Способ отдачи тепла организмом человека это

Существуют следующие пути отдачи тепла организмом в окружающую среду: излучение, теплопроведение, конвекция и испарение.

Излучение — это способ отдачи тепла в окружающую среду поверхностью тела человека в виде электромагнитных волн инфракрасного диапазона (а = 5—20 мкм). Количество тепла, рассеиваемого организмом в окружающую среду излучением, пропорционально площади поверхности излучения и разности средних значений температур кожи и окружающей среды. Площадь поверхности излучения — это суммарная площадь поверхности тех частей тела, которые соприкасаются с воздухом. При температуре окружающей среды 20 °С и относительной влажности воздуха 40—60 % организм взрослого человека рассеивает путем излучения около 40—50 % всего отдаваемого тепла. Теплоотдача путем излучения возрастает при понижении температуры окружающей среды и уменьшается при ее повышении. В условиях постоянной температуры окружающей среды излучение с поверхности тела возрастает при повышении температуры кожи и уменьшается при ее понижении. Если средние температуры поверхности кожи и окружающей среды выравниваются (разность температур становится равной нулю), отдача тепла излучением становится невозможной. Снизить теплоотдачу организма излучением можно за счет уменьшения площади поверхности излучения («сворачивания тела в клубок»). Если температура окружающей среды превышает среднюю температуру кожи, тело человека, поглощая инфракрасные лучи, излучаемые окружающими предметами, согревается.

Рис. 13.4. Виды теплоотдачи. Пути отдачи тепла организмом во внешнюю среду можно условно подразделить на «влажную» теплоотдачу, связанную с испарением пота и влаги с кожи и слизистых оболочек, и на «сухую» теплоотдачу, которая не связана с потерей жидкости.

Теплопроведение — способ отдачи тепла, имеющий место при контакте, соприкосновении тела человека с другими физическими телами. Количество тепла, отдаваемого организмом в окружающую среду этим способом, пропорционально разнице средних температур контактирующих тел, площади контактирующих поверхностей, времени теплового контакта и теплопроводности контактирующего тела. Сухой воздух, жировая ткань характеризуются низкой теплопроводностью и являются теплоизоляторами. Использование одежды из тканей, содержащих большое число маленьких неподвижных «пузырьков» воздуха между волокнами (например, шерстяные ткани), дает возможность организму человека уменьшить рассеяние тепла путем теплопроводности. Влажный, насыщенный водяными парами воздух, вода характеризуются высокой теплопроводностью. Поэтому пребывание человека в среде с высокой влажностью при низкой температуре сопровождается усилением теплопотерь организма. Влажная одежда также теряет свои теплоизолирующие свойства.

Конвекция — способ теплоотдачи организма, осуществляемый путем переноса тепла движущимися частицами воздуха (воды). Для рассеяния тепла конвекцией требуется обтекание поверхности тела потоком воздуха с более низкой температурой, чем температура кожи. При этом контактирующий с кожей слой воздуха нагревается, снижает свою плотность, поднимается и замещается более холодным и более плотным воздухом. В условиях, когда температура воздуха равна 20 °С, а относительная влажность — 40—60 %, тело взрослого человека рассеивает в окружающую среду путем теплопро-ведения и конвекции около 25—30 % тепла (базисная конвекция). При увеличении скорости движения воздушных потоков (ветер, вентиляция) значительно возрастает и интенсивность теплоотдачи (форсированная конвекция).

Отдача тепла организмом путем теплопроведения, конвекции и излучения, называемых вместе «сухой» теплоотдачей, становится неэффективной при выравнивании средних температур поверхности тела и окружающей среды.

Теплоотдача путем испарения — это способ рассеяния организмом тепла в окружающую среду за счет его затраты на испарение пота или влаги с поверхности кожи и влаги со слизистых оболочек дыхательных путей («влажная» теплоотдача). У человека постоянно осуществляется выделение пота потовыми железами кожи («ощутимая», или железистая, потеря воды), увлажняются слизистые оболочки дыхательных путей («неощутимая» потеря воды) (рис. 13.4). При этом «ощутимая» потеря воды организмом оказывает более существенное влияние на общее количество отдаваемого путем испарения тепла, чем «неощутимая».

При температуре внешней среды около 20 «С испарение влаги составляет около 36 г/ч. Поскольку на испарение 1 г воды у человека затрачивается 0,58 ккал тепловой энергии, нетрудно подсчитать, что путем испарения организм взрослого человека отдает в этих условиях в окружающую среду около 20 % всего рассеиваемого тепла. Повышение внешней температуры, выполнение физической работы, длительное пребывание в теплоизолирующей одежде усиливают потоотделение и оно может возрасти до 500— 2000 г/ч. Если внешняя температура превышает среднее значение температуры кожи, то организм не может отдавать во внешнюю среду тепло излучением, конвекцией и теплопроведением. Организм в этих условиях начинает поглощать тепло извне, и единственным способом рассеяния тепла становится усиление испарения влаги с поверхности тела. Такое испарение возможно до тех пор, пока влажность воздуха окружающей среды остается меньше 100 %. При интенсивном потоотделении, высокой влажности и малой скорости движения воздуха, когда капли пота, не успевая испариться, сливаются и стекают с поверхности тела, теплоотдача путем испарения становится менее эффективной.

Источник

Тепловой баланс организма: термогенез, теплоотдача

Содержание

Тепловой баланс [ править | править код ]

Температура тела человека остается постоянной вне зависимости от изменений температуры окружающей среды. Такая гомеотермия относится только к температуре внутри организма (37 °С). Конечности и кожа (поверхностный слой, покровы) подвержены пойкилотермии, т. е. их температура до некоторой степени зависит от температуры окружающей среды. Для поддержания постоянной температуры организм должен суммарно производить и поглощать такое количество тепла, которое им теряется этот процесс называется терморегуляцией.

Выработка тепла (термогенез) [ править | править код ]

Количество производимого тепла определяется энергией метаболизма . В покое примерно 56% общей продукции тепла осуществляется внутренними органами и около 18% — мышцами и кожей (рис. А2, вверху). При физических нагрузках термогенез увеличивается в несколько раз. Количество тепла, производимое при мышечной работе, может увеличиваться и составить 90% общего количества тепла, вырабатываемого организмом (А2, внизу). Для сохранения тепла организму может потребоваться совершение дополнительных мышечных сокращений, произвольных (движение конечностей) и непроизвольных (дрожь). У новорожденных имеется особая ткань — так называемый бурый жир, где термогенез не сопровождается дрожью (недрожательный термогенез). Холод стимулирует рефлекторный путь, приводящий к высвобождению норадреналина (β3-адренергические рецепторы) в жировых тканях, которые, в свою очередь, стимулируют: (1) липолиз; (2) выделение липопротеин-липазы (ЛПЛ) и термогенина. ЛПЛ увеличивает обеспечение свободными жирными кислотами. Термогенин локализован во внутренней мембране митохондрий и представляет собой разобщающий белок, функционирующий как Н+-унипортер. Он уменьшает градиент [Н+] на внутренней мембране митохондрий, таким образом разобщая дыхательную цепь синтеза АТФ и производя тепло.

Тепло, производимое в организме, поглощается кровотоком и проводится к поверхности тела. Чтобы сделать возможным такой перенос тепла внутри организма, температура поверхности тела должна быть ниже по сравнению с температурой внутри организма. Снабжение кровью поверхности кожи — главный механизм переноса тепла к коже.

Потери тепла обусловлены физическими процессами — излучением, теплопроводностью, конвекцией и испарением (рис. Б).

Излучение (рис. Б1, В). Количество тепла, теряемого с поверхности кожи, в основном определяется температурой излучателя (зависит от его абсолютной температуры в четвертой степени). Тепло от поверхности тела распространяется на объекты или субъекты (к другим людям в том числе), если они холоднее, чем кожа, и от объектов (Солнце) к поверхности кожи, если объекты теплее, чем кожа. Если излучающие объекты отсутствуют (ночное небо), тепло излучается с поверхности кожи в окружающее пространство. Распространение тепла не требует специальных переносчиков и слабо зависит от температуры воздуха (воздух плохо проводит тепло). Следовательно, тело будет отдавать тепло расположенной вблизи холодной стене (несмотря на наличие теплого воздуха между стеной и кожей) и поглощать излучение Солнца или инфракрасного излучателя в безвоздушном пространстве или в окружении холодного воздуха соответственно.

Теплопроводность и конвекция (Б2, В) — это механизм передачи тепла от кожи более холодному воздуху или объекту (например, при сидении на камне), находящемуся в контакте с телом (свойство теплопроводности). Количество тепла, теряемого в воздух посредством теплопроводности, многократно возрастает, если нагревающийся воздух удаляется от источника тепла (тела) посредством конвекции — естественной (нагретый воздух поднимается вверх) или форсированной (ветер).

