Часть IV. Физиология систем внутренних органов

Тепло, производимое в организме, адсорбируется кровотоком и передается к коже, где оно теряется в воздухе и окружающей среде. Скорость теплоотдачи зависит от двух факторов — скорости проведения тепла (в основном с кровотоком) от мест его образования к коже и скорости отдачи тепла кожей в окружающую среду.

Кожа как теплоизолятор. Кожа и, особенно, подкожная жировая ткань — тепловые изоляторы. Теплопроводность жировой ткани составляет лишь одну треть от теплопроводности других тканей. Именно поэтому кожа эффективно поддерживает постоянную внутреннюю температуру, даже если температура на поверхности кожи близка к температуре среды.

Кожа как теплообменная система. Величина кровотока в коже варьирует от 0 до 30% всего сердечного выброса. Кожа — эффективная управляемая теплообменная система, в которой ток крови в коже — основной механизм переноса тепла от тела к коже (см. разд. 22.4.8.3).

Если температура тела превышает температуру среды, то тело будет отдавать тепло в среду. Отдача тепла в окружающую среду осуществляется излучением, теплопроведением, конвекцией и испарением (рис. 25.4).

Рис. 25.4. Физические основы теплоотдачи

Излучение. При комнатной температуре обнаженный человек теряет около 60% отдаваемого тепла за счет излучения инфракрасных волн. Бльшая часть инфракрасного излучения, испускаемого телом человека, обладает длиной волны от 5 до 20 мкм, то есть в 10–30 раз большей, чем длина волны луча света. Тепловые лучи испускают стены комнаты и находящиеся в ней предметы по направлению к телу человека. Если температура тела выше температуры окружающих предметов, тело отдает большее количество тепла, чем получает.

Проведение — контактная передача тепла при соприкосновении поверхности тела с какими-либо физическими телами. Весьма незначительное количество тепла (около 3% в норме) отдается телом непосредственно путем теплопроведения от поверхности тела к твердым предметам, таким как стул или кровать. Однако теплоотдача путем проведения через воздух вполне сопоставима количественно с общими потерями тепла телом (около 15%) даже в обычных условиях. Если температура окружающего воздуха и температура кожи одинаковы, дальнейшая теплоотдача таким способом становится невозможной, поскольку количество тепла, отдаваемое телом воздуху, становится равным количеству тепла, отдаваемого воздухом коже. Таким образом, теплопроведение от тела воздуху ограничивается, когда нагретый воздух не уносится от кожи, а холодный — прекращает поступать.

Конвекция — потеря тепла путем переноса движущимися частицами воздуха или воды. Количество тепла, теряемого конвекционным способом, возрастает с увеличением скорости движения воздуха (вентилятор, ветер). В воде величина отдачи тепла путем проведения и конвекции во много раз больше, чем на воздухе. В условиях комнатной температуры человек теряет 26% отдаваемого тепла посредством конвекции и проведения.

Излучение, конвекция и проведение происходят, когда температура тела выше температуры окружающей среды. Если температура поверхности тела равна или ниже температуры окружающей среды, то эти способы потери тепла организмом становятся неэффективными.

Испарение — необходимый механизм выделения тепла при высоких температурах. Испарение воды с поверхности тела приводит к потере 0,58 ккал тепла на каждый грамм испарившейся воды. Даже без видимого потоотделения вода испаряется с поверхности кожи и легких в пределах от 450 до 600 мл в день, вызывая потерю тепла порядка 12–16 ккал/ч. Неощутимое испарение — результат непрерывной диффузии молекул воды через кожу и дыхательные поверхности, оно не контролируется системой температурной регуляции.

Потоотделение — один из важных приспособительных механизмов организма к изменениям условий внешней среды. В повседневной жизни встречаются два вида потоотделения — терморегуляторное (возникает на всей поверхности тела в ответ на повышение температуры окружающей среды и при физической нагрузке) и психогенное (в ответ на эмоциональный стресс, обычно локально, но иногда генерализованно).

Эккриновые потовые железы (20 млн по всей поверхности кожи) выделяют раствор NaCl, они равномерно распределены по поверхности тела и обеспечивают терморегуляцию.

Апокриновые потовые железы (подмышечные и паховые) выделяют феромоны и участвуют в создании запаха тела.

Секреторный отдел потовой железы образует первичный секрет, по составу аналогичный плазме крови, но без белков. По мере движения секрета по направлению к коже большая часть электролитов реабсорбируется. Активация потовых желез вызывает усиленное образование секрета, но интенсивность реабсорбции остается без изменений. Это приводит к потерям электролитов (прежде всего натрия хлорида).

Выделение пота варьирует в зависимости от вида работы и окружающей температуры. Потоотделительный механизм начинает работать при температуре 32–34 °C, у новорожденных доношенных — при 35–37 °C, у недоношенных механизм потоотделения не сформирован.