Полная версия

Главная arrow Медицина arrow Анатомия и физиология гомеостаза

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Регуляция температуры тела

Биологическую терморегуляцию целесообразно описывать с помощью терминов теории систем, разработанной для технических систем управления. Чтобы осуществлять постоянный контроль над тепловым режимом, необходимы датчики. Выходные сигналы с датчиков передаются центральному контролеру, где происходит обработка температурной информации, и оттуда посылаются сигналы для контроля и управления одним или более эффекторами (исполнительными звеньями). Выходные сигналы от эффекторов должны вызывать изменения температуры, связанные с внешними или внутренними возмущениями. Если подобный принцип выполняется, система представляет собой цикл с отрицательной обратной связью. В систему входят две группы детекторов.

К выходным функциям эффектора относятся: выработка тепла, изменение теплоизолирующих свойств тканей и выделение пота. Все эти функции контролирует нервная система; только при долгосрочной адаптации в регуляции этих функций начинают участвовать гормональные процессы. В терморегуляции участвуют две нейронные системы: сома- томоторная и симпатическая. Формы терморегуляторного поведения, такие как обмахивание веером или утепление одежды, могут быть отнесены к категории функций эффекторов.

Дрожь индуцируется и поддерживается с помощью двигательной системы. Центральный дрожательный путь, проходящий от заднего гипоталамуса, связывает центральную терморегуляторную область с ядрами двигательной системы, расположенными в среднем и продолговатом мозге.

Недрожательный термогенез регулируется с помощью симпатической нервной системы. Терморегуляторные эффекты, связанные с кровотоком, могут быть различными в зависимости от части тела. Выделяют три функционально различные области: акральные области (пальцы, кисти рук, ушные раковины, губы, нос); туловище и проксимальные части конечностей; голова и лоб.

Кровоснабжение акральных зон происходит за счет увеличения симпатического тонуса — вызывает сужение кровеносных сосудов, а его снижение — расширение сосудов. Устранение симпатической активности приводит к почти максимальному расширению кровеносных сосудов в акральных областях. Расширение сосудов, вызванное внешним обогревом, протекает в две фазы. Наступление второй фазы приблизительно совпадает по времени с началом потоотделения; первая фаза соответствует расширению сосудов в акральной области, и поэтому предполагается, что она наступает в результате уменьшения тонуса симпатической нервной системы.

Кровеносные сосуды непосредственно реагируют на изменения температуры. Холодовое расширение сосудов — это обычная реакция. Когда человек попадает на сильный холод, у него вначале происходит максимальное сужение сосудов, что проявляется в бледности и ощущении холода и часто сопровождается болевыми ощущениями в акральных областях. Однако через некоторое время кровь внезапно устремляется в сосуды охлажденных частей тела, что сопровождается покраснением и согреванием кожи. Если воздействие продолжается, указанная последовательность событий периодически повторяется.

Кожные холодовые и тепловые рецепторы, ответственные за температурные ощущения, составляют одну из групп рецепторов, исполняющих роль детекторов в цепи терморегуляции. Ранее было высказано предположение о существовании еще и внутренних терморецепторов, и впоследствии было получено экспериментальное подтверждение. Например, локальное нагревание или охлаждение небольшого участка переднего гипоталамуса вызывает усиление как теплоотдачи, так и термогенеза.

Термочувствительные структуры были обнаружены и в нижней части ствола головного мозга (среднем и продолговатом мозге); локальное нагревание этих областей могло вызывать терморегуляторные реакции. У собак и других животных при повышении температуры спинного мозга по всей его длине лишь на несколько десятых долей градуса наблюдается одышка, расширение кровеносных сосудов и угнетение термогенеза. Охлаждение спинного мозга вызывает дрожь, но для этого требуется значительное изменение температуры.

Результаты расчетов указывают на существование термочувствительных структур вне центральной нервной системы и кожи. Экспериментально установлено наличие термосенсоров в дорсальной стенке брюшной полости и в мускулатуре. Кроме того, нельзя исключать возможности присутствия термосенсоров в других частях тела; недавно получены данные, свидетельствующие о наличии подкожных термосенсоров.

Согласно основным положениям теории систем, на которой основано описание механизмов терморегуляции, должны существовать некие элементы, «перерабатывающие» температурную информацию от рецепторов и преобразующие эти входные сигналы в выходные эффекторные сигналы.

Имеется много экспериментальных данных в пользу того, что гипоталамус — особенно задняя область, не обладающая заметной термочувствительностью, служит интегративным центром терморегуляции.

Об этом свидетельствуют и электрофизиологические данные. Например, в задней гипоталамической области имеются нейроны, активность которых изменяется под влиянием локального термического раздражения преоптической области или шейно-грудного отдела спинного мозга. На границе между передним и задним гипоталамусом обнаружены нейроны, реагирующие на изменение температуры кожи в различных областях конечностей и туловища. Следовательно, задний гипоталамус характеризуется наличием термореагирующих клеток (клеток, отвечающих на изменение температуры в удаленных структурах, но не чувствительных к изменениям собственной температуры).

Наиболее важная отличительная особенность биологической терморегуляции — это наличие двух видов рецепторов с различной локализацией; речь идет о холодовых и тепловых рецепторах, между которыми существуют антагонистические взаимоотношения. Более многочисленные и равномерно расположенные кожные холодовые рецепторы активируются, когда температура опускается дальше нижнего предела термонейтральной зоны; их активация вызывает процессы, предназначенные для защиты от холода, — сужение сосудов и терморегуляторное усиление выработки тепла. Этим реакциям оказывают противодействие активируемые теплом внутренние терморецепторы, которые включаются при повышении температуры тела, наступающем вследствие чрезмерного действия механизмов защиты от холода либо при интенсивной физической нагрузке. Подобная цепь позволяет защитным механизмам быстро включаться в действие в случае понижения наружной температуры — задолго до того, как начнет снижаться внутренняя температура тела и смогут среагировать внутренние терморецепторы.

В условиях теплового стресса, вызванного усиленным термогенезом при интенсивной физической работе, внутренние тепловые рецепторы возбуждаются и запускают процессы, устраняющие излишки тепла (расширение сосудов, потоотделение). Этому эффекту противодействуют активируемые холодом кожные холодовые рецепторы. Кожные холодовые рецепторы не могут, очевидно, играть большую роль в инициации теплоотдачи при физической работе. Возникающие в этом случае выделение и испарение пота вызывают охлаждение кожи до температуры ниже той, что соответствует термонейтральной зоне. Однако в случае нагревания извне выделение пота происходит за счет совместного действия кожных и внутренних тепловых рецепторов.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>