Что отвечает за терморегуляцию у человека
Что отвечает за терморегуляцию у человека
Регуляция теплообмена, а следовательно, и температуры тела человека осуществляется центром терморегуляции, который расположен в медиальной преоптической области переднего отдела гипоталамуса и в заднем отделе гипоталамуса. Разрушение этих отделов гипоталамуса или нарушение их нервных связей посредством перерезки на уровне среднего мозга в экспериментах на животных приводит к нарушению контроля за температурой тела у гомойотермных организмов. Кроме того, местное нагревание передней гипоталамической области вызывает усиление потоотделения и учащение дыхания у экспериментальных животных, охлаждение — возникновение дрожи и «свертывание в клубок». Регистрация активности отдельных нейронов гипоталамуса с помощью микроэлектродов показала ее изменение как в ответ на локальные колебания температуры в самом гипоталамусе, так и при воздействии раздражителей на терморецепторы кожи, внутренних органов и сосудов. Вышеперечисленные факты доказывают, что центр терморегуляции расположен в гипоталамусе.
В терморегуляторном центре гипоталамуса обнаружены различные по функциям группы нервных клеток:
1) термочувствительные нейроны преоптической области;
2) клетки, «задающие» уровень поддерживаемой в организме температуры тела («установочная точка» терморегуляции) в переднем гипоталамусе;
3) вставочные нейроны (интернейроны) гипоталамуса;
4) эффекторные нейроны, управляющие процессами теплопродукции и теплоотдачи, в заднем гипоталамусе (рис. 13.5).
Рис. 13.5. Схема взаимодействия различных типов нейронов терморегуляторного центра гипоталамуса между собой и с кожными терморецепторами. Стимуляция тепловых рецепторов кожи (Рт) и гипоталамуса активирует процессы теплоотдачи в организме человека, а холодовых рецепторов (Рх) кожи и гипоталамуса — теплопродукции. Ин — интернейроны гипоталамуса.
Термочувствительные нервные клетки преоптической области гипоталамуса непосредственно «измеряют» температуру артериальной крови, протекающей через мозг, и обладают высокой чувствительностью к температурным изменениям (способны различать разницу температуры крови в 0,011 °С). Отношение холодо- и теплочувствительных нейронов в гипоталамусе составляет 1:6, поэтому центральные терморецепторы преимущественно активируются при повышении температуры «ядра» тела человека. На основе анализа и интеграции информации о значении температуры крови и периферических тканей, в преоптической области гипоталамуса непрерывно определяется среднее (интегральное) значение температуры тела. Эти данные передаются через вставочные нейроны в группу нейронов переднего отдела гипоталамуса, задающих в организме определенный уровень температуры тела — «установочную точку» терморегуляции. На основе анализа и сравнений значений средней температуры тела и заданной величины температуры, подлежащей регулированию, механизмы «установочной точки» через эффекторные нейроны заднего гипоталамуса воздействуют на процессы теплоотдачи или теплопродукции, чтобы привести в соответствие фактическую и заданную температуру. Таким образом, за счет функции центра терморегуляции устанавливается равновесие между теплопродукцией и теплоотдачей, позволяющее поддерживать температуру тела в оптимальных для жизнедеятельности организма пределах (рис. 13.6).
Рис. 13.6. Схема механизмов регуляции теплообмена в организме человека. Поддержание относительного постоянства температуры тела достигается с помощью баланса между количеством продуцируемого в единицу времени тепла в организме человека и количеством тепла, которое организм отдает за то же время в окружающую среду. Тепловой баланс регулируется нейрогуморальными механизмами, которые активируются в результате изменения импульсной активности эффекторных нейронов терморегуляторного центра гипоталамуса. В гипоталамический терморегуляторный центр поступает афферентная информация об изменениях внешней температуры от периферических терморецепторов и об изменения температуры «ядра» — от центральных терморецепторов (пояснения в тексте).
В механизме формирования «установочной точки» имеет значение уровень спонтанной активности вставочных нейронов гипоталамуса. Например, если уровень спонтанной активности интернейрона является высоким, то для усиления термогенеза требуется более высокая активность кожных Холодовых рецепторов, а значение пороговой температуры для регулируемой теплопродукции является более низким. И наоборот, если вставочный нейрон проявляет низкую спонтанную активность, то даже незначительная афферентация от кожных Холодовых рецепторов может оказаться достаточной для запуска дополнительного теплообразования в организме. Уровень спонтанной активности вставочных нейронов зависит от соотношения концентрации ионов натрия и кальция в гипоталамусе и некоторых других нетемпературных факторов.
