Терморегуляция при мышечной работе реферат
Обновлено: 05.07.2024
Интенсивные и продолжительные физические нагрузки даже в комфортных условиях внешней среды существенно (в 15-20 раз) увеличивают теплопродукцию в работающих мышцах по сравнению с показателями основного обмена. Образовавшееся тепло передается в кровь, переносится по организму, повышая его температуру до 39-40° С и выше (рабочая гипертермия).
При мышечной работе существенно возрастает образование тепла в сокращающихся мышцах.
При интенсивной мышечной деятельности до 95 % всего тепла, производимого в организме, обеспечивается работающими мышцами
Достаточно интенсивная и продолжительная мышечная работа всегда сопровождается повышением Т тела, которое может достигать весьма значительных величин (40-41° С и более), "безопасные" пределы рабочей гипертермии не выявлены. Это, вероятно зависит от уровня физической тренированности спортсмена и его спортивной принадлежности. Высокотренированные спортсмены-стайеры по данным литературы способны выдерживать рабочую гипертермию свыше.
Излучение тепла происходит в окружающую среду, если в ней температура ниже температуры поверхности одежды (27-30 оС) и открытых частей тела (33,5 оС). При высоких температурах (30 - 35 оС) окружающей среды теплоотдача излучением полностью прекращается, а при более высоких температурах теплообмен идет в обратном направлении - от окружающей поверхности к человеку.
Функции гормонов щитовидный и паращитовидной железы.
Гормоны щитовидной железы делятся на два различных класса: йодитиронины (тироксин, трийодтиронин) и кальцитонин. Из двух этих классов гормонов щитовидной железы тироксин и трийодтиронин регулируют основной обмен организма (тот уровень энергозатрат, который необходим для поддержания жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя), а кальцитонин участвует в регуляции обмена кальция и развития костной ткани.
Гормон паращитовидной железы – паратгормон(паратирин). Паратгормон регулирует обмен Ca в организме и поддерживает его постоянный уровень в крови. Паратгормон усиливает рассасывание кости, что приводит к увеличению освобождения ионов Ca, регулирует процессы отложения и выхода солей Ca в костях. Влияя на обмен Са, паратгормонпараллельно воздействует на обмен фосфора: уменьшает обратное всасывание фосфатов в дистальных канальцах почек, что приводит к понижению их концентрации в крови.
Функции половых желез.
У мужчин и женщин разные половые железы, но выполняют они одни и те же функции. У мужчин половые железы – это семенные железы, а у женщин они представлены яичниками.
Мужские органы осуществляют производство половых клеток (сперматозоонов), с помощью которых осуществляется оплодотворение женскихполовых клеток – яйцеклеток. Таким образом осуществляется внешнесекреторная функция половых клеток.
Эндокринная функция половых желез заключается в продуцировании женских и мужских половых гормонов. Гормоны поступают сразу в кровь человека. От их уровня зависит выполнение половой функции и общее состояние организма
Эти железы выполняют двоякую функцию: формируют половые клетки и выделяют в кровь половые гормоны. Как в мужском, так и в женском организме вырабатываются и мужские половые гормоны (андрогены) и женские — (эстрогены), которые отличаются по ихколичеству. Их выработка и активность регулируются гормонами гипофиза.
© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.002)
2.2. Классификация методов оценки теплового баланса организма .
2.4. Средние значения составляющих теплового баланса человека
2.5. Номограмма тепловой нагрузки на организм человека.
3.4. Тепловая адаптация и её физиологические механизмы.
Тема данного реферата рассматривается в рамках климатологии и поэтому
посвящена вопросу о влиянии метеорологических факторов на тепловой баланс
и тепловое состояние человека. Учёт метеорологических факторов вытекает из
практических задач по созданию эф фективных средств защиты человека от
неблагоприятных климатических условий, при нормировании труда и отдыха на
открытом воздухе, при гигиенической оценке климата и т.д. Существуют
различные научные подходы и методы оценки влияния погоды и климата на
общее состояние и самочувствие человека. Наиболее часто используют м етоды
эффективной температуры, теплового баланса и комплексной климатологии.
Однако все эти методы имеют ограниченный характер применения.
