4-5. Termoregulacja organizmu człowieka i obciążenie termiczne

Jak wynika z dotychczasowych rozważań, utrzymanie prawidłowej temperatury ciała wymaga nieustannej wymiany ciepła z otoczeniem. Jeśli człowiek przebywa w niskiej temperaturze, gdy jego własne (endogenne) ciepło nie wystarczy do zapewnienia mu odpowiedniej temperatury ciała, to trzeba go dogrzewać, doprowadzając ciepło z zewnątrz. Jednocześnie należy zmniejszać utratę ciepła endogennego, stosując odpowiednią izolację, np. odzież. Jeśli natomiast człowiek przebywa w gorącym otoczeniu, to ciepło egzogenne wnika do organizmu, dodaje się do ciepła endogennego, co grozi przegrzaniem. W takiej sytuacji zachodzi potrzeba ochrony pracującego przed ciepłem z zewnątrz.

Wiadomo jednak, że organizm człowieka posiada pewną autonomię, jeśli chodzi o przetrwanie niekorzystnych warunków termicznych. Inaczej mówiąc, jest on wyposażony w fizjologiczne urządzenia termoregulacyjne, dzięki którym może przez pewien czas bronić się skutecznie przed nadmiarem albo niedoborem ciepła. Dzieje się tak za sprawą tzw. ośrodka termoregulacji kontrolującego temperaturę ciała i sterującego mechanizmami uwalniania i oddawania ciepła. Wspomniany ośrodek jest zlokalizowany w niewielkiej części mózgowia zwanej podwzgórzem (4-5. Slajd 4). Ośrodek ten składa się z komórek nerwowych, tworzących serwomechanizm, który na zasadzie sprzężenia zwrotnego przeciwdziała zmianom mogącym spowodować wzrost lub spadek temperatury ciała poza dopuszczalny zakres. Podstawową wielkością regulowaną i regulującą jest temperatura wnętrza ciała. Regulacja może odbywać się na różnym poziomie. W spoczynku jest to temperatura około 37 °C, podczas intensywnej pracy i ćwiczeń sportowych poziom może wzrosnąć do 39 ^oC, a podczas gorączki utrzymywać się powyżej 40 °C.

4-5. slajd 4 

Informacje o temperaturze ciała docierają do ośrodka termoregulacji dwoma rodzajami kanałów. Jeden to kanał nerwowy. Zaczyna się od termoreceptorów (czujników temperatury) umiejscowionych w skórze i śluzówkach, które w zależności od temperatury otaczającej tkanki, wysyłają po nerwach zakodowaną w postaci impulsów nerwowych, odpowiednią informację do ośrodka.

Drugi kanał to strumień krwi, która przepływając przez tkankę może się dogrzać lub ochłodzić, i która wyrównując różnice temperatur podobnie jak woda w centralnym ogrzewaniu, jednocześnie informuje ośrodek o tych różnicach.

Na podstawie otrzymanych informacji ośrodek, również w postaci impulsów nerwowych, wysyła rozkazy do termoregulacyjnych narządów wykonawczych. W sytuacji, gdy organizmowi grozi oziębienie, naczynia skóry silnie się kurczą, w następstwie czego przepływ krwi znacznie się zmniejsza. Krew, przepływając wolno przez skórę ulega znacznemu odtlenowaniu, hemoglobina staje się błękitnawa, a skóra sinieje. Temperatura skóry obniża się, co zmniejsza oddawanie przez nią ciepła. Kurczą się mięśnie przywłośne. Powoduje to chropowatość skóry („gęsia skórka”) oraz jeżenie się włosów na skórze. Palisada z włosów zwalnia przyskórny prąd konwekcyjny. Jednocześnie wzrasta wyzwalanie ciepła endogennego, szczególnie w mięśniach szkieletowych. Występuje w nich zjawisko zwane dreszczami, polegające na asynchronicznych skurczach włókien mięśniowych. Mięśnie wyzwalają ciepło, ale nie kurczą się jako całość. Zmienia się również zachowanie człowieka - kuli się, szuka schronienia przed zimnem, zakłada ciepłą odzież, rozpala ognisko itp.

Jeżeli w otoczeniu panuje wysoka temperatura, albo działają tam źródła intensywnego promieniowania cieplnego, naczynia skóry rozszerzają się i przepływ krwi przez nie wzrasta. Zwiększona zawartość wody w skórze zwiększa jej przewodnictwo cieplne, jednocześnie zapewniając korzystne warunki do procesu pocenia.

Rozpoczyna się wydzielanie potu, który parując ze skóry odbiera jej ciepło niezbędne do przekształcenia się w parę wodną. Towarzyszą temu zmiany w zachowaniu - człowiek szuka cienia, zdejmuje odzież, uruchamia urządzenia chłodzące, zwalnia rytm pracy itp.