Топлинен баланс

Метаболитните процеси в организма са непрекъснат източник на топлина и тази топлина трябва да бъде в баланс с топлината, която се излъчва в околната среда, така че телесната температура да остава постоянна. Съществува така наречения топлинен баланс. Топлината е страничен продукт на метаболизма – тя се прозвежда от всички клетки, при мускулно съкращение и други физиологични процеси. Организмът получава топлина и от околната среда. Голяма част от прозведената топлина се губи през кожата. Следователно съществува един постоянен топлообмен между тялото и околната среда.

Процесът на топлообмен в ежедневието може да остане незабелязан, но ако се изчисли продукцията на топлина за по-дълъг период от време, ще може да се оцени значението на топлообмена с околната среда. Разбира се, организмът получава топлина не само вследствие на метаболитните процеси, но и чрез пренос от външната среда. Получената отвън топлина и отделената от организма топлина зависят от различните физични механизми, чрез които става отдаването или поглъщането на топлина. Ако се вземат предвид тези механизми, ще се получи следното уравнение за топлинен баланс:

ΔТ = (МЕТ - МР) ± Л ± К ± П - Изп,

където ΔТ е промяната в количеството топлина в организма,
МЕТ е получената метаболитна енергия;
МР е извършената механична работа
Л е топлообменът чрез излъчване;
К е топлообменът чрез конвекция;
П е топлообменът чрез проведане (допир);
Изп е топлината, погълната при изпарение.

От уравнението се вижда, че изпарението винаги води до намаляване на топлината в тялото, докато излъчването, конвекцията и допирът могат както да я намалят, така и да я увеличат в зависимост от околната температура. При положителна стойност на ΔТ топлинното съдържание на организма се увеличава, а при отрицателна стойност - намалява.

Увеличаването или намаляването на топлинното съдържание на тялото невинаги означава повишаване или намаляване на температурата. Това е така поради наличието на топлинните слоеве, обвиващи сърцевината на тялото. Приема се, че сърцевината на тялото при нормални условия е приблизително 65% от цялата телесна маса (при по-висока температура тази стойност е също по-висока). Поради тази причина може с известни приближение да се приеме, че средната телесна температура (Т_ср) ще се определи от сбора на средната температура на кожата (Т_к) и ректалната температура (Т_р), умножени по съответните коефициенти (0,65 и 0,35).

Т_ср = 0,65.Т_р+ 0,35.Т_к

Поради тази възможност за преразпределяне на топлината в различните температурни слоеве, тялото може да играе ролята на топлинен акумулатор и да поддържа за кратко време сравнително нормална температура при повишен метаболизъм без топлообмен с околната среда или пък да отдава топлина без промяна в срединната телесна температура и без повишаване на производството на топлина от организма. По-значителни промени в топлинното състояние на организма обаче изискват включването на редица регулаторни процеси, които да осъществят ефективното поддържане на постоянна телесна температура.