Температура тела в нормальных условиях относительно постоянна. Постоянство температуры тела обозначается как изотермия. Относительное постоянство температуры обеспечивает для всех органов и тканей одно из важнейших условий жизни — независимость от колебаний температуры окружающей среды. Эта независимость от внешних условий осуществляется физиологическими механизмами терморегуляции. Главная роль в регулировании обмена веществ и энергии принадлежит нервной системе, поэтому возникновение изотермии связано с развитием нервной системы.
У животных, находящихся на низших ступенях развития, изотермия отсутствует. У всех беспозвоночных, а также амфибий, рыб, рептилий изменения температуры тела происходит в зависимости от температуры внешней среды. Животные с переменной температурой тела называются пойкилотермными, а животные с постоянной температурой тела – гомойотермными. Старые термины «холоднокровный» и «теплокровный» неточны, так как у «холоднокровного» животного при высокой температуре тела может быть выше температуры тела «теплокровного» животного.
Терморегуляции у пойкилотермных животных или нет, или она почти не развита, но и у них температура тела не всегда равняется температуре внешней среды, так как благодаря обмену веществ в их организме вырабатывается тепло. Поэтому при низкой температуре внешней среды температура тела у них несколько выше, а при высокой температуре внешней среды может наступить перегревание тела.
Пойкилотермные животные по приходу и расходу тепла занимают среднее место между телами неживой природы и гомойотермными животными. Температура тела у различных гомойотермных животных неодинакова: у птиц — около 42 градусов; у млекопитающих — в среднем около 39°С.
Температура тела зависит от соотношения между величиной теплообразования и величиной теплоотдачи.
Суточный ход изменения температуры тела
За среднюю температуру тела принимается температура в подмышечной впадине. Эта температура равна у человека 36,5 — 37°С. У животных нормальная температура измеряется в прямой кишке.
Температура внутренних органов, в которых происходит интенсивный обмен, выше средней температуры тела, а температура кожи ниже.
Когда температура кожи падает ниже 30-31°С, ощущается холод. Даже у здоровых людей при интенсивной мышечной работе температура тела иногда повышается до 39-40°С и быстро возвращается к исходному уровню.
Суточные колебания температуры отражают основные процессы организма — пульс, потребление кислорода, содержание сахара в крови, выделение азота и т. д. Минимальная суточная температура — в 2-4 часа ночи, максимальная — в 4-7 часа вечера.
Процессы жизни в разных температурных условиях
Температурные границы жизни неодинаковы для разных видов организмов, периодов их развития, физиологического состояния, предшествовавших температурных условий, пола (как правило, самцы менее устойчивы к высоким и низким температурам). По отношению к колебаниям температуры различают две группы организмов: стенотермные – живущие при небольших колебаниях температуры, например обитатели тропических морей, больших глубин, и эвритермные – живущие при разнообразных температурах, например обитатели суши, пресных вод умеренного климата. При температурах, превышающих оптимальные, биологические реакции снижаются вследствие разрушения белков, а при температурах ниже оптимальных организму угрожает смерть в результате замерзания внутриклеточной воды.
Обратимые биохимические реакции обмена веществ идут в двух направлениях: расщепления высоко- и низкомолекулярных соединений и их синтеза. Чем выше температура до определенного предела (см. выше), тем больше скорость биохимических реакций в соответствии с правилом Вант-Гоффа. Реакции расщепления сопровождаются поглощением тепла (эндотермические), а при синтезе в большинстве случаев тепло выделяется (экзотермические). Повышение температуры для экзотермических реакций смещает равновесие в сторону исходных реагирующих веществ, а понижение температуры смещает равновесие в сторону синтеза, т. е. в сторону реакций, выделяющих тепло. Скорость реакций пропорциональна концентрации реагирующих веществ и температуре. При повышении температуры на 10°С в организмах константа скорости реакции увеличивается примерно в 2-4 раза (правило Вант-Гоффа).
Решающая роль в обмене веществ и энергии принадлежит катализаторам биохимических реакций: ферментам, гормонам и витаминам, которые действуют наиболее эффективно при температуре тела.