2.2 Химическая терморегуляция

Источником тепла в организме являются экзотермические реакции окисления белков, жиров, углеводов, а также гидролиза АТФ. Скорость осуществления этих реакций зависит от температуры внешней среды: чем ниже температура, тем больше требуется энергии для поддержания постоянной температуры тела и тем быстрее осуществляется обмен веществ (метаболизм).

Повышение теплообразования в результате интенсификации метаболизма носит название химической терморегуляции.

Суммарная теплопродукция в организме складывается из первичной теплоты, выделяющейся в ходе постоянно протекающих во всех тканях реакций обмена веществ, и вторичной теплоты, образующейся при расходовании энергии макроэргических соединений на выполнение определенной работы.

Интенсивность метаболических процессов неодинакова в различных органах и тканях, поэтому их вклад в общую теплопродукцию неравнозначен. Наибольшее количество тепла образуется в мышцах при их напряжении и сокращении. При этом возрастает гидролиз АТФ, и поэтому возрастает поток вторичной теплоты, идущей на согревание тела.

Образование тепла в мышцах при этих условиях получило название сократительного термогенеза. Классификация механизмов сократительного термогенеза представлена на рисунке 6.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 6. Механизмы сократительного термогенеза

Рассмотрим каждый из перечисленных составляющих подробнее.

Произвольная мышечная активность, в основном, возникает под влиянием коры больших полушарий. Опыт человека показывает, что в условиях низкой температуры среды необходимо движение. Поэтому реализуются условнорефлекторные акты, возрастает произвольная двигательная активность. Чем она выше, тем выше теплопродукция. Возможно повышение ее в 3-5 раз по сравнению с величиной основного обмена.

Обычно при снижении температуры среды и температуры крови первой реакцией является увеличение терморегуляционного тонуса. Впервые его выявили в 1937 г. у животных, а в 1952 г. - у человека. С точки зрения механики сокращения, герморегуляционный тонус представляет собой микровибрацию в мышцах головы и шеи. В среднем, при его появлении, теплопродукция возрастает на 20-45% от исходного уровня.

При более значительном переохлаждении терморегуляционный тонус переходит в мышечную холодовую дрожь.

Дрожь, или холодовая мышечная дрожь, представляет собой непроизвольную ритмическую активность поверхностно расположенных мышц, в результате которой теплопродукция возрастает по сравнению с исходным уровнем в 2-3 раза. Обычно вначале возникает дрожь в мышцах головы и шеи, затем - туловища и, наконец, конечностей. Считается, что эффективность теплопродукции при дрожи в 2,5 раза выше, чем при произвольной деятельности.

Сократительный термогенез является основным механизмом дополнительного теплообразования у взрослого человека.

У новорожденных детей значительно развит другой механизм теплопродукции - механизм несократительного (недрожательного) термогенеза. Это механизм ускоренного теплообразования за счет возрастания скорости окисления жирных кислот бурого жира, который расположен в межлопаточной области, вдоль крупных сосудов грудной и брюшной полостей, в затылочной области шеи. Такой оттенок ей придают многочисленные окончания симпатических нервных волокон и митохондрии, содержащиеся в клетках этой ткани.

Масса бурой жировой ткани достигает у взрослого 0,1% массы тела. У детей содержание бурого жира больше, чем у взрослых. В митохондриях жировых клеток имеется полипептид, способный разобщать идущие здесь процессы окисления и образования АТФ. Результатом этого является образование в этой ткани значительно большего количества тепла, чем в белой жировой ткани.

Механизмы сократительного и несократительного термогенеза имеют огромное значение для адаптации человека к условиям холода.