Терморегуляция – это сложный физиологический процесс, который обеспечивает поддержание постоянной температуры тела1 и внутренней среды организма на уровне, необходимом для нормальной жизнедеятельности2.
В организме человека постоянно происходят различные химические реакции. В процессе обмена веществ температура тела колеблется в районе +37° C. Но у людей возможны индивидуальные вариации «нормальной» температуры тела.
Бывают случаи, когда у человека температура постоянно низкая, например, 35,5-36,2° С. Почему?
Температура зависит от особенностей тела. Возможно, что в организме постоянно не хватает определенных веществ, которые действуют как центр регуляции температуры.
Если у человека онкологическое заболевание и ему назначают химиотерапию, такие препараты подавляют иммунную систему. Когда возникает инфекция, организм не может бороться с болезнью из-за слабого иммунитета – в это время может держаться низкая температура тела. В других условиях она была бы повышенной.
Температура тела — комплексный показатель теплового состояния организма животных, включая человека. Является одним из основных и старейших биомаркеров.
Животные, способные сохранять свою температуру в узких пределах независимо от температуры внешней среды, называются теплокровными, или гомойотермными. К теплокровным животным относятся млекопитающие и птицы. Животные, лишённые такой способности, называются холоднокровными, или пойкилотермными. Поддержание температуры тела организмом называется терморегуляцией.
У холоднокровных животных температура тела мало отличается от температуры окружающей среды и только при интенсивной мышечной деятельности у некоторых видов она может значительно превышать окружающую температуру.
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 14 августа 2022 года; проверки требует 1 правка.
Центр терморегуляции располагается в отделе головного мозга, который называется гипоталамус. Гипоталамус управляет процессами эндокринной системы, которая тесно взаимосвязана с самыми важными для терморегуляции органами — это надпочечники и щитовидная железа. Так, при понижении температуры окружающей среды усиливается выделение гормонов щитовидной железы, ускоряющих обмен веществ и, как следствие усиливается теплообразование.
Назначение системы терморегуляции — поддержка и стабилизация постоянного значения температуры тела, то есть при гипотермии (снижении температуры тела относительно нормальной) повышать теплообразование и снижать теплопотери, а при гипертермии (повышении температуры тела относительно нормальной), напротив, усиливать теплообмен с окружающей средой и снижать теплообразование.
Этот процесс представляет собой один из аспектов гомеостаза — динамически изменяющегося состояния равновесия между внутренней средой организма животного и его внешним окружением. Раздел науки, изучающий такие процессы в зоологии, называется экофизиологией или физиологической экологией.
Внутренняя среда организма. Основные функции крови. Кровь как разновидность ткани. Биофизика системы кровообращения. Биохимический состав. Система свертывания.
С давних времен сохранилось убеждение, что именно в крови таится самое главное, что определяет характер, судьбу, сущность человека. Кровь всегда была окружена ореолом святости. Мы говорим “горячая кровь”, “это у него в крови”, “кровь зовет к мести или к подвигу” и так далее. Мистическое представление о крови как о носителе душевных качеств человека доходило до того, что даже врачи задавались вопросом, не сможет ли переливание крови укрепить дружбу, примирить несогласных супругов, враждующих братьев и сестер. Еще несколько примеров из истории, демонстрирующих, какое большое значение люди придавали крови. Герой Гомера Одиссей давал кровь теням подземного царства, чтобы вернуть им речь и сознание. Гиппократ рекомендовал тяжелобольным пить кровь здоровых людей. Кровь умирающих гладиаторов пили патриции Древнего Рима. А для спасения жизни папы римского Иннокентия VIII было приготовлено лекарство из крови трех юношей.
Что же представляет собой кровь, и с чем связано такое к ней отношение? Жизнь зародилась в океане. И когда многоклеточные организмы вышли на сушу, они унесли с собой частицу океана – морскую воду. Эта вода, превратившаяся в кровь, под давлением насоса (сердца) циркулирует по замкнутой системе (сосуды) и позволяет клеткам обмениваться питательными веществами, уносит от них продукты клеточного распада, равномерно распределяет тепло между ними и так далее, то есть делает все то, что позволяет отдельным клеткам, иногда находящимся на большом расстоянии друг от друга, сливаться в единый организм.
Для того чтобы понять значение крови для организма и в дальнейшем знать, что необходимо делать для нормального функционирования всей системы кровообращения, представим основные функции крови. Постоянство состава крови обеспечивается системой кроветворения, в которую входят костный мозг, селезенка, лимфатические узлы и вилочковая железа.
Основой этой системы является костный мозг, где происходит образование всех форменных элементов крови – эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Система кроветворения находится в динамическом равновесии с кровью, осуществляя непрерывное обновление и пополнение недостающих клеток.
