Файл: Учебник для высших учебных заведений физической культуры Издание 2е, исправленное и дополненное.pdf

При продолжительном охлаждении организма возникают непроизвольные периодические сокращения скелетной мускулатуры (холодовая дрожь). При этом почти вся метаболическая энергия в мышце освобождается в виде тепла.
Активация в условиях холода симпатической нервной системы стимулирует липолиз в жировой ткани. В кровоток выделяются и в последующем окисляются с образованием большого количества тепла свободные жирные кислоты. Наконец, повышение теплопродукции связано с усилением функций надпочечников и щитовидной железы. Гормоны этих желез, усиливая обмен веществ, вызывает повышенное теплообразование. Следует также иметь в виду, что все физиологические механизмы, которые регули- руют окислительные процессы, влияют в то же время и на уровень теплообразования.
14.3. МЕХАНИЗМЫ ТЕПЛООТДАЧИ
Отдача тепла организмом (физическая терморегуляция) осуществляется путем излучения, проведения и испарения. И з л у ч е н и е м теряется примерно 50-55% тепла в окружающую среду путем лучеиспускания за счет инфракрасной части спектра. Количество тепла, рассеиваемого организмом в окружающую среду с излучением, пропорционально площади поверхности частей тела, которые соприкасаются с воздухом, и разности средних значений температур
158 кожи и окружающей среды. Отдача тепла излучением прекращается, если выравнивается температура поверхности кожи и окружающей среды.
Теплопроведение может происходить путем кондукции и конвекции.
Кондукцией тепло теряется при непосредственном контакте участков тела человека с другими физическими средами. При этом количество теряемого тепла пропорционально разнице средних температур контактирующих поверхностей и времени теплового контакта. Конвекция —
способтеплоотдачи организма, осуществляемый путем переноса тепла движущимися частицами воздуха. Конвекцией тепло рассеивается при обтекании поверхности тела потоком воздуха с более низкой температурой, чем температура кожи. Движение воздушных потоков (ветер, вентиляция) увеличивают количество отдаваемого тепла. Путем теплопроведения орга- низм теряет 15-20% тепла, при этом конвекция представляет более мощный механизм теплоотдачи, чем кондукция.
Теплоотдача путем испарения — это способ рассеивания организмом тепла
(около 30%) в окружающую среду за счет его затраты на испарение пота или влаги с поверхности кожи и слизистых дыхательных путей. При температуре внешней среды 20° испарение влаги у человека составляет 600-800 г в сутки.
При переходе в воздух 1 г воды организм теряет 0.58 ккал тепла. Если внешняя температура превышает среднее значение температуры кожи, то организм не отдает во внешнюю среду тепло излучением и проведением, а наоборот, поглощает тепло извне. Испарение жидкости с поверхности тела происходит при влажности воздуха менее 100%.

14.4. РЕГУЛЯЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА
Регуляция теплообмена обеспечивает баланс между количеством продуцируемого в единицу времени тепла и количеством тепла, рас- сеиваемого организмом за то же время в окружающую среду. В результате температура тела человека поддерживается на относител ьно постоянном уровне.
Восприятие и анализ температуры окружающей среды осу ществ-ляется с помощью терморецепторов. Терморецепторы имеются в коже, мышцах, сосудах, во внутренних органах, дыхательных путях, спинном и среднем мозге. Одни из них реагируют на холод (холо-довыерецепторы), которых наповерхности тела человека насчитывается около 250000, другие — на тепло (тепловые рецепторы), их примерно 30000. Разветвленная сеть терморецепторов обеспечивает подробную информацию о температурных сдвигах во внешней и внутренней среде организма, которая поступает в высшие центры теплообмена.
159
Центральный аппарат терморегуляции находится в передней и задней части гипоталамуса, а также в ретикулярной формации среднего мозга. Центр терморегуляции содержит различные по функциям группы нервных клеток.
Термочувствительные нейроны переднего гипоталамуса поддерживают базальныйуровень («установочную точку») температуры тела в организме человека. Эффекторные нейроны заднего гипоталамуса и среднего мозга управляют процессами теплопродукции и теплоотдачи.
Важная роль в терморегуляции принадлежит высшим отделам ЦНС — коре и ближайшим подкорковым центрам. Эмоциональное возбуждение, изменения в психическом состоянии оказывают существенное влияние на уровень теплообразования и теплоотдачи. Отчетливые изменения температуры тела наблюдаются у спортсменов при стартовом возбуждении (предстартовая лихорадка). При длительной мышечной работе температура тела может повышаться до 39-40° и более.
В осуществлении гуморальной регуляции теплообмена участвуют железы внутренней секреции, главным образом щитовидная и надпочечники.
Участие щитовидной железы в терморегуляции обусловлено тем, что влияние пониженной температуры приводит кусиленному выделению ее гормонов, повышающих обмен веществ, и, следовательно, теплообразование.
Роль надпочечников связана с выделением ими в кровь катехоламинов, которые, усиливая окислительные процессы в тканях, в частности в мышцах, увеличивают теплопродукцию и суживают кожные сосуды, уменьшая тепло- отдачу.
15. ВНУТРЕННЯЯ СЕКРЕЦИЯ
ЦНС управляет деятельностью различных органов и систем организма с помощью нервной и гуморальной регуляции. В систему гуморальной регуляции различных функций организма включены специальные железы, выделяющие свои активные вещества — гормоны непосредственно вкровь,—
так называемые железы внутренней секреции.

15.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ
Гуморальная регуляция осуществляется двумя способами:
1) системой желез внутренней секреции или эндокринными железами (греч. эндон — внутрь, крино — выделять), продукты которых (гормоны) поступают непосредственно в кровь и действуют дистантно на удаленные от них органы и ткани, а также системой эндокринных тканей других органов;
160 2) системой местной саморегуляции, т. е. действием на соседние клетки (в пределах одного органа или ткани) биологически активных веществ
(тканевых «гормонов» — гнетами на, серотонина, кининов, простагландинов) и продуктов клеточного метаболизма (например, появление при физических нагрузках молочной кислоты в мышцах ведет к расширению в них кровеносных сосудов и увеличениюдоставки кислорода).
К эндокринным железам относят следующие образования, эпифиз (верхний придаток мозга или шишковидная железа), гипофиз (нижний придаток мозга), вилочковая железа (тимус или зобная железа), щитовидная
(тиреоидная) железа, околощитовидные (паратиреоидные) железы, поджелудочная железа (панкреас), надпочечники, половые железы (гонады).
Гормоны выделяются также клетками некоторых органов (почки, сердце, плацента, пищеварительный тракт).
Методами изучения желез внутренней секреции являются традиционные методы удаления или разрушения (у человека при заболеваниях или у животных в эксперименте), введение определенного гормона в организм, атакже наблюдения в клинике за больными с патологией эндокринной системы. В современных условиях концентрацию гормонов вжелезах, крови или моче изучаютбиологическими и химическими методами, используют ультразвуковое исследование, применяют радиоиммунологический метод.
Общими свойствами желез внутренней секреции являются:
1. Отсутствие внешних протоков в отличие от желез внешней секреции, имеющихтакие протоки (например, сальных, молочных, слюнных и др.); продуцируемыеэндокринными железами гормоны всасываются непосредственно в кровь, проходящую через железу;
2. Сравнительно небольшие размеры и масса;
3. Действие гормонов на клетки и ткани в весьма малых концентрациях
(например, всего 1 гадреналина может активизировать 100 млн. лягушачьих сердец);
4. Избирате4іьность действия гормонов па определенные ткани и клетки- мишени, имеющие специальные рецепторы на поверхности клеточной мембраны или вплазме, скоторыми связываются гормоны;
5. Специфичность вызываемых ими функциональных эффектов;
6. Быстрое разрушение гормонов (например, период полураспада в крови адреналина и норадреналина — около 0.5-2.5 мин, большей части гормонов гипофиза —10-15 мин).
Эндокринные железы должны постоянно вырабатывать гормоны, чтобы, несмотря на быстрое разрушение, поддерживать необходимую их

концентрацию в крови. Сохранение нормального уровня каждого гормона и их соотношений в организме регулируется особыми нервными и гуморальными механизмами отрицательной обратной связи:
161 при избытке в крови какого-либо гормона или образуемых под его воздействием веществ секреция этого гормона соответствующей железой снижается, а при недостатке — увеличивается. Нарушения деятельности эндокринных желез могут проявляться в их чрезмерной активности — гиперфункции или ослаблении активности— гипофункции, что приводит к снижению работоспособности, различным заболеваниям организма и даже смерти.
Гормонами называют особые химические вещества, выделяемые специализированными эндокринными клетками и обладающие дистантным действием, с помощью которых осуществляется гуморальная регуляция функций различных органов и тканей организма.
По химической структуре выделяют 3 группы гормонов:
1. Стероидные гормоны — половые гормоны и кортикостероидные гормоны надпочечников;
2. Производные аминокислот — гормоны мозгового вещества надпочечников
(адреналин, норадреналин), щитовидной железы;
3. Пептидные гормоны—гормоны гипофиза, поджелудочной железы, околощитовидных желез, а также гипоталамические нейропептиды.
Функции гормонов заключаются в изменении обмена веществ в тканях
(метаболическое действие), активации генетического аппарата, регулирующего рост и формообразование различных органов тела, запуске различных функций (например, выделение из печени глюкозы в кровь при работе), модуляции текущей активности различных органов (например, изменения частоты сердцебиений при эмоциональных состояниях организма).
Механизм влияния гормонов на клеточную активность зависит от их способности связываться с рецепторами клеток-мишеней. Влияние пептидных гормонов и производных аминокислот осуществляется путем их связывания со специфическими рецепторами на поверхности клеточных мембран, что вызывает цепную реакцию биохимических преобразований в клетках. Стероидные гормоны и гормоны щитовидной железы, обладающие способностью проникать через клеточную мембрану, образуют в цитоплазме комплекс со специфическими рецепторами, который проникаетв клеточное ядро и запускает морфогенетические эффекты образования ферментов и видоспецифичных белков, а также усиление энергообразования в митохондриях, транспорта глюкозы и аминокислот и другие изменения в жизнедеятельности клеток.
В клетках-мишенях имеются механизмы для саморегуляции собственных реакций на гормональные воздействия. При избытке молекул гормона уменьшается число свободных рецепторов клетки для их связывания, и тем самым снижается чувствительность клетки к действию гормона,

а при недостатке гормонов — увеличение
162 числа свободных рецепторов повышает клеточную восприимчивость.
Почти для всех гормонов выявлены отчетливые суточные колебанияих содержания в крови. Большей частью происходит увеличение их концентрации в дневное время и уменьшение в ночное время. Однако в этой периодике имеются специфические особенности — так, максимальное содержание гормона роста в крови наблюдается поздним вечером, в начальные стадии сна, а гормонов надпочечников глкжокортикоидов — в утренние часы.
15.2. ФУНКЦИИ ЖЕЛЕЗ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ
Деятельность желез внутренней секреции находится под контролем многочисленных прямых и обратных связей в организме. Основным регулятором их функций является гипоталамус, непосредственно связанный с главной эндокринной железой — гипофизом, влияния которого распространяются на другие периферические железы.
15.2.1. ФУНКЦИИ ГИПОФИЗА
Гипофиз состоит из трех долей:
1) передняя доля или аденогипофиз,
2) промежуточная доля и
3) задняя доля или нейрогипофиз.
В ад еноги пофизе главную секреторную функцию выполняют 5 групп клеток, которые вырабатывают 5 специфических гормонов. Среди них выделяют тропные гормоны (лат. тропос — направление), регулирующие функции периферических желез, и эффекторные гормоны, непосредственно действующие на клеткимишени. К тропным гормонам относят следующие: кортикотропин или адренокортикотропный гормон (АКЛТ), регулирующий функции коркового слоя надпочечников; тиреотропныи гормон (ТТГ), активизирующий щитовидную железу; гонадотропный гормон (ГТГ), влияющий на функции половых желез.
Эффекторными гормонами являются с о м а т о т р о п н ы и гормон (СТГ) или соматотропин, определяющий росттела, и пролактин, контролирующий деятельность молочных желез.
Выделение гормонов передней доли гипофиза регулируется веществами, образуемыми нейросекреторными клетками гипоталамуса — гипоталамическими нейропептидами: стимулирующими секрецию — либеринами и тормозящими ее — с т а т и н а м и. Эти регулирующие вещества доставляются потоком крови из гипоталамуса в переднюю долю гипофиза, где и оказывают влияние на секрецию гормонов клетками гипофиза.
Соматоропин представляет собой видоспецифичный белок, определяющий росттела (главным образом увеличивающий рост костей в длину).
163

Работы по генной инженерии с внедрением крысиного соматотропина в генетический аппарат мышей позволили получить супермышей вдвое большего роста. Однако, современные исследования показали , что соматотропин организмов одного вида может уве-личивать рост тела у видов, стоящих на более низких ступенях эволюционного развития, но не эффективен для более высокоразвитых организмов. В настоящее время найдено вещество-посредник, передающий влияния СТГ на клетки-мишени,
— соматомедин, который вырабатывается клетками печени и костной ткани.
Соматотропин обеспечивает синтез белка в клетках, накопление РНК, усиливает транспорт из крови аминокислот в клетки, способствует усвоению азота, создавая положительный азотистый баланс в организме, помогает утилизации жиров. Выделение соматотропного гормона увеличивается во время сна, при физических нагрузках, травмах, некоторых инфекциях В гипофизе взрослого человека его содержание составляет около 4-15 мг, у женщин среднее его количество несколько выше. Особенно увеличивается концентрация СТГ в крови у подростков в период полового созревания. При голодании его концентрация возрастает в 10-15 раз.
Чрезмерное выделение соматотропина в раннем возрасте приводит к резкому увеличению длины тела (до 240-250 см) — гигантизму, а его недостаток — к задержке роста —карликовости. Гипофизарные гиганты и карлики имеют пропорциональное телосложение, однако у них наблюдаются изменения некоторых функций организма, в частности снижение внутрисекреторных функций половых желез. Избыток соматотропина во взрослом состоянии
(после окончания роста тела) приводит к разрастанию еще не окостеневших окончательно частей скелета — удлинению пальцев рук и ног, кистей и стоп, уродлиному росту носа, подбородка, а также к увеличению внутренних органов. Такое заболевание называется акромегалия.
Пролактин регулирует рост молочных желез, синтез и секрецию молока
(выведение молока обеспечивает другой гормон — окси-тоцин), стимулирует инстинкт материнства, а также влияет на водно-солевой обмен в организме, эритропоэз, вызывает послеродовое ожирение и др. эффекты. Его выделение рефлекторно активизируется актом сосания. В связи с тем, что пролактин поддерживает существование желтого тела и выработку им гормона прогестерона, он получил также название лютеотропного гормона.
Кортикотропин (адренокортикотропныйгормон — АКТГ) является крупным белком, при образовании которого выделяются в качестве побочных продуктов меланотропин (влияющий на образование пигмента меланина) и важный пептид — эндорфин, обеспечивающий обезболивающие эффекты в организме. Основное влияние кортикотропин оказываетна функции коркового слоя надпочечников,
164 особенно на образование глюкокортикоидов. Кроме того, он вызывает расщепление жиров в жировой ткани, увеличивает секрецию инсулина и соматотропина. Стимулируют выделение кортикот-ропина различные стрессовые раздражители — сильная боль, холод, значительные физические