Как поддерживается постоянная температура человека

Как поддерживается постоянная температура человека thumbnail

Ответ на этот вопрос лежит больше в области физики, чем биологии или медицины.

И вправду, почему «человеческая температура» не 55, 25, 10 или 0, наконец?

С точки зрения эффективности, оптимальной была бы постоянная температура тела примерно 22-23 градуса (среднесуточная температура в наиболее удобных для жизни регионах планеты).

Если бы задачей эволюции было создание идеальной биомодели теплокровного, то схема была бы такой: рабочая температура тела равна среднесуточной, ночью и в холодную пору включаются функции внутреннего обогрева, а днем и в тёплое время года организм получает энергию от Солнца. 

Внутри человеческого тела поддерживается постоянная температура, она повышается только в случае болезни. Организм сжигает в клетках питательные вещества для производства тепла. Большая часть съеденной пищи и произведенной из неё энергии уходит на обогрев тела. Даже в состоянии покоя тело производит столько тепла, что для комфорта человеку требуется более прохладная окружающая среда и воздух. Тело теряет тепло через поверхность кожи и в процессе дыхания. При значительных нагрузках мышцы могут вырабатывать столько тепла, как небольшой электрокамин.

Какой же орган в человеческом теле отвечает за поддержание температуры? Это гипоталамус, а температурные рецепторы на коже, внутри тела и в крови, выполняют роль датчиков. Когда слишком жарко, гипоталамус даёт команду участкам кожи на выделение пота. Кровеносные сосуды при этом расширяются, увеличивая теплоотдачу. Когда слишком холодно, гипоталамус сокращает прилив крови к конечностям и вынуждает мышцы вырабатывать дополнительное тепло с помощью дрожания (интенсивного и частого сокращения). Помимо этого, он стимулирует производство гормонов щитовидной железой, которые заставляют клетки быстрее сжигать питательные вещества, производя больше тепла.

Человек и остальные теплокровные существа очень далеки от оптимальной модели и почти не экономят энергию. А экономить имеет смысл: если змея или крокодил, после удачной охоты, может не есть несколько недель или даже месяцев, то люди, в отличие от хладнокровных, питаются раз в десять больше и чаще, отдавая до 90% энергии на обогрев тела, ведь наша рабочая температура гораздо выше температуры окружающей среды.

И это всё это ради автономности. Рептилии всецело зависят от температуры окружающей среды, выползая греться с первыми лучами солнца. У некоторых хладнокровных (например, ящериц) даже есть специальные кожистые «паруса», как у ископаемых динозавров и птеродактилей, выполняющие роль теплоуловителей. Человеку не требуются внешние источники энергии, у нас есть свой «внутренний двигатель».

Характерно, что и остальные теплокровные обитатели нашей планеты поддерживают в своих организмах примерно такой же температурный диапазон. У одомашненных парнокопытных, — коровы, лошади, козы, овцы и пр., — температура тела около 39 градусов; свиней — 39,7; кроликов — 39,8; у большинства птиц — выше 40.

Практически все теплокровные существа живут и функционируют в довольно узком диапазоне температур — от 35 до 41 градуса Цельсия. Особенность заключена в свойствах основного теплоносителя — воды, из которой состоит 70% тела человека (равно как и прочих теплокровных), а её теплоёмкость минимальна в диапазоне температур от 36 до 40 градусов. Именно в эту нишу попадают почти все теплокровные организмы планеты Земля.

Человеку требуется постоянный внутренний подогрев для поддержания температуры тела выше температуры окружающей среды. Иными словами, нам все время нужно греть воду внутри себя, а эффективнее всего это делать в узком диапазоне температур, поскольку для нагрева воды при 37 градусах требуется меньше всего килокалорий. Энергетически это самая выгодная для поддержания температура. Любой конструктор сделал бы то же самое, используя законы физики.

Если вам понравилась публикация — не забудьте:

— нажать «палец вверх»;

— подписаться на канал;

— оставить комментарий.

Источник

Leon Polinezi  ·  20 мая 2017

5,0 K

Температура тела человека поддерживается на относительно постоянном уровне, несмотря на колебания температуры окружающей среды. Это постоянство температуры тела носит название изотермии.

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 неодинаково интенсивно. В тканях и органах, производящих активную работу, — в мышечной ткани, печени, почках выделяется большее количество тепла, чем в менее активных — соединительной ткани, костях, хрящах.

Потеря тепла органами и тканями зависит в большой степени от их месторасположения: поверхностно расположенные органы, например кожа, скелетные мышцы, отдают больше тепла и охлаждаются сильнее, чем внутренние органы, более защищенные от охлаждения.

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 теплоотдачи, регулируемых нейроэндокринными механизмами. Терморегуляцию принято разделять на химическую и физическую.

Химическая терморегуляция осуществляется путем изменения уровня теплообразования, т. е. усиления или ослабления интенсивности обмена веществ в клетках организма.

Читайте также:  Температура воды которую может выдержать человек

Физическая терморегуляция осуществляется путем изменения интенсивности отдачи тепла.

Почему при температуре 36,9 человек чувствует себя хорошо, а при 37 мягко говоря не очень? Неужели 0,1 градуса так значительно влияют на состояние организма?

Студентка медвуза, но историк в душе. Будущий великий ученый (возможно)

Да, дело в том, что все обменные процессы в нашем организме контролируются ферментами. А ферменты могут работать в очень жестких условиях. Идеальная температура для них — 36.5-36.9. Если выше, то активность ферментов падает, а, если не ошибаюсь, при где-то 40 градусах они и вовсе перестают работать. Это называет термолабильностью.

Прочитать ещё 2 ответа

Как функционирует организм хладнокровных животных, если все химические реакции протекают только при оптимуме температуры?

Химическая технология высокомолекулярных соединений (различных полимеров)…

Оптимум температуры земноводных — предпочтительный диапазон температур для их жизнедеятельности.

Не совсем правильно говорить о том, что все химические реакции протекают только при оптимуме температуры, правильнее сказать что при оптимуме температуры для конкретного живого организма скорость химических реакций в его теле оптимальна.

Отсюда следует то, что при снижении температуры тела снижается скорость химических реакций, (при повышении — повышается), и за счёт этого земноводное медленнее двигается, медленнее «думает», медленнее усваивает пищу (или наоборот — делает это быстрее).

Выход за пределы оптимума сопровождается переходом организмов земноводных в анабиоз — состояние организма, в котором скорость химических реакций организма минимальна, и соответственно максимальна энергоэффективность организма, что позволяет земноводным находиться в этом состоянии долгое время (иногда даже годы).

У некоторых земноводных в зависимости от среды обитания при серьёзном понижении температуры тела может наблюдаться «замерзание», при этом (у лягушек например) печень земноводного выделяет перед «замерзанием» гликоген, который затем превращается в глюкозу, а она в свою очередь является неплохим «антифризом» , препятствуя образованию кристаллов льда в наиболее важных частях организма (всё остальное спокойно замерзает).

Ученые открыли тайну замороженных лягушек — National Geographic Россия

Почему нормальная температура тела человека 36.6°С? Как она поддерживается организмом? Почему, как и зачем температура повышается при болезни?

Фотограф ???? | https://www.andresivtsov.com

Именно такая температура человека обусловлена водой. Вода всё решает (её в нас 70%). Теплоемкость воды минимальна в диапазоне температур 36°С до 40°С. Другими словами, человеку необходимо всё время греть воду внутри себя и при этом тратить как можно меньше энергии на согревание себя же. Именно по этой причине все теплокровные организмы (в том числе и человек) имеют температуру тела, находящуюся в ранее указанном диапазоне. Это физика.

Всё вышесказанное мне объясняли на физике, но чтобы это вспомнить и рассказать умными словами, пришлось прибегнуть к гуглу. 

При температуре выше 40°С (вроде бы при 42°С) начинаются нарушения обмена веществ в тканях головного мозга, белок начинает денатурировать и др. малоприятные вещи для вашего организма. 

Ну а если бы у человека была бы низкая температура как у хладнокровных, то у него бы отсутствовала терморегуляция, иными словами, зимой значительная часть населения Земли была бы в спячке.

Природа удивительная штука 🙂

Прочитать ещё 2 ответа

Как осуществляется терморегуляция в организме?

