Терморегуляция және оның механизмдері

Сүтқоректілерде тағы бір термогенездік нысан бар, ол қоңыр май тіндеріндегі тотығумен байланысқан тері астында, мойында және кеуде бөлігінде қоңыр май тіндері қалыптасады. Коңыр майдың құрамында көп мөлшерде митохондриялар мен пронизан болады. Суык әсерінен коңыр майда қан айналымы көбейіп, жылудың бөлінуі мен оның тынысы артады. Оның маңыздылығы, тікелей жақын орналасқан ағзалар кызады: жүрек, ірі тамырлар, лимфа түйіндер, сондайақ орталық жүйке жүйесі. Ұйқыдан оянған жануарлар негізінен қоңыр майды пайдаланады. Құстарда қоңыр майдың қызметі әлсіз. Зат алмасуының өзгеруі, гомойтермдік жануардың ағзасының және ортаның температура әсерінен туындайды.

Ағзаның қоршаған ортамен жылу алмасуы реттелген күйде болады. Мұндай температуралық интервалды термонейтральды аумақ деп атайды. Зат алмасудың дәрежесі бұл аумақта аздаған болады. Қоршаған ортамен жылу балансы орнайтын температураның нақты мәнін ескере отырып критикалық нүкте туралы ылғи айтылады. Тоериялық тұрғыдан бұл дұрыс, алайда тәжірибелік жағынан мұндай нүктені орнату мүмкін емес, өйткені метаболизмнің ұдайы заңдылыққа бағынбайтын тербелістері мен жабындарының жылу өткізгіштік қасиетінің тұрақты еместігі байқалады.

Термонейтральды аумақтан тыс қоршаған ортаның температурасының төмендеуі зат алмасудың дәрежесінің рефлекторлық көтерілуін және жаңа жағдайлардағы ағзаның жылу балансын орнатқанға дейінгі жылу өндірісін тудырады.Осыған қарамастан дененің температурасы өзгеріссіз қалады. Термонейтральды аумақтан тыс қоршаған ортаның температурасының көтерілуі де зат алмасудың деңгейінің жоғарылауын тудырады, олар өз кезегінде жұмысына қажетті қосымша энергияны жұмсауды талап ететін жылу беру механизмінің қосылуымен сипатталады. Белгілі бір дәрежеге жеткенде жылу берудің күшейтілген механизмдері эффективті емес болып шығады, қызып кету байқалып, соңында ағзаның өлуі болады.

Химиялық терморегуляцияның түрлік ерекшеліктері негізгі алмасудың (термонейтральдықтың аумағында), термонейтральды аумақтың көлемі, орналасуы, химиялық терморегуляцияның интенсивтілігі (ортаның температурасы 10С-қа төмендегендегі зат алмасудың артуы) және де терморегуляцияның эффективті әсерінің дәрежесінің айырмашылығымен сипатталады. Аталған барлық параметрлер жеке түрлердің экологиялық спецификасын сипаттайды және бейімделушілік түрде географиялық орналасуына қарай аудан, жыл мезгілі және басқа да экологиялық факторлардың әсерінен өзгеріп отырады.

Физикалық терморегуляция морфофизиологиялық механизмдердің жиынтығын құрайды, жалпы жылу балансының бір құрама бөлігі ретінде ағзаның жылу беруінің тұрақтылығымен байланысты болады. Гомойотермді жануарлардың жалпы жылу беру дәрежесін анықтайтын негізгі тетігі – жылу өткізгіш жамылғылардың құрылымы. Жылі өткізгіш құрылымдар (құс жүні, шаш) гомойотермияға себепші болмайды, көбіне аз энергиялық күш жұмсап гомойотермияны іске асыруға жәрдем береді деген қате түсінік қалыптасқан. Бұл қалыпты төменгі температура жағдайында өмір сүру кезінде ерекше маңызды болып табылады. Сондықтан жылу өткізгіш жамылғы құрылымдары мен тері асты майларының қабаттары салқын климатты аймақтарда өмір сүретін жануарларда айқын байқалады. Көптеген жануарларда терморегуляция нәтижелі жұмыс істеуіне бағытталған оптимальды дене температурасы болады. Осы белгіленген температура төмендесе олардың зат алмасуы төмендейді, бұлшық ет белсенділігі азаяды және жануар әлсірейді. Егер оптимальды температурадан жоғары болса, зат алмасу үрдісі күшейеді және оның тиісті дәржесін ұстап тұру үшін көптеген шығын жұмсалады. Сонымен қатар, ағзаның өмір сүруінің жоғарғы температуралық шегі болады. Көптеген түрлерде бұл шекті көрсеткіш 47°С-ты құрайды. Ағзаның зат алмасушылық реакциялары үздіксіз жылу бөліп отырады және жануар қаншалықты белсенді болса, соншалықты жылу көп мөлшерде бөлінеді. Бірақ кей жағдайларда суық қоршаған ортада қалыпты зат алмасу мен белсенділіктен алынатын калориялар суыққа төзу үшін аз болады және де сонда жануарлар зат алмасуды күшейте отырып қосымша күш өндіре алады. Көптеген омыртқасыздар олардың температурасының қоршаған ортаның температурасымен бірдей болуына байланысты салқынқанды болып келеді.

Зат алмасу реакцияларының интенсивтілігі температурамен анықталатын болғандықтан, мұндай жануарлар дене температурасы төмендей бастағанда белсенділігін азайтуға мәжбүр болады. Бірақ кейбір омртқасыздарда, мысалы Porcellio scaber есекқұртында және қырықаяқтың дене температурасының төмендеуі қосымша белсенділікті стимулдайды және осылайша сыртқы орта температурасына қарағанда жоғарғы температураны ұстап тұруға қабілетті болады. Жылықанды жануарлардың калорияларының түзілуін интенсивтендіру үшін, бұлшықет белсенділігін арттырады,мысалы дірілдеу және тиреоидты гормондардың зат алмасудың интенсивтілігіне тура әсер етуімен күшейтуге болады. Азық қабылдау да жылу бөлінуді күшейте алады, өйткені ол ас қорыту кезінде бөлінеді. Салқын жағдайларда көптеген жануарлар азықты күштеп қолданады. Жылуды негізінен сыртқы көздерден алатын жануарларды – экзотермді, ал ішкі үрдістердің ғана энергиясын қолданатын жануарларды – эндотермді деп атайды. Экзотермді жануарлар кейде өзінің қызуын күн сәулесі арқылы күшейтеді, мұнда ашық иүсті обьектілерге қарағанда, қара түсті обьектілер күн сәулесін көп тұтынады. Кейбір кесірткелердің түрлері жылулық қажеттіліктеріне қарай түсін өзгерте алады. Мысалы, шөл далалық игуана Dipsosaurus dorsalis. Таңертеңгі уақытта дене температурасы төмен кезінде қара түсті болады, кейін температураның көтерілуіне қарай бозғылттана бастайды, 40°С температурада түсінің өзгеруінің орта деңгеіне жетеді. Осындай әдістермен, кейбір тасбақалар көп жылу алу үшін күн көзіне өзінің қара табанын шығарып жатады.

Зат алмасу реакциялары тоқтаусыз жылу шығарады және жануарлар әсіресе белсенді күйде болса тез қызады. Қызып кету өте ыстық ортада және жылу шығару үрдісі бұзылғанда дами бастайды. Жануарлардың денесінің летальды температурасы өте жоғары болмауына байланысты, салқындатқыш механизмдер тез және нәтижелі болуы керек.

Дене бойынан жылуды төрт тәсілмен жоғалтады: өткізгіштік, конвекция, сәулелену, булану.

Өткізгіштік, немесе жылу өткізгіштік – қатты және сұйық денелерде әр түрлі температурадағы жылу аймақтарында тасымалданады. Ол ағзаның ұлпаларында, немесе олардың араларында және сыртқы обьектілерінде орналасуы мүмкін. Өткізгіштік дене ішіндегі май қабаттары арқылы және дененің бетінде қылшықтық және жүнді жамалғымен ұсталынып тұратын ауа арқылы туындалатын жылу изоляциясымен төмендетілуі мүмкін.