Заболевания или повреждения органов кроветворения приводят к изменению состава крови и, как следствие, ослаблению ее функций. Эти функции разнообразны. Основными из них являются:
– дыхательная (перенос кислорода из легких к тканям и углекислоты из тканей в легкие);
– питательная (транспорт питательных веществ от органов, где они образуются, к тканям и органам, где они расходуются или подвергаются дальнейшим превращениям);
– выделительная (доставка подлежащих удалению продуктов обмена веществ к органам выделения);
– регуляторная (деятельность органов регулируется не только нервными импульсами, но и активными молекулами, которые вырабатываются в клетках, гормонами);
– гомеостатическая (поддержание постоянства осмотического давления, водного баланса, минерального состава внутренней среды);
– терморегуляторная (обеспечение постоянства температуры тела);
– защитная (защита органов и тканей от проникновения в них чужеродных веществ).
Кровь является одним из трех компонентов внутренней среды, обеспечивающих нормальное функционирование организма в целом. Двумя другими компонентами являются лимфа и межклеточная (тканевая) жидкость, которая непосредственно соприкасается с клетками. Именно из тканевой жидкости клетки организма и получают кислород и необходимые питательные вещества, выделяя в нее углекислый газ и отработанные продукты обмена. Тканевая жидкость находится в постоянном движении, она обновляется через сосуды кровеносной системы различными химическими соединениями и водой. Некоторое количество белков, жиров и воды проникает в мельчайшие лимфатические сосуды – лимфатические капилляры.
Лимфа – это прозрачная жидкость, в которой нет эритроцитов и тромбоцитов и меньше белков, но представлено большое количество лимфоцитов. Она накапливается и по лимфатическим сосудам переносится в кровеносную систему, за сутки в кровь поступает от 2 до 4 л лимфы. Именно лимфатическая система участвует в защите от болезнетворных микроорганизмов.
Показатели деятельности сердечно-сосудистой системы непосредственно зависят от свойств самой крови. Для описания ряда процессов, происходящих в системе кровообращения, применяются также методы физического, аналогового и математического моделирования. К примеру, рассматриваются модели движения крови, как в норме, так и при некоторых нарушениях, к которым относят сужение сосудов и изменение вязкости крови.
С биофизической точки зрения кровь представляет собой вязкую жидкость, которая обладает внутренней структурой. Она непрерывно движется по кровеносным сосудам. Движение крови поддерживается сердечно-сосудистой системой, в которой роль насоса играют сердце и гладкая мускулатура стенок артерий и вен.
Кровь представляет собой разновидность соединительной ткани и состоит из суспензии форменных элементов (эритроциты, лейкоциты и тромбоциты) в растворе – плазме (смотри рисунок 1.5.2) . Кроме того, она содержит клетки (фагоциты) и антитела, защищающие организм от болезнетворных микробов
Если человек весит 65 кг, в нем 5,2 кг крови (7-8%); из 5 л крови около 2,5 л приходится на воду.
В состав плазмы (на нее приходится 55%) входят минеральные вещества (соли натрия, кальция и многие другие) и органические (белки, глюкоза и другие). Плазма принимает участие в транспорте веществ и свертывании крови.
Эритроциты – это красные кровяные тельца. Их больше всего среди клеток крови. Эритроциты содержат гемоглобин, который придает им красноватую окраску. Благодаря ему эритроциты участвуют в газообмене: гемоглобин необходим для транспорта кислорода и удаления углекислого газа из тканей. Эритроциты принимают участие в регуляции кислотно-щелочного равновесия и в ряде ферментативных и обменных процессов. Образуются эритроциты в красном костном мозге и существуют 100-120 суток. Ежедневно вместо погибших образуется до 300 миллиардов новых эритроцитов. Характерным свойством их является способность “склеиваться” друг с другом, образуя конгломераты, которые называются монетными столбиками. При повышенном образовании подобных соединений появляется угроза появления тромбов в сердечно-сосудистой системе.
Лейкоциты – это белые клетки крови. Они выполняют защитную функцию, являясь частью иммунной системы организма. Это активные клетки, способные самостоятельно передвигаться, проникать сквозь стенки кровеносных сосудов, перемещаться между клетками различных тканей.
Тромбоциты – это кровяные пластинки. Продолжительность их жизни – 5-7 дней. Они содержат тромбопластин, являющийся фактором свертывания крови и играющий важную роль в остановке кровотечений.
Необходимо знать, что клеточный состав крови и кроветворные органы в здоровом организме представляют собой систему, находящуюся в динамическом равновесии: непрерывно происходящее разрушение клеток крови уравновешивается образованием новых в кроветворных органах. Такое равновесие регулируется специальными факторами, оказывающими влияние на кроветворение. Так, при кровопотере, недостатке кислорода в крови, воспалительных процессах, инфекционных заболеваниях кроветворение усиливается, при ряде заболеваний (недостатке в организме железа, некоторых витаминов и других состояниях) – понижается. Кроме того, в костном мозге могут возникать патологические процессы, основной признак которых – увеличение молодых (несозревших) клеточных элементов крови.
