Химическая терморегуляция




ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ

Температура окружающей среды оказывает большое влияние на физиологическую активность живых организмов. В разных регионах Земли температура колеблется от -50°С во время арктической зимы до +60°С летом в некоторых пус­тынях. Температурный диапазон, в котором способны функ­ционировать живые клетки, составляет около 50°С. Живые клетки замерзают при нескольких градусах ниже 0°С. Кри­сталлы льда, которые образуются при замерзании тканей, разрушают клеточные структуры. Однако некоторые живот­ные способны восстанавливать свою жизнедеятельность по­сле размораживания. При температурах выше 45°С проис­ходит денатурация белков, т.е. в этих условиях функциони­рование организма невозможно. Температура способна вли­ять на метаболизм живой ткани, так как скорость биохими­ческих реакций зависит от температуры. Согласно правилу Вант-Гоффа, скорость химических реакций возрастает при повышении температуры на 10°С примерно в 2-3 раза.

В животном мире существует несколько основных спо­собов реагирования на внешнюю температуру. У пойкилотермных (холоднокровных) животных, к которым относится большинство беспозвоночных и низших позвоночных, тем­пература тела и интенсивность энергетических процессов зависят от температуры окружающей среды.

У гомойотермных (теплокровных) животных (млекопитающих и птиц) выра­боталась способность сохранять одинаковую температуру внутренних частей тела, несмотря на ее изменения в окру­жающей среде (терморегуляция), что обеспечивает относи­тельное постоянство течения метаболических процессов и делает организм менее зависимым от внешних изменений. Гомойотермные организмы отличаются от пойкилотермных, близких по массе, значительно более высоким уровнем энергетическо­го обмена и относительно независимым от температуры ок­ружающей среды уровнем активности. Интенсивность обме­на энергии на единицу массы тела у гомойотермных живот­ных даже после разрушения центров терморегуляции как минимум в 3 раза превышает интенсивность обмена у пойки­лотермных (при одинаковой температуре).

Есть животные, которые обладают способностью пере­ходить на некоторое время из гомойотермного состояния в пойкилотермное, и наоборот. Такой переход наблюдается у животных, впадающих в зимнюю спячку (сурки, суслики, сони и др.), отчего они получили название гетеротермных. Гетеротермия - это особое состояние, при котором гомойо­термные животные на время выключают терморегуляцию и температура их тела снижается до пределов, отличных при­близительно на 1 °С от окружающей среды. Гетеротермия является свойством, приобретенным в процессе эволюции позже, чем гомойотермия, и имеет важное значение для при­способления организма к неблагоприятным условиям (напри­мер, к недостатку пищи, воды).

Температура тела и тепловой баланс

Температура тела зависит от двух факторов: интенсив­ности образования тепла (теплопродукции) и величины по­терь тепла (теплоотдачи). Главным условием поддержания постоянной температуры тела гомойотермных животных, в том числе и человека, является достижение устойчивого баланса теплопродукции и теплоотдачи.

Такой баланс достигается следующими механизмами:

1. Метаболическая теплопродукция. Тепло образуется в качестве побочно­го продукта биохимических реакций, протекающих в организме, поэтому метаболизм в преобладающем большинстве случаев имеет положительный знак.

2. Излучение, теплопроведение и конвекция, которые в зависимости от условий внешней среды тепло получают или отдают.

3. Испарение, которое всегда имеет отрицательный знак, противоположная реакция конденсация - практически не влияет на тепловой баланс человека.

Опти­мальное соотношение теплопродукции и теплоотдачи обес­печивается совокупностью физиологических процессов, на­зываемых терморегуляцией. Различают химическую и физи­ческую терморегуляцию.

Химическая терморегуляция

Этот вид регуляции температуры осуществляется за счет изменения уровня обмена веществ, что ведет к повы­шению или понижению образования тепла в организм. Суммарная теплопродукция в организме склады­вается из первичной теплоты, выделяющейся в ходе посто­янно протекающих во всех тканях реакций обмена веществ, и вторичной теплоты, образующейся при расходовании энер­гии макроэргических соединений на выполнение определен­ной работы. Интенсивность метаболических процессов не­одинакова в различных органах и тканях, поэтому их вклад в общую теплопродукцию неравнозначен. Наибольшее коли­чество тепла образуется в мышцах при их напряжении и со­кращении (около 60%, печень 30%, прочие органы 10%). Образование тепла в мышцах при этих условиях получило название сократительного термогенеза. У новорожденных, а также мелких млекопитающих имеется механизм ускоренного теплообразования за счет возрастания скорости окисления жирных кислот бурого жира. Этот механизм получил название несократительного термогенеза.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2022-10-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: