"Биология. Человек", Сапин М.Р., Сонин Н.И.
Терморегуляция помогает организму сохранять температуру тела относительно постоянной, несмотря на изменения погоды и уровня физической нагрузки. Тепло образуется при обмене веществ и работе мышц, а кожа участвует в его отдаче: меняет кровоток в своих сосудах и выделяет пот. При перегревании сосуды расширяются, а испаряющийся пот уносит тепло; при охлаждении сосуды сужаются, и потери уменьшаются. Эти реакции регулирует нервная система. Их эффективность зависит и от условий вокруг: например, влажный воздух затрудняет испарение пота.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Терморегуляция — поддержание относительно постоянной температуры тела. Она зависит от равновесия между теплом, которое образуется внутри организма, и теплом, которое уходит во внешнюю среду. Благодаря этому температура не меняется резко при обычных изменениях погоды или нагрузки.
Теплоотдача — передача тепла от организма окружающей среде. Кожа участвует в ней при контакте с предметами, при движении воздуха, излучении и испарении пота. Эти пути помогают организму избавляться от избытка тепла.
Теплообразование — образование тепла в организме в результате обмена веществ и работы мышц. Когда мышцы активно работают, например во время бега, тепло образуется быстрее. Чтобы температура не повышалась чрезмерно, теплоотдача должна увеличиться.
Потовые железы — железы кожи, выделяющие пот на её поверхность. Само выделение жидкости не обеспечивает основного охлаждения: тепло уходит, когда пот испаряется. Поэтому работа этих желёз помогает организму справляться с перегреванием.
При повышении температуры тела кожные кровеносные сосуды расширяются. Это происходит потому, что увеличение просвета сосудов позволяет большему количеству крови проходить у поверхности кожи. Кровь приносит тепло от внутренних органов и тканей, поэтому оно легче передаётся окружающей среде. В результате теплоотдача возрастает, что помогает не допустить дальнейшего перегрева.
При охлаждении сосуды кожи сужаются, и кровоток у её поверхности уменьшается. Так к внешним слоям кожи поступает меньше тёплой крови, а значит, меньше тепла передаётся наружу. Организм тем самым сокращает потери тепла. Эта реакция не создаёт дополнительное тепло, а помогает сохранить уже образовавшееся.
При перегревании усиливается потоотделение, потому что испарение пота требует энергии. Она забирается с поверхности кожи в виде тепла, и кожа охлаждается. В сухом воздухе испарению обычно легче происходить, так как в нём меньше водяного пара; при высокой влажности оно замедляется. Поэтому одинаковое количество пота может охлаждать людей по-разному в разных условиях.
Кожа отдаёт тепло не только с потом. Тепло может переходить при непосредственном контакте с окружающими предметами, уноситься движущимся воздухом или передаваться в виде излучения. Вклад каждого способа зависит от условий: например, движение воздуха усиливает перенос тепла от кожи, а контакт с холодным предметом способствует его передаче предмету. Потеря тепла не всегда одинакова, поэтому значение отдельных путей меняется.
Работой кожных сосудов и потовых желёз управляет нервная система. Она согласует реакции кожи с температурой тела и окружающей среды, а также с изменением теплообразования при мышечной работе. Если организм перегревается, полезно усилить отдачу тепла; если охлаждается — уменьшить её. Так совместная регуляция кровотока и потоотделения поддерживает температурное равновесие.
| Условие | Реакция кожи | Изменение теплоотдачи | Результат |
|---|---|---|---|
| Перегревание | Кожные сосуды расширяются, потоотделение усиливается | Возрастает | Организм отдаёт больше тепла и охлаждается |
| Охлаждение | Кожные сосуды сужаются | Уменьшается | Организм теряет меньше тепла |
| Потовые железы | Выделяют пот на поверхность кожи | Увеличивается при испарении пота | Испарение уносит тепло с кожи |
| Кожные кровеносные сосуды | Расширяются при перегревании, сужаются при охлаждении | Меняется в зависимости от кровотока у поверхности | Теплоотдача подстраивается к условиям |
В таблице проследи цепочку: условие вызывает реакцию кожи, а она меняет теплоотдачу и влияет на состояние организма. Сравни строки перегревания и охлаждения, чтобы увидеть противоположные действия сосудов. Строки о потовых железах и сосудах уточняют роль каждого механизма.
Сначала определяем, что происходит при беге: мышцы активно работают, и в организме образуется больше тепла.
Затем связываем покраснение с сосудами. Чтобы усилить отдачу тепла, кожные сосуды расширяются, к поверхности поступает больше крови, поэтому кожа краснеет.
Наконец, объясняем появление пота. Он выделяется на поверхность кожи, а при испарении забирает тепло и способствует охлаждению.
Ответ: кожа покраснела из-за расширения кожных сосудов, а пот выделился, чтобы при испарении усилить охлаждение тела.
Устанавливаем условие: человек находится на холоде, поэтому организм должен уменьшить потерю тепла.
При охлаждении кожные сосуды сужаются. К коже у поверхности поступает меньше крови, из-за чего она бледнеет и становится прохладнее.
Связываем реакцию с результатом: раз к поверхности приходит меньше тёплой крови, наружу передаётся меньше тепла.
Ответ: сужение кожных сосудов уменьшает приток крови к поверхности и помогает организму терять меньше тепла.
Сравниваем главное различие условий: во влажном воздухе уже содержится много водяного пара, а в сухом — меньше.
Испарение означает переход жидкости в газообразное состояние. При высокой влажности этот переход с поверхности кожи затруднён, поэтому пот испаряется медленнее.
Поскольку охлаждает главным образом испарение, более медленный переход пота в пар означает и менее эффективную отдачу тепла.
Ответ: хуже пот испаряется у человека во влажном воздухе, потому что насыщенный водяным паром воздух затрудняет испарение и охлаждение.
Ошибка — считать, что пот охлаждает тело просто потому, что выделяется. Так думают, потому что связывают появление влаги с ощущением прохлады, но основное охлаждение происходит при испарении. Проверь себя: назови процесс, при котором тепло забирается с кожи, — это испарение пота.
Ошибка — путать расширение и сужение сосудов. Направления реакций легко перепутать, если не связать их с потоком крови: расширение обычно усиливает теплоотдачу, а сужение уменьшает её. Проверь себя вопросом, нужно ли организму отдавать тепло или сохранять его в данной ситуации.
Ошибка — считать, что кожа только отдаёт тепло. Такое представление упускает, что тепло постоянно образуется при обмене веществ и работе мышц, а кожа меняет кровоток и потоотделение. Проверь себя: назови отдельно источник тепла и способы, которыми кожа регулирует его потерю.
Ошибка — полагать, что потоотделение всегда одинаково эффективно. При высокой влажности пот испаряется хуже, а движение воздуха может ускорить испарение. Чтобы проверить себя, учитывай не только количество пота, но и условия, в которых он испаряется.
Чтобы понять терморегуляцию, нужно знать строение кожи, расположение в ней кровеносных сосудов и потовых желёз. Тема связана с обменом веществ и работой мышц: при этих процессах образуется тепло, которое организм должен отдавать или сохранять. Работа сосудов и желёз показывает, как нервная система регулирует функции органов. Эти знания пригодятся при обсуждении перегревания и переохлаждения, а также правил поведения в жару и холод.
Почему кожа краснеет, когда человеку жарко?
При перегревании кожные кровеносные сосуды расширяются, и к поверхности кожи поступает больше крови. Из-за этого кожа краснеет, а теплоотдача усиливается.
Как пот помогает охлаждать тело?
Пот охлаждает тело главным образом при испарении. Для испарения нужна энергия, и она забирается в виде тепла с поверхности кожи.
Почему в холоде кожа бледнеет?
На холоде кожные сосуды сужаются, поэтому к поверхности поступает меньше крови. Кожа бледнеет, а организм теряет меньше тепла.
Почему в сухом воздухе пот испаряется быстрее?
Сухой воздух содержит меньше водяного пара, поэтому влага с поверхности кожи легче переходит в газообразное состояние. Испарение идёт эффективнее и сильнее охлаждает тело.
Какие реакции кожи помогают организму не перегреваться и не переохлаждаться?
При перегревании кожные сосуды расширяются и усиливается потоотделение, что увеличивает теплоотдачу. При охлаждении сосуды сужаются, и тепла через поверхность кожи теряется меньше.
Роль кожи в терморегуляции организма