Люблю природу и диких кошек. Домашних кошек и другую живность тоже люблю. Еще…

Если заглянуть в медицинские энциклопедии, то можно сходу понять, что теплообмен, он же терморегуляция представляет собой целый комплекс процессов в организме человека и других млекопитающих (теплокровных). Температура тела благодаря такой физиологии у нас находится на постоянном уровне с небольшими вариациями в зависимости от внутренних и внешних факторов. Поддерживается тепло за счет того, что мы производим и одновременно его отдаем, т. е. процессы можно сказать противоположные. Вырабатываем тепло внутри благодаря метаболизму, химическим процессам, основным «топливом» является пища. Отдаем тепло практически всей поверхностью тела, это т. н. физическая теплорегуляция за счет излучения тепла вовне, потения, конвекции. Если у человека много потовых желез, то большая часть тепла выходит как раз с потом, который испаряясь охлаждает организм. А, например, у собак тепло может выделяться через поверхность слизистых, поэтому они часто дышат ртом в жару. Также выделяется тепло с испражнениями. И так далее.

Прочитать ещё 2 ответа

Источник

temp02Как повышается температура?
Каков механизм этого?
Как работают жаропонижающие препараты?

temp01Если вы визуально себе представите мозг человека, то ровно между полушариями и чуть ниже будет находиться промежуточный мозг. Одна из его зон называется гипоталамус. Именно гипоталамус регулирует ваш гомеостаз, а с ним и температуру (помимо сотен еще важных процессов для организма). Рядом еще находится такой мозговой придаток как гипофиз и эти 2 друга — не разлей вода, они вместе контролируют большую часть ваших гормонов и нервишек по телу.

У гипоталамуса есть своеобразная «установочная точка нормальной температуры»: у кого-то 36,6, у кого-то 36,4, а у кого-то 36.8.

Это была вводная часть

Теперь про сам механизм повышения температуры от «старта» — провокатор — реакция-процессы-результат.
Представим гипотетическую ситуацию, что Карлсон который живет на крыше заболел. Не важно как — воспалилось что-то, поселились вирусы или бактерии. Пускай в организме Карлсона появились всякие грамположительные и грамотрицательные бактерии. В оболочке этих бактерий есть вещества, которые наши иммунные клетки (самые разные) распознают как чужие и опасные. Когда наши иммунные клетки пробираются по кровотоку или между клетками организма и выискивают диверсантов, они пытаются их как-то прибить — окружить и «сьесть», повредить, «откусить» кусок, натравить что-то еще и т.п. Когда начинается этап «расчлененки» врага, происходит распознавание из чего состоит враг, чтобы дать сигнал дальше — подозвать ультра специальные иммунные клетки или самостоятельно «запомнить» что это за враг на будущее или передать информацию как-то дальше, через каскад реакций. Большинство стенок всяких плохий бактерий состоит из веществ, которые наши иммуные клетки умеют распознавать как плохие с самого своего рождения. Когда они встречают эти вещества, они синтезируют свои — интерлейкин -1 альфа, интерлейкин 1 — бета, интерлейкин-6, в случае не с бактериями «фактор некроза опухоли», гамма — интерферон и т.п. Условный Интерлейкин -1 попадает в зону гипоталамуса, его рецепторы (нейроны) распознают его и это дает сигнал: «аааааа, у нас тут диверсант, шпионы новости принесли, диверсанта нужно убить, повышаем установочную точку температуры»

Читайте также:  Температура анальная здорового человека

Как организм повышает установочную точку температуры?

Вот эти все пирогены попадая к гипоталамусу влияют на синтез простагландинов, а большое количество тех запускает синтез циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). (вот это все можно не запоминать:))) Концентрация цАМФ и есть установочной точкой. Если приходит много пирогенов=много простагландина=много цАМФ=выше установочна точка температуры, которую организм считает нормой «на сейчас» Меньше пирогенов=меньше простагландина=меньше цАМФ=меньше установочная точка.
Здесь еще важно обьяснить про сам цАМФ и сам механизм поднятия температуры. Больше цАМФ — больше кальция «закидывается» для реакций, которые обеспечивают изменение температуры. Конкретно при болезни Карлсона она повышается. Как можно повысить организму температуру? Как в экономике- нужно или начать зарабатывать больше или экономить лучше. То есть или больше выделять тепла или меньше отдавать тепло вовне. У маленький детей чаще работает первый путь — увеличение теплопродукции, у взрослых второй путь — организм начинает меньше созданного тепла отдавать наружу. Гипоталамус как раз через свои функции влияет на сосуды и сокращение скелетных мышц (для этого нужен кальций), а это влияет на поддержку уровня температуры. Детки реже имеют стадию озноба и сразу начинают продуцировать тепло, взрослые превращаются в бледных зомби (суживаются артериолы, чтобы не отдавать тепло) и проходят стадию озноба (микросокращения мышц). Здесь не просто сотни, а тысячи реакций и процессов, на которых заметки недостаточно.

Теперь про жаропонижающие

Все они работают как жаропонижающие за счет того, что блокируют какие-то реакции с ферментом циклокисгеназа, нет фермента или блок на фермент в реакции=меньше простагландинов.
То есть так: В организме есть 100 условных единиц плохих веществ, которые должны дать условных 100 простагландинов, а те условных 100 цАМФ, которые поднимут уровень температуры. Для того, чтобы 100 плохих превратилось в 100 простагладинов, нужно 100 циклоокисгеназ. Все жаропонижающие блокируют участие циклооксигеназы. То есть у нас было 100 и реакция должна быть на 100, но 50 заблокировали и организм получил меньше информации про количество диверсантов и на 50% меньше поднимает температуру чем надо было бы.
Это все очень утрировано:) Не знаю, как проще обьяснить.
Ферменты циклооксигеназы бывают трех типов — ЦОГ1, ЦОГ2, ЦОГ3. все они +- одинаковые.

Парацетамол блокирует ЦОГ3 и слабо блокирует ЦОГ 1 и ЦОГ2.
Ибупрофен и аспирин хорошо влияет на ЦОГ1 и ЦОГ2. Причем в малых дозах аспирин лучше блокирует именно ЦОГ1.
Нимесил больше влияет на ЦОГ2.

Весь смысл современных рекомендаций не сбивать температуру до 38-39 не в том, что высокая для человека температура убьет какие-то там бактерии или вирусы. Температура 37-38 не сколько убивает, а замедляет размножение некоторых бактерий и вирусов. Смысл рекомендаций не сбивать в том, что если организм будет знать «реальное положение дел по количеству врагов», он может сам выдать нужное оружие — интерфероны и т.п. Но если мы не даем сигнал «много врагов» в то время когда их действительно много, то будет «мало оружия» от иммунной системы, ведь она «думает», что все ок.

И еще, чем выше температура, тем лучше проницаемость мембран клеток, тканей, ГЭБ барьеров, тем быстрее реакции-переносы, тем лучше и быстрее попадают лекарства в нужные места.

(с) Юлия Шулимова

Источник

Температура тела — комплексный показатель теплового состояния организма животных, включая человека. Является одним из основных и старейших биомаркеров.

Животные, способные сохранять свою температуру в узких пределах независимо от температуры внешней среды, называются теплокровными, или гомойотермными. К теплокровным животным относятся млекопитающие и птицы. Животные, лишённые такой способности, называются холоднокровными, или пойкилотермными. Поддержание температуры тела организмом называется терморегуляцией.

Читайте также:  Как можно заболеть чтобы у человека была температура

У холоднокровных животных температура тела мало отличается от температуры окружающей среды, и только при интенсивной мышечной деятельности у некоторых видов она может значительно превышать окружающую температуру.

Измерение температуры[править | править код]

Температуру тела измеряют максимальным термометром обычно в аксиллярной (подмышечной) области, в прямой кишке, во рту или в наружном слуховом проходе, определяя интенсивность ИК-излучения от барабанной перепонки. Для этого исходное показание максимального термометра должно быть заведомо ниже измеряемой температуры.

Температура тела человека[править | править код]

Температура тела каждого человека в течение дня колеблется в небольших пределах, оставаясь в диапазоне от 35,5 до 37,2 °C[1] для здорового человека. Уровень температуры ниже 35 °C указывает на наличие серьёзного заболевания. Жертвы переохлаждения впадают в ступор, если температура их тела снижается до отметки 32,2 °C, большинство теряют сознание при 29,5 °C и погибают при температуре ниже 26,5 °C. Рекорд выживания в условиях переохлаждения составляет 16 °C[1], а при экспериментальных исследованиях — 8,8 °C. На температуру влияют пол и возраст. У девочек температура тела стабилизируется в 13—14 лет, а у мальчиков — примерно в 18 лет. Средняя температура тела мужчин примерно на 0,5—0,7 °C ниже, чем у женщин[1].

Температурные различия между внутренними органами достигают нескольких десятых градуса. Разница между температурой внутренних органов, мышц и кожи может составлять до 5—10 °C, что затрудняет определение средней температуры тела, необходимой для определения термического состояния организма в целом.

Зависимость температуры от места измерения[править | править код]

Норма температуры зависит от места её измерения. Типичные результаты измерения температуры здорового человека следующие:

  • температура в анусе (ректально), влагалище или ухе: 37,5 °C;
  • температура во рту (орально): 37,0 °C;
  • температура в подмышечной впадине (аксиллярно): 36,6 °C.

Физиологические колебания температуры[править | править код]

Изменение температуры тела в течение суток

Известны физиологические колебания температуры тела в течение суток — суточный ритм: разница между ранне-утренней и вечерней температурой достигает 0,5—1,0 °C. Следуя суточному ритму, наиболее низкая температура тела отмечается утром, около 5 часов, а максимальное значение достигается вечером. Как и многие другие биоритмы, температура следует суточному циклу Солнца, а не уровню нашей активности. Люди, работающие ночью и спящие днём, демонстрируют тот же цикл изменения температуры, что и остальные.

Температура тела контролируется гормонами щитовидной железы и гипоталамусом. Нервные клетки гипоталамуса имеют рецепторы, которые напрямую реагируют на температуру тела увеличением или уменьшением секреции ТТГ, который, в свою очередь, регулирует активность щитовидной железы, гормоны которой (Т3 и Т4) отвечают за интенсивность метаболизма. В меньшей степени в регуляции температуры участвует гормон эстрадиол (основную роль играет в терморегуляции у женщин во время менструального цикла), повышение его уровня ведёт к снижению базальной температуры.

Многие заболевания эндокринной системы и опухоли головного мозга, затрагивающие область гипоталамуса, вызывают выраженные и, часто, устойчивые нарушения терморегуляции. Например, тиреотоксический криз (сопровождающийся резким выбросом гормонов Т3 и Т4 в кровь) приводит к резкому подъёму температуры тела, нередко превышающей критическую отметку и вызывающей смерть пациента.

Понижение (гипотермия) или повышение (гипертермия) температуры тела на несколько градусов нарушает процессы жизнедеятельности и может привести к охлаждению или перегреванию организма и даже к его гибели. При многих заболеваниях температура тела повышается до определённых пределов и регулируется организмом на новом уровне, например при лихорадке или простуде.

Температура способна подниматься в результате стресса, страха, ночных кошмаров, при интенсивной умственной работе, инфекции, и т.п.

Интересные факты[править | править код]

  • Нормальная температура человеческого тела близка к той, при которой вода (составляющая значительную часть человеческого тела) имеет наименьшую теплоёмкость.
  • Температура тела может повышаться по разным причинам. Например, микробы при попадании в организм выделяют токсины (яды), являющиеся белковыми веществами, чужеродный белок вызывает реакцию в организме, влияющую на выработку специфических веществ, которые действуют на температурный центр мозга, что, в свою очередь, изменяет температуру в сторону её повышения[источник не указан 3219 дней].
  • Психосоматический скачок температуры тела является весьма распространённым явлением. Человек убеждает себя, что температура тела растёт, и через какое-то время температура тела действительно завышается. Известны и случаи обратного эффекта[источник не указан 3429 дней].
  • Самая низкая в мире температура тела 14,2 °C зафиксирована 23 февраля 1994 года у 2-летней канадской девочки, проведшей 6 часов на морозе[2].

См. также[править | править код]

  • Лихорадка
  • Гипертермия
  • Субфебрильная температура
  • Гипотермия
  • Гомойотермия
  • Пойкилотермия
  • Анабиоз
  • Градус Фаренгейта

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

  • Бартон А. и Эдхолм О., Человек в условиях холода, пер. с англ., М., 1957
  • Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967
  • Hensel Н., Neural processes in thermoregulation, «Physiological Reviews», 1973, v. 5-3, № 4.
  • Огирко И. В. Рациональное распределение температуры по поверхности термочувствительного тела … стр. 332 // Инженерно-физический журнал Том 47, Номер 2 (Август, 1984)

Источник