В медицине применяют различные методы исследования крови (некоторые приведены в разделе 2.1.2, которые позволяют установить характер изменений состава крови, даже на самых ранних этапах болезни у людей, не считающих себя больными.
Наш организм постоянно испытывает воздействия самых разнообразных и изменчивых внешних факторов. Так и свойства крови не только зависят от исходного состояния нашего организма, возраста, наличия какого-либо заболевания и его характера, но и определяются также климатом, в котором живет человек.
Сначала скажем, что кровь, как жидкая среда, подчиняется определенным физическим законам и имеет определенные режимы течения. При упорядоченном течении кровь перемещается как бы слоями, параллельными направлению течения. При увеличении скорости течения (например при мышечной работе), в области сужения сосудов (например при образовании атеросклеротической бляшки) или при понижении вязкости крови (при выраженной анемии) происходит интенсивное перемешивание слоев жидкости, в потоке возникают многочисленные вихри. Подобное течение связано с дополнительной затратой энергии, поэтому в кровеносной системе это может привести к дополнительной нагрузке на сердце.
Внешние воздействия также способны изменить реологические свойства крови. К примеру, доказано, что колебания барометрического давления воздуха понижают насыщение крови кислородом, создается эффект так называемых барометрических “ям”. Изменения солнечной активности и магнитного поля Земли (геомагнитные возмущения и бури) способны повлиять на течение крови. Их действие проявляется за 1-2 дня до перемены погоды. Людям с повышенной метеочувствительностью следует учитывать данные факторы и по возможности с большим вниманием относиться к своему здоровью в подобные неблагоприятные дни.
Так, ученые США установили, что около 7% афроамериканцев могут предчувствовать изменение погоды благодаря изменениям растворимости некоторых белков в крови. При повышении влажности воздуха эритроциты изменяют свою форму, наблюдается нарушение кровообращения, возникают боли сосудистого генеза, предсказывающие, как барометр, к примеру, приближение дождей.
Как уже не раз отмечалось, для того чтобы организм нормально функционировал, ему необходимы постоянные условия существования. Так, белки плазмы поддерживают строгое постоянство концентрации водородных ионов (Н+) на слабощелочном уровне. Активная реакция (рН) артериальной крови составляет 7,4; венозной – 7,35; крайние границы значений – 7,0-7,8. Только при таких ее значениях возможно оптимальное течение большинства биохимических процессов в организме.
Белки крови играют важную роль и в процессах свертывания крови, обеспечивая сохранение жидкого состояния крови, а также способствуют остановке кровотечений при повреждении стенок сосудов. Это защитная реакция, препятствующая потере крови и проникновению в организм болезнетворных организмов.
Если бы в процессе эволюции кровь не “научилась” свертываться, то всякое нарушение герметичности сосудов могло бы привести к полной ее потере. Считается, что потеря 10% крови допустима, 30% – опасна, 50% – смертельна. Вы, наверное, обращали внимание на то, что при мелких ранениях через 3-4 мин кровотечение останавливается, а в ранке видна сгустившаяся кровь. Что же произошло с кровью? Кровь “научилась”, оставаясь жидкостью в сосудах, образовывать сгусток при их повреждении. Для этого в организме действует так называемая система гемостаза, обеспечивающая равновесие между процессами свертывания крови и фибринолиза (расщепления фибрина – белка, являющегося основой тромба). Это одна из важнейших биологических систем человека. Схематически работа этой системы представлена на рисунке 1.5.7. Разумеется, на этом рисунке указаны далеко не все участники этого сложнейшего процесса. Только плазменных (присутствующих в плазме) факторов свертывающей системы насчитывается около 20, а ведь есть еще и клеточные (тромбоцитарные, эритроцитарные, лейкоцитарные, эндотелиальные), в том числе противодействующие названным активаторы и ингибиторы. Факторы свертывающей системы крови участвуют в процессе образования тромбопластина, а также, в комплексе с тромбопластином и в присутствии ионов кальция, в превращении неактивного белка протромбина в активный фермент тромбин.
Рисунок 1.5.7. Динамическое равновесие систем свертывания крови и фибринолиза:
1 – стенка кровеносного сосуда; 2 – повреждение стенки сосуда; 3 – тромбоциты; 4 – адгезия и агрегация тромбоцитов; 5 – тромб; 6 – факторы свертывающей системы
Как можно видеть на данном рисунке, в основе свертывания крови лежит превращение растворимого белка плазмы фибриногена в плотный белок – фибрин. К числу агентов процесса относятся ионы кальция и протромбин. Если к свежей крови добавить небольшое количество щавелевокислого или лимоннокислого натрия (натрия цитрата), то свертывания не наступит, так сильно эти соединения связывают ионы кальция. Этим пользуются при хранении донорской крови. Другое вещество, которое требуется для нормального протекания процесса свертывания крови – упомянутый ранее протромбин. Этот белок плазмы вырабатывается в печени, причем для его образования необходим витамин К. Перечисленные выше компоненты (фибриноген, ионы кальция и протромбин) всегда присутствуют в плазме крови, но в нормальных условиях кровь не свертывается.
Дело в том, что процесс не может начаться без еще одного компонента – тромбопластина – ферментного белка, содержащегося в тромбоцитах и в клетках всех тканей организма. Если порезать палец, то из поврежденных клеток высвобождается тромбопластин. Тромбопластин выделяется также из тромбоцитов, разрушающихся при кровотечении. При взаимодействии в присутствии ионов кальция тромбопластина с протромбином, последний расщепляется и образует фермент тромбин, который превращает растворимый белок фибриноген в нерастворимый фибрин. Важную роль в механизме прекращения кровотечений играют тромбоциты. До тех пор, пока сосуды не повреждены, тромбоциты не прилипают к стенкам сосудов, но при нарушении их целостности или появлении патологической шероховатости (например атеросклеротической бляшки) они оседают на поврежденной поверхности, склеиваются друг с другом и высвобождают вещества, стимулирующие свертывание крови. Так образуется сгусток крови, который при разрастании превращается в тромб.
Процесс тромбообразования представляет собой сложную цепочку взаимодействий различных факторов и состоит из нескольких этапов. На первом этапе происходит образование томбопластина. В этой фазе принимают участие ряд плазменных и тромбоцитарных факторов свертывания крови. Во второй фазе тромбопластин в комплексе с VII и X факторами свертывания крови и в присутствии ионов кальция превращают неактивный белок протромбин в активный фермент тромбин. В третьей фазе растворимый белок фибриноген (под действием тромбина) превращается в нерастворимый фибрин. Нити фибрина, сплетенные в густую сеть, с захваченными тромбоцитами образуют сгусток – тромб – закрывающий дефект кровеносного сосуда.
Жидкое состояние крови в нормальных условиях поддерживает противосвертывающее вещество – антитромбин. Он вырабатывается в печени, и его роль заключается в нейтрализации небольших количеств тромбина, появляющихся в крови. Если все же образование сгустка крови произошло, то начинается процесс тромболиза или фибринолиза, в результате чего тромб постепенно растворяется, и проходимость сосуда восстанавливается. Если снова посмотреть на рисунок 1.5.7, а точнее, на его правую часть, то можно увидеть, что разрушение фибрина происходит под действием фермента плазмина. Этот фермент образуется из своего предшественника плазминогена под действием определенных факторов, называемых активаторами плазминогена.
Таким образом, гемостаз (остановка кровотечения) в организме обеспечивают две системы – тромбообразующая (свертывающая) и тромболитическая (фибринолитическая – растворяющая фибрин). Обе они находятся в динамическом равновесии и вместе выполняют одну из важнейших защитных биологических реакций человека – сохранять текучесть крови в сосудах и вызывать образование сгустка при их повреждении.
Нарушения в любом из звеньев этих систем могут привести к спонтанным кровотечениям в случае снижения свертываемости крови, если свертываемость патологически повышается – к образованию тромба и закупорке сосуда. Тогда мы прибегаем к помощи лекарств. Подробная информация о препаратах, используемых для лечения заболеваний крови, представлена в главе 3.6.
Сердце и кровеносные сосуды – основная транспортная система человеческого организма. Строение и функции сердечно-сосудистой системы, регуляция ее работы. Сердечный цикл. Методы исследования сердечно-сосудистой системы. Тренировка сердца.
Сердечно-сосудистая система обеспечивает все процессы метаболизма в организме человека и является компонентом различных функциональных систем, определяющих гомеостаз. Основой кровообращения является сердечная деятельность.
Наше сердце всегда первым откликается на потребности организма: будь то физические нагрузки, подъем в горы, воздействие эмоций или других факторов. Так, при средней продолжительности жизни человека в 70 лет оно сокращается свыше 2,5 миллиардов раз. За это время перекачивается огромное количество крови, для перевозки которой потребовался бы состав из 4 000 000 вагонов. И эта работа выполняется органом, масса которого 250 г (у женщин) и немногим больше 300 г (у мужчин).
У людей, занимающихся спортом, сердце в состоянии напряжения может работать с частотой свыше 200 сокращений в минуту и при этом обладать удивительной выносливостью. В это время увеличивается сила и скорость сокращений сердца, а через его сосуды проходит крови в 4-5 раз больше, чем в состоянии покоя . Мышца сердца при этом не испытывает дефицита питательных веществ и кислорода. Однако нетренированным людям стоит только немного пробежаться, как у них появляется сердцебиение и одышка. Почему это происходит? Давайте попробуем разобраться и решить для себя: действительно ли так важны для нашего организма занятия спортом.
Рассмотрим кратко строение сердечно-сосудистой системы и ее функции.
Сосуды, отводящие кровь от сердца, называют артериями, а доставляющие ее к сердцу – венами. Сердечно-сосудистая система обеспечивает движение крови по артериям и венам и осуществляет кровоснабжение всех органов и тканей, доставляя к ним кислород и питательные вещества и выводя продукты обмена. Она относится к системам замкнутого типа, то есть артерии и вены в ней соединены между собой капиллярами. Кровь никогда не покидает сосуды и сердце, только плазма частично просачивается сквозь стенки капилляров и омывает ткани, а затем возвращается в кровяное русло.
Строение и работа сердца человека. Сердце – полый симметричный мышечный орган размером примерно с кулак человека, которому оно принадлежит. Сердце разделено на правую и левую части, каждая из которых имеет две камеры: верхнюю (предсердие) для сбора крови и нижнюю (желудочек) с впускным и выпускным клапанами для предотвращения обратного тока крови. Стенки и перегородки сердца представляют собой мышечную ткань сложного слоистого строения, называемую миокардом.
Если извлечь у животного сердце и подключить к нему аппарат искусственного кровообращения, оно будет продолжать сокращаться, будучи лишенным каких бы то ни было нервных связей. Это свойство автоматизма обеспечивает проводящая система сердца, расположенная в толще миокарда. Она способна генерировать собственные и проводить поступающие из нервной системы электрические импульсы, вызывающие возбуждение и сокращение миокарда. Участок сердца в стенке правого предсердия, где возникают импульсы, вызывающие ритмические сокращения сердца, называют водителем ритма. Тем не менее, сердце связано с центральной нервной системой нервными волокнами, оно иннервируется более чем двадцатью нервами. Казалось бы, зачем они, если сердце может сокращаться самостоятельно?
Регуляция работы сердца. Нервы выполняют функцию регуляции сердечной деятельности, которая служит еще одним примером поддержания постоянства внутренней среды (гомеостаза).
Импульсы по этим нервам поступают на водитель ритма, заставляя его работать сильнее или слабее. Если перерезать оба нерва, сердце все равно будет сокращаться, но с постоянной скоростью, так как перестанет приспосабливаться к потребностям организма. Эти нервы, усиливающие или ослабляющие сердечную деятельность, составляют часть вегетативной (или автономной) нервной системы, которая регулирует непроизвольные функции организма. Примером такой регуляции является реакция на внезапный испуг – вы чувствуете, что сердце “замирает”. Это приспособительная реакция ухода от опасности.
Коротко рассмотрим, как происходит регуляция сердечной деятельности в организме (рисунок 1.5.6).
Рисунок 1.5.6. Гомеостатическая регуляция сердечной деятельности
Нервные центры, регулирующие деятельность сердца, находятся в продолговатом мозге. В эти центры поступают импульсы, сигнализирующие о потребностях тех или иных органов в притоке крови. В ответ на эти импульсы продолговатый мозг посылает сердцу сигналы: усилить или ослабить сердечную деятельность. Потребность органов в притоке крови регистрируется двумя типами рецепторов – рецепторами растяжения (барорецепторами) и хеморецепторами. Барорецепторы реагируют на изменение кровяного давления – повышение давления стимулирует эти рецепторы и заставляет посылать в нервный центр импульсы, активирующие тормозящий центр. При понижении давления, наоборот, активируется усиливающий центр, сила и частота сердечных сокращений увеличиваются и кровяное давление повышается. Хеморецепторы “чувствуют” изменения концентрации кислорода и углекислого газа в крови. Например, при резком увеличении концентрации углекислого газа или понижении концентрации кислорода эти рецепторы тотчас же сигнализируют об этом, заставляя нервный центр стимулировать сердечную деятельность. Сердце начинает работать более интенсивно, количество крови, протекающей через легкие, увеличивается и газообмен улучшается. Таким образом, перед нами пример саморегулирующейся системы.
Но не только нервная система влияет на работу сердца. На функции сердца влияют и гормоны, выделяемые в кровь надпочечниками. Например, адреналин усиливает сердцебиение, другой гормон, ацетилхолин, наоборот, угнетает сердечную деятельность.
Теперь, наверное, вам не составит труда понять, почему, если резко встать из лежачего положения, может даже наступить кратковременная потеря сознания. В вертикальном положении кровь, питающая мозг, движется против силы тяжести, поэтому сердце вынуждено приспосабливаться к этой нагрузке. В лежачем положении голова ненамного выше сердца, и такой нагрузки не требуется, поэтому барорецепторы дают сигналы ослабить частоту и силу сердечных сокращений. Если же неожиданно встать, то барорецепторы не успевают сразу отреагировать, и на какой-то момент произойдет отток крови от мозга и, как следствие, головокружение, а то и помутнение сознания. Как только по команде барорецепторов темп сердечных сокращений ускорится, кровоснабжение мозга окажется нормальным, и неприятные ощущения исчезнут.
Сердечный цикл. Работа сердца совершается циклически. Перед началом цикла предсердия и желудочки находятся в расслабленном состоянии (так называемая фаза общего расслабления сердца) и наполнены кровью. Началом цикла считают момент возбуждения в водителе ритма, в результате которого начинают сокращаться предсердия, и в желудочки попадает дополнительное количество крови. Затем предсердия расслабляются, а желудочки начинают сокращаться, выталкивая кровь в отводящие сосуды (легочную артерию, несущую кровь в легкие, и аорту, доставляющую кровь в остальные органы). Фаза сокращения желудочков с изгнанием из них крови называется систолой сердца. После периода изгнания желудочки расслабляются, и наступает фаза общего расслабления – диастола сердца.
Во время диастолы полости желудочков и предсердий вновь заполняются кровью, одновременно происходит восстановление энергетических ресурсов в клетках миокарда за счет сложных биохимических процессов, в том числе за счет синтеза аденозинтрифосфата. Затем цикл повторяется. Этот процесс фиксируется при измерении артериального давления – верхний предел, регистрируемый в систоле, называют систолическим, а нижний (в диастоле) – диастолическим давлением. Измерение артериального давления (АД) является одним из методов, позволяющим контролировать работу и функционирование сердечно-сосудистой системы.
Одним из первых, кто детально проанализировал показатели АД, был немецкий физиолог К. Людвиг. Он вводил канюлю в сонную артерию собаки и регистрировал АД с помощью ртутного манометра, с которым была соединена канюля. В манометр погружался поплавок, который соединялся с прибором, регистрирующим колебания различной амплитуды.
В настоящее время АД измеряют бескровным методом с помощью специального прибора – тонометра, что позволяет определить следующие показатели:
1. Минимальное, или диастолическое АД – это та наименьшая величина, которой достигает давление в плечевой артерии к концу диастолы. Минимальное давление зависит от степени проходимости или величины оттока крови через систему капилляров, частоты сердечных сокращений. У молодого здорового человека минимальное давление составляет – 80 мм рт.ст.
2. Максимальное, или систолическое АД – это давление, выражающее весь запас потенциальной и кинетической энергии, которым обладает движущаяся масса крови на данном участке сосудистого русла. В норме у здоровых людей максимальное давление составляет 120 мм рт.ст.
В медицинской практике для определения работы и состояния сердечно-сосудистой системы используют различные методы исследования сердечно-сосудистой системы, информативность, клиническая значимость и клиническая доступность которых весьма различны. В настоящее время ведущее место в клинической практике занимают такие методы как электрокардиография, эхокардиография, рентгенокардиография (более подробно о которых рассказано в разделе 2.1.2) и многие другие. Подобные исследования проводятся специалистами с помощью различных приборов в лечебных учреждениях.
Сердце – это мышечный насос, основная функция которого – сократительная – заключается в непрерывном круговом перемещении крови по всему организму. Кислород доставляется от легких к тканям, а углекислый газ, являющийся одним из “шлаков”, – к легким, где кровь снова обогащается кислородом. Кроме того, с кровью во все клетки организма доставляются питательные вещества, а из них уносятся другие “шлаки”, которые с помощью органов выделения (например почки) удаляются из организма, как зола из печки хорошим хозяином.
От сердца кровь движется по артериям, артериолам и капиллярам. Самая крупная артерия – аорта, она идет непосредственно от сердца (от левого желудочка), самые мелкие сосуды – капилляры, через стенки которых и происходит обмен веществ между кровью и тканями. Кровь, насыщенная углекислым газом и отходами обмена веществ, собирается в венулах и далее по венам, освобождаясь от шлаков в органах выделения, движется обратно к сердцу, которое выталкивает ее в легкие для освобождения от углекислого газа и обогащения кислородом. Обогащенная кислородом кровь из легких по легочным венам поступает в левое предсердие, перекачивается левым желудочком в аорту, и начинается новый цикл кругового перемещения крови.
Коронарные артерии и вены снабжают саму сердечную мышцу (миокард) кислородом и питательными веществами. Это питание для сердца, которое выполняет такую важную и большую работу.
Малый круг начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии. Он служит для питания сердца, обогащения крови кислородом. Большой круг (от левого желудочка до правого предсердия) отвечает за кровоснабжение всего тела, кроме легких.
Стенки кровеносных сосудов очень эластичны и способны растягиваться и сужаться в зависимости от давления крови в них. Мышечные элементы стенки кровеносных сосудов всегда находятся в определенном напряжении, которое называют тонусом. Тонус сосудов, а также сила и частота сердечных сокращений обеспечивают в кровяном русле давление, необходимое для доставки крови во все участки тела. Этот тонус, так же как интенсивность сердечной деятельности, поддерживается с помощью вегетативной нервной системы. В зависимости от потребностей организма парасимпатический отдел, где основным посредником (медиатором) является ацетилхолин, расширяет кровеносные сосуды и замедляет сокращения сердца, а симпатический (посредник – норадреналин) – наоборот, суживает сосуды и ускоряет работу сердца.
Тренировка сердца. Теперь попробуем разобраться, почему у нетренированного человека при незначительной физической нагрузке появляются признаки “кислородного голодания”: сердцебиение, одышка и другие. К примеру, во время бега, тяжелой физической работы потребность организма в кислороде возрастает примерно в 8 раз. А это означает, что сердце должно перекачивать в 8 раз больше крови, чем обычно.
У человека, ведущего малоподвижный образ жизни, учащение сердечных сокращений не приводит к увеличению кровоснабжения сердца, как это требуется организму. В этом случае мышца сердца и скелетные мышцы получают недостаточное количество кислорода, работают в условиях кислородного голодания, в результате накапливаются вредные продукты обмена веществ, что приводит к более быстрому износу сердечной мышцы. Нетренированное сердце со слабой сердечной мышцей не может долго работать с повышенной нагрузкой. Оно быстро устает, причем кровоснабжение сначала ненадолго усиливается, а затем ухудшается. Поэтому человек должен с детства заботиться о своем сердце и тренировать его.
Подробная информация о препаратах, применяемых при болезнях сердечно-сосудистой системы представлена в главе 3.5.
Температуру тела измеряют максимальным термометром обычно в подмышечной области, в прямой кишке или во рту, а также в наружном слуховом проходе, определяя интенсивность ИК-излучения от барабанной перепонки.
Как снизить температуру тела?
Необходимо приложить все усилия, чтобы позволить телу терять тепло. Тепло тела теряется двумя способами:
При соблюдении этих двух требований велика вероятность, что человек самостоятельно справится с понижением температуры тела.
Можно завернуть больного в прохладную влажную простыню, но это приемлемо не для всех. Или сделать холодные компрессы на запястья и ступни.
Если в течение нескольких дней температура не снижается, следует обратиться к врачу и выяснить причину повышения температуры, а при высокой температуре принять жаропонижающие средства.
Если наблюдается небольшое повышение температуры, например, до 37,2° C, всегда ли это признак заболевания?
Простуды, инфекционные заболевания обычно протекают с повышением температуры тела. Однако повышение температуры не всегда означает болезнь.
Температура тела может повышаться в разном возрасте. Например, температура тела ребенка может быть 37,3° C, но если малыш чувствует себя хорошо, это характеристика его тела. И это вовсе не значит, что он болен. Родители должны знать об этом, не бояться и не лечить малыша лекарствами.
Температура тела повышается во время упражнений, и у женщин – во время менструации.
Терморегуляция у млекопитающих
Врачи делят температурные показатели человека по следующему принципу:
При повышении температуры тела не следует спешить с ее понижением
Повышение температуры тела — признак того, что организм борется с инфекцией. Иммунная система человека играет важную роль — чем она сильнее, тем легче и быстрее преодолевается болезнь. Если у ребенка температура 38° C, но он чувствует себя хорошо, достаточно бодр, ее не следует снижать – пусть организм борется.
Защита человека — интерферон (особый протеин, нейтрализующий вирусы) активнее всего образуется при 39-39,5° C. Количество интерферона напрямую связано с температурой тела: чем она выше, тем больше интерферона. Максимальный объем достигается на вторые-третьи сутки повышения температуры, поэтому многие простуды успешно заканчиваются именно на третьи сутки.
Если у редко болеющего поднимется температура до 39-40,5° C, будут вырабатываться антитела. Так тело очищается и исцеляется. Поэтому лучше терпеть и не понижать температуру.
Если температура невысокая, не поднимается до 38° C и выше, не следует принимать жаропонижающие (если у вас нет диабета, рака, заболеваний печени). Важно пить много жидкости, потому что больной с высокой температурой сильно потеет и теряет много жидкости. Необходимо проветривать комнату, поддерживать нормальную температуру около 18° С.
Помните, что жар – это средство защиты организма от инфекции. Повышенная температура говорит о том, что организм борется с болезнями, воспалениями. Таким образом, жаропонижающие средства подавляют защиту организма от инфекции.
Если во время болезни не принимать жаропонижающие средства, вы не почувствуете слабости (которую мы часто испытываем, принимая лекарство трижды в день), утомляемости.
