Материал: Физиология методички

2) Що станеться з теплопродукцією за цих

ча, радіація і конвекція, і тоді економиться вода,

умов?

яку організм втрачає з потом або слиною. В умо-

3) Охарактеризуйте роль поверхневих судин

вах пустелі це важливо. Слід зазначити, що у

у терморегуляції.

таких тварин є спеціальні механізми, які сприя-

18. Людина протягом 10 хв знаходиться у па-

ють охолоджуванню крові, що надходить у мо-

ровій лазні, і в неї реєструється рясне потовиді-

зок.

лення. Температура повітря становить 45 °С, во-

4. Тривалість періоду клінічної смерті визна-

логість — 100 %. Поясніть:

чається часом, протягом якого клітини кори моз-

1) Яка верхня межа внутрішньої температури

ку можуть витримувати відсутність О2. Охоло-

тіла людини?

джування уповільнює інтенсивність метаболізму,

2) Чи здійснюється тепловіддача за даних

тому відсутність О позначається меншою мірою,

умов?

2

і клінічна смерть триває довше.

3) Опишіть механізм потовиділення, склад

5. Головна причина — аноксія, відсутність

поту, його роль у тепловіддачі, а також вплив

О , який інтенсивно споживається мозком. Отже,

атропіну на роботу потових залоз.

2

аби продовжити стан клінічної смерті, необхідно

19. Людина, занурюючись у теплу ванну, спо-

зменшити інтенсивність метаболізму, що знизить

чатку відчуває холод, а потім тепло. Поясніть:

потребу в О2. Для цього можна охолодити

1) Механізми цього явища.

організм до 28–30 °С. Це дозволить виграти час

2) Де знаходяться центри терморегуляції?

для проведення реанімаційних заходів.

3) Які взаємовідношення між центрами тепло-

6. Рибалки сидять непорушно, а дачники хо-

віддачі та теплопродукції?

дять і жваво розмовляють. У результаті в ор-

20. Людина знаходиться у фінській сауні: тем-

ганізмі дачників утворюється підвищена кількість

пература довколишнього повітря становить 90 °С,

тепла. З кров’ю воно переноситься у шкіру і на-

а вологість — 5 %. Поясніть:

гріває її. А тепло — один із головних факторів,

1) Як за цих умов працює функціональна си-

який допомагає комахам знаходити їжу. Другий

стема, що підтримує оптимальний рівень темпе-

фактор — надлишок СО2, що супроводжує жи-

ратури тіла?

вих істот. Його більше довкола дачників.

2) Які ефекторні процеси за цих умов перева-

жають?

7. На холоді збільшуються тепловтрати, а

жир має найбільшу теплотворну здатність, отже,

3) Чи зміниться рівень основного обміну у да-

жирова дієта збільшує теплопродукцію. Водно-

ної людини за регулярних відвідувань фінської

час при дії холоду відбувається посилене відрос-

сауни?

тання шерсті.

21. Людина потрапила в умови охолодження:

при температурі довкілля 0 °С на зупинці трива-

8. Якщо побудувати схему функціональної

системи терморегуляції, то очевидно, що опера-

лий час чекає на автобус. Поясніть:

тивним шляхом можна вплинути лише на дві лан-

1) Як за цих умов працює функціональна си-

ки в ній — на щитоподібну залозу або задній

стема, що підтримує оптимальний рівень темпе-

гіпоталамус.

ратури тіла?

9. Шляхи віддачі тепла організмом — конвек-

2) Які ефекторні процеси за цих умов перева-

ція, радіація, випаровування, кондуктивність. За

жають?

умов температури 38 °С основну роль відіграє

3) Яка людина швидше замерзне — худа або

випаровування. Отже, найефективніше охоло-

огрядна?

джуватиметься третій.

4) У яку погоду людина замерзне швидше —

у дощову або суху, якщо решта показників по-

10. Охолоджувальний ефект дає не виділення

поту, а його випаровування. Якщо піт виді-

годних умов однакові?

ляється дуже сильно, він стікає шкірою, не всти-

22. На морозі відкриті ділянки шкіри людини

гаючи випаровуватися.

бліднуть. Поясніть:

11. Теплопровідність води вища, ніж повітря,

1) Чому відкриті ділянки шкірних покривів

тому охолоджувальна здатність води більша. За

стають блідими на морозі?

умов дії холоду теплопродукція компенсаторно

2) Який механізм терморегуляції та причина

збільшується. Це збільшення буде значнішим під

його запуску?

час дії холодної води.

3) Які периферичні рецептори за цих умов пе-

реважно працюють?

12. Алкоголь спричинює розширення судин

шкіри, що створює суб’єктивне відчуття тепла,

Відповіді до ситуаційних завдань

незважаючи на дію холоду, тому п’яна людина

1. Найпростіше забезпечити штучне випаро-

розхристується, її тепловіддача різко посилюєть-

вування рідини. Для цього потрібно весь час змо-

ся, але відчуття тепла зберігається. Таким чином,

чувати одяг робітника водою й обдувати його

алкоголь перекручує зворотний зв’язок у системі

струменем сухого повітря.

терморегуляції.

2. Вологе повітря містить пари води і тому

13. Розміри тіла пов’язані з тепловіддачею, ос-

більш теплопровідне порівняно з сухим, отже, у

кільки вона відбувається з поверхні тіла. Що

вологому середовищі віддача тепла відбуваєть-

менші розміри тіла, то більша поверхня припадає

ся швидше, ніж у сухому.

на одиницю маси, тому, за інших однакових

3. Якщо температура тіла вища за темпера-

умов, швидше остигає тіло малого розміру. Ма-

туру середовища, то стає можливою тепловідда-

ленькі тварини споживають багато їжі на одини-

цю своєї маси, що необхідно для компенсації ве-

док високої температури довкілля інтенсивність

ликих тепловтрат. Миші, про яких йде мова, не

метаболізму порівняно з рівнем основного обміну

отримуючи їжі протягом навіть короткого часу,

трохи збільшується, енерговитрати на дихання

гинули від переохолодження.

та кровообіг також збільшуються, отже, тепло-

14. Нейлонова тканина дуже погано пропус-

продукція дещо підвищується.

кає повітря і водяну пару, тому шар повітря під

3) За умов підвищення температури довкілля

одягом швидко нагрівається до температури тіла.

поверхневі судини розширюються і кровотік

Піт, що виділяється, випаровується у той самий

цими судинами може збільшуватися, досягаючи

простір, який швидко насичується водяними па-

30 % серцевого викиду. Такий перерозподіл

рами, що перешкоджає подальшому його випа-

кровотоку збільшує проведення тепла від внут-

ровуванню. Все це порушує тепловіддачу шля-

рішніх органів до поверхні тіла у 8 разів.

хом конвекції та випаровування.

18. 1) Верхня межа температури ядра тіла лю-

15. 1) Температура, вимірювана у пахвовій

дини становить 40 °С. Тепловий удар у людини

западині, відображає температуру ядра тіла, ос-

виникає, коли температура ядра досягає 41,1–

кільки за умов вимірювання температури рука

43,3 °С.

щільно притискається до тулуба, а внутрішня

2) За умов, коли температура довкілля пере-

межа оболонки тіла зміщується назовні, доходя-

вищує температуру тіла, тепловіддача може

чи до пахвової западини.

здійснюватися лише за допомогою випаровуван-

2) Температура крові у правому передсерді

ня. Проте з огляду на високу вологість у паровій

відображає середню температуру тіла, оскільки

лазні випаровування поту не відбувається, тоб-

сюди припливає кров з різних ділянок тіла.

то тепловіддача не здійснюється. Відомо, якщо

3) Існують добові коливання температури

вологість повітря дорівнює 100 %, температура

тіла, амплітуда яких становить близько 1 °С: тем-

ядра тіла починає підвищуватися вже при тем-

пература мінімальна у 3–4 год ранку, макси-

пературі довкілля 34,4 °С.

мальна — у 18–20 год, інколи в денний час спо-

3) Стимуляція передньої, преоптичної ділянки

стерігаються два піки. Тривалішим є температур-

гіпоталамуса приводить до збільшення пото-

ний ритм, синхронізований з менструальним

виділення. Потові залози іннервуються симпа-

циклом: у лютеїнову фазу відбувається вироб-

тичними холінергічними нервами. У людини

лення прогестерону, який, діючи на гіпоталамічні

може виділятися до 1–3 л поту за годину. Склад

центри терморегуляції, викликає підвищення ба-

поту схожий на безбілкову плазму крові. У стані

зальної температури приблизно на 0,5 °С. За

спокою швидкість потовиділення низька, значна

умов циклу 28 днів період існування жовтого тіла

частина натрію, хлоридів і води реабсорбується,

становить 14 днів, фаза закінчується лізисом жов-

а концентрація у вмісті молочної та сечової кис-

того тіла, секреція прогестерону знижується, ба-

лот К+ стає високою. За умов високої швидкості

зальна температура також знижується.

потовиділення реабсорбція знижується, а вміст

16. 1) Людина є гомойотермним організмом:

Na+ і хлоридів досягає значних величин. Люди,

виділяють гомойотермне ядро і пойкілотермну

адаптовані до дії високої температури, втрача-

оболонку тіла.

ють з потом менше солей, і підтримка показників

2) Згідно з правилом Вант-Гофа, інтенсив-

осмотичного тиску і температури тіла є ефектив-

ність обміну речовин і енергії збільшується про-

нішою. Атропін є М-холіноблокатором, а робо-

порційно зростанню зовнішньої температури. У

та потових залоз контролюється симпатичними

людини, що є гомойотермною, ця залежність

холінергічними волокнами. Тому атропін блокує

прихована терморегуляцією. За умов керованої

потовиділення і знижує інтенсивність тепло-

гіпотермії процеси терморегуляції блокуються з

віддачі парою.

одночасним примусовим зниженням температу-

19. 1) Холодові рецептори знаходяться ближ-

ри тіла, що приводить до зменшення споживан-

че до поверхні, ніж теплові, тому збуджуються

ня О2 і запобігає настанню функціональних

раніше.

структурних порушень. Керовану гіпотермію

2) Центри терморегуляції знаходяться у корі

використовують під час хірургічних втручань,

великих півкуль, лімбічній системі (мигдалеподіб-

що потребують тимчасової зупинки кровообігу,

не тіло, гіпокамп), таламусі, середньому, довга-

за умов пересадження органів і тканин, а також

стому і спинному мозку. Основну роль у термо-

під час зберігання трансплантатів.

регуляції відіграє гіпоталамус. У ньому розрізня-

3) Керована гіпотермія у людини досягається

ють скупчення нейронів, що регулюють тепло-

вживанням наркозу з використанням нейролеп-

віддачу і теплопродукцію. Тварини зі зруйнова-

тиків (аміназин), гангліоблокаторів, адренолі-

ними ядрами преоптичної ділянки гіпоталамуса

тиків і міорелаксантів, чим блокуються процеси

погано переносять високу температуру довкілля.

терморегуляції, з одночасним примусовим зни-

Таким чином, передні відділи гіпоталамуса є цен-

женням температури тіла охолоджуванням.

трами тепловіддачі. Подразнення цієї ділянки

17. 1) За умов високої температури довкілля і

призводить до розширення судин шкіри, потови-

низької вологості, тобто степового клімату, коли

ділення, появи теплової задишки. За умов руй-

температура довкілля вища за температуру тіла,

нування задніх відділів гіпоталамуса тварини

тепловіддача здійснюється випаровуванням з

погано переносять холод. Електростимуляція цієї

поверхні тіла і легенів.

ділянки призводить до збільшення температури

2) Механізми, що посилюють теплопродук-

тіла, появи м’язового тремтіння, збільшення ліпо-

цію, за даних умов пригнічуються, проте внаслі-

лізу, глікогенолізу. Таким чином, задні відділи

гіпоталамуса є центрами теплопродукції. Руйну-

оптимальної температури ядра тіла. Рудиментар-

вання центрів терморегуляції перетворює гомо-

ною пристосовною реакцією у людини є форму-

йотермний організм на пойкілотермний.

вання «гусячої шкіри».

3) Центри тепловіддачі та теплопродукції ма-

Посилення теплопродукції за умов охолоджен-

ють складні взаємовідношення і взаємно при-

ня досягається скоротливим і нескоротливим

гнічують один одного. Вважають, що у центрах

термогенезом. Скоротливий термогенез забезпе-

теплопродукції та тепловіддачі є сенсорні, інтег-

чується довільною активністю скелетних м’язів,

руючі й еферентні нейрони. Сенсорні нейрони

їх тонусом терморегуляції, а також холодовим

сприймають інформацію від периферичних термо-

м’язовим тремтінням. Нескоротливий термогенез

рецепторів, а також контролюють температуру

забезпечується гліколізом, глікогенолізом, ліполі-

крові. Від цих нейронів збудження передається на

зом у скелетних м’язах (за рахунок відокремлен-

інтегруючі нейрони, де відбувається сумація всієї

ня окиснювального фосфорилування), у печінці,

інформації про стан температури ядра й оболон-

бурому жирі, а також за рахунок специфічно-

ки тіла, ці нейрони «обчислюють» середню тем-

динамічної дії їжі. Еферентні нейрони центру

пературу тіла. Потім збудження надходить на

теплопродукції активують симпатичний відділ

командні нейрони, де відбувається порівняння

АНС, що збільшує інтенсивність процесів, які ви-

поточного значення середньої температури із за-

вільняють енергію: глікогеноліз і гліколіз у

даним рівнем. Вважають, що нейрони, які зада-

печінці, ліполіз — у бурому жирі. Водночас

ють рівень температури, можуть знаходитися у

збільшується секреція гормонів мозкової речови-

гіпоталамусі, а також у корі великих півкуль і

ни надниркових залоз, адреналіну і норадрена-

лімбічній системі. Якщо виявляється відхилення,

ліну, які також підвищують продукцію тепла у

то збуджуються еферентні нейрони центрів тепло-

печінці, скелетних м’язах, бурому жирі. У гіпота-

віддачі та теплопродукції.

ламусі знаходяться еферентні нейрони, які впли-

20. 1) У фінській сауні механізми терморегу-

вають на гіпофіз, а через нього на щитоподібну

ляції направлені на посилення тепловіддачі без

залозу — процес вивільнення тиреоїдних гор-

збільшення теплопродукції для підтримки на оп-

монів, які роз’єднують процеси окиснювального

тимальному рівні температури ядра тіла. Шкірні

фосфорилування, що приводить до вивільнення

судини у даної людини розширюються. За умов,

теплоти. Соматична нервова система регулює

коли температура довкілля перевищує темпера-

тонічне напруження, довільну і мимовільну фаз-

туру тіла, тепловіддача може здійснюватися

ну активність скелетних м’язів, тобто процеси

лише випаровуванням. Розрізняють перспірацію,

скоротливого термогенезу. Еферентні шляхи, що

що не відчувається, тобто випаровування зі сли-

йдуть від гіпоталамуса до мотонейронів (текто-

зових дихальних шляхів під час дихання, і про-

спінальний та руброспінальний тракти), приво-

ходження з подальшим випаровуванням інтер-

дять до появи тонусу терморегуляції у скелетних

стиціальної рідини через епідерміс і шкіру, а та-

м’язах, а також до формування тремтіння. Перед

кож перспірацію, що відчувається, тобто випаро-

виходом на вулицю взимку у людини посилен-

вування поту з поверхні шкіри. Інтенсивність

ня теплопродукції може здійснюватися завчасно

потовиділення контролюється симпатичними хо-

— умовно-рефлекторно.

лінергічними волокнами. Механізми, що підси-

2) Під час охолодження переважають ефек-

люють теплопродукцію, за даних умов пригнічу-

торні механізми, які посилюють теплопродукцію.

ються, проте внаслідок високої температури дов-

Проте тривале перебування людини за умов

кілля інтенсивність метаболізму, енерговитрати

низької температури або дуже різке зниження тем-

на дихання, кровообіг дещо збільшуються, таким

ператури довкілля призводить до гіпотермії. За

чином, теплопродукція дещо підвищується.

цих умов переважають ефекторні механізми тепло-

2) Під час перебування людини у фінській

віддачі.

сауні робота функціональної системи забезпечує

3) Худа людина замерзне швидше, ніж огряд-

підтримку оптимальної температури ядра тіла. За

на, оскільки жир має низьку теплопровідність і

цих умов переважають ефекторні механізми, що

забезпечує теплоізоляцію, а у худої людини шар

підсилюють тепловіддачу.

підшкірно-жирової клітковини тонший, ніж в ог-

3) Оскільки людина регулярно піддається дії

рядної.

тепла, то інтенсивність теплопродукції в її

4) Людина замерзне швидше в дощову пого-

організмі знижується, що є адаптаційним меха-

ду, ніж у суху, за умов однаковості інших показ-

нізмом. Таким чином, рівень основного обміну

ників погодних умов, оскільки збільшення воло-

знижується.

гості повітря збільшує теплоємність і тепло-

21. 1) За умов охолодження у людини механіз-

провідність повітря, що підсилює тепловіддачу.

ми терморегуляції направлені на зменшення тепло-

22. 1) Відкриті ділянки шкіри у людини на мо-

віддачі та посилення теплопродукції для під-

розі бліднуть внаслідок звуження шкірних судин.

тримки на оптимальному рівні температури ядра

2) Звуження шкірних судин на морозі у люди-

тіла. Зменшення тепловіддачі досягається зву-

ни здійснюється активацією норадренергічних

женням шкірних судин, а також поведінкою лю-

симпатичних нервів, які збуджують α-рецептори

дини: прийняття пози, що зменшує площу

судин, що забезпечує їх звуження. Кров має ви-

відкритої поверхні тіла, використання зимового

соку теплопровідність, а звуження шкірних су-

одягу. Наявність вираженого підшкірно-жирово-

дин перерозподіляє вміст крові між ядром і обо-

го шару збільшує термоопір і сприяє збереженню

лонкою тіла за рахунок зменшення об’єму крові,

сліджуваної речовини, яка викликає відчуття

Об’єкт дослідження — людина.

смаку. Найнижчі пороги смакової чутливості —

Проведення роботи. Випробовуваному по-

для гіркого смаку. Пороги смакової чутливості

слідовно на різні ділянки язика (кінчик, корінь,

залежать від стану організму (голодування,

бічні відділи, спинку), не торкаючись до слизової

вагітність); алкоголь і нікотин збільшують поро-

оболонки, наносять з піпетки краплю якої-небудь

ги смакової чутливості. У любителів солодощів

з перерахованих речовин. Переконуються, що

поріг на солодке збільшується.

хімічні подразники викликають основні смакові

Для роботи необхідні: розчини цукру, солі, ли-

відчуття гіркого, солоного, кислого або солодко-

монної кислоти, хініну (кожен у концентрації 1;

го. Після кожного нанесення ополіскують рото-

0,1; 0,01 і 0,001 %), очна піпетка, стакан з водою.

ву порожнину водою. Дослід бажано проводи-

Об’єкт дослідження — людина.

ти на кількох випробовуваних.

Проведення роботи. Випробовуваному на

Результати роботи та їх оформлення. Внесіть

кінчик язика (не торкаючись до нього) наносять

отримані дані до табл. 12.2.

з піпетки краплю якої-небудь із перерахованих

Відчуття смаку позначають як «+», відсутність

речовин і пропонують зробити ковток. Дослі-

смакового відчуття — як «–». Порівняйте чут-

дження починають з найнижчої концентрації ре-

ливість різних відділів слизової оболонки язика

човини (0,001 %) і збільшують її до тих пір, поки

до різних подразників. Якщо є відмінності, то

випробовуваний точно не визначить смак речо-

поясніть, з чим вони пов’язані.

вини, що наноситься на язик. Знайдену концент-

Методика дослідження травної дії слини

рацію приймають за поріг смакової чутливості

для даної речовини. Після випробування кожно-

на крохмаль

го розчину рот прополіскують водою, після чого

Для роботи необхідні: 6 мл слини людини,

розпочинають дослідження нової концентрації

1%-й розчин крохмалю сирого і вареного, реак-

речовини. Дослід бажано проводити на кількох

тиви Фелінга II, водяна баня, 6 пробірок, спир-

випробовуваних.

тівка, стакан з водою.

Результати роботи та їх оформлення. Внесіть

Об’єкт дослідження — людина.

отримані дані до табл. 12.1.

Проведення роботи. Випробовуваний пропо-

Таблиця 12.1

ліскує рот. У нього збирають 6 мл слини. Розли-

вають її в 3 пробірки і нумерують. Слину в

Концентрація речовини, %

Смак

пробірці № 2 кип’ятять на спиртівці. Потім у про-

0,001

0,01

0,1

1

бірки № 1 і № 2 додають по 2 мл вареного крох-

малю. У пробірку № 3 додають сирого крохмалю.

Солодкий

Усі пробірки ставлять на водяну баню при темпе-

Кислий

ратурі 38 °С на 1 год, після чого вміст пробірок

ділять на дві частини. До першої частини вмісту

Гіркий

кожної з пробірок додають розчин Люголя (реак-

Солоний

ція на крохмаль). Другу частину вмісту кожної з

пробірок доводять до кипіння з реактивами Фелі-

Методика дослідження смакових полів язика

нга (реакція на мальтозу). У разі наявності у роз-

чині простих цукрів утворюється буро-червоний

Для роботи необхідні: 10%-й розчин цукру,

оксид міді. Дослід бажано проводити на кількох

10%-й розчин NaCl, 1%-й розчин лимонної кис-

випробовуваних.

лоти, 0,5%-й розчин гідрохлориду хініну, очна

Результати роботи та їх оформлення. Внесіть

піпетка, стакан з водою.

отримані дані до табл. 12.3.

Таблиця 12.2

Ділянка слизової оболонки язика

Смак

Кінчик

Корінь

Спинка

Латеральні відділи

Солодкий

Кислий

Гіркий

Солоний

Таблиця 12.3

Про-

Речовина

Через 1 год

бірка

Реакція Люголя

Реакція Фелінга