Скорость кровотока в коже. 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 областей тела. Кожа эндотермных животных обильно снабжена кровеносными сосудами, и кровь может протекать через нее любым из трех путей: через капиллярные сети дермы, через анастомозы между венами и артериолами в глубоких слоях дермы и через мелкие подкожные соединительные вены, связывающие кожные артериолы с венами.
Артериолы имеют относительно тонкие мышечные стенки, которые могут сокращаться или расслабляться, изменяя диаметр сосудов и скорость кровотока через них. Степень сокращения регулируется симпатическими сосудодвигательными нервами, идущими от вазомоторного центра головного мозга, а этот центр получает импульсы от гипоталамического центра терморегуляции. У человека скорость кровотока в коже (на 100 г веса) может варьировать от 1 мл/мин и менее на холоде до 100 мл/мин при высокой температуре среды, благодаря чему теплоотдача может увеличиваться в 5-6 раз. Ниже уровня капиллярной сети в коже лежат "шунты", называемые артерио — венозными анастомозами. 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 (рис. 18.12). Это типичная реакция, уменьшающая теплоотдачу. При расширении анастомозов ток крови направляется в основном через капиллярное русло и анастомозы, а не через соединительные вены. В результате кровоток в коже увеличивается и отдача тепла возрастает.
Потоотделение и испарение через кожу. Пот — водянистая жидкость, содержащая 0,1-0,4% хлористого натрия, лактата натрия и мочевины. По отношению к плазме крови пот гипотоничен; он образуется из тканевой жидкости благодаря активности потовых желез, находящихся под контролем особых нервных волокон. Эти волокна принадлежат симпатической нервной системе, и по ним поступают импульсы из гипоталамуса. У человека потоотделение начинается всякий раз, когда температура тела поднимается выше средней нормальной температуры 36,7°. В условиях умеренного климата за сутки выделяется около 900 мл пота, но при очень сильной жаре и достаточном снабжении водой и солями эта величина может возрасти до 12 л.
При испарении пота с поверхности кожи организм теряет энергию в виде скрытой теплоты испарения, что приводит к снижению температуры тела. При низкой температуре среды, высокой влажности и безветрии скорость испарения уменьшается.
У многих млекопитающих мех настолько густой, что потоотделение может происходить только на не покрытых им участках тела: у собак и кошек, например, на подушечках лап, а у крыс — на ушах. Эти млекопитающие увеличивают теплоотдачу путем облизывания шерсти с последующим испарением влаги, а также путем частого поверхностного дыхания ("тепловая одышка"), при котором тепло отдает влажная поверхность слизистой рта и носа. У человека, лошади и свиньи пот может свободно выделяться через всю поверхность тела.
В настоящее время показано, что потоотделение является результатом повышения температуры во внутренних областях тела. В исследованиях, проведенных на людях и животных, установлено, что снижение температуры внутри тела после питья ледяной воды или охлаждения сонных артерий льдом, приложенным вокруг шеи, приводит к уменьшению потоотделения, даже если кожа подвергается воздействию тепла. В опытах с противоположным распределением тепла и холода наблюдается обратный эффект. Поскольку из сонных артерий кровь попадает в гипоталамус, эти опыты указывают на роль гипоталамуса в терморегуляции. Помещая термометр в ухо рядом с барабанной перепонкой, можно получить представление о температуре, существующей в гипоталамусе. На рис. 18.13 показано влияние температуры в этом участке и температуры кожи на потоотделение. Рассмотрите рисунок и ответьте на поставленные ниже вопросы.
Рис. 18.13. Графики, показывающие зависимость между температурой кожи, температурой гипоталамуса и скоростью испарения воды у человека в теплой камере (45°С). В точках а, б и в испытуемый выпивал глоток ледяной воды