Терморегуляция организма
ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ ОРГАНИЗМА
Автор, редактор и медицинский эксперт
Климович Элина Валерьевна.
Терморегуляция – это сложный физиологический процесс, который обеспечивает поддержание постоянной температуры тела и внутренней среды организма на уровне, необходимом для нормальной жизнедеятельности.
Механизмы терморегуляции
В процессе терморегуляции задействованы нервные и гуморальные (происходящие в жидких средах тела – крови, лимфе и т. д.) механизмы. Колебания температуры окружающей среды распознают специальные терморецепторы. Их существует два вида: тепловые и холодовые. От терморецепторов сигнал по проводящим путям поступает в головной мозг и активирует в нем центр температурной регуляции, находящийся в области гипоталамуса. Возбуждение разных отделов этого структурного образования приводит к изменению процессов теплообмена. Центр терморегуляции в мозге можно «выключить» при помощи некоторых физических веществ. В этом случае тело человека утратит способность поддерживать постоянную температуру.
За счет каких процессов осуществляется терморегуляция
Стабильность температуры тела и внутренней среды организма обеспечивается благодаря двум взаимно противоположным по своей сути процессам.
Информация в данной статье носит справочный характер и не заменяет профессиональной консультации врача. Для постановки диагноза и назначения лечения обратитесь к квалифицированному специалисту.
Нарушение терморегуляции
Нарушение терморегуляции — это отклонение показателей температуры тела от нормальных значений, которое обычно сопровождается общим недомоганием, ломотой в теле, головными болями. Симптом вызывают различные причины: внешние температурные факторы, инфекционные процессы, системные воспалительные болезни, патология эндокринных органов, злокачественные опухоли. Для выявления этиологического фактора, вызвавшего терморегуляторные нарушения, назначают клинические и серологические исследования крови, бактериологический метод, инструментальную диагностику. До установления причины расстройства жаропонижающие средства применяют с осторожностью.
Общая характеристика
Температура может повышаться постепенно или резко, в течение нескольких часов. Зачастую сначала возникают продромальные явления в виде ломоты в суставах и мышцах, головной боли, затем развивается сильный озноб, человека трясет. Кожа холодная на ощупь и очень бледная. Отмечается характерный блеск в глазах. При переходе во вторую фазу и развитии стойкой гипертермии озноб сменяется чувством жара, кожные покровы приобретают ярко-розовую окраску. Пациент сбрасывает с себя одеяла, появляется сильная жажда. На щеках — интенсивный румянец, губы сухие и потрескавшиеся.
Повышенная температура сохраняется от нескольких дней до нескольких месяцев в зависимости от причины нарушения терморегуляции. При снижении лихорадки появляется гипергидроз, стихают головные и мышечные боли. При быстром падении цифр наблюдается бледность кожи, резкая слабость вплоть до коллапса. У пациентов с аномально низкой температурой развивается вялость, акроцианоз, мышечная дрожь. По мере прогрессирования состояния появляется сонливость, проблемы с памятью и концентрацией. Любые нарушения терморегуляции являются достаточным поводом для обращения к врачу.
Механизм развития
В норме система терморегуляции, центральное звено которой расположено в гипоталамусе, поддерживает постоянный тепловой баланс, не зависящий от температурного режима окружающей среды. Высокая температура обусловлена повышением процессов теплопродукции — усилением распада жиров и углеводов с выделением энергии, сократительным мышечным термогенезом. Ситуация усугубляется в случае присоединения расстройств теплоотдачи: нарушения выделения пота, сужения сосудов кожи. Для гипотермии характерны противоположные изменения: повышение теплоотдачи, снижение теплопродукции.
Лихорадка, как особая реакция организма на инфекционные и неинфекционные причины, имеет уникальный механизм развития. Для ее возникновения необходимо накопление в кровеносном русле пирогенов — особых химических соединений, которые действуют на центр терморегуляции и провоцируют подъем температуры. К таким веществам принадлежат экзогенные факторы — продукты распада микробных клеток и экзотоксины, а также эндогенные цитокины — особые белки сыворотки крови, которые являются провоспалительными медиаторами. При этом сохраняется баланс между продукцией и отдачей тепла.
