Роль кожи в терморегуляции у человека

Роль кожи в терморегуляции у человека

Терморегуляция:
- Терморегуляторные рефлексы включают в себя изменения кожного кровотока и потоотделения, которые служат для сохранения теплового баланса с внутренней температурой тела около 37°С.
- Тепловой баланс определяется производством тепла в процессе метаболизма, потерями тепла при испарении, приобретением или потерей тепла при излучении, конвекции и теплопроводности; а также произведенной полезной механической работой.
- Основными кожными эффекторами терморегуляции являются капиллярные петли в дермальных сосочках, артериовенозные анастомозы и потовые железы.
- Тепловой стресс вызывает значительное увеличение кровотока в коже и потоотделение через холинергические ко-трансмиттеры и зависимые от оксида азота механизмы, что способствует рассеиванию тепла.
- Местное нагревание кожи приводит к местному расширению сосудов посредством высвобождения антидромных нейротрансмиттеров из афферентных кожных нервов и увеличивает производство оксида азота.
- Холодовой стресс приводит к уменьшению кровотока в коже посредством норадренергических котрансмиттеров, способствуя сохранению тепла.
- Местное охлаждение кожи вызывает местное сужение сосудов посредством норадренергических и афферентных нейрональных, а также не относящихся к нейрональным механизмов.

Организм человека представляет собой гомойотермную систему: мы поддерживаем внутреннюю температуру тела или температуру теплового ядра в небольшом диапазоне, несмотря на температурный стресс. Температурный стресс может возникнуть при колебании температуры окружающей среды или при изменении температуры тела, например, при выработке тепла скелетными мышцами.

Когда температурный стресс обусловлен внешними причинами, изменение температуры тела происходит быстрее изменения температуры теплового ядра или изменения внутренней температуры. Когда температурный стресс возникает вследствие внутренней причины, изменения в тепловом ядре происходят раньше любых изменений температуры кожи. В любом случае между кожей и тепловым ядром существует температурный градиент.

Если температура кожи ниже, чем внутренняя температура, тело будет терять тепло, пока не произойдет сужение кровеносных сосудов кожи. Если температура кожи выше, чем температура теплового ядра, тело будет получать тепло, пока сосуды кожи не расширятся и потовые железы не усилят потоотделение. Поэтому кожа является важным элементом терморегуляции человека.

Терморегуляция у человека обеспечивается интеграцией нескольких физиологических процессов. Эти взаимосвязанные процессы вызывают терморегуляторные рефлексы, которые поддерживают стабильной внутреннюю температуру на уровне «установочной точки» 37 °С, несмотря на температурный стресс. Установочная точка не является инвариантной и может колебаться в пределах 0,5-1,0 °С в соответствии с циркадными ритмами или в течение менструального цикла у женщин.

Терморегуляторные рефлексы, направленные на сохранение внутренней температуры на уровне установочной точки, управляются нейронами передней гипоталамической предзрительной области и спинного мозга, обладающими температурной чувствительностью. Эти нейроны реагируют на изменение внутренней температуры и/или температуры кожи.

Например, при стимуляции холодовые чувствительные нейроны в предзрительном поле передней гипоталамической зоны и спинном мозге интегрируют афферентные чувствительные импульсы и активируют механизмы, сохраняющие тепло: сужение сосудов кожи и повышение метаболической выработки тепла (дрожание). С другой стороны, стимуляция тепловых чувствительных нейронов в передней гипоталамической предзригельной области и спинном мозге объединяет афферентные чувствительные импульсы и активирует механизмы теплоотдачи, которые включают расширение сосудов кожи и потоотделение.

Вазомоторные реакции негладкой кожи в ответ на холодовой и тепловой стресс:
при нормотермии кожный кровоток относительно слабый (приблизительно 5% сердечного выброса) и кожные сосуды получают слабую импульсацию от активных вазоконстрикторных и вазодилатационных нервов.
При холодовом стрессе снижение температуры кожи и внутренней среды организма приводит к рефлекторному повышению импульсации симпатических норадренергических вазоконстрикторных невров.
Повышение тонуса вазоконстрикторов приводит к снижению кровотока в коже, что в свою очередь понижает теплоотдачу и сберегает тепло организма.
При тепловом стрессе повышение температуры кожи и внутренней среды организма приводит к рефлекторному повышению активности симпатических холинергических вазодилятирующих нервов и холинергической стимуляции потовых желез.
Повышенная активность вазодилятационной системы приводит к очень выраженному повышению кровотока в коже, который может достигать 60% сердечного выброса.
Интенсивный кровоток доставляет тепло к поверхности кожи, откуда оно излучается во внешнюю среду, прежде всего, за счет испарения пота.

- Рекомендуем далее ознакомиться со статьей "Физика теплообмена в коже"

Оглавление темы "Терморегуляция кожи.":