Процессы терморегуляции в организме человека

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 15Следующая ⇒

Таким образом, одним из важнейших воздействий температуры, влажности и подвижности воздуха на организм человека является комплексное влияние этих физических факторов на терморегуляцию в организме человека.

Терморегуляторные процессы в организме человека осуществляются под контролем центральной нервной системы и заключаются в химической и физической терморегуляции.

Химическая терморегуляция определяется способностью организма изменять интенсивность обменных процессов. Например, при высокой температуре воздуха окислительные процессы в организме снижаются, и выработка тепла падает, при низкой температуре воздуха происходит обратное.

Физический способ терморегуляции обеспечивает увеличение или уменьшение теплоотдачи. При высокой внешней температуре кожные сосуды расширяются, увеличивается выделение воды потовыми железами, повышается температура кожи и в результате этого отдача тепла с поверхности тела возрастает. При низкой температуре кожные сосуды сужаются, кровь перемещается к внутренним органам, кожа охлаждается и уменьшается отдача тепла.

С поверхности кожи в состоянии покоя отдается 90-95% тепла, остальное количество расходуется на согревание вдыхаемого воздуха, пищи и теряется с выделениями.

При этом различают три основных пути отдачи тепла с поверхности кожи:

1. Излучением тепла к более холодным окружающим предметам, поверхностям (теряется около 45% тепла).

Между человеком и окружающими предметами идет непрерывный обмен лучистым теплом. В случае резкого нарушения радиационного баланса наблюдается перегревание или охлаждение. Например, в горячих цехах возможно перегревание рабочих не только из-за высокой температуры воздуха, но и в результате интенсивного потока лучистого тепла от нагретых предметов, раскаленного металла и др. Холодные стены помещения создают условия для отрицательного радиационного баланса. Человек охлаждается, интенсивно излучая тепло в сторону холодных поверхностей, сооружений. Поэтому даже при благоприятной температуре воздуха человек часто ощущает тепловой дискомфорт.

2. Теплопроведением , т.н. послойным нагреванием прилегающего воздуха, находящегося в движении – конвекция, или путем соприкосновения тела человека с предметами (пол, стена) – кондукция. Потеря тепла конвекцией возрастает при снижении температуры воздуха (начиная с 35-36^оС) и увеличением влажности и скорости движения воздуха (теряется около 30% тепла).

3. Испарение влаги (пота) с поверхности кожи и слизистых оболочек верхних дыхательных путей (потеря тепла составляет около 25%). При этом должна быть соблюдена доля теплоотдачи за счет испарения пота с поверхности кожи (не более 30%). В противном случае, за счет значительной потери организмом солей и воды, возможен целый ряд патологических изменений в организме.

Нормальная жизнедеятельность и высокая работоспособность человека сохраняются в том случае, если тепловое равновесие, т.е. соответствие между продукцией тепла и его отдачей в окружающую среду, достигается без напряжения терморегуляции.

Ионизация воздуха, электрическое и геомагнитное поля Земли

Ионизация воздуха

Основной постоянно действующей причиной ионизации приземных слоев воздуха являются космические лучи и излучения радиоактивных веществ. Ионизация воздуха заключается в расщеплении газовых молекул на электроны и положительно заряженные остатки. Свободный электрон присоединяется к одному из нейтральных атомов или молекул.

Таким образом, появляется пара противоположно заряженных первичных легких атмосферных ионов. Оседая на механических частицах, взвешенных в воздухе, легкие ионы превращаются в тяжелые. Исследования показали, что отрицательные легкие ионы, преимущественно ионы кислорода, оказывают благоприятное влияние на организм. Легкие ионы поглощаются в процессе дыхания пылью, адсорбируются кожей, одеждой. С дыханием в воздух помещений выделяется много тяжелых ионов. Таким образом, соотношение легких и тяжелых ионов в воздухе является хорошим санитарным показателем его чистоты.

Умеренная повышенная концентрация отрицательных легких аэроионов вызывает у людей благоприятные изменения в газовом и минеральном обмене, стимулирует обменные процессы, ускоряет заживление ран.

В физиотерапии искусственная отрицательная ионизация воздуха применяется при лечении бронхиальной астмы, гипертонической болезни, бессонницы, неврозов и других заболеваний.

Электрическое поле

Так как верхние слои атмосферы несут положительный электрический заряд, а Земля отрицательный заряд, то положительные ионы движутся к земной поверхности. В результате в атмосфере образуется направленный по вертикали к земле ток.

Разница напряженности электрического поля между головой и стопами взрослого человека составляет 225 В. Эта разница потенциалов не оказывает существенного действия на организм. Вместе с тем, довольно часто возникают резкие апериодические колебания электрического поля. Это связано с влиянием метеорологических условий и атмосферных загрязнений на электропроводность воздуха. Так, при туманах, сильном загрязнении атмосферы напряженность электрического поля может возрасти в 4 раза, а при грозах – в сотни раз.

Установлено, что атмосферное электричество воздействует на организм и участвует в развитии метеотропных реакций при резком изменении погоды.

Геомагнитное поле Земли

Состояние геомагнитного поля Земли зависит от солнечной радиации и поэтому периодически меняется. Резкие апериодические изменения его называются геомагнитными бурями. Причиной возникновения геомагнитных бурь являются крупные вспышки на Солнце, вслед за которыми начинается деформация магнитного поля Земли и изменения в ионосфере.

Многочисленными исследованиями показано, что через два-три дня после крупной вспышки на Солнце уменьшается количество эритроцитов и лейкоцитов в крови, повышается ее свертываемость, учащаются гипертонические кризы, инсульты, инфаркты миокарда и др.

СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ

Солнце для биосферы является источником энергии, тепла И света.

Диаметр Солнца равен 1 391 тыс. км, что в 109 раз превышает диаметр Земли. Это вращающийся шар раскаленного газа с температурой в глубине 15-25 млн градусов Кельвина, давлением 200 млн атм. и массой 1, 99 х 1030 кг, что почти в 340 тысяч раз больше массы Земли.

Солнце является источником корпускулярных излучений (электроны, протоны, ядра гелия и др.) и электромагнитных, волновых излучений (инфракрасного, видимого, ультрафиолетового, рентгеновского, гамма-излучения).

Корпускулярная часть солнечного излучения взаимодействует преимущественно с магнитосферой Земли, а электромагнитная – со слоями земной атмосферы. Различают физическое и химическое взаимодействие солнечного излучения с компонентами земной атмосферы. Солнечная энергия вызывает воздушные течения и связанные с ними изменения погоды, определяет климат местности, ей обязана своим существованием вся органическая жизнь на Земле.

К процессам, происходящим в биологических системах при поглощении энергии солнечного излучения, относятся так называемые фотобиологические процессы. Они делятся на три основные группы: 1) фотосинтез углеводов, жирных кислот, аминокислот, пуриновых и пиримидиновых оснований, пигмента хлорофилла в зеленых растениях, водорослях; 2) процессы, с помощью которых осуществляется регуляция роста и развития растений, поведение животных, т.е. воспринимается информация об окружающей среде (зрение, фототаксис, фототропизм и фотопериодизм растений); 3) процессы, результатом которых является поражение живой структуры, деструкция биологически важных соединений и, как следствие, подавление жизнедеятельности организма.

Одной из главных химических реакций, происходящих в атмосфере под воздействием энергии излучения Солнца, является образование озона. Озон образуется в стратосфере под воздействием коротковолнового солнечного излучения (λ < 240 нм). Этот фотохимический процесс имеет огромное значение, так как в первую очередь, определяет поглощение большей части губительного ультрафиолетового излучения в диапазоне длин волн 200-290 нм. Таким образом, озон действует как защитный экран. Без него жизнь на Земле была бы быстро нарушена.

Бактерицидная эффективность в максимальной степени проявляется при воздействии коротковолновой части УФИ Солнца, не достигающей поверхности Земли. Однако облучение ультрафиолетовыми волнами длиной 300-330 нм также приводит к гибели бактерий, но за более длительные сроки, порядка 30 минут. По данным ряда авторов вегетативные формы микробов и вирусы погибают под прямыми лучами солнца в течение 10-15 минут, споровые формы – 40-60 минут. В связи с этим солнечное ультрафиолетовое излучение является важным фактором самоочищения атмосферного воздуха, воды рек и морей.

Что касается других коротковолновых электромагнитных солнечных излучений (рентгеновское и гамма-излучение), то они полностью поглощаются кислородом и озоном в верхних слоях земной атмосферы.

Излучения с длинами волн более 700 нм (видимое и преимущественно инфракрасное) избирательно поглощаются кислородом в верхнем слое атмосферы и водяным паром в околоземном. Кроме поглощения солнечное излучение ослабляется при рассеивании на молекулах воздуха, частичках пыли и водяных каплях.

Для остальных длин волн солнечного излучения 300-700 нм (видимое) земная атмосфера прозрачна.

Все виды солнечного излучения, достигающие поверхности Земли (инфракрасное, видимое и ультрафиолетовое излучения), имеют одинаковую физическую природу (электромагнитные волны), но отличаются только длиной волны. Именно это различие обусловливает особенности биологического действия каждой составляющей солнечного потока. Дело в том, что между энергией квантов любого электромагнитного излучения и частотой колебаний или длиной волны существует определенная зависимость, выраженная формулой Планка: е = h f, где е – энергия кванта; f - частота колебаний; h – квантовая постоянная.

Из этой формулы следует, что чем больше частота колебаний (или чем меньше длина волны), тем больше будет выражена степень воздействия (в том числе повреждающего действия) такого излучения на организм. Разные энергии электромагнитных излучений определяют и различие в их биологическом действии на организм.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