Классификация
Нарушения в системе терморегуляции бывают эндогенными и экзогенными. Эндогенные обусловлены патологическими процессами, происходящими в организме: изменениями водно-электролитного баланса и объема циркулирующей крови, эндокринными патологиями, воспалением. Причины экзогенных нарушений — влияние температурных показателей окружающей среды, несоответствие одежды погоде, воздействие химических и радиационных факторов, продуктов жизнедеятельности бактерий. Широко используется классификация по патогенетическому механизму и клиническим проявлениям:
По абсолютным показателям нарушения терморегуляции классифицируют на субфебрильную температуру тела — 37-38° С, фебрильную — 38-39° С, пиретическую (высокую) — до 41° С и гиперпиретическую — свыше 41° С. Гипотермия имеет 3 степени: легкая (32-35° С), умеренная (28-32° С) и тяжелая — ниже 28° С. При длительности симптоматики до 2 дней говорят о кратковременной лихорадке, от 2 дней до 2 недель — острой лихорадке, до 6 недель — подострой, в случае подъема температуры более 6 недель диагностируют хронические нарушения терморегуляции.
По колебаниям температурных показателей в течение суток выделяют несколько типов температурной кривой: постоянную, послабляющую, гектическую и др. В отдельную категорию нарушений терморегуляции относят озноб, который возникает как при гипотермии, так и в начальной стадии лихорадки. Причина появления этого симптома — спазм поверхностных кровеносных сосудов и усиленные некоординированные сокращения мелких мышечных групп (дрожь). Помимо вышеназванных факторов, проявление могут вызывать колебания женских половых гормонов, сердечно-сосудистые нарушения.
Изменения температуры тела. Гипо- и гипертермия
Содержание статьи:
Что большинство людей знают о терморегуляции собственного организма? В основном лишь то, что в норме температура тела 36,6 °С. А между тем это сложный процесс, в котором задействованы разные органы и системы нашего организма. За счет терморегуляции наш организм способен приспосабливаться к различным погодным условиям. Однако существует вероятность нарушения этого процесса, влекущая за собой переохлаждение или повышение температуры тела.
Терморегуляция организма
Терморегуляция – это сложный физиологический процесс теплообразования и теплоотдачи, позволяющий поддерживать постоянную температуру тела, несмотря на значительные перепады температуры внешней среды.
За поддержание температуры в человеческом организме отвечает вегетативная нервная система и гипоталамус. Организм воспринимает температуру окружающей среды за счет нервных окончаний в коже и мышцах – терморецепторов. Терморецепторы постоянно передают эту информацию в центральную нервную систему, а именно в гипоталамус, в котором расположен центр терморегуляции. В свою очередь центр терморегуляции определяет скорость метаболизма, который настраивает основной обмен на:
При повышении температуры теплопродукция уменьшается, и организм вырабатывает меньше тепла, а интенсивность метаболизма снижается. Одновременно увеличивается теплоотдача, что защищает организм от перегрева (капилляры расширяются, кожа краснеет, выделяется пот).
При понижении температуры начинаются противоположные процессы: теплоотдача уменьшается (капилляры сужаются, температура крови повышается), а теплопродукция увеличивается. Таким образом организм сохраняет тепло.
Причины гипотермии и гипертермии
Основной причиной нарушения терморегуляции являются внешние факторы. В отличие от других теплокровных животных в ходе эволюции мы стали менее приспособлены к перепадам температуры, и длительные колебания в 1-2 °С от нормы могут привести к гипо- и гипертермии.
Гипотермия – это критическое переохлаждение организма, когда температура падает до 35 °С и ниже. Основной причиной гипотермии является потеря тепла на холоде через кожу и дыхание. Наш организм включает защитную программу, при которой спасает жизненно важные органы, жертвуя кожными покровами, конечностями – всем тем, без чего человек может выжить. Гипотермию делят на три стадии:
Гипертермия – стойкое повышение температуры тела выше 38,5 °С, вызванное внешними факторами, затрудняющими теплоотдачу или увеличивающими поступление тепла извне. Гипертермия также делится на три стадии:
Нарушение терморегуляции: причины, симптомы, диагностика, лечение
Весь контент iLive проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
Нарушения терморегуляции проявляются гипертермией, гипотермией, ознобоподобным гиперкинезом, синдромом «ознобления».
[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9]
Патогенез нарушений терморегуляций
Существует несколько теорий, объясняющих поддержание температуры тела. Наиболее распространенной является теория «установочной точки». Под «установочной точкой» понимают тот уровень температуры, при котором деятельность терморегуляционных механизмов минимальна, стремится к нулю и является оптимальной в данных условиях. Возмущающие воздействия, меняющие температурный режим организма, приводят к активации процессов либо теплопродукции, либо теплоотдачи, что возвращает температуру к исходной «установочной точке». В исследованиях, посвященных вопросам терморегуляции, отражено участие симпатической и парасимпатической систем.
