Содержание
Образование тепла в организме.
Приёма лекарственных препаратов, которые вызывает повышение температуры тела.
Температуру тела измеряют чаще всего медицинским ртутным термометром. В 1714 году польско-немецкий физик Даниэль Габриэль Фаренгейт изготовил ртутный термометр, а в 1742 году шведский ученый Андрес Цельсий предложил шкалу для ртутного термометра градуированной от 34 до 42 °С с делениями 0,1 °С.
Медицинские приборы для измерения температуры тела.
▪ Ртутный термометр представляет собою стеклянную колбу с капилляром, который содержит ртуть (2 грамма). Он устроен так, что ртутный столбик при нагревании резервуара показывает цифру, соответствующую температуре тела.
▪ Ушной инфракрасный градусник. Время для изменения температуры ушным инфракрасным градусником одна — четыре секунды.
▪ Цифровой градусник. Время измерения температуры тела примерно одна — три секунды. Такой градусник самый безопасный.
▪ Электротермометр. С помощью электротермометра можно измерить температуру в полостях тела: пищеводе, желудке, кишечники и т.д.
▪ Радиокапсула, снабжена датчиком, который передаёт сигналы.
▪ Тепловидение и термография позволяют определить увеличение интенсивности теплового излучения, которое бывает при изменении кровообращения и обменных процессов в отдельных органах и тканях при их патологии.
Измеряют температуру тела 2 раза в день: утром натощак (с 6ч. до 7ч.) и вечером перед последним приёмом пищи (с 17ч. до 18ч.) в течение 10 минут.
Измерение температуры тела через каждые 3 часа — называется температурным профилем.
Показания термометра вносятся в температурный лист, где точками обозначается утренняя и вечерняя температура. По отметкам в течение нескольких дней составляют температурную кривую.
Физиологическая система терморегуляции(от греч. «термо» — тепло, «регуляция» — управление) — это совокупность физиологических механизмов, осуществляющих регулирование температуры тела.
Терморегуляция может осуществляться двумя способами:
Ø за счет изменения скорости производства тепла (теплообразования)
Ø за счет изменения скорости отдачи тепла (теплоотдачи)
Процессы образования и отдачи тепла осуществляются под контролем нервной системы и желез внутренней секреции.
Образование тепла в организме.
Обмен тепловой энергии между организмом и окружающей средой называется теплообменом.
Для протекания процессов жизнедеятельности в организме необходима энергия. Она образуется в результате распада химических веществ (в основном, углеводов и жиров), которые мы потребляем с пищей. Энергия, которая до этого находилась в них в скрытом состоянии, освобождается, расходуется и, в конечном счете, отдается организмом в виде тепла. Наибольшая часть тепла образуется в мышцах.
На периферии (кожа, внутренние органы) имеют холодовые и тепловые рецепторы, которые воспринимают температурные колебания внешней среды. Так при понижении температуры окружающей среды раздражаются кожные рецепторы, в них возникает возбуждение, которое идет в ЦНС и оттуда к мышцам, вызывая их сокращения. Таким образом, дрожь и озноб, которые мы испытываем в холодное время года или в холодном помещении, являются рефлекторными актами, способствующими усилению обмена веществ, следовательно, увеличению образования тепла. Этот процесс идет даже тогда, когда человек находится в полном покое, температура мышечной ткани в состоянии покоя и работы может колебаться в пределах 7° С. При мышечной работе образование тепла увеличивается в 4-5 раз. Температура внутренних органов: головного мозга, сердца, желёз внутренней секреции, желудка, кишечника, печени, почек и других органах зависит от интенсивности обменных процессов. Самым «горячим» органом тела является печень: температура в тканях печени равна 38-38,5° С. Температура в прямой кишке составляет 37-37,7° С. Однако она может колебаться в зависимости от наличия в ней каловых масс, кровенаполнения ее слизистой и других причин. Наиболее низкая температура кожи отмечается на кистях и стопах 24-28° С. Относительно равномерное распределение тепла в организме обеспечивается кровью. Проходя по головному мозгу, сердцу, печени, и другим «теплым» органам, кровь нагревается, одновременно охлаждая их. А, проходя по поверхностным мышцам, коже и другим «холодным» органам, кровь охлаждается, одновременно согревая их. Тем не менее, температура поверхности тела остается несколько ниже температуры внутри тела. Образование тепла в организме сопровождается его отдачей. Организм теряет столько тепла, сколько в нем образуется, в противном случае человек погиб в течение нескольких часов. Если бы отсутствовали механизмы теплоотдачи, температура организма взрослого человека в покое повышалась бы каждый час на 1,24° С.
Постоянство температуры тела называетсяизотермией. Для поддержания постоянной температуры тела 36,6°С человеку нужно затратить 200 ккал в сутки. Снижение температуры тела даже на 0,1° ведет к снижению иммунитета.
Химическая терморегуляция — процесс образования тепла в организме,обусловлена увеличением интенсивности метаболических процессов в тканях, её контролируют задние отделы гипоталамуса.
Физическая терморегуляцияконтролируется передними отделами гипоталамуса, и являются центром отдачи тепла из организма во внешнюю среду путем конвекции (теплопроведения), радиации (теплоизлучения) и испарения воды.
Конвекция — обеспечивает отдачу тепла прилегающему к телу воздуху или жидкости. Отдача тепла тем интенсивнее, чем больше разница температур между поверхностью тела и окружающим воздухом.
Теплоотдача увеличивается при движении воздуха, например при ветре. Интенсивность отдачи тепла во многом зависит от теплопроводности окружающей среды. В воде отдача тепла происходит быстрее, чем на воздухе. Одежда уменьшает или даже прекращает теплопроведение.
Радиация — выделение тепла из организма происходит путем инфракрасного излучения с поверхности тела. За счет этого организм теряет основную массу тепла. Интенсивность теплопроведения и теплоизлучения во многом определяется температурой кожи. Теплоотдачу регулирует рефлекторное изменение просвета кожных сосудов. При повышении температуры окружающей среды происходит расширение артериол и капилляров, кожа становится теплой и красной. Это увеличивает процессы теплопроведения и теплоизлучения. При понижении температуры воздуха артериолы и капилляры кожи суживаются. Кожа становится бледной, количество протекающей через ее сосуды крови уменьшается. Это приводит к понижению ее температуры, теплоотдача уменьшается, и организм сохраняет тепло.
Испарение воды с поверхности тела (2/3 влаги), а в процессе дыхания (1/3 влаги). Испарение воды с поверхности тела происходит при выделении пота. Даже при полном отсутствии видимого потоотделения через кожу испаряется в сутки до 0,5 л воды — невидимое потоотделение. В среднем человек теряет за сутки около 0,8 л пота, а с ним 500 ккал тепла. В жарких странах, в горячих цехах человек теряет большое количество жидкости с потом. При t° до 50°С человек теряет в сутки до 12 л пота. При этом появляется чувство жажды, которое не утоляется приемом воды. Это связано с тем, что с потом теряется большое количество минеральных солей. С этой целью к питьевой воде добавляют 0,5 % поваренной соли. Она утоляет жажду и улучшает самочувствие.
Отдаче тепла препятствует подкожный жир. Чем толще слой жира, тем хуже она осуществляется. Поэтому люди с толстым жировым слоем в подкожной клетчатке легче переносят холод, чем худые. Испарение 1 л пота у человека с массой тела 75 кг может понизить температуру тела на 10° С.
В состоянии относительного покоя взрослый человек выделяет во внешнюю среду 15% тепла путем теплопроведения, около 66% посредством теплоизлучения и 19% за счет испарения воды.
Лихорадка (febris), или горячка — общая реакция организма на какое-либо раздражение, характеризующаяся повышением температуры тела свыше 37°С, вследствие нарушения теплорегуляции. При лихорадке теплообразование преобладает над теплоотдачей. Одной из причин лихорадки является инфекция. Бактерии или их токсины, циркулируя в крови, вызывают нарушение теплорегуляции.
Виды лихорадок
В зависимости от степени повышения температуры различают следующие виды лихорадок:
§ субфебрильная температура — 37-38 °С:
а) малый субфебрилитет — 37-37,5 °С;
б) большой субфебрилитет — 37,5-38 °С;
§ умеренная лихорадка — 38-39 °С;
§ высокая лихорадка — 39-40 °С;
§ чрезмерно высокая лихорадка — свыше 40 °С;
§ гиперпиретическая — 41-42 °С, она сопровождается тяжелыми нервными явлениями и сама является опасной для жизни.
Типы лихорадок
По характеру колебаний температуры тела течение суток различают следующие типы лихорадок:
• постоянная лихорадка — длительная, высокая, обычно не менее 39°, температура с суточными колебаниями не более 1°; характерна для сыпного, брюшного тифа и крупозного воспаления легких (рис. 1).
Рис.1. Постоянная лихорадка
• послабляющая (ремиттирующая) лихорадка, температура высокая, суточные колебания температуры превышают 1-2 °С, причем утренний минимум выше 37 °С; характерна для туберкулеза, гнойных заболеваний, очаговой пневмонии, в III стадии брюшного тифа (рис. 2).
Рис. 2. Послабляющая лихорадка
• перемежающаяся (интермиттирующая) лихорадка (febris intermittens) — температура повышается до З9° С — 40° С и выше с последующим быстрым падением до нормы или несколько ниже нормы. Колебания повторяются через каждые 1-2 или 3 дня, наблюдается при малярии (рис. 3).
Рис. 3. Перемежающаяся лихорадка
• волнообразная (ундулирующая) лихорадка (febris undulans) — ей свойственны периодические нарастания температуры, а затем понижение уровня до нормальных цифр. Такие «волны» следуют одна за другой в течение длительного времени; характерна для бруцеллеза, лимфогранулематоза (рис. 4).
Рис. 4. Волнообразная лихорадка
• возвратная лихорадка (febris recurrens) — правильное чередование повышения и снижения температуры по нескольку дней. Характерна для возвратного тифа (рис. 5).
Рис. 5. Возвратная лихорадка
• неправильная (атипичная или нерегулярная)лихорадка (febris irregularis) неправильные суточные колебания температуры разной величины и длительности, часто отмечается при ревматизме, эндокардите, сепсисе, туберкулезе, при гриппе, дифтерии, дизентерии, плеврите (рис. 6).
Рис. 6. Неправильная лихорадка
• истощающая (гектическая) лихорадка (febris hectica) характеризуется большими (2-4 °С) суточными колебаниями температуры, которые чередуются с падением ее до нормы и ниже. Подъем температуры сопровождается ознобом, а падение — обильным потоотделением, типично для тяжелого туберкулеза легких, нагноений, сепсиса (рис. 7).
• обратная (извращенная) лихорадка (febris inversus) — утренняя температура бывает выше вечерней; наблюдается иногда при сепсисе, туберкулезе, бруцеллезе (рис. 7).
Рис. 7. а — гектическая лихорадка
1 … 17 18 19 20 21 22 23 24 … 32
39.Терморегуляция организма человека. Законы комфорта и дискомфорта.
Итак, приступим.
Терморегуляция — совокупность физиологических процессов, поддерживающих внутреннюю температуру тела на постоянном уровне.
