§ 14. Адаптация человека к изменению температурных условий
- Вспомните, как осуществляется терморегуляция организма человека.
- Как вы думаете? Почему человеку сложно адаптироваться к изменению температурных условий?
- Вы узнаете о влиянии на организм человека температурных колебаний и механизмах адаптации к ним.
| Сайт: | Профильное обучение |
| Курс: | Биология. 10 класс |
| Книга: | § 14. Адаптация человека к изменению температурных условий |
| Напечатано:: | Гость |
| Дата: | Четверг, 16 Май 2024, 18:51 |
Влияние на организм человека температурных колебаний
Среди множества абиотических факторов, влияющих на человека, значительную роль играет температура. На человека оказывает воздействие не только фактическая температура воздуха, но и ее среднесуточная изменчивость. Так, изменение среднесуточной температуры воздуха на 1—2 ºС считается слабым, на 3—4 ºС — умеренным, более чем на 4 ºС — резким.
При длительном и сильном воздействии низких температур изменяется обмен веществ, сужаются сосуды пальцев рук и ног, кожи лица, происходит местное и общее охлаждение организма (возможно даже обморожение), снижается работоспособность человека, возникают простудные заболевания.
При воздействии на организм высокой температуры понижается кровяное давление, изменяется химический состав крови, нарушается водно-солевой обмен организма, возможен тепловой удар. Высокая температура воздуха также неблагоприятно воздействует на функции органов пищеварения и вызывает у человека быструю утомляемость.
Восприятие температуры индивидуально и связано с физиологическими и психологическими особенностями человека.
От каких факторов зависит восприятие температуры? Установлено, что ветер и влажность могут усиливать ощущение температуры. При сильном ветре холодные дни кажутся еще холоднее. При повышенной влажности низкая температура воздуха кажется еще более низкой, а при пониженной влажности — наоборот.
Учитывая значительное влияние температуры на самочувствие человека, рассмотрим его адаптацию к этому важнейшему абиотическому фактору.
Адаптация человека к изменению температурных условий
С помощью реагирующих на изменение температуры рецепторов, расположенных в коже и слизистых оболочках (периферические терморецепторы), организм человека постоянно получает информацию о температуре объектов окружающей среды, контактирующих с телом. Одновременно терморецепторы внутри тела реагируют на изменения температуры внутренней среды. Здесь центральная роль принадлежит рецепторам, расположенным в гипоталамусе (центральные терморецепторы), которые способны реагировать на очень небольшие (около 0,01 ºС) колебания температуры тканевых жидкостей. Информация, получаемая от всех терморецепторов организма, анализируется в гипоталамусе, в результате чего и возникают рефлекторные ответы различных органов, что обеспечивает поддержание постоянства температуры тела.
В приспособительных (адаптационных) реакциях к температурным изменениям ключевую роль играют потовые железы, гладкие мышцы стенок артериол, скелетные мышцы, щитовидная железа, надпочечники (см. табл.)
Таблица. Приспособительные реакции к температурным изменениям
|
Орган |
Приспособительные реакции |
| Потовые железы |
При повышении температуры кожи или крови гипоталамус посылает в потовые железы импульсы о необходимости активного выделения пота. На его испарение расходуется тепло с поверхности кожи |
|
Гладкие мышцы стенок |
При повышении температуры кожи и крови гипоталамус направляет сигналы в гладкие мышцы стенок артериол, которые снабжают кровью кожу, вызывая расширение просвета артериол. Вследствие этого кровоснабжение кожи усиливается. Кровь переносит тепло из глубины тела к поверхности кожи, где оно и рассеивается |
|
Скелетные мышцы |
В условиях низкой температуры воздуха терморецепторы кожи посылают сигналы в центр терморегуляции гипоталамуса, который стимулирует быстрый цикл непроизвольных сокращений и расслаблений скелетных мышц (дрожание), что приводит к выделению тепловой энергии |
|
Щитовидная железа |
При понижении температуры усиливает выделение гормонов тироксина и трийодтиронина, ускоряющих обмен веществ и, следовательно, теплообразование |
|
Надпочечники |
При температурных изменениях надпочечники выделяют в кровь гормоны адреналин и норадреналин. Вследствие этого сужаются сосуды кожи, изменяя уровень теплоотдачи |
Профессиональную тепловую подготовку проводят в условиях высокой температуры (55—60 ºС) при низкой относительной влажности (20—25 %) в состоянии покоя с применением респиратора. На возникающее в этих условиях перегревание адаптированные к высокой температуре испытуемые реагируют без нарушения функций центральной нервной системы. Это важно для горноспасателей, пожарников и других людей подобных профессий, так как сохранение деятельности коры больших полушарий в условиях перегревания дает возможность работать в зонах с высокой температурой и спасать людей.
Кроме гипоталамуса, терморецепторы посылают сигналы в кору головного мозга. Это позволяет человеку сознательно воспринимать температурные изменения и адекватно на них реагировать.
При адаптации к высокой температуре нарушается водно-солевой обмен организма. Поэтому для восполнения потерь жидкости, минеральных веществ в условиях жаркого климата, в «горячих» цехах перед работой людям рекомендуется пить больше жидкости, в том числе ягодные морсы и солевые растворы.
Адаптация человека к температурным колебаниям в окружающей среде не только биологический, но и социальный процесс, который заключается в строительстве комфортного жилья, пошиве одежды, создании бытовых приборов.
Также адаптационные возможности организма к низким температурам повышаются путем закаливания. Его физиологической основой является выработка условного рефлекса на систематическое воздействие температурного фактора. При закаливании важно соблюдать следующие принципы: индивидуальность (подбор процедур под контролем врача), постепенность (поэтапное увеличение дозировки) и систематичность (многократное действие фактора).
Повторим главное. Физиологическая регуляция адаптационных процессов к изменению температурных условий контролируется гипоталамусом. В осуществлении адаптационных процессов ключевая роль принадлежит нервной системе, железам внутренней секреции, гладким и скелетным мышцам. Кроме физиологической адаптации, человеку свойственна и социальная адаптация.
Проверим знания
Ключевые вопросы
1. Каким образом температурные колебания влияют на здоровье человека?
2. Какой орган и как регулирует теплообмен в организме?
3. Охарактеризуйте роль желез внутренней секреции в температурных адаптационных механизмах.
Сложные вопросы
1. Почему при сильном ветре и повышенной влажности воздуха холодные дни кажутся холоднее, чем в действительности?
2. Возможна ли долговременная адаптация человека к неземным условиям и заселение людьми спутника нашей планеты Луны? Ответ обоснуйте.
*Индивидуальное домашнее задание. В течение месяца понаблюдайте за влиянием погодных условий (температуры, влажности, атмосферного давления, наличия магнитных бурь) на ваше (и членов вашей семьи) физиологическое и психологическое состояние (изменение артериального давления, снижение работоспособности, нарушение сна, раздражительность). По результатам наблюдения подготовьте сообщение (презентацию) для одноклассников.