Влиянию фармакологических препаратов на вегетативные функции, в том числе на терморегуляцию, посвящены многочисленные работы. Установлено, что альфа и бета-адреноблокаторы приводят к снижению температуры тела вследствие увеличения кожного кровотока, что изменяет активность периферических терморецепторов. Общие и местные анестетики, барбитураты, транквилизаторы, нейролептики, ганглиоблокаторы, ацетилхолин и другие вещества также влияют на изменение температуры тела. При этом имеются сведения об их действии на тканевый обмен, тонус кожных сосудов, потоотделение, мионевральный синапс (курареподобные средства), мышечный тонус (холодная дрожь), но не на терморецепторы.
Показано значение стволовых адрено- и серотонинергических систем для терморегуляции и зависимость температуры от баланса норадреналина и серотонина в гипоталамусе. Большое внимание уделяется соотношению концентрации ионов натрия и кальция во внеклеточной жидкости. Таким образом, температурный гомеостаз является результатом интегративной деятельности физиологических систем, обеспечивающих метаболические процессы, которые находятся под координирующим влиянием нервной системы.
Неинфекционное повышение температуры считалось проявлением вегетоневроза, вегетативной дистонии, вазомоторного невроза; аномальной температурной реакцией «вегетативно-стигматизированных» субъектов под воздействием обычных факторов или психогенной лихорадкой у людей с определенными конституциональными особенностями нервной системы.
Основными причинами затяжного субфебрилитета, «неясных» повышений температуры являются физиологические, психогенные, нейроэндокринные расстройства, ложные причины. К физиологическим расстройствам терморегуляции относят повышение температуры (до субфебрильных цифр) конституционального (правильного) характера, как результат физических и спортивных перегрузок, в некоторых случаях во второй половине менструального цикла, редко в течение первых 3-4 мес. беременности, что связывают с активностью желтого тела. Ложная температура зависит от неисправности термометра или симуляции. Повышение температуры (до 40-42 °С) описывается нередко при истерических припадках. Температурная кривая характеризуется очень быстрым подъемом и критическим падением до нормального, субфебрильного или гипофебрильного уровня. Субфебрилитет при неврозах обнаруживается у трети больных. Психогенное повышение температуры наблюдается преимущественно в детском и юношеском возрасте на фоне вегетативно-эндокринных расстройств пубертатного периода. В этих случаях провоцирующим, пусковым фактором могут быть эмоции, физическое перенапряжение, стрессовые ситуации. Благоприятным фоном является аллергизация, эндокринная дисрегуляция и пр. Возможно условно-рефлекторное повышение температуры, когда сама обстановка, например измерение температуры, служит условным раздражителем.
Расстройства терморегуляции многими описываются при гипоталамическом синдроме и даже расцениваются как его облигатный признак. У 10-30% всех больных с длительным субфебрилитетом имеются нейроэндокринно-обменные проявления гипоталамического синдрома.
Возникновение температурных расстройств, в частности гипертермии, как показали данные клинического и электрофизиологического исследования, свидетельствует об определенной неполноценности гипоталамических механизмов. Длительно существующий невротический синдром (это характерно для синдрома вегетативной дистонии) в свою очередь способствует углублению и закреплению аномалии температурных реакций.
Диагностика терморегуляционных расстройств до настоящего времени трудна и требует поэтапного подхода. Она должна начинаться с эпидемиологического анализа, полного анализа заболевания, соматического обследования, стандартных лабораторных исследований и в части случаев с применения специальных методов для исключения патологического состояния, приводящего к повышению температуры тела. При этом в первую очередь должны быть исключены инфекционные заболевания, опухолевые, иммунологические, системные заболевания соединительной ткани, демиелинизирующие процессы, интоксикации и др.
Гипертермия
Гипертермия может носить перманентный, пароксизмальный и перманентно-пароксизмальный характер.
Характерна относительно удовлетворительная переносимость длительной и высокой температуры с сохранением двигательной и интеллектуальной активности. Некоторые больные предъявляют жалобы на слабость, разбитость, головную боль. Температура по сравнению с ее повышением у здоровых на фоне инфекции не меняется в циркадном ритме. Она бывает монотонной в течение суток или инвертированной (более высокая в первую половину дня). При амидопириновой пробе снижение температуры отсутствует; исключены патологические состояния, которые могут вызывать повышение температуры тела (инфекции, опухолевые, иммунологические, коллагеновые и другие процессы).
