Journal of New Medical Technologies. eJournalJournal of New Medical Technologies. eJournalВестник новых медицинских технологий. Электронный журнал2075-4094214710.12737/3862КЛИНИКА И МЕТОДЫ ЛЕЧЕНИЯ. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА. НОВЫЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ФОРМЫCLINICAL PICTURE AND METHODS OF TREATMENT. FUNCTIONAL AND INSTRUMENTAL DIAGNOSTICS. NEW MEDICINAL FORMSКЛИНИКА И МЕТОДЫ ЛЕЧЕНИЯ. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА. НОВЫЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ФОРМЫThe influence of the ratio of the core size and shell on heat homeostasis of some animalsВлияние соотношения размеров ядра и оболочки на тепловой гомеостазис некоторых животныхНесмеяновА. А.NesmeyanovA. А.ШабановП. Д.ShabanovP. Д.ЛучаковЮ. И.LuchakovYu. И.ХадарцевАлександр АгубечировичKhadartsevAleksandr Агубечировичahadar@yandex.ru30042014300420148119https://zh-szf.ru/en/nauka/article/2147/view
В работе исследовался процесс терморегуляции в термонейтральной зоне кролика и коровы. Изучали также процессы теплопередачи при испарении воды в различных объемах и с разными поверхностями на матричных инфракрасных камерах со скоростными компьютерными системами захвата и обработки изображений с программным обеспечением. Были использованы как экспериментальные, так и модельные исследования на животных. Установлено, что в тканях ядра поддерживается тепловой гомеоста-зис при изменении температуры среды в пределах термонейтральной зоны за счет механизма изменения размеров ядра и оболочки, а не за счет изменения энергоемких процессов теплопродукции и теплоотдачи. Это постоянство температуры ядра подтверждается установлением фрактальных процессов теплообмена, зависящих от фазы адаптационного процесса. Показано, что большая величина у такого крупного животного как корова, по сравнению с кроликом, обусловлена большей величиной её оболочки, за счет которой и происходят изменения размеров ядра.
This paper presents the results of study of the thermoregulation in the thermo-neutral zone in rabbit and cow, also the processes of heat transfer during the evaporation of water in different sizes and with different surfaces on matrix infrared cameras with high-speed computer systems capture and image processing software. Experimental and modelling studies on animals were used. It was established that in the tissues of kernel the heat ho-meostasis is supported when the temperature of the environment within the thermo-neutral zone due to the mechanism of changing the size of the kernel and the shell, not by changing the energy-intensive processes of heat production and heat loss. This consistency of core temperature is confirmed by the determination of the fractal processes of heat exchange, depending on the phase of the adaptation process. It is shown that a large magnitude in such a big animal like a cow, in comparison with a rabbit, due to the larger size of its sheath, through which changes the size of the nucleus.
тепловой гомеостазистеплорегуляциятермонейтральная зонамеханизмы адаптацииинфракрасные камерыheat homeostasisheat regulationthermo-neutral zonemechanisms of adaptationinfrared camera
Поддержание постоянной температуры организм теплокровного животного и человека осуществляется с помощью химической и физической регуляции. При пониженных температурах среды включается внутренний механизм защиты организма от охлаждения, в результате чего увеличивается теплопродукция (повышается тонус мышц, возникает дрожь). При слишком больших температурах среды в организме наоборот усиливается теплоотдача (увеличивается выделение пота, частота дыхания). Однако существует зона внешних температур, так называемая термонеитральная зона (термонейтральной зоне), когда, несмотря на изменение температуры среды, при фактически постоянных процессах теплопродукции и теплоотдачи, температура гомойотермных животных неизменна. В границах этой зоны функционирование системы терморегуляции, а также других физиологических систем организма, осуществляется с наименьшими энергетическими затратами, из-за чего эта температурная зона является благоприятной для жизнедеятельности человека и гомойотермных животных [22, 23, 26, 31]. Изменения температуры среды в этой зоне бывают достаточно большими. Так по данным [2, 7, 32] для крупных млекопитающих ТНЗ может достигать 10 и более градусов. При этом температура тела животного не меняется, несмотря на фактически неизменную теплопродукцию и теплоотдачу.
Брюк К. Тепловой баланс и регуляция температуры тела. М, Мир, 1986. С. 18-45.Bryuk K. Teplovoy balans i regulyatsiya temperatury tela. Moscow: Mir; 1986. Russian.Владимирова И.П., Зотин А.И. Кривые терморегуляции и определяющие их факторы // Успехи физиологических наук. 1989. Т.20. №3. С. 21-42.Vladimirova IP, Zotin AI. Krivye termoregulyatsii i opredelyayushchie ikh faktory. Uspekhi fiziologicheskikh nauk. 1989;20(3):21-42. Russian.Дольник В.Р. Биоэнергетика современных животных и происхождение гомойотермии // Журн. Общ. Биологии. 1981. Т.42. №1. С. 60-74.Dol´nik VR. Bioenergetika sovremennykh zhivotnykh i proiskhozhdenie gomoyotermii. Zhurn. Obshch. Biologii. 1981;42(1):60-74. Russian.Дымникова Л.П., Хорева Е.В., Куликова О.В. Перенос тепла кровью в венозных сосудах кролика в различных температурных условиях//Рос. физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 1992. Т.78. №1. С.72-79.Dymnikova LP, Khoreva EV, Kulikova OV. Perenos tepla krov´yu v venoznykh sosudakh krolika v razlichnykh temperaturnykh usloviyakh Ros. fiziol. zhurn. im. I.M.Sechenova. 1992;78(1):72-9. Russian.Еськов В.М., Филатова О.Е., Фудин Н.А., Хадарцев А.А. Новые методы изучения интервалов устойчивости биологических динамических систем в рамках компартментно-кластерного подхода // Вестник новых медицинских технологи. 2004. № 3. С. 5-6.Es´kov VM, Filatova OE, Fudin NA, Khadartsev AA. Novye metody izucheniya intervalov ustoychi-vosti biologicheskikh dinamicheskikh sistem v ramkakh kompartmentno-klasternogo podkhoda [New methods of investigation of biological dynamic systems´ stability according to compartmental-cluster approach]. Vestnik no-vykh meditsinskikh tekhnologi. 2004;3:5-6. Russian.Зотин А.И., Владимирова И.Г. Макросистематика млекопитающих по критериям энергетического метаболизма//Известия АН, сер. Биолог. 1991. № 1. С. 59-69.Zotin AI, Vladimirova IG. Makrosistematika mlekopitayushchikh po kriteriyam energeticheskogo metabolizma. Izvestiya AN, ser. Biolog. 1991;1:59-69. Russian.Зотин А.И., Владимирова И.Г., Кирпичников А.А. Энергетический метаболизм и направление эволюционного прогресса в классе млекопитающих // Журн. Общ. Биолог. 1990. Т. 51. № 6. С. 760-767.Zotin AI, Vladimirova IG, Kirpichnikov AA. Energeticheskiy metabolizm i napravlenie evolyu-tsionnogo progressa v klasse mlekopitayushchikh. Zhurn. Obshch. Biolog. 1990;51(6):760-7. Russian.Зотин А.И., Владимирова И.П. Макросистематика млекопитающих по критериям энергетического метаболизма//Известия АН, сер. Биолог. 1991. №1. С. 59-69.Zotin AI, Vladimirova IP. Makrosistematika mlekopitayushchikh po kriteriyam energeticheskogo me-tabolizma. Izvestiya AN, ser. Biolog. 1991;1:59-69. Russian.Иванов К.П. Основы энергетики организма. 1990. Т. 1, 2004.Ivanov KP. Osnovy energetiki organizma. 1990. T. 1; 2004. Russian.Исаева Н.М., Субботина Т.И., Хадарцев А.А., Яшин А.А. Код Фибоначчи и «золотое сечение» в экспериментальной патофизиологии и электромагнитобиологии: Монография / Под ред. Т.И. Субботиной и АА. Яшина- Москва - Тверь - Тула: ООО «Издательство «Триада», 2007. 136 с.Isaeva NM, Subbotina TI, Khadartsev AA, Yashin AA. Kod Fibonachchi i «zolotoe sechenie» v eksperimental´noy patofiziologii i elektromagnitobiologii: Monografiya / Pod red. T.I. Subbotinoy i A.A. Yashina-Moscow - Tver´ - Tula: OOO «Izdatel´stvo «Triada»; 2007. Russian.Кидалов В.Н., Хадарцев А.А. Тезиография крови и биологических жидкостей / Под ред. А.А. Хадарцева. Тула: Тульский полиграфист, 2009. 244 с.Kidalov VN, Khadartsev AA. Teziografiya krovi i biologicheskikh zhidkostey / Pod red. A.A. Khadartseva. Tula: Tul´skiy poligrafist; 2009. Russian.Костин А.П. Адаптация животных к экстремальным факторам внешней среды. Физиол. сельскохозяйственных животных. Л., 1978. С. 587-599Kostin AP. Adaptatsiya zhivotnykh к ekstremal´nym faktoram vneshney sredy. Fiziol. sel´skokho-zyaystvennykh zhivotnykh. L.; 1978. Russian.Лучаков Ю.И., Ноздрачев А. Д. Механизм тепло пере носа в различных областях тела человека // Известия РАН Серия биологическая. 2009. №1. С. 64-69.Luchakov Yul, Nozdrachev AD. Mekhanizm teploperenosa v razlichnykh oblastyakh tela cheloveka. Izvestiya RAN Seriya biologicheskaya. 2009;1:64-9. Russian.Морозов В.Н., Хадарцев А.А., Ветрова Ю.В., Гуськова О.В. Неспецифические (синтоксические и кататоксические) механизмы адаптации к длительному воздействию холодового раздражителя // Вестник новых медицинских технологий. 2000. Т. 7. № 3-4. С. 100-105.Morozov VN, Khadartsev AA, Vetrova YuV, Gus´kova OV. Nespetsificheskie (sintoksicheskie i katatoksicheskie) mekhanizmy adaptatsii к dlitel´nomu vozdeystviyu kholodovogo razdrazhitelya [Nonspecific ( syntoxic and catatoxic) mechanisms of an adaptation to a long -term exposure to a chilling irritant]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2000;7(3-4): 100-5. Russian.Надольяк Е.А., Стояновский С.В. Энергетический обмен у сельскохозяйственных животных //Физиология сельскохозяйственных животных. Л., 1978. С. 255-280.Nadol´yak EA, Stoyanovskiy SV. Energeticheskiy obmen u sel´skokhozyaystvennykh zhivotnykh. Fiziologiya sel´skokhozyaystvennykh zhivotnykh. L.; 1978. Russian.Румянцев Г.В. Распределение температур и температурных градиентов в теплофизической модели тела кролика при внутренних и внешних температурных возмущениях // Рос. Физиол. ж. им. И.М. Сеченова. 2002. Т 75. № 4. С. 596-598.Rumyantsev GV. Raspredelenie temperate i temperaturnykh gradientov v teplofizicheskoy modeli tela krolika pri vnutrennikh i vneshnikh temperaturnykh vozmushcheniyakh. Ros. Fiziol. zh. im. I.M. Sechenova. 2002;5(4):596-8. Russian.Слепчук Н.А., Иванов К.П. Величины температурных градиентов в коже и их значение для терморегуляции//Физиол.журн. СССР им И.М. Сеченова. 1992. Т.78. № 1. С. 80-84.Slepchuk NA, Ivanov KP. Velichiny temperaturnykh gradientov v kozhe i ikh znachenie dlya termoregulyatsii. Fiziol.zhurn. SSSRiml.M. Sechenova. 1992;78(1):80-4. Russian.Слепчук Н.А., Румянцев Г.В. Температурные градиенты в коже и теплоотдача при различной окружающей температуре // Физиол. ж., СССР им И.М. Сеченова. 1974. Т.60. № 3. С. 427^433.Slepchuk NA, Rumyantsev GV. Temperaturnye gradienty v kozhe i teplootdacha pri razlichnoy okruzhayushchey temperature. Fiziol. zh, SSSRiml.M. Sechenova. 1974;60(3):427-33. Russian.Флиндт Р. Биология в цифрах. М. 1992. 303 с.Flindt R. Biologiya v tsifrakh. Moscow; 1992. Russian.Хадарцев А.А., Морозов В.Н., Гусак Ю.К., Карасева Ю.В., Дармограй В.Н., Зилов В.Г. Явление стимуляции синтаксический и кататоксических механизмов адаптации, находящихся в структурах гипоталамуса человека и животных // Диплом за открытие № 301 от 7.02.2006.Khadartsev AA, Morozov VN, Gusak YuK, Karaseva YuV, Darmogray VN, Zilov VG. Yavlenie stimulyatsii sintaksicheskiy i katatoksicheskikh mekhanizmov adaptatsii, nakhodyashchikhsya v strukturakh gipotalamusa cheloveka i zhivotnykh. Diplom za otkrytie № 301 ot 7.02.2006. Russian.Эккерт Р., Ренделл Д., Огастин Дж. Физиология животных. 1992. Т.2. 343 с.Ekkert R, Rendell D, Ogastin Dzh. Fiziologiya zhivotnykh; 1992. V.2. Russian.Attia М., Beateis J., Bligh J. Glossary of thems for thermal physiology // Phlugers Arch. 1987. V.410. № 4-5. P. 941.Attia M, Beateis J, Bligh J. Glossary of thems for thermal physiology. Phlugers Arch. 1987; 410(4-5):941. Fanger P.O. Thermal comfort. Copengagen. 1970. 244 p.Fanger PO. Thermal comfort. Copengagen; 1970.Fiala D., Lomas K.J., Stohrer M. Computer prediction of human Thermoregulatory and temperature responses to a wide range of environmental conditions // Int J Biometeoral. 2001. V. 45. P. 143-159.Fiala D, Lomas KJ, Stohrer M. Computer prediction of human Thermoregulatory and temperature responses to a wide range of environmental conditions. Int J Biometeoral. 2001;45:143-59.Fiala D., Lomas K.J., Stohrer M. First principles modeling of thermal responses in steady - state and transient conditions // ASHRAE Trans. 2003. V. 109. P. 118-179.Fiala D, Lomas KJ, Stohrer M. First principles modeling of thermal responses in steady - state and transient conditions. ASHRAE Trans. 2003;109:118-79.Hey E. Thermal neutrality // Brit. Med. Bull. 1975. V. 31. № 1. P.69.Hey E. Thermal neutrality. Brit. Med. Bull. 1975;31(1):69.Kleiber M. The fire of life. Introduction to animal energetics. Wiley and Sons. N.Y.-L. 1961.Kleiber M. The fire of life. Introduction to animal energetics. Wiley and Sons. NY.-L; 1961.Lichtenbelt W.D.M., Frijns A.J.H., Fiala D., Javssen A.M.J., and Steenhoven AA. Effect of individual characteristics on mathematical model of human thermoregulation // J Thermal Biology. 2004. V. 29. P. 577-581.Lichtenbelt WDM, Frijns AJH, Fiala D, Javssen AMJ, Steenhoven AA. Effect of individual characteristics on mathematical model of human thermoregulation J Thermal Biology. 2004;29:577-81.Lichtenbelt W.D.M., Frijns A. J.H., Ooijen M. J., Fiala D., Kester A.M., Steenhoven AA. Validation of an in individualised model of human Thermoregulation for predicting responses to cold air // J of Biometeorology. 2007. V 51. №3. P. 169-179.Lichtenbelt WDM, Frijns AJH, Ooijen MJ, Fiala D, Kester AM, Steenhoven AA. Validation of an in individualised model of human Thermoregulation for predicting responses to cold air. J of Biometeorology. 2007;51(3):169-79.Lichtenbelt W.D.M., Schranwen P., Kerckhove S.D., and Westerterp -Plantenga M.S. Individual variation inbody temperature and energy expenditure in response to mild cold // Am J Physiol Endocrinol Metab. 2002. V. 285. № 5. P. E1077-E1083.Lichtenbelt WDM, Schranwen P, Kerckhove SD, Westerterp -Plantenga MS. Individual variation inbody temperature and energy expenditure in response to mild cold. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2002;285(5):E1077-83.Stowell R.R. Heat stress relief and supplemental cooling. Dairy Housing Equipment Systems Conference Proceedings Publ. No. 129 of Natural Resource, Agriculture, and Engineering Service (NRAES). Agricultural and Biological Engineering Department, Cornell University, Ithaca, NY. 2000.Stowell RR. Heat stress relief and supplemental cooling. Dairy Housing Equipment Systems Conference Proceedings Publ. No. 129 of Natural Resource, Agriculture, and Engineering Service (NRAES). Agricultural and Biological Engineering Department, Cornell University, Ithaca, NY; 2000.Taylor C.R., Lyman C.P. A comparative study of the environmental physiology of an East African antelope, the eland, and the Hereford streer // Physiol Zool. 1967. V.40. N3. P. 280-295.Taylor CR Lyman CP. A comparative study of the environmental physiology of an East African antelope, the eland, and the Hereford streer. Physiol Zool. 1967;40(3):280-95.Werner J. Biophysics of heat exchange between body and environment. In: Physiology and Pathiphysiology of Temperature Regulation, edited by Blatteis CM. FarrerRoad, Singapore: World Scientific. 1998. P. 25-45Werner J. Biophysics of heat exchange between body and environment. In: Physiology and Pathiphysiology of Temperature Regulation, edited by Blatteis CM. FarrerRoad, Singapore: World Scientific; 1998.