Терморегуляция

Терморегуляция (от греческого therme — «тепло» и латинского regulo — «упорядочиваю, регулирую») — это физиологическая функция, обеспечивающая поддержание оптимальной для данного вида температуры глубоких областей тела в условиях меняющейся температуры окружающей среды.

Способность к терморегуляции в значительной мере определяет границы расселения и выживания животных в различных климатических условиях и является одним из важнейших механизмов их гомеостаза.

Формы и механизмы терморегуляции у разных животных

• Пойкилотермные животные (с непостоянной температурой тела) в основном используют поведенческую терморегуляцию: изменение активности (спячка, оцепенение, смена времени суточной активности), перемещение в более тёплые или прохладные места. Однако многие из них также способны влиять на температуру тела физиологически. Например, с помощью одышки некоторые ящерицы и крокодилы могут длительное время поддерживать температуру тела на 2–5 °C ниже температуры окружающей среды.
• Эндотермные животные способны генерировать тепло за счёт метаболизма. Например, некоторые насекомые (шмели, многие ночные бабочки) перед полётом «разогревают» летательные мышцы, повышая температуру тела. Общественные насекомые (пчёлы, муравьи) используют метаболическое тепло для поддержания температуры не только собственного тела, но и всего гнезда (групповая терморегуляция).
• Гетеротермные животные (например, колибри, летучие мыши, мелкие грызуны, однопроходные) могут впадать в состояния, когда температура их тела значительно колеблется в зависимости от температуры среды (торпор, спячка), экономя энергию.
• Гомойотермные животные (птицы и млекопитающие) имеют постоянную высокую температуру тела благодаря интенсивному обмену веществ (тахиметаболизм). Они используют сложную систему, сочетающую:
  • Химическую терморегуляцию — регуляцию уровня теплопродукции (например, за счёт дрожи или усиления обмена веществ).
  • Физическую терморегуляцию — регуляцию уровня теплоотдачи (например, за счёт потоотделения, изменения кровотока в коже, положения волос или перьев).

Центр терморегуляции

Баланс между теплопродукцией и теплоотдачей контролирует центр терморегуляции, расположенный в гипоталамусе. Он интегрирует сигналы:

• Периферических терморецепторов в коже и подкожных тканях.
• Центральных термочувствительных нейронов самого гипоталамуса, которые отслеживают температуру крови.

На основе этой информации центр терморегуляции запускает корректирующие реакции:

• При угрозе переохлаждения: увеличивает теплопродукцию (интенсификация обмена, холодовая дрожь) и уменьшает теплоотдачу (сужение кожных сосудов, пилоэрекция — поднятие волос или перьев).
• При угрозе перегрева: уменьшает теплопродукцию (снижение мышечного тонуса) и увеличивает теплоотдачу (расширение кожных сосудов, потоотделение или тепловая одышка у животных, которые не потеют).

В реализации этих команд участвуют железы внутренней секреции, прежде всего щитовидная железа и надпочечники.

Роль высшей нервной деятельности

Терморегуляция находится под контролем коры больших полушарий головного мозга. Это позволяет животному на основе субъективного ощущения температуры выбирать целенаправленное поведение: активно избегать экстремальных температур, строить убежища, менять позу или искать более комфортную среду.