Вопрос о том, как именно холод влияет на наш организм, является одним из ключевых в физиологии. Многим кажется, что на морозе все процессы замирают, и системы тела начинают работать хуже. Но так ли это однозначно? Если отвечать кратко: и да, и нет. Холод не просто «тормозит» функции, он запускает сложнейший механизм адаптации, где одни процессы действительно подавляются, а другие, напротив, резко активизируются.
Как организм воспринимает холод?
Чтобы понять влияние холода, необходимо разобраться в том, как мы его чувствуем. В нашем организме существует сложная система терморецепции. Выделяют три основные группы терморецепторов:
- Поверхностные терморецепторы, расположенные в толще кожи;
- Терморецепторы сосудов, локализованные в стенках кровеносных сосудов;
- Центральные терморецепторы, находящиеся в ЦНС (в гипоталамусе, мозжечке, ретикулярной формации ствола мозга и спинном мозге).
Интересно, что кожные терморецепторы распределены неравномерно. Холодовые рецепторы залегают на глубине около 0,17 мм, а тепловые — глубже, на уровне 0,3 мм. При этом точек, воспринимающих холод, на нашей коже значительно больше, чем точек, воспринимающих тепло.
При оптимальной температуре рецепторы генерируют импульсы с постоянной частотой. Когда температура среды падает, частота импульсации холодовых рецепторов возрастает, а тепловых — снижается. Сигнал от них по нервным волокнам типа А-дельта через лемнисковые пути передается к нейронам таламуса, а затем в гипоталамус и кору мозга.
Центр управления: гипоталамус
Впервые наличие в мозге центра, меняющего температуру тела, обнаружил Клод Бернар в 80-х годах XIX века. Его знаменитый опыт «теплового укола» показал, что раздражение промежуточного мозга вызывает стойкое повышение температуры. Сегодня доподлинно известно, что главную скрипку в терморегуляции играет гипоталамус.
Именно сюда стекается информация от всех терморецепторов (кожи, сосудов и внутренних органов). В зависимости от ситуации гипоталамус запускает процессы, направленные на восстановление температурного баланса. В этом участвуют как нервные, так и прямые гуморальные влияния (например, с участием пептида бомбезина).
Торможение функциональных систем: когда ответ «ДА»
Под действием холода определенные системы действительно подвергаются торможению. Это защитная реакция, направленная на сохранение тепла в ядре тела:
- Система теплоотдачи. В передних ядрах гипоталамуса находятся центры теплоотдачи. При охлаждении их активность тормозится. Мы перестаем потеть, а поверхностные кровеносные сосуды сужаются (спазм), чтобы не отдавать тепло наружу.
- Пищеварительная система. В условиях холода кровоснабжение переключается с внутренних органов на мышцы и жизненно важные центры. Перистальтика кишечника замедляется, секреция пищеварительных ферментов снижается.
- Нервная система (при сильном охлаждении). Умеренный холод бодрит, но экстремальный вызывает торможение. Снижается скорость проведения нервного импульса, замедляются когнитивные функции, появляется сонливость — это признак опасного переохлаждения (гипотермии).
Активация и стимуляция: когда ответ «НЕТ»
Сказать, что холод вызывает тотальное торможение, в корне неверно. Столкнувшись с холодом, организм мобилизует все ресурсы для выживания:
- Система теплопродукции. Задние ядра гипоталамуса отвечают за теплопродукцию. При охлаждении их активность резко возрастает! Запускается непроизвольная мышечная дрожь (терморегуляционный тонус), которая генерирует тепло.
- Эндокринная система. Холод стимулирует выброс гормонов: адреналина, норадреналина и тиреоидных гормонов. Они ускоряют обмен веществ (метаболизм), заставляя клетки производить больше тепла.
- Сердечно-сосудистая система. Из-за сужения периферических сосудов происходит централизация кровообращения. Артериальное давление и частота сердечных сокращений могут возрастать, чтобы обеспечить кислородом активно работающие мышцы и мозг.
Функциональная мобильность рецепторов
Важно отметить универсальное свойство рецепторов, открытое П. Г. Снякиным — «функциональную мобильность». Терморецепторы способны изменять свою чувствительность в зависимости от общего состояния организма. Именно поэтому при закаливании человек привыкает к холоду: его рецепторы перестают давать панические сигналы о замерзании, а системы тела обучаются быстрее и экономичнее переключаться между режимами теплопродукции и теплоотдачи.
Так вызывает ли холод торможение основных функциональных систем? Да, вызывает, но это торможение строго избирательно. Организм намеренно «ставит на паузу» те функции, которые мешают сохранить тепло (теплоотдача, периферическое кровообращение, пищеварение). Однако нет, он не тормозит работу систем критически важных для выживания — напротив, теплопродукция, сердечный ритм и гормональный обмен активируются. Баланс между торможением и возбуждением — это величайшее достижение эволюции, позволяющее нам выживать в суровых условиях.