С другой стороны, высокая температура тела (+ 39-40° C) ослабляет организм, нарушает функции различных систем. Пациенты поднимают тревогу, если температура не падает двое суток, но на третий день она обычно падает. Если нет, принимайте на ночь жаропонижающие (но не принимайте антибиотики самостоятельно!). Потея, меняйте белье.
- Бартон А., Эдхолм О. Человек в условиях холода, пер. с англ. — М., 1957.
- Проссер Л., Браун Ф. Сравнительная физиология животных, пер. с англ. — М., 1967.
Температура тела человека
Температурные различия между внутренними органами достигают нескольких десятых градуса. Разница между температурой внутренних органов, мышц и кожи может составлять до 5—10 °C, что затрудняет определение средней температуры тела, необходимой для определения термического состояния организма в целом.
Зависимость температуры от места измерения
Норма температуры зависит от места её измерения. Типичные результаты измерения температуры здорового человека следующие:
Физиологические колебания температуры
Изменение температуры тела в течение суток
Известны физиологические колебания температуры тела в течение суток — суточный ритм: разница между ранне-утренней и вечерней температурой достигает 0,5—1,0 °C.
Температура тела контролируется гормонами щитовидной железы и гипоталамусом. Нервные клетки гипоталамуса имеют рецепторы, которые напрямую реагируют на температуру тела увеличением или уменьшением секреции ТТГ, регулирующего активность щитовидной железы, гормоны которой (Т3 и Т4) отвечают за интенсивность метаболизма. В меньшей степени в регуляции температуры участвует гормон эстрадиол (основную роль играет в терморегуляции у женщин во время менструального цикла), повышение его уровня ведёт к снижению базальной температуры.
Многие заболевания эндокринной системы и опухоли головного мозга, затрагивающие область гипоталамуса, вызывают выраженные и часто устойчивые нарушения терморегуляции. Например, тиреотоксический криз (сопровождающийся резким выбросом гормонов Т3 и Т4 в кровь) приводит к резкому подъёму температуры тела, нередко превышающей критическую отметку и вызывающей смерть пациента.
Понижение (гипотермия) или повышение (гипертермия) температуры тела на несколько градусов нарушает процессы жизнедеятельности и может привести к охлаждению или перегреванию организма и даже к его гибели. При многих заболеваниях температура тела повышается до определённых пределов и регулируется организмом на новом уровне, например при лихорадке или простуде.
Температура способна подниматься в результате стресса, страха, ночных кошмаров, при интенсивной умственной работе, инфекции, и т. п.
Какая температура тела нормальная?
Ранее считалось, что нормальная температура человеческого тела около 37° C. Однако недавние исследования показали, что средняя норма составляет 36,8° C и колеблется от 36,2° C до 37,5° C.
Следует иметь в виду, что этот показатель зависит от того, как мы его измеряем: показания в подмышечной впадине, во рту или на выходе могут отличаться. При измерении температуры во рту она обычно на 0,5° C ниже, чем при измерении в прямой кишке, и на 0,5° C выше, чем при измерении в подмышечной впадине.
В англоязычных странах принято измерять температуру во рту. Довольно надежно, но таким способом невозможно измерить температуру у детей в возрасте до 4-5 лет и у пациентов с психическими заболеваниями. Нормальная температура во рту – 36,8-37,3° С.
Наиболее точные показания мы получим, измерив температуру тела в заднем проходе — она будет в пределах от 37,3 до 37,5° C.
Поскольку у нас принято измерять температуру в подмышечной впадине, о температуре, измеренной таким образом, мы поговорим ниже.
За счет каких процессов осуществляется терморегуляция
Стабильность температуры тела и внутренней среды организма обеспечивается благодаря двум взаимно противоположным по своей сути процессам2,5.
Информация в данной статье носит справочный характер и не заменяет профессиональной консультации врача. Для постановки диагноза и назначения лечения обратитесь к квалифицированному специалисту.
< Назад к списку терминов
Какие случаи изменения температуры тела опасны для здоровья?
Есть люди, у которых даже низкая температура вызывает резкое ухудшение самочувствия: температура может достигать всего 37° С, а больной слабый, лежит в постели и не встает.
Механизмы терморегуляции
В процессе терморегуляции задействованы нервные и гуморальные (происходящие в жидких средах тела – крови, лимфе и т. д.) механизмы2. Колебания температуры окружающей среды распознают специальные терморецепторы4. Их существует два вида: тепловые и холодовые4. От терморецепторов сигнал по проводящим путям поступает в головной мозг и активирует в нем центр температурной регуляции, находящийся в области гипоталамуса1,5. Возбуждение разных отделов этого структурного образования приводит к изменению процессов теплообмена1,5. Центр терморегуляции в мозге можно «выключить» при помощи некоторых физических веществ. В этом случае тело человека утратит способность поддерживать постоянную температуру1.