Терморегуляция - это способность животных организмов поддерживать температуру тела в определённых границах, даже если температура внешней среды сильно отличается.

Изотермия — постоянство температуры тела

Ø обеспечивает независимость обменных процессов в тканях и органах от колебаний температуры окружающей среды;

Ø обеспечивает температурные условия для оптимальной активности ферментов.

Человеческий организм обладает способностью поддерживать тепловое равновесие на более или менее постоянном уровне, не­смотря на значительные колебания температуры внешней среды. Суммарный теплообмен организма можно представить в виде следующей простой формулы

M +_ C +_R – E = S

где M – тепловая энергия, высвобождаемая в процессе мышечной работы и обмена веществ.

C – тепло, отдаваемое или приобретаемое организмом путем теплопроводности или конвекции воздуха.

R - , отдаваемое или приобретаемое организмом излучением

E - , отдаваемое организмом испарением

S – суммарный теплообмен

Как бы не менялись показатели левой части уравнения величина S изменяться не должна, так как ее изменения будут соответствовать либо увеличению, либо уменьшению теплосодержания тела.

Температура тела определяется соотношением двух процессов — теплопродукции и теплоотдачи. Когда они не соответствуют друг другу и возникает угроза изменений температуры тела, процессы регуляции в составе функциональной системы терморегуляции адаптивно меняют теплопродукцию (химическая терморегуляция) и теплоотдачу (физическая терморегуляция). Тем самым обеспечивается относительная стабильность температурной константы внутренней среды организма, что было названо К.Бернаром основой «свободной, независимой жизни». В самом деле, температура тела обнаженного человека может оставаться стабильной в течение нескольких минут при изменениях температуры окружающей среды в пределах 21—53 °С.

Под химической терморегуляцией понимают изменения интенсивности метаболических экзотермических реакций, в ходе которых образуется тепло. При действии на организм человека холода образование тепла может повыситься в 3—5 раз.

Различают сократительную и несократительную теплопродукцию.
Сократительная теплопродукция связана с произвольными и непроизвольными сокращениями скелетных мышц.
Произвольные сокращения могут привести к многократному увеличению теплообразования, при этом повышаются и теплопотери за счет усиления отдачи тепла конвекцией.

Одним из видов непроизвольной теплопродукции является дрожь — специфический тип мышечного сокращения, возникающий у человека при значительном снижении температуры внешней среды организма и повышающий образование тепла в несколько раз. В отличие от теплообразования при произвольных мышечных сокращениях теплообразование при дрожи является экономным способом теплопродукции, так как особый тип сократительной активности высокопороговых двигательных единиц при дрожи обеспечивает переход в тепловую энергию почти всей энергии мышечного сокращения.
Другим видом непроизвольной теплопродукции являются терморегуляторные тонические сокращения (терморегуляторный тонус), развивающиеся в области мышц спины, шеи и в некоторых других областях. Теплопродукция при этом возрастает примерно на 40—50 %. Терморегуляторные тонические сокращения скелетных мышц начинаются при снижении температуры внешней среды примерно на 2°С относительно уровня комфорта. Такие сокращения имеют характер зубчатого тетануса, близкого к режиму одиночных сокращений. Терморегуляторный тонус является более тонким средством повышения теплопродукции, чем два предыдущих.

Несократительный термогенез также является механизмом химической терморегуляции, значительно выраженным в адаптированном к холоду организме. Доля такого механизма в обеспечении прироста теплопродукции на холоде может составлять 50—70 %.

Регуляция теплопродукции осуществляется соматической нервной системой, запускающей сократительные терморегуляторные реакции, и симпатической нервной системой, активирующей несократительную теплопродукцию. Норадреналин, освобождаемый симпатическими нервными окончаниями, стимулирует выделение из бурой жировой ткани свободных жирных кислот и последующее включение их в метаболические реакции.

Теплоотдачаосуществляется посредством внутреннего и внешнего потоков тепла. Более половины внутреннего потока от источников образования тепла к поверхности тела обеспечивается путем конвекции кровью, остальное тепло проводится через другие ткани.

Наружный поток тепла обеспечивается путем его проведения, конвекции, излучения и испарения.

1. Проведение. Любая химическая среда обладает своей теплопроводностью. При погружении человека в воду, температура которой ниже нейтральной (для большинства людей эта температура воды равна 31—36 °С), может в 2—4 раза повыситься наружный поток тепла за счет проведения, так как теплопроводность воды в 25 раз превышает теплопроводность воздуха.
2. Конвекция. Если кожа теплее окружающего воздуха, происходит естественная конвекция, т.е. перемещение нагреваемого кожей слоя воздуха вверх и его замещение более холодным воздухом. Форсированная конвекция, имеющая место при движениях тела или воздуха, значительно повышает интенсивность теплоотдачи.
3. Теплоотдача излучением обеспечивает­ся инфракрасными лучами с длиной волны 5—20 мкм. Эти лучи испускаются кожей при наличии на некотором расстоянии от нее предметов с более низкой температурой. Обнаженный человек может терять таким путем до 60 % тепла.
4. Около 20 % теплоотдачи тела человека в условиях комфортной температуры среды осуществляется за счет испарения. Этот путь является единственным способом отдачи тепла в окружающую среду, если ее температура оказывается равной температуре тела. Путем испарения 1 л воды человек может отдать треть всего тепла, вырабатываемого в условиях покоя в течение суток. Повышение скорости потоотделения является одним из основных механизмов адаптации к жаркому климату.
   Существует два варианта испарения воды с поверхности тела: 1) испарение пота в результате его выделения, 2) испарение воды, оказавшейся на поверхности путем диффузии, — «неощутимые» потери воды. Последний механизм обеспечивает потери воды (до 600 мл в сутки) и тепла, например, через слизистые оболочки воздухоносных путей.

Регуляция теплоотдачи связана с активностью норадренергических симпатических нейронов, возбуждение которых может приводить к снижению просвета кровеносных сосудов кожи, и холинергических симпатических нейронов, возбуждающих потовые железы.

Влияние на организм, кроме температуры, оказывают влажность и скорость движения воздуха. В зависимости от сочетания этих факторов влияние воздуха на организм различно.

Роль относительной влажности воздуха возрастает как при повышении, так и при понижении его температуры. При высокой температуре воздуха и большой его относительной влажности создается угроза перегрева, так как потоотделение затруднено. При низкой температуре воздуха и большой влажности возникает угроза холодовых травм.

Влияние ветра на теплоощущение зависит от температуры воздуха. При низкой температуре ветер усиливает охлаждение, а в жару – теплоотдачу, охлаждая тело и предохраняя его от перегрева. При очень высокой температуре влияние ветра на теплоотдачу уменьшается. Оптимальная скорость ветра при высокой температуре воздуха равна 1–4 м/с; при скорости 6–7 м/с ветер вызывает уже раздражающий эффект.