Локализация и свойства терморецепторов.

Периферические терморецепторы находятся в коже, подкожных тканях, кожных и подкожных сосудах. Кожные терморецепторы представляют собой неинкапсулированные нервные окончания.

Центральные терморецепторы расположены в медиальной преоптической области гипоталамуса (центральные нейроны-термосенсоры), ретикулярной формации среднего мозга, спинном мозге.

(Согласно другой классификации выделяют три группы терморецепторов:

• поверхностные терморецепторы, расположенные в толще кожи;

• терморецепторы, локализованные в стенках кровеносных сосудов;

• терморецепторы ЦНС, расположенные в гипоталамусе, мозжечке, ретикулярной формации ствола мозга и в спинном мозге.)

Функциональная мобильность терморецепторов.Свойство терморецепторов кожи изменять свою чувствительность к температурным воздействиям в зависимости от изменения общего состояния организма отражает универсальное свойство рецепторов, открытое П.Г. Снякиным и получившее название «функциональная мобильность рецепторов».

Терморецепторы подразделяют на тепловые и холодовые.

Xолодовые рецепторы располагаются в толще кожи, на глубине около 0,17 мм, тепловые рецепторы — на глубине 0,3 мм. Общее число точек поверхности кожи, воспринимающих холод, значительно превышает число точек, воспринимающих тепло. Холодовые и тепловые рецепторы располагаются неравномерно по кожной поверхности. Имеются индивидуальные зоны преимущественной локализации тепловых и холодовых терморецепторов.

Среди периферических терморецепторов преобладают холодовые, среди центральных – тепловые. При оптимальной для человека температуре окружающей среды терморецепторы генерируют разряды со стационарной частотой. С понижением окружающей температуры частота импульсации и холодовых рецепторов возрастает, тепловых — снижается. Наоборот, при повышении окружающей температуры возрастает частота импульсации тепловых рецепторов и снижается — холодовых. Частота импульсов холодовых рецепторов кожи максимальна при температуре равной 20-30⁰С, а для тепловых рецепторов температура равна 38-43⁰С. Ощущение горячего – жжение – возникает при температуре выше 45⁰С и воспринимается другими рецепторами – горячевыми или рецепторами жжения Относятся к полимодальным ноцицепторам и являются промежуточным звеном между терморецепторами и ноцицепторами.

Изменение температуры кровив различных областях кровяного русла в сторону, как снижения, так и повышения воспринимается терморецепторами сосудистой стенки и окружающих тканей. Наличие терморецепторов в сосудах и окружающих их тканях доказывают опыты с перфузией кровью различной температуры изолированных органов, сохранивших с организмом нервные связи. При этом выявляется отчетливая реакция животного: изменяются дыхание, сердцебиение, диурез и др.

Тепловые и холодовые рецепторы в ЦНС реагируют на изменение температуры крови, притекающей к нервным центрам. Замечено повышение теплообразования при охлаждении сонной артерии, приносящей кровь к головному мозгу. Особенно богата терморецепторами гипоталамическая область Экспериментально было установлено, что основные (главные) центры терморегуляции находятся в гипоталамусе (за счет них воспринимаются изменения в окружающей и внутренней среде). Разрушение гипоталамуса – утрачивается способность регулировать температуру тела и животное становится пойкилотермным.. К нейронам гипоталамической области адресуется и импульсация, возникающая в терморецепторах внутренних органов и поверхности кожи. Сенсорная информация от терморецепторов распространяется по нервным волокнам типа А-дельта и через лемнисковые пути к нейронам таламуса, а затем в гипоталамус и сенсомоторную область коры большого мозга. Терморецепторы ЦНС находятся в передней части гипоталамуса, в преоптической зоне, ретикулярной формации среднего мозга и в спинном мозге.

Доказательства наличия центральных терморецепторов:

1) погружение денервированных задних конечностей собаки в холодную воду вызывает дрожь мышц головы, передних конечностей, туловища и увеличение теплообразования. Это связано с тем, что «холодная» кровь раздражает центральные терморецепторы;

2)при охлаждении сонной артерии, приносящей кровь к головному мозгу, развиваются дрожь и сужение сосудов кожи, что приводит к повышению теплообразования и ограничению теплоотдачи соответственно.

Найдены терморецепторы в дыхательных путях, в продолговатом мозге и в двигательной коре.

3 звено функциональной системы– нервный центр. Основной центральный механизм терморегуляции находится в гипоталамусе, т.к. после его разрушения животное утрачивает способность регулировать температуру тела, т.е. становится пойкилотермным.

