Адаптиране към усилия на дълги разстояния в гореща и влажна среда
Произвежда се от:
• от една страна, основен метаболизъм, тоест енергията, използвана за функционирането на човешкото тяло в покой, т.е. енергията, необходима за дишането, за функционирането на сърцето, за храносмилането, ...
• от друга страна, чрез мускулна контракция по време на натоварване
Екзогенната топлина е обмен на топлина с околната среда, включително както топлинни печалби, така и загуби. Тези топлообмени се извършват с помощта на четири механизма:
• конвекция
• проводимост
• радиацията
• изпаряване
Този топлообмен може да се осъществи само ако има температурна разлика между тялото и околната среда: това е понятието градиент.
Конвекцията позволява както топлинна печалба, така и загуба. Топлообменът се осъществява в контакт с въздуха.
Ако температурата на въздуха е по-ниска от тази на кожата, тогава между двете има температурен градиент, позволяващ отделянето на топлина от тялото.
Можете да усетите ефектите от конвекцията върху велосипед в горещо време. Шофирате бързо, въздухът циркулира бързо около вас, което има тенденция да охлажда този въздух: след това усещате охлаждане. Веднага след като забавите, въздухът отново се задушава, като топлинните загуби намаляват.
Провеждането позволява също топлинни печалби и загуби. Обменът се извършва при пряк контакт с течност или твърдо вещество.
Типичен пример е плуването, при което цялото тяло е в контакт с вода, която е с по-ниска температура от тялото. Следователно има загуба на топлина във водата, което може да стане много важно в студената вода предвид повърхността на пелените. Оттук и значението на комбинацията. Обратният пример на този на ръката, поставена на електрически котлон: топлинното усилване е незабавно.
Радиацията позволява също топлинни печалби и загуби. Всяко тяло излъчва радиация: човешкото тяло, слънцето, земята, растенията, минералите ... Следователно топлообменът се осъществява чрез приемане и излъчване на тази радиация.
Изпарението позволява загуба на топлина само чрез отстраняване на водата от тялото. Три механизма позволяват изпаряването на:
• изтичането на въздух, наситен с водна пара
при дишане
• изпотяване, което е елиминиране на водата от повърхността
на кожата без намесата на потните жлези
• и накрая, изпотяване, което е елиминиране
пот, съставена от вода и минерали и която е
направени в потните жлези
разположени под кожата.
В покой ендогенната топлина, т.е. топлината, произведена от тялото, идва само от основния метаболизъм и се разсейва от:
• конвекция плюс излъчване (75%)
• изпаряване (25%) от което
- 2/5 на дъх
- 1/5 чрез изпотяване + изпотяване
С усилие ендогенната топлина може значително да се увеличи. Вече не се произвежда изключително от основния метаболизъм. Тогава мускулното свиване взема голямо участие в производството на топлина. Всъщност енергията, произведена от въглехидрати и мазнини, се трансформира:
• в механична енергия, използвана за усилието
физически за 25%
• докато 75% от тази енергия
се трансформира в топлина
След това тази излишна топлина се евакуира по много голям начин чрез изпотяване (80%).
Горните четири механизма за регулиране на топлината позволяват топлообмен между околната среда и повърхността на кожата.
Въпреки това, ендогенната топлина, произведена вътре в тялото, трябва да бъде насочена към повърхността на кожата. Тази роля на топлинния транспорт се връща в кръвообращението.
Кръвта винаги е топла и помага за транспортирането на топлина от вътрешността на тялото (сърцевината) до периферията (обвивката) и обратно.
На нивото на така наречените благородни органи (мозъка, сърцето, белите дробове и коремните вътрешности) винаги има минимално количество кръв, което циркулира, за да им донесе необходимото количество за тяхното функциониране.
От друга страна, за всички останали органи обемът на кръвта, който преминава през него, зависи от нивото им на активност:
• увеличава се, когато органът функционира
за да му донесе необходимия кислород.
• понякога намалява много значително
в органа е в покой.
По този начин притока на кръв в храносмилателната система се увеличава по време на храносмилането. По същия начин, при натоварване, мускулният кръвен поток се увеличава значително.
Тези няколко представи за разпределението на общия обем на кръвта имат пряко въздействие върху термичната регулация, което ще бъде постигнато до голяма степен благодарение на вариациите в обема на кръвта на подкожните съдове.
В покой обемът на кръвта в подкожните съдове е само 5% от общия обем на кръвта.
В студена среда температурата на кожата е по-висока от температурата на околната среда. Следователно има температурен градиент между кожата и околната среда, който насърчава загубата на топлина чрез конвекция и радиация.
Тогава съществува риск от спад в основната температура. Въпреки това, тъй като човек е хомеотерма, той трябва да поддържа основната си температура постоянна.
Какво се случва да се избягва
охлаждане на сърцевината ?
Калибърът на подкожните съдове ще ги стесни, това е вазоконстрикция.
Следователно кръвта, осигуряваща транспорта на топлина, вазоконстрикция води до намаляване на обема на кожата в кръвта и следователно до ограничаване на топлинните загуби.
В допълнение, това количество кръв, което не остава в подкожните тъкани, се преразпределя в дълбоките зони, което позволява поддържането на топлината на сърцевината.
Следователно благодарение на двете си адаптации имаме:
• студен плик
• сърцевина с постоянна температура