Quanto calor é produzido no corpo O mecanismo de regulação do calor no corpo humano. Dispositivos médicos para medir a temperatura corporal

O conjunto de mecanismos fisiológicos que regulam a temperatura corporal é denominado sistema fisiológico de termorregulação.
Geração de calor no corpo. O calor no corpo é formado como resultado da oxidação de nutrientes durante a quebra de proteínas, gorduras e carboidratos. A energia que antes estava neles em estado latente é liberada, consumida e finalmente liberada pelo corpo na forma de calor.
O local onde ocorre a principal geração de calor são os músculos. Este processo continua mesmo quando a pessoa está em repouso. Pequenos movimentos musculares já contribuem para mais geração de calor e, ao caminhar, sua quantidade aumenta em 60-80%. Durante o trabalho muscular, a formação de calor aumenta em 4-5 vezes. Além dos músculos esqueléticos, a geração de calor ocorre no estômago, intestinos, fígado, rins e outros órgãos.
A formação de calor no corpo é acompanhada por seu retorno. O corpo perde tanto calor quanto gera, caso contrário a pessoa morreria em poucas horas.
Esses processos complexos de regulação da formação e liberação de calor pelo corpo são chamados de termorregulação e são realizados por vários mecanismos adaptativos, que consideraremos agora.
Regulação da geração e transferência de calor. A temperatura corporal permanece constante devido ao fato de que tanto a formação quanto a liberação de calor são reguladas no corpo.
O calor é consumido pelo corpo de diferentes maneiras. A principal forma de transferência de calor é a perda de calor por condução, ou seja, aquecimento do ar circundante e radiação; além disso, o calor é consumido com o ar expirado, para a evaporação do suor, etc.
Consequentemente, a temperatura do corpo humano permanece constante devido ao fato de que, por um lado, a intensidade dos processos oxidativos, ou seja, a formação de calor, é regulada e, por outro lado, a intensidade e o volume da transferência de calor . Esses dois métodos de regulação são chamados de termorregulação química e física.
A termorregulação química é entendida como uma alteração na intensidade do metabolismo sob a influência do meio ambiente. Existe uma certa relação entre a temperatura do ar e o metabolismo do corpo. Assim, quando a temperatura do ar diminui, a formação de calor no corpo aumenta.
A maior parte do calor é gerada nos músculos. No frio, os músculos tremem. Quando a temperatura ambiente cai, os receptores da pele que percebem as irritações de temperatura ficam irritados: neles ocorre uma excitação, que vai para o sistema nervoso central e daí para os músculos, causando suas contrações. Assim, os tremores e calafrios que sentimos na estação fria ou em uma sala fria são atos reflexos que aumentam o metabolismo e, portanto, aumentam a geração de calor. O aumento do metabolismo ocorre sob a influência do frio, mesmo quando não há movimentos musculares.
Uma quantidade significativa de calor também é gerada nos órgãos abdominais - no fígado e nos rins. Isso pode ser visto medindo a temperatura do sangue que flui para e do fígado. Acontece que a temperatura do sangue que sai é maior do que a temperatura do sangue que entra. Portanto, o sangue é aquecido à medida que flui pelo fígado.
À medida que a temperatura do ar aumenta, a geração de calor no corpo diminui.
Termorregulação física. Com o aumento ou diminuição da temperatura ambiente, não apenas os processos oxidativos mudam, ou seja, geração de calor, mas também a transferência de calor, e com a diminuição da temperatura, a transferência de calor diminui e, com o aumento, aumenta.
O calor é liberado pelo corpo principalmente por condução e radiação, e apenas uma parte - de outras maneiras. Assim, a transferência de calor por condução é 31% de todo o calor gerado no corpo, por radiação - 44%, 10% é perdido quando a água é evaporada pela pele, 12% é perdido quando a água é evaporada pelos pulmões, 3% do o calor é gasto no aquecimento do ar inalado e da urina e fezes excretadas.
Por condução, o corpo perde calor para aquecer o ar circundante e os objetos com os quais entra em contato. Outra forma de transferência de calor é a radiação de calor. Ao mesmo tempo, acontece
objetos de aquecimento a alguma distância do corpo.
Como a transferência de calor muda? Um papel importante na transferência de calor é desempenhado pela expansão e estreitamento dos vasos da pele. Todo mundo sabe que no ar frio e gelado, a pele de uma pessoa fica pálida e, quando o ar é aquecido, fica vermelho, fica vermelho.
A mudança na cor da pele se deve ao fato de que, sob a influência do sangue frio, os vasos sanguíneos, principalmente as arteríolas, se estreitam. Como resultado, o fluxo sanguíneo para a superfície do corpo diminui e, consequentemente, a transferência de calor por condução e radiação também diminui.
Sob a influência do calor, os vasos da pele se expandem, o sangue flui abundantemente para a superfície do corpo, o que contribui para o aumento da condução e irradiação do calor. Dessa forma, o calor é liberado para o ambiente apenas quando a temperatura do ar está abaixo da temperatura corporal. Quanto menor a diferença entre a temperatura da pele e a temperatura do ar, menos calor é liberado para o ambiente. Nesse caso, a transpiração desempenha um papel significativo. Quando 1 g de suor evapora, 0,58 kcal são perdidos. Como a transpiração e a evaporação ocorrem continuamente em qualquer temperatura, a quantidade de calorias que uma pessoa perde nesse caso depende da intensidade da transpiração. Em uma temperatura média, uma pessoa perde cerca de 800 ml de suor por dia. Com a perda de tal quantidade de suor, 450-500 kcal são consumidos. À medida que a temperatura aumenta, a secreção de suor aumenta e às vezes chega a vários litros.
A maior quantidade de suor é liberada quando a temperatura do ar é igual ou superior à temperatura do corpo. Nessas condições, a transferência de calor por condução de radiação não é possível e, portanto, é consumida principalmente pela transpiração.
Em países ou salas quentes, onde a temperatura do ar é de 37 ° C ou um pouco mais alta, o calor é liberado apenas por evaporação. Ao mesmo tempo, até 4,5 litros de suor são liberados de uma pessoa durante o dia, o que proporciona um retorno de 2400-2800 kcal.
Uma grande quantidade de suor é perdida durante o trabalho físico, e isso acontece em qualquer temperatura. Estima-se que, durante um trabalho particularmente intenso, uma pessoa perca até 9 litros de suor por dia e, assim, libere até 5.000 kcal por evaporação.
A transpiração depende em grande parte da saturação do ar com vapor de água. Em condições iguais de temperatura, maior evaporação do suor e, consequentemente, maior perda de calor são proporcionadas em condições de baixo teor de vapor d'água no ar. Portanto, o calor é facilmente tolerado naqueles locais onde o ar é mais seco.
