Что происходит с кожей и кровеносными сосудами в жару

Терморегуляция: роль кожи в поддержании теплового баланса организма

Постоянная температура тела является одним из основных признаков гомойотермных (теплокровных) организмов, к которым относится и человек.

Совершенно неважно – зима ли на улице или жаркое лето – комплекс органов и тканей, называемых «ядром» тела, имеет температуру от 37,5 до 38 ?С. Высокая стабильность температурного режима, сохраняющаяся независимо от условий внешней среды, обеспечивается благодаря балансу теплоотдачи и теплопродукции.

Упомянутый баланс достигается физической («отведение» тепла) и химической (обмен веществ, в результате которого происходит высвобождение энергии) терморегуляцией. Первая «отвечает» исключительно за отдачу тепла, а вторая – за его продукцию.

Функции кожи в процессе физической терморегуляции

Огромную роль в физической терморегуляции – устранении «ненужного» тепла – играет кожа.

Именно от её температуры зависит интенсивность теплоотведения, существенно изменяющаяся в зависимости от условий внешней среды. Объём циркулирующей крови и её распределение в сосудах напрямую зависят от того, насколько жарко или холодно на данный момент человеку.

Кожа может отдавать тепло тремя способами:

• передачей менее нагретому телу;
• излучением;
• испарением.

Первые два способа могут быть реализованы лишь в тех случаях, когда температура тела человека не превышает температуры окружающей среды.

Что происходит с кожей на холоде? Физическая терморегуляция при низких температурах

Отметим, что низкой для человека температурой считается температура окружающей среды, не превышающая 18 ?С.

В таких условиях тепло отводится излучением и «передачей» энергии менее нагретому телу. Естественно, что на «холоде» организм старается сократить потери тепла и поэтому уменьшает температуру кожи – главного «теплоотдающего» органа.

Таким образом, роль кожи в терморегуляции в условиях низких температур сводится к охлаждению до максимально возможного «безопасного» уровня. Кожные сосуды значительно сужаются, и приток крови к поверхностным слоям тела снижается, «перенаправляясь» в сосуды, расположенные в брюшной полости. Происходящие процессы способствуют сохранению тепла во внутренних органах – температура «ядра» тела остаётся неизменной.

Жара и кожа. Физическая терморегуляция организма при высоких температурах

Как только температура среды, в которой находится человек, поднимается выше 25 ?С, начинают «просыпаться» рецепторы, реагирующие на тепловое раздражение.

Именно они посылают сигнал о том, что пора начинать расширение кровеносных сосудов, находящихся в коже. Увеличившиеся сосуды мгновенно заполняется кровью. Конечно же, она не берётся из ниоткуда, а «забирается» от внутренних органов. Кожа нагревается и начинает излучать тепло вне, позволяя организму оставаться не перегретым. Данный механизм терморегуляции – полная противоположность способу, описанному в предыдущем пункте.

На жару кожа реагирует не только притоком крови, но и усилением деятельности расположенных в ней потовых желёз. Если при нормальной температуре (от 18 до 25 ?С) количество пота, испаряемое с поверхности кожи, составляет не более 400-600 мл, то при её повышении объём жидкости может доходить до 10 л – разница более чем внушительная.

Очевидно, что чем больше пота выделяется железами, тем большей оказывается теплоотдача – данный процесс для нормальной терморегуляции организма важен чрезвычайно.

Механизм потоотделения – в чём заключается его важность?

Значение способности человеческого организма к выделению пота с помощью размещённых в коже желёз переоценить очень сложно. В жару именно испарение жидкости с поверхности кожи является единственным спасением для человека – ни излучить, ни передать тепло среде, нагретой более чем организм, невозможно – физика подтверждает.

При высоких температурах, когда иные процессы теплоотдачи уже не работают, а выработка тепла организмом всё увеличивается, процесс потоотделения активизируется и доходит до максимально возможного уровня.

Единственный минус этого способа терморегуляции заключается в зависимости от условий окружающей среды.

