В работе исследовался процесс терморегуляции в термонейтральной зоне кролика и коровы. Изучали также процессы теплопередачи при испарении воды в различных объемах и с разными поверхностями на матричных инфракрасных камерах со скоростными компьютерными системами захвата и обработки изображений с программным обеспечением. Были использованы как экспериментальные, так и модельные исследования на животных. Установлено, что в тканях ядра поддерживается тепловой гомеоста-зис при изменении температуры среды в пределах термонейтральной зоны за счет механизма изменения размеров ядра и оболочки, а не за счет изменения энергоемких процессов теплопродукции и теплоотдачи. Это постоянство температуры ядра подтверждается установлением фрактальных процессов теплообмена, зависящих от фазы адаптационного процесса. Показано, что большая величина у такого крупного животного как корова, по сравнению с кроликом, обусловлена большей величиной её оболочки, за счет которой и происходят изменения размеров ядра.
тепловой гомеостазис, теплорегуляция, термонейтральная зона, механизмы адаптации, инфракрасные камеры
Поддержание постоянной температуры организм теплокровного животного и человека осуществляется с помощью химической и физической регуляции. При пониженных температурах среды включается внутренний механизм защиты организма от охлаждения, в результате чего увеличивается теплопродукция (повышается тонус мышц, возникает дрожь). При слишком больших температурах среды в организме наоборот усиливается теплоотдача (увеличивается выделение пота, частота дыхания). Однако существует зона внешних температур, так называемая термонеитральная зона (термонейтральной зоне), когда, несмотря на изменение температуры среды, при фактически постоянных процессах теплопродукции и теплоотдачи, температура гомойотермных животных неизменна. В границах этой зоны функционирование системы терморегуляции, а также других физиологических систем организма, осуществляется с наименьшими энергетическими затратами, из-за чего эта температурная зона является благоприятной для жизнедеятельности человека и гомойотермных животных [22, 23, 26, 31]. Изменения температуры среды в этой зоне бывают достаточно большими. Так по данным [2, 7, 32] для крупных млекопитающих ТНЗ может достигать 10 и более градусов. При этом температура тела животного не меняется, несмотря на фактически неизменную теплопродукцию и теплоотдачу.
1. Брюк К. Тепловой баланс и регуляция температуры тела. М, Мир, 1986. С. 18-45.
2. Владимирова И.П., Зотин А.И. Кривые терморегуляции и определяющие их факторы // Успехи физиологических наук. 1989. Т.20. №3. С. 21-42.
3. Дольник В.Р. Биоэнергетика современных животных и происхождение гомойотермии // Журн. Общ. Биологии. 1981. Т.42. №1. С. 60-74.
4. Дымникова Л.П., Хорева Е.В., Куликова О.В. Перенос тепла кровью в венозных сосудах кролика в различных температурных условиях//Рос. физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 1992. Т.78. №1. С.72-79.
5. Еськов В.М., Филатова О.Е., Фудин Н.А., Хадарцев А.А. Новые методы изучения интервалов устойчивости биологических динамических систем в рамках компартментно-кластерного подхода // Вестник новых медицинских технологи. 2004. № 3. С. 5-6.
6. Зотин А.И., Владимирова И.Г. Макросистематика млекопитающих по критериям энергетического метаболизма//Известия АН, сер. Биолог. 1991. № 1. С. 59-69.
7. Зотин А.И., Владимирова И.Г., Кирпичников А.А. Энергетический метаболизм и направление эволюционного прогресса в классе млекопитающих // Журн. Общ. Биолог. 1990. Т. 51. № 6. С. 760-767.
8. Зотин А.И., Владимирова И.П. Макросистематика млекопитающих по критериям энергетического метаболизма//Известия АН, сер. Биолог. 1991. №1. С. 59-69.
9. Иванов К.П. Основы энергетики организма. 1990. Т. 1, 2004.
10. Исаева Н.М., Субботина Т.И., Хадарцев А.А., Яшин А.А. Код Фибоначчи и «золотое сечение» в экспериментальной патофизиологии и электромагнитобиологии: Монография / Под ред. Т.И. Субботиной и АА. Яшина- Москва - Тверь - Тула: ООО «Издательство «Триада», 2007. 136 с.
11. Кидалов В.Н., Хадарцев А.А. Тезиография крови и биологических жидкостей / Под ред. А.А. Хадарцева. Тула: Тульский полиграфист, 2009. 244 с.
12. Костин А.П. Адаптация животных к экстремальным факторам внешней среды. Физиол. сельскохозяйственных животных. Л., 1978. С. 587-599
13. Лучаков Ю.И., Ноздрачев А. Д. Механизм тепло пере носа в различных областях тела человека // Известия РАН Серия биологическая. 2009. №1. С. 64-69.
14. Морозов В.Н., Хадарцев А.А., Ветрова Ю.В., Гуськова О.В. Неспецифические (синтоксические и кататоксические) механизмы адаптации к длительному воздействию холодового раздражителя // Вестник новых медицинских технологий. 2000. Т. 7. № 3-4. С. 100-105.
15. Надольяк Е.А., Стояновский С.В. Энергетический обмен у сельскохозяйственных животных //Физиология сельскохозяйственных животных. Л., 1978. С. 255-280.
16. Румянцев Г.В. Распределение температур и температурных градиентов в теплофизической модели тела кролика при внутренних и внешних температурных возмущениях // Рос. Физиол. ж. им. И.М. Сеченова. 2002. Т 75. № 4. С. 596-598.
17. Слепчук Н.А., Иванов К.П. Величины температурных градиентов в коже и их значение для терморегуляции//Физиол.журн. СССР им И.М. Сеченова. 1992. Т.78. № 1. С. 80-84.
18. Слепчук Н.А., Румянцев Г.В. Температурные градиенты в коже и теплоотдача при различной окружающей температуре // Физиол. ж., СССР им И.М. Сеченова. 1974. Т.60. № 3. С. 427^433.
19. Флиндт Р. Биология в цифрах. М. 1992. 303 с.
20. Хадарцев А.А., Морозов В.Н., Гусак Ю.К., Карасева Ю.В., Дармограй В.Н., Зилов В.Г. Явление стимуляции синтаксический и кататоксических механизмов адаптации, находящихся в структурах гипоталамуса человека и животных // Диплом за открытие № 301 от 7.02.2006.
21. Эккерт Р., Ренделл Д., Огастин Дж. Физиология животных. 1992. Т.2. 343 с.
22. Attia М., Beateis J., Bligh J. Glossary of thems for thermal physiology // Phlugers Arch. 1987. V.410. № 4-5. P. 941.
23. Fanger P.O. Thermal comfort. Copengagen. 1970. 244 p.
24. Fiala D., Lomas K.J., Stohrer M. Computer prediction of human Thermoregulatory and temperature responses to a wide range of environmental conditions // Int J Biometeoral. 2001. V. 45. P. 143-159.
25. Fiala D., Lomas K.J., Stohrer M. First principles modeling of thermal responses in steady - state and transient conditions // ASHRAE Trans. 2003. V. 109. P. 118-179.
26. Hey E. Thermal neutrality // Brit. Med. Bull. 1975. V. 31. № 1. P.69.
27. Kleiber M. The fire of life. Introduction to animal energetics. Wiley and Sons. N.Y.-L. 1961.
28. Lichtenbelt W.D.M., Frijns A.J.H., Fiala D., Javssen A.M.J., and Steenhoven AA. Effect of individual characteristics on mathematical model of human thermoregulation // J Thermal Biology. 2004. V. 29. P. 577-581.
29. Lichtenbelt W.D.M., Frijns A. J.H., Ooijen M. J., Fiala D., Kester A.M., Steenhoven AA. Validation of an in individualised model of human Thermoregulation for predicting responses to cold air // J of Biometeorology. 2007. V 51. №3. P. 169-179.
30. Lichtenbelt W.D.M., Schranwen P., Kerckhove S.D., and Westerterp -Plantenga M.S. Individual variation inbody temperature and energy expenditure in response to mild cold // Am J Physiol Endocrinol Metab. 2002. V. 285. № 5. P. E1077-E1083.
31. Stowell R.R. Heat stress relief and supplemental cooling. Dairy Housing Equipment Systems Conference Proceedings Publ. No. 129 of Natural Resource, Agriculture, and Engineering Service (NRAES). Agricultural and Biological Engineering Department, Cornell University, Ithaca, NY. 2000.
32. Taylor C.R., Lyman C.P. A comparative study of the environmental physiology of an East African antelope, the eland, and the Hereford streer // Physiol Zool. 1967. V.40. N3. P. 280-295.
33. Werner J. Biophysics of heat exchange between body and environment. In: Physiology and Pathiphysiology of Temperature Regulation, edited by Blatteis CM. FarrerRoad, Singapore: World Scientific. 1998. P. 25-45