Испарение (БЗ, В). Первые два механизма сами по себе не способны поддерживать адекватный тепловой гомеостаз при высокой температуре окружающей среды или при интенсивной физической активности. Испарение — это тот способ, при помощи которого организм справляется с дополнительным теплом. Вода, теряемая путем испарения, достигает кожи путем диффузии (неощущаемая потеря воды) и активируемых нейронами потовых желез (БЗ). Организм теряет около 2428 кДж (580 ккал) при испарении воды, при этом кожа охлаждается. При температуре окружающей среды 36 °С и выше потеря тепла происходит только путем испарения (В, справа). Даже при высокой температуре окружающей среды организм поглощает тепло (от солнечных лучей) по механизму теплопроводности/конвекции. Для того чтобы справиться с этим, тело должно терять повышенное количество тепла, испаряя воду со своей поверхности. Чтобы произошло испарение, окружающий воздух должен быть сравнительно сухим. Влажный воздух замедляет испарение. При очень высокой влажности воздуха (например, в тропических лесах) человек, как правило, не сможет переносить температуру выше 33 °С даже в состоянии покоя.

Терморегуляция [ править | править код ]

Благодаря терморегуляции температура внутри организма поддерживается постоянной (« 37 °С), несмотря на флуктуации в поглощении, продукции и потере тепла. Температура центральных зон организма подвержена циркадным ритмам. Она изменяется в течение суток примерно на 0,6 °С и является самой низкой в 3 часа утра и самой высокой в 6 часов вечера. Изменения температуры тела контролируются внутренними биологическими часами. Значительные отклонения от заданной температуры тела происходят во время менструального цикла и при лихорадке и жаре.

Контролирующие центры температуры тела и центральные терморецепторы расположены в гипоталамусе. Дополнительные терморецепторы расположены в спинном мозге и коже. Контролирующий центр сравнивает реальную внутреннюю температуру тела с заданной величиной и инициирует меры противодействия отклонениям (Г).

Когда внутренняя температура тела превышает заданную величину (например, во время спортивных занятий), скорость переноса тепла внутри организмаувеличивается путем расширения кровеносных сосудов кожи, кроме того, открыты артериовенозные анастомозы на периферии (особенно в пальцах). При усилении кровотока достигается не только более высокая теплоотдача, но также ухудшаются условия для противоточного механизма теплообмена между артериями и соответствующими венами (Б). В добавление к этому, венозный возврат в конечностях перенаправляется из глубоких вен в поверхностные вены. Потоотделение также возрастает. Испаряющийся пот охлаждает кожу, создавая таким образом температурный градиент на поверхности кожи, необходимый для притока внутреннего тепла. Центральные тепловые рецепторы генерируют сигналы, активирующие потовые железы. (В этом случае терморецепторы кожи не определяют тепла, поскольку их окружение холоднее, чем температура внутри тела.) Эфферентные нервные волокна, направленные к потовым железам, представляют собой холинергические волокна симпатической нервной системы (Г).

Акклиматизация к высокой температуре окружающей среды (например, в тропиках) происходит медленно и нередко занимает годы. Обычно при этом уровень секреции пота возрастает, содержание соли в поте снижается, а жажда и потребление воды — увеличиваются.

Когда температура внутри тела падает ниже заданной величины, тело контролирует потерю тепла путем сужения поверхностных кровеносных сосудов(А, слева) и увеличивает теплопродукцию путем генерации произвольной и непроизвольной [дрожь) мышечной активности (Г). Несмотря на то что младенцы быстро мерзнут из-за большой величины отношения поверхность тела/объем, бурый жир позволяет им производить дополнительное тепло [бездрожательный термогене). После воздействия низких внешних температур эти три механизма активируются холодовыми рецепторами кожи еще до того, как падает температура внутри тела.

Интервал внешних температур между порогом потоотделения и дрожи называется термонейтральной зоной. При проведении с почти раздетыми людьми установлено, что это соответствует 27-32 °С. В этом температурном интервале человеку с целью обеспечения теплорегуляции достаточно изменить только скорость кровотока у поверхности кожи. Узость этой зоны показывает терморегуляторную важность поведения: одежда, поиск тени, отопление и охлаждение жилища и т. д. Поведенческая адаптация является основным фактором выживания при экстремальных внешних температурах (В).

Термонейтральная зона субъективно воспринимается как зона комфорта. 95% людей, одетых в обычную офисную одежду и занятых обычной офисной деятельностью, чувствуют себя комфортно в следующих условиях (для помещения): температура окружающей среды (стен) =23 °С, скорость ветра Тепловой баланс организма человека: соотношение термогенеза и теплоотдачи [ править | править код ]

Для поддержания внутренней температуры тела на уровне примерно 37 “С во время пробуждения и в часы сна организму человека приходится постоянно приспосабливаться к изменениям температуры воздуха, влажности, перемещениям воздуха, солнечному теплу, атмосферному давлению и термоизолирующим свойствам одежды. Кроме того, при переваривании и усваивании пищи примерно 80 % всей энергии пищи преобразуется в тепло. В случае интенсивных физических упражнений происходит значительное возрастание уровня использования энергии по сравнению с состоянием покоя. Например, энергетические затраты профессионального бегуна на марафонские дистанции (масса тела 66,9 кг, рост 185 см), потребовавшиеся для преодоления дистанции на Играх XXIII Олимпиады 1984 г. в Лос-Анджелесе за 2,2 ч со скоростью 314 ммин»1 составили 5862 кДж (1400 ккал) или 97,6 кДж-мин»1 (23,3 ккал мин-1) (Armstrong et al., 1986). Это примерно в 8—12 раз больше по сравнению с энерготратами в состоянии покоя, которые равны 8,3—12,6 кДж-мин»1 (2—3 •скал-мин»1). При таком повышении уровня энергетического обмена возникает потребность в отведении значительных количеств тепла, поскольку в ином случае развивается сильная гипертермия (т. е. повышение температуры тела выше 39—40 «С), и вследствие теплового удара, обусловленного физической нагрузкой, может произойти повреждение тканей и даже наступить смерть. В действительности этому спортсмену за время своей спортивной карьеры дважды пришлось пережить такое состояние.

Тепловой стресс, связанный с повышенной температурой окружающей среды, повышает потребность в усилении радиационно-конвекционного охлаждения, а также теплоотдачи за счет испарения. Преоптическая область переднего гипоталамуса реагирует на повышение температуры крови и органов тела и стимулирует потоотделение вместе с расширением поверхностных кровеносных сосудов. В другом месте ЦНС повышение температуры спинного мозга также влияет на регуляцию температуры и вызывает дополнительную эффекторную реакцию потовых желез и поверхностных кровеносных сосудов (Jessen, 1996). Несмотря на то что обычно продолжительные интенсивные физические упражнения в условиях повышенной температуры сопровождаются потерями жидкости, равными от 0,8 до 2,0 л-ч»1, потери жидкости у упомянутого выше 6eiyita на марафонские дистанции составили 3,71 л-ч’1, что привело к обезвоживанию, оказавшему пагубное воздействие на его физическую работоспособность и состояние здоровья. При испарении 1 л жидкости с поверхности тела человек теряет 2428 кДж (580 ккал). Поскольку в сухом воздухе 85 — 90 % теплоотдачи происходит за счет испарения пота (Adams et al., 1975), а при повышенной влажности более 50 % ее приходится на конвекционный и радиационный теплообмен, осуществление которого становится возможным за счет расширения кровеносных сосудов, автономный и нейроэндокринный контроль обмена веществ, потоотделения и кровообращения, имеет важное значение для терморегуляции, а также поддержания нормального состояния здоровья и физической работоспособности.

Во время интенсивных физических упражнений, реакция эндокринной системы, регулируемая автономной нервной системой, обеспечивает терморегуляцию, вентиляцию легких, изменение функции кардиореспираторной и иммунной систем, а также поддержание водно-солевого баланса. В реализации этих всеобъемлющих изменений участвуют симпато-адреномедуллярная система, гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система, эндогенные опиоидные мессенджеры (т. е. эндорфины, диморфины, энкефалины) и гормоны, регулирующие водно-солевой баланс (Borer, 2003). Во время двигательной активности и в состоянии покоя автономная нервная система воздействует на терморегуляцию организма преимущественно посредством судомоторных (т. е., оказывая влияние на потовые железы) и вазомоторных (т. е., изменяя просвет кровеносных сосудов) реакций. Судомоторная реакция способствует увеличению рассеяния тепла за счет выделения и испарения пота. Повышение температуры воспринимается центральными и периферическими терморецепторами, и это приводит к активации потовых желез через симпатические холинергические нейроны. Те же терморецепторы влияют и на вазомоторную реакцию (т. е. расширение или сужение поверхностных кровеносных сосудов), принимая участие в контроле кровообращения в кожных покровах и регулируя таким образом радиационный и конвекционный теплообмен с окружающей средой.

В отсутствие двигательной активности термин термогенез относится к адаптивным или регуляторным повышениям уровня метаболизма, связанным с избыточным потреблением пищи (пищевой термогенез); воздействием холода; приспособлением к пониженной температуре и пробуждением после сна (несократительный термогенез) либо реакцией на заболевание, травму или стресс (часто называют еще повышенным обменом веществ). Несмотря на то что основной контроль термогенеза осуществляется преоптической областью переднего гипоталамуса, на продукцию тепла могут оказывать влияние и некоторые другие структуры нервной системы. К их числу может относиться вентромедиальный гипоталамус, задний гипоталамус, паравентрикулярные ядра, кора головного мозга, гиппокамп и такие образования ствола головного мозга, как ядро шва и голубоватое пятно (locus ceruleus) (Rothwell, 1994). Кроме того, в экспериментах на животных было показано, что ряд пептидов (кортиколиберин, тиреолиберин, инсулин, β-эндорфин, ангиотензин, соматостатин, у-меланоцитстимулирующий гормон) и цитокины (IL-la, IL-ip, IL-6, IL-8, IFN-y, TNF-a) повышают уровень метаболизма.

Учитывая, что периферические и центральные эффекты отдельных нейротрансмиттеров и нейропептидов остаются по большей части неизвестными, рассмотрим нейроэндокринные реакции и адаптации к гипертермии всего тела (повышение температуры ядра тела свыше 38 °С) у человека в состоянии покоя и при выполнении физических упражнений при повышенной температуре.

Пассивное интенсивное воздействие высоких температур на организм человека [ править | править код ]

Сухая финская сауна представляет собой обшитое деревянными панелями помещение с заполненным камнями нагревателем. Температура воздуха достигает 80—100 °С на уровне головы и 30 ‘С на уровне пола при относительной влажности воздуха 10 — 20 %. Обычно человек выдерживает в таких условиях 5—20 мин, однако люди, привычные к сауне, могут находиться в таких условиях и дольше. Поведение организма во время приема сауны представляет собой интересную модель для изучения нейроэндокринного ответа организма в условиях экстремально высоких температур при низкой влажности воздуха.

Продукция и рассеяние тепла. Средний уровень метаболизма в состоянии покоя повышается на 20 %, достигая значений, превышающих исходные на 40 % (Hasan et al., 1966). Такое увеличение продукции тепла в условиях, затрудняющих радиационную и конвекционную теплоотдачу, вызывает повышение ректальной температуры у взрослых на 0,2; 0,4 и 1,0 °С при нахождении в помещении с температурой 72 °С в течение 15 мин, 92 «С — 20 мин и 80 °С — 30 мин соответственно (Hannuksela, Samer, 2001). После сауны метаболический уровень возвращается к исходным значениям примерно с такой же скоростью, как и температура тела.

В ответ па такое повышение внутренней температуры тела эфферентные сигналы от гипоталамуса вызывают заметное потоотделение уже через 8—12 мин. Интенсивность потоотделения в среднем составляет от 0,6 до 1,0 л-ч

‘ при температуре 80 — 90 °С, что приводит к потерям жидкости в течение обычного пребывания в сауне 300 — 500 мл. Несмотря на потоотделение температура кожи уже через несколько минут возрастает от 35—36 °С (исходные показатели) до 40 °С (Hannuksela, Samer, 2001).

Реакция сердечно-сосудистой системы выражается в сильном увеличении поверхностного кровообращения — от 0,5 до 7,0 л-мин’1 (т. е. от 5—10 % до 50—70 % суммарного минутного объема крови в состоянии покоя), которое достигается за счет снижения активности периферической автономной нервной системы (т. е. прекращения симпатической стимуляции, вызывающей сужение сосудов) и последующего снижения общего сопротивления периферической кровеносной системы (Zeisberger, 1998). Такое расширение поверхностных кровеносных сосудов связано с продукцией на локальном уровне такого нейротрансмиттера, как оксид азота (Kellog et al., 1999). Однако, поскольку температура воздуха намного превышает температуру кожи, вместо теплоотдачи происходит ее нагревание. Одновременно с этим повышение симпатического возбуждения грудных органов (т. е. стимуляция сужения кровеносных сосудов) приводит к снижению кровоснабжения внутренних органов до 0,6 л-мин’1. Результатом этого становится обнаруживаемое в большинстве исследований снижение диастолического артериального давления (на 6—39 мм рт. ст.), при этом изменения систолического артериального давления могут иметь различную направленность. Поскольку ударный объем остается неизменным, увеличение минутного объема крови в состоянии покоя достигается исключительно за счет повышения ЧСС. Средняя ЧСС покоя возрастает до 100 уд-мин у привычных посетителей сауны и может достигать 150 уд-мин’1 у лиц, посетивших ее впервые и испытавших сильный тепловой стресс (Hannuksela, Samer, 2001). Обезвоживание, обусловленное усилением потоотделения, также приводит к уменьшению объема крови, циркулирующего в центральной системе кровообращения. Чтобы сохранить величину минутного объема крови постоянной, вазомоторный рефлекс ограничивает кровоснабжение внутренних органов и повышает ЧСС. Наряду с секрецией адреналина и норадреналина, стабильность функции сердечно-сосудистой системы поддерживается благодаря усилению секреции ренина, аигиотензина II, альдостерона, аргининвазопрессина и кортизола (Hannuksela, Samer, 2001). Действие всех этих гормонов направлено на повышение уровня артериального давления и/или ЧСС (Вогег, 2003).

Изменения периферического уровня гормонов. Поскольку существующие экспериментальные методы исследований не позволяют осуществлять прямую количественную оценку уровня нейротрансмиттеров в головном мозге и эти нейротрансмиттеры не способны свободно пересекать гематоэнцефалический барьер, в табл. приведены изменения содержания гормонов в крови (все они являются нейротрансмиттерами или нейропептидами за исключением кортизола и трийодтиронина Т,) после пребывания в сауне. Секреция этих гормонов происходит либо в аденогипофизе (АКТГ, β-эндорфин, соматотропный гормон, пролактин), коре надпочечников (кортизол), мозговом слое надпочечников (адреналин, норадреналин) и щитовидной железе (Т3) в ответ па различные стрессоры (гипертермию, интенсивную физическую нагрузку, обезвоживание, гипоксию, гипогликемию, гиповолемию и психологический стресс; Вогег, 2003). Перечень гормонов, изменение уровня которых происходит в ответ на стресс, свидетельствует о том, что часть гормональной реакции на пребывание в сауне (80 — 100 °С) может представлять собой реакцию симпатоадреномедуллярной или гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой систем на психологический стресс или воздействие внешней среды.

Интерпретацию данных, представленных в табл. , затрудняют три фактора. Во-первых, несмотря на то что все образцы крови отбирались в состоянии покоя и уровень гормонов возрастал при повышении температуры в помещении, где находились экспериментальные животные (Вогег, 2003), невозможно связывать изменения гормонов у человека одним только тепловым стрессом, до тех пор пока гипертермия ядра тела не будет подтверждена измерениями внутренней температуры тела. К сожалению, только в одной из этих работ (Jezova et al., 1994) проводились достоверные измерения внутренней температуры тела (ректальной, внутри пищевода или в наружном слуховом проходе), и ни в одной не осуществлялась параллельная регистрация реакций эффекторной симпатической нервной системы, в частности интенсивности потоотделения, поверхностного кровообращения или метаболического термогенеза. В действительности различные результаты оценки характера изменений гормонов могут быть обусловлены различной степенью гипертермии. Во-вторых, концентрация гормонов в ответ на гипертермию может возрастать или понижаться с различной скоростью, т. е. фиксируемый ответ будет зависеть от продолжительности интервала времени между термическим воздействием на организм и моментом отбора крови (Jezova et al., 1985, 1994). На рис. показан этот феномен, когда после прогрева в сауне максимальные уровни АКТГ и кортизола наблюдаются в различные моменты времени. Вероятнее всего, это обусловлено тем, что усиление секреции кортизола надпочечниками происходит уже после того как достигает максимума секреция АКТГ в гипофизе и уровень этого гормона в плазме. В-третьих, регулярное повторное воздействие высоких температур и пребывание всего тела в состоянии гипертермии могут изменять характер секреции некоторых гормонов, поэтому у лиц, часто посещающих сауну на протяжении долгого времени, может вообще не наблюдаться изменений, подобных описанным в табл. 31.1 (Kukkonen-Harjula et al., 1989).

Учитывая изложенные выше соображения, считаем, что следующие выводы должным образом резюмируют данные изменения уровня гормонов в крови после воздействия высоких температур при посещении сауны:

а)Во всех исследованиях после посещения сауны наблюдали повышение уровня СТГ, β-эндорфина, пролактина и норадреналина в крови.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что β-эндорфин может способствовать усилению кровообращения (Navaratnam et al., 1992), понижать значение температуры, на которую гипоталамус реагирует как на повышенную, а также уменьшать теплообразование за счет обменных процессов (Кгаетег W.J., 2003).
Выделение пота потовыми железами на периферическом уровне опосредовано выделением нейромедиатора ацетилхолина в симпатических холинергических нервных волокнах, повышением уровня норадреналина в крови, а также гипофизарных гормонов СТГ (Boisvert et al., 1993) и пролактина (Follenius et al., 1979; Kaufman et al., 1988).
Повышение уровня норадреналина в плазме отражает повышение активности симпатических нервов и мозгового слоя надпочечников, обеспечивающее терморегуляторный эффекторный ответ (Zeisberger, 1998).

б)Степень изменений уровня АКТГ, кортизола и адреналина в крови после термического воздействия зависит от продолжительности/интенсивности воздействия и величины гипертермии всего тела.

АКТГ и кортизол отражают нейроэндокринный ответ на тепловой стресс со стороны гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы.
Уровень адреналина в крови стимулирует потоотделение, но при этом играет вторичную роль по отношению к непосредственной иннервации потовых желез симпатическими, холинергическими нервными волокнами (Zeisberger, 1998).

В целом сформулированные выводы согласуются с опубликованными ранее результатами исследований, свидетельствующими о том, что количественные показатели уровня норадреналина (Laatikainen et al., 1988), пролактина (Aldercreutz et al., 1976; Mills, Robertshaw, 1981; Leppaluoto ct al., 1986; Laatikainen et al., 1988) и СТГ (Leppaluoto et al., 1986) представляют собой чувствительные маркеры физиологического напряжения, обусловленного воздействием экстремальных температур в условиях сауны (80—100 *С, 7—15; % относительной влажности воздуха).

Литература [ править | править код ]

Adams, W.C, Fox, R.H., Fry, A.J. & MacDonald, I.C. (1975) Thermoregulation during marathon running in cool, moderate and hot environments. Journal of Applied Physiology 38, 1030-1037. Aldercreutz, H., Kuoppasalmi, K., *Kosunen, K., Pakarinen, A. & Karonen, S.L. (1976) Plasma cortisol, growth hormone and prolactin levels during exposure to intense heat. IRCS Medical Science: Endocrine System, Environmental Biology and Medicine 4, 546. *Appenzeller, O., Khogali, М., Carr, D.B. et ah (1986) Makkah hajj: heat stroke and endocrine responses. Annals of Sports Medicine 3, 30-32.
Armstrong, L.E. & Anderson, J.M. (2003) Heat exhaustion, exercise-associated collapse, and heat syncope. In: Exertional Heat Illnesses (Armstrong, L.E., ed.). Human Kinetics, Champaign, IL: 57-90. Armstrong, L.E. & Maresh, CM. (1991) The induction and decay of heat acclimatization in trained athletes. Sports Medicine 12, 302-312.
Armstrong, L.E. & Maresh, CM. (1998) Effects of training, environment, and host factors on the sweating response to exercise. International Journal of Sports Medicine 19, S103-S105.
Armstrong, L.E. & Pandolf, K.B. (1988) Physical training, cardiorespiratory physical fitness and exercise-heat tolerance. In: Human Performance Physiology and Environmental Medicine at Terrestrial Extremes (Pandolf, K.B., Sawka, M.N. & Gonzalez, R.R., eds.). Benchmark Press, Indianapolis, IN: 199-226. Armstrong, L.E. & Stoppani, J. (2002) Central nervous system control of heat acclimation adaptations: an emerging paradigm. Reviews in the Neurosciences 13, 271-285.
Armstrong, L.E. & VanHeest, J.L. (2002) The unknown mechanism of the overtraining syndrome. Sports Medicine (New Zealand) 32, 185-209.
Armstrong, L.E., Hubbard, R.W., Jones, B.H. & Daniels, J.T. (1986) Preparing Alberto Salazar for the heat of the 1984 Olympic marathon. Physician and Sports Medicine 14, 73-81.
Armstrong, L.E., Hubbard, R.W., DeLuca, J.P. & Christensen, E.L. (1987) Heat acclimatization during summer running in the northeastern United States. Medicine and Science in Sports and Exercise 19, 131-136.
Armstrong, L.E., Hubbard, R.W., Szlyk, P.C, Sils, I.V. & Kraemer, W.J. (1988) Heat intolerance, heat exhaustion monitored: a case report. Aviation Space Environmental Medicine 59, 262-266.
Armstrong, L.E., Francesconi, R.P., Kraemer, W.J. et al. (1989) Plasma cortisol, renin, and aldosterone during an intense heat acclimation program. International Journal of Sports Medicine 10(1), 38-42.
Armstrong, L.E., Maresh, CM., Gabaree, CV. et al (1997) Thermal and circulatory responses during exercise: effects of hypohydration, dehydration, and water intake. Journal of Applied Physiology 82, 2028-2035.
Baumann, G. (1999) Growth hormone heterogeneity in human pituitary and plasma. Hormone Research 51 (suppl. 1), 2-6.
Bemardes, R.P. & Radomski, M.W. (1998) Growth hormone responses to continuous and intermittent exercise in females under oral contraceptive therapy. European Journal of Applied Physiology 79(1), 24-29.
Blatteis, CM. (1998) Fever. In: Physiology and Pathophysiology of Temperature Regulation (Blatteis, CM., ed.). World Scientific, River Edge, NJ: 178-205.
Boisvert, P., Brisson, G.R. & Peronnet, F. (1993) Effect of plasma prolactin on sweat rate and sweat composition during exercise in man. American Journal of Physiology 264, F816-F820.
Borer. К.Т. (2003) Exercise as an emergency and a stressor. In: Exercise Endocrinology. Human Kinetics, Champaign. IL: 77-95.
Boulant, J.A. (1996) Hypothalamic neurons controlling body temperature. In: Handbook of Physiology: Section 4. Environmental Physiology (Blatteis, CM. & Fregly, M.J., eds.). Oxford University Press, New York: 105-126.
Boulant, J.A. & Hardy, J.D. (1974) The effect of spinal and skin temperatures on the firing rate and local thermosensitivity of preoptic neurons. Journal of Physiology 216, 1371-1374.
Brenner, I.K.M., Zamecnik. J., Shek, P.N. & Shephard. R.J. (1997) The impact of heat exposure and repeated exercise on circulating stress hormones. European Journal of Applied Physiology 76, 445-454.
Brezenoff, H.E. & Lomax, P. (1970) Temperature changes following microinjection of histamine into the thermoregulatory centers of the rat. Experientia 26, 51-52.
Casa, D.J. & Armstrong, L.E. (2003) Exertional heatstroke: a medical emergency. In: Exertional Heat Illnesses (Armstrong, L.E., ed.). Human Kinetics, Champaign, IL: 29-56.
Castellani, J.W., Maresh, CM., Armstrong, L.E. et al. (1997) Intravenous vs. oral rehydration: effects on subsequent exercise-heat stress. Journal of Applied Physiology 82(3), 799-806.
Chen, X.-M., Hosono, Т., Yoda, Т., Fukuda, Y. & Kanosue, K. (1998) Efferent projection from the preoptic area for the control of non-shivering thermogenesis in rats. Journal of Physiology 512, 883-892.
Chen, Z.f Yuhanna, I.S., Galcheva-Gargova, Z. et al. (1999) Estrogen receptor a mediates the nongenomic activation of endothelial nitric oxide synthase by estrogen. Journal of Clinical Investigation 103(3), 401-406.
Christman, J.V. & Gisolfi, C.V. (1980) Effects of repeated heat exposure on hypothalamic sensitivity to norepinephrine. Journal of Applied-Physiology 49(6), 942-945.
Christman, J.V. & Gisolfi, C.V. (1985) Heat acclimation: role of norepinephrine in the anterior hypothalamus. Journal of Applied Physiology 58(6), 1923-1928.
Clark, W.G. (1979) Changes in body temperature after administration of amino acids, peptides, dopamine, neuroleptics and related agents. Neuroscience and Biobehavioral Reviews 3, 179-231.
Clark, W.G. & Fregly, M.J. (1996) Evidence for roles of brain peptides in thermoregulation. In: Handbook of Physiology: Section 4, Environmental Physiology, vol. 1 (Blatteis, CM. & Fregly, M.J., eds.). Oxford University Press, New York: 139-153.
Clark, W.G. & Upton, J.M. (1986) Changes in body temperature after administration of adrenergic and serotonergic agents and related drugs including antidepressants: II. Neuroscience and Biobehavioral Reviews 10, 153-220.
Davis, S.N., Galassetti, P., Wasserman, D.H. & Tate, D. (2000) Effects of gender on neuroendocrine and metabolic counterregulato-ry responses to exercise in normal man. Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism 85, 224-230.
DeSouza, E.B. & Appel, N.M. (1991) Distribution of brain and pituitary receptors involved in mediating stress responses. In: Stress-Neurobiology and Neuroendocrinology (Brown, M.R., Koob, G.F. & Rivier, C, eds.). Marcel Dekker, New York: 91-117.
Eguchi, N., Minami, Т., Shirafuji, N. et al. (1999) Lack of tactile pain (allodynia) in lipocalin-type prostaglandin D synthase-deficient mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 96, 726-730.
Feldberg, W. & Myers, R.D. (1963) A new concept of temperature regulation by amines in the hypothalamus. Nature (London) 200, 13-25.
Feldberg, W. & Myers, R.D. (1964) Effects on temperature of amines injected into the cerebral ventricles. A new concept of temperature regulation. Journal of Physiology (London) 173, 226-237.
Follenius, М., Brandenberger, G., Simeoni, M. & Reinhardt, B. (1979) Plasma aldosterone, prolactin, ACTH: relationships in man during heat exposure. Hormone and Metabolic Research 11, 180-181.
Francesconi, R.P., Sawka, M.N. & Pandolf, K.B. (1984) Hypohydration and acclimation: effects on hormone responses to

exercise /heat stress. Aviation Space and Environmental Medicime 5S, 365-369

Источник

Способ отдачи тепла организмом человека это