Теплообразование зависит от интенсивности химических реакций обмена веществ, рост которого при охлаждении тела обеспечивается химической терморегуляцией. А физическая терморегуляция регулирует отдачу тепла организмом посредством физических процессов — теплопроводности, конвекции, излучения и испарения.
Процессы регулирования тепловыделений для поддержания постоянной температуры тела человека называются терморегуляцией. Она позволяет сохранять температуру внутренних органов постоянной, близкой к 36,5°С.
Процессы регулирования тепловыделений осуществляются в основном тремя способами: биохимическим путем, путем изменения интенсивности кровообращенияи интенсивности потовыделения.
Терморегуляция биохимическим путем заключается в изменении интенсивности происходящих в организме окислительных процессов.
Терморегуляция путем изменения интенсивности кровообращения заключается в способности организма регулировать подачу крови (которая является в данном случае теплоносителем) от внутренних органов к поверхности тела путем сужения или расширения кровеносных сосудов.
Терморегуляция путем изменения интенсивности потовыделения заключается в изменении процесса теплоотдачи за счет испарения влаги.
Терморегуляция организма осуществляется одновременно всеми способами.
Параметры микроклимата воздушной среды, которые обуславливают оптимальный обмен веществ в организме и при которых нет неприятных ощущений и напряженности системы терморегуляции, называются комфортными или оптимальными. Зона, в которой окружающая среда полностью отводит теплоту, выделяемую организмом, и нет напряжения системы терморегуляции, называется зоной комфорта.
Условия, при которых нормальное тепловое состояние человека нарушается, называются дискомфортными. При незначительной напряженности системы терморегуляции и небольшой дискомфортности метеорологические условия считаются допустимыми.
Непосредственным измерением трудно установить количество теплоты, отдаваемой человеком. Поэтому об интенсивности общей теплоотдачи судят по косвенным показателям — значениям эффективной и эквивалентно — эффективной температур, характеризующих пребывание в так называемой “зоне комфорта”, где терморегуляция обеспечивается организмом легко, или за пределами этой зоны, когда для нормальной терморегуляции организм человека преодолевает большие нагрузки.
Эффективнойназывается температура воздуха, ощущаемая человеком при определенной относительной влажности воздуха и при отсутствии движения его в помещении.
Эффективно-эквивалентнойназывается температура воздуха, ощущаемая человеком при определенной относительной влажности воздуха и определенной скорости его движения.
Зоны комфорта и дискомфорта
Зона комфорта— оптимальное для организма человека сочетание температуры, влажности, скорости движения воздуха и воздействия лучистого тепла. Напр., в состоянии покоя или при выполнении легкой физической работы благоприятны следующие параметры:
температура зимой +18 … +22°C, летом +23 … +25°C;
скорость движения воздуха зимой 0,15 м/с, летом 0,2—0,4 м/с;
относительная влажность воздуха 40—60%.
Зона дискомфорта –Не подходящая для человека сочетание температуры, влажности, скорости движения воздуха и воздействия лучевого тепла, например: когда человек из Европы путешествует по африканским странам, климат которых может составлять дискомфорт для человека из другого климата.
40. а) Понятие «адаптации». б) Стресс реакции человека на ЧС. в) Типы темперамента.
а) Адаптация – процесс приспособления организма человека к условиям окружающей среды. В производственных условиях – привыкание человека к конкретным условиям труда.
б) Особые условия, в которых может оказаться человек, как правило, вызывают у него психологическую и эмоциональную напряжённость.
Как следствие, у одних это сопровождается мобилизацией внутренних жизненных ресурсов; у других — снижением или даже срывом работоспособности, ухудшением здоровья, физиологическими и психологическими стрессовыми явлениями. Зависит это от индивидуальных особенностей организма, условий труда и воспитания, осведомлённости о происходящих событиях и понимания степени опасности.
Во всех трудных ситуациях решающую роль играет моральная закалка и психическое состояние человека. Они определяют готовность к осознанным, уверенным и расчётливым действиям в любых критических моментах.
Психологическая готовность
Стихийные бедствия, крупные аварии и катастрофы, их трагические последствия вызывают у людей большую эмоциональную возбуждённость, требуют высокой морально — психологической стойкости, выдержки и решительности, готовности оказать помощь пострадавшим, спасти гибнущие материальные ценности.
Тяжёлая картина разрушений и опустошений, непосредственная угроза жизни отрицательно воздействуют на психику человека. В некоторых случаях могут нарушить процесс нормального мышления, ослабить или полностью исключить контроль над собой, что приводит к неоправданным и непредсказуемым действиям.
Как правило, преодолению страха способствует, прежде всего, чувство личной ответственности, осознание значимости дела, которое делают. Опасность и риск для здоровья, важность выполняемых работ — всё это поднимает значимость совершаемого в собственных глазах и во мнении общества в целом.
У неподготовленных психологически, не закалённых людей появляется чувство страха и стремление убежать из опасного места, у других — психологический шок, сопровождаемый оцепенением мышц. В этот момент нарушается процесс нормального мышления, ослабевает или полностью теряется контроль сознания над чувствами и волей. Нервные процессы (возбуждение или торможение) проявляются по-разному. Например, у некоторых расширяются зрачки — говорят, "у страха глаза велики", нарушается дыхание, начинается сердцебиение "сердце готово вырваться из груди", спазмы периферических кровеносных сосудов — "побелел как мел", появляется холодный пот, слабеют мышцы — "опустились руки или колени подогнулись", меняется тембр голоса, а иногда теряется дар речи. Известны даже случаи смерти при внезапном страхе от резкого нарушения работы сердечно — сосудистой системы.
Такое состояние бывает довольно продолжительным — от нескольких часов до нескольких суток. При ликвидации последствий землетрясений и аварий приходится иногда наблюдать людей, которые находятся в состоянии душевной подавленности, могут длительное время бесцельно бродить по развалинам.
Неожиданность возникновения опасности, незнание характера и возможных последствий стихийного бедствия или аварии, правил поведения в этой обстановке, отсутствие опыта и навыков в борьбе со стихией, слабая морально-психологическая подготовка — все это причины такого поведения людей.
Что делать, как поступить, чтобы избежать такого подавленного состояния людей?
Во-первых, надо учитывать, что человек, перенесший тяжелую психическую травму, гораздо быстрее восстанавливает душевное равновесие, если его привлечь к какой- либо физической работе и не одного, а в составе группы.
Во-вторых, чтобы ослабить негативное воздействие на человека, нужны постоянная подготовка к действиям в чрезвычайных ситуациях, формирование психической устойчивости, воспитание воли. Вот почему основным содержанием психологической подготовки является выработка и закрепление необходимых психологических качеств.
В-третьих, особое значение приобретает подготовка людей в коллективе повышать стойкость, к психологическим нагрузкам, развитию выносливости, самообладания, неуклонному стремлению к выполнению задач, возникающих перед коллективом, развитию взаимовыручки и взаимодействия.
Надо помнить, что уровень психологической подготовки людей — один из важнейших факторов. Малейшая растерянность и проявление страха, особенно в самом начале аварии или катастрофы, в момент развития стихийного бедствия могут привести к тяжёлым, а порой и к непоправимым последствиям.
в) Темпера́мент — устойчивое объединение индивидуальных особенностей личности, связанных с динамическими, а не содержательными аспектами деятельности. Темперамент составляет основу развития характера; вообще, с физиологической точки зрения темперамент — тип высшей нервной деятельности человека.
Типы темперамента.
Описание особенностей различных темпераментов может помочь разобраться в чертах темперамента человека, если они чётко выражены, но люди с резко выраженными чертами определённого темперамента не так уж часто встречаются, чаще всего у людей бывает смешанный темперамент в различных сочетаниях. Но преобладание черт какого-либо типа темперамента даёт возможность отнести темперамент человека к тому или иному типу.
Флегматик — неспешен, невозмутим, имеет устойчивые стремления и настроение, внешне скуп на проявление эмоций и чувств. Он проявляет упорство и настойчивость в работе, оставаясь спокойным и уравновешенным. В работе он производителен, компенсируя свою неспешность прилежанием.
Холерик — быстрый, порывистый, однако совершенно неуравновешенный, с резко меняющимся настроением с эмоциональными вспышками, быстро истощаемый. У него нет равновесия нервных процессов, это его резко отличает от сангвиника. Холерик, увлекаясь, безалаберно растрачивает свои силы и быстро истощается.
Сангвиник — живой, горячий, подвижный человек, с частой сменой настроения, впечатлений, с быстрой реакцией на все события, происходящие вокруг него, довольно легко примиряющийся со своими неудачами и неприятностями. Обычно сангвиник обладает выразительной мимикой. Он очень продуктивен в работе, когда ему интересно, приходя в сильное возбуждение от этого, если работа не интересна, он относится к ней безразлично, ему становится скучно.
Меланхолик — легко ранимый, склонный к постоянному переживанию различных событий, он остро реагирует на внешние факторы. Свои астенические переживания он зачастую не может сдерживать усилием воли, он повышенно впечатлителен, легко эмоционально раним.
1 … 17 18 19 20 21 22 23 24 … 32
Температура тела человека. Температурный баланс. Теплообразование.
В основе жизнедеятельности организма лежит обмен веществ и энергии, который сопровождается образованием тепла при биологическом окислении молекул белков, жиров и углеводов. То есть, в организме человека постоянно генерируется тепло. Интенсивность обмена веществ и количество образующегося тепла в организме напрямую связаны между собой. При увеличении скорости обменных процессов увеличивается теплообразование, а при повышении температуры тела ускоряется биологическое окисление. Чтобы не произошло затухания или лавинообразного роста этих процессов, организм имеет средства для отведения и сохранения тепла.
Человек относится к группе т.н. гомойотермных(теплокровных) организмов, способных сохранять температуру тела на постоянном уровне. Средняя температура «ядра» тела равна 37°С, и это значение колеблется незначительно в течение дня. Значительные изменения температуры тела человека могут наблюдаться во время болезни, при длительных изнурительных физических нагрузках или в экстремальных ситуациях. При этом организм человека может перенести понижение внутренней температуры тела на 10 °С, а её повышение – лишь на 5 °С. Способность организма поддерживать постоянную внутреннюю температуру зависит от возможности уравновешивать количество тепла, образующегося при метаболизме и поступающего из окружающей среды, с тем его количеством, которое отдает тело.
Температура тела отражает динамическое равновесие между образованием тепла и его отдачей. Она повышается, если образование тепла превышает его отведение, например, при интенсивных физических нагрузках в теплых и влажных условиях окружающей среды, и понижается, если теплопотери превосходят теплообразование.
Суммарная теплопродукция (теплообразование) в организме состоит из первичной и вторичной теплоты. Первичная теплота выделяется в ходе постоянно протекающих во всех органах и тканях реакций обмена веществ. Вторичная теплота образуется при расходовании энергии макроэргических соединений на выполнение человеком определенной мышечной работы. Уровень теплообразования в организме зависит от величины основного обмена, «специфически динамического действия» принимаемой пищи, мышечной активности и интенсивности метаболизма в тканях.
Метаболические процессы осуществляются с неодинаковой интенсивностью в различных органах и тканях, поэтому вклад в общую теплопродукцию организма отдельных органов и тканей неравнозначен. Наибольшее количество тепла образуется в скелетных мышцах при их тоническом напряжении или сокращении. Образование тепла, наблюдающееся в мышцах при этих условиях, получило название сократительного термогенеза (сократительной теплопродукции), который является наиболее значимым механизмом теплообразования у взрослого человека. У новорожденных, а также у мелких млекопитающих животных имеется механизм ускоренного теплообразования за счет возрастания метаболической активности в других тканях и, прежде всего, в буром жире.
Бурую окраску этой ткани придает большое количество окончаний симпатических нейронов, содержащих медиатор норадреналин. В условиях холодового воздействия на организм под влиянием выделяющегося из симпатических нервных окончаний норадреналина происходит интенсивное окисление жирных кислот. Бурый жир характеризуется избытком митохондрий, которые окружают мелкие капельки жира в цитоплазме. Окисление жирных кислот в митохондриях бурой жировой ткани осуществляется без значимого синтеза макроэргов и, таким образом, с максимально возможным образованием теплоты. Этот механизм получил название несократительного термогенеза (несократительной теплопродукции). Посредством механизмов несократительного термогенеза уровень теплопродукции у человека может быть увеличен примерно в три раза по сравнению с уровнем основного обмена.
Определив среднюю температуру тела и зная его массу (Мт), можно приблизительно определить содержание тепла (СТ) в теле. Содержание тепла представляет собой общее количество калорий тепла в тканях организма. Чтобы определить СТ, надо установить удельную теплоемкость тканей организма.
Удельная теплоемкость субстанции представляет собой количество тепла, необходимого для изменения температуры этой субстанции на ГС. Килокалория — это единица измерения тепловой энергии, представляющая количество тепла, необходимого для того, чтобы повысить температуру 1 кг воды на один градус Цельсия. Следовательно, удельная теплоемкость воды равна 1,0 ккал*кг-1*°С-1. Другие компоненты тела имеют разную удельную теплоемкость. Средняя удельная теплоемкость тканей составляет 0,83 ккал*кг-1*°С-1. Таким образом, при повышении температуры тела человека массой 50 кг на один градус Цельсия увеличение количества теплоты составит 0,83 ккал на каждый килограмм массы тела, а общая величина составит 41,5 ккал (0,83 ккал*кг-1*50 кг).
Зная среднюю удельную теплоемкость (0,83 ккал*кг-1*°С-1), можно определить содержание тепла в организме СТ = 0,83 (Мт х Ттела).
Предположим, что средняя температура человека массой 50 кг равна 35,3 °С.
Содержание тепла в организме определим следующим образом:
СТ = 0,83 (50 кг х 35,3°С);
СТ= 1,465 ккал.
Таким образом, тело человека массой 50 кг содержит 1,465 ккал тепла.
Перенос тепла
В состоянии покоя в теле среднего человека образуется тепла 1,25–1,50 ккал в минуту. Полное блокирование способности организма рассеивать тепло приведет к увеличению образования тепла до 75–90 ккал в час. Таким образом, способность избавляться от чрезмерного метаболического тепла играет очень важную роль даже в состоянии покоя.
а. Проведение
Проведение или кондукция представляет собой прямой перенос тепла между молекулами вещества в твердой, жидкой или газообразной среде. Проведение играет роль при переносе тепла от глубоких тканей к поверхности тела. Однако по причине низкой теплопроводности тканей организма количество переносимого тепла сравнительно невелико. Охлаждение поверхности тела через проведение осуществляется путем нагрева молекул воздуха, жидкости и твердых поверхностей, которые контактируют с кожей.
Интенсивность переноса тепла через проведение зависит от нескольких факторов:
— разницы температур кожи и контактирующей среды (воздух, жидкость, твердая поверхность);
— тепловых качеств этой среды (теплопроводность и теплоемкость);
— площади контакта.
При комнатной температуре предметы с высокой теплопроводностью и теплоемкостью кажутся на ощупь более холодными, так как они способны отводить и абсорбировать тепло в разы эффективнее, чем окружающий воздух. Находясь на природе, в жару, для эффективного охлаждения тела можно прилечь на большой камень, укрытый от солнца. Обладающий высокой теплопроводностью камень быстро заберет часть лишнего тепла от перегретого тела.
б. Конвекция
Эффективность переноса тепла через проведение зависит, в том числе, от того, насколько быстро контактирующий с кожей слой воздуха (или воды) покидает её после нагрева. Теплообмен путем перемещения слоев воздуха или воды называется конвекцией. Если конвекция протекает медленно, то на поверхности кожи образуется изолирующий слой нагретого воздуха, который снижает эффективность переноса тепла через проведение. Максимальная толщина изолирующего слоя может достигать 4–8 мм. Если же, напротив, прохладный воздух постоянно заменяет подогретые слои воздуха, отведение тепла увеличивается, так как изолирующий слой не успевает сформироваться.
Различают естественную и форсированную (принудительную) конвекцию. При естественной конвекции тепло уносится ламинарным потоком воздуха. Движущей силой при этом является разность температур тела и его окружения.
При форсированной конвекции осуществляется дополнительный обдув поверхности тела воздухом. Наиболее очевидные примеры — ветер, «сквозняк», поток воздуха от вентилятора; менее очевидные — интенсивное перемещение всего тела или отдельных его частей относительно окружающего воздуха. Поэтому с увеличением скорости бега или езды на велосипеде увеличивается интенсивность теплоотдачи.
Кроме того, явление конвекции играет большую роль в субъективном восприятии низкой температуры окружающего воздуха, в формировании т.н. ветро-холодового индекса. Известно, что в ветреную погоду холод переносится тяжелее, чем в штиль. Это следует учитывать при планировании различных видов активности вне помещений в холодное время года. С практической целью разработаны таблицы значений ветро-холодового индекса.
Следует отметить, что именно за счет конвекции большая часть вырабатываемого организмом тепла переносится в кровоток. Кровь, обладая большой теплоемкостью, является особенно хорошим накопителем и переносчиком тепла. Это способствует поддержанию теплового баланса всего организма.
в. Излучение
Все объекты, включая людей, постоянно излучают тепло в виде инфракрасных волн (т.н. лучистую энергию). Подобная форма переноса тепла не требует непосредственного контакта между объектами. При этом тепло передается от более нагретого объекта к менее нагретому. Так как температура тела человека обычно выше нормальной комнатной температуры, часть тепла отводится путем излучения. Только за счет излучения в состоянии покоя от тела к его окружению переносится до 60 % тепла.
С другой стороны, объекты с высокой температурой способны отдавать тепло телу человека. Например, бытовые электрообогреватели, печи, электроплиты. Самый крупный источник излучения – Солнце. Даже при относительно низкой температуре воздуха (вплоть до 0°С), тело человека может «подогреваться», получая тепловую энергию прямых и отраженных от снега, песка или воды солнечных лучей. Это явление хорошо знакомо альпинистам и горнолыжникам.
г. Испарение
Испарение – процесс перехода вещества из жидкого состояния в паро- или газообразное состояние. Испарение – эндотермический процесс, который он протекает с поглощением теплоты. Благодаря этому вода, испаряющаяся с дыхательных путей и с поверхности кожи, постоянно переносит тепло от тела в окружающую среду. Один литр испаренной воды уносит 580 ккал. Конвекция усиливает эффективность испарения. Процесс обратный испарению называется конденсацией.
В покое и при нейтральных температурных условиях вклад испарения в наружный перенос тепла относительно невелик и составляет около 20 % (для сравнения, вклад излучения – 60 %). Однако, в условиях высокой температуры воздуха механизмы «сухого теплообмена» начинают работать в обратном направлении, тело начинает нагреваться, получая тепло через излучение, проведение и конвекцию. В этом случае испарение остается единственным эффективным путем отведения тепла.
При выполнении физических упражнений испарение также выступает в роли основного процесса рассеяния тепла, его вклад может достигать 80 %. Необходимость развития этого механизма возникла вследствие того, что мощности процессов «сухого теплообмена» недостаточно для отведения всего избытка тепла, образующегося в результате интенсивной мышечной деятельности. Следует помнить, что испарение – основная защита организма от перегрева.
Около 300 мл воды ежедневно испаряется со слизистых оболочек дыхательных путей. Это так называемые неощущаемые потери жидкости. Они относительно постоянны и не способны помочь, когда телу необходимо отдать больше тепла. В неощущаемых потерях также участвует небольшое количество воды, диффундирующей через кожу.
Железистая или ощутимая потеря жидкости является результатом работы потовых желез. По поверхности кожи распределено от двух до четырех миллионов потовых желез. В условиях теплового стресса эти эккринные железы, контролируемые холинэргическими симпатическими нервными волокнами, секретируют большое количество гипотонического солевого раствора (0,2–0,4 % NaCl). Испарение пота с кожи оказывает охлаждающее действие. Охлажденная кожа, в свою очередь, отводит часть тепла от крови, циркулирующей между глубокими и поверхностными тканями.
Интенсивность испарения очень зависит от относительной влажности воздуха и находится от нее в обратной зависимости. В условиях повышенной влажности парциальное давление водяного пара в воздухе становится близким к его значению у влажной кожи, около 40 мм рт. ст., и дальнейшее насыщение воздуха испаренной влагой становится затрудненным. Скорость испарения значительно снижается, а капли выделившегося пота стекают по коже, пропитывают одежду или даже падают на землю. Так как эта вода не принимает участия в отведении тепла, то ее выделение становится неэффективным. Подобное обильное потоотделение может привести к быстрой дегидратации и перегреву организма. Выполнение физической работы в плотной, «недышащей» одежде так же осложняет испарение пота, так как между кожей и одеждой образуется насыщенная влагой прослойка воздуха. С другой стороны, постоянное удаление пота с кожи, например, сухим полотенцем, также препятствует охлаждению тела через испарение.
Именно испарение, а не выделение пота, охлаждает тело человека.
Дата добавления: 2016-12-16; просмотров: 1017;
Похожие статьи:
Терморегуляция организма человека.
Теплообмен человека с окружающей средой. Человек постоянно находится в состоянии обмена теплотой с окружающей средой. Жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным выделением теплоты в окружающую среду. Ее количество зависит от степени физического напряжения в определенных климатических условиях и составляет от 85 Дж/с (в состоянии покоя) до 500 Дж/с (при тяжелой работе). Для нормального течения физиологических процессов в организме человека необходимо, чтобы выделяемое организмом тепло (Qтв) полностью отдавалось окружающей среде (Qто), то есть имел бы место тепловой баланс Qтв = Qто. Превышения тепловыделения организма над теплоотдачей в окружающую среду (Qтв > Qто) приводит к нагреву организма и к повышению температуры тела. Такое тепловое самочувствие характеризуется понятием жарко. Наоборот, превышение теплоотдачи над тепловыделением (Qтв< Qто) приводит к охлаждению организма и снижению его температуры. Такое тепловое самочувствие характеризуется понятием холодно.
Одним из важных показателей теплового состояния организма является средняя температура тела (внутренних органов) порядка 36,5 °С. Даже незначительные отклонения от этой температуры в ту или другую сторону приводят к ухудшению самочувствия человека. Она зависит от степени нарушения теплового баланса и уровня энергозатрат при выполнении физической работы.
Теплообмен между организмом человека и окружающей средой зависит от параметров микроклимата: температуры окружающей среды, скорости движения воздуха, относительной влажности воздуха. Чтобы понять влияние того или иного показателя на теплообмен, необходимо рассмотреть механизмы за счет которых теплота передается от одного предмета к другому (в частности, от человека к окружающей среде и наоборот).
Отдача тепла организмом человека происходит посредством:
— теплопроводности Qт;
— конвекции qк в результате смывания воздухом тела человека;
— излучения на окружающие поверхности Qиз;
— испарения влаги с поверхности кожи Qис и при дыхании Qв.
Теплота может передаваться только от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой. Интенсивность отдачи теплоты зависит от разности температур тел (в нашем случае — это температура тела человека и температура окружающих человека предметов и воздуха) и теплоизолирующих свойств одежды. Так как температура тела человека относительно величины 36,5 °С изменяется в небольшом диапазоне, то изменение отдачи теплоты от человека происходит, в основном, за счет изменения температуры окружающей человека среды. Если температура воздуха или окружающих человека предметов выше температуры 36,5 °С, происходит не отдача теплоты от человека, а наоборот, его нагрев.
Одежда человека обладает теплоизолирующими свойствами: чем она теплее, тем меньше теплоты переходит от человека к окружающей среде. Таким образом, регулировать теплообмен человека с окружающей средой можно за счет температуры окружающей среды и выбора одежды с различными теплоизолирующими свойствами.
Воздух, находящейся вблизи от теплого предмета, нагревается. Нагретый воздух имеет меньшую плотность и, как более легкий, поднимается вверх, а его место занимает более холодный воздух окружающей среды. Явление обмена порций воздуха за счет разности плотностей теплого и холодного воздуха называется естественной конвекцией.
Если теплый предмет обдувать холодным воздухом, то процесс замены более теплых слоев воздуха у предмета на более холодный ускоряется. В этом случае у нагретого предмета будет находиться более холодный воздух, разность температур между нагретым предметом и окружающим воздухом будет больше и интенсивность отдачи тепла от предмета окружающему воздуху возрастет.
Это явление называется вынужденной конвекцией. Таким образом, регулировать теплообмен между человеком и окружающей средой можно изменением скорости движения воздуха, т.е. передача теплоты конвекцией тем больше, чем ниже температура окружающей среды и чем выше скорость движения воздуха.
Тепловая энергия, превращаясь на поверхности горячего тела в лучистую (электромагнитную волну) — инфракрасное излучение, передается на другую (холодную поверхность), где вновь превращается в тепловую. Лучистый поток тем выше, чем больше разница температур человека и окружающих предметов. Причем лучистый поток может исходить от человека, если температура окружающих предметов меньше температуры человека, и наоборот, если окружающие предметы более нагреты, т.е. лучистый поток при теплообмене излучением тем больше, чем ниже температура окружающих человека поверхностей.
Интенсивность испарения, а следовательно, и величина отдачи тепла от организма окружающей среде зависит: во-первых, от температуры окружающей среды: чем выше температура, тем выше интенсивность испарения; во-вторых, от влажности воздуха: чем выше влажность, тем меньше интенсивность испарения; в-третьих, от скорости движения: интенсивность испарения возрастает при увеличении скорости движения воздуха; в-четвертых, от интенсивности работы: уровень потоотделения повышается пропорционально тяжести выполненной работы.
В процессе дыхания воздух окружающей среды, попадая в легкие человека, нагревается и одновременно насыщается водяными парами. Таким образом, теплота выводится из организма человека с выдыхаемым воздухом(Qв). Количество теплоты, выделяемой человеком с выдыхаемым воздухом, зависит от его физической нагрузки, влажности и температуры окружающего (вдыхаемого) воздуха. Чем больше физическая нагрузка и ниже температура окружающей среды, тем больше отдается теплоты с выдыхаемым воздухом. С увеличением температуры и влажности окружающего воздуха количество теплоты, отводимой через дыхание, уменьшается.
Таким образом, направление тепловых потоков Qт Qк Qиз может быть от человека к окружающим его воздуху и предметам и наоборот, в зависимости от того, что больше — температура тела человека или окружающего воздуха и окружающих его тел.
Тепловыделения организма человека определяются прежде всего величиной мышечной нагрузки при деятельности человека, а теплоотдача – температурой окружающего воздуха и предметов, скоростью движения и относительной влажностью воздуха.
Параметры микроклимата в природной среде и в производственных условиях могут изменяться в широких пределах. Вместе с изменением параметров микроклимата меняется и тепловое самочувствие человека. Нарушение теплового баланса в ту или иную сторону вызывают в организме человека реакции, способствующие его восстановлению.
Процессы регулирования тепловыделений для поддержания постоянной температуры тела человека называется терморегуляцией. Она позволяет сохранять температуру внутренних органов постоянной (Зб,5 °С) и не имеет в своем составе специфических органов. Противостояние холоду или жаре происходит под контролем нервной системы, которая включает конкретные органы в специфическую функциональную систему, обеспечивающую поддержание постоянной температуры наиболее эффективным и экономичным путем. Физиологическая система терморегуляции включает в себя регуляцию теплообразования и теплоотдачи.
Терморегуляция осуществляется следующими способами: биохимическим путем, путем изменения интенсивности кровообращения и интенсивности потовыделения.
Терморегуляция биохимическим путем состоит в изменении интенсивности окислительных процессов, происходящих в организме человека. Внешним проявлением биохимических регулирующих процессов является мышечная дрожь, которая как уже говорились, возникает при переохлаждении организма. Повышает выделение теплоты до 125…200 Дж/с. В результате сложных химических реакций при усвоении пищи вырабатывается тепло, которое расходуется на поддержание жизненных процессов: работы сердца, органов дыхания.
Терморегуляция изменением интенсивности кровообращения заключается в способности организма регулировать объем подаваемой крови, которую в данном случае можно рассматривать как переносчик теплоты от внутренних органов к поверхности тела человека путем сужения или расширения кровеносных сосудов.