Нервные центры

Поддержание температуры тела на оптимальном для метаболизма уровне осуществляется за счет регулирующего влияния ЦНС. Впервые наличие в головном мозге центра, способного изменять температуру тела, было обнаружено в 80-х годах XIX в. К. Бернаром. Его опыт, получивший название «теплового укола», состоял в следующем: в область промежуточного мозга через трепанационное отверстие вводили электрод, вызывающий раздражение данной области. Спустя 2—3 ч после введения электрода наступало стойкое повышение температуры тела животного. В дальнейших исследованиях было установлено, что важнейшая роль в процессах терморегуляции принадлежит гипоталамусу.

Согласно современным представлениям, терморегуляция осуществляется распределенной системой, основной частью которой является гипоталамический терморегуляционный механизм

За счет нервных и прямых гуморальных влияний, в которых участвует ряд олигопептидов, например бомбезин, в рассматриваемой функциональной системе формируются процессы, направленные на восстановление сформировавшихся изменений температурной схемы тела. Эти процессы включают механизмы теплопродукции и теплоотдачи.

Центры теплоотдачи.В области передних ядер гипоталамуса обнаружены центры теплоотдачи. Разрушение этих структур приводит к тому, что животные утрачивают способность поддерживать постоянство температуры тела в условиях высокой температуры окружающей среды. Температура их тела при этом начинает возрастать, животные переходят в состояние гипертермии, причем гипертермия может развиться даже при комнатной температуре. Раздражение этих структур через вживленные электроды электрическим током вызывает у животных характерный синдром: одышку, расширение поверхностных сосудов кожи, падение температуры тела. Вызванная предварительным охлаждением мышечная дрожь у них прекра­щается.

Центры теплообразования.В области латерально-дорсального гипоталамуса обнаружены центры теплообразования. Их разрушение приводит к тому, что животные утрачивают способность поддерживать постоянство температуры тела в условиях пониженной температуры окружающей среды. Температура их тела в этих условиях начинает падать, и животные переходят в состояние гипотермии. Электрическое раздражение соответствующих центров гипоталамуса вызывает у животных следующий синдром: 1) сужение поверхностных сосудов кожи;

ЗНАЧЕНИЕ ДРУГИХ УРОВНЕЙ ЦЕНТРА ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ.

Роль коры больших полушарий- возможна выработка условных терморегуляционных рефлексов.

Спинной мозг – является не только проводником нервных импульсов от периферических терморецепторов к головному мозгу. Доказательство – при отделении головного мозга от спинного охлаждение последнего вызывает мышечную дрожь и сужение периферических сосудов.

Т.о. в спинном мозге находятся центры некоторых терморегуляционных рефлексов.

Деятельность функциональной системы терморегуляции в условиях измененной температурной среды

Снижение температуры окружающей среды приводит к повышению активности холодовых периферических терморецепторов ® увеличению тонуса эфферентных структур заднего гипоталамуса ® активации симпатической нервной системы в результате: 1) повышается тонус кожных и подкожных сосудов, уменьшается кровоток в «оболочке» тела, увеличивается термоизоляция организма, ограничивается теплоотдача;

2) сокращаются гладкомышечные пучки, поднимающие шерстный (волосяной, перьевой) покров, повышается его термоизолирующее значение, что ограничивает теплоотдачу;

3) появляется терморегуляционный тонус и дрожь (сократительный термогенез), увеличивается выработка теплоты;

4) происходит стимуляция обмена во всех тканях, в том числе и в бурой жировой (несократительный термогенез) - увеличение выработки теплоты. Эффективность адренергической стимуляции теплообразования потенцируется тиреоидными гормонами, выделение которых возрастает при охлаждении.

Повышение температуры окружающей среды приводит к снижению активности холодовых периферических терморецепторов, уменьшению тонуса эфферентных структур заднего гипоталамуса, ослаблению симпатических влияний: 1) пассивное расширение кожных и подкожных сосудов, увеличение кровотока в «оболочке» тела, повышение теплоотдачи;

2)ослабление мышечного тонуса и связанного с ним сократительного термогенеза, снижение выработки теплоты;

3) уменьшение адренергической и тиреоидной стимуляции энергетического обмена, снижение выработки теплоты.

При перегревании организма основное значение в терморегуляции имеет возрастание активности тепловых нейронов-термосенсоров медиальной преоптической области гипоталамуса, протекающее в 2 фазы:

1) активация особых структур симпатической нервной системы, управляющих потоотделением через холинергические нервные волокна, увеличение теплоотдачи путем испарения. У непотеющих животных эту реакцию заменяет высокочастотная активация диафрагмы, приводящая к тепловой одышке;

2) торможение активности всех мышц (кроме диафрагмы), включая и межреберные: а) вдохи происходят чаще (из-за активации диафрагмы), но становятся менее длительными (из-за снижения активности межреберных мышц); б) поза распластывания (из-за уменьшения тонуса скелетных мышц).

Значение подавления двигательной активности – минимизация мышечного термогенеза.

Гипо- и гипертермия развиваются при длительном воздействии соответственно пониженной и повышенной температур среды.

Гипотермия – состояние, при котором температура тела меньше нормальной более чем на 2⁰С.При температуре ниже 35⁰С у человека нарушается поведение, около 31⁰С - наступает потеря сознания, около 25⁰С – смерть из-за нарушения автоматии сердца.

Другие млекопитающие более устойчивы к переохлаждению – собаки погибают при снижении внутренней температуры до 18-20⁰С, кошки – до 14-16⁰С, крысы – до 13 – 15⁰С. При снижении температуры тела наблюдается состояние, подобное наркозу(впервые описано А.Е. Вальтером в 1862 г.): исчезает чувствительность, ослабляются рефлексы, уменьшается возбудимость нервных центров. В этих условиях резко снижается интенсивность обмена веществ, замедляется дыхание, урежаются сердечные сокращения, падают сердечный выброс и артериальное давление.Искусственно создаваемая гипотермия (с охлаждением тела до 24 – 28⁰С) используется в клинике – при операциях на сердце и ЦНС, поскольку снижает обмен веществ в этих органах, а, следовательно, и их потребность в кислороде. Поэтому становится допустимым более длительное обескровливание указанных органов: вместо 3 – 5 мин при нормальной температуре до 15 – 20 мин.Прекращают гипотермию путем быстрого согревания тела.

Чтобы исключить начальные терморегуляционные реакции, при искусственной гипотермии применяют препараты, прекращающие передачу импульсов:1) в симпатическом отделе вегетативной нервной системы – ганглиоплегические препараты; 2) в нервно-мышечных синапсах – миорелаксанты.

Гипертермия – состояние, при котором температура тела поднимается выше 37⁰С. Причины: 1) экзогенные - длительное воздействие высокой температуры окружающей среды, особенно в условиях высокой влажности; 2) эндогенные - действие некоторых эндогенных факторов: гормонов щитовидной железы, жирных кислот, бактериальных токсинов и др.

Инфекционная лихорадка.Связана с тем, что гипоталамические центры терморегуляции обладают высокой чувствительностью к бактериальным и вирусным токсинам.Доказательство: введение последних в область переднего гипоталамуса вызывает многочасовое повышение температуры тела.При повышении температуры тела до 40 – 41⁰С происходит резкое ухудшение общего состояния организма – развивается тепловой удар.

Заключение

Тепловой гомеостаз является основным условием жизнедеятельности. Образование тепла непрерывно связано с энергетическим обменом. Фактором , обеспечивающим непрерывное течение метаболизма в органах и тканях, является определенная температура крови(37,0⁰ С), которая поддерживается специальными механизмами саморегуляции.

Постоянство температуры тела обеспечивается совместным действием механизмов, регулирующих с одной стороны, интенсивность обмена веществ и зависящее от него теплообразование(химическая терморегуляция), а с другой – теплоотдачу(физическая терморегуляция).

Учебно-контрольные вопросы по теме лекции

1. Объясните, почему является верным утверждение, что Гомойотермия присуща «ядру» тела человека, но не»оболочке» тела?
2. Назовите основные точки измерения температуры тела человека.
3. В чем заключается роль физических и физиологических механизмов теплоотдачи с поверхности кожи в окружающую среду и от «ядра тела» к «оболочке»(коже)?
4. Объясните различия в механизмах повышения температуры тела при лихорадке и физических гипертермиях?

Организационно-методические указания лаборантскому составу по материально-техническому обеспечению лекции.

1. За 15 мин до лекции подготовить мультимедийный проектор.

2. По окончании лекции лекции выключить проектор, диск вернуть на кафедру.

Заведующий кафедрой, профессор Э.С. Питкевич

Дата переработки 2006г.

Штаненко Н.И.

Поиск по сайту: