Как именно влияет изменение температуры окружающей среды на обмен веществ в организме? У животных, в отличие от человека, организм содержит большое количество бурой жировой ткани. Она получила такое название из-за коричневой окраски. Бурая жировая ткань содержит в своих жировых клетках очень большое количество митохондрий, которые собственно и придают ей бурый, а точнее коричневый цвет и имеют очень крупные размеры, высокое количество окислительных ферментов, особенно нитохрома. В обычной жировой ткани окисление жирных кислот сопровождается выходом энергии, частично запасаемой в виде АТФ, а частично рассеивающейся в виде гена. В бурой жировой ткани вся энергия окисления расходуется на тепло. Именно благодаря большому количеству бурой жировой ткани животные зимой не замерзают[13]. Именно бурая жировая ткань не дает замерзнуть бурым медведям и другим животным, впадающим зимой в спячку. Она находится не только под кожей и во внутренних капсулах внутренних органов. Бурая жировая ткань находится вокруг сосудов, снабжающих кровью головной мозг, сердце, почки и др. внутренние органы, чтобы не дать им замерзнуть. В эксперименте, помещение животных в условия пониженной температуры воздуха сопровождается увеличением массы их тела. Увеличение массы тела подопытных животных происходит в основном за счет увеличения количества бурой жировой ткани и служит показателем хорошей адаптации к холоду. Если холодовая нагрузка чрезмерна, то животные погибают. Для успешной адаптации к холоду холодовая нагрузка должна быть либо умеренной, либо прерывистой, чтобы дать организму время адаптироваться. Примечательно то, что помимо бурой жировой ткани увеличивается также и количество мышечной ткани. Механизм этого явления мы рассмотрим на примере человека.
Что касается человека, то его адаптация к холоду идет другим, более совершенным путем. Бурая жировая ткань есть и у нас с вами, но она носит рудиментарный характер и ее совсем немного. Островки бурой жировой ткани находятся в верхней части спины в области трапециевидных мышц. Небольшое количество бурой жировой ткани находится также вокруг сосудов, кровоснабжающих сердце, головной мозг, почки и т. д.
Приспособление к холоду человека происходит нервнорефлекторным путем. Самым первым звеном, реагирующим на холод, является нервная система и лишь потом реакция распространяется на весь обмен веществ.
В процессе эволюции человека закрепился универсальный механизм реакции организма на все внешние воздействия — выброс в кровь адреналина. Адреналин — гормон мозгового вещества надпочечников. Надпочечники — это 2 маленькие железы над почками весом по 1 г. Им, однако, принадлежит очень важная роль в приспособлении организма ко всем неблагоприятным факторам окружающей среды. Организм не знает, с каким вредоносным фактором ему придется столкнуться завтра. Поэтому в процессе эволюции он начал синтезировать такие вещества, которые обеспечивали бы комплексную защиту от любого вредного фактора, как на субклеточном уровне, так и на уровне всего организма. При воздействии на организм холода происходит массированный выброс в кровь адреналина. Адреналин сужает периферические сосуды тела и расширяет центральные. Возникает феномен «централизации кровообращения». Сужаются сосуды кожи и подкожной клетчатки, кишечника, слизистых оболочек. Расширяются сосуды мозга, сердца, почек, скелетных мышц. Кровь уходит от периферии тела к центру, перераспределяя тепло от менее к более жизненно важным органам. Сужение сосудов кожи помимо всего прочего мешает холоду проникнуть вглубь тела. Централизация кровообращения — важнейший защитный механизм. Если по каким-либо причинам она нарушается, то человек может замерзнуть очень быстро, даже в условиях не очень сильного охлаждения. Примером может служить состояние алкогольного опьянения, когда под действием алкоголя расширяются сосуды кожи и централизация кровообращения не развивается. Субъективно человек чувствует тепло из-за расширенных кожных сосудов, но объективно организм испытывает глубокое охлаждение из-за проникновения холода к центральным органам. Это заканчивается тяжелыми простудными заболеваниями и смертью.