A evaporação do suor é impedida por roupas impenetráveis ​​(borracha, roupa antidoce, etc.). Uma pessoa com essas roupas transpira mesmo no frio, pois ao seu redor é criada uma camada constante de ar, que não é atualizada devido à falta de ventilação. Essa camada de ar está saturada de vapores, o que impede a evaporação do suor. Portanto, uma longa permanência nesses trajes é impossível, pois causa aumento da temperatura corporal.
Em países quentes, oficinas quentes, durante longas caminhadas, uma pessoa perde muito suor. A sede aparece, mas a água não a sacia; pelo contrário, quanto mais água uma pessoa bebe, mais ela sua e mais sede fica.
Junto com o suor, os sais são perdidos, por isso torna-se necessário repor não apenas a perda de água, mas também a perda de sais. Para isso, adiciona-se 0,5% de sal à água potável. Essa água levemente salgada é fornecida em lojas quentes, durante longas caminhadas, etc. Mata a sede e melhora o bem-estar.
A respiração desempenha um papel na transferência de calor. O calor é gasto na evaporação da água pelos pulmões e em parte no aquecimento do ar inalado. No frio, ocorre a desaceleração reflexa da respiração e, em altas temperaturas, a respiração acelera, ocorre a chamada falta de ar térmica.
Para uma melhor transferência de calor, a circulação de ar é de grande importância. Quando o ar está em movimento, uma camada constante de ar aquecido e saturado de vapor não é criada ao redor do corpo. Este é o significado dos ventiladores, ventilação, etc. As roupas, por outro lado, criam uma camada fixa de ar e, portanto, impedem a transferência de calor.
A transferência de calor é impedida pela gordura subcutânea. Quanto mais espessa a camada de gordura, pior é. Portanto, pessoas com espessa camada de gordura no tecido subcutâneo toleram o frio com mais facilidade do que pessoas magras.
A temperatura do corpo humano é constante. É medido na axila ou no reto (em bebês). A temperatura média na axila varia de 36,5-36,9 ° C, no reto - um pouco mais alta (37,2-37,5 C). A temperatura dos órgãos internos é superior à temperatura média do corpo, por exemplo, a temperatura do fígado é de 38-38,5°C. A temperatura do corpo humano varia ao longo do dia. É mais baixo às 3-4 da tarde.
noite, depois aumenta gradativamente, atingindo o ponto mais alto às 16 h, e novamente começa a declinar. As flutuações de temperatura ocorrem dentro de 0,5°C do valor médio.
A temperatura corporal pode subir acentuadamente durante o trabalho muscular e atingir até 38-39°C ou mesmo até 40°C. Após o término do trabalho, ele cai rapidamente e atinge um valor normal.
A constância da temperatura corporal é mantida pelos dois mecanismos já descritos: termorregulação química e física. No entanto, as capacidades do corpo humano são limitadas e, sob certas condições, esses mecanismos são insuficientes. Então a constância da temperatura é violada e seu aumento ou diminuição é observado. Um aumento na temperatura acima do normal é chamado de febre. A febre pode ocorrer porque a geração de calor aumenta sem alteração na perda de calor ou, inversamente, a geração de calor permanece inalterada e a perda de calor diminui.
Abaixar a temperatura para 32-33°C, bem como aumentá-la acima de 42-43°C, leva à morte.
centros de termorregulação. O centro termorregulador, chamado de centro termal, está localizado no diencéfalo. Sua atividade é determinada por dois fatores: temperatura do sangue e efeitos reflexos. Se a temperatura do sangue que lava o diencéfalo aumenta, o centro de termorregulação é excitado e ocorrem mudanças na atividade do corpo que contribuem para sua diminuição. Com a diminuição da temperatura do sangue, o centro gerador de calor reage de tal forma que aumenta a intensidade dos processos que contribuem para o aumento da temperatura.
Outra forma de excitação são as influências reflexas. Quando exposto a flutuações de temperatura na pele humana, ocorre excitação nos receptores, que entra no centro térmico. A partir daí, os impulsos vão já para os órgãos associados à geração de calor (músculos, fígado, etc.) e à transferência de calor, e provocam uma alteração em sua atividade. A excitação dos centros de termorregulação para os órgãos de geração e transferência de calor é transmitida através do sistema nervoso simpático.
O córtex cerebral desempenha um papel excepcionalmente grande na termorregulação. Em condições normais, o processo de geração e transferência de calor está sob sua influência.
A temperatura termoconfortável para uma pessoa no ar é geralmente + 19 ° C, na água - + 34 ° C. Em tais temperaturas, o sistema de termorregulação não liga.
Para manter uma temperatura corporal constante de 36,6 ° C, uma pessoa precisa gastar 200 kcal por dia.
Uma diminuição da temperatura corporal de até 0,1 ° leva a uma diminuição da imunidade.
As ondas de frio na natureza, via de regra, são muito nítidas. Para suportar sem dor "surpresas" climáticas, a pessoa deve ser temperada.
Como você sabe, existem três níveis de resposta do corpo a estímulos de diferentes intensidades: treinamento, ativação e estresse. Grande resfriado é estresse, inclusive mental. Se você tem medo de hipotermia com antecedência, congele e se embrulhe muito antes de sair para o frio, então você precisa urgentemente temperar não só o corpo, mas também os nervos. O experimento de sobrevivência mostrou que as pessoas morrem, via de regra, não de frio, mas de medo dele.
O clima de endurecimento define uma tarefa estratégica para uma pessoa: fazer amizade com o frio para o resto da vida. "A fronteira do prazer" permite resolver um problema tático: dosar o frio ou o calor. Se a estratégia encoraja endurecimento, então as táticas controlam a carga de endurecimento. Além disso, faz isso de acordo com as características fisiológicas individuais do corpo e, claro, levando em consideração as condições climáticas específicas.
A necessidade de uma atitude psicológica em relação ao temperamento, interesse por ele - este é o princípio mais importante. Você não pode perder tempo com isso.
A essência do endurecimento é o treinamento de processos de termorregulação, que incluem produção e transferência de calor. O resfriamento estimula, por um lado, o aumento da produção de calor no corpo e, por outro, o desejo de preservá-lo, não de distribuí-lo. O treinamento ensina o corpo a responder claramente ao frio, responder rápida e ativamente a baixas temperaturas ambientais com aumento da produção de calor e redução da transferência de calor. Assim, apesar do frio, a temperatura normal do corpo é mantida. Em uma pessoa não endurecida, os mecanismos de termorregulação funcionam de forma mais fraca, a temperatura corporal diminui, o que leva ao enfraquecimento da defesa imunológica e ao aumento da atividade de microorganismos patogênicos. Como resultado disso - resfriados, gripes, etc., que não apenas os tiram da condição de trabalho, mas também acumulam efeitos nocivos, o que inevitavelmente prejudica o potencial geral do corpo e reduz sua vitalidade.

valor de calor
Fontes de calor
Produção de calor e fornecimento de calor
Uso de calor
Novas tecnologias de fornecimento de calor

valor de calor

O calor é uma das fontes de vida na Terra. Graças ao fogo, o nascimento e o desenvolvimento da sociedade humana tornaram-se possíveis. Desde os tempos antigos até hoje, as fontes de calor nos serviram fielmente. Apesar do nível de desenvolvimento tecnológico até então sem precedentes, uma pessoa, como muitos milhares de anos atrás, ainda precisa de calor. Com o crescimento da população mundial, a necessidade de calor aumenta.

O calor está entre os recursos mais importantes do ambiente humano. É necessário que uma pessoa mantenha sua própria vida. O calor também é necessário para tecnologias, sem as quais o homem moderno não pode imaginar sua existência.

Fontes de calor

A fonte de calor mais antiga é o sol. Mais tarde, o fogo estava à disposição do homem. Com base nisso, o homem criou uma tecnologia para obter calor a partir de combustíveis fósseis.

Relativamente recentemente, as tecnologias nucleares têm sido usadas para produzir calor. No entanto, a combustão de combustíveis fósseis ainda é o principal método de produção de calor.

Produção de calor e fornecimento de calor

Desenvolvendo tecnologia, uma pessoa aprendeu a produzir calor em grandes volumes e transferi-lo por distâncias bastante consideráveis. O calor para grandes cidades é produzido em grandes usinas termelétricas. Por outro lado, ainda existem muitos consumidores que são abastecidos com calor por caldeiras de pequeno e médio porte. Nas áreas rurais, as residências são aquecidas por caldeiras e fogões domésticos.

As tecnologias de geração de calor contribuem significativamente para a poluição ambiental. Ao queimar combustível, uma pessoa libera uma grande quantidade de substâncias nocivas no ar circundante.

Uso de calor

Em geral, uma pessoa produz muito mais calor do que usa em seu próprio benefício. Simplesmente dissipamos muito calor no ar circundante.

O calor é perdido
devido à imperfeição das tecnologias de produção de calor,
ao transportar calor através de dutos de calor,
devido à imperfeição dos sistemas de aquecimento,
devido à imperfeição da habitação,
devido à ventilação imperfeita dos edifícios,
ao remover o "excesso" de calor em vários processos tecnológicos,
ao queimar resíduos de produção,
com gases de escapamento de veículos em motores de combustão interna.

Para descrever o estado de coisas na produção e consumo de calor por uma pessoa, a palavra desperdício é bem adequada. Um exemplo, eu diria, notório desperdício é a queima de gás associado em campos de petróleo.

Novas tecnologias de fornecimento de calor

A sociedade humana gasta muito esforço e dinheiro para obter calor:
extrai combustível no subsolo;
transporta combustível de depósitos para empresas e residências;
constrói instalações para geração de calor;
constrói redes de aquecimento para distribuição de calor.

Provavelmente, deve-se pensar: tudo é razoável aqui, tudo é justificado?

As chamadas vantagens técnicas e econômicas dos modernos sistemas de fornecimento de calor são inerentemente momentâneas. Eles estão associados à poluição ambiental significativa e ao uso irracional de recursos.

Há calor que não precisa ser extraído. Este é o calor do sol. Deve ser usado.

Um dos objetivos finais da tecnologia de fornecimento de calor é a produção e entrega de água quente. Você já usou um chuveiro ao ar livre? Um recipiente com torneira instalado em local aberto sob os raios do sol. Uma maneira muito simples e econômica de fornecer água morna (mesmo quente). O que te impede de usá-lo?

Com a ajuda de bombas de calor, uma pessoa usa o calor da Terra. Uma bomba de calor não precisa de combustível, não precisa de uma rede de aquecimento estendida com suas perdas de calor. A quantidade de eletricidade necessária para operar uma bomba de calor é relativamente pequena.

Os benefícios da tecnologia mais moderna e avançada serão anulados se seus frutos forem usados ​​estupidamente. Por que produzir calor longe dos consumidores, transportá-lo e depois distribuí-lo para as residências, aquecendo a Terra e o ar circundante ao longo do caminho?

É necessário desenvolver a produção de calor distribuído o mais próximo possível dos locais de consumo, ou mesmo combinado com eles. Um método de produção de calor chamado cogeração é conhecido há muito tempo. As centrais de cogeração produzem eletricidade, calor e frio. Para o uso frutífero dessa tecnologia, é necessário desenvolver o ambiente humano como um sistema único de recursos e tecnologias.

Parece que para criar novas tecnologias de fornecimento de calor, deve-se
rever as tecnologias existentes,
tentar fugir de suas deficiências,
coletam em uma única base para interação e se complementam,
tirar o máximo proveito de seus pontos fortes.
Isso implica compreensão

O homem, como você sabe, pertence a organismos homootérmicos ou de sangue quente. Isso significa que a temperatura de seu corpo é constante, ou seja, corpo não responde a mudanças na temperatura ambiente? Reage, e até com muita sensibilidade. A constância da temperatura corporal é, de fato, o resultado de reações que ocorrem continuamente no corpo que mantêm seu equilíbrio térmico inalterado.

Do ponto de vista dos processos metabólicos, a produção de calor é um efeito colateral de reações químicas de oxidação biológica, durante as quais os nutrientes que entram no corpo - gorduras, proteínas, carboidratos - sofrem transformações, terminando na formação de água e dióxido de carbono. As mesmas reações com a liberação de energia térmica também ocorrem nos organismos de animais poiquilotérmicos, ou de sangue frio, mas devido à sua intensidade significativamente menor, a temperatura corporal dos animais poiquilotérmicos excede apenas ligeiramente a temperatura ambiente e muda de acordo com o último.

Todas as reações químicas que ocorrem em um organismo vivo dependem da temperatura. E nos animais pecilotérmicos, a intensidade dos processos de conversão de energia, segundo a regra de van't Hoff*, aumenta proporcionalmente à temperatura externa. Em animais homeotérmicos, essa dependência é mascarada por outros efeitos. Se um organismo homoiotérmico é resfriado abaixo de uma temperatura ambiente confortável, a intensidade dos processos metabólicos e, consequentemente, a produção de calor nele aumentam, impedindo a diminuição da temperatura corporal. Se a termorregulação for bloqueada nesses animais (por exemplo, durante anestesia ou dano a certas partes do sistema nervoso central), a curva de produção de calor versus temperatura será a mesma dos organismos pecilotérmicos. Mas, mesmo neste caso, diferenças quantitativas significativas permanecem entre os processos metabólicos em animais poiquilotérmicos e homoiotérmicos: a uma dada temperatura corporal, a intensidade da troca de energia por unidade de massa corporal em organismos homoiotérmicos é pelo menos 3 vezes maior do que a intensidade do metabolismo em poiquilotérmicos organismos.

Muitos animais não mamíferos e não aviários são capazes de alterar sua temperatura corporal até certo ponto por meio da "termorregulação comportamental" (por exemplo, peixes podem nadar em águas mais quentes, lagartos e cobras podem "tomar sol"). Organismos verdadeiramente homoiotérmicos são capazes de usar métodos comportamentais e autônomos de termorregulação, em particular, eles podem produzir calor adicional, se necessário, devido à ativação do metabolismo, enquanto outros organismos são forçados a se concentrar em fontes externas de calor.

A temperatura da maioria dos mamíferos de sangue quente fica na faixa de 36 a 40 ° C, apesar das diferenças significativas no tamanho do corpo. Ao mesmo tempo, a intensidade do metabolismo (M) depende do peso corporal (m) como sua função exponencial: M = k x m 0,75, ou seja, o valor de M/m 0,75 é o mesmo para o camundongo e para o elefante, embora a taxa metabólica por 1 kg de peso corporal no camundongo seja muito maior que a do elefante. Esta chamada lei de diminuição da intensidade do metabolismo em função do peso corporal reflete o fato de que a produção de calor corresponde à intensidade da transferência de calor para o espaço circundante. Para uma dada diferença de temperatura entre o ambiente interno do corpo e o ambiente, a perda de calor por unidade de massa corporal é tanto maior quanto maior for a relação entre a superfície e o volume do corpo, e esta última relação diminui com o aumento do tamanho do corpo .

Temperatura corporal e equilíbrio térmico

Quando calor adicional é necessário para manter uma temperatura corporal constante, ele pode ser gerado por:

1) atividade motora voluntária;
2) atividade muscular rítmica involuntária (tremor causado pelo frio);
3) aceleração de processos metabólicos não associados à contração muscular.

Nos adultos, o tremor é o mecanismo involuntário mais importante da termogênese. A "termogênese sem tremores" ocorre em animais recém-nascidos e crianças, bem como em pequenos animais adaptados ao frio e animais em hibernação. A principal fonte de "termogênese sem calafrios" é a chamada gordura marrom - um tecido caracterizado por um excesso de mitocôndrias e uma distribuição "multilacular" de gordura (numerosas pequenas gotículas de gordura cercadas por mitocôndrias). Este tecido é encontrado entre as omoplatas, nas axilas e em alguns outros lugares.

Para que a temperatura do corpo não mude, a produção de calor deve ser igual à perda de calor. De acordo com a lei de resfriamento de Newton, o calor cedido pelo corpo (menos as perdas associadas à evaporação) é proporcional à diferença de temperatura entre o interior do corpo e o espaço circundante. Nos humanos, a transferência de calor é zero a uma temperatura ambiente de 37 ° C e, quando a temperatura cai, aumenta. A transferência de calor também depende da condução de calor dentro do corpo e do fluxo sanguíneo periférico.

A termogênese associada ao metabolismo em repouso (Fig. 1) é equilibrada por processos de transferência de calor na zona de temperatura ambiente T 2 -T 3 se o fluxo sanguíneo cutâneo diminuir gradualmente à medida que a temperatura diminui de T 3 para T 2 . Em temperaturas abaixo de T 2 a constância da temperatura corporal só pode ser mantida pelo aumento da termogênese em proporção à perda de calor. A maior produção de calor proporcionada por esses mecanismos em humanos corresponde a um nível metabólico 3 a 5 vezes maior que a intensidade do metabolismo basal e caracteriza o limite inferior da faixa de termorregulação T 1 . Se esse limite for excedido, a hipotermia se desenvolve, o que pode levar à morte por hipotermia.

A uma temperatura ambiente acima de T 3 o equilíbrio de temperatura poderia ser mantido pelo enfraquecimento da intensidade dos processos metabólicos. Na verdade, o equilíbrio de temperatura é estabelecido devido a um mecanismo adicional de transferência de calor - a evaporação do suor liberado. Temperatura T 4 corresponde ao limite superior da faixa de termorregulação, que é determinada pela intensidade máxima da sudorese. Em temperatura média acima de T 4 ocorre hipertermia, que pode levar à morte por superaquecimento. Faixa de temperatura T 2 -T 3 , dentro do qual a temperatura corporal pode ser mantida em um nível constante sem a participação de mecanismos adicionais de produção de calor ou sudorese, é chamado zona termoneutra. Nesta faixa, a intensidade do metabolismo e a produção de calor são, por definição, mínimas.

temperatura do corpo humano

O calor produzido pelo corpo na norma (ou seja, em condições de equilíbrio) é liberado para o espaço circundante pela superfície do corpo, de modo que a temperatura das partes do corpo perto de sua superfície deve ser menor que a temperatura de suas partes centrais. Devido à irregularidade das formas geométricas do corpo, a distribuição de temperatura nele é descrita por uma função complexa. Por exemplo, quando um adulto com roupas leves está em uma sala com temperatura do ar de 20 ° C, a temperatura do músculo profundo da coxa é de 35 ° C, as camadas profundas do músculo da panturrilha são de 33 ° C, a temperatura em o centro do pé é de apenas 27–28 ° C e a temperatura retal é de aproximadamente 37 ° C. As flutuações na temperatura corporal causadas por mudanças na temperatura externa são mais pronunciadas perto da superfície do corpo e nas extremidades dos membros (Fig. 2).

Arroz. 2. A temperatura de diferentes áreas do corpo humano em condições de frio (A) e calor (B)

A temperatura interna do próprio corpo não é constante nem no espaço nem no tempo. Sob condições termoneutras, as diferenças de temperatura nas regiões internas do corpo são de 0,2 a 1,2 °C; mesmo no cérebro, a diferença de temperatura entre as partes central e externa chega a mais de 1°C. A temperatura mais alta é observada no reto, e não no fígado, como se pensava anteriormente. Na prática, as mudanças de temperatura ao longo do tempo são geralmente interessantes, por isso são medidas em qualquer área específica.

Para fins clínicos, é preferível medir a temperatura retal (o termômetro é inserido pelo ânus até o reto a uma profundidade padrão de 10 a 15 cm). A temperatura oral, mais precisamente sublingual, é geralmente 0,2–0,5 ° C mais baixa que a retal. É influenciado pela temperatura do ar inalado, alimentos e bebidas.

Na pesquisa em medicina esportiva, a temperatura esofágica (acima da entrada do estômago) é frequentemente medida, a qual é registrada por meio de sensores térmicos flexíveis. Essas medições refletem mudanças na temperatura corporal mais rapidamente do que o registro da temperatura retal.

A temperatura axilar também pode servir como um indicador da temperatura corporal central, porque quando o braço é pressionado firmemente contra o tórax, os gradientes de temperatura mudam de modo que o limite da camada interna atinge a axila. No entanto, isso leva algum tempo. Especialmente depois de estar no frio, quando os tecidos superficiais foram resfriados e a vasoconstrição ocorreu neles (isso é especialmente comum no resfriado). Nesse caso, para estabelecer o equilíbrio térmico nesses tecidos, deve-se passar cerca de meia hora.

Em alguns casos, a temperatura central é medida no canal auditivo externo. Isso é feito por meio de um sensor flexível, que é colocado próximo ao tímpano e protegido das influências externas da temperatura com um cotonete.

Normalmente, a temperatura da pele é medida para determinar a temperatura da camada superficial do corpo. Neste caso, a medição em um ponto dá um resultado inadequado. Portanto, na prática, a temperatura média da pele é geralmente medida na testa, tórax, abdômen, ombro, antebraço, dorso da mão, coxa, perna e superfície dorsal do pé. Ao calcular, a área da superfície corporal correspondente é levada em consideração. A “temperatura média da pele” encontrada dessa maneira em uma temperatura ambiente confortável é de aproximadamente 33–34 °C.

A temperatura do corpo humano flutua durante o dia: é mínima nas primeiras horas da manhã e máxima (muitas vezes com dois picos) durante o dia (Fig. 3). A amplitude das flutuações diurnas é de aproximadamente 1 °C. Em animais ativos à noite, a temperatura máxima é observada à noite. Seria mais fácil explicar esses fatos dizendo que o aumento da temperatura ocorre como resultado do aumento da atividade física, mas essa explicação acaba sendo incorreta.

As flutuações de temperatura são um dos muitos ritmos diários. Mesmo se excluirmos todos os sinais externos de orientação (luz, mudanças de temperatura, horário das refeições), a temperatura corporal

continua a flutuar ritmicamente, mas o período de oscilação neste caso é de 24 a 25 horas. Assim, as flutuações diárias da temperatura corporal são baseadas em um ritmo endógeno (“relógio biológico”), geralmente sincronizado com sinais externos, em particular com o rotação da Terra. Durante as viagens relacionadas com a travessia dos meridianos da Terra, normalmente demora 1 a 2 semanas para que o ritmo da temperatura se alinhe com o estilo de vida determinado pela nova hora local para o corpo.

Ritmos com períodos mais longos são sobrepostos ao ritmo das mudanças diárias de temperatura, por exemplo, um ritmo de temperatura sincronizado com o ciclo menstrual.

Durante a caminhada, por exemplo, a produção de calor é de 3 a 4 vezes e, durante o trabalho físico extenuante, é de 7 a 10 vezes maior do que em repouso. Também aumenta nas primeiras horas após a alimentação (cerca de 10 a 20%). A temperatura retal durante uma corrida de maratona pode atingir 39–40°C e, em alguns casos, quase 41°C. Por outro lado, a temperatura média da pele diminui devido à transpiração e evaporação induzidas pelo exercício. Durante o trabalho submáximo, desde que ocorra transpiração, o aumento da temperatura central é quase independente da temperatura ambiente na faixa de 15-35°C. A desidratação do corpo leva a um aumento da temperatura interna e reduz significativamente o desempenho.

Dissipação de calor

Como o calor que surgiu nas entranhas do corpo o deixa? Parcialmente com secreções e com ar exalado, mas o papel do resfriador principal é desempenhado pelo sangue. Devido à sua alta capacidade térmica, o sangue é muito adequado para essa finalidade. Ele retira o calor das células dos tecidos e órgãos lavados por ele e o transporta pelos vasos sanguíneos até a pele e as membranas mucosas. É aqui que ocorre a transferência de calor. Portanto, o sangue que flui da pele é aproximadamente 3 °C mais frio que o sangue que entra. Se o corpo for privado da capacidade de remover calor, em apenas 2 horas sua temperatura aumentará 4 ° C, e um aumento de temperatura para 43–44 ° C é, via de regra, incompatível com a vida.

A transferência de calor nas extremidades é até certo ponto determinada pelo fato de que o fluxo sanguíneo aqui ocorre de acordo com o princípio da contracorrente. Os grandes vasos profundos dos membros estão dispostos em paralelo, pelo que o sangue que segue as artérias para a periferia cede o seu calor às veias próximas. Assim, os capilares localizados nas extremidades dos membros recebem sangue pré-resfriado, de modo que os dedos das mãos e pés são mais sensíveis a baixas temperaturas.

Os termos de transferência de calor são: condução de calor H P, convecção H Para, radiação H izl e evaporação H Espanhol. O fluxo de calor total é determinado pela soma destes componentes:

H beliche= H P+H Para+H izl+H Espanhol .

A transferência de calor por condução ocorre quando o corpo está em contato (seja em pé, sentado ou deitado) com um substrato denso. A magnitude do fluxo de calor é determinada pela temperatura e condutividade térmica do substrato adjacente.

Se a pele estiver mais quente que o ar circundante, a camada de ar adjacente a ela se aquece, sobe e é substituída por ar mais frio e denso. A força motriz desse fluxo convectivo é a diferença entre as temperaturas do corpo e do ambiente próximo a ele. Quanto mais movimentos ocorrem no ar externo, mais fina se torna a camada limite (espessura máxima de 8 mm).

Para a faixa de temperaturas biológicas, a transferência de calor devido à radiação H rad pode ser descrita com precisão suficiente usando a equação:

H izl= h izl x (T pele-T izl) x A,

onde T pele– temperatura média da pele, T izl– temperatura média de radiação (temperatura das superfícies circundantes, por exemplo, paredes da sala),
A é a área de superfície efetiva do corpo e
h izlé o coeficiente de transferência de calor devido à radiação.
coeficiente h izl leva em conta a emissividade da pele, que para a radiação infravermelha de onda longa é de aproximadamente 1, independentemente da pigmentação, ou seja, a pele irradia quase tanta energia quanto um corpo completamente negro.

Cerca de 20% da transferência de calor do corpo humano em condições de temperatura neutra é devido à evaporação da água da superfície da pele ou das membranas mucosas do trato respiratório. A transferência de calor por evaporação ocorre mesmo em 100% de umidade relativa do ar ambiente. Isso acontece desde que a temperatura da pele seja superior à temperatura ambiente e a pele esteja completamente hidratada devido à transpiração suficiente.

Quando a temperatura ambiente excede a temperatura do corpo, a transferência de calor só pode ser realizada por evaporação. A eficiência do resfriamento devido à transpiração é muito alta: com a evaporação de 1 litro de água, o corpo humano pode liberar um terço do calor total gerado em condições de repouso durante todo o dia.

Influência das roupas

A eficácia da roupa como isolante térmico se deve aos menores volumes de ar na estrutura do tecido ou na pilha, nos quais não surgem correntes convectivas perceptíveis. Nesse caso, o calor é transferido apenas por condução e o ar é um mau condutor de calor.

Fatores ambientais e conforto térmico

A influência do ambiente no regime térmico do corpo humano é determinada por pelo menos quatro fatores físicos: temperatura do ar, umidade, temperatura da radiação e velocidade do ar (vento). Depende desses fatores se o sujeito sente “conforto térmico”, se está calor ou frio. A condição de conforto é que o corpo não precise do trabalho dos mecanismos de termorregulação, ou seja, ele não precisaria tremer ou suar, e o fluxo sanguíneo nos órgãos periféricos poderia manter uma velocidade intermediária. Esta condição corresponde à zona termoneutra mencionada acima.

Esses quatro fatores físicos são um tanto intercambiáveis ​​em termos de conforto e necessidade de termorregulação. Em outras palavras, a sensação de frio causada por uma baixa temperatura do ar pode ser atenuada por um aumento correspondente na temperatura de radiação. Se a atmosfera estiver abafada, a sensação pode ser aliviada diminuindo a umidade ou a temperatura do ar. Se a temperatura de radiação for baixa (paredes frias), é necessário aumentar a temperatura do ar para obter conforto.

De acordo com estudos recentes, o valor de uma temperatura confortável para um sujeito sentado com roupas leves (camisa, cuecas, calças compridas de algodão) é de aproximadamente 25–26 ° C a 50% de umidade do ar e temperaturas iguais do ar e da parede. O valor correspondente para um sujeito nu é de 28 °C. A temperatura média da pele é de aproximadamente 34°C. Durante o trabalho físico, à medida que o sujeito despende cada vez mais esforço físico, a temperatura confortável diminui. Por exemplo, para trabalhos de escritório leves, a temperatura do ar preferida é de aproximadamente 22°C. Curiosamente, durante o trabalho físico pesado, a temperatura ambiente, na qual a transpiração não ocorre, é sentida como muito baixa.

O diagrama na fig. 4 mostra como os valores de temperatura de conforto, umidade e temperatura do ar ambiente se correlacionam durante trabalhos físicos leves. Cada grau de desconforto pode ser associado a um valor de temperatura - a temperatura efetiva (ET). O valor numérico de ET é encontrado projetando-se no eixo X o ponto em que a linha de desconforto intercepta a curva correspondente a 50% de umidade relativa. Por exemplo, todas as combinações de valores de temperatura e umidade na área cinza escuro (30°C a 100% UR ou 45°C a 20% UR, etc.) correspondem a uma temperatura efetiva de 37°C, que por sua vez corresponde a um certo grau de desconforto. Na faixa de temperaturas mais baixas, o efeito da umidade é menor (a inclinação das linhas de desconforto é mais acentuada), pois neste caso a contribuição da evaporação para a transferência total de calor é insignificante. O desconforto aumenta com o aumento da temperatura média e do teor de umidade da pele. Quando os valores dos parâmetros que determinam a umidade máxima da pele (100%) são excedidos, o equilíbrio térmico não pode mais ser mantido. Assim, uma pessoa é capaz de suportar condições fora desse limite apenas por um curto período de tempo; o suor ao mesmo tempo flui em correntes, pois é liberado mais do que pode evaporar. As linhas de desconforto mudam, é claro, dependendo do isolamento térmico fornecido pela roupa, velocidade do vento e natureza do exercício.

Temperaturas de água confortáveis

A água tem uma condutividade térmica e capacidade de calor muito maior do que o ar. Quando a água está em movimento, o fluxo turbulento resultante próximo à superfície do corpo retira o calor tão rapidamente que, a uma temperatura da água de 10 ° C, mesmo um forte estresse físico não permite manter o equilíbrio térmico e ocorre hipotermia. Se o corpo estiver completamente em repouso, para obter conforto térmico, a temperatura da água deve ser de 35 a 36 ° C. Dependendo da espessura do tecido adiposo isolante, a menor temperatura máxima confortável na água varia de 31 a 36 °C.

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* De acordo com a regra de van't Hoff, quando a temperatura muda em 10 °C (na faixa de 20 a 40 °C), o consumo de oxigênio pelos tecidos muda na mesma direção em 2 a 3 vezes.

ANIMAIS DE SANGUE QUENTE E DE SANGUE FRIO

No processo de desenvolvimento evolutivo, mamíferos, aves e humanos desenvolveram a capacidade de manter constantemente a mesma temperatura corporal. Independentemente da temperatura do ambiente externo, ou seja, tanto no calor quanto no frio, a temperatura corporal desse grupo de animais e humanos não se altera, mas se mantém no mesmo nível. Essa capacidade de manter uma temperatura constante cria condições mais constantes, importantes para o funcionamento normal do organismo, e o torna relativamente menos dependente das condições ambientais.

Os animais cujo corpo, devido à presença de várias adaptações, mantém uma temperatura constante, são chamados de sangue quente (homeotérmicos). Os humanos também são de sangue quente.

Os invertebrados e uma parte significativa dos vertebrados não têm temperatura constante. A temperatura corporal desses animais depende da temperatura do ambiente onde estão. Se a temperatura ambiente diminui, a temperatura corporal desses animais diminui e, inversamente, um aumento na temperatura ambiente acarreta um aumento na temperatura corporal desses animais. Este grupo de animais é chamado de sangue frio (poiquilotérmico). Seu corpo é desprovido de adaptações que permitiriam regular sua própria temperatura.

A intensidade dos processos vitais que ocorrem no corpo desses animais está sujeita a flutuações e depende da temperatura ambiente. O significado dessa circunstância pode ser demonstrado pelo exemplo de um sapo: no inverno, quando a temperatura corporal se aproxima de 0 °, ele salta uma distância de 10 a 15 cm; no verão, quando a temperatura do corpo sobe para 20-25 °, seus saltos chegam a ultrapassar 100 cm.

GERAÇÃO DE CALOR NO ORGANISMO

O calor no corpo é formado como resultado da oxidação de nutrientes para os produtos finais de sua decomposição. O local onde ocorre principalmente a geração de calor émúsculos. Nos músculos, a formação de calor ocorre mesmo quando a pessoa está em repouso total. Pequenos movimentos musculares já contribuem para mais geração de calor e, ao caminhar, a geração de calor aumenta em 60-80%. Durante o trabalho muscular, a formação de calor aumenta em 4-5 vezes. Além dos músculos esqueléticos, a geração de calor ocorre no fígado, rins e outros órgãos. Acima de tudo, a temperatura do fígado. Nele, em comparação com outros órgãos (por unidade de peso), é gerado mais calor.

A formação de calor no corpo é acompanhada por seu retorno. O corpo perde tanto calor quanto gera. O calor não permanece no corpo humano, caso contrário ele morreria em poucas horas.

Esses processos complexos de regulação da formação e liberação de calor pelo corpo são chamados de termorregulação e são realizados por uma série de mecanismos adaptativos, a serem consideradosque vamos passar.

REGULAÇÃO DE GERAÇÃO DE CALOR E TRANSFERÊNCIA DE CALOR

A temperatura corporal permanece constante devido ao fato de que, com a ajuda de vários mecanismos do corpo, o sistema nervoso central regula tanto a produção quanto a liberação de calor.

Nas células e órgãos do nosso corpo, ocorrem processos oxidativos, que são acompanhados pela liberação de energia. Uma mudança na intensidade dos processos oxidativos e, conseqüentemente, na intensidade da liberação de energia, acarreta uma mudança na geração de calor.

O calor é consumido pelo corpo de diferentes maneiras. As principais formas de transferência de calor são: perda de calor por condução, ou seja, aquecimento, do ar circundante e radiação; além disso, o calor é consumido com o ar expirado, durante a evaporação do suor, etc.

Consequentemente, a temperatura corporal dos animais de sangue quente permanece constante devido ao fato de que o sistema nervoso regula, por um lado, a intensidade dos processos oxidativos, ou seja, a formação de calor, e, por outro lado, a intensidade de transferência de calor. Esses processos inter-relacionados, chamados de termorregulação química e física, são devidos à atividade do sistema nervoso central.

Termorregulação química. A termorregulação química é entendida como uma alteração na intensidade do metabolismo que ocorre sob a influência do meio ambiente. Uma mudança na temperatura do ambiente externo é captada pela pelenymi e reflexivamente há uma mudança na intensidade do metabolismo, ou seja, geração de calor. Existe, por exemplo, uma certa relação entre a temperatura do ar e o metabolismo do corpo. Assim, quando a temperatura do ar diminui, a formação de calor no corpo aumenta.

A maior parte do calor é gerada nos músculos. Um dos mecanismos adaptativos é o tremor muscular que ocorre no frio. O tremor que ocorre quando o corpo esfria é resultado de um reflexo. Quando a temperatura ambiente cai, os receptores da pele que percebem as irritações de temperatura ficam irritados; neles surge a excitação, que vai para o sistema nervoso central e daí para os músculos, causando suas contrações periódicas.

Assim, os tremores e calafrios que sentimos na estação fria ou em uma sala fria são atos reflexos que aumentam o metabolismo e, portanto, aumentam a geração de calor.

O aumento do metabolismo ocorre sob a influência do frio, mesmo quando não há movimentos musculares. Isso foi demonstrado no experimento quando o animal foi resfriado. Descobriu-se que, se o animal é resfriado, ele se intensifica, independentemente de o tremor ter ocorrido ou não.

Uma quantidade significativa de calor também é formada nos órgãos abdominais - o fígado e os rins. Isso pode ser visto medindo a temperatura do sangue que flui para o fígado e a temperatura do sangue que sai. Acontece que a temperatura do sangue que sai é maior do que a temperatura do sangue que entra. Portanto, aquecido ao fluir pelo fígado

À medida que a temperatura do ar aumenta, a geração de calor no corpo diminui.

Artigo sobre o tema Formação e liberação de calor corporal