Tvorba a uvolňování tepla v těle. Fyziologický základ. Přenos tepla a regulace lidského tepla
Tvorba tepla nebo produkce tepla je určována rychlostí metabolismu. Regulace tvorby tepla zvýšením nebo snížením metabolismu se nazývá chemická termoregulace.
Teplo generované tělem je neustále přenášeno do vnějšího prostředí. Pokud by nedošlo k žádnému přenosu tepla, tělo by zemřelo přehřátím. Přenos tepla se může zvyšovat a snižovat. Regulace přenosu tepla změnou jeho fyziologických funkcí se označuje jako fyzikální termoregulace.
Množství tepla generovaného v těle závisí na úrovni metabolismu v orgánech, která je určena trofickou funkcí nervového systému. Největší množství tepla se vytváří v orgánech s intenzivním metabolismem - v kosterních svalech a v žlázách, zejména v játrech a ledvinách. Nejmenší množství tepla se uvolňuje v kostech, chrupavce a pojivu.
S rostoucí teplotou okolí klesá tvorba tepla a s jeho poklesem se zvyšuje. Proto mezi teplotou prostředí a výrobou tepla jsou nepřímo úměrné vztahy. V létě klesá výroba tepla av zimě roste.
Vztah mezi výrobou tepla a přenosem tepla závisí na okolní teplotě. V prostředí 15-25 ° C je výroba tepla v klidu v oděvu na stejné úrovni a je vyvážena přenosem tepla (zóna lhostejnosti). Pokud je teplota média pod 15 ° C, pak za stejných podmínek se produkce tepla zvyšuje při 0 ° C a postupně klesá na 15 ° C (dolní zóna se zvýšeným metabolismem). Pokud je teplota média 25-35 ° C, metabolismus mírně klesá (zóna nízkého metabolismu) a termoregulace je udržována. Když teplota prostředí stoupne nad 35 ° C, dojde k narušení termoregulace, zvýšení metabolismu a tělesné teploty (horní zóna zvýšeného metabolismu, přehřátá zóna). Zvýšení teploty prostředí nebo zahřátí těla proto snižuje produkci tepla pouze na určitou úroveň při určité teplotě prostředí. Tato teplota se nazývá kritická, protože její další nárůst již nevede ke snížení, ale ke zvýšení produkce tepla a zvýšení tělesné teploty. Stejně tak během chlazení existuje kritická okolní teplota, pod kterou začíná klesat výroba tepla.
S odpočinkem svalů je nárůst tvorby tepla během ochlazování těla zanedbatelný.
Obzvláště významné zvýšení tvorby tepla při nízkých okolních teplotách je pozorováno při chvění a svalové práci. Nepravidelné, malé svalové kontrakce - chvění a zvýšené pohyby, které člověk dělá v chladu, aby se zahřál a zbavil se zimnice nebo chvění, zvýšil trofické funkce, výrazně zvýšil metabolismus a produkci tepla. Produkce tepla se také mírně zvyšuje u husích hrbolů - kontrakce svalů vlasových vaků.
Je třeba poznamenat, že chůze zvyšuje produkci tepla téměř dvakrát a rychle - až 4-5krát, se tělesná teplota může zvýšit o několik desetin stupně, a zvýšení teploty během práce urychluje oxidační procesy, a tím přispívá k oxidaci produktů rozkladu proteinů. Při dlouhodobé intenzivní práci při teplotě okolí nad 25 ° C se však tělesná teplota může zvýšit o 1-1,5 ° C, což již způsobuje změny a narušení životních funkcí. Když během svalové práce při vysoké okolní teplotě stoupne tělesná teplota na více než 39 ° C, může dojít k úpalům. Svaly představují 65 až 75% produkce tepla a dokonce 90% intenzivní práce.
Zbytek tepla se vytváří v žlázových orgánech, zejména v játrech.
Tělo v klidu nepřetržitě ztrácí teplo: 1) tepelným zářením nebo přenosem tepla kůží do okolního vzduchu; 2) vedení tepla nebo přímý přenos tepla k těm předmětům, které přicházejí do styku s kůží; 3) odpařování z povrchu kůže a plic.
V klidu se 70-80% tepla přenáší do životního prostředí kůží pomocí tepelného záření a vedení tepla a asi 20% se odpařuje vodou v kůži (pocení) a v plicích. Tepelné ztráty zahřátím vydechovaného vzduchu, moči a výkalů jsou zanedbatelné, činí 1,5–3% celkového přenosu tepla.
Během svalové práce se prudce zvyšuje přenos tepla odpařováním (u lidí, hlavně pocení) a dosahuje až 90% celkové denní produkce tepla.
Přenos tepla pomocí tepelného záření a vedení tepla závisí na teplotním rozdílu mezi kůží a prostředím. Čím vyšší je teplota pokožky, tím větší je přenos tepla uvedenými způsoby. L teplota pokožky závisí na průtoku krve do ní. Se zvyšující se teplotou okolí, arteriol a kožních kapilár. Ale protože rozdíl v teplotě kůže klesá, absolutní hodnota přenosu tepla při vysokých okolních teplotách je menší než při nízkých.
Pokud je teplota pokožky porovnána s teplotou okolí, přenos tepla se zastaví. Při dalším zvyšování teploty okolí pokožka nejen ztrácí teplo, ale také se zahřívá. V tomto případě chybí přenos tepla pomocí tepelného záření a vedení tepla a je zachován pouze přenos tepla odpařováním.
Naopak, v chladu, arteriol a kapilárách kůže se zužuje kůže, bledá, množství krve protékající psem se snižuje, teplota kůže klesá, teplotní rozdíl mezi kůží a prostředím je vyhlazený a přenos tepla se snižuje.
Člověk snižuje přenos tepla umělým potahem (prádlo, oblečení atd.). Čím více vzduchu v těchto krytech, tím snáze se udržuje teplo.
Regulace přenosu tepla odpařováním vody hraje velkou roli, zejména při svalové práci a při výrazném zvýšení okolní teploty. Při odpařování 1 dm3 se voda z povrchu kůže nebo sliznic ztrácí v těle 2428,4 kJ.
Ke ztrátě vody dochází v důsledku pronikání vody z hlubokých tkání na povrch kůže a hlavně v důsledku fungování potních žláz. Při průměrné teplotě okolí ztrácí dospělý z odpařování z kůže denně 1674,8–2093,5 kJ.
Vzhledem k prudkému zvýšení potu se zvyšující se okolní teplotou a během svalové práce se výrazně zvyšuje i přenos tepla, i když ne všechny poty se vypařují.
Velké ztráty potu jsou doprovázeny ztrátami velkého množství minerálních solí, protože obsah samotné stolní soli v potu je 0,3 - 0,6%. Při ztrátě potu 5 až 10 dm3 se ztratí 25 až 30 gramů chloridu sodného. Pokud je tedy žízeň způsobená nadměrným pocením uspokojena s vodou, pak dochází ke závažným poruchám způsobeným ztrátou významného množství solí (křeče atd.). Již při ztrátě potu 2 dm3 se v těle získá nedostatek solí. Tyto ztráty jsou kompenzovány pitnou vodou obsahující 0,5 - 0,6% chloridu sodného, \u200b\u200bkterá se doporučuje pít při dlouhodobém pocení.
Z povrchu plic neustále dochází k odpařování vody. Vydechovaný vzduch je 95-98% nasycený vodní párou, a proto čím je vdechovaný vzduch sušší, tím více tepla se uvolňuje odpařováním z plic. Za normálních podmínek se 300 až 400 cm3 vody denně vypařuje do plic, což odpovídá 732,7 až 962,9 kJ. Při vysokých teplotách se dýchání zrychluje a za chladu se stává vzácným. Odpařování vody z povrchu kůže a plic se stává jediným způsobem přenosu tepla, když teplota vzduchu dosáhne tělesné teploty. Za těchto podmínek se v klidu vypaří více než 100 cm3 potu za hodinu, což vám umožní dát asi 251,2 kJ za hodinu.
Vypařování vody z povrchu kůže a plic závisí na relativní vlhkosti. Přestává na vzduchu nasyceném vodní párou. Proto je obtížné tolerovat pobyt na vlhkém horkém vzduchu, například v lázni. Ve vlhkém vzduchu se člověk cítí špatně, a to i při relativně nízké okolní teplotě - při 30 ° C. Kožené a gumové oděvy jsou špatně tolerovány, protože jsou nepropustné a znemožňují odpařování potu, takže se pod takovým oděvem hromadí pot. Při vysoké teplotě vzduchu a svalové práci v kožených a gumových oděvech stoupá tělesná teplota.
Přehřátí osoby nasycené vodními parami je obzvláště nebezpečné, protože znemožňuje zbavit se přebytečného tepla nejúčinnějším způsobem - odpařování.
Naopak, v suchém vzduchu je člověk relativně snadno snášen výrazně vyšší teplotu než ve vlhkém prostředí.
Pro zvýšení přenosu tepla sáláním tepla, vedením tepla a odpařováním je velmi důležitý pohyb vzduchu. Zvýšení rychlosti vzduchu zvyšuje přenos tepla. V průvanu a ve větru se tepelné ztráty dramaticky zvyšují. Má-li však okolní vzduch vysokou teplotu a je nasycen vodní párou, pak se pohyb vzduchu neochladí. Fyzikální termoregulace je proto zajištěna: 1) kardiovaskulárním systémem, který určuje příliv a odtok krve v krevních cévách kůže a následně množství tepla přenášeného kůží do životního prostředí; 2) respirační systém, tj. Změny plicní ventilace; 3) změna funkce potních žláz.
