Урок 56. Терморегуляция организма. Закаливание

Цели урока: обобщить знания о защите млекопитающих животных от перегрева­ния и охлаждения; познакомить с условиями сохранения постоянной температуры тела человека, способами терморегуляции, ее рефлекторными механизмами, до­биться усвоения знаний о симптомах перегревания; раскрыть сущность закалива­ния организма, его формы, физиологические механизма закаливающего воздейс­твия, значение и условия закаливания.

Оборудование: таблица «Кожа», самодельные таблицы – схемы «Механизм регу­ляции кровотока через кожу!», «Механизм рефлекторной регуляции температуры тела млекопитающих».

Ход урока

Организационный момент

Активизация познавательной деятельности

Учитель предлагает выполнить классу следующее задание

Среди хаоса букв в прямоугольнике найди­те названия пяти животных и выпишите их в ряд. Среди выписанных животных исключите одно лишнее. На основании какого признака вы его выделили?

Ответ: лягушка, заяц, бабочка, червь, мура­вей.

Лишний – заяц (теплокровное животное, остальные – холоднокровные).

Изучение новой темы

Учитель вместе с учащимися определяет тему занятия, формулирует цели урока

Тепло – форма энергии, имеющая очень важное значение для поддержания живых организмов. Все живые организмы нуждаются в непрерывном снабжении теплом для предотвращения их деградации и гибели. Температура тела является по­казателем количества тепла и основным фактором, определяющим скорость хими­ческих реакций обмена веществ.

Все животные получают тепло из двух источников – непосредственно из внешней среды и из питательных веществ, подвергающихся расщеплению в клетках.

Большинство животных относится к пойкилотермным (эктотермным), т.к. их ак­тивность зависит от температуры окружающей среды, чем от тепла, образующегося в обменных процессах.

Птицы и млекопитающие способны поддерживать достаточно постоянную тем­пературу тела независимо от окружающей температуры. Их называют гомойотер- мными, или эндотермными, т.к. эти животные существуют за счет внутренних ис­точников тепла.

Когда говорят о температуре тела, обычно имеют в виду температуру внутренних областей тела, т.е. тканей, лежащих глубже 2,5 см под поверхностью кожи. У человека выделяют две температурные зоны: поверхностную (оболочку) и внутреннюю (ядро). Температура поверхности кожи неодинакова на различных участках. Самая низкая тем­пература у кожи кистей и стоп (28,5 °С), а самая высокая – в области шеи. Внутри пече­ни, где интенсивно протекают окислительные процессы, температура достигает 39 °С.

Для каждого органа, для каждой ткани характерна своя температура, только при ее определенных значениях клетки этой ткани функционируют нормально.

Номинальной температурой тела человека считается температура от 36,4 до 37,5 °С. Ее повышение выше 43 °С и падение ниже 25 °С смертельны.

В теле человека за 1 час образуется столько тепла, сколько нужно, чтобы вски­пятить 1 л ледяной воды. И если бы тело было покрыто непроницаемым для тепла футляром, то уже через час температура тела поднялась бы примерно на 1,5 °С, а часов через 40 достигла бы точки кипения воды. Во время тяжелой физической ра­боты образование тепла увеличивается еще в несколько раз. И все же температура тела не меняется.

Как вы думаете, почему?

Постоянство температуры тела действительно поддерживается путем регуляции отдачи тепла организмом. И эта роль принадлежит нашей коже, т.к. это орган, кото­рый непосредственно контактирует с внешней средой и, следовательно, регистри­рует изменения ее температуры. Уравновешивание процессов образования и отдачи тепла в организме называется терморегуляцией.

Учитель открывает заранее подготовленную на доске схему.

Проанализируйте и объясните схему, нарисованную на доске, зарисуйте ее в тет­радь.

Вопросы для организации беседы с учащимися по предложенной схеме:

Какие виды терморегуляции можно выделить у человека?

С чем связана химическая терморегуляция?

Каковы механизмы усиления теплообразования?

Каковы основные пути физической терморегуляции?

Объясните, каким образом одни органы участвуют в образовании тепла, а другие – в его отдаче?

Учитель может дополнить ответы учащихся.

Можно выделить еще один способ регуляции температуры тела – это пове­денческая терморегуляция. Это перемещение в пространстве или изменение своего поведения, способствующее избеганию крайних температур. Так, например, пове­дение для многих животных является почти единственным и очень эффективным способом поддержания теплового баланса.

У человека существуют четыре механизма теплоотдачи, но во всех случаях ско­рость отдачи тепла зависит от разности температур между внутренними областями тела и его поверхностью и между кожей и окружающей средой. Теплоотдача может расти или уменьшаться в зависимости от скорости образования тепла и от внешней температуры.

Существуют три фактора, ограничивающие теплоотдачу.

Потеря тепла через кожу путем излучения, конвекции и теплопроводности зави­сит от количества протекающей через кожу крови. При слабом кровотоке темпе­ратура кожи приближается к температуре окружающей среды, а при сильном – к температуре внутренних органов. Кожа человека обильно снабжена кровеносными сосудами. Многие капилляры в ней образуют петли и анастомозы, позволяющие из­менять количество крови, протекающие через кожные капилляры.

мелкая артерии мелкая вена мелкая артерия мелкая аена

А Ь

Рисунок. Механизм регуляции кроветока чере кожу

Механизм регуляции капиллярной сети в коже лежат «шунты», называемые арте- рио-венозными анастомозами (анастомозы — соединения между трубчатыми органа­ми, кровеносными, лимфатическими сосудами, нервами, мышечными волокнами). При сужении этих сосудов кровь выталкивается в обладающие малым сопротивле­нием «соединительные вены», которые связывают артерии с венами, и основная масса крови минует капилляры и анастомозы, благодаря чему уменьшается тепло­отдача.

При расширении анастомозов ток крови направляется в капиллярную сеть и анас­томозы, а не через соединительные вены. Капилляры расширяются под давлением протекающей в ней крови. Согреваемая кровью кожа отдает тепло путем излучения, конвекции и теплопроводности. Кроме того, кровь в большом количестве протекает через потовые железы.

А теперь попытайтесь объяснить опыт доктора Ч. Блэгдена, проведенный в Анг­лии более 200 лет назад.

Вместе с несколькими друзьями и собакой он провел 45 мин в сухой камере при температуре +126 °С без последствий для здоровья. В то же время кусок мяса, взятый и камеру, оказался сваренным, а холодная вода, испарению которой препятствовал слой масла, нагрелась до кипения.

После обсуждения вопроса учитель может дополнить ответы учащихся.

При испарении тепло теряется с поверхности тела в процессе превращения воды п водяной пар. На испарение 1 г воды (1 мл) затрачивается 2,45 кДж тепла. Теплоот­дача путем испарения пота происходит непрерывно в виде незаметной для нас ис­парины. Пот – это водянистая жидкость, содержащая 0,1-0,4 % хлористого натрия, иактата натрия (соль молочной кислоты) и мочевины. Он образуется из тканевой жидкости благодаря активности потовых желез, находящихся под контролем осо­бых нервных волокон симпатической нервной системы, принимающей импульсы in гипоталамуса.

У человека потоотделение начинается тогда, когда температура тела поднимается иыше 36,7 °С. При нормальных условиях за сутки выделяется около 900 мм пота, но мри очень сильной жаре и достаточном снабжении водой и солями эта величина может возрасти до 12 л.

Уменьшению теплоизлучения во внешнюю среду способствует теплоизоляция между внутренней областью тела и окружающей средой. Теплоизоляция тела обес­печивается прослойкой неподвижного воздуха над поверхностью кожи (погранич­ный слой), а затем кожным и подкожным жиром.

Одежда человека сохраняет пограничный слой воздуха, а поскольку воздух – пло­хой проводник тепла, он уменьшает теплоотдачу.

Степень достигаемой при этом теплоизоляции зависит от толщины воздушной прослойки. При низкой температуре в результате рефлекторного сокращения кож­ной мускулатуры волосы шерстного покрова млекопитающих или перья птиц при­поднимаются и слой неподвижного воздуха становится толще. У человека эта реак­ция еще сохранилась, но т.к. волос на теле у него очень мало, она лишь дает эффект, известный под названием «гусиной кожи». Отсутствие волос человек компенсирует теплоизолирующим действием одежды.