Функциональные системы организма, поддерживающие постоянство тела организма

Оптимальный для жизнедеятельности организма уровень температуры тела поддерживается специфической функциональной системой организма. Как и в любой другой функциональной системе, согласно теории П. К. Анохина основой ее является полезный результат деятельности, который обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма.

При регулировании какой-нибудь жизненно важной функции обычно подразумевают ее постоянный, в некоторых случаях жестко фиксированный уровень, получивший в биологии название константы. Так как температура тела человека обусловлена сложным комплексом внешних и внутренних факторов и довольно изменчива, поэтому она относится к категории пластичных констант, то есть таких, колебания которых возможны в довольно широких пределах, что обеспечивает возможность приспосабливаться к конкретным условиям существования организма.

Что же считать истинной температурой тела, ее константой, которая обеспечивает оптимальное существование организма и отклонение которой вынуждает организм включить сложные механизмы саморегуляции, стремящиеся вернуть ее на прежний уровень?

В естественных условиях регуляция температурного гомеостаза осуществляется по множеству переменных величин, которые и обеспечивают нормальное функционирование организма, скорость и интенсивность обменных процессов.

Одной из таких переменных величин является температура крови. А по данным советского физиолога А. Д. Слонима, истинную температуру тела наиболее отражает температура крови в правом предсердии и правом желудочке сердца, поскольку эта кровь собирается со всех отделов организма и она незначительно изменяется при прохождении черезмалый, легочный круг кровообращения. Указанная температура находится в пределах 37,5—38°.

Очевидно, именно такая температура благоприятствует метаболическим (обменным) процессам. Она является оптимальной и для функционирования большинства ферментов, действующих в организме, влияя в определенных границах на скорость течения ферментативных реакций. От нее зависят многие физико-химические показатели, такие, как вязкость, поверхностное натяжение, набухание коллоидов. Эта температура определяет процессы возбуждения и сокращения мышц, секреции, всасывания, ассимиляции и диссимиляции, защитные реакции клеток и тканей.

Температура крови, так же как и ее малейшие изменения в любой части тела, немедленно воспринимается терморецепторами, которые расположены в сосудах внутренних органов, головном мозге. Кроме того, функциональная система, поддерживающая температуру организма, находится в постоянных тесных взаимоотношениях с внешней средой. Ее деятельность все время изменяется за счет воздействия внешней температуры на терморецепторы кожи.

Информация от терморецепторов по спинному мозгу поступает в головной мозг и достигает центров терморегуляции, расположенных в гипоталамусе.

Впервые наличие в головном мозге центра, способного изменять температуру тела, было обнаружено в 80-х годах XIX века французским физиологом Клодом Бернаром. Его опыт, получивший название теплового укола, состоял в следующем: в область промежуточного мозга через трепанационное отверстие в черепе вводился электрод, вызывавший механическое раздражение данной области. Спустя два-три часа после введения электрода наступало стойкое повышение температуры тела животного.

Таким образом была доказана важная роль в процессе терморегуляции гипоталамических центров. Именно ядра гипоталамуса осуществляют регуляцию всех процессов, обеспечивающих постоянство температуры тела человека и животных.

В настоящее время установлено, что ядра переднего гипоталамуса обеспечивают эффективную отдачу тепла организмом путем изменения тонуса кожных сосудов, потоотделения, тепловой одышки и т. д. Поэтому они обозначаются как «центр теплоотдачи».

В этом центре расположены также истинные терморецепторы, реагирующие на повышение температуры притекающей крови. Их возбуждение рефлекторно вызывает увеличение теплоотдачи с помощью названных механизмов.

Область заднего гипоталамуса известна как центр теплопродукции. Нейроны этой области регулируют теплообразование путем повышения или снижения скорости окислительных процессов. Убедительным доказательством участия ядер гипоталамуса в регуляции температуры тела являются опыты на животных с их раздражением или разрушением.

Разрушение передних ядер гипоталамуса делает животных неспособными регулировать температуру тела в тепле. Гипертермия (перегревание) у таких животных может развиться даже при комнатной температуре, если они находятся в постоянном движении. На холоде же температура их тела остается на постоянном уровне. Раздражение указанных ядер вызывает у животных даже при комнатной температуре одышку, расширение сосудов кожи, в результате чего температура их тела падает. Это говорит о том, что передние ядра гипоталамуса участвуют в регуляции процессов, способствующих теплоотдаче.

При повреждении ядер заднего гипоталамуса животные утрачивают способность поддерживать температуру тела на холоде и быстро впадают в гипотермию. Раздражение этих ядер приводит к отчетливым реакциям, направленным на удержание температуры тела в условиях холода: возникает дрожь, изменяется состояние шерстяного покрова, сужаются сосуды кожи и происходит некоторое повышение температуры тела, то есть возникает отчетливая реакция, направленная на усиление процессов теплопродукции.

Однако исследования последних лет показали, что температурной чувствительностью обладает не только гипоталамус, но и другие отделы центральной нервной системы. Это привело в настоящее время к пересмотру представления о монопольном участии гипоталамуса в терморегуляции и к гипотезе о развитии в процессе эволюции иерархической системы управления температурным гомеостазом.