В настоящее время такие температурные расстройства рассматриваются как проявления церебральных вегетативных расстройств и входят в картину синдрома вегетативной дистонии, который трактуется как психовегетативный синдром. Известно, что синдром вегетативной дисфункции может развиться на фоне клинических признаков конституционально-приобретенной гипоталамической дисфункции и без таковой. При этом не обнаруживается разницы в частоте возникновения гипертермических расстройств. Однако при гипертермии, возникшей на фоне гипоталамического синдрома, чаще встречается монотонный субфебрилитет, который сочетается с нейрообменно-эндокринными нарушениями, вегетативными расстройствами как перманентного, так и пароксизмального (вегетативные кризы) характера. При синдроме вегетативной дистонии, сопровождающемся расстройством терморегуляции без клинических признаков дисфункции гипоталамуса, гипертермия отличается фебрильными цифрами, которые могут носить длительный персистирующий характер.
Объективное обследование больных показало, что признаки дизрафического статуса и аллергические реакции в анамнезе достоверно чаще встречаются при гипертермии, чем при синдроме вегетативной дисфункции без гипертермических расстройств.
У больных с нарушением терморегуляции обнаружены особенности и в проявлениях психовегетативного синдрома, заключающиеся в преобладании депрессивно-ипохондрических черт в сочетании с интраверсией и меньшими показателями уровня тревоги по сравнению с этими показателями у больных без терморегуляционных расстройств. У первых при исследовании ЭЭГ имеются признаки повышения активности таламо-кортикальной системы, что выражается в более высокой процентной представленности а-индекса и индекса текущей синхронизации.
Исследование состояния вегетативной нервной системы свидетельствует о повышении активности симпатической системы, что проявляется спазмом сосудов кожи и подкожной клетчатки по данным плетизмографии и кожной термотопографии (феномен термоампутации на конечностях), результатами внутрикожной адреналиновой пробы, КГР и т.д.
Гипотермия
Гипотермией считается температура тела ниже 35 °С, так нее как и гипертермия, она возникает при нарушении деятельности нервной системы и нередко является симптомом синдромом вегетативной дисфункции. При гипотермии отмечается слабость, снижение работоспособности. Вегетативные проявления свидетельствуют о повышении активности парасимпатической системы (низкое артериальное давление, потливость, стойкий красный дермографизм, иногда возвышающийся, и др.).
При нарастании гипотермии (34 °С) отмечаются спутанность сознания (прекоматозное состояние), гипоксия и другие соматические проявления. Дальнейшее понижение температуры приводит к смерти.
Известно, что у новорожденных и стариков, которые чувствительны к смене температуры, могут возникать гипотермические реакции. Гипотермия может наблюдаться у здоровых молодых людей при высокой теплоотдаче (пребывание в холодной воде и т. д.). Температура тела снижается при органических процессах в ЦНС с поражением гипоталамуса, что может приводить к гипотермии и даже пойкилотермии. Снижение температуры тела отмечается при гипопитуитаризме, гипотиреозе, паркинсонизме (нередко сочетается с ортостатической гипотензией), а также при истощении и интоксикации алкоголем.
Гипертермию могут вызвать и фармакологические препараты, способствующие развитию вазодилатации: фенотиазин, барбитураты, бензодиазепины, резерпин, бутирофеноны.
Ознобоподобный гиперкинез
Внезапное возникновение озноба (холодной дрожи), сопровождающееся ощущением внутренней дрожи, усилением пиломоторной реакции («гусиная кожа»), внутреннего напряжения; в некоторых случаях сочетается с повышением температуры. Ознобоподобный гиперкинез нередко включается в картину вегетативного криза. Это явление возникает в результате усиления физиологических механизмов теплообразования и связано с повышенной активностью симпатоадреналовой системы. Возникновение озноба обусловлено передачей эфферентных стимулов, идущих из задних отделов гипоталамуса через красные ядра к мотонейронам передних рогов спинного мозга. При этом существенная роль отводится к адреналину и тироксину (активация эрготропных систем). Озноб может быть связан с инфекцией. Лихорадочный озноб повышает температуру на 3-4 °С, этому способствуют образующиеся пирогенные вещества, т. е. повышается производство тепла. Кроме того, он может быть следствием психогенных влияний (эмоционального стресса), которые приводят к выбросу катехоламинов и, соответственно, возбуждению, идущему по указанным путям. Исследование эмоциональной сферы у таких больных выявляет наличие тревоги, тревожно-депрессивных расстройств и симптомов, свидетельствующих об активации симпатоадреналовой системы (бледность кожных покровов, тахикардия, повышенное артериальное давление и т.д.).
[10], [11], [12], [13], [14], [15], [16]