Главная
База знаний "Allbest"
Биология и естествознание
Теплообразование и терморегуляция человеческого организма
Теплообразование и терморегуляция человеческого организма
Учение И.П. Павлова об анализаторах. Структурно-функциональная классификация и значение анализаторов в познании окружающего мира. Баланс теплопродукции и теплоотдачи. Сократительный и несократительный термогенез. Теплообмен у детей и подростков.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.12.2014 |
| Размер файла | 41,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Введение
- 1. Учение И.П. Павлова об анализаторах
- 1.1 Структурно-функциональная характеристика, классификация и значение анализаторов в познании окружающего мира
- 1.2 Баланс теплопродукции и теплоотдачи
- 1.3 Терморегуляция
- 1.4 Сократительный термогенез
- 1.5 Несократительный термогенез
- 1.6 Физическая терморегуляция
- 1.7 Теплообмен у детей и подростков
- Заключение
- Список литературы
Введение
На мой взгляд, тема высшей, нервной деятельности в наше время очень актуальна. Ведь сейчас, в информационный век, людям требуется все больше сил для выполнения все более и более сложной работы. Актуальность темы заключается в том, что люди - существа, прежде всего психофизиологические (биологические). Это признают не только ученые и врачи, исследующие отношение между сознанием и мозгом, поведением и организмом. Широкая общественность также знакомится с результатами научных работ, связывающими биологию с психологией. Мозг и сознание тесно связаны друг с другом, и отношение между психикой и нейрофизиологическими процессами остается пока одной из великих тайн, еще не раскрытых наукой.
Так же я считаю актуальной на сегодняшний день тему теплообразования и терморегуляции человеческого организма. Познания в данной сфере не только расширят знания теоретические, но и пригодятся в повседневной жизни на практике. Так как нам предстоит стать преподавателями, руководителями и просто родителями, и быть ответственными за состояние здоровья своих подопечных.
анализатор теплообмен человеческий организм
1. Учение И.П. Павлова об анализаторах
Основные направления научной деятельности Павлова - исследование физиологии кровообращения, пищеварения и высшей, нервной деятельности. Учение о высшей нервной деятельности сложилось под влиянием материалистических традиций русской философии и развивало идеи И.М. Сеченова. Руководящим для Павлова являлось представление о рефлекторной саморегуляции работы организма, имеющей эволюционно-биологический (адаптивный) смысл. Центральную роль в саморегуляции выполняет нервная система (принцип нервизма). Начав с изучения кровообращения и пищеварения, Павлов перешел к исследованию поведения целостного организма в единстве внешних и внутренних проявлений, во взаимоотношениях с окружающей средой. Органом, реализующим эти взаимоотношения, служат центры больших полушарий головного мозга - высшего интегратора всех процессов жизнедеятельности, включая психические (тем самым отвергался дуализм духовного и телесного). В качестве основного акта поведения выступил условный рефлекс (термин введен Павловым), благодаря которому организм приспосабливается к изменчивым условиям существования, приобретая новые формы поведения, отличные от прирожденных безусловных рефлексов. Павлов и его ученики всесторонне исследовали динамику образования и изменения условных рефлексов (процессы возбуждения, торможения, иррадиации и др.), открыв детерминанты многих нервно-психических проявлений (в частности, неврозов как результата "ошибки” процессов возбуждения и торможения). Наряду с условными рефлексами на раздражители, подкрепляемые безусловными, Павлов выделил другие категории рефлексов (ориентировочный, рефлекс свободы, рефлекс цели), объясняющие биологическое своеобразие жизнедеятельности. Иван Петрович преобразовал традиционное учение об органах чувств в учение об анализаторах как целостных "приборов”, производящих высший анализ и синтез раздражителей внешней и внутренней среды. Принципиально новым в трактовке этих раздражителей являлся вывод Павлова об их сигнальной функции (идея, восходящая к Сеченову). Благодаря принципу сигнальности предвосхищается течение будущих событий и поведение организуется соответственно возможным благоприятным или неблагоприятным для организма ситуациям. Выводы Павлова о закономерностях образования условных рефлексов и сигнальной модификации поведения стали одним из истоков кибернетики. Определяя качественное различие между высшей нервной деятельностью человека и животных, Павлов выдвинул учение о двух сигнальных системах. Первые (сенсорные) сигналы взаимодействуют со вторыми (речевыми). Благодаря слову как "сигналу сигналов” мозг отражает реальность в обобщенной форме, вследствие чего радикально изменяется характер регуляции поведения. Павлов разработал также учение о типах высшей нервной деятельности, о "динамическом стереотипе” как устойчивом комплексе реакций на раздражители и др. Создал международную научную школу. Работы Павлова произвели коренные преобразования в физиологии, медицине и психологии, утвердив детерминистский и объективный подходы к исследованию поведения живых существ.
1.1 Структурно-функциональная характеристика, классификация и значение анализаторов в познании окружающего мира
Анализатор - нервный аппарат, осуществляющий функцию анализа и синтеза раздражителей, исходящих из внешней и внутренней среды организма. Понятие анализатор введено И.П. Павловым. Анализатор состоит из трех частей:
1) периферический отдел - рецепторы, преобразующие определенный вид энергии в нервный процесс;
2) проводящие пути - афферентные, по которым возбуждение, возникшее в рецепторе, передается к вышележащим центрам нервной системы, и эфферентные, по которым импульсы из вышележащих центров, особенно из коры больших полушарий головного мозга, передаются к нижним уровням анализатора, в том числе к рецепторам, и регулируют их активность;
3) корковые проекционные зоны - каждый анализатор выделяет определенный вид раздражителей, обеспечивая его последующее разделение на отдельные элементы. Так, зрительный анализатор, выделяя определенный участок электромагнитных колебаний, позволяет дифференцировать яркость, цвет, форму, удаление и другие признаки объектов. Вместе с тем анализатор отражает связи между этими элементарными воздействиями в пространстве и времени.
В зависимости от вида чувствительности различают зрительный, слуховой, обонятельный, вкусовой, кожный, двигательный анализатор и другие. В настоящее время к органам чувств относят рецепторные образования, расположенные в любом участке тела: рецепторы мышц, которые воспринимают изменения степени их сокращения и растяжения; рецепторы стенки сосудов, реагирующие на изменение давления крови и ее химического состава, и т.д. В процессе филогенеза под влиянием окружающей среды анализаторы специализировались и совершенствовались путем непрерывного усложнения центральных и рецепторных систем. Появление и дифференцирование коры больших полушарий головного мозга обеспечило развитие высшего анализа и синтеза. Благодаря специализации рецепторов осуществляется первый этап анализа сенсорных воздействий, когда из массы раздражителей данный анализатор выделяет стимулы только определенного вида. В свете имеющихся данных о нейронных механизмах анализатора можно определить как совокупность рецепторов и связанных с ними детекторов, которые иерархически организованы: детекторы сложных свойств строятся из детекторов более элементарного уровня. При этом из ограниченного набора рецепторов строится ряд параллельно работающих детекторных систем. Анализатор является частью рефлекторного аппарата, в который входят также исполнительный механизм, представляющий собой совокупность командных нейронов, мотонейронов и двигательных единиц, и специальные нейроны - модуляторы, меняющие степень возбуждения других нейронов.
Для поддержания деятельного состояния центральной нервной системы, а следовательно, и всего организма в целом необходимо влияние на него небольшого количества раздражений. При поражении подавляющего большинства органов чувств, т.е. при резком ограничении афферентных раздражений, теряется способность поддерживать активное состояние: человек все время спит, и разбудить его можно только путем воздействия на органы чувств, сохранивших свою функцию.
Теплообразование.
Теплопродукция - (теплообразование), образование тепла в организме в процессе его жизнедеятельности. У высших животных и человека происходит главным образом в результате окислительных процессов, связанных с дыханием, пищеварением, работой мышц, и находится в прямой зависимости от их интенсивности. При напряженной мышечной работе теплопродукция может возрастать в 10 раз по сравнению с состоянием покоя.