Regulace tepla se provádí nervovým systémem a prostřednictvím hormonů. Velmi důležité jsou kondicionované reflexy prostředí, ve kterém bylo tělo opakovaně zahříváno nebo chlazeno.
Změny ve funkcích kardiovaskulárního systému, dýchacích cest a potních žláz jsou reflexně regulovány podrážděním vnějších smyslových orgánů a zejména podrážděním kožních receptorů se změnami teploty prostředí a také podrážděním nervových zakončení vnitřních orgánů s kolísáním teploty v těle. Fyziologické mechanismy fyzikální termoregulace jsou prováděny mozkovými hemisférami, prostřední, podlouhlou a míchou.
Přenos tepla se mění po přijetí hormonů, které mění funkce orgánů zapojených do fyzické termoregulace.
K porušení tepelné rovnováhy skutečně dochází v důsledku poškození vnitřních orgánů zapojených do regulace tepla.
Normálně by se teplota osoby měla udržovat v rozmezí 36,2-37 stupňů. Termoregulace lidského těla je schopnost těla řídit přenos tepla tak, aby teplota nepřekročila přípustnou hodnotu. Tepelné rovnováhy je dosaženo těmito způsoby: změnou objemu krevního oběhu a množství produkovaného potu v důsledku biochemických procesů. Současně jsou všechny typy přenosu tepla odpovědné za normalizaci váhy najednou, liší se pouze stupeň jejich zapojení.
Mechanismus výměny regulace
Přenos chemického tepla se dosahuje výrobou energie. Do tohoto procesu jsou zapojeny všechny orgány, zejména pokud jimi prochází krev. Maximální množství energie je produkováno v proužkovaných příčných svalech a játrech. Řízení rovnováhy tělesné teploty v důsledku uvolňování tepelné energie je fyzická regulace tepla. Provádí se přímou výměnou tepla se studenými předměty, vzduchem, infračerveným zářením. To může také zahrnovat dýchání a odpařování potu z kůže.
Jak je udržována tepelná rovnováha
Vnitřní teplota je řízena speciálními citlivými receptory. Většina z nich se nachází v kůži, ústní sliznici a horních cest dýchacích. Pokud podmínky prostředí nejsou normální, receptory vyšlou signál do mozku a objeví se pocit přehřátí nebo podchlazení. Procesy tvorby nebo ztráty tepla jsou spouštěny termoregulačním centrem.
Je třeba poznamenat, že mechanismy produkce energie se objevují také díky určitým hormonům. Například tyroxin zvyšuje produkci tepla zrychlením metabolických procesů. Adrenalin má stejný účinek, je to však způsobeno zrychlením oxidačních procesů. Kromě toho adrenalin omezuje krevní cévy v kůži, což také pomáhá udržovat teplo.
Biochemická metoda
Biochemické cesty termální rovnováhy je dosaženo zvýšením oxidačních procesů, které se vyskytují v lidském těle. Navenek se takový jev projevuje chvěním ve svalech, které se objevuje, pokud je tělo hypotermické. Výsledkem je, že se do těla přivádí více tepla, aby se dosáhlo rovnováhy. Pokud není teplo generováno při snížení okolní teploty, znamená to nevyváženost.
Zvýšený krevní oběh
Nerovnováha tepla je také regulována změnou intenzity objemu dodávané krve, která přenáší energii z orgánů na povrch těla. Krevní oběh je podporován rozšiřováním / stahováním cév. Pokud je třeba teplotu snížit, dojde k expanzi. Pro zvýšení zúžení tepla. Objem dodané krve se může třicetkrát lišit, uvnitř prstů - až šest setkrát.
Intenzita potu
Fyzická regulace přenosu tepla může nastat zvýšeným potem. V tomto případě je rovnováhy tepla dosaženo odpařováním. Mechanismy odpařovacího chlazení těla jsou pro tělo nesmírně důležité. Například, pokud je okolní teplota na ukazateli 36 stupňů, přenos tepla z osoby do vnější atmosféry se provádí hlavně díky uvolňování potu a jeho odpařování.
Přípustný rozsah parametrů prostředí
Při různých teplotních parametrech se termoregulační mechanismy vyrovnávají s udržováním tepelné rovnováhy. Za podmínek vzduchu, kdy fyzická termoregulace určuje optimální hladinu metabolismu u člověka, není napětí ani jiné negativní pocity. Tyto podmínky jsou považovány za optimální nebo pohodlné. 
Oblast, ve které vnější prostředí téměř úplně pohlcuje teplo generované tělem, ale současně regulační mechanismy udržují teplotu těla pod kontrolou, je považována za přijatelnou.
Podmínky, za kterých dochází k narušení tepelné rovnováhy těla, jsou považovány za nepříjemné. Pokud termoregulační mechanismy pracují při nízkém napětí, jsou podmínky stanoveny jako nepříjemné. Takové prostředí se vyznačuje meteorologickými parametry, které nepřekračují přípustnou normu.
Pokud parametry překročí nastavené hodnoty, pak systémy regulace tepla pracují v rozšířeném (intenzivním) režimu. Tyto podmínky způsobují značné nepohodlí, dochází k narušení tepelné rovnováhy. Tam je podchlazení těla nebo jeho přehřátí, v závislosti na které straně je tepelná rovnováha narušena, plus nebo mínus.
Příčiny tepelné rovnováhy
Během fyzického stresu dochází k malým změnám ve výrobě tepelné energie a jejím přenosu do atmosféry. Nejedná se o porušení, protože v klidném stavu, v procesu odpočinku, se všechny procesy termoregulace rychle vrátí do normálu.
Porucha metabolismu tepla se zpravidla objevuje jako důsledek systémových onemocnění doprovázených zánětlivými procesy v těle. Situace, které během zánětu způsobily výrazné zvýšení tělesné teploty, jsou však nesprávně považovány za patologické.
Zdá se, že horečka a horečka zastavují růst buněk postižených bakteriemi, viry. Ve skutečnosti jsou tyto struktury přirozenou ochrannou reakcí imunitního systému a zde není vyžadována léčba.
Ve skutečnosti dochází k narušení tepelné rovnováhy v důsledku poškození vnitřních orgánů podílejících se na regulaci tepla - hypotalamu, mozku (páteře a mozku), hypofýzy.
Fyzikální a biochemická regulace přenosu tepla je narušena, pokud dojde k mechanickému poškození těla, tvorbě nádorů, krvácení. Kromě toho zvyšují porušování kardiovaskulárního a endokrinního systému, poruchy hormonální hladiny, fyzické přehřívání / podchlazení.
Patologické ošetření
K obnovení správného toku mechanismů regulace tepla je nutné odpovídající ošetření, které je předepsáno po zjištění příčin narušení výroby a dodávky tepelné energie. Předtím, než lékař rozhodne, jaká léčba je nutná, dá doporučení neurologovi, doporučí provést laboratorní testy a podstoupit předepsané lékařské testy. Pouze tento přístup vám umožní naplánovat správné ošetření, které pomůže obnovit systém přirozené termoregulace.
Přenos teplav lidském těle jsou to fyziologické procesy, které zajišťují udržování tělesné teploty v určitých mezích s malými výkyvy.
Přenos tepla v lidském těle
Tělesná teplota je vždy na stejné úrovni (podle principu samoregulace). Odchylky od úrovně vyžadují okamžitou akci k obnovení normalizace teploty.
Konstantní tělesnou teplotu lze dosáhnout dvěma opačně orientovanými procesy, kterými jsou výroba tepla a přenos tepla.
Produkce tepla (produkce tepla v těle) závisí hlavně na správné a intenzivní práci metabolických procesů a nazývá se chemická regulace tepla. Přenos tepla povrchu těla do vnějšího prostředí se nazývá fyzická regulace tepla.
Důvody, proč mrznou ruce a nohy?
Stává se, že procesy přenosu tepla dominují procesům přenosu tepla a pak se tělo přehřívá. Pokud procesy přenosu tepla převažují nad procesy výroby tepla, může dojít k ochlazení.
Když je venku zima, mnoho lidí si stěžuje, že jejich paže a nohy mrznou. Pocit chladu nemusí opustit, i když jste již v teplé místnosti. Zpočátku je nutné pochopit, proč končetiny mrazí - k tomu dochází po celou dobu nebo za určitých okolností. Předpokládá se, že prsty a prsty zmrznou rychleji než jiné části těla, a to je normální. Protože na nohou a dlaních je více pojivové tkáně a méně svalu a v něm je krevní oběh intenzivnější. Je třeba si uvědomit, že v těchto místech jsou pouze oblasti kůže, které uvolňují teplo, a není tu žádná tuková tkáň, která by ji mohla udržet. Naše dlaně a nohy jsou umístěny daleko od tepelných zdrojů těla, jsou špatně zásobeny krví. Zároveň plnohodnotní lidé mrznou mnohem méně než hubení, jejich „vlastní tuk“ je zahřívá. Zmrazující končetiny mohou být pro tělo varováním před úkrytem. A pokud vyšetření ještě nebylo provedeno a skutečná příčina neustále zmrzlých nohou a rukou nebyla objasněna, pak, aby se zachoval normální stav těla, je třeba vzít kontrastní koupele a jíst správně.
Tak proč mrznou končetiny?
Důvody, proč jsou nohy a paže mrznoucí, mohou být mnohé, zvažte nejběžnější z nich:
- Přítomnost VVD (vegetativní-vaskulární dystonie) narušuje normální fungování krevních cév.
- Člověk může rychle ztratit teplo z těla s nedostatečným množstvím železa.
- Pokud máte nedostatek v tucích rozpustných vitamínů A a E, může to také vést k zamrznutí vašich rukou a nohou.
- V porucha štítné žlázy , končetiny také neustále ochlazují.
Pro zahřátí končetin a odstranění nemoci je nutné vést správný životní styl, vzdát se špatných návyků, správně jíst a starat se o své zdraví. Pomůže také přijetí kontrastních koupelí pro ruce a nohy, návštěvy lázní a saun, povinná gymnastika a masáž končetin. Pro včasnou prevenci onemocnění štítné žlázy a obecně pro zlepšení vaší pohody doporučujeme použít lék
Vytváření tepla je určováno rychlostí metabolismu.
Regulace produkce tepla zvýšením nebo snížením metabolismu se nazývá chemická termoregulace. Teplo generované tělem je neustále dáváno do okolí. Pokud nedojde k přenosu tepla, tělo zemře na přehřátí.
Regulace přenosu tepla změnou fyziologických funkcí, které jej provádějí, se nazývá fyzikální termoregulace.
Největší množství tepla se vytváří v orgánech s intenzivním metabolismem - v kosterních svalech, v žlázách, v játrech a ledvinách.
Svaly tvoří 65-75% produkce tepla a při intenzivní práci dokonce 90% se zbytek tepla vytváří v žlázových orgánech, zejména v játrech.
Se zvyšující se teplotou okolí klesá tvorba tepla a se zvyšující se teplotou. Proto mezi teplotou prostředí a výrobou tepla jsou nepřímo úměrné vztahy. V létě klesá výroba tepla, v zimě se zvyšuje. Když však teplota prostředí stoupne nad 35 ° C, dojde k narušení termoregulace (zóna přehřátí), metabolismu a zvýšení tělesné teploty. Tato teplota se nazývá kritická. Stejně tak během chlazení existuje kritická okolní teplota, pod kterou začíná klesat výroba tepla.
Při okolní teplotě 15-25 0 C je tvorba tepla v klidu v oděvu na stejné úrovni a je vyvážena přenosem tepla (zóna lhostejnosti).
Za normálních podmínek je tělesná teplota relativně konstantní. Průměrná teplota v těle je teplota v podpaží, teplota je 36,5-37 o C.
Pokud je pro udržení konstantní tělesné teploty vyžadováno další teplo, může být vybráno následujícími způsoby:
- - kvůli svévolné činnosti pohybového aparátu;
- - v důsledku nedobrovolné tonické nebo rytmické svalové aktivity: třes způsobený nachlazením (tonickou aktivitu lze detekovat elektromyografií);
- - v důsledku zrychlení metabolických procesů nesouvisejících se svalovou kontrakcí; tato forma produkce tepla se nazývá neadrenální termogeneze (u dětí).
Dospělý se chvěje a zvyšuje pohyby, které dělá, aby se udržel v teple - nejdůležitější mechanismus termogeneze.
Produkce tepla se také mírně zvyšuje u „husích hrbolů“ - kontrakce svalů vlasových vaků.
Chůze zvyšuje produkci tepla téměř 2krát a rychlý běh - 4-5krát se může tělesná teplota zvýšit o několik desetin stupně. Při dlouhodobé intenzivní práci při okolní teplotě nad 25 0 C stoupá tělesná teplota o 1-1,5 0 C, což způsobuje změny a narušení těla. Při svalové práci při vysoké teplotě prostředí se tělesná teplota zvýší nad 39 0 C, může dojít k úpalům.
Rozptyl tepla
Tělo v klidu neustále ztrácí teplo:
- - tepelné záření nebo přenos tepla z kůže do okolního vzduchu;
- - vedení tepla nebo přímý přenos tepla k těm předmětům, které přicházejí do styku s kůží;
- - odpařování vody z povrchu kůže a plic.
V klidu se 70-80% tepla uvolňuje do životního prostředí kůží pomocí tepelného záření a vedení tepla, asi 20% je odpařování vody z povrchu kůže (pocení) a plic. Tepelné ztráty zahřátím vydechovaného vzduchu, moči a výkalů jsou zanedbatelné a činí 1,5 - 3% celkového přenosu tepla. Během svalové práce se prudce zvyšuje přenos tepla odpařováním (pocení) a dosahuje až 90% celkové denní produkce tepla.
Přenos tepla pomocí tepelného záření a vedení tepla závisí na teplotním rozdílu mezi kůží a prostředím. Čím vyšší je teplota pokožky, tím větší je přenos tepla uvedenými způsoby. A teplota kůže závisí na průtoku krve do ní. Když teplota okolí stoupne, arterioly a kapiláry kůže expandují, kůže zčervená, množství krve protékající se zvyšuje, teplota kůže stoupá a zvyšuje se přenos tepla radiací tepla a vedení tepla.
Zvýšení množství krve protékající kůží také nastává v důsledku míchání uložené krve z jater, sleziny a kapilár samotné kůže.
Hodnota přenosu tepla při vysokých okolních teplotách je nižší než při nízkých. Pokud je teplota pokožky porovnána s teplotou okolí, přenos tepla se zastaví. Při dalším zvýšení teploty okolí pokožka nejen ztrácí teplo, ale také se zahřívá. V tomto případě chybí přenos tepla pomocí tepelného záření a vedení tepla a je zachován pouze přenos tepla odpařováním.
V chladu se arterioly a kapiláry kůže zužují, kůže bledá, množství krve protékající skrz se snižuje, teplota kůže klesá, teplotní rozdíl mezi kůží a prostředím je vyhlazený a snižuje se přenos tepla.
Člověk omezuje přenos tepla umělým potahem (prádlo, oblečení). Čím více vzduchu v těchto krytech, tím snáze se udržuje teplo.
Regulace přenosu tepla odpařováním vody hraje velkou roli, zejména při svalové práci a při výrazném zvýšení okolní teploty. Odpařením 1 dm 3 (1 l) vody z povrchu kůže a sliznic ztratí tělo 600 kcal. Při průměrné okolní teplotě ztrácí dospělý den 400-520 kcal denně odpařováním z kůže.
Ke ztrátě vody dochází v důsledku pronikání vody z hlubokých tkání na povrch kůže a hlavně v důsledku fungování potních žláz.
Velké ztráty potu jsou doprovázeny ztrátami velkého množství minerálních solí, pouze NaCl v potu 0,3 - 0,6%. Při ztrátě 5 až 10 litrů potu se ztratí 30 až 40 g chloridu sodného. Pokud je tedy žízeň způsobená nadměrným pocením uspokojena vodou, mohou nastat závažné poruchy (křeče atd.). Při silném dlouhodobém pocení se doporučuje pít minerální vodu nebo vodu obsahující 0,5 - 0,6% NaCl.
Z povrchu plic neustále dochází k odpařování vody. Vydechovaný vzduch je 95-98% nasycený vodní párou, a proto čím je vzduch vdechován, tím více tepla se uvolňuje odpařováním z plic. Za normálních podmínek se 300–400 ml (180–240 kcal) vody lehce odpařuje každý den. Při vysokých teplotách dýchání zrychluje a zpomaluje v chladu. Když teplota vzduchu dosáhne tělesné teploty, vypařování z povrchu kůže a plic se stává jediným způsobem přenosu tepla. Za těchto podmínek se v klidu odpařuje více než 100 ml potu za hodinu, což vám umožňuje dávat asi 60 kcal za hodinu.
Vypařování vody z povrchu kůže a plic závisí na relativní vlhkosti. Odpařování se zastaví na vzduchu nasyceném vodní párou, takže pobyt na vlhkém horkém vzduchu, jako je například lázeň, je obtížné tolerovat. Ve vlhkém vzduchu se člověk cítí špatně i při relativně nízké teplotě (při 30 0 C). Kožené a gumové oděvy jsou nepropustné pro vzduch, nedochází k odpařování, pod oděvem se hromadí pot. S vysokou teplotou vzduchu a svalovou prací v takových oděvech se zvyšuje tělesná teplota. Přehřátí osoby v atmosféře nasycené vodní párou je zvláště nebezpečné, protože znemožňuje zbavit se přebytečného tepla a odpařování. V suchém vzduchu je člověk relativně snadno tolerovat výrazně vyšší teplotu než ve vlhkém prostředí.
Pro zvýšení přenosu tepla tepelným zářením, vedením tepla a odpařováním je velmi důležitý pohyb vzduchu.
Zvýšení rychlosti vzduchu zvyšuje přenos tepla. V průvanu a ve větru se tepelné ztráty dramaticky zvyšují. Má-li však okolní vzduch vysokou teplotu a je nasycen vodní párou, pak se pohyb vzduchu neochladí.
Poskytuje se tedy fyzická termoregulace:
- 1) kardiovaskulární systém, který určuje příliv a odtok krve v krevních cévách kůže, a tedy množství tepla přenášeného kůží do životního prostředí;
- 2) respirační systém, tj. změny plicní ventilace;
- 3) změna funkce potních žláz.
Regulace přenosu tepla se provádí dvěma způsoby:
- 1) nervový systém;
- 2) prostřednictvím hormonů.
Přizpůsobení nepříznivým podmínkám je zásadní.
Změny ve funkcích kardiovaskulárního systému, dýchacích cest a potních žláz jsou reflexně regulovány: podrážděním vnějších smyslů a zejména podrážděním kožních receptorů při změně okolní teploty a podrážděním nervových zakončení vnitřních orgánů s kolísáním teploty v těle. Fyziologické mechanismy fyzikální termoregulace jsou prováděny mozkovými hemisférami, prostřední, podlouhlou a míchou.
Porucha termoregulace
Zvýšení tělesné teploty nad normální úroveň v rozporu s termoregulací se nazývá horečka. S horečkou se metabolismus zvyšuje o 50 - 100% nebo více. Rozpad bílkovin zvláště zvyšuje. V krvi se hromadí produkty rozpadu bílkovin, dochází k negativní rovnováze dusíku. Při horečce produkuje oxidace proteinů asi 30% produkce tepla. Zvyšuje se také metabolismus uhlohydrátů a tuků, což vede k vyčerpání těla. Hromadí se velké množství meziproduktových metabolických produktů. Poruchy fyziologických procesů. Palpitace srdce zvyšují krevní tlak, zrychluje dech, psychika je narušena (delirium, halucinace), což je způsobeno poruchou nervového systému. Při teplotě 40 - 41 0 С začíná delirium, při teplotě 43 0 С dochází k smrti, v ojedinělých případech při teplotě rovné 45 0 С.
Když se tělo ochladí, fyziologické procesy jsou také narušeny. Při dlouhodobém vystavení chladu po pocitu nachlazení a chvění se objevuje pocit tepla způsobený průtokem krve do kůže, pak apatií a narušenou funkcí mozku. (Při ochlazování dochází ke snížení vitální aktivity, protože metabolismus v těle a potřeba tkáně v kyslíku jsou sníženy).
U lidí k smrti obvykle dochází při teplotě pod 32-33 0 C, a když se funkce nervového systému mění s drogami, je pod 24 0 C. V ojedinělých případech se lidem podařilo zachránit své životy, když teplota klesne na 22,5 0 C.
Nepřetržité přizpůsobování podmínkám prostředí.
Regulační mechanismy - termogeneze, vazomotorické reakce, pocení - se aktivují během několika sekund nebo minut po začátku teplotního stresu. Kromě nich existují i \u200b\u200bdalší mechanismy, které zajišťují dlouhodobé přizpůsobení se klimatickým změnám v životním prostředí.
Takové procesy se nazývají fyziologická adaptace nebo aklimatizace. Jsou založeny na modifikacích orgánů a funkčních systémů, které se vyvíjejí pouze pod vlivem dlouhodobého (během dnů, týdnů a měsíců) konstantních nebo opakovaných teplotních stresů.
Tepelná adaptace
Schopnost lidí přizpůsobit se teplu je zásadní pro přežití v tropech a pouštích, jakož i pro vykonávání těžké práce při vysokých teplotách na pracovišti.
Nejdůležitějším posunem je změna intenzity potu, která se zdvojnásobuje a činí 1-2 l / h. Kromě toho začíná pot při nižší průměrné kůži a vnitřní teplotě, která slouží jako ochrana před nadměrným srdečním rytmem a zvýšeným průtokem periferní krve, tj. Před úpalem.
Adaptace je také spojena s významným poklesem obsahu iontů v potu (nedochází k šoku ze ztráty iontů), se zvýšením objemu plazmy a jejího proteinu. U obyvatel tropických oblastí není intenzita reakce tak vysoká, aby způsobovala pocení. Teplotní práh je posunut směrem k vyšší tělesné teplotě, v důsledku toho se při každodenním tepelném zatížení potí méně.
Studená adaptace
Mnoho zvířat se přizpůsobí chladu velmi jednoduše - díky růstu kožešin se zvyšuje jejich tepelná izolace. U malých zvířat se vyvíjí maligní termogeneze a hnědá tuková tkáň.
Člověk má „behaviorální adaptaci“ - používání oděvů a teplých domovů. Rovněž se vyvíjí tolerantní (studená) adaptace. Teplotní práh chvění a křivky metabolických termoregulačních reakcí jsou posunuty směrem k nižším teplotám, dochází k mírné podchlazení. (Australští domorodci tráví noc téměř nahou při teplotě blízké nule, aniž by zažívali třes. Podobná schopnost je dobře vyvinuta mezi korejskými a japonskými hledači perel, kteří se potápí do hloubky několika hodin denně při teplotě vody asi 10 0 C.)
Lidská činnost je doprovázena neustálým uvolňováním tepla do životního prostředí. Jeho množství závisí na stupni fyzického stresu a pohybuje se od 85 W (v klidu) do 500 W (při provádění těžké práce). Aby fyziologické procesy v těle normálně pokračovaly, musí být teplo uvolňované tělem zcela odváděno do okolního prostředí. Nerovnováha tepelné rovnováhy může vést k přehřátí nebo k podchlazení těla a v důsledku toho k postižení, rychlé únavě, ztrátě vědomí a tepelné smrti.
Při přenosu tepla hraje hlavní roli teplotní režim pokožky. Jeho teplota se značně liší a pod oblečením je 30 ... 34 ° C. Za nepříznivých povětrnostních podmínek v určitých částech těla může teplota klesnout na 20 ° C a někdy i nižší.