При высоких температурах окружающей среды кровеносные сосуды кожи расширяются, и к ней от внутренних органов притекает больше крови и, следовательно, больше теплоты отдается окружающей среде.
При низких температурах происходит обратное явление: кровеносные сосуды сужаются, количество крови, а, следовательно, и теплоты, подаваемой к коже, уменьшается, снижается ее температура и, как следствие, — уменьшение отдачи теплоты от человека окружающей среде.
Терморегуляция изменением интенсивности потовыделения заключается в изменении процесса теплоотдачи за счет испарения. Охлаждение организма за счет испарения имеет большое значение. Так, при температуре окружающей среды 36 °С отвод тепла от человека в окружающую среду осуществляется практически только за счет испарения пота. В регулировании процесса теплообмена участвуют одновременно все способы, но в большей или меньшей степени.
Экспериментально установлено, что оптимальный обмен веществ в организме и соответственно максимальная производительность труда имеют место, если составляющие процесса теплоотдачи находятся в следующих пределах:
Qк+Qт=30%; Qиз-45
Qис=20% Qв=5%
Такой баланс характеризует отсутствие напряженности системы терморегуляции.
Параметры микроклимата воздушной среды, которые обусловливают оптимальный обмен веществ в организме и при которых нет неприятных ощущений и напряженности системы терморегуляции, называются комфортными или оптимальными. Зона, в которой окружающая среда полностью отводит теплоту, выделяемую организмом, и нет напряжения системы терморегуляции, называется зоной комфорта. Условия, при которых нормальное тепловое состояние человека нарушается, называются дискомфортными.
При незначительной напряженности системы терморегуляции и небольшой дискомфортности устанавливаются допустимые метеорологические условия. При превышении допустимых значений метеорологических параметров система терморегуляции работает в напряженном режиме, человек испытывает сильный дискомфорт, нарушается тепловой баланс и начинается перегрев или переохлаждение организма в зависимости от того, в какую сторону нарушен тепловой баланс.
Адаптация и акклиматизация при работе в условиях нагревающего и охлаждающего климата. Организм работающих в условиях постоянного воздействия повышенных или пониженных температур находится в состоянии динамического равновесия с внешней средой (динамическая стереотипия) — это равновесие, установившееся благодаря приспособлению организма человека к определенным метеорологическим условиям.
В основе адаптации к нагревающему или охлаждающему микроклимату лежат процессы, направленные на поддержание определенного уровня и взаимосвязи физиологических систем, органов, механизмов управления, обеспечивающих высокую жизнедеятельность организма.
На начальных этапах адаптация осуществляется за счет активации компенсаторных механизмов — первичных рефлекторных реакций, направленных на устранение или ослабление функциональных сдвигов в организме, вызванных термическими раздражителями. В процессе приспособления (адаптации) вся деятельность организма путём нейрогуморальных механизмов приводится во все более точное и тонкое уравновешивание с окружающей средой.
В результате адаптационного процесса устанавливается стабильное состояние жизненных систем организма в измененных микроклиматических условиях среды – акклиматизация.
Акклиматизация — приспособление к новым климатическим условиям является частным случаем адаптации, развивается в результате длительного пребывания в условиях высоких и низких температур. Характерными особенностями адаптации и акклиматизации являются улучшение общего состояния, более легкая переносимость высоких и низких температур, сокращение периода восстановления физиологических функций и работоспособности.
Адаптация к высоким температурам выражается в повышении работы мышц, значительном снижении основного обмена. При работе, связанной с высокой температурой помещения адаптация идет за счет снижения теплопродукции, формирования стойкого перераспределения кровенаполнения сосудов, так что с поверхности тела отдача тепла облегчается. Потоотделение из избыточного — в аварийной фазе — превращается в адекватное высокой температуре. В процессе адаптации при выраженном потоотделении наблюдается уменьшение концентрации хлоридов в поту, что способствует уменьшению нарушений водно-солевого обмена. Уменьшается АД, урежается частота пульса и дыхания, несколько снижается температура тела.
Адаптация к воздействию холода. Частое и длительное влияние холода приводит к повышению обмена веществ и усилению теплопродукции. При работе в холодных цехах или холодильниках первые дни в ответ на низкую температуру теплопродукция нарастает неэкономично, избыточно, теплоотдача еще недостаточно ограничена. После установления фазы стойкой адаптации процессы теплопродукции становятся интенсивнее, а теплоотдачи снижаются и в конечном итоге сбалансируются таким образом, чтобы наиболее совершенно поддерживать стабильную температуру тела в новых условиях.
К активной адаптации в этом случае присоединяются механизмы, обеспечивающие приспособление рецепторов к холоду, то есть повышение порога раздражения этих рецепторов. Быстрее восстанавливается температура кожи, отмечается менее выраженное сужение сосудов кожи, большее ее кровоснабжение, увеличивается объем циркулирующей крови.
В процессе адаптации к инфракрасному облучению понижается возбудимость рецепторов, отмечается незначительное учащение пульса и повышение температуры тела, повышение интенсивности потоотделения, увеличение количества жировых веществ и уменьшение концентрации хлоридов в поту.
Адаптация наблюдается при условии, если колебания параметров производственного микроклимата не выходят за пределы компенсаторных возможностей организма. Резко выраженные колебания метеорологических условий затрудняют адаптацию организма к ним. Чрезмерные по интенсивности и продолжительности тепловые раздражители могут привести к срыву адаптации. Срывы адаптации связаны со снижением иммунологической реактивности организма и влекут за собой разнообразные неблагоприятные последствия, в частности, повышенную заболеваемость.
Дата добавления: 2017-10-09; просмотров: 754;