1.2 Баланс теплопродукции и теплоотдачи
Температура ядра (тела) определяется двумя потоками - теплообразованием (теплопродукцией) и теплоотдачей (тепловыделением). При термонейтральной, или комфортной зоне (при 27-32°С), существует баланс между теплопродукцией и теплоотдачей. Например, в условиях физиологического покоя в организме продуцируется около 1,18 ккал/минуту (или около 70 ккал в час) и такое же количество тепла отдается в окружающую среду. При низкой температуре среды, несмотря на механизм защиты, возрастает потеря тепла организмом. В этих условиях для сохранения температуры тела организм должен эквивалентно повысить теплопродукцию. Таким образом, возникает новый уровень теплового баланса. Например, при температуре воздуха 10°С теплоотдача достигает 120 ккал/час (в условиях комфорта - 70 ккал/час), поэтому для поддержания температуры тела на постоянном уровне теплопродукция тоже должна возрастать до 120 ккал/час.
При высокой температуре окружающей среды, например, при 40°С, отдача тепла значительно уменьшается, например, до 40 ккал/час (вместо 70 ккал/час в условиях комфортной среды). Для поддержания постоянства температуры тела теплопродукция тоже должна снизиться примерно до 40 ккал/час. Устанавливается новый уровень теплового баланса, который и обеспечивает поддержание температуры тела.
Таким образом, ведущим фактором, определяющим уровень теплового баланса, является температура окружающей среды.
Учитывая, что продукция тепла меняется в зависимости от вида физической активности человека, а величина теплоотдачи во многом зависит от температуры окружающей среды, необходимы механизмы регуляции теплопродукции и теплоотдачи. Они осуществляются с участием специализированных структур мозга, объединенных в центр терморегуляции. Принцип регулирования заключается в том, что управляющее устройство (центр терморегуляции) получает информацию от терморецепторов. На основании этой информации оно вырабатывает такие команды, благодаря которым деятельность объектов управления (рабочие структуры, определяющие интенсивность теплопродукции и теплоотдачи) изменяется так, что возникает новый уровень теплового баланса, в результате которого температура тела сохраняется на постоянном уровне. Система терморегуляции может работать в режиме слежения или по принципу рассогласования - изменилась температура крови, изменяется деятельность объектов управления. Однако в системе терморегуляции предусмотрен и более мягкий способ поддержания постоянства температуры тела, который основан на принципе регуляции по возмущению: улавливается изменение температуры среды, и не дожидаясь, когда она отразится на температуре крови, в системе возникают команды, меняющие работу объектов управления таким образом, что температура крови сохраняется постоянной. Кроме того, система терморегуляции может функционировать и в режиме управления по прогнозированию, т.е. досрочного управления (это условные рефлексы): человек еще только собирается выйти на зимнюю улицу, а у него уже возрастает продукция тепла, необходимого для компенсации теплопотерь, которые произойдут у человека на улице в условиях низкой температуры. Во всех случаях для оптимального регулирования интенсивности теплопродукции и теплоотдачи необходима информация о температуре тела (ядра и оболочки). Она передается в ЦНС от терморецепторов.
1.3 Терморегуляция
Терморегуляция - это совокупность физиологических процессов, направленных на поддержание относительного постоянства температуры ядра в условиях изменения температуры среды с помощью регуляции теплопродукции и теплоотдачи. Терморегуляция направлена на предупреждение нарушений теплового баланса организма или на его восстановление, если подобные нарушения уже произошли, и осуществляется нервно-гуморальным путём.
Виды терморегуляции.
Терморегуляцию можно разделить на два основных вида:
Химическую и физическую терморегуляцию. Рассмотрим эти виды терморегуляции подробнее.
Химическая терморегуляция. Регулирование объёма теплопродукции.
Химическая терморегуляция теплообразования - осуществляется за счёт изменения уровня обмена веществ, что приводит к изменению образования тепла в организме. Источником тепла в организме являются экзотермические реакции окисления белков, жиров, углеводов, а также гидролиз АТФ.
При расщеплении питательных веществ часть освобождённой энергии аккумулируется в АТФ, часть рассеивается в виде тепла (первичная теплота - 65-70% энергии). При использовании макроэргических связей молекул АТФ часть энергии идёт на выполнение полезной работы, а часть рассеивается (вторичная теплота). Таким образом, два потока теплоты - первичной и вторичной - являются теплопродукцией.
При необходимости повысить теплопродукцию, помимо возможности получения тепла извне, в организме используются механизмы, увеличивающие производство тепловой энергии. К таким механизмам относятся сократительный и несократительный термогенез.
1.4 Сократительный термогенез
Этот вид терморегуляции работает если нам холодно и необходимо поднять температуру тела. Заключается этот метод в сокращении мышц. При сокращении мышц возрастает гидролиз АТФ, поэтому возрастает поток вторичной теплоты, идущей на согревание тела.
Произвольная активность мышечного аппарата, в основном, возникает под влиянием коры больших полушарий. При этом повышение теплопродукции возможно в 3-5 раз по сравнению с величиной основного обмена. Обычно при снижении температуры среды и температуры крови первой реакцией является увеличение терморегуляционного тонуса (волосы на теле "встают дыбом", появляются "мурашки"). С точки зрения механики сокращения, данный тонус представляет собой микровибрацию и позволяет увеличить теплопродукцию на 25-40% от исходного уровня. Обычно в создании тонуса принимают участие мышцы головы и шеи. При более значительном переохлаждении терморегуляционный тонус переходит в мышечную холодовую дрожь. Холодовая дрожь представляет собой непроизвольную ритмическую активность поверхностно расположенных мышц, в результате которой теплопродукция повышается. Считается, что теплопродукция при холодовой дрожи в 2,5 раз выше, чем при произвольной мышечной деятельности.
Описанный механизм работает на рефлекторном уровне, без участия нашего сознания. Но поднять температуру тела можно и при помощи сознательной двигательной активности. При выполнении физической нагрузки разной мощности теплопродукция возрастает в 5-15 раз по сравнению с уровнем покоя. Температура ядра на протяжении первых 15-30 минут длительной работы довольно быстро повышается до относительно стационарного уровня, а затем сохраняется на этом уровне или продолжает медленно повышаться.
1.5 Несократительный термогенез
Этот вид терморегуляции может приводить, как к повышению, так и к понижению температуры тела. Он осуществляется путём ускорения или замедления катаболических процессов обмена веществ. А это, в свою очередь, будет приводить к снижению или увеличению теплопродукции. За счёт этого вида термогенеза теплопродукция может вырасти в 3 раза. Регуляция процессов несократительного термогенеза осуществляется путём активации симпатической нервной системы, продукции гормонов щитовидной и мозгового слоя надпочечников.
1.6 Физическая терморегуляция
Под физической терморегуляцией понимают совокупность физиологических процессов, ведущих к изменению уровня теплоотдачи. Различают несколько механизмов отдачи тепла в окружающую среду.
Излучение - отдача тепла в виде электромагнитных волн инфракрасного диапазона. За счёт излучения отдают энергию все предметы, температура которых выше абсолютного нуля. Электромагнитная радиация свободно проходит сквозь вакуум, атмосферный воздух для неё тоже можно считать "прозрачным". Количество тепла, рассеиваемого организмом в окружающую среду излучением, пропорционально площади поверхности излучения (площади поверхности тела, не покрытой одеждой) и градиенту температуры. При температуре окружающей среды 20°с и относительной влажности воздуха 40-60% организм взрослого человека рассеивает путём излучения около 40-50% всего отдаваемого тепла.
Теплопроведение (кондукция) - способ отдачи тепла при непосредственном соприкосновении тела с другими физическими объектами. Количество тепла, отдаваемого в окружающую среду этим способом, пропорционально разнице средних температур контактирующих тел, площади соприкасающихся поверхностей, времени теплового контакта и теплопроводности.
Конвекция - теплоотдача, осуществляемая путём переноса тепла движущимися частицами воздуха (воды). Воздух, соприкасающийся с кожей, нагревается и поднимается, его место занимает "холодная" порция воздуха и т.д. В условиях температурного комфорта этим способом тело теряет до 15% всего отдаваемого тепла.
Испарение - отдача тепловой энергии в окружающую среду за счёт испарения пота или влаги с поверхности кожи и слизистых дыхательных путей. За счёт испарения организм в условиях комфортной температуры отдаёт около 20% всего рассеиваемого тепла. Испарение делится на 2 вида.
Неощущаемая перспирация - испарение воды со слизистых дыхательных путей (через дыхание) и воды, просачивающейся через эпителий кожного покрова (Испарение с поверхности кожи. Оно идёт даже в случае, если кожа сухая.).
За сутки через дыхательные пути испаряется до 400 мл воды, т.е. организм теряет до 232 ккал в сутки. При необходимости эта величина может быть увеличена за счёт тепловой одышки.
Через эпидермис в среднем за сутки просачивается около 240 мл воды. Следовательно, этим путём организм теряет до 139 ккал в сутки. Эта величина, как правило, не зависит от процессов регуляции и различных факторов среды.
Ощущаемая перспирация - отдача тепла путём испарения пота. В среднем за сутки при комфортной температуре среды выделяется 400-500 мл пота, следовательно, отдаётся до 300 ккал энергии. Однако при необходимости объём потоотделения может увеличиться до 12л в сутки, т.е. путём потоотделения можно потерять до 7000 ккал в сутки.
Эффективность испарения во многом зависит от среды: чем выше температура и ниже влажность, тем выше эффективность потоотделения как механизма отдачи тепла. При 100% влажности испарение невозможно.
1.7 Теплообмен у детей и подростков
Дети отличаются недостаточно налаженными механизмами теплообмена. Они легко перегреваются и легко теряют тепло. Грудные дети реагируют на охлаждение бурными хаотическими движениями, которые их согревают. У них велика в теплоотдаче роль процессов испарения водяных паров при дыхании.
В первые годы жизни в организме ребенка преобладают процессы химической терморегуляции. Благодаря высокому уровню обменных процессов организм ребенка быстро нагревается. Температура кожи и внутренняя температура тела у дошкольника выше, чем у взрослых.
Обилие кровеносных сосудов в коже обусловливает быстрый перенос тепла от температурного ядра тела к его оболочке, а недостаточная рефлекторная регуляция просвета кожных сосудов не обеспечивает защиту от больших тепловых потерь. При небольшой мышечной массе дети имеют низкую теплоизоляцию покровных тканей. Высокие теплопотери обусловлены также и относительно большой поверхностью маленького тела. С переходом к младшему школьному возрасту границы терморегуляции расширяются, а механизмы теплообмена совершенствуются. Нарастание мышечной массы улучшает теплоизолирующие свойства покровов тела, совершенствование сосудистых реакций облегчает регуляцию теплообмена на поверхности кожи. Улучшается регуляция потоотделения, уточняется информация от терморецепторов тела и деятельность центров терморегуляции. Все это позволяет лучше поддерживать постоянство температуры тела в различных условиях среды и при разных формах деятельности. Дети младшего школьного возраста по сравнению с дошкольниками меньше подвержены перегреванию и переохлаждению, однако их устойчивость к изменениям температурных режимов все еще недостаточно совершенна. С возрастом увеличивается роль физической терморегуляции. В качестве границы перехода от одного типа поддержания постоянства температуры тела к другому выделяют девятилетний возраст. После 1-1,5 лет до 4-5 лет отмечается большой поток тепла через единицу поверхности тела (скорость роста замедляется, интенсивность основного обмена еще высокая). Высокий уровень теплопродукции в этом возрасте служит фактором компенсации слабых возможностей физической терморегуляции. В 6-7-летнем возрасте отмечается увеличение возможности физической терморегуляции с одновременным снижением роли химической (развитие мышечной стенки артерий и артериол, увеличение возможности кровоперераспределения). В возрасте 10-ти лет для девочек и 11-12-ти лет для мальчиков (препубертатный период) в результате гормональных перестроек происходит снижение возможностей физической терморегуляции, которая компенсируется возрастанием роли химической терморегуляции. С появлением первых признаков полового созревания отмечается становление достигнутого к 10-ти годам соотношения активности физической и химической терморегуляции. Физическая терморегуляция совершенствуется тем интенсивнее, чем раньше начаты закаливающие мероприятия.
Заключение
Подводя итоги работы с литературой, я убедилась в том, что анализаторы являются важной частью в жизни человека. Без них люди не смогли бы видеть, слышать, ощущать и жить полной жизнью. Анализаторы являются главными средствами человека для обнаружения опасности и избегания опасных последствий для здоровья и жизни. Важную роль в изучении физиологии органов чувств человека сыграл учёный И.П. Павлов. Усилия Ивана Петровича довольно быстро были оценены и в России, и за рубежом. На мой взгляд, его жизнь - прекрасный образец достойного и упорного служения науке: многолетнего стремления к познанию неизвестного, поэтому, мне кажется, крайне важно показать, насколько ценен вклад И.П. Павлова в сокровищницу мировой науки.
Что касается темы теплообразования и терморегуляции, так же могу сделать выводы о полезности данных знаний. Ведь даже если ты не собираешься становится ученым или начинать более глубоко изучать физиологию, эти знания могут пригодится в жизни, так как мы сталкиваемся с проявлениями данных явлении каждый день неоднократно, и было бы неплохо знать как можно повлиять на степень проявления данных функции организма.
Список литературы
1. Привес М.Г. Лысенков Н.К. Бушкович В.И. Анатомия человека. Изд. 5-е. Изд. "Медицина", 1985 г., 672 стр.
2. Немов Р.С. Психология: Учебник. - Москва: "Просвещение”, 1995., 576 стр.
3. Слоним А.Д. Эволюция терморегуляции. Спб., 2005., 75 стр.
4. Физиология человека / Под ред. Г.И. Косицкого - М.: Медицина, 1985.,544 стр.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Понятие об анализаторах, их роль в познании окружающего мира, свойства и внутреннее строение. Строение органов зрения и зрительного анализатора, его функции. Причины нарушения зрения у детей и последствия. Требования к оснащенности в учебных помещениях.
контрольная работа [46,1 K], добавлен 31.01.2017Теория функциональных систем и её значение в формировании условно-рефлекторных поведенческих реакций животных. Учение Павлова об условных рефлексах, процесс и механизм их образования. Строение и значение анализаторов. Основные системы организма.
лекция [115,7 K], добавлен 08.05.2009Влияние температуры на протекание жизненных процессов в организме, на физиологическую активность, на скорость различных химических реакций. Тепловой баланс в теле человека. Механизмы теплообразования и теплоотдачи, регуляция температурного гомеостаза.
реферат [25,0 K], добавлен 13.06.2010Понятие об анализаторах и их роль в познании окружающего мира. Изучение строения органа слуха и чувствительности слухового анализатора как механизма рецепторов и нервных структур, обеспечивающих восприятие звуковых колебаний. Гигиена органа слуха ребенка.
контрольная работа [22,0 K], добавлен 02.03.2011Понятие, строение и функции сенсорной системы, кодирование информации. Структурно-функциональная организация анализаторов. Свойства и особенности рецепторного и генераторного потенциалов. Цветовое зрение, зрительные контрасты и последовательные образы.
контрольная работа [838,6 K], добавлен 05.01.2015Обмен веществ и энергии как основная функция организма, его основные фазы и протекающие процессы - ассимиляции и диссимиляции. Роль белков в организме, механизм их обмена. Обмен воды, витаминов, жиров, углеводов. Регуляция теплообразования и теплоотдачи.
реферат [27,2 K], добавлен 08.08.2009Роль обмена веществ в обеспечении пластических и энергетических потребностей организма. Особенности теплопродукции и теплоотдачи. Обмен веществ и энергии при различных уровнях функциональной активности организма. Температура тела человека и ее регуляция.
реферат [22,5 K], добавлен 09.09.2009Сущность метаболизма организма человека. Постоянный обмен веществ между организмом и внешней средой. Аэробное и анаэробное расщепление продуктов. Величина основного обмена. Источник тепла в организме. Нервный механизм терморегуляции организма человека.
лекция [22,3 K], добавлен 28.04.2013Значение поддержания постоянства температуры внутренней среды организма (изотермии) для обеспечения жизненных процессов. Физическая терморегуляция, которая происходит путем изменения отдачи тепла организмом. Роль гормонов в химической терморегуляции.
презентация [109,2 K], добавлен 18.04.2019Терморегуляция, строение и значение кожи. Система опоры и движения, скелет. Мышцы, их строение, функции и работа. Развитие организма человека. Размножение в органическом мире. Беременность, развитие зародыша и плода. Развитие человека после рождения.
реферат [14,7 K], добавлен 06.07.2010