K normální tepelné pohodě dochází, když je teplo člověka zcela vnímáno prostředím, tj. když je tepelná rovnováha a teplota vnitřních orgánů zůstává konstantní. Pokud nelze tepelnou produkci těla zcela přenést do okolního prostředí, teplota vnitřních orgánů stoupá a taková tepelná pohoda je charakterizována konceptem „horkého“. Nejvyšší teplota vnitřních orgánů, které člověk vydrží, je 43 ° C. V případě, že prostředí vnímá více tepla, než jak ho člověk reprodukuje, tělo se ochladí. Taková tepelná pohoda je charakterizována konceptem „chladu“. Minimální teplota vnitřních orgánů, které člověk vydrží, je 25 ° C. Pohodlné prostředí je takové, jehož chladicí schopnost odpovídá produkci tepla osoby. V podmínkách pohodlí člověk nemá žádné rušivé tepelné pocity - studené nebo přehřáté.
Tepelná rovnováha lidského těla za různých povětrnostních podmínek je odlišná. Největší vliv na pohodu člověka má teplota
vzduch. Nejprve je cítit otevřenými povrchovými částmi lidského těla. Intenzita metabolismu a oxidačních procesů v tkáních, regulace krevního zásobení kůže, pocení a dýchání závisí na tělesné teplotě. Při normální teplotě je až 45% tepla odváděno z kůže osoby do vzduchu v místnosti sáláním, až 30% v důsledku konvekčního přenosu tepla a až 25% v případě, že se pot vypaří.
Vysoká teplota vzduchu má nepříznivý vliv na kardiovaskulární a centrální nervový systém člověka. Nízká teplota může způsobit lokální a obecnou podchlazení, způsobit nachlazení.
Výměna tepla mezi člověkem a prostředím se provádí konvekcí (proces mytí těla vzduchem).
Vyvolává se teplota, rychlost, relativní vlhkost a atmosférický tlak okolního vzduchu ukazatele mikroklimaa jejich číselné hodnoty jsou parametry mikroklima.
Mikroklimatické parametry a intenzita fyzické zátěže těla charakterizují stupeň pohodlí průmyslového mikroklimatu, vnímání tepla člověka a jeho výkon.
Je stanoveno, že při teplotě vzduchu vyšší než 30 ° C začíná lidská výkonnost klesat. Maximální teplota vdechovaného vzduchu při
který je člověk schopen dýchat několik minut bez použití zvláštního ochranného vybavení, je asi 116 ° C.
Lidská tolerance k teplotě také závisí na vlhkosti a rychlosti pohybu okolního vzduchu. Čím vyšší je relativní vlhkost, tím méně se odpařuje pot za jednotku času a tím rychleji se tělo přehřívá. Obzvláště nepříznivý účinek na tepelnou pohodu člověka má vysoká vlhkost vzduchu při teplotě vzduchu nad 30 ° C. Při této teplotě prochází veškeré uvolňované teplo odpařováním potu. Ale s vysokou vlhkostí se pot neodpaří, ale stéká po kapkách z povrchu kůže, vyčerpává tělo a neposkytuje potřebný přenos tepla. Spolu s potem ztrácí lidské tělo značné množství minerálních solí. Za nepříznivých podmínek průmyslového mikroklimatu může člověk ztratit tekutinu o 8 ... 10 litrů za směnu as ní až 40 g chloridu sodného (celkem asi 140 g v lidském těle). Při vysokých teplotách vzduchu se sacharidy a tuky konzumují intenzivněji a proteiny se ničí.
Dlouhodobé vystavení vysoké teplotě, zejména v kombinaci s vysokou vlhkostí vzduchu, může vést k významnému hromadění tepla v těle ak rozvoji přehřátí těla nad přípustnou hladinu - hypertermie - stav, kdy tělesná teplota stoupá na
38 ... 39 ° C (úpal). V tomto stavu se častěji vyskytují bolesti hlavy, závratě, celková slabost, zkreslení vnímání barev, sucho v ústech, nevolnost, zvracení, silné pocení, puls a dýchání. Bledost, cyanóza je pozorována, žáci jsou rozšířeni, občas se mohou objevit křeče, může dojít ke ztrátě vědomí.
V horkých dílnách pro opravy železničních kolejových vozidel existují technologické procesy, které se vyskytují při teplotách výrazně vyšších než je teplota okolního vzduchu. Vyhřívané povrchy vysílají do vesmíru toky sálavé energie, což může vést k negativním důsledkům. Infračervené paprsky mají hlavně tepelný účinek na lidské tělo a narušují normální činnost kardiovaskulárního a centrálního nervového systému. Tyto paprsky mohou způsobit popálení kůže a očí. Nejčastějším a těžkým poškozením očí způsobeným expozicí infračerveným paprskům je oční katarakta.
Výrobní procesy prováděné při nízkých teplotách, vysoké mobilitě a vlhkosti mohou způsobit ochlazení a dokonce i podchlazení těla - podchlazení. V počátečním období vystavení mírnému chladu dochází ke snížení dýchací rychlosti, ke zvýšení objemu vdechovaného vzduchu. Při dlouhodobém vystavení chladu
