В процессе эволюционного развития у млекопитающих, птиц и у человека выработалась способность постоянно сохранять одинаковую температуру тела. Независимо от температуры внешней среды, т. е. как в жару, так и в холод, температура тела этой группы животных и человека не меняется, а поддерживается на одном и том же уровне. Эта способность сохранения постоянства температуры создает более постоянные условия, важные для нормальной деятельности организма, и делает его сравнительно менее зависимым от условий окружающей среды.
Животные, организм которых благодаря наличию ряда приспособлений сохраняет постоянную температуру, называются теплокровными (гомойотермными). К теплокровным относится и человек.
Беспозвоночные животные и значительная часть позвоночных не имеют постоянной температуры. Температура тела этих животных зависит от температуры той среды, где они находятся. Если температура окружающей среды понижается, то понижается температура тела этих животных, и, наоборот, повышение температуры окружающей среды влечет повышение температуры тела этих животных. Эта группа животных получила название холоднокровных (пойкилотермных). Их организм лишен приспособлений, которые дали бы возможность регулировать собственную температуру.
Интенсивность жизненных процессов, протекающих в организме этих животных, подвержена колебаниям и зависит от температуры окружающей среды. Значение этого обстоятельства можно показать на примере лягушки: зимой, когда температура ее тела приближаема к 0°, она совершает прыжки на расстояние 10—15 см; летом же, когда температура ее тела повышается до 20 25°, ее прыжки превосходят даже 100 см.
Тепло в теле образуется в результате окисления питательных веществ до конечных продуктов их распада. Местом, где главным образом происходит образование тепла, являются мышцы. В мышцах образование тепла происходит даже тогда, когда человек находится в полном покое. Незначительные мышечные движения уже способствуют большему образованию тепла, а при ходьбе образование тепла повышается на 60—80%. При мышечной работе образование тепла увеличивается в 4—5 раз. Кроме скелетных мышц, теплообразование происходит в печени, почках и других органах. Выше всего температура печени. В ней по сравнению с другими органами (на единицу веса) тепла образуется больше.
Образование тепла в организме сопровождается его отдачей. Организм теряет столько тепла, сколько его в нем образуется. Тепло в теле человека не задерживается, в противном случае он погиб бы в течение нескольких часов.
Эти сложные процессы регуляции образования и отдачи тепла организмом называются терморегуляцией и совершаются рядом приспособительных механизмов, к рассмотрению которых мы перейдем.
Температура тела остается постоянной благодаря тому, что при помощи ряда механизмов в организме центральной нервной системой регулируется как образование, так и отдача тепла.
В клетках и органах нашего тела происходят окислительные процессы, которые сопровождаются освобождением энергии. Изменение интенсивности окислительных процессов, а следовательно, и интенсивности освобождения энергии влечет за собой изменение теплообразования.
Тепло расходуется организмом разными путями. Основными путями теплоотдачи являются: потеря тепла проведением, т. е. нагреванием, окружающего воздуха и излучением; кроме того, тепло расходуется с выдыхаемым воздухом, при испарении пота и т. д.
Следовательно, температура тела теплокровных животных сохраняется постоянной благодаря тому, что нервной системой регулируется, с одной стороны, интенсивность окислительных процессов, т. е. образование тепла, а с другой интенсивность теплоотдачи. Эти взаимосвязанные процессы, получившие название химической и физической терморегуляции, обусловлены деятельностью центральной нервной системы.
Химическая терморегуляция. Под химической терморегуляцией понимают изменение интенсивности обмена веществ, возникающее под воздействием окружающей среды. Изменение температуры внешней среды улавливается кожными рецепторами и рефлекторно происходит изменение интенсивности обмена веществ, т. е. теплообразования. Существует, например, определенная зависимость между температурой воздуха и обменом веществ в организме. Так, при понижении температуры воздуха образование тепла в организме усиливается.
Наибольшая часть тепла образуется в мышцах. Одним из приспособительных механизмов является дрожание мышц, происходящее на холоду. Дрожь, которая наступает, когда организм охлаждается, является результатом рефлекса. При понижении температуры окружающей среды раздражаются кожные рецепторы, воспринимающие температурные раздражения; в них возникает возбуждение, которое идет в центральную нервную систему и оттуда к мышцам, вызывая периодические их сокращения.
Таким образом, дрожь и озноб, которые мы испытываем в холодное время года или в холодном помещении, являются рефлекторными актами, способствующими усилению обмена веществ, а следовательно, увеличению образования тепла.
Усиление обмена веществ происходит под влиянием холода, даже когда отсутствуют мышечные движения. Это было показано в опыте при охлаждении животного. Оказалось, что если охладить животное, то обмен веществ усиливается независимо от того, наступила дрожь или нет.
Значительное количество тепла образуется и в органах брюшной полости — печени и почках. Это можно проследить, если измерить температуру крови, притекающей к печени, и температуру оттекающей крови. Оказывается, что температура оттекающей крови выше температуры притекающей крови. Следовательно, кровь нагрелась при протекании через печень
При повышении температуры воздуха теплообразование в организме уменьшается.
Статья на тему Образование и отдача тепла организма