От чего пониженная температура: Врач рассказала, о каких болезнях может говорить низкая температура тела — Ferra.ru

Содержание

«Пониженная температура не является препятствием для пробуждения»

Доцент кафедры нервных болезней и нейрохирургии Сеченовского Университета объяснил, почему сложнее просыпаться в холодное время года

Врач-сомнолог рассказал об эффективном способе разбудить свой организм с наступлением осени, когда утреннему подъему мешает кромешная тьма и холод.

Как стало известно «Ридусу», осенью так тяжело становится просыпаться вовсе не из-за низкой температуры в комнате. Этот миф развеял доцент кафедры нервных болезней и нейрохирургии Первого МГМУ имени Сеченова, заведующий отделением медицины сна университетской клинической больницы № 3 Михаил Полуэктов.

«Пониженная температура в спальне не является препятствием для нормального засыпания и пробуждения. Рекомендованный диапазон температур очень широк: +18…+25 °C, то есть в большинстве случаев он выполняется, я думаю», — пояснил эксперт.

Врач объяснил, почему с окончанием лета людям становится сложнее просыпаться.

«Это происходит из-за изменения продолжительности светового дня. С утра, когда первые лучи солнца попадают в наши глаза, происходит блокада гормона мелатонина, который участвует в сигнализации о ночном и дневном времени для нашего организма. Соответственно, если утром не происходит интенсивного светового воздействия, то да, организму тяжело переключаться с ночного на дневной режим», — пояснил «Ридусу» специалист по сну.

Михаил Полуэктов также подчеркнул, что достичь в квартире необходимого освещения для более легкого пробуждения невозможно. Никакие современные гаджеты на это не способны.

«Те источники света, которыми мы располагаем в домашних условиях, дают абсолютно недостаточную интенсивность светового потока. Нужен световой поток, превышающий тысячу люкс, чего в домашних условиях достичь невозможно. Наиболее реалистичным подходом будет проведение комплекса физических упражнений. Ведь физическая активность тоже является переключателем состояния организма с сонного на бодрствующее», — рассказал «Ридусу» врач-сомнолог.

Эксперт также напомнил, что рекомендованная норма сна составляет от семи до девяти часов для здорового взрослого человека. Чем больше физической нагрузки за день, чем больше переживаний и стресса, тем больше сна требуется организму. А вот питание, по словам Полуэктова, на продолжительность сна никак не влияет.

Ранее о методике определения нормы сна по принципу 15 минут рассказал президент Российского общества сомнологов Роман Бузунов. По его словам, человек должен заснуть не более чем за 15 минут, просыпаться ночью суммарно не более чем на 15 минут, утром за 15 минут включиться в обычную жизнь и не испытывать выраженной сонливости.

Если время бодрствования в постели увеличивается, то необходимо сокращать время сна. Если же человек крепко спит всю ночь, но днем его все равно беспокоит сонливость, значит, нужно увеличивать время сна.

Ссылка на публикацию: ridus.ru

Собаки Пониженная температура

Пониженная температура

Пониженная температура у собак иначе называется гипотермией. Для того, чтобы правильно определить данный недуг, необходимо знать, что нормальная температура тела у животного составляет порядка 39 градусов. Чем меньше собака, тем выше ее температура, а чем больше – тем ниже. Различается несколько стадий ее понижения: глубокая, средняя и легкая. В данной статье Вы узнаете о том, какие причины могут вызывать подобные прецеденты, каким образом можно помочь собачке и как все это лечится в условиях ветеринарной клиники.

Начать стоит с причин, из-за которых падает температура тела собаки. Самой легкой является переохлаждение. Если Вы часто гуляете с питомцем зимой, при этом, не одевая его в специальные вещи для собак, то это чревато переохлаждением его организма. Для того, чтобы вновь восстановить нормальную температуру тела любимца, достаточно привести его в теплое помещение, домой. Переохлаждения грозят простудами, и далеко не все из них лечатся быстро, поэтому внимательно следите за погодой, прежде чем совершать длительные прогулки с собакой, ведь даже самая густая шерсть не всегда спасает от морозов.
Обильная кровопотеря так же вызывает снижение температуры тела. Такие случаи встречаются тогда, когда животное травмируется или восстанавливается после сложной операции на сосудах или на сердце. Поскольку крови в организме становится недостаточно, температура держится низкой ровно до того момента, пока она не восполнится в изначальном объеме. Практически всегда лечением подобного недуга занимаются ветеринары, поскольку дома исправить ситуацию не получится даже у самого опытного собаковеда. Для компенсации объема крови врачи ставят собакам капельницы со специальным раствором.
Пищевые отравления и простуды тоже могут вызывать понижение температуры. Собака начинает чувствовать себя плохо, а основные процессы в организме затормаживаются. Инфекции, бактерии и токсины также затормаживают работу сердечной мышцы, что приводит к снижению температуры и артериального давления. Таким же образом на организм могут воздействовать глисты, поэтому старайтесь относиться внимательно к следующим проявлениям, которые являются симптомами повышенной температуры, несмотря на то, что она сама является симптомом какого-то сбоя или проблем работы организма:
•    Тремор в лапах. Питомец начинает характерно дрожать, с трудом встает со своей подстилки, поскольку ему становится сложно нормально удержаться на лапах.
•    Общая слабость, постоянная сонливость и нежелание гулять. Питомец также плохо отзывается на свою кличку, не бежит к хозяину, поскольку организм очень сильно ослаблен.
•    Частота дыхания заметно снижается, причем сам вдох становится не глубоким. Из-за этого питомец может падать в обморок, а при очень сильной гипотермии есть большой риск впадения в кому. Это самый сложный для восстановления исход.
•    Если осмотреть зрачки питомца, то они становятся сильно расширенными, что говорит о низкой температуре. Если потрогать тело собаки (преимущественно лоб и лапы), то их температура будет непривычно низкой, конечности охладевают.
Чтобы выявить главную причину возникновения понижения температуры, Вам необходимо отвести животное к ветеринару, поскольку потребуется собрать основные анализы. На их основе врач сможет построить максимально действенное лечение, поняв, какой недуг именно вызвал понижение температуры тела. Чаще лечение производится посредством капельниц и обыкновенных лекарственных средств, которые продаются в ветеринарных аптеках.

Гипотиреоз: диагностика и лечение

В сети клиник «Столица» проводится комплексное лечение аутоиммунного тиреоидита – основной причины гипотиреоза, с применением современных технологий экстракорпоральной гемокоррекции, позволяющих затормозить развитие заболевания.
Гипотиреоз —  снижение функции щитовидной железы, сопровождаемое  уменьшением в крови уровня выделяемых ею гормонов. Гипотиреозчаще всего развивается на фоне хронического аутоиммунного тиреоидита, либо, как осложнение операций на щитовидной железе. Важную роль могут сыграть недостаточное поступление йода в организм, нарушение выработки гормонов щитовидной железой из-за патологии гипофиза — главного «регулировщика» эндокринной системы в организме.
Выраженность и темп нарастания симптомов гипотиреоза зависит от продолжительности заболевания, объёма удалённой щитовидной железы, эффективности заместительной гормонотерапии, в конечном счёте — от уровня гормонов щитовидной железы в крови.

Симптомы гипотиреоза

  • Пониженная двигательная активность, быстрая утомляемость, астения (общая слабость).
  • Боли в мышцах, мышечная слабость, при выраженной гормональной недостаточности возможны судороги и трудности расслабления мышц.
  • Психическая заторможенность, безразличие, трудности удержания внимания, замедленное мышление, апатия, возможна также повышенная раздражительность, при выраженном гипотиреозе психические расстройства могут достигать уровня психоза, напоминать шизофрению, а у детей вызывать отставание в умственном развитии.
  • Нарушения сна: днем — сонливость, ночью — бессонница.
  • Пациентов с гипотиреозом отличает бледность кожных покровов, замедленная мимика, отёчность.
  • Склонность к отёкам, связанная с нарушением водно-солевого обмена, проявляется на лице, ногах, других участках тела и даже в невнятности речи (отёк языка, голосовых связок).
  • Типично развитие ожирения, трудно поддающегося коррекции.
  • Из-за нарушения обменных процессов для гипотиреоза характерна пониженная температура тела, зябкость, пациенту постоянно холодно, даже, если вокруг объективно тепло.
  • Другой стороной нарушенного обмена веществ становится повышение уровня холестерина в крови, усугубляющее течение гипотиреоза, за счёт угрозы развития атеросклероза.
  • Страдает сердечно-сосудистая система — возможны изменения в сердечной мышце, ведущие к снижению её способности к сокращению, ослаблению тонов, появлению болей в сердце, одышке даже при небольшой физической нагрузке, расширению полостей сердца, увеличению его размеров. Характерно урежение сердечного ритма. Артериальное давление может быть, как повышено, так и понижено.
  • Перистальтика кишечника замедляется, что приводит к запорам, обменные нарушения повышают угрозу развития желчекаменной болезни,  характерны тошнота, плохой аппетит.
  • Нарушается потенция.

Как диагностировать гипотиреоз

Помимо типичной клинической картины и анамнеза (истории развития заболевания) подтверждением гипотиреоза являются результаты  дополнительного обследования — изменения, выявленные при проведении УЗИ щитовидной железы, и главное — пониженный уровень гормонов — ТТГ (тиреотропного гормона), свободного Т4 (тироксина).
Быстро и правильно поставить диагноз гипотиреоза, установить его причину и выработать тактику лечения сможет наш врач-эндокринолог.

Лечение гипотиреоза в сети клиник «Столица»

Основным лечением гипотиреоза является тщательно подобранная медикаментозная заместительная терапия, то есть приём гормонов, обеспечивающих постоянный нормальный гормональный фон. Это требует обследования и наблюдения врачом-эндокринологом, поскольку необходимо отслеживать эффективность лечения, учитывать сопутствующие заболевания, при необходимости корректировать терапию.
Параллельно проводится симптоматическое лечение осложнений гипотиреоза и сопутствующей патологии. Для этого нередко требуется помощь врачей другой специализации (в зависимости от преобладающих симптомов гипотиреоза).
Особенностью нашей клиники являются расширенные возможности профилактики развития гипотиреоза при аутоиммунном тиреоидите. При этом заболевании причиной развития гипотиреоза становится патологическая реакция иммунной системы организма, начинающей вырабатывать специфические антитела против собственных тканей щитовидной железы, что приводит сначала к длительному воспалению, а в итоге — к снижению её функциональной активности, уменьшению выработки тиреоидных гормонов.
Применяемые в нашей клинике методы экстракорпоральной гемокоррекции в определённой мере снижают аутоиммунную агрессию и тормозят разрушение щитовидной железы и формирование гипотиреоза.
Если Вы или Ваши близкие страдаете заболеваниями щитовидной железы или у Вас есть сомнения в её здоровье, Вы можете обратиться к нашим эндокринологам, пройти обследование и лечение заболеваний щитовидной железы и, в частности, гипотиреоза с применением самых современных медицинских технологий.

Слишком низкая температура в холодильнике с морозильной камерой

Проблема    
  • Слишком сильное охлаждение, слишком холодно в холодильнике 
  • Слишком низкая температура в холодильнике 
  • Холодильник морозит, внутри образуется иней   
Применимо к 
  • Холодильнику
  • Холодильнику с морозильной камерой
Решение 

1. Проверьте правильно ли прибор производит охлаждение.

  • Измерьте температуру термометром, помещенным в стакан с водой, расположив его внутри холодильника.
  • Если температура составляет +4 — +5 °C, холодильник работает правильно.
  • Температура внутри продуктов питания более важна, чем температура внутри холодильника, так как температура воздуха колеблется в течение каждого цикла охлаждения (между моментом запуска и остановки охлаждающего компрессора).
  • Обратите внимание, что в более дешевых термометрах отклонения показаний температуры могут составлять ±1 – 2 °C или более.
  • Отрегулируйте температуру вращением регулятора температуры или с помощью панели управления.  

2. Выключите магазинный режим.

  • Обратитесь к руководству пользователя, чтобы проверить, имеет ли прибор эту функцию и как ее выключить.
  • Руководство пользователя можно скачать здесь.

3. Проверьте, имеется ли внутри прибора вентилятор и работает ли он (если прибор оснащен вентилятором).

  • Вентилятор можно проверить, закрыв на мгновение дверцу и открыв ее снова.
  • Сразу же после открывания дверцы можно услышать, работает ли вентилятор и не слишком ли быстро от останавливается. 

4. Убедитесь, что все выдвижные ящики полностью закрыты/задвинуты.

5. Если холодильник оснащен крышкой/демпфером для вентилятора, обеспечивающего циркуляцию холодного воздуха, которую/который можно открывать и закрывать, можно закрыть ее/его.

Крышка обычно располагается над выдвижными полками или около задней стенки за выдвижными ящиками. 

6. Убедитесь, что продукты питания не касаются задней стенки прибора.

  • Передвиньте все упаковки, которые касаются задней стенки, чтобы предотвратить образование воды или льда на полке.
  • Во время охлаждения задняя стенка замерзает, а во время автоматического размораживания лед превращается в воду.
  • Если какие-либо упаковки касаются задней стенки во время процесса размораживания, вода будет стекать на полку вместо того, чтобы стекать вниз в сливной канал.  

7. Обратитесь в авторизованный сервисный центр.

Если указанные выше предложения не помогают в решении проблемы, рекомендуется вызвать специалиста сервисного центра.

Лечение гипотиреоза – Записаться на прием к эндокринологу в ЮЗАО Москвы

От метро Нахимовский проспект (5 минут пешком)

Из метро Нахимовский проспект выход на Азовскую улицу, далее через 250-300 метров поверните налево на Сивашскую улицу, далее через 40-50 метров поверните направо во двор.

От детской поликлиники и родильного дома в Зюзино (10 минут пешком)

От детской поликлиники и родильного дома в Зюзино необходимо выйти на Азовскую улицу, далее повернуть на болотниковскую улицу и не доходя наркологической клинической больницы N17 повернуть налево во двор.

От метро Нагорная (15 минут)

От метро Нагорная до нашего медицинского центра можно добраться за 15 минут, проехав 1 остановку на метро.

От метро Варшавская (19 минут пешком)

От метро Варшавская удобно добраться на троллейбусе 52 и 8 от остановки «Болотниковская улица, 1» до остановки Москворецкий рынок, далее 550 метров пешком

От метро Каховская (19 минут пешком)

От метро Каховская необходимо выйти на Чонгарский бульвар, проследовать по Азовской улице, повернуть направо на Болотниковскую улицу, далее через 40-50 метров (за домом номер 20 повернут наалево во двор)

От метро Чертановская район Чертаново ( 20 минут)

Из района Чертаново до нашего медицинского центра можно добраться от Метро Чертановская за 20 минут или пешком за 35-40 минут.

От метро Профсоюзная (25 минут)

Выход из метро Профсоюзная на Профсоюзную улицу. Далее от Нахимовского проспекта с остановки «Метро Профсоюзная» проехать 7 остановок до остановки «Метро Нахимовский проспект». Далее по Азовской улице 7 минут пешком.

От метро Калужская (30 минут)

От метро Калужская можно добраться на 72 троллейбусе за 30 минут. Выход из метро на Профсоюзную улицу, от остановки «Метро Калужская» проследовать до остановки «Чонгарский бульвар», далее 7 минут пешком по Симферопольскому бульвару

От префектуры ЮГО-ЗАПАДНОГО (ЮЗАО) округа (30 минут пешком)

С Севастопольского проспекта повергуть на Болотниковскую улицу, не доходя наркологической клинической больницы N17 100 метров, повернуть во двор налево.

От метро Новые Черемушки (40 минут)

Выход из метро Новые Черемушки на ул. Грибальди, далее на остановке на Профсоюзной улице «Метро Новые черемушки» на троллейбусе N60 проследовать до остановки Чонгарский бульвар, далее 7 минут пешковм по Симферопольскому бульвару

как преодолеть опасный порог. Politeka

Пониженная температура тела встречается куда чаще, чем высокая

В современной жизни часто случаются как периоды болезней, так и периоды переутомления и особых переживаний. Организм часто реагирует понижением температуры на такие изменения привычного для вас состояния.

Такая реакция организма может быть вызвана уже имеющимся или же только развивающимся заболеванием.

Итак, сейчас поговорим о причинах пониженной температуры тела, а также методах их преодоления. Прежде всего, нужно определиться с температурной категорией — это показатель в 35,5, а также более низкий.  

Популярные статьи сейчас Показать еще

1. Возможно, имеют место хронические заболевания, а пониженная температура тела сигнализирует об их обострении. В этой ситуации необходима консультация врача.

2. Пониженная температура тела может также быть вызвана гипотиреозом. Это говорит о понижении функции щитовидной железы, играющей весомую роль в функционировании всего организма. Изменения, которые происходят в результате неправильной работы щитовидки, способны вызвать сопутствующие проблемы в гормональном балансе, а также работе многих органов. ПриватБанк попал в скандал с пропажей денег с карт

3. Понижение температуры тела характерно также для людей, страдающих от болезней надпочечников. Обострение в этом случае можно предотвратить профилактикой. необходимо пить больше воды, есть дыни и арбузы, способствующие очищению организма.

4. Температура может снижаться также в результате самолечения. Лекарственные препараты в любом случае необходимо принимать правильно — по рекомендации врача или по рецепту. Важно также не пренебрегать дозировкой.

5. По здоровью часто бьют простудные заболевания и усталость, которые тоже часто вызывают понижение температуры тела. Причиной часто является сидячий образ жизни. В этом случае необходимо делать разгрузку — делать зарядку, чтобы отдохнуть и пополниться новыми силами. Длительное утомление часто ведет к истощению организма.

6. Пониженную температуру тела может также вызывать беременность. Кроме этого, симптомами являются холод в ногах, тошнота, продолжительные головные боли, отсутствие аппетита и т.д. В такой ситуации важно обратиться к врачу, так как пониженная температура в таком состоянии может вызвать обмороки.

В любом случае важно обратиться за помощью к специалисту. Если же вы уверенны, что причина не в заболевании, следуйте таким простым советам: постарайтесь хорошо выспаться, а также попринимать успокоительные средства (валериану или пустырник). И вообще, старайтесь всегда следить за собственным здоровьем.

Напомним, украинцам угрожает страшная эпидемия: «при температуре 37 срочно к врачу».

Как сообщала Politeka, древнее проклятие уносит тысячи жизней: что нужно знать о болезни Хансена

Также Politeka писала, что Комаровский рассказал, как сбить температуру при беспомощности лекарств

низкая температура — это… Что такое низкая температура?

низкая температура
низкая температура

Словарь русских синонимов и сходных по смыслу выражений.- под. ред. Н. Абрамова, М.: Русские словари, 1999.

.

  • низводить
  • ёрзнувший

Смотреть что такое «низкая температура» в других словарях:

  • низкая температура — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN low temperatureLT …   Справочник технического переводчика

  • низкая температура — žemoji temperatūra statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. low temperature vok. tiefe Temperatur, f; Tieftemperatur, f rus. низкая температура, f pranc. basse température, f; température basse, f …   Fizikos terminų žodynas

  • Низкая температура — Физика низких температур  раздел физики, занимающийся изучением физических свойств систем, находящихся при низких температурах. В частности, этот раздел рассматривает такие явления, как сверхпроводимость и сверхтекучесть. См. также Криогеника …   Википедия

  • Самая низкая температура применения (LOUT) — 4.28 Самая низкая температура применения (LOUT) . Самая низкая температура применения жидкости берется как более высокая (теплая) из: a) Самая низкая температура при которой жидкость проходит тест на аэродинамическую пригодность для данного типа… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Температура — Размерность Θ Единицы измерения СИ К …   Википедия

  • Температура воздуха — Температура воздуха  одно из свойств воздуха в природе, выражающегося количественно. Содержание 1 Общая характеристика 2 Относительная шкала …   Википедия

  • Температура тела — человека комплексный показатель теплового состояния организма животных включая человека. Животные, способные сохранять свою температуру в узких пределах независимо от температуры внешней среды, называются теплокровными, или гомойотермными. К… …   Википедия

  • ТЕМПЕРАТУРА — (1) одна из основных физических величин (др. масса, объём, давление), характеризующая тепловое состояние тела (состояние термодинамического равновесия макроскопической системы). Т. является мерой кинетической энергии теплового движения атомов и… …   Большая политехническая энциклопедия

  • ТЕМПЕРАТУРА — ТЕМПЕРАТУРА, температуры, жен. (лат. temperatura). Степень нагретости чего нибудь. Низкая температура. Высокая температура. Средняя температура страны. Температура кипения. Температура замерзания. Температура упала. Температура поднялась. ||… …   Толковый словарь Ушакова

  • температура — низкая температура. Словарь русских синонимов и сходных по смыслу выражений. под. ред. Н. Абрамова, М.: Русские словари, 1999. температура ликвидус, жар Словарь русских синонимов …   Словарь синонимов

Книги

  • Возвращение к полюсу, Владимир Стругацкий. «Я люблю, когда что-то случается. Если ничего не происходит, я провоцирую события». Эти слова Уинстона Черчилля могли бы стать эпиграфом к книге петербургского журналиста и писателя Владимира… Подробнее  Купить за 660 руб
  • Горные животные. Жизнь наверху, Бернадет Коста-Прадес. Снег и лед, высокогорье, хвойные леса и камни, пики и долины… Горные пейзажи очень разнообразны. Эта часто экстремальная среда обитания скрывает богатую и разнообразную животную и… Подробнее  Купить за 300 руб
  • Тайны Марианской бездны, Анатолий Стрельцов. Cамое глубокое место на нашей планете – Марианская впадина. Её глубина составляет 10 994 метра. Для сравнения, если опрокинуть в Марианскую впадину самую высокую точкупланеты – гору Эверест,… Подробнее  Купить за 49 руб аудиокнига

индикаторов изменения климата: высокие и низкие температуры

Ключевые моменты

  • По всей стране необычно жаркие летние дни (максимумы) стали более обычным явлением за последние несколько десятилетий (см. Рисунок 1). Частота появления необычно жарких летних ночей (минимумов) увеличивалась еще более быстрыми темпами. Эта тенденция указывает на меньшее «охлаждение» ночью.
  • 20-е годы -го века были отмечены многими зимами с широко распространенными моделями необычно низких температур, включая особенно большой всплеск в конце 1970-х годов (см. Рис. 2).Однако с 1980-х годов необычно низкие зимние температуры стали менее распространенными — особенно очень холодные ночи (низкие).
  • Две карты показывают, где с 1948 года произошли изменения в количестве дней с необычно жаркими (выше 95 -го процентиля) и холодными (ниже 5 -го процентиля) дней. , необычно высокие температуры повысились на западе США и в некоторых районах вдоль побережья Персидского залива и Атлантического океана, но снизились на большей части центральной части страны (см. рис. 3).Количество необычно холодных дней в целом уменьшилось по всей стране, особенно на западе США (см. Рисунок 4).
  • Если бы климат был полностью стабильным, можно было бы ожидать, что на каждый из максимумов и минимумов будет приходиться около 50 процентов установленных рекордов. Однако с 1970-х годов рекордные суточные высокие температуры стали более обычным явлением, чем рекордно низкие в Соединенных Штатах (см. Рисунок 5). Десятилетие с 2000 по 2009 год было в два раза больше рекордных максимумов, чем рекордных минимумов.

Фон

Необычно высокие или низкие температуры могут привести к продолжительным экстремальным погодным явлениям, таким как волны летней жары (см. Индикатор «Волны тепла») или зимние холода. Волны жары могут привести к болезням и смерти, особенно среди пожилых людей, очень молодого возраста и других уязвимых групп населения (см. Индикаторы смертей, связанных с жарой, и заболеваний, связанных с жарой). 1 Люди также могут умереть от воздействия сильного холода (переохлаждения) (см. Индикатор «Смертность, связанная с простудой»).Кроме того, длительное воздействие чрезмерной жары и холода может повредить посевы и травмировать или убить домашний скот. Сильная жара может привести к отключению электроэнергии, поскольку высокие требования к кондиционированию воздуха создают нагрузку на электросеть, в то время как чрезвычайно холодная погода увеличивает потребность в топливе для обогрева.

Рекордные дневные температуры, периоды сильной жары и похолодания являются естественной частью ежедневных колебаний погоды. Однако по мере того, как климат Земли в целом становится теплее, ожидается, что волны тепла станут более частыми и интенсивными. 2 Ожидается, что более высокие значения теплового индекса (которые объединяют температуру и влажность для описания воспринимаемой температуры) увеличат дискомфорт и усугубят проблемы со здоровьем. И наоборот, ожидается, что периоды похолодания уменьшатся. В большинстве мест ученые ожидают, что дневные минимальные температуры, которые обычно происходят ночью, будут повышаться быстрее, чем дневные максимальные температуры. 3 Это изменение даст меньше возможностей для охлаждения и восстановления после дневной жары.

Об индикаторе

Этот индикатор исследует тенденции необычных температур с нескольких точек зрения:

  • Необычно жаркие летние температуры и низкие зимние температуры по всей стране (Рисунки 1 и 2).
  • Изменение количества дней с необычно высокими и низкими температурами на отдельных метеостанциях (рисунки 3 и 4).
  • Изменения рекордно высоких и низких температур (рис. 5).

Данные поступают с тысяч метеостанций по всей территории Соединенных Штатов. Национальные модели можно определить, разделив страну на сетку и изучив данные для одной станции в каждой ячейке сетки. Этот метод гарантирует, что результаты не будут смещены в сторону регионов, в которых есть много станций близко друг к другу.

На рисунках 1 и 2 показаны тенденции процентной доли территории страны, в которой наблюдается необычно высокая температура летом и необычно низкая температура зимой. Эти графики основаны на дневных максимальных температурах, которые обычно возникают в течение дня, и дневных минимальных температурах, которые обычно возникают в ночное время. На каждой станции зарегистрированные максимумы и минимумы сравниваются с полным набором исторических записей. После усреднения за конкретный месяц или сезон, представляющий интерес, самые холодные 10 процентов лет считаются «необычно холодными», а самые теплые 10 процентов — «необычно горячими».Например, если прошлогодние максимумы лета составили 10 -й самых теплых за всю историю наблюдений для определенного места с данными за более чем 100 лет, то летние максимумы этого года будут считаться необычно теплыми. Данные доступны с 1910 по 2020 год для лета (с июня по август) и с 1911 по 2020 год для зимы (с декабря предыдущего года по февраль).

На рисунках 3 и 4 показано, как тенденции необычно высоких и низких дневных температур в течение года меняются в зависимости от местоположения. Эти карты охватывают около 1100 метеостанций, работающих с 1948 года.Рисунок 3 был создан путем обзора всех суточных максимальных температур с 1948 по 2020 год и определения температуры 95 -го процентиля (температуры, которую можно было бы ожидать превышения только через пять дней из каждых 100) на каждой станции. Затем для каждого года было определено общее количество дней с максимальными температурами, превышающими 95 -й процентиль (то есть необычно жаркие дни). На карте показано, как общее количество необычно жарких дней в году на каждой станции менялось с течением времени.Рисунок 4 аналогичен, за исключением того, что он рассматривает необычно холодные дни на основе 5 -го процентиля дневных минимальных температур.

Многие люди знакомы с рекордными дневными высокими и низкими температурами, которые часто упоминаются в сводках погоды. На рисунке 5 показаны тенденции этих рекордов путем сравнения количества рекордных максимумов с количеством рекордных минимумов по десятилетиям. Эти данные поступают от набора метеостанций, которые систематически собирают данные с 1950 года.

О данных

Примечания к индикатору

Данные о температуре в начале 20-го -го -го века менее достоверны, поскольку в то время работало меньше станций. Кроме того, со временем изменились измерительные приборы и методы, а некоторые станции переместились. Однако данные были скорректированы, насколько это возможно, с учетом некоторых из этих влияний и предубеждений, и этих неопределенностей недостаточно для изменения фундаментальных тенденций, показанных на рисунках.

Источники данных

Данные для этого показателя основаны на измерениях метеорологических станций, находящихся под управлением Национального управления океанических и атмосферных исследований. Рисунки 1 и 2 взяты из Индекса экстремальных климатических явлений США, который основан на небольшой группе долгосрочных метеорологических станций, которые отслеживаются Национальными центрами экологической информации и называются Сетью исторической климатологии США. На рисунках 3 и 4 используются данные несколько большего количества станций, отслеживаемых Национальными центрами экологической информации, известных как Глобальная историческая климатологическая сеть.На рисунке 5 использованы данные Национальной метеорологической службы, обработанные Meehl et al. (2009). 9 Все записи этих метеостанций доступны в Интернете по адресу: www.ncdc.noaa.gov, а информацию об Индексе экстремальных климатических явлений можно найти по адресу: www.ncdc.noaa.gov/extremes/cei.

Техническая документация

Ссылки

1 Сарофим, М.К., С. Саха, М.Д. Хокинс, Д.М. Миллс, Дж. Хесс, Р. Хортон, П. Кинни, Дж. Шварц и А. Сент-Джулиана. 2016 г.Глава 2: Смерть и болезнь, связанные с температурой. В: Влияние изменения климата на здоровье человека в Соединенных Штатах: научная оценка. Программа исследования глобальных изменений США. https://health3016.globalchange.gov.

2 USGCRP (Программа исследования глобальных изменений США). 2017. Специальный доклад по науке о климате: Четвертая национальная оценка климата, том I. Wuebbles, D.J., D.W. Фэи, К. Хиббард, Д.Дж. Доккен, Британская Колумбия Стюарт, Т. Мэйкок (ред.). https://science2017.globalchange.gov. DOI: 10.7930 / J0J964J6.

3 МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата). 2013. Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад МГЭИК. Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1.

4 NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). 2021. Индекс экстремальных климатических явлений США. По состоянию на март 2021 г.www.ncdc.noaa.gov/extremes/cei.

5 NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). 2021. Индекс экстремальных климатических явлений США. По состоянию на март 2021 г. www.ncdc.noaa.gov/extremes/cei.

6 NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). 2021. Национальные центры экологической информации. По состоянию на март 2021 г. www.ncdc.noaa.gov.

7 NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований).2021. Национальные центры экологической информации. По состоянию на март 2021 г. www.ncdc.noaa.gov.

8 Мил, Г.А., К. Тебальди, Дж. Уолтон, Д. Истерлинг и Л. МакДэниел. 2009. Относительное повышение рекордно высоких максимальных температур по сравнению с рекордно низкими минимальными температурами в геофизических исследованиях США. Res. Lett. 36: L23701.

9 Мил, Г.А., К. Тебальди, Дж. Уолтон, Д. Истерлинг и Л. МакДэниел. 2009. Относительное увеличение рекордно высоких максимальных температур по сравнению с рекордно низкими минимальными температурами в США.S. Geophys. Res. Lett. 36: L23701.

Влияние низкой температуры на рост микробов: пониженное сродство к субстратам ограничивает рост при низкой температуре | FEMS Microbiology Ecology

911″ data-legacy-id=»ss1″> 1 Кардинальные температуры для роста

Реакция любого вида на температуру характеризуется рядом «основных температур» [1] — верхним и нижним пределами температуры для роста — и оптимальной температурой для роста в некоторой точке между этими двумя крайностями. Причины верхнего предела температуры относительно хорошо поняты, вызванные увеличением скорости денатурации ключевых клеточных компонентов по мере повышения температуры: до такой степени, что денатурация превышает скорость, с которой они могут быть заменены, с последующим нарушением клеточной функции.Верхний предел температуры не является неизменным для данного вида, возможна некоторая степень адаптации с точки зрения модификаций ключевых структур, таких как мембраны, и производства белков теплового шока, которые защищают клеточные процессы. Однако степень адаптации данного вида к высокой температуре, на которую указывают изменения максимальной температуры для роста, обычно ограничена. Причины более низкого температурного предела для роста менее ясны, хотя, по-видимому, существует консенсус, что при более низком температурном пределе происходит потеря мембранной функции.В течение долгого времени предполагалось, что поглощение ключевых субстратов ингибируется низкой температурой из-за воздействия на клеточную мембрану (например, [2]), но было мало убедительных доказательств в поддержку этого случая.

916″ data-legacy-id=»ss3″> 3 Ограничение питательных веществ в естественной среде и «сродство» к субстратам

Практически во всех природных средах жизненно важные ресурсы, такие как энергетические субстраты и субстраты, необходимые для роста (азотистые соединения, фосфаты и т. Д.)), присутствуют в очень низких, обычно ограничивающих скорость роста, концентрациях (например, см. [14]). Таким образом, рост и выживание зависят от способности вида изолировать эти редкие ресурсы в условиях жесткой конкуренции с другими видами, борющимися за те же ресурсы. Если механизм поглощения субстратом зависит от пассивной диффузии, то скорость его поглощения, вероятно, будет низкой и будет зависеть только от градиента концентрации через мембрану, хотя облегченная диффузия может увеличить скорость пассивного поглощения.Однако активное поглощение зависит от присутствия и активности белков-переносчиков в мембране, которые могут накапливать субстраты против градиента концентрации. Непрерывная активность переносчика зависит от мембраны, поддерживающей заряженное энергетическое состояние, необходимое для приведения в действие конформационных изменений, которые переносят субстраты через мембрану, и на их активность может влиять текучесть мембраны [15,16]. Эффективность активного поглощения микроорганизмом из внешней среды любого субстрата в низкой концентрации зависит от «сродства» организма к этому субстрату.Сродство для микроорганизмов чаще всего описывалось кривой насыщения типа Михаэлиса-Ментен, связывающей скорость роста с концентрацией ограничивающего скорость субстрата (см. [17]). Такая кривая насыщения описывается двумя «константами»: μ max , максимальной удельной скоростью роста, и K s , константой полунасыщения (в случае специфической ферментативной реакции В макс и K м ). Фактически, именно сродство активных центров транспортных белков в клеточной мембране влияет на K s (или K m ), в то время как максимальная способность к реакции, μ max или V max , является функцией общего количества активных центров на единицу биомассы или на клетку.Традиционно сродство организма к субстрату описывалось значением K s (или K m ), константа полунасыщения, но исследования проводились для обнаружения изменений сродства микроорганизмов. для подложек путем измерения только изменений в значениях температуры K s (или K m ) с температурой, как правило, не выявили каких-либо устойчивых тенденций (например, [18,19]).

Однако константы полунасыщения сами по себе являются плохими индикаторами сродства к субстрату, особенно при низких концентрациях субстрата, характерных для микроорганизмов в их естественной среде обитания.На рис. 1 показаны две кривые роста для организмов с одинаковыми значениями K s , но разными значениями μ max . Очевидно, что при низких концентрациях субстрата способность одного организма вытеснять другой за субстрат является функцией не только K s , но и μ max и K s . По сути, это начальный наклон кривой при очень низких концентрациях субстрата, типичных для многих природных сред (когда концентрация субстрата K s ), который определяет, какой организм побеждает с точки зрения скорости его секвестрации. подложка и растет, и этот наклон приблизительно равен μ max / K s .Баттон с соавторами [17, 20, 21] назвали эту функцию специфической аффинностью ( a A ) и утверждали, что это гораздо более надежная мера, чем K s аффинности организма. для субстрата и, кроме того, не зависит от действительного механизма поглощения. Удельная скорость роста, µ , связана с внеклеточной концентрацией ограничивающего скорость роста субстрата S через способность связывать субстрат, как описано удельным сродством к субстрату, a A , и эффективностью преобразования этого субстрата в клеточный материал (выход клеток на моль субстрата, Y s ) на

1

(см. [17,21]).

1

Графики кинетики Михаэлиса-Ментен для роста двух бактерий с разными μ max , но одинаковыми K s .

1

Графики кинетики Михаэлиса-Ментен для роста двух бактерий с разными μ max , но одинаковыми K s .

В литературе имеется сравнительно немного наборов данных, которые включают как μ max , так и K s при различных температурах.Для тех данных, которые доступны, когда мы исследуем влияние температуры на сродство к субстратам, используя a A в качестве меры «сродства», начинают проявляться согласованные тенденции там, где они не наблюдались только при K. с [22]. На рис. 2 показаны тенденции с температурой , , , , для роста на глюкозе психротолерантных и мезофильных бактерий. Диапазон температур, в котором растет каждая бактерия, и фактические значения a A при данной температуре различаются для каждого организма, что отражает их различную широкую физиологическую адаптацию в отношении диапазона температур, необходимого для их роста.Однако во всех случаях наблюдалась устойчивая тенденция к снижению a A при понижении температуры ниже оптимальной для роста, что указывает на последовательное снижение сродства бактерий к субстрату при понижении температуры, независимо от того, были ли они психрофилами или мезофилы. В исследовании с ограниченными углеродом хемостатами Герберт и Белл [24] исследовали рост психрофильного Vibrio AF1 на семи различных субстратах, измеряя как μ max , так и K s при разных температурах. до оптимума при 17 ° C.Рост на сахарозе, лактозе, галактозе, маннозе, рибозе и ксилозе показал увеличение удельного сродства до оптимальной температуры роста, хотя на глюкозе результат был неоднозначным. Небольшое количество доступных исследований, в которых измеряли как K s , так и μ max при разных температурах, таким образом, подтверждается общая парадигма, согласно которой, когда температура окружающей среды снижается ниже оптимальной для роста, сродство к субстратам постоянно снижается. когда аффинность измеряется с помощью μ max / K s .

2

Графики зависимости удельного сродства к глюкозе от температуры для психрофильного Vibrio TG3, психротолерантного коринеформного TG5 и мезофильного Klebsiella aerogenes (данные для K. aerogenes [23]; и для психротолерантов [18]. , с любезно предоставленными авторами дополнительными данными). Стрелки указывают оптимальную температуру для роста каждой бактерии.

2

Графики зависимости удельного сродства к глюкозе от температуры для психрофильного Vibrio TG3, психротолерантного коринеформного TG5 и мезофильного Klebsiella aerogenes (данные для K.aerogenes [23]; и для психротолерантов [18], дополнительные данные любезно предоставлены авторами). Стрелки указывают оптимальную температуру для роста каждой бактерии.

Тенденция снижения сродства при понижении температуры касается не только поглощения органических субстратов (доноров электронов). Мы показали (Таблица 1) с помощью анаэробных хемостатов с ограничением содержания нитратов, что сродство к нитрату у нитратодышащих бактерий (т.е. к захвату акцептора электронов) также снижается с температурой [25].

1

Температурные изменения удельного сродства (1 мкмоль −1 h −1 ) к нитратам у нитратдыхающих бактерий в анаэробных хемостатах с ограничением азота ([25] и Lloyd and Nedwell, неопубликованные данные)

Субстрат Организм (оптимальная температура для роста) Удельное сродство к нитрату (1 мкмоль -1 ч -1 ) при температуре (° C)
5 10 15 20
Глюкоза Klebsiella pneumoniae (28 ° C) 0.00118 0,00488 0,013
Aeromonas sp. (14 ° C) 0,0033 0,0015 0,00006
Klebsiella oxytoca (28 ° C) 0,00011 4 0,00011 4
0388 (19 ° C) 0,00003 0,00004 Ацетат Klebsiella oxytoca 0.00014 0,00021 Citrobacter sp. 0,00012 0,00021 9038 9038 (28 ° C)00118
Субстрат Организм (оптимальная температура для роста) Специфическое сродство к температуре (1 мкмоль −1 ч) при температуре (° C) из
5 10 15 20
Глюкоза Klebsiella pneumoniae 0,00488 0,013
Aeromonas sp. (14 ° C) 0,0033 0,0015 0,00006
Klebsiella oxytoca (28 ° C) 0,00011 4 0,00011 4
0388 (19 ° C) 0,00003 0,00004 Ацетат Klebsiella oxytoca 0.00014 0,00021 Citrobacter sp. 0,00012 0,00021 1

Температурные изменения удельного сродства (1 мкмоль -1 ч -1 ) для нитратов, выделяемых нитратодышащими бактериями в анаэробных ([хемостатических N-ограниченных 25] и Ллойд и Недвелл, неопубликованные данные)

00118
Субстрат Организм (оптимальная температура для роста) Удельное сродство к нитрату (1 мкмоль -1 ч -1 ) при температуре (° C) ) из
5 10 15 20
Глюкоза Klebsiella pneumoniae (28 ° C) 0,00488 0,013
Aeromonas sp. (14 ° C) 0,0033 0,0015 0,00006
Klebsiella oxytoca (28 ° C) 0,00011 4 0,00011 4
0388 (19 ° C) 0,00003 0,00004 Ацетат Klebsiella oxytoca 0.00014 0,00021 Citrobacter sp. 0,00012 0,00021 9038 9038 (28 ° C)00118
Субстрат Организм (оптимальная температура для роста) Специфическое сродство к температуре (1 мкмоль −1 ч) при температуре (° C) из
5 10 15 20
Глюкоза Klebsiella pneumoniae 0,00488 0,013
Aeromonas sp. (14 ° C) 0,0033 0,0015 0,00006
Klebsiella oxytoca (28 ° C) 0,00011 4 0,00011 4
0388 (19 ° C) 0,00003 0,00004 Ацетат Klebsiella oxytoca 0.00014 0,00021 Citrobacter sp. 0,00012 0,00021

4 Доказательства влияния температуры на сродство к субстратам?

Какие доказательства из естественной окружающей среды свидетельствуют о том, что сродство к поглощению субстратов действительно подавляется пониженной температурой? В ключевой статье Pomeroy et al. [26] показали, что в арктической морской воде у побережья Ньюфаундленда (температура in situ -1 ° C) частота дыхания бактериального сообщества подавлялась при температуре in situ, но стимулировалась либо более высокой температурой, либо более высокими концентрациями добавленных субстратов (глюкозы или протеозопептон).Wiebe et al. [27] предположили, что существует взаимодействие между температурой и требованиями к субстрату, так что более высокие концентрации субстрата необходимы при температурах, близких к нижнему температурному пределу вида. Wiebe et al. [28] показали, что даже мезофильные морские бактерии, изолированные из вод юго-восточного субтропического шельфа США, подавлялись отсутствием субстрата при температурах, близких к минимальным для роста, несмотря на то, что минимальная температура была сравнительно высокой, около 10 ° C.Скорость роста увеличивалась либо за счет повышения температуры, либо за счет добавления субстратов. Эти рабочие пришли к выводу, что существует повышенная потребность в субстрате вблизи их нижнего предела температуры для роста как мезофильных, так и психротолерантных бактерий. Это полностью согласуется с предложенной моделью снижения сродства этих бактериальных сообществ к субстратам при низкой температуре.

5 Влияние низкой температуры на поглощение неорганических субстратов

Приведенные выше аргументы о том, как низкая температура может влиять на поглощение органических субстратов, также применимы к поглощению по крайней мере некоторых неорганических субстратов.Ранее утверждалось, что низкая температура влияет на способность водорослей поглощать нитраты [29], но исследование этой способности обычно ограничивалось измерениями значений K s для нитратов при различных температурах. Как и в случае поглощения органических субстратов, не было очевидной последовательной картины изменения K s в зависимости от температуры. Например, Мехлинг и Килхэм [19] исследовали поглощение силиката водорослями в экспериментах с периодическим культивированием с подпиткой, и из девяти видов водорослей, для которых были данные в их статье, три показали снижение на К м при низкой температуре, три не показали никакого эффекта, а три других показали повышенные значения K м .Недавняя работа моей группы как с бактериями, так и с водорослями [30,31] показала, что когда сродство к нитратам измеряется по удельному сродству, а не только по K s , наблюдается устойчивая тенденция к снижению a A (нитрат) с пониженной температурой (рис. 3). Это верно для всех физиологических типов (психрофилы, мезофилы, термофилы). Напротив, специфическое сродство к аммиаку ( a A (amm) ) показало гораздо меньшую реакцию на температуру.Также для корней высших растений было продемонстрировано, что на поглощение нитратов в гораздо большей степени влияет температура, чем на поглощение аммония (например, [32,33]), поэтому, похоже, различное влияние температуры на поглощение как нитратов, так и аммония одинаково для разных групп. бактерии, водоросли и высшие растения. Это неудивительно, поскольку биохимические требования к ассимиляции нитрата и аммония идентичны у всех организмов, ассимилирующих их, и, следовательно, эволюционно эти механизмы, вероятно, будут строго сохранены.Меньшее влияние температуры на поглощение аммония может соответствовать по крайней мере некоторому пассивному переносу NH 3 через мембрану, способствующему общему поглощению аммония. На пассивный транспорт не влияет снижение текучести мембраны при низкой температуре.

3

Пропорциональное изменение удельного сродства с температурой, нормированное на 15 ° C, для нитрата (закрашенные символы) и аммиака (светлые символы) с пятью бактериями и двумя водорослями [30,31].Бактерии: (○) Klebsiella oxytoca , (▿) Vibrio logei , (♢) E. coli , (△) Hydrogenophaga pseudoflava , (шестиугольник) Brevibacterium sp. Водоросли: (◻) Dunaliella tertiolecta , (▲) Chaetoceros curvisetum . ( H. pseudoflava не мог расти на нитрате, а C. curvisetum не выращивался на аммонии.) Третья водоросль, психрофильная Chaetoceros sp., Показала те же тенденции изменения температуры на нитрате и аммонии, но не показала. растут до такой же высоты при 15 ° C и не показаны на этом рисунке.Точно так же термофильный Bacillus stearothermophilus демонстрировал аналогичные тенденции в зависимости от температуры, но не рос при 15 ° C.

3

Пропорциональное изменение удельного сродства с температурой, нормированное на 15 ° C, для нитрата (закрашенные символы) и аммиака (светлые символы) с пятью бактериями и двумя водорослями [30,31]. Бактерии: (○) Klebsiella oxytoca , (▿) Vibrio logei , (♢) E. coli , (△) Hydrogenophaga pseudoflava , (шестиугольник) Brevibacterium sp.Водоросли: (◻) Dunaliella tertiolecta , (▲) Chaetoceros curvisetum . ( H. pseudoflava не мог расти на нитрате, а C. curvisetum не выращивался на аммонии.) Третья водоросль, психрофильная Chaetoceros sp., Показала те же тенденции изменения температуры на нитрате и аммонии, но не показала. растут до такой же высоты при 15 ° C и не показаны на этом рисунке. Точно так же термофильный Bacillus stearothermophilus демонстрировал аналогичные тенденции в зависимости от температуры, но не рос при 15 ° C.

6 Причина изменения удельного сродства к субстратам с пониженной температурой

Соотношение между удельной скоростью роста и концентрацией субстрата показано в формуле. 1, где секвестрация внешнего субстрата S определяется удельным сродством a A и эффективностью использования изолированного субстрата Y . Изменения скорости роста с температурой могут быть результатом изменения любого из этих условий.Во-первых, это способность клетки изолировать субстрат от окружающей среды, которая может регулироваться сродством транспортных белков в мембране к субстрату, изменяющемуся в зависимости от температуры. Во-вторых, с температурой могут происходить изменения в эффективности нижестоящего внутриклеточного фермента, который регулирует ассимиляцию субстрата и, следовательно, выход клеток. В стабильной ситуации (например, в наших экспериментах с хемостатом) изменения температуры a A должны отражать изменения в поглощении питательного вещества, ограничивающего рост, а не изменения в последующей ассимиляционной функции.Если нижестоящий фермент, а не скорость поглощения, регулировал скорость роста (т.е. был меньше скорости поглощения субстрата), то происходило бы внутриклеточное накопление субстрата, то есть нестационарное состояние. Сообщенные изменения температуры a A указывают на влияние на поглощение субстрата через мембрану, а не на ответ нижестоящих ассимиляционных ферментов на изменение температуры, которое может проявиться как изменения в Y . В литературе нет доказательств того, что выход клеток показывает какие-либо устойчивые тенденции изменения с температурой.Кроме того, трудно представить себе, что все различные внутриклеточные ассимиляционные ферменты, необходимые для множества различных субстратов, доступных в окружающей среде, будут одинаково реагировать на пониженную температуру. Гораздо более вероятно, что общим фактором, влияющим на реакцию на пониженную температуру, является влияние температуры на саму мембрану, особенно потому, что уменьшение удельного сродства с пониженной температурой, по-видимому, связано, в частности, с субстратами, поглощаемыми активным транспортом (см. Ниже ).

Такую тенденцию снижения сродства к температуре можно было бы ожидать, если бы эффект снижения температуры заключался в уменьшении текучести клеточной мембраны, несмотря на различия в липидах мембраны, которые адаптируются к различным диапазонам температуры у разных физиологических типов бактерий ( см. раздел 2 выше). Уменьшение текучести мембраны (делая ее «жестче») снижает эффективность транспортных белков и ферментов в мембране (например, [16,34]). Последовательное уменьшение a A при пониженной температуре является первым убедительным доказательством того, что температура, пониженная ниже оптимума для вида, действительно снижает поглощение субстрата; и, кроме того, предполагает, что нижний предел температуры для роста может определяться самой низкой температурой, при которой вид может поддерживать текучесть мембраны и активный транспорт через мембрану.Предположительно, минимальная температура для роста — это такая температура, при которой сродство белков-переносчиков к секвестрации этих ограничивающих скорость роста субстратов, поглощаемых активным транспортом, настолько низкое, что оно больше не может удовлетворять минимальным требованиям к обслуживанию клетки. для этого субстрата, и тогда он умрет. Если источником энергии является субстрат, ограничивающий скорость роста, это может быть связано с потерей способности из-за последующего низкого энергетического заряда внутри клетки поддерживать молекулы-переносчики в заряженном состоянии, способном поглощать субстраты.Минимальная температура для роста будет сильно варьироваться в зависимости от физиологических типов (от психрофилов до термофилов), что отражает широкий диапазон температур, в котором липидный состав их мембран адаптирует их мембраны к жидкому состоянию, но для всех типов это, по-видимому, потеря эффективное связывание субстрата, которое устанавливает нижний температурный предел.

Более того, похоже, что при понижении температуры ниже оптимума роста происходит прогрессивное снижение удельного сродства к субстрату, а не постоянное сродство во всем диапазоне температур роста с внезапным уменьшением вблизи минимальной температуры роста.Эта тенденция неуклонного снижения сродства в широком диапазоне температур, по-видимому, отражает прогрессивное снижение функциональной эффективности мембранного транспорта по мере снижения температуры, прежде чем поглощение и рост, наконец, полностью подавляются на нижнем температурном пределе. Это не указывает на внезапное изменение аффинности вблизи минимальной температуры, которое могло бы быть связано с внезапным фазовым изменением мембраны.

Можно измерить текучесть мембраны с помощью датчиков, таких как 1,6-дифенил-1,3,5-гексатриен, которые флуоресцируют только в липидной фазе, например, в мембране.Обычно текучесть мембраны измеряется как анизотропия по поляризации флуоресценции (например, [35,36]), которая уменьшается по мере увеличения текучести мембраны. Когда такие флуоресцентные зонды использовались с мембранными препаратами бактерий, не было доказательств резких фазовых переходов с температурой (например, [36]), а скорее было постоянное изменение текучести мембран. Это широкое изменение, по-видимому, связано с разнообразием липидов в бактериальных мембранах, которые также взаимодействуют с белками, встроенными в мембрану.На рис. 4 показаны изменения анизотропии в зависимости от температуры, измеренные в целых клетках Escherichia coli и психрофильной бактерии JC / CPS / 2/5 [37]. По-видимому, наблюдаются устойчивые тенденции увеличения текучести мембран в широком диапазоне температур, а не резкие фазовые переходы, отражающие последовательные тенденции изменения удельного сродства с температурой, измеренной у других бактерий. Бактериальные ауксотрофы с менее разнообразным диапазоном мембранных липидов, как правило, имеют более резкие температуры фазового перехода [38].

4

Температурная зависимость анизотропии 1,6-дифенил-1,3,5-гексатриена, измеренная по поляризации флуоресценции в интактных клетках E. coli и психротолерантном JC / CPS / 2/5.

4

Температурная зависимость анизотропии 1,6-дифенил-1,3,5-гексатриена, измеренная по поляризации флуоресценции в интактных клетках E. coli и психротолерантном JC / CPS / 2/5.

7 Экологические последствия взаимодействия температуры и сродства к субстратам

Наши наблюдения взаимосвязи между температурой и удельным сродством к органическим и неорганическим субстратам обеспечивают механизм, объясняющий эффекты добавления субстрата при низкой температуре на естественные сообщества морских бактерий [26–28].Подразумевается, что любой субстрат, который поглощается какой-либо формой активного транспорта, вероятно, станет все менее доступным по мере снижения температуры, потому что способность организма изолировать субстрат снижается при низкой температуре. Я назвал это механизмом «сродство к субстрату с температурной модуляцией». То есть существует взаимодействие между удельным сродством к субстрату и температурой, которое влияет на кинетику поглощения субстрата при изменении температуры и, следовательно, влияет на рост бактерий и конкуренцию.

Минимальная концентрация, при которой организм может удалить субстрат из окружающей среды, зависит от его сродства к субстрату. Таким образом, как правило, постепенно увеличивающиеся пулы недоступного остаточного субстрата будут оставаться в окружающей среде при понижении температуры, потому что уменьшение сродства организма (ов) к субстрату при низкой температуре предотвращает дальнейшее поглощение. Мы можем вывести взаимосвязь между a A и скоростью роста μ как пропорцию максимальной удельной скорости роста μ m , которая иллюстрирует их влияние на стационарную концентрацию субстрата S с .

На рис. 5 показаны стационарные концентрации субстрата при различных значениях a A и скорости роста для скоростей роста <0,5 μ max , где применимо a A . Ясно, что при низких скоростях роста, типичных для большинства естественных сред, стационарная концентрация субстрата является функцией как сродства организма к субстрату, так и скорости роста организма. Концентрация стационарного субстрата обратно пропорциональна a A , но напрямую связана со скоростью роста.Поскольку a A также напрямую связано с температурой, следствием является то, что при низкой температуре присутствие даже относительно высокой концентрации субстрата в окружающей среде не означает, что присутствующие организмы не ограничены субстратом. Предельные концентрации питательных веществ могут стать намного выше в нижней части диапазона температур вида, чем в конце диапазона высоких температур, из-за более низкого сродства при низкой температуре. Кроме того, ингибирование роста при низкой температуре из-за низкого сродства может быть обращено вспять, если добавлены более высокие концентрации субстрата для преодоления ограничения доступности субстрата из-за низкого сродства, как показано Pomeroy et al.[26] и Wiebe et al. [27,28]. Это подчеркивает синергизм между температурой и концентрацией субстрата в управлении доступностью субстрата при низкой температуре. Фактически, для любого органотрофного микроорганизма, который в подавляющем большинстве природных сред в любом случае существует в условиях низкой доступности субстрата и серьезного ограничения энергии, низкая температура усугубляет голодание из-за пониженного сродства к субстратам, даже когда остаются значительные концентрации субстратов. присутствует в окружающей среде.Любой вид, который имеет более высокое сродство, чем другие, к субстрату при данной низкой температуре, сможет более эффективно изолировать субстрат, будет иметь тенденцию вытеснять другие при низкой температуре и, следовательно, будет отобран по низкой температуре.

5

Изменение стационарных концентраций субстрата с пропорциональной скоростью роста ( мк как пропорция мк макс ) при различных значениях удельного сродства к субстрату.

5

Изменение устойчивых концентраций субстрата с пропорциональной скоростью роста ( мк как пропорция мк макс ) при различных значениях удельного сродства к субстрату.

Любое влияние низкой температуры на поглощение неорганических субстратов может также иметь сильное влияние на первичную продукцию, и мы можем предсказать, что, при прочих равных условиях, секвестрация любого неорганического субстрата, поглощаемого мембранно-ассоциированным активным транспортом, будет подавляться при низкой температуре. .Удельное сродство к нитратам у ряда бактерий и водорослей уменьшается вместе с температурой окружающей среды ( Q 10 около 3), но удельное сродство к аммонию существенно не изменяется с температурой ( Q 10 около 1) [30, 31]. Это меньшее влияние температуры на поглощение аммония по сравнению с поглощением нитратов может быть связано с пассивным поглощением по крайней мере некоторого количества аммиака, но разница будет иметь сильное влияние на то, какой источник азота используется при низкой температуре.В Южном океане в течение большей части летнего вегетационного периода первичная продукция обычно поддерживается за счет ассимиляции аммония, а не нитрата, несмотря на обычно гораздо более высокие концентрации последнего [39,40]. Коэффициенты поглощения азота f обычно <0,5, что указывает на преимущественное использование аммония, а не нитрата. Эти наблюдения согласуются с тем, что сродство к нитрату значительно снижается при низкой температуре до такой степени, что даже относительно высокие концентрации нитрата остаются недоступными в окружающей среде при низкой температуре.На усвоение нитрата водорослями также могут синергетически влиять факторы окружающей среды, отличные от температуры, такие как доступность Fe [41], особенно потому, что для ассимиляции нитрата требуется больше Fe, чем для ассимиляции аммония [42,43]. Однако при прочих равных условиях пониженная температура усугубит затруднения водорослей по связыванию нитратов. Такое пониженное сродство при низкой температуре менее важно для поглощения аммония, и поэтому аммоний может быть изолирован до гораздо более низкой концентрации, чем нитрат, даже при низкой температуре.Raven et al. [44] указали, что в глобальном масштабе более половины общего азота, ассимилированного во время первичного производства на суше и в море, составляет аммоний, несмотря на его обычно более низкую концентрацию, чем у нитратов в океанах.

Хотя имеется мало опубликованных данных о поглощении других неорганических питательных веществ, исследование влияния температуры на поглощение силиката ледяной водорослью Pseudonitzschia seriata [45], в котором были измерены как μ max , так и К. s показал, что (за исключением одной аномальной точки при 0 ° C) a A (Si) увеличивалось с температурой до оптимальной для водоросли температуры.Данные для зеленой водоросли Scenedesmus (рис. 6) показали, что при пересчете на значения a A сродство как к фосфату [46], так и к нитрату [47] снижалось при понижении температуры. Broecker и Peng [48] утверждали также, что поглощение фосфатов должно тормозиться низкой температурой в полярных морях.

6

Примеры влияния температуры на специфическое сродство, описанные в литературе для (A) фосфора в хемостатах с ограничением P зеленой одноклеточной водоросли Scenedesmus quadricauda [46] и (B) нитратов в культурах с ограниченным по N хемостатом из Scenedesmus sp.[47]. Удельная аффинность была рассчитана из значений µ max и K s , указанных при различных температурах. Стрелка указывает оптимальную температуру для роста.

6

Примеры влияния температуры на удельное сродство, описанные в литературе для (A) фосфора в хемостатах с ограничением P зеленой одноклеточной водоросли Scenedesmus quadricauda [46] и (B) нитратов в N-ограниченном хемостате культур Scenedesmus sp.[47]. Удельная аффинность была рассчитана из значений µ max и K s , указанных при различных температурах. Стрелка указывает оптимальную температуру для роста.

В заключение, похоже, что по мере того, как температура окружающей среды опускается ниже оптимальной температуры роста для вида, происходит снижение его сродства к любым субстратам, которые поглощаются активными процессами переноса. Наиболее вероятное объяснение этого явления состоит в том, что снижение текучести мембраны влияет на молекулы-переносчики, встроенные в мембрану, предположительно потому, что «жесткость» мембраны из-за пониженной температуры снижает эффективность транспортного белка.Эта пониженная эффективность проявляется как прогрессирующая потеря сродства к субстрату по мере того, как температура опускается ниже оптимальной для вида температуры для роста. Фактически, минимальная пороговая концентрация, до которой субстрат может быть изолