18.4.2. Источники тепла

У эндотермных животных основным источником тепла служат экзотермические реакции, протекающие в живых клетках. Тепло высвобождается при расщеплении молекул веществ, получаемых с пищей, главным образом углеводов и жиров. Количество тепла, образующееся в организме животного натощак в состоянии покоя, называют уровнем основного обмена и используют как точку отсчета при сравнении энергетических затрат во время различных видов активности у разных организмов (см. разд. 11.7.6). У мужчины среднего роста и веса суточная потребность в энергии для поддержания основного обмена составляет около 8000 кДж. Точное количество энергии, необходимое каждому индивидууму, зависит от его веса, возраста и пола и у мужчин несколько больше, чем у женщин.

Большая часть метаболической энергии, выделяющейся в виде тепла, поступает из таких активных тканей, как печень и скелетные мышцы. Теплопродукция регулируется рядом различных факторов, таких как окружающая температура и гормоны. Тироксин, выделяемый щитовидной железой, повышает интенсивность метаболизма, а тем самым и выработку тепла. Действие этого гормона бывает продолжительным, тогда как эффекты адреналина большей частью кратковременны. Другие источники теплообразования включаются под действием нервных импульсов. Периодическая стимуляция скелетных мышц двигательными нейронами вызывает дрожь, которая может повысить теплопродукцию почти в 5 раз по сравнению с уровнем покоя. При дрожи различные группы мышечных волокон одной и той же мышцы сокращаются и расслабляются неодновременно и суммарным результатом оказываются некоординированные движения. Тепловой эффект может быть усилен за счет мышечной активности другого рода, например потирания рук, притаптывания или легких физических упражнений. У многих млекопитающих вокруг кровеносных сосудов грудной полости имеются участки, богатые бурой жировой тканью. Клетки этой ткани содержат многочисленные жировые капельки, которые быстро метаболизируются при стимуляции симпатическими нервами. Для животных, впадающих в зимнюю спячку, выработка тепла митохондриями этих клеток имеет особенно важное значение, так как позволяет быстро повысить температуру тела во время пробуждения от спячки (см. разд. 21.10.3). Для большинства описанных выше механизмов теплообразования инициирующим центром служит гипоталамус.