Колебания температуры зависят от времени суток, активности организма, температуры окружающей среды, теплоизоляционных свойств одежды. Во время тяжелой физической работы, тренировок и спортивных соревнований температура тела может повышаться на 1–2 °C и более. Оказывают влияние на температуру тела и изменение физиологического состояния организма, нервное возбуждение, беременность.
Человек может переносить отклонения внутренней температуры тела от нормальной на 4 °C в обе стороны: нижний предел — 33 °C, верхний — 41 °C. В течение суток температура тела изменяется незначительно: максимальные ее величины (37,0-37,1 °C) наблюдаются в 16–18 часов, минимальные (36,2-36,0 °C) в 3–4 часа утра. У пожилых людей температура тела может снижаться до 35–36 °C.
Разную температуру имеют внутренние органы. Самый горячий из них — печень, ее температура доходит до 38–40 °C. Температура в подмышечной впадине, измеряемая обычно для определения состояния здоровья человека, в норме равна 36,5-36,9 °C. Температурю в прямой кишке 37,2-37,5 °C. Все эти цифры близки к средней температуре тела, а также крови, омывающей все органы. Самую низкую температуру, неодинаковую на различных участках тела, имеют кожные покровы. Относительно высока температура кожи шеи — при комнатной температуре воздуха она равна 34 °C. Близка к этому уровню температура кожи головы — 33,5 °C. Намного ниже температура кожи пальцев рук — 28,5 °C, пальцев ног — 24,4 °C. Довольно постоянная температура кожи у частей тела, покрытых одеждой: около 33,2-33,5 °C. А вот показатели температуры кожи на открытых участках меняются в зависимости от погоды и других внешних условий.
Средняя температура тела, если не учитывать значительных температурных колебаний открытых участков кожи, тем не менее, почти постоянна. В обычных условиях она колеблется в пределах 0,5–0,7 °C.
Установлена и условно-рефлекторная природа суточных изменений температуры тела. Главные причины — смена освещенности днем и ночью и режим жизни в разные часы суток. Так, при переездах на значительные расстояния в места с резко отличающимися часовыми поясами в первые дни сохраняется обычный суточный ритм температуры тела, несмотря на иной распорядок жизни, тренировок, питания и сна. Постепенно, однако, суточная кривая температура изменяется, приспосабливается к новым условиям.
Постоянство температуры тела возможно лишь в том случае, если количество образующегося тепла равно количеству тепла, отдаваемого телом в окружающую среду. Иными словами, постоянство температуры тела обеспечивается сочетанием двух взаимосвязанных процессов — теплопродукции и теплоотдачи. Если приход тепла равен его расходу, то температура тела сохраняется на постоянном уровне. Если же теплопродукция преобладает над теплоотдачей, температура тела повышается. В тех случаях, когда образование тепла отстает от теплоотдачи, наблюдается снижение температуры тела.
Теплообразование для человека — важнейший способ поддерживания постоянства температуры тела. Непрерывное протекание обменных процессов в организме сопровождается образованием тепла. Выделенную энергию принято выражать в единицах тепловой энергии — килокалориях (ккал) или килоджоулях (кДж).
Энергия, выделяемая человеком за сутки, слагается из трех величин: энергии основного обмена, повышенного обмена при приеме пищи и, наконец, энергии, образующейся в результате умственной и физической деятельности.
Энергия основного обмена расходуется на поддержание главных жизненных функций: дыхания, работы сердца, почек и т. д. Для взрослого человека величина основного обмена в среднем составляет примерно 1 ккал (4,184 кДж) на 1 кг массы тела в час.
Теплопродукция увеличивается при приеме пищи вследствие повышенной деятельности пищеварительных органов. При обычной смешанной диете с нормальным соотношением белков, жиров и углеводов обмен энергии после приема пищи повышается в среднем на 150–200 ккал, что составляет 10–15 % основного обмена.
Повышение теплопродукции происходит, в основном, при физической работе и в значительно меньшей степени — при умственной. Количество тепла, выделяющегося при этом, зависит от вида деятельности, интенсивности и продолжительности работы.
В различных органах тела образуется неодинаковое количество тепла. Главный регулятор теплопродукции — мышцы. При интенсивной физической нагрузке они доставляют до 90 % тепла. В нормальных условиях на долю мышц приходится 65–70 % теплопродукции. Второй по значимости источник теплопродукции — печень и пищеварительный тракт. Они дают 20–30 % тепла.
Производство тепла при физической работе предельной мощности достигает 4000 кДж в час, что превышает теплопродукцию при работе умеренной мощности примерно в 10 раз. Резкий подъем температуры тела наблюдается в момент отказа от дальнейшего продолжения физической деятельности, выполняемой на пределе функциональных возможностей человека.
Кроме тепла, образующегося в самом организме, человек в жаркое время получает тепло окружающей среды. Так, при понижении температуры внешней среды ниже 15 °C теплоофазование значительно усиливается, а при увеличении свыше 30 °C — уменьшается. Однако при значительном повышении температуры окружающей среды (свыше 37 °C) отмечается нарушение теплообмена, и температура тела вновь повышается. При снижении температуры воздуха нередко возникает холодная дрожь — непроизвольное сокращение скелетных мышц. Эта реакция организма носит защитный характер: она усиливает теплообразование в мышцах и тем самым поддерживает нормальную температуру тела.
Таким образом, количество тепла в организме определяется, во-первых, теплом, образующимся за счет обменных процессов, а во-вторых, поступающим из внешней среды.
Наряду с образованием тепла в организме постоянно происходит его расход путем теплоотдачи. Иначе человек погиб бы от перегревания. Расчет показывает: если по каким-либо причинам теплоотдача прекратится, то температура тела человека каждый час будет повышаться на 2,5 °C. К концу суток она поднимется выше 60 °C. А ведь это температура свертывания белковых частей тканей!
При интенсивной мышечной работе перегревание организма, казалось бы, должно наступить еще быстрее. При умеренной работе производство тепла, например, возрастает в 2–3 раза, а при напряженных физических упражнениях, когда в работу вовлекаются большие группы мышц, — в 10–20 раз. За 10 минут подобной работы температура тела могла бы повыситься до 42 °C. Однако критической ситуации не возникает, поскольку наряду с усилением образования тепла увеличивается и его расход.
Тепло, в основном, выделяется через кожу, а также посредством дыхания. Отдача тепла происходит по законам физики следующими путями: излучением тепла нагретой поверхностью тела; проведением тепла путем нагревания более холодного воздуха и соприкасающихся с телом предметов; расходом тепла путем испарения с поверхности кожи и легких.
Теплоизлучение — это свойство нагретой до определенной температуры поверхности излучать тепло в виде лучистой энергии — инфракрасных лучей. Тепло-проведение и теплоизлучение в покое составляют около 70–80 % всей теплоотдачи.