Как известно, насыщенный водяными парами воздух просто не может принять даже немного жидкости – в жаркую и влажную одновременно погоду потение не в состоянии помочь избавиться от излишков тепла. Зато в условиях низкой влажности, когда жидкость с кожи испаряется с поверхности тела мгновенно, жара может практически не чувствоваться, а перегревание – не наступать.

Коротко о главном

Кожа, защищающая организм от перегревов и переохлаждений, может вести себя совершенно по-разному в зависимости от ситуации: сохранять тепло, «сжимая» кровеносные сосуды, отдавать его, повышая приток крови и выделяя пот. Без кожных покровов процесс физической терморегуляции стал бы совершенно невозможен.

Терморегуляция в условиях жары. Повышение температуры окружающей среды влияет на кожные и мышечные терморецепторы. Информация от них поступает в центральную нервную систему, в том числе и в высший центр терморегуляции — гипоталамус. Через взаимодействие с другими центрами гипоталамус вызывает расширение кровеносных сосудов, увеличение частоты сердечных сокращений и частоты дыхательных движений. По расширенным кровеносным сосудам кожи протекает больше крови и, соответственно, с поверхности тела отдается больше тепла в окружающую среду. Расширение кожных сосудов можно легко наблюдать на себе. При высокой температуре окружающей среды кожа краснеет.
Температура различных областей тела человека при температуре воздуха 20 0 С (А) и 35 0 С (Б)
При длительном нахождении на жаре включаются потовые железы и механизмы испарения, начинается испарение со слизистой оболочки дыхательных путей. Все эти процессы защищают организм от перегрева и обеспечивают поддержание постоянной температуры тела.

Терморегуляция в условиях холода. При понижении температуры окружающего воздуха увеличивается образование тепла в организме. Это, прежде всего, достигается за счет произвольных движений (на морозе для того, чтобы согреться, человек совершает разные движения: потирает руки, притопывает на месте и т. д.).

Работающие мышцы вырабатывают тепло. Другим источником увеличения теплопродукции в организме является специальная реакция, называемая холодовой дрожью.

Дрожь — это непроизвольные ритмические сокращения мышц, происходящие с большой частотой. Сокращения начинаются с мышц головы и шеи, а затем дрожью охватываются мышцы туловища и конечностей. Дрожь считают самой эффективной реакцией теплопродукции.

Регулируется дрожь центральной нервной системой (гипоталамусом). При действии холода происходит рефлекторное сужение сосудов, вследствие чего уменьшается отдача тепла организмом, и температура тела остается постоянной.

Образование и отдача тепла регулируется и гуморальным путем. Например, при страхе или гневе в крови увеличивается содержание адреналина. Сосуды сужаются, кожа лица бледнеет, усиливается теплообразование.

Следует иметь в виду, что мышечная активность и дрожь могут поддерживать температуру лишь короткое время. Сужение периферических сосудов, особенно при очень низких температурах, создает опасность отморожения конечностей.

Терморегуляция при мышечной работе. При выполнении физической нагрузки в работающих мышцах увеличивается образование тепла, т. е. растет теплопродукция. Для поддержания постоянной температуры тела включаются механизмы, направленные на увеличение теплоотдачи.

Эти механизмы включаются рефлекторно на основании информации о температуре тела, поступающей от рецепторов внутренних органов и кожи. Возбуждение, возникающее в рецепторах кожи и кровеносных сосудов, передается в центральную нервную систему. В результате сложных процессов взаимодействия между гипоталамусом и другими центрами, регулирующими работу сердца, сосудов, дыхания возникают реакции, обеспечивающие отдачу тепла организмом (расширение кровеносных сосудов кожи, увеличение частоты и силы сокращений сердца, частоты и глубины дыхания).

Степень всех этих изменений зависит от интенсивности выполняемой работы и соответствует потребности организма в отдаче определенного количества тепла, обеспечивая сохранение постоянной температуры тела.

Изменения температуры тела при простудных и инфекционных заболеваниях. Многие вирусные и бактериальные инфекции вызывают устойчивую высокую температуру, которая может подниматься до 40,5°С. Такая температура опасна для организма, так как может стать причиной судорог вследствие нарушения функций нервной системы. Она не посылает нервные импульсы, регулирующие температуру тела. Нарушается терморегуляция.

Результатом нарушения терморегуляции может быть то, что несмотря на высокую температуру человек мерзнет, возникает озноб. Чтобы согреть больного, нужно его укрыть теплым одеялом и положить грелку к ногам.

Снижению очень высокой температуры способствует и обтирание тела больного губкой, смоченной водой приятной для него температуры. Испарение усиливает теплоотдачу и тем понижает температуру тела.

При высокой температуре нужно следовать строго рекомендациям врача. Следует помнить, что при повышенной температуре тела иммунная система больного человека активно борется с инфекцией. Тепловой и солнечный удар. Первая помощь. При перегревании на солнце в безветренную погоду особенно в атмосфере, насыщенной парами, при физической работе в душных, плохо проветриваемых помещениях или в плохо пропускающей воздух одежде возможно возникновение так называемого теплового удара. При этом появляются головная боль, одышка, головокружение, шум в ушах, слабость, учащается пульс, мелькают «мушки» перед глазами. Человек бледнеет и может потерять сознание. Пострадавшего нужно перенести в прохладное место, раздеть или расстегнуть на нем одежду, на голову положить смоченное холодной водой полотенце, а ноги приподнять с помощью валика из одежды (рис. 109).
Рис. 109. Первая помощь при тепловом и солнечном ударах
Если пострадавший в сознании, ему дают выпить прохладную воду. Для снижения температуры тела, пострадавшего оборачивают мокрой простыней или одеждой и обмахивают, чтобы создать движение воздуха и усилить испарение.

Если у пострадавшего остановилось дыхание и пульс не прощупывается, необходимо делать искусственное дыхание, непрямой массаж сердца и немедленно вызвать скорую помощь.

Признаки солнечного удара примерно такие же, как и теплового. Одинаковы и меры первой помощи пострадавшему. Для предупреждения солнечного удара надо летом прикрывать голову.

Закаливание организма. Закаливание организма — это выработка мер быстрого приспособления организма к смене температуры.

Вода, воздух и солнце — основные средства закаливания организма. Водные процедуры (обливание, обтирание, душ, купание с последующим растиранием тела) обычно начинают при температуре воды и воздуха не ниже 20°С и продолжают, как правило, не более 10 минут.

Воздушные ванны принимают через 1—2 часа после еды при температуре воздуха не ниже 18°—20°С в течение 15—20 минут, постепенно увеличивая их продолжительность до 2—3 часов в день.

Солнечные процедуры наиболее полезны между 8—11 часами дня. В первые дни летнего отдыха нельзя находиться на солнце долго. Начинают с 4—5 минут, постепенно увеличивая это время. Голова при этом должна быть защищена панамой или платком.

Требования к одежде. Одежда помогает человеку приспосабливаться к неблагоприятным условиям среды: согревает в холод, в жару не препятствует теплоотдаче. Хорошая одежда прежде всего должна быть удобной, приятной человеку и окружающим, легкой, практичной и красивой.

Зимнюю одежду изготавливают из волокнистых материалов, хорошо сохраняющих тепло: шерстяных тканей, фланели, меха и их разнообразных синтетических заменителей. Летнюю одежду шьют из легких тонких тканей светлой окраски, хорошо отражающей солнечные лучи.

В удобной, не стесняющей движений одежде человек легко двигается.

1. Рассмотрите механизм терморегуляции в условиях жары и холода. 2. Каков механизм терморегуляции при мышечной работе. 3. Роль гипоталамуса в терморегуляции. 4. Что способствует возникновению теплового и солнечного удара? 5. Какова доврачебная помощь пострадавшим от теплового и солнечного удара? 6. Какое значение для людей, живущих в тропических и субтропических странах, имеет смуглая окраска кожи? 7. Каковы требования, предъявляемые к одежде?