Влияние высоких и низких температур на живой организм
Терморегуляция и скорость биологических процессов
Температура тела человека и высших животных поддерживается на относительно постоянном уровне, несмотря на колебания температуры внешней среды. Это постоянство температуры носит название изотермии и свойственно только теплокровным животным в отличие от холоднокровных, у которых температура тела переменна и мало отличается от температуры окружающей среды.
Температура организма зависит от интенсивности образования тепла и величины теплопотерь. Одним из факторов, определяющих интенсивность обмена веществ, а следовательно, и теплообразования является температура окружающей среды. При повышении температуры внешней среды до 25–30° обмен веществ организма и теплообразование несколько уменьшаются. Напротив, при понижении температуры внешней среды ниже 15° теплообразование значительно усиливается. Значительное усиление теплообразования происходит в том случае, если температура окружающей Среды становится ниже оптимальной температуры, или зоны комфорта. При обычной легкой одежде эта зона находится в пределах 18–20°, а для обнаженного человека – 28°. Усиление теплообразования при понижении температуры внешней среды имеет большое значение для борьбы с охлаждением тела.
При высокой температуре окружающей среды сосуды кожи расширяются, кровь приливает к коже, температура ее повышается, поэтому повышается и излучение, и проведение тепла. Для сохранения постоянства температуры тела человека при высокой температуре окружающей среды большое значение имеет испарение пота с поверхности кожи. Таким путем организм отдает лишнее тепло. При очень тяжелой работе выделение пота у рабочих горячих цехов может составить до 12 литров за день.
В условиях целостного организма изменение температуры может влиять на скорость химических реакций как непосредственно, так и косвенным образом. Так, понижение температуры организма, как и в любой неживой системе, замедляет реакции. Но вместе с тем оно может ввести в действие механизмы терморегуляции, ускоряющие реакции.
В отличие от реакций, протекающих в неживых системах, большинство биологических процессов имеют температурный оптимум – интервал температур, в котором реакция протекает с максимальной скоростью. Влияние температуры на скорость биологических процессов часто оценивают с помощью температурного коэффициента Вант-Гоффа. Он показывает, во сколько раз ускоряется процесс при повышении температуры на 10° и зависит от природы протекающих реакций.