вырабатываемого организмом за сутки в состоянии покоя.
Химический состав пота на отдельных участках тела различен. В поте со лба находится в 6—7 раз больше железа, чем в поте с рук или ног; содержание хлоридов во многом зависит от скорости потоотделения, а состав пота ладоней во многом зависит от пола и возраста. В поте в незначительных количествах содержатся и другие редкие микроэлементы — бром, хром, кадмий, рубидий, селен, мышьяк, самарий, вольфрам.
Выделение пота имеет периодический характер, причем длительность циклов варьируется от долей секунд до нескольких часов.
Дыхательная функция кожи заключается в том, что через кожу поступает кислород и выделяется углекислый газ в количествах 1 — 1,5% от газообмена через легкие. Проникают через кожу и другие газы. Чрезмерная жировая смазка на поверхности эпидермиса снижает дыхание через кожу. Кроме газов кожа может резорбировать и токсические вещества: ртуть, деготь, салициловую кислоту, ароматические углеводы и многое другое. В ответ на подобные воздействия со стороны кожи могут наблюдаться иммунные ответы в виде аллергических реакций, ассептического воспаления, раздражения (зуд, покраснение, отек и т.п.).
Обменная функция кожи многогранна и прежде всего связана со способностью кожи накапливать и удерживать различные вещества, и при необходимости использовать их в общих обменных процессах. Кожа запасает воду, жир, углеводы, некоторые витамины (ретинол, аскорбиновая кислота), микроэлементы. В коже происходят и специфические обменные процессы: синтезируется кератин, меланин, витамин D.
Частная сторона обменных функций кожи — это синтез в ней многочисленных антител — компонентов иммунного ответа.
Депонирующая функция кожи связана с накапливанием (до 1 л) крови. Это отнюдь не мало, при учете того, что общее количество около 5 л.
Эндокринная функция. В коже вырабатываются и секретируются многие гуморальные регуляторы, кожу называют самой большой эндокринной железой организма.
Защитная функция. Кожа защищает организм от повреждающих факторов физического, химического или биологического характера.
Защита от физических факторов (трение, давление, ушибы, растяжки, высокие или низкие температуры и др.) осуществляется за счет эластичности, упругости тканей эпидермиса, дермы и подкожной основы. Пигмент меланин защищает подлежащие ткани от губительного действия ультрафиолетовых лучей.
Защита от химических агентов осуществляется водно-липидной смазкой поверхности и непосредственно роговым слоем эпидермиса.
В защите от микроорганизмов важную роль играют кислотная мантия кожи (рН = 3,5—5,5), наличие бактерицидных веществ в межтканевой жидкости, секрете сальных и потовых желез. Интересен тот факт, что бактерицидная функция кожи имеет достаточно выраженную околосуточную (циркадную) периодичность: в утреннее время суток она примерно на треть выше, чем в вечернее.
Терморегуляция
Человек, как и млекопитающие животные и птицы, относится к теплокровным (гомойотермным), т.е. способным поддерживать температуру внутренних областей тела («ядра») в относительно узких пределах, несмотря на значительные колебания температуры окружающей среды. Хладнокровные или пойкилотермные животные фактически принимают температуру окружающей среды. Например, у черепахи и лягушки температура тела может колебаться в пределах от 0 до 40°С, в то время как у теплокровных в тех же условиях температура тела будет в пределах 36,0—37,8°С. Млекопитающие являются также эндотермными, так как у них температура тела регулируется путем изменения теплопродукции и теплоотдачи. Эктотермные (хладнокровные) животные регулируют температуру своего тела путем выбора, если это возможно, более теплой или холодной внешней средой, перемещаясь в более благоприятное для них окружение.
Гомойотермия возникла на планете около 200 млн лет назад. Ее возникновение является важнейшим эволюционным преобразованием, так как она обеспечила существование животного в условиях широкого диапазона температуры окружающей среды. Жизнедеятельность хладнокровных животных при низких температурах резко снижается, падает температура тела и скорость метаболизма, движения становятся медленными и вялыми. Они начинают хуже охотиться и становятся легкой добычей для теплокровных хищников, таких, как птицы и млекопитающие, организм которых способен увеличивать скорость метаболизма (почти в четыре раза больше, чем у хладнокровных) и поддерживать температуру тела, несмотря на снижение температуры окружающей среды.
У новорожденного ребенка способность поддерживать постоянство температуры тела далеко не совершенна. Вследствие этого может наступить охлаждение (гипотермия) или перегревание (гипертермия) организма при таких температурах окружающей среды, которые не оказывают влияния на взрослого человека. Равным образом, даже небольшая мышечная работа, например, связанная с длительным криком ребенка, может привести к повышению температуры тела. Организм недоношенных детей еще менее способен поддерживать постоянство температуры тела, которая у них в значительной мере зависит от температуры среды обитания.
Температура органов и тканей, как и всего организма в целом, зависит от интенсивности образования тепла и величины теплопотерь.
Теплообразование происходит вследствие непрерывно совершающихся экзотермических реакций. Эти реакции протекают во всех органах и тканях, но не одинаково интенсивно. В тканях и органах, производящих активную работу — мышечной ткани, печени, почках, выделяется большее количество тепла, чем в менее активных — соединительной ткани, костях, хрящах.
Потери тепла органами и тканями зависят в большей степени от их месторасположения: поверхностно расположенные органы, например кожа, скелетные мышцы, отдают больше тепла и охлаждаются сильнее, чем внутренние органы, более защищенные от охлаждения.
В теле человека принято различать «ядро», температура которого сохраняется достаточно постоянной, и «оболочку», температура которой существенно колеблется в зависимости от температуры внешней среды. При этом область «ядра» сильно уменьшается при относительно высокой температуре окружающей среды. Изотермия присуща главным образом внутренним органам и головному мозгу, поверхность же тела и конечности являются в определенной мере пойкилотермными, поскольку температура их колеблется в зависимости от температуры окружающей среды. При этом различные участки поверхности кожи имеют неодинаковую температуру. Обычно относительно выше температура кожи туловища и головы (33—34°С), ниже конечностей.
Из сказанного выше вытекает, что понятие «постоянная температура тела» является условным. Достовернее всего среднюю температуру организма как целого характеризует температура крови в полостях сердца и в наиболее крупных сосудах, поскольку циркулирующая в них кровь нагревается в активных тканях (тем самым охлаждая их) и охлаждается в коже (одновременно согревая ее).
О температуре тела человека судят обычно на основании ее измерения в подмышечной впадине. Здесь температура тела человека равна 36,5—36,9°С. В клиниках часто (особенно у грудных детей) измеряют температуру в прямой кишке, где она выше, чем в подмышечной впадине, и равна у здорового человека в среднем 37,2—37,5°С.
Температура тела не остается постоянной, а колеблется в течение суток в пределах 0,5—0,7°С. Покой и сон понижают, мышечная деятельность повышает температуру тела. Максимальная температура наблюдается в 16—18 ч вечера, минимальная — в 3—4 ч утра. У людей, длительно работающих в ночные смены, колебания температуры могут быть обратными.
Постоянство температуры тела у человека может сохраняться лишь при условии равенства теплообразования и теплопотери всего организма. Это достигается с помощью физиологических механизмов терморегуляции. Терморегуляция проявляется в форме взаимосочетания процессов теплообразования и теплопередачи, регулируемых нейроэндокринными механизмами.
Регуляция температуры тела в первую очередь, но не исключительно, осуществляется центром терморегуляции, который находится в гипоталамусе головного мозга. Этот центр отвечает за координацию функций теплопродукции и теплоотдачи организма.
Центр терморегуляции состоит из нескольких анатомически и функционально разделенных единиц, главными являются:
• термочуствительная область (термостат);
• термоустановочная область («установочная точка»);
• центр теплопродукции;
• центр теплоотдачи.
Каждая из них выполняет свою особую роль в сложном процессе терморегуляции.
Термостат — отдел центра терморегуляции, измеряющий температуру тела. Он регистрирует температуру артериальной крови, протекающей через мозг, а также получает импульсы с периферических областей: спинного мозга, термочуствительных рецепторов кожи и некоторых внутренних органов. Термостат интегрирует поступающую информацию и определяет среднюю температуру тела («ядра»). Чувствительность термостата позволяет различать изменения температуры на 0,01 ГС. Данные с термостата передаются на «установочную точку».
«Установочная точка» определяет необходимую в каждый данный момент температуру тела. Она служит референтной точкой для механизма терморегуляции, давая сигнал о желаемой температуре. После получения информации от термостата о фактической температуре тела «установочная точка» производит тонкую настройку центров теплопродукции и теплоотдачи с тем, чтобы довести фактическую температуру тела до желаемого уровня. Если «установочная точка» определяет, что температура тела ниже желаемой, она активизирует центр теплопродукции и подавляет центр теплоотдачи.
Если температура тела выше желаемой, то подавляется центр теплопродукции и активизируется центр теплоотдачи.
Центр теплопродукции реализует с помощью эфферентных механизмов повышение производства тепла в организме. Теплопродукция зависит от общей метаболической активности, главным компонентом которой является метаболизм скелетных мышц, печени, а в условиях холода — легкие. Установлено, что на мышечную активность приходится 30% общего потребления кислорода. Нарастание метаболической активности развивается в холодной среде или при снижении температуры тела, причем метаболическая теплопродукция в скелетной мускулатуре изменяется гораздо легче, чем в большинстве других тканей. Осуществляется это прежде всего повышением мышечного тонуса. Такое увеличение тонуса вначале неощутимо, и наряду с возрастанием метаболической активности в других органах обозначается как «недрожательный термогенез».В изменении теплопродукции определенную роль играют и поведенческие реакции, выражающиеся в увеличении или снижении двигательной активности при попадании в холодную или теплую внешнюю среду. Если недрожательный термогенез и увеличение физической активности не могут дать достаточного количества дополнительного тепла для поддержания нормальной температуры тела, то начинается дрожание. Дрожание — это непроизвольные ритмические сокращения скелетной мускулатуры. Оно способно увеличить скорость метаболизма в 5—7 раз по сравнению с исходным уровнем. Поскольку лишь незначительное количество механической работы совершается во время дрожания, то почти вся производимая энергия освобождается в форме тепла. Часто в процесс дрожания вовлекаются и жевательная мускулатура, и тогда слышен отчетливый «стук зубами».
Центр теплоотдачи регулирует теплоотдачу, которая осуществляется испарительным или неиспарительным путем.
Неиспарительный путь включает:
• радиацию, когда тепло отводится инфракрасным излучением без контакта поверхностей;
• кондукцию, когда тепло отводится при непосредственном контакте, например со стеной здания, стулом и т.д.;
• конвекцию, когда тепло переносится постоянно сменяющимися молекулами газа или жидкости, например при обдувании вентилятором или при купании в водоеме, особый случай конвектной теплоотдачи — с выдыхаемым воздухом. Неиспарительная теплоотдача осуществляется в первую очередь путем изменения кровотока через кожу, особенно в конечностях. Кровоток же зависит от тонуса сосудов: при их сужении он уменьшается, при расширении увеличивается. При высокой внешней температуре или при тяжелой физической работе возрастает сердечный выброс, что также способствует увеличению кровотока через кожу.
Испарительная теплоотдача происходит посредством постоянного испарения воды через кожу и дыхательные пути. Это так называемая нечувствительная перспирация — ведь в спокойном состоянии мы действительно не ощущаем потоотделения. При повышенной внешней температуре возрастает значение потоотделения, в очень жаркой среде потоотделение является единственным эффективным путем выведения тепла и предупреждения опасного перегрева. В отличие от нечувствительной перспирации потоотделение вполне ощущается и поддается физиологическому контролю. Особенно много воды испаряется при потоотделении при сочетании жаркой среды и интенсивной физической работы. Потеря воды с потом в этом случае может стать ощутимой и вызвать обезвоживание организма. Кроме того, с потом теряются и соли. Поэтому необходимо в таких условиях обильное питье лучше минеральной или слегка подсоленной воды.
Поведенческие реакции в теплоотдаче играют не последнюю роль: выбор светлой одежды, обтирания, холодный душ, купание и т.д. могут внести существенный вклад в теплоотдачу.
Терморегуляцию принято разделить на химическую и физическую.
Химическая терморегуляция имеет важное значение для поддержания постоянства температуры тела как в нормальных условиях, так и при изменении температуры окружающей среды. Усиление теплообразования вследствие увеличения интенсивности обмена веществ отмечается тогда, когда температура тела окружающей среды становится ниже оптимальной температуры, или зоны комфорта. Для человека в обычной легкой одежде эта зона находится в пределах 18—20°С, а для обнаженного равна 28°С.
Оптимальная температура во время пребывания в воде выше, чем на воздухе. Это обусловлено тем, что вода, обладающая высокой теплоемкостью и теплопроводимостью, охлаждает тело в 14 раз сильнее, чем воздух, поэтому в прохладной ванне обмен веществ повышается значительно больше, чем во время пребывания на воздухе при той же температуре.
Наиболее интенсивно теплообразование в организме происходит в мышцах. Даже если человек лежит неподвижно, но с напряженной мускулатурой, интенсивность окислительных процессов, а вместе с тем и теплообразование повышается на 10%. Небольшая двигательная активность ведет к увеличению теплообразования на 50— 80%, а тяжелая мышечная работа — на 400—500%.
В условиях холода теплообразование в мышцах увеличивается, даже если человек находится в неподвижном состоянии. Охлаждение поверхности тела действует на рецепторы, воспринимающие холодовые раздражения, рефлекторно возбуждает беспорядочные непроизвольные сокращения мышц, проявляющиеся в виде дрожи (озноб). При этом обменные процессы организма значительно усиливаются, увеличивается потребление кислорода и углеводов мышечной тканью, что влечет за собой повышение теплообразования. Даже произвольная имитация дрожи увеличивает теплообразование на 200%. Увеличение теплообразования, связанное с произвольной или непроизвольной (дрожью) мышечной активностью, называют сократительным термогенезом. Наряду с этим возрастает уровень теплообразования и в других тканях. Особое место занимает так называемый бурый жир, количество которого значительно у новорожденных. За счет высокой скорости окисления жирных кислот в бурой жировой ткани процесс теплообразования идет гораздо быстрее, чем в обычной. Этот механизм срочного теплообразования получил название «несократительный термогенез».
В химической терморегуляции значительную роль играют также печень и почки. Температура крови печеночной вены выше температуры крови печеночной артерии, что указывает на интенсивность теплообразования в этом органе. При охлаждении тела теплопродукция в печени возрастает.
Освобождение энергии в организме совершается за счет окислительного распада белков, жиров и углеводов, поэтому все механизмы, которые регулируют окислительные процессы, регулируют и теплообразование.
Физическая терморегуляция осуществляется путем изменения отдачи тепла организмом: теплоотдача осуществляется путем теплоизлучения, т.е. движения и перемещения нагреваемого телом воздуха, теплопроведения, т.е. отдачи тепла веществам, непосредственно соприкасающимся с поверхностью тела, и испарения воды с поверхности кожи и легких.
В обычных условиях потеря тепла путем теплопроведения имеет небольшое значение, так как воздух и одежда являются плохими проводниками тепла. Теплоизлучение, испарение и конвекция (движение и перемещение нагреваемого телом воздуха) протекают с разной интенсивностью в зависимости от температуры окружающей среды. У человека в состоянии покоя при температуре воздуха около 20°С и суммарной теплоотдаче, равной 419 кДж (100 ккал) в час, с помощью радиации теряется 66%, испарение воды — 19%, конвекции — 15% общей потери тепла организма. При повышении температуры окружающей среды до 35°С теплоотдача с помощью радиации и конвекции становится невозможной, и температура тела поддерживается на высоком уровне исключительно с помощью испарения воды с поверхности кожи и альвеол легких.
Для того чтобы было ясно значение испарения в теплоотдаче, напомним, что для испарения 1 мл воды необходимо 2,4 кДж (0,58 ккал). Следовательно, если в условиях основного обмена телом человека отдается с помощью испарения примерно 1675—2093 кДж (400—500 ккал), то с поверхности тела должно испариться 700— 850 мл воды. Из этого количества 300—350 мл испаряется в легких и 400—500 мл с поверхности кожи.
Одежда уменьшает теплоотдачу. Потере тепла препятствует тот слой воздуха, который находится между одеждой и кожей, так как воздух — плохой проводник тепла. Теплоизолирующие свойства одежды тем выше, чем мельче ячеистость ее структуры, содержащая воздух. Этим объясняются хорошие теплоизолирующие свойства шерстяной и меховой одежды. Температура тела под одеждой достигает 30°С. Обнаженное тело теряет тепло, так как воздух на его поверхности все время сменяется. Поэтому температура кожи обнаженных частей тела намного ниже, чем одетых.
В значительной степени препятствует теплоотдаче слой подкожной основы (жировая клетчатка) вследствие малой теплопроводимости жиров.
Температура кожи, а следовательно, интенсивность теплоизлучения и теплопроведения могут изменяться в результате перераспределения крови в сосудах и при изменении объема циркулирующей крови. На холоде кровеносные сосуды кожи, главным образом артериолы, сужаются и большее количество крови поступает в сосуды брюшной полости, и тем самым ограничивается теплоотдача. Поверхностные слои кожи из-за сужения, получая меньше теплой крови, излучают меньше тепла — теплоотдача уменьшается. При сильном охлаждении кожи, кроме того, происходит открытие артериовенозных анастамозов, что уменьшает количество крови, поступающей в капилляры, и тем самым препятствует теплоотдаче.
Перераспределение крови, происходящее на холоде (уменьшение количества крови, циркулирующей через поверхностные сосуды и увеличение количества крови, проходящей через сосуды внутренних органов), способствует сохранению тепла во внутренних органах. Эти факторы служат основанием для утверждения, что регулируемым параметром является именно температура внутренних органов («ядра»), которая поддерживается на постоянном уровне.
При повышении температуры окружающей среды сосуды кожи расш
« назад
Оглавление
вперед »
Система выделения « | » Половая система. Половое поведение. Репродуктивная. Роды. Лактация.
Система выделения « | » Половая система. Половое поведение. Репродуктивная. Роды. Лактация.
 Похожие работы: |
|
 Воспользоваться поиском |
Анатомия и физиология человека