Традиционно оценка климата для рекреации Украины производится по
методике И.С. Кандрора, Д.М. Дёминой, Е.М.Ратнера, в которой учтено
физиологическое состояние человека. Также часто используют рекреационную
классификацию погоды Н.А.Даниловой.[1,2,3] Изуч ение климатических
условий для рекреации производится с точки зрения комфортности погоды и
климата для организма здорового человека, который отдыхает. Важным
является знание комплексного влияния курортных факторов на организм на
этапе санаторно-курортного лечения. С учётом непрерывности реабилитации в
Украине выделяют стационарный, амбулаторный, а иногда ещё и санаторный
этапы медицинской реабилитации. С помощью показателей ультрафиолетовой
радиации, теплового баланса человека, меж суточной изменчивости
атмосферного давления, количества кислорода в воздухе, ком плекса
метеорологических величин определяют рекреационные типы погоды, а также
радиации на организм человека состоит в действии всех частей её спектра:
ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной. Ветер, влажность, осадки,
атмосферное давление значительно влияют на организм человека.
С точки зрения климатологии тепловое состояние человека есть ответная
реакция на комплексное действие пог оды. Анализ многих м етодов
свидетельствует, что для характеристики теплового состояния человека,
который подвержен влиянию комплекса метеорологических ф акторов, сам ым
объективным и научно-обоснованным является метод теплового баланса. Этот
метод позволяет количественно оценивать суммарные затраты тепла
организмом или приток тепла к организму при разных климатических
условиях. Каждая из составных частей в уравнении теплового баланса зависит
от характеристик окружающей среды и состояния человека, сравнивая которые
с средними показателями можно оценить климат с позиции теплового
2.2. Классификация методов оценки теплового баланса организма .
Они делятся на аналитические, интегральные показатели и приборные.[ 11]
Аналитические методы расчета теплового баланса организма человека имеют
значение главным образом для оценки метеорологических условий
климатотерапии. Они позво ляют перейти от метеорологических параметров
внешней среды к качественной оценке теплового состояния человека. Эти ме -
тоды информативны, дают возможность об ъективно оценить по тери или
поглощение тепла организмом в энергетических едини цах, однако они сложны
Приборный метод оценки теплового состояния человека.
Он заключается в моделировании некоторых физиологических функций,
формирующихся под воздействием метеорологических факторов с помощью
приборов, основанных на принципах охлаждения нагретог о чёрного шара. В
современных исследованиях такого рода приборы - фригориметры,
Для оценки теплоощущения человека широко применяется метод
интегральных показателей, среди этих показателей распространены
эквивалентно-эффективные и радиационно-эквивалентно-эффективные
температуры воздуха, выра жающие одним числом комплексное влияние на
тепловое ощущение человека трех или четырех метеорологических элемен тов:
эквивалентно-эффективные температуры ( ЭЭТ) — темпе ратуры, влажности
воздуха и скорости ветра; радиационно-эквивалентно-эфф ективные
температуры (РЭЭТ)—тех ж е эле ментов и интенсивности солнечной радиации.
Разработка данных показателей основана на том ф изиологическом принципе,
что одно и то же тепловое ощущение человек может испытывать при различных
Для расчетов ЭЭТ используются номограммы, а также следующая формула .
W- скорость ветра на уровне 2м над поверхностью земли, равная 0,67 от
На основании ряда исследований установлены пределы ЭЭТ, характеризующие
зоны различного теплоощущения человека, уточнённые клин ико-
физиологическими наблюдениями над абсолютными величинами теплопотерь
организма при различных метеорологических условиях. Продолжительность
периода с комфортными условиями теплоощущения определяет
биоклиматические ресурсы регионов, обуславливает особенности
Пределы зоны комфорта могут отл ичаться у людей в различ ных пр иродных
зонах, в разные сезоны года, а также при разных формах заболевания.
Радиационно-эквивалентно-эффективные температуры (РЭЭТ) также
рассчитывают по специальным формулам, в которые входит расчёт РЭЭТ для
Важным показателем, входящим в расчёт явля ется температура воздуха. В
Таблицах 2,3 приведены максимумы и минимумы температур в различных
регионах Украины. По климатическим условиям выделяют 2 периода
рекреационной деятельности:[12] холодный (ноябрь-март) и тёплый (апрель-
октябрь). Для холодного периода года по действию погоды на организм
человека выделено 4 группы рекреационных типов погоды : прохладная погода
с температурой воздуха ниже 10ºС; слабо холодная, когда температура воздуха
в пределах -10…-1 ºС; холодная температура с температурой -15…-10 ºС; и
дискомфортная- тем пература воздуха ниже -15 ºС. Холод либо жара требуют
значительного напряжения терморегуляторных м еханизмов человека. Для
тёплого периода года ( апрель-октябрь) по степени действия температуры
воздуха на человека рекреационные типы погоды объединили также в 4 группы:
комфортную- температура воздуха до + 20 ºС; тёплую- выше 25 ºС, прохладную
с температурой ниже 20 ºС и дискомфортную с температурой воздуха выше 30
ºС. Комфортная и прохладная погода в тёплый период года составляет 180 дней
в степной части Украины и 200 и более на Южном берегу Крыма. В холодный
период прохладная и слабохолодная погода бывает в среднем 100-150 дней, в
По современной методике, опуб ликованной в Украине в 2003 г оду [12] за
критерий тепловой нагрузки принимается интегральный показатель , который
равен суммарному притоку тепла к организму [4]. Уравнение теплового баланса
тела человека, не защищённого одеждой можно записать в виде:
FP-теплообмен между телом и воздухом путём конвекции,
B-отток тепла с верхних дыхательных путей во время дыхания,
Все члены уравнения выражаются в ваттах. Теплопродукция организма в
Положительные значения теплового баланса тела человека характеризуют
тепловое состояние человека, который претерпевает тепловые нагрузки
различной интенсивности. Если интег ральный показатель теплового состояния
человека отрицательный, то это указывает на режим охлаждения организма.
Отрицательное значение теплового баланса тела человека равно тому
количеству тепла, которое организм должен выделить за счёт повышения
физической активности или сберечь, используя соответствующую одежду,
Рассмотрим основные составляющие уравнения теплового баланса.
А)FLE-затраты тепла на выделение пота. При испарении 1 литра пота с кожи
неощутимая перспирация- это испарение межклеточной жидкости через
мембраны кож ных клеток и поры,2- ощутимая перспирация- потеря воды с
потом при перегреве( в результате физической нагрузки или в жарких условиях)
Максимальная скорость потообразования при мышечной работе может
достигать 2-3л/час, испарение которых отнимает около 2000 ккал/час в виде
тепла. При влажности воздуха выше 40 мм рт.ст. потоиспарение равно нулю.
Чем выше температура и скорость перемещения слоёв воздуха, тем выше
Радиационный баланс представляет собой сумму радиационных
коротковолновых и длинноволновых потоков тепла, поступающих на
поверхность тела или одежды. Величина радиационного баланса равна разности
поглощённого солнечного тепла и эф фективного излучения. Для оценки
биотермических условий человека важно знать отношения её радиационного
баланса к интегральной величине тепловой нагрузки. Радиационный баланс
является основным источником притока тепла к организму человека из внешней
среды. Солнечная радиация, проходя через атмосф еру, воздейств ует на все
метеорологические процессы, при этом оказывая влияние на тепловой баланс
человека. Радиационный баланс есть разница между притоком и затратами
лучистой энергии, что поглощается и отражается подстилающей поверхностью
и атмосферой. Радиационный баланс определяется продолжительностью
солнечного сияния, облачностью, прозрачностью атмосферы, характером
подстилающей поверхности. Радиационный баланс может быть положительным
(поверхность отражает солнечной радиации больше, чем отражает) или
отрицательным( отражается больше, чем поглощается). На севере и западе и в
В условиях покоя система терморегуляции обеспечивает поддержание относительной температуры тела при различных внешних условиях. Во время же мышечной работы температура ядра тела повышается. Это повышение температуры во время работы получило название РАБОЧАЯ ГИПЕРТЕРМИЯ. Предполагается, что при этом происходит снижение установочного температурного уровня.
При мышечной работе теплопродукция может увеличиваться в 20 раз, в основном за счет усиления окислительного метаболизма в работающих мышцах и частично за счет тепла, выделяющегося в процессе самой механической работы (трения).
Теплопродукция у "нормального" мужчины с 65-85 ккал/час в покое может увеличиться до 300 ккал/час при умеренной работе и достигает 600 ккал/час при максимальной, а в отдельных случаях и до 900 ккал/час.
В первые 15-30 мин длительной работы температура ядра тела довольно быстро повышается до некоторого относительно стационарного уровня, а затем практически остается неизменной или очень медленно возрастает.
Определенный подъем температуры при мышечной работе имеет свой БИОЛОГИЧЕСКИЙ СМЫСЛ:
· возрастает проводимость, возбудимость, лабильность нервных центров,
· снижается вязкость мышц,
· улучшаются условия активности ряда ферментов.
Вследствие этого разминка перед работой должна длиться не менее 20 мин, - это время за которое температура тела успевает повыситься до 39 - 39,5 о С.
СТАЦИОНАРНЫЙ УРОВЕНЬ температуры зависит от мощности работы, чем она выше, тем выше и этот уровень.
Даже в комфортных условиях окружающей среды температура ядра в конце работы может достигать 41 о С. При этом в очень большом диапазоне внешней температуры (от 5 до 35 о С), она не влияет на температуру ядра тела у обнаженного человека. Когда же внешние условия становятся слишком тяжелыми, температура ядра тела изменяется в соответствии с внешними условиями.
Наряду с регулируемым подъемом при мышечной работе может наблюдаться также дополнительный, вынужденный подъем температуры тела. Он происходит при чрезмерно высокой температуре и влажности воздуха, при чрезмерной теплоизоляции работающего.
В этих условиях механизмы теплоотдачи уже не справляются с выведением из организма избыточного тепла и температура тела прогрессивно нарастает, что может привести к ТЕПЛОВОМУ УДАРУ.
На первых минутах работы средняя температура кожи быстро снижается (на 2 о С против покоя), а затем остается неизменной или несколько увеличивается. В отличие от температуры ядра, стационарная средняя кожная температура не зависит от мощности выполняемой работы, а находится в прямой связи с внешней температурой.
Постепенное повышение кожной температуры при работе происходит за счет увеличения температуры некоторых участков кожи, в частности над работающими мышцами.
Снижение кожной и повышение центральной температуры увеличивает ТЕПЛОВОЙ ГРАДИЕНТ между ядром и поверхностью тела, что облегчает потерю тепла при работе.
Таким образом, при мышечной работе организм не использует возможности усилить теплоотдачу проведением и радиацией, т.к. кожная температура снижается. А использует для усиления теплоотдачи при мышечной работе более эффективный способ - потоиспарение, а последнее приводит к снижению кожной температуры.
Еще одна особенность терморегуляции при мышечной работе связана со скоростью потоотделения. Она при постоянной мощности работы увеличивается с повышением внешней (и кожной) температуры и не связана с температурой ядра тела. При постоянных внешних условиях скорость потоотделения пропорциональна уровню теплопродукции, и не зависит от кожной температуры. Это показывает, что температура оболочки (кожи) и ядра (гипоталамуса) могут независимо влиять на скорость потоотделения при мышечной работе.
1. Физиология человека: Учебник для вузов физ. культуры и факультетов физ. воспитания педагогических вузов.- М.: Физкультура, образование и наука, 2001.- 492 с.
2. Основы физиологии человека.- под ред. Б.И.Ткаченко.- СПб. 1994.
3. ФИЗИОЛОГИЯ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ: Учеб. для ин-тов физ. культ./ Под ред. Я.М.Коца.- М.: Физкультура и спорт, 1982.
4. СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ: Учеб. для ин-тов физ. культ./ Под ред. Я.М.Коца.- М.: Физкультура и спорт, 1986.- 240 с.
1. ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА: Учеб. для ин-тов физ. культ./ Под ред. Н.В.Зимкина.- М.: Физкультура и спорт, 1975.
2. ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА: Учебник для медицинских институтов.- М.: Медицина, 1984.
3. ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА: В 4-х томах / Под ред. Р.Шмидта и Г.Тевса.- М.: Мир, т. 1, 2, 1985; т. 3, 4, 1986.
4. ОСНОВЫ ФИЗИОЛОГИИ: Пер. с англ.- М.: Мир, 1984.- 556 с.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Наряду с эндогенными процессами для поддержания нормальной температуры тела важнейшим механизмом является изменение характера поведения, или поведенческая терморегуляция.
Для холоднокровных животных этот механизм является определяющим. Поддерживающими постоянную температуру факторами являются изменение позы, поиск укрытия, по возможности выбор более теплой или холодной среды и т. п. Человек для поддержания оптимальной температуры тела нередко прибегает к усиленным мышечным движениям, особенно для согревания на холоде. При ходьбе теплопродукция увеличивается в 2 раза, а при беге или интенсивной работе — в 4—5 раз. Повышение температуры тела при этом даже на несколько десятых градуса способствует ускорению окислительных процессов, в частности — окислению продуктов белкового катаболизма. Кроме того, для человека не менее важными факторами поддержания оптимальной температуры тела является ношение одежды, соответствующей температуре окружающей среды, и оборудование жилища (утепление жилища зимой и использование кондиционеров в жаркое время года).
Регуляция температуры тела. Восприятие организмом температурных воздействий (терморецепция).
Восприятие температурных раздражений из внешней среды и формирование температурных ощущений у человека осуществляется с помощью терморецепторов кожи и слизистых оболочек, среди которых имеются холодовые рецепторы (повышают частоту передачи нервных импульсов по афферентным нервным волокнам к терморегуляторному центру при их охлаждении и снижают эту частоту при их нагревании) и тепловые рецепторы (реагируют на изменение температуры тела противоположным образом). В коже и на слизистых оболочках человека больше холодовых рецепторов (около 250 000), чем тепловых (около 30 000). Кроме того, холодовые рецепторы кожи расположены более поверхностно, на глубине 0,17 мм, а тепловые — более глубоко, на глубине 0,3 мм. Эта особенность расположения терморецепторов обусловливает более раннее восприятие организмом человека холода, чем тепла. Другая особенность терморецепторов — их неравномерное распределение в коже по площади, что определяет различный уровень чувствительности к холоду и теплу разных участков тела. Наибольшей чувствительностью обладает кожа лица, наименьшей — кожа нижних конечностей.
Что большинство людей знают о терморегуляции собственного организма? В основном лишь то, что в норме температура тела 36,6 °С. А между тем это сложный процесс, в котором задействованы разные органы и системы нашего организма. За счет терморегуляции наш организм способен приспосабливаться к различным погодным условиям. Однако существует вероятность нарушения этого процесса, влекущая за собой переохлаждение или повышение температуры тела.
Терморегуляция организма
Терморегуляция – это сложный физиологический процесс теплообразования и теплоотдачи, позволяющий поддерживать постоянную температуру тела, несмотря на значительные перепады температуры внешней среды.
За поддержание температуры в человеческом организме отвечает вегетативная нервная система и гипоталамус. Организм воспринимает температуру окружающей среды за счет нервных окончаний в коже и мышцах – терморецепторов. Терморецепторы постоянно передают эту информацию в центральную нервную систему, а именно в гипоталамус, в котором расположен центр терморегуляции. В свою очередь центр терморегуляции определяет скорость метаболизма, который настраивает основной обмен на:
- теплопродукцию – процесс выработки тепла человеческим телом;
- теплоотдачу – переход тепла из организма во внешнюю среду с помощью процессов жизнедеятельности (излучение, испарение, конвекция).
При повышении температуры теплопродукция уменьшается, и организм вырабатывает меньше тепла, а интенсивность метаболизма снижается. Одновременно увеличивается теплоотдача, что защищает организм от перегрева (капилляры расширяются, кожа краснеет, выделяется пот).
При понижении температуры начинаются противоположные процессы: теплоотдача уменьшается (капилляры сужаются, температура крови повышается), а теплопродукция увеличивается. Таким образом организм сохраняет тепло.
Причины гипотермии и гипертермии
Основной причиной нарушения терморегуляции являются внешние факторы. В отличие от других теплокровных животных в ходе эволюции мы стали менее приспособлены к перепадам температуры, и длительные колебания в 1-2 °С от нормы могут привести к гипо- и гипертермии.
Гипотермия – это критическое переохлаждение организма, когда температура падает до 35 °С и ниже. Основной причиной гипотермии является потеря тепла на холоде через кожу и дыхание. Наш организм включает защитную программу, при которой спасает жизненно важные органы, жертвуя кожными покровами, конечностями – всем тем, без чего человек может выжить. Гипотермию делят на три стадии:
- Легкая, когда температура падает до первой критической отметки 34-35 °С. При данной температуре наблюдается бледность кожных покровов, дрожь, замедление метаболизма. Также для этой стадии характерна заторможенность, проблемы с памятью и потеря ориентации в пространстве.
- Средней тяжести, когда температура опускается до 30 °С. Сердце замедляет свою работу, чтобы защитить мозг и сохранить тепло, кожа приобретает мраморный оттенок, появляется сильная сонливость, нарушения речи, возможны даже галлюцинации.
- Тяжелая, при которой температура тела снижается до критической отметки 27 °С и ниже. Человек теряет сознание, его конечности коченеют, дыхание становится прерывистым. На этой стадии возможна остановка сердца.
Гипертермия – стойкое повышение температуры тела выше 38,5 °С, вызванное внешними факторами, затрудняющими теплоотдачу или увеличивающими поступление тепла извне. Гипертермия также делится на три стадии:
Читайте также: