Терморегуляция Тренировочные задачи

478. При подготовке кошки к участию в выставке некоторые хозяева содержат ее на холоде и при этом кормят жирной пищей. Зачем это делают?

Решение. Правило АСФ. Всякое внешнее воздействие, тем более продолжительное, вызывает в организме приспособительные реакции. Это справедливо и для действия холода. Какой же из возникающих при этом сдвигов может иметь значение на выставке? При действии холода происходит усиленное отрастание шерсти, что ценится. А зачем кормят жирной пищей? На холоде увеличиваются теплопотери, а жир обладает наибольшей теплотворной способностью. Следовательно, такая диета повышает теплопродукцию.

479. Экспериментальное оперативное вмешательство привело к тому, что существенно снизилась способность животного поддерживать изотермию в условиях низкой температуры среды. Какова возможная локализация оперативного вмешательства?

Решение. Правило АСФ. Постройте систему «теплопродукция». В нее должны войти органы и ткани, участвующие в выработке тепла, а также нервные центры, управляющие этим процессом. Оперативным путем можно повлиять на два 'основных звена в этой системе – щитовидную железу и задний гипоталамус.

480. Температура воздуха +38° С. Раздетый человек испытывает следующие способы борьбы с перегреванием: а) лежит, свернувшись«калачиком»; б) находится в воде при той же температуре; в) заворачивается в мокрую простыню; г) стоит.

Расположите эти способы в порядке снижения эффективности.

Решение. Правило АСФ. Пути отдачи тепла организмом – конвекция, радиация, испарение пота, кондуктивность. При температуре 38° С основную роль играет, испарение. Ответ следующий: в), г), а), б). Обоснуйте этот ответ.

481. Почему при одной и той же температуре воздуха мы больше зябнем в «слякотную» погоду, чем в сухую?

Решение. Применим обратное правило АРР-ВС. Узлы пересечения взаимодействующих систем «человек» и «воздух» отличаются влажностью воздуха. Более влажный содержит в избытке пары воды и благодаря этому становится более теплопроводным. Поэтому отдача тепла с поверхности тела идет быстрей, чем в сухом воздухе и человек зябнет.

482. Какую общую физиологическую функцию выполняют уши кролика, хвост крысы и рога козла?

Решение. Поскольку речь идет об общей функции, то в данном случае надо искать не различия, а сходство элементов систем, перечисленных в условии. Какие общие особенности можно выявить у них? Во-первых, большая поверхность. Во-вторых, отсутствие шерстного покрова или слабая его выраженность (уши кролика). В-третьих, богатая васкуляризация. Теперь свяжем все эти признаки с работой системы «терморегуляция». К теплопродукции они никакого отношения иметь не могут, значит, дело в теплоотдаче. Действительно, все эти особенности способствуют усиленной теплоотдаче. Например, у некоторых видов крыс в условиях высокой температуры среды объем кровотока в хвосте увеличивается в 180-200 раз. Нагретая кровь, протекая по обширной поверхности, лишенной шерсти., отдает большое количество тепла.

483. Всегда ли увеличение количества выделяющегося пота приводит к увеличению теплоотдачи?

Решение. Охлаждающий эффект дает не выделение пота, а его испарение. Если пот выделяется очень обильно, он стекает по коже, не успевая испариться.

484. В опытах на животных и людях показано, что сразу же после приема ледяной воды температура кожи повышается. Чем можно объяснить этот, казалось бы парадоксальный эффект?

Решение. Используем обратное правило АРР-ВС. Сравниваем системы «поступление ледяной воды в организм» и «нет ледяной воды в организме». Построим узлы пересечения. Из системы «воздух» в узле пересечения находятся элементы «температура воздуха» и «скорость движения воздуха». Из системы «кожа» – элементы «приток крови» и «испарение жидкости» (пота). Температура кожи зависит от взаимодействия этих четырех элементов. Об окружающем воздухе в задаче ничего не говорится. Значит, мы должны рассмотреть элементы системы «кожа» до и после приема ледяной воды. При этом необходимо напомнить, что испарение жидкости через кожу происходит постоянно, даже, если это внешне незаметно (неощущаемая перспирация).

Итак, изменение температуры кожи может произойти в двух случаях. Или после приема ледяной воды сосуды кожи расширяются, или уменьшается испарение жидкости с поверхности кожи. В условиях охлаждения внутренней среды организма регуляторная реакция может состоять только в уменьшении испарения жидкости с поверхности кожи, что приведет к уменьшению потерь тепла. Это и обусловливает повышение температуры кожи. Понятно, что такой эффект будет кратковременным, потому что вода в желудке и кишечнике постепенно нагреется.

485.Почему начало лихорадки, приводящей к резкому повышению температуры тела, сопровождается ознобом и дрожью, а после кризиса с последующим возвратом температуры к нормальному уровню больной сильно потеет?

Решение. Решить задачу невозможно, если не знать хотя бы в общих чертах механизм лихорадочной реакции. Он состоит в том, что под влиянием факторов, вызывающих лихорадку, например, инфекционных, лейкоциты выделяют особое вещество – лейкоцитарный пироген. Он воздействует на те нейроны в гипоталамусе, которые определяют уровень температуры тела, поддерживаемый системой терморегуляции (задающий элемент в системе регулирования). В результате этот уровень смещается от 36-37° С до 38-4Г С. Теперь посмотрим на рис. 9.4. В блок сравнения поступает информация от ЗЭ о том, что что температура тела должна быть, допустим, 40° С, а по обратной связи приходит сообщение, что на самом деле она составляет, скажем 36,5° С. Блок сравнения оценивает такую ситуацию, как сильное охлаждение организма. В результате возникает озноб, дрожь и температура повышается до требуемого уровня. При кризисе картина

обратная. Опасность миновала и ЗЭ возвращает величину температуры тела к нормальному значению. Но по обратной связи все еще поступает информация о высокой температуре. Центры реагируют на это, как свидетельство перегревания. Начинается усиленное потоотделение и температура снижается.

Принцип целесообразности и здесь выступает наглядно – повышение температуры способствует обезвреживанию микробов, помогает организму бороться с врагом. Но, если этот механизм сработает слишком интенсивно и температура повысится до опасного уровня, то может нарушиться работа сердца и нейронов головного мозга. В таком случае температуру необходимо снизить лекарственными средствами. Напомним еще раз – все неприятности при борьбе организма с болезнью возникают только по одной из двух причин – или защитные силы организма действуют слишком слабо, или, наоборот, чересчур сильно.

486. У белых крыс потоотделение практически отсутствует. Поэтому у них механизм борьбы с перегреванием состоит в обильном выделении слюны и размазывании ее по поверхности тела. Испарение слюны дает охлаждающий эффект, аналогичный испарению пота. В экспериментах с длительным воздействием высокой температуры среды было показано, что некоторые крысы способны выделить количество слюны, превышающее объем плазмы крови. Как это может произойти?

Решение. Конечно, применим правило АСФ и построим систему «образование слюны». Слюна на 98% состоит из воды. Вода фильтруется в слюнной железе из плазмы крови. А что произойдет, если плазма отдаст значительную часть воды? В ней повысится осмотическое давление и в результате вода станет из-за разности осмотических давлений поступать в плазму из межклеточной жидкости. Теперь и в последней повысится осмотическое давление и в межклеточное пространство начнет переходить вода из тканей, прежде всего из мышц. В итоге произойдет сильное обезвоживание мышц. Это еще один пример того, что, реагируя на опасность, организм обеспечивает прежде всего главную функцию, жертвуя ради нее менее важным.