Введение

Наружные покровы тела человека состоят из кожи и ее производных -- волос и ногтей. К наружным покровам относятся слизистые оболочки, которые выполняют барьерную функцию.

Клетки внутренних органов находятся в жидкой среде, через которую они получают питательные вещества и кислород и в которую отдают продукты своей жизнедеятельности. Кожа служит границей, отделяющей внутреннюю среду организма от внешней среды.

Рецепторы кожи воспринимают прикосновение, боль, температуру. Сальные железы выделяют секрет, который смазывает эпидермис и волосы.

Кожа обладает большой механической прочностью, поэтому она защищает от многих повреждений ткани, органы. Благодаря функции находящихся в коже рецепторов организм получает сигналы о нежелательных для него воздействиях, что позволяет избегать ранений, ожогов и отморожений.

Возбудители большинства заболеваний не могут проникнуть через здоровую кожу и слизистые оболочки во внутреннюю среду организма.

1. Кожа -- наружный покровный орган

Строение и функции кожи. В коже человека выделяют три слоя: наружный -- эпидермис, средний -- дерму (собственно кожу), внутренний -- гиподерму (подкожную клетчатку).

Эпидермис образован многослойным эпителием. Клетки его внутреннего слоя размножаются, а клетки слоев, оттесняемых наружу, стареют, становясь все более плоскими и ороговевшими, а затем отмирают и слущиваются. При этом во внешнюю среду обращен слой мертвых клеток, выполняющих защитную функцию, а во внутреннюю -- живых, активно размножающихся. Они содержат пигмент, от которого зависит цвет кожи. Пигмент задерживает ультрафиолетовые лучи солнечного спектра, защищая от них организм. Под влиянием солнечного света количество пигмента в коже увеличивается -- кожа приобретает загар.

Рисунок 1 - Строение и функции кожи:

I - эпидермис; II - собственно кожа (дерма); III - подкожная клетчатка (гиподерма); 1 - жировая ткань; 2 и 8 - рецепторы кожи; 3 - потовая железа; 4 - мышца, поднимающая волос; 5 - выходные отверстия потовых желез; 6 - стержни волос; 7 - сальные железы; 9 - корень волоса, волосяная луковица; 10 - волосяной фолликул; 11 - волосяной сосочек

Дерма (собственно кожа) образована соединительной тканью, содержащей множество упругих волокон, которые придают ей эластичность -- способность растягиваться и возвращаться в прежнее состояние. В этом слое кожи находятся рецепторы, сальные и потовые железы, волосяные фолликулы, кровеносные и лимфатические сосуды.

Рецепторы кожи воспринимают прикосновение, боль, температуру. Сальные железы выделяют секрет, который смазывает эпидермис и волосы, смягчая их. Потовые железы выделяют на поверхность кожи пот -- жидкость, в которой содержится некоторое количество поваренной соли, мочевины и других веществ, придающих поту соленый вкус и специфический запах. Испаряясь, пот охлаждает тело.

Волосы и ногти -- кожные роговые образования. Корни волос -- волосяные луковицы -- находятся в волосяных фолликулах. Клетки, находящиеся в волосяных луковицах, непрерывно размножаются, что обеспечивает рост волос. К корням волос подходят кровеносные сосуды и нервные окончания, а также косо расположенные мышечные волокна. Их сокращение увеличивает угол наклона волоса по отношению к поверхности кожи. При понижении температуры окружающей среды происходит рефлекторное сокращение этих мышц, и на поверхности кожи появляются бугорки («гусиная кожа»). Аналогичное явление наблюдается при испуге: волосы «встают дыбом».

Рисунок 2 - Строение ногтей: А - ноготь человека; Б - ноготь обезьяны; В - коготь кошки: 1 - концевая фаланга; 2 - подушечка пальца; 3 - ногтевое ложе; 4 - ногтевая пластинка; 5 - ногтевой валик; 6 - корень ногтя

Плотная соединительная ткань дермы служит опорой не только для волос, но и для ногтей. Ногтевое ложе находится на конечной фаланге пальца. Покрывающая его ногтевая пластинка прозрачна, за исключением корня ногтя, где заметна белая луночка. Она состоит из более плотной ткани.

В ногтевой пластинке нет нервных окончаний и кровеносных сосудов, но ногтевое ложе богато ими. Растет ноготь с основания. Здесь и с боковых сторон края ногтя покрыты кожным валиком.

Гиподерма (подкожная клетчатка) выполняет функцию изолирующего слоя, препятствующего охлаждению тела. Она играет также роль амортизатора при ушибах, придает телу округлость, а также является энергетическим резервом.

Выделительная и дыхательная функции кожи проявляются в способности участвовать в сохранении постоянства внутренней среды.

Кожа не пропускает воду, благодаря чему тканевая жидкость сохраняется в организме. Избыток же воды, солей, продуктов обмена и различных шлаков выделяется через потовые железы наружу.

Этот процесс, как и другие, строго регулируется. При нарушении деятельности почек концентрация солей натрия и калия в поту значительно возрастает. Через потовые железы происходит и газообмен: поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Правда, в сравнении с легкими дыхательная функция кожи не имеет большого значения, но для самой кожи она полезна.

Рисунок 3 - Рецепторы кожи, реагирующие на: 1 - прикосновения и вибрацию; 2 - деформацию волоса; 3 - тепло; 4 - холод; 5 - прикосновение и перемещение предмета; 6 - боль

Роль кожи в обменных процессах. В коже сохраняются и при необходимости используются запасы питательных веществ и воды. Здесь же синтезируются вещества, необходимые для организма, в частности витамин D. По состоянию кожи можно судить о возможных нарушениях обмена веществ.

Рецепторная функция кожи. В коже много рецепторов, воспринимающих тепло и холод, прикосновение, давление, боль. Благодаря рецепторам, находящимся в мышцах и коже, человек определяет размеры, плотность, форму предметов. Особенно много рецепторов на кончиках пальцев.

Участие кожи в теплорегуляции. Благодаря потообразованию и изменениям просвета кровеносных сосудов происходит увеличение или уменьшение теплоотдачи. При высокой температуре окружающей среды теплоотдача возрастает, а при низкой -- уменьшается.

Уход за кожей. Гигиена одежды и обуви. Болезни кожи.

Уход за кожей. Нормально выполнять свою функцию может лишь здоровая чистая кожа. Правильный уход за кожей предотвращает ее заболевания и преждевременное старение (снижение эластичности, образование морщин и складок, ухудшение цвета). С поверхности кожи необходимо регулярно удалять выделения сальных и потовых желез. Умываться следует водой комнатной температуры, так как горячая вода снижает эластичность кожи, делает ее дряблой, а холодная нарушает нормальный отток выделений сальных желез, способствует закупорке их выводных протоков и образованию угрей.

В подростковом и юношеском возрасте усиливается потоотделение. Нередко пот за какое-то время приобретает неприятный запах. Поэтому необходимо регулярно мыть потеющие места. Потение ног нередко связано с плоскостопием, тесной, неудобной обувью. Нерегулярное мытье ног, редкая смена чулок и носков, а также употребление в пищу острых и пряных продуктов способствуют потению ног и появлению резкого неприятного запаха. Кроме того, при постоянном увлажнении и раздражении потом разрыхляется и частично повреждается эпидермис, возникают потертости и трещины, через которые в дерму проникают болезнетворные микроорганизмы. При этом образуются волдыри, язвы, появляются зуд, жжение и боль, а также повышенная утомляемость при ходьбе.

Необходимо следить, чтобы обувь всегда была сухой и не тесной. При сильном потении ног следует пользоваться имеющимися в аптеке специальными средствами ухода за кожей ног, содержащими смягчающие, вяжущие, дубящие вещества.

Уход за ногтями и волосами. Если нерегулярно обрезать ногти и не следить за их чистотой, под ними скапливается огромное количество болезнетворных микроорганизмов. Поэтому ногти на руках и ногах всегда должны быть аккуратно обрезаны.

Внешность человека во многом зависит от состояния волос. Здоровые волосы мягкие, эластичные, имеют естественный блеск. Основной способ ухода за волосами -- регулярное мытье.

Для улучшения роста волос полезно время от времени немного подрезать их концы, особенно если они начинают расщепляться. На питании, а следовательно, и на росте волос неблагоприятно отражается переохлаждение: происходит сужение поверхностных кровеносных сосудов и ухудшение кровоснабжения.

Гигиена одежды и обуви. Одежда должна быть легкой и не стеснять движений. Плотные, не пропускающие воздух синтетические материалы оправдывают себя лишь в виде ветрозащитной наружной зимней куртки, надеваемой поверх теплого шерстяного свитера. Ни одним из требований гигиены одежды нельзя пренебрегать ради моды. Следует помнить, что истинно модная одежда разумна и никогда не вступает в противоречие с интересами сохранения здоровья.

Обувь должна быть сухой, а зимняя -- и теплой, так как охлаждение ног способствует возникновению простудных заболеваний. Тесная обувь сдавливает ногу, деформирует стопу, усиливает склонность кожи к потоотделению. Если обувь на резиновой подошве, в нее следует вложить войлочную стельку и регулярно следить, чтобы она не была влажной. Вредна обувь на очень высоком каблуке, так как неправильное положение стопы с опорой преимущественно на пальцы ведет к их деформации, резко уменьшает площадь опоры и устойчивость тела. В обуви на высоком каблуке легче потерять равновесие и подвернуть ногу, особенно если каблук тонок. Многие травмы ног связаны с неудобной обувью.

Причины кожных заболеваний.

Неправильное питание. Избыточное питание ведет к тому, что кожа краснеет и приобретает сальный вид. Потребление алкогольных напитков и табака ведет к отечности и дряблости кожи, так как нарушается состояние кожных сосудов.

Недостаток витаминов. На состоянии кожи сказывается и недостаток витаминов. Так, при гиповитаминозе А кожа становится сухой, шероховатой. Недостаток витамина В2 приводит к трещинам в углах рта («заедам»), ногти становятся ломкими. При недостатке витамина С возможны мелкоточечные кровоизлияния, связанные с повышенной проницаемостью мелких кровеносных сосудов.

Гормональные нарушения. Состояние кожных покровов в большой степени зависит от состояния эндокринной системы. У подростков в связи с половым созреванием может изменяться состав секрета сальных желез. Он становится более вязким и легко закупоривает отверстия выводных протоков этих желез. При попадании в них болезнетворных микробов происходит воспаление -- образуются угри. Чтобы угрей было меньше, следует избегать жирной и горячей пищи, острых приправ, а также лучше следить за чистотой кожи.

Грибковые и паразитарные заболевания кожи. Стригущий лишай -- одно из распространенных грибковых заболеваний кожи. Свое название он получил потому, что волосы на пораженных местах обламываются у корней и создается впечатление, будто бы их выстригли. Существуют две формы этой болезни. Одна поражает лишь верхние слои кожи и встречается только у человека. Другая форма болезни более тяжелая, бывает и у людей, и у животных, причем наиболее часто люди заражаются ею от больных кошек и собак. Болезнь требует обязательного лечения. Стригущий лишай очень заразен. Общее полотенце, чужая одежда, общение с больными животными могут стать причиной заражения.

Внутрикожный паразит -- чесоточный зудень является возбудителем заразной и очень опасной болезни -- чесотки. Самки клещей после спаривания прогрызают подкожные ходы и откладывают там яйца. Вылупившиеся личинки питаются тканями кожи. Наиболее часто поражаются промежутки между пальцами, кожа живота и ягодиц. В случае заболевания необходимо срочно обратиться к врачу. Чесотка излечима.

Травмы. Среди повреждений кожи чаще всего встречаются ожоги и отморожения. Ожоги бывают химические и термические. Химические ожоги вызываются попаданием на нее различных едких веществ. Если ожоги возникли при попадания на кожу кислоты или щелочи, то прежде всего необходимо смыть реактив большим количеством воды. Затем, если ожог был от кислоты, полезно пораженную часть кожи промыть 2% - м раствором соды. Если кожа пострадала от щелочи, то лучше воспользоваться 1%-м раствором уксусной или лимонной кислоты.

Термические ожоги бывают четырех степеней. При ожоге I степени кожа краснеет. При ожогах II степени на месте ожога образуются пузыри, наполненные тканевой жидкостью. При ожогах III степени возникают более серьезные нарушения. При IV степени ожога кожа даже обугливается.

При ожогах I и II степени пораженное место достаточно промыть холодной водой, а потом обработать спиртом или одеколоном. При ожогах более высоких степеней необходимо наложить на обожженное место стерильную повязку и отправить пострадавшего в медицинское учреждение.

2. Лабораторные работы по теме «Кожа и ее функции»

Лабораторная работа № 1.

Строение кожи, ногтя, волос.

Цель: выявить особенности строения кожи, ногтя, волос.

Оборудование: лупа, готовый микропрепарат.

Ход работы.

1. Строение кожи.

1. Рассмотрите сначала без лупы, а потом через нее кожу с тыльной стороны кисти руки. Что вы видите? Сожмите руку в кулак. Что происходит со складками кожи в области сустава? Каково значение этих складок кожи? Оттяните кожу на тыльной стороне кисти. Какие свойства кожи вы обнаружите?

2. Рассмотрите микропрепарат строения кожи. Отметьте особенности строения всех структурных элементов кожи.

Форма отчетности.

2. Строение ногтя.

Рассмотрите ноготь и ответьте на следующие вопросы:

С какой стороны ноготь растет?

- Почему передняя поверхность ногтевой пластинки имеет розовый цвет?

- Задний край ногтя образует луночку. Почему она белая?

- Какие факты доказывают, что в ногтях нет кровеносных сосудов и нервных окончаний?

- Почему нельзя грызть ногти и заусеницы?

Форма отчетности.

Ответы на вопросы и выводы по проделанной работе занесите в тетрадь.

Лабораторная работа № 2.

Определение кожной чувствительности.

Цель: выявить физиологические особенности кожного анализатора, познакомиться с методами определения частоты расположения осязательных, тепловых, холодовых и болевых точек в коже.

Оборудование: шарик размером с горошину, циркуль, линейка, три сосуда с водой (температура воды в сосуде № 1 -- 10 - 15 оС, в сосуде № 2 -- 25 - 30 оС, в сосуде № 3 -- 40 - 45 оС), спиртовка, чернила трех цветов, дистиллированная вода.

Ход работы.

1. Опыт Аристотеля

1. Положите на стол шарик. Прикоснитесь к нему подушечками указательного и среднего пальцев одновременно и покатайте по столу.

2. Перекрестите пальцы и прикоснитесь к шарику так, чтобы он оказался между перекрещенными пальцами и вновь покатайте его по столу. В первом случае возникает ощущение одного шарика, во втором -- двух.

3. Перекрещенными пальцами дотроньтесь до кончика носа. Возникает ощущение двух кончиков носа.

Объясните данное явление.

2. Обнаружение температурной адаптации кожных рецепторов.

1. Опустите кисть правой руки в сосуд № 1, а левой - в сосуд № 3 на 1 - 2 мин.

2. Затем опустите обе руки в сосуд № 2.

3. Отметьте разницу в восприятии одинаковой температуры правой и левой рукой. Объясните полученные результаты.

3. Обнаружение тепловых, холодовых, болевых и тактильных точек кожи.

В среднем на 1 см2 кожи приходится 50 болевых, 25 тактильных, 12 холодовых и 1 - 2 тепловые точки.

1. На тыльной поверхности кисти и лучезапястного сустава с помощью нагретой булавочной головки найдите тепловые точки и отметьте их синими чернилами.

2. На этом же участке кожи найдите холодовые точки с помощью охлажденной булавки, отметив их красными чернилами.

3. Затем острием булавки найдите и отметьте черными чернилами болевые точки кожи.

4. Подсчитайте и сравните частоту расположения тепловых, холодовых и болевых точек на 1 см2.

Форма отчетности.

Опишите проведенные опыты в тетради. Сделайте вывод о физиологических особенностях кожного анализатора.

Лабораторная работа № 3.

Изменение температуры кожи.

Цель: измерить температуру тела в разных участках.

Оборудование: термометр.

Ход работы.

Измерьте при помощи термометра температуру тела в подмышечной впадине, ротовой полости и др. участках тела.

Форма отчетности.

Сравните полученные данные и сделанные выводы занесите в тетрадь.

3. Методические разработки по теме: «Кожа и ее строение»

Урок №1. Волосы.

Волосы характерны лишь для представителей класса млекопитающих, которых в связи с этим называют еще как Trichozoa (волосатые животные), или Pelifera (несущие волосы). Наиболее древние находки подобных волосам структур имеют возраст 200 - 210 млн лет. Уже у вероятных предков млекопитающих - териодонтов (Theriodontia) на конце морды и по всей верхней губе имелось сенсорное поле и, возможно, присутствовали «протовибриссы».

Существуют гипотезы, согласно которым волосы произошли от роговых осязательных волосков чешуйчатых пресмыкающихся, или прототрихий («предшественников волос») - бесхвостых земноводных (которые действительно очень напоминают эмбриональные волосы), или органов боковой линии личинок водных хвостатых земноводных, которые могли соответствующим образом видоизмениться в связи с выходом на сушу.

Действительно, у зародышей млекопитающих (и человека в том числе) развитию чешуй и волос предшествует увеличение числа чешуевидных клеток в покровах, что иногда считают кратковременным эмбриональным повторением стадий развития органа предков. Существует заболевание «черный волосатый язык», при котором у человека нитевидные сосочки языка гипертрофируются и приобретают вид настоящих волос - т.е. в принципе такое видоизменение роговых структур возможно.

Однако в настоящее время превалирует мнение, что волосы - новоприобретение млекопитающих и эволюционно не связаны с какими-либо производными наружных покровов их предков. Становление волос, возможно, связано с развитием кожных желез. Ороговение эпидермиса - секреторный процесс; чешуи, перья и волосы являются железистыми структурами, секрет которых - кератин - выполняет защитную функцию.

Терапсида (Therapsida - зверообразные пресмыкающиеся) были водными и полуводными формами с мягкой эластичной и, видимо, железистой кожей, которая в процессе их эволюционного выхода на сушу ороговевала и становилась влагонепроницаемой. Железы опускались глубоко в кожу, изолируясь от кератиновых структур, а последние превратились в волосы и чешуи.

Непосредственными предками млекопитающих были, вероятно, мелкие хищные рептилии цинодонты (Cynodontia). В их различных семействах и родах тем или иным образом сочетались признаки как пресмыкающихся, так и млекопитающих. Предполагают, что по крайней мере наиболее эволюционно продвинутые представители цинодонтов обладали такими особенностями зверей, как теплокровность и выработка молока для питания детенышей. Развитие шерстного покрова при этом имело теплоизолирующее значение и было важным для становления гомойотермии. Впрочем имеется мнение, что первоначальной функцией волосяного покрова у древних млекопитающих была, напротив, защита от перегрева, так как неспособность интенсивно отдавать тепло тормозила эволюцию класса в условиях жаркого и влажного климата мезозоя.

Волосы, вероятно, имелись уже у потомков цинодонтов (230 млн. лет назад), причем у ветви, давшей яйцекладущих млекопитающих, это были только волосы как таковые, а у ветви, приведшей к возникновению сумчатых и плацентарных, - и волосы и вибриссы (чувствующие волосы).

Качественные и количественные различия между собственно волосами и вибриссами настолько велики, что ряд исследователей задаются вопросом: а волосы ли вибриссы? Движение вибрисс обеспечивается поперечнополосатой мускулатурой, волос - гладкой (единственное исключение или, возможно, одна из параллельных ветвей развития - волосы однопроходных, которые снабжены поперечнополосатой мускулатурой). Соединительнотканная капсула у вибриссной сумки развита значительно сильнее, чем у волосяной. Вибриссы не имеют потовых желез, а сопутствующие сальные железы развиты слабо. Различия между волосами и вибриссами касаются также характера их кровоснабжения и иннервации, строения (у вибрисс отсутствует сердцевинный слой), характера линьки (вибриссы сменяются по одной по мере стирания, независимо от общей линьки), принципа функционирования (вибрисса как подвижный рычаг) и самого их функционального значения (чувствительного у вибрисс и теплоизолирующего у волос).



Рисунок 4 - Строение волоса (слева) и вибриссы (справа)

Косвенными доказательствами возможного разделения путей развития волос и вибрисс служат также опережающее развитие иннервации еще не сформированного фолликула вибриссы в онтогенезе, возможность обратного развития вибрисс в рецепторы (как это происходит у дельфинов), глубокое залегание фолликулов вибрисс в подкожной клетчатке и обособление их мышц от подкожной поперечнополосатой мускулатуры и, наконец, представительство каждой вибриссы в сенсорных зонах мозга.

Вибриссы могут либо двигаться волевым усилием («активные»), либо непроизвольно, либо вообще не двигаться («пассивные»). У человекообразных обезьян редкие (2 - 3 пучка) лицевые вибриссы не имеют собственных мышц и приводятся в движение мимической мускулатурой; у лошадиных, быков и представителей семейства свиных они неподвижны.

У грызунов вибриссы снабжены крупными мышцами и активно двигаются.

При общей редукции волосяного покрова вибриссы сохраняются и даже могут равномерно распределяться по телу - как у сиреновых.

На голове у китов полосатиков (Balaenoptera) присутствуют многочисленные вибриссы - не рудиментарные органы некогда хорошо развитого волосяного покрова, а вполне специализированные органы чувств. У зубатых китов вибриссы имеются только у эмбрионов. У взрослых особей большинства представителей семейства дельфиновых (Delphinidae) в коже морды остаются «ямки» после дегенерации ювенильных вибрисс, и, как уже было сказано, возможно, происходит инволюция их фолликулов в специализированные тактильные органы, реагирующие на изменение давления воды и низкочастотные колебания.

Можно предположить, что у предковых форм млекопитающих вибриссы возникли из эмбриональных закладок примитивных механорецепторов, в то время как волосы - позднее - от чешуевидных эпидермальных закладок.

Жесткий прямой стержень вибрисс и отсутствие у них характерного для волос ворса свидетельствуют, что они появились первыми - у таких предковых форм, у которых толстая шкура не была прочно прикреплена к туловищу. Волосы же возникли у более поздних форм, у которых, по мере оформления подкожных структур, кожа стала тоньше, но прочнее соединялась с туловищем, и растущие волосы приобрели наклон вследствие натягивания, растягивания и роста такой закрепленной кожи. Этот процесс прослеживается и в индивидуальном развитии: первыми, на этапе еще окончательно не оформленных и не прикрепленных к подкожной мускулатуре слоев кожи, закладываются вибриссы, а волосы - позднее, в полностью сформированной, более тонкой и прикрепленной коже. У зрелорождающихся форм вибриссы в процессе индивидуального развития закладываются раньше, но развиваются медленнее и оформляются в более поздний эмбриональный период, чем у незрелорождающихся.

Урок №2. Терморегуляция и тепловой баланс.

Регуляция температуры тела.

Как образование, так и отдача тепла находятся в прямой зависимости от температуры окружающей среды и регулируются весьма чувствительными механизмами, управляемыми центральной нервной системой. Только при долгосрочной адаптации в регуляцию этих функций включаются и гормональные процессы. В терморегуляции участвуют два отдела центральной нервной системы - соматомоторная и симпатическая. Главный центр терморегуляции находится в гипоталамической области головного мозга, в так называемом сером бугре.

Регуляция термогенеза. Дрожь индуцируется и поддерживается с помощью двигательной системы. Так называемый центральный дрожательный путь связывает центральную терморегуляторную область с ядрами двигательной системы, расположенными в среднем и продолговатом мозге. Недрожательный термогенез регулируется с помощью симпатической нервной системы.

Процесс потоотделения у человека регулируется исключительно с помощью холинергических симпатических волокон, и может быть выключен атропином. Выделение пота индуцируют ацетилхолин, пилокарпин и другие парасимпатические вещества. В определенных условиях (например, при сильном психическом напряжении) сужение кровеносных сосудов в коже кистей рук и стоп сопровождаться выделением пота на поверхности ладоней и стоп. С точки зрения терморегуляции, это случай эмоционального, а не теплового потоотделения.

Кровеносные сосуды непосредственно реагируют на изменения температуры. Обычной реакцией является холодовое расширение сосудов. Когда человек попадает на сильный холод, у него вначале сосуды максимально суживаются, что проявляется в бледности и ощущении холода и часто сопровождается болевыми ощущениями в акральных областях. Однако через некоторое время кровь устремляется в сосуды охлажденных частей тела, что сопровождается покраснением и согреванием кожи. Если воздействие холода продолжается, последовательность событий повторяется.

Считается, что холодовое расширение сосудов служит защитным механизмом для предотвращения обморожений и некрозов, связанных с недостаточностью кровоснабжения. Однако из опыта известно, что на сильном морозе значительные локальные поражения возникают несмотря на расширение сосудов, а защитное действие холодового расширения сосудов проявляется обычно у людей, адаптированных к холоду.

Вместе с тем этот механизм может ускорить летальный исход от общего переохлаждения у тех, кто оказался за бортом судна и вынужден находиться в холодной воде в течение продолжительного времени.

Терморецепция. В гипоталамус по нервным волокнам непрерывно поступают сигналы об изменениях температуры в самом организме и в окружающей его среде. Поставляют эту информацию терморецепторы: тепловые, которые сигнализируют о повышении температуры, и холодовые - о ее понижении. Особенно много рецепторов на поверхности кожи (около 30 тыс. тепловых и примерно 250 тыс. холодовых!) и в гипоталамусе. Термочувствительные структуры были обнаружены также в нижней части ствола головного мозга (среднем и продолговатом мозге). Рецепторы, расположенные в мозге и других внутренних органах, реагируют на температуру крови, а кожные - на температуру воздуха.

Высокой термочувствительностью обладает спинной мозг. У собак и других животных при повышении температуры спинного мозга по всей его длине лишь на несколько десятых долей градуса наблюдаются одышка, расширение кровеносных сосудов и угнетение термогенеза. Охлаждение спинного мозга вызывает дрожь, но для этого требуется значительное изменение температуры.

Онтогенетические и адаптивные изменения терморегуляции.

Новорожденные особи млекопитающих разных видов (суслики, хомяки) не способны к терморегуляторной выработке тепла. Интенсивность обменных процессов у них изменяется в зависимости от температуры так же, как у пойкилотермных животных. Лишь через несколько недель после появления на свет соответствующие механизмы этих новорожденных начинают реагировать на температурные стимулы. У других видов, включая человека, все терморегуляторные реакции (усиленный термогенез, вазомоторные реакции, выделение пота, поведенческие реакции) могут включаться сразу после рождения; это относится даже к недоношенным младенцам, вес которых при рождении составляет около 1000 г. У новорожденных детей, как правило, термогенез обеспечивается не за счет механизма дрожи, а другим путем, так что его можно обнаружить только с помощью специальных методов. Выработка тепла у младенцев может повышаться без участия механизма дрожи на 100 - 200% по сравнению с уровнем в условиях покоя. Только в случае предельного холодового стресса механизм термогенеза дополняется дрожью.

Малые размеры новорожденного ребенка неблагоприятны с точки зрения терморегуляции. Отношение поверхности к объему тела даже у доношенного новорожденного примерно в три раза больше, чем у взрослого. Кроме того, поверхностный слой тела и изолирующая прослойка весьма тонки. В связи с этим даже при максимальном сужении сосудов у новорожденного перенос тепла из организма во внешнюю среду не может уменьшиться в такой степени, как у взрослого человека.

Однако в ограниченном диапазоне температура тела у новорожденного регулируется так же точно, как и у взрослого, поскольку пороговые температуры для реакции сужения сосудов и для термогенеза «подстроены» в соответствии с размерами тела. У очень маленьких недоношенных новорожденных терморегуляция неэффективна; до тех пор, пока они не прибавят достаточно в весе, их следует держать в термостатируемых боксах (инкубаторах).

Адаптация к условиям окружающей среды.

Регуляторные механизмы - термогенез, сосудодвигательные реакции, потоотделение - всегда готовы к действию и могут включиться в течение нескольких секунд или минут после наступления температурного стресса. Кроме них существуют и другие механизмы, обеспечивающие продолжительную адаптацию к климатическим изменениям в окружающей среде.

Соответствующие процессы, называемые также физиологической адаптацией, или акклиматизацией, основаны на таких модификациях органов и функциональных систем, которые развиваются только под влиянием продолжительных (в течение дней, недель или месяцев) постоянных или повторяющихся температурных стрессов.

Тепловая адаптация. Способность людей адаптироваться к теплу играет решающую роль для выживания в условиях тропиков и пустыни, а также для выполнения тяжелой работы при высокой температуре на производстве. Наиболее важный сдвиг, возникающий в ходе тепловой адаптации, - это изменение интенсивности потоотделения, которая может возрастать в два раза и у хорошо тренированных людей составлять 1 - 2 л/ч. Кроме этого, выделение пота начинается при более низкой средней кожной и внутренней температурах; следовательно, снижается температурный порог активации регуляторных механизмов. Благодаря этим изменениям уменьшается средняя температура тела при данной тепловой или рабочей нагрузке, что служит защитой теплового удара. Адаптация связана также со значительным уменьшением концентрации солей в поту, благодаря чему уменьшается вероятность шока из-за их потери.

При увеличении тепловой нагрузки изменяется состав крови: снижается объем плазмы и концентрация гемоглобина. В ходе тепловой адаптации происходит компенсация этих неблагоприятных изменений.

По мере развития тепловой адаптации усиливается чувство жажды; если потери воды не восполняются, может наступить летальная гипертермия.

Такие приспособительные изменения вызываются кратковременными сильными тепловыми нагрузками. Другая форма приспособления существует у жителей тропиков, круглосуточно находящихся в условиях высокой окружающей температуры. Температурный порог потоотделения у них сдвинут в сторону более высокой температуры тела, в результате чего они меньше потеют при ежедневной тепловой нагрузке. Этот механизм называют толерантной адаптацией.

Холодовая адаптация. Многие виды животных адаптируются к холоду очень просто: благодаря отрастанию меха у них усиливается термоизоляция. У мелких животных развивается недрожательный термогенез и бурая жировая ткань.

У взрослого человека, подолгу находящегося на сильном морозе, не может увеличиться волосяной покров или достаточно развиться недрожательный термогенез, поэтому часто можно слышать мнение, что взрослые люди не способны к какой-либо физиологической адаптации к холоду - они должны рассчитывать на поведенческую адаптацию (одежда, теплые жилища). Однако данные, полученные в последнее время, свидетельствуют, что в условиях продолжительного воздействия холода у людей развивается толерантная адаптация. Температурный порог дрожи и параметры терморегуляторных реакций смещаются в область более низких температур, вследствие чего может возникать умеренная гипотермия.

Подобного рода толерантная адаптация впервые была отмечена у аборигенов Австралии; они могут провести целую ночь почти раздетыми при температуре воздуха, близкой к нулю, и при этом не испытывать дрожи. Подобная способность хорошо развита также у корейских и японских женщин - искательниц жемчуга, по нескольку часов в день ныряющих на глубину, где температура воды составляет около 10 °С.

Температурный порог дрожи может быть сдвинут в сторону более низких значений всего за несколько дней, если периодически подвергать испытуемых холодовому стрессу в течение 30 - 60 мин. При этом температурные пороги механизмов, ответственных за выведение из организма излишков тепла (например, выделение пота), остаются неизменными.

При длительном пребывании на холоде такая форма адаптации, по-видимому, непригодна. Действительно, у индейцев племени алакалуф (о-ва Западной Патагонии) выработался другой приспособительный механизм. У этих людей, постоянно подвергающихся воздействию холодного воздуха, дождя и снега, интенсивность основного обмена на 25 - 50% выше нормы. Подобная метаболическая адаптация была обнаружена также у эскимосов.

Локальная адаптация. Если руки тепло одетого человека регулярно подвергаются воздействию холода, то болевые ощущения в руках уменьшаются. Эффект частично обусловлен тем, что холодовое расширение сосудов возникает при более высокой кожной температуре. При этом действуют и другие механизмы, способствующие снижению болевых ощущений.

...Во всех людях природой заложены одни и те же механизмы терморегуляции. Но далеко не у всех они действуют одинаково эффективно. Индивидуальные реакции на холод и тепло создаем мы сами, потому что либо тренируем, либо не тренируем их. А именно тренировка и только тренировка с использованием любых методов закаливания - от сухих и влажных растираний до холодного душа - совершенствует работу аппарата терморегуляции и расширяет возможности приспособления организма к изменяющейся температуре окружающей среды.

4. Задания развивающего характера по теме: «Строение и функции кожи»

Выделение.

1. Удаление из организма конечных продуктов обмена веществ называют …(выделением).

2. Органы, выводящие из организма конечные продукты обмена веществ: ...(почки, кожа, легкие).

3. На продольном разрезе почки выделяют два слоя - наружный, или …(корковый), и внутренний, или …(мозговой).

4. У вогнутого края почки расположена небольшая полость, называемая …(почечной лоханкой).

5. Мочеточник соединяет почку с …(мочевым пузырем).

6. В состав структурной и функциональной единицы почки входят: ...(почечная капсула, капиллярный клубочек, почечный каналец).

7. Жидкость, образовавшаяся в полости почечной капсулы, называется …(первичной мочой), а в полости почечного канальца - ...(вторичной мочой).

8. Центр рефлекса мочеиспускания расположен в …(спинном мозге), он находится под контролем …(коры больших полушарий).

9. Наружный покров тела - ...(кожа).

10. Поддержание постоянной температуры тела - ...(терморегуляция).

Тестовые задания.

1. Количество потовых желез в коже человека:

а) 3 млн;

б) 5 млн;

в) 2 млн;

г) 1 млн.

2. Максимальное количество пота, выделяемое человеком за сутки (л):

а) 5;

б) 10;

в) 12;

г) 16.

3. При большой влажности воздуха отдача тепла путем испарения:

а) затрудняется;

б) ускоряется;

в) остается без изменения.

4. Образование и отдача тепла:

а) может регулироваться гуморальным путем;

б) не может регулироваться гуморальным путем.

5. Когда человек пугается, сосуды кожи суживаются, кожа лица бледнеет, усиливается теплообразование. Это происходит благодаря гормону:

а) тироксину;

б) инсулину;

в) адреналину.

6. Количество волос, в норме выпадающих у человека ежедневно:

а) 500;

б) 300;

в) 200;

г) 100.

7. Общая площадь кожи составляет (м2):

а) около 5;

б) около 1;

в) 2;

г) 10.

8. Наружный слой кожи называется:

а) эпидермис;

б) дерма;

в) подкожная клетчатка.

9. Слой кожи, служащий «подушкой» для органов, изолирующим слоем, «складом» питательных веществ и энергии:

а) эпидермис;

б) дерма;

в) подкожная клетчатка.

10. Слой кожи, постоянно слущивающийся и обновляющийся:

а) эпидермис;

б) дерма;

в) подкожная клетчатка.

11. Слой кожи, в котором находятся многочисленные рецепторы, сальные и потовые железы, корни волос, кровеносные и лимфатические сосуды:

а) эпидермис;

б) дерма; в) подкожная клетчатка.