Сосуды кожи участвуют в терморегуляции организма

Терморегуляция – комплекс процессов в организме, направленных на сохранение температуры внутренней среды, которая должна быть в пределах 37,5–38°C. Терморегуляция возможна благодаря комплексу процессов выработки тепла (теплопродукции) и механизмов его отведения (теплоотдачи). А основную роль в процессах отдачи тепла играет кожа.

Роль кожи в терморегуляции

Помимо других важных функций (метаболической, защитной, рецепторной, выделительной, депонирующей), кожа участвует в процессах отведения тепла. В коже расположены терморецепторы, улавливающие минимальные изменения наружной температуры (от 0,007°C).

При значимых колебаниях внешней температуры от терморецепторов идут сигналы к центральным регуляторным органам и структурам, расположенным в спинном и головном мозге. А оттуда подается сигнал к определенным посредникам внутри организма, а затем к клеткам кожи и кровеносным сосудам. Таким образом происходят изменения, направленные на повышение температуры тела либо ее снижение. Образование и отдача тепла регулируются центральными механизмами по принципам прямой и обратной связей на основании рефлексов и посредством нервных импульсов.

Механизмы отдачи тепла кожей

В зависимости от того, насколько повышается внешняя температура, возникает включение механизмов, направленных на теплоотдачу.

Отведение тепла происходит посредством следующих процессов:

• При небольшом повышении наружной температуры начинают работать механизмы конвекции, радиации и теплопроведения.
• При повышении температуры выше 22°C дополнительно включаются и механизмы испарения (потоотделения). При более высокой температуре именно они являются практически основным способом отведения тепла. Это объясняется тем, что при высокой внешней температуре ни излучить тепло, ни отвести его с помощью механизмов радиации и конвекции не представляется возможным по законам физики.
• Конвекция – процесс отдачи тепла близлежащим предметам или частицам в воздухе. Она выше при перемещении воздуха, при большей разнице температур между поверхностью тела и внешней средой, в воде, при отсутствии одежды (так как воздух, который находится в прослойке между одеждой и телом, обладает плохой теплопроводностью).
• Радиация (теплоизлучение) возможна благодаря излучению с кожи, когда увеличивается внутренний диаметр кровеносных сосудов и приток крови к коже увеличивается. Кожа при этом становится красной и горячей, и отдача тепла соответственно становится выше. За счет этого физического процесса возможна потеря основной части тепла в условиях комфортной температуры.
• Испарение воды. Две трети жидкости испаряется с поверхности кожи за счет потоотделения, а одна треть – при дыхании. Испарение влаги замедляется при повышенной влажности внешней среды, поэтому в условиях высокой влажности у человека (а особенно у детей) может наступить тепловой удар (состояние оглушенного сознания из-за высокой внутренней температуры, так как нарушается механизм потоотделения).

Таким образом, адекватная отдача тепла кожей возможна при участии многих процессов, которые взаимно дополняют друг друга.

Механизмы сохранения тепла

В условиях пониженных температур включается терморегуляция кожи, которая направлена на минимизацию отдачи тепла. При понижении наружной температуры менее 18°C, происходит уменьшение внутреннего диаметра сосудов кожи, и ослабляется приток крови с кислородом и питательными веществами к тканям и соответственно отдача тепла из кровеносного русла. Вместо этого, кровь накапливается в центральных кровеносных сосудах, селезенке, поддерживая таким образом необходимую температуру тела в условиях похолодания.

А избыток жидкости для стабилизации артериального давления выводится почками в виде мочи. Наверняка вы не раз замечали потребность в учащенном мочеиспускании в холодное время года. Участие кожи в процессах снижения отдачи тепла зависит от состояния кровеносных сосудов кожи, от их целостности и тонуса.

Влияние заболеваний на терморегуляцию

Роль кожи в терморегуляции организма тяжело переоценить. Это становится очень заметным при повреждениях кожных покровов, особенно при значительном нарушении их целостности. Например, при ожогах, когда с раневой поверхности постоянно выделяется огромное количество жидкости, что совместно с другими нарушениями может привести к развитию шока.

Кроме того, существует множество болезней нервной системы, при которых также нарушается процесс потоотделения, и отмечаются признаки перегрева.

А у некоторых пациентов с синдромом Рейно, наоборот, присутствует перманентное ощущение холода, мерзнут кисти и стопы. У таких людей кожа осуществляет теплорегуляцию неполноценно, вызывая дискомфорт не только при заболеваниях, сопровождающихся лихорадкой, но и в обычной жизни.

Кое-что из науки

В энциклопедии терморегуляцию описывают так: «совокупность физиологических реакций организма, обеспечивающих постоянство температуры тела».

Именно постоянство температуры тела помогает нам выжить. Ведь колебания температуры крови на 2 °C (в любую сторону) приводят к нарушению функций организма, в первую очередь головного мозга как самого чувствительного органа. Эти изменения иногда необратимы. Вот для этого организм и старается не допустить длительных нарушений температуры и как можно быстрее восстановить нормальное состояние.

Контроль температуры организмом и есть терморегуляция. Наше тело координирует физиологические процессы для поддержания постоянной температуры тела в любых погодных условиях.

У теплокровных, к которым относится и человек, температура внутренних органов почти постоянна. А температура кожи зависит от температуры окружающей среды.

Кожа – самый большой наш орган. Она дает защиту всему телу (в т.ч. внутренним органам) от внешних воздействий. Через кожу происходит теплообмен человека и пространства. Именно кожа делает возможной терморегуляцию организма.

И физика, и химия…

Из школьного курса физики известно, что тепло переходит из области высокой температуры в область температуры низкой.

Иногда областью высокой температуры становится человек, а областью низкой – воздух. Тогда от тела нагревается воздушное пространство. Но только рядом с телом.

Именно так происходит охлаждение.

Если воздух теплее человека, то нагревается тело. А небольшой слой воздуха рядом с ним – охлаждается.

Это один из этапов терморегуляции – заключительный.

До него работают другие законы физики. И законы химии. Терморегуляцию так и называют – физической и химической.

Если говорить строго научным языком, физическая терморегуляция – это совокупность физиологических процессов, влияющих на изменение теплоотдачи.

А химическая терморегуляция – это изменение теплопродукции в тканях организма.

То есть в основе терморегуляции заложены два механизма – теплопродукция и теплоотдача. Если они нарушены, то нарушается и терморегуляция.

О, эта физика!

Физическая терморегуляция сохраняет постоянство температуры тела, регулируя отдачу тепла. Для этого постоянно меняется теплопроводность кожи, жирового слоя, волосяного покрова.

При снижении температуры окружающей среды уменьшается температура крови. Чтобы не допустить переохлаждения, организм увеличивает внутренний сократительный резерв – появляется гусиная кожа, волосы на теле «встают дыбом». Это сокращаются мышцы. Скорость кровообращения растет. Вырабатывается дополнительное тепло – для поддержания постоянной температуры тела. Из-за этого наша теплопродукция повышается на 25-40%.

При этом накопленная энергия идет на согревание.

Если охлаждение продолжается, то возникнет мышечная холодовая дрожь – озноб. Это примитивное механическое действие просто-напросто согревает организм.

В результате теплопродукция повышается в 2,5 раза.

Озноб и «гусиная кожа» – процессы рефлекторные. Организм пытается защищать себя самостоятельно, поддерживать постоянную температуру тела, невзирая на капризы погоды.

Если же начать осознанную физическую активность, то теплопродукция увеличится уже в 15 раз!

Вообще, физическая теплопроводность состоит из нескольких частей: излучения, кондукции, конвекции и испарения.

Излучение – отдача тепла в виде электромагнитных волн. При температуре 20 градусов и нормальной влажности воздуха организм взрослого человека излучает около 50% всего отдаваемого тепла.

Кондукция – отдача тепла (внутренней энергии) при непосредственном соприкосновении тела с другим физическим объектом (тело-воздух; тело-тело).

Конвекция – отдача тепла (внутренней энергии) частицам движущегося воздуха. Воздух, соприкасаясь с кожей человека, нагревается и поднимается. На его место приходит холодный воздух и т.д. Таким способом тело теряет почти 15% отдаваемого тепла.

Испарение – отдача тепловой энергии в окружающую среду за счет испарения пота, влаги с поверхности кожи и слизистых дыхательных путей. Испаряется более 20% отдаваемого тепла.

При повышении температуры тела кровь приливает к коже. Расширяются сосуды. Излишек тепла «испаряется» через кожу, в виде пота. Тело становится влажным. А из законов физики известно, что влажное быстрее охлаждается.

Именно поэтому при высокой температуре еще наши «дремучие» предки обтирали больного водой с уксусом.

Испарение бывает двух видов.

Неощущаемое – испарение воды со слизистых дыхательных путей через дыхание. Таким путем в сутки испаряется до полулитра воды.

Ощущаемое – вода испаряется через кожу. Человек потеет. В среднем за сутки может выделиться почти литр пота. Организм при потоотделении отдаст около 300 ккал энергии. И это при том, что:

• за рабочий день в офисе мы тратим 550 ккал;
• за час активной прогулки – 300 ккал.

Только потея, организм «работает» на уровне «утренней пробежки».

А если пить чаще, то и теплоотдача увеличится до 7000 ккал – больше, чем за день работы тратит грузчик. Вот почему, когда человек болеет, когда у него повышенная температура, назначают теплое обильное питье. Организм сжигает калории, отдает тепло и… цифры на градуснике становятся меньше.

Если температура окружающей среды высока, то преобладает испарение. Потея, организм охлаждается. И человек, защищая себя от перегрева, легче переносит жару.

Без химии никак

Химическая терморегуляция включается, когда физической недостаточно для поддержания постоянной температуры тела.

Она зависит от обмена веществ, от теплопродукции печени, мышц, жира. При окислении белков, углеводов и жиров выделяется внутренняя энергия, которая большей частью рассеивается в виде тепла. Остаток же накапливается в организме.
И при дефиците тепла в окружающей среде организм использует собственные запасы. В зависимости от температуры воздуха обмен веществ либо усиливается, либо затормаживается. А выработка тепла – увеличивается или уменьшается. Из-за этого меняется и температура кожи. При нормальной работе системы терморегуляции если происходит переохлаждение, то активизируется расщепление жиров и углеводов, образуется тепловая энергия.

Сложный человеческий организм

Терморегуляция – это самоуправляющийся механизм, в котором все взаимосвязано. Как процессор в компьютере, головной мозг и периферическая нервная система регулируют все необходимые процессы.

Терморецепторы передают в «центр» сведения об уровне температуры тела. Головной мозг «обрабатывает информацию» и отдает приказ нервной системе: что нужно сделать.

Нервная система через нервные волокна изменяет уровень теплоотдачи – либо какого-то участка организма, либо всего тела, в зависимости от информации, которую ей посылает организм.

Основной центр терморегуляции – гипоталамус (так называется одна из областей нашего головного мозга). При его болезни или разрушении мозг теряет способность воздействовать на температуру. Если травмирована передняя часть гипоталамуса, то человек больше не сможет переносить жару, но сохраняет устойчивость к холоду. Если повреждена задняя часть гипоталамуса, то все наоборот: холод выдержать сложно, жару – легче.

Гипоталамус управляет процессами эндокринной системы, которая тесно взаимосвязана с самыми важными для терморегуляции органами. А это надпочечники, щитовидная железа…

Так, при понижении температуры окружающей среды усиливается выделение гормонов щитовидной железы, ускоряющих обмен веществ, и, как следствие, усиливается теплообразование.

А надпочечники выделяют в кровь гормоны, сужающие или расширяющие кожные сосуды при изменении погоды. Из-за этого и меняется уровень теплоотдачи.

Зачем человеку знать о таком сложном процессе, как терморегуляция?

Почему бывает плохая терморегуляция? Откуда берется повышенная температура? Из-за того, что в организме много тепла? Нет! Потому что тело плохо отдает тепло окружающей среде.

Происходит это в основном из-за спазмов сосудов, расположенных на поверхности кожи. А спазмы возникают при сбоях в эндокринной системе – нарушении работы коры надпочечников или щитовидной железы, либо при закупорке пор кожи – именно через них происходит выделение пота, тепла и вредных веществ.

Ребенок и терморегуляция

Находясь в утробе матери, малыш не нуждается в необходимости поддерживать нужную температуру. Это для него делает мама. После рождения ребенку приходится научиться самому поддерживать температуру тела, «отладить» свою собственную систему терморегуляции. Производить и расходовать энергию организма, предотвращать перегрев или переохлаждение.

Но этому еще придется научиться, научиться при помощи взрослых. Ведь именно они станут смотреть, чтобы ребенок не переохлаждался в холодную погоду, не перегревался в жару (или если его слишком укутали). «Перегиб» в одну или другую сторону вреден для малыша, а баланс тепла и холода очень важен.

Задача взрослых – помочь ребенку создать свою систему терморегуляции. Она будет формироваться несколько лет.

В помещении температура воздуха должна быть не ниже +17 оС, но не выше +24 оС. Тогда малыш может быть одет только в легкий костюмчик либо в одну-единственную распашонку. Если при температуре 18–20 градусов одеть две распашонки, ребенка можно и перегреть. Не стоит нахлобучивать на кроху шапку или чепчик. Первой вспотеет именно голова. Памперсы тоже приводят к перегреву – когда малыш дома, лучше их не надевать.

Хорошо устраивать воздушные ванны – не только в жару, в любое время года. Главное не переохлаждаться – 10–15 минут побыть без одежды для ребенка будет достаточно.

Если малыша переохладить, то опасность будет не от простуды. При переохлаждении снижаются защитные барьеры слизистых оболочек. Не только в носоглотке. Не только в легких. Самое главное – в кишечнике! Нормальная микрофлора будет подавлена, а патогенная станет активной.

Не всегда можно понять, замерз ребенок или нет. Если малыш плачет, то он подает сигнал SOS – просит помощи. Если долго принимает воздушную ванну или просто прохладно, значит замерз. Срочно одеть!

При перегреве – особенно когда в теплую погоду на ребенка напяливают кучу одежды – неприятностей не меньше.

Маленькие дети часто погибают именно от перегрева – по вине собственных родителей, недосмотревших, не заметивших и не посчитавших нужным.

Первые признаки перегрева взрослые замечают, к сожалению, не сразу. Младенец не может снять с себя лишнюю одежду… Он беспокоен и плачет. Температура может подскочить до 38 ºC и выше.

Если в этот момент дать ребенку таблетку – ребенок погибнет!

Для маленьких детей перегрев – экстренное состояние. Даже без лекарств у перегревшегося малыша часто начинается отек мозга. Медикаменты ускоряют опасный процесс. А молодые мамы и папы не всегда догадаются вовремя вызвать скорую.

Если не отреагировать на повышение температуры, не заметить его, ребенок «проваливается» в сон. Спит долго. Это так называемое охранное торможение мозга, которое защищает от перегрева и его последствий. Но иногда не помогает и оно. Малыш может заснуть и… не проснуться.

Еще раз повторим: перегрев для ребенка младше четырех лет – состояние крайне опасное! В «лучшем» случае оно приведет к серьезным поражениям головного мозга. Возвратить детский организм в нормальное состояние будет сложно.

При перегреве защитные силы организма ослабевают. Слабеет иммунная система – и человек, особенно если он еще маленький, становится подвержен любым инфекциям. О часто болеющих детях обычно говорят – «запеленали». То есть слишком укутывали, как тепличное растение.

К тому же, при перегреве мы потеем, тело становится влажным. Поэтому ребенок быстрее простужается. Во влажной и теплой среде хорошо живется любым бактериям, вирусам, грибам. А это не только «потничка», но и диатез, дерматит, аллергия. «Перекутанных» детишек очень любит и рахит.

Когда младенец заболевает, врач предупреждает родителей: если высокая температура – нельзя ребенка держать в тепле. Его необходимо раздеть полностью. И желательно приоткрыть форточку. И обязательно добавит: у грудничков еще не сформирована терморегуляция – они зависят от температуры воздуха!

Как сформируется защитная система терморегуляции, зависит именно от взрослых. А от терморегуляции зависит и жизнь человека. Его болезни, его активность и удача.

Эти «непослушные» взрослые

Не менее важна терморегуляция и для взрослого. Поскольку к себе дяденьки и тетеньки относятся, мягко говоря, наплевательски. И в угоду моде, престижу или экономии денег могут принести себе любимым ну просто «непоправимую пользу».

Кто-то, наоборот, чересчур ответственно подойдет к своему здоровью. Опасаясь переохлаждения, укутается слишком тепло. И тогда…

При холоде перегрев очень и очень опасен. Вспотевший организм дает себе приказ: «на улице жарко». Организм ответственен, он стремится защитить себя и включает «охлаждение» – включает потоотделение и испарение. Затем пот высыхает, и… мы остаемся на холоде. Пока до мозга «дойдет», что он ошибся, происходит переохлаждение. И, как следствие безответственности самого человека, – простуда.

Любой перегрев (и усиленное потоотделение) ведет к большей усталости, чем физические упражнения. Некоторые врачи сравнивают перегревание организма с трехкилометровым кроссом. И когда уставшее тело еще и переохлаждается… остается только посочувствовать головному мозгу и нервной системе. Ведь именно им придется теперь бороться с болезнью, которая называется «человеческая глупость».

Как же быть?

При проблемах с терморегуляцией лучше на первом этапе не прибегать к лекарствам, а вначале попробовать фитотерапию и массаж. Кому-то помогают нетрадиционные методы лечения, иглоукалывание и гомеопатия – при условии, что врач хороший. Иногда простой отдых полностью решает проблему.

Хороший результат дает помощь психолога и психотерапевта.

Постарайтесь закалить организм. Не превращайтесь в комнатное растение – иначе потом трудно и долго придется возвращаться к нормальной жизни.

Необходим правильный режим дня, регулярное полноценное питание с обилием свежих овощей и фруктов. Витамины, свежий воздух, физкультура…
Если позволяет дресс-код, забудьте о хороших манерах: если жарко, расстегните одежду на груди, закатайте рукава или брюки. Наденьте легкую, «вентилирующую», продувающую одежду.

При холодной погоде перестаньте носить обувь на тонкой подошве – если, конечно, не водите машину (вспомните о перегреве).

Перестаньте тщательно следить за модой. Современная мода, современные ткани создаются для тех, кто ездит на собственном транспорте. Для большинства из нас лучше выбрать более практичную одежду, среди которой достаточно много модной. Чаще включайте здравый смысл!

Источник: Алтайская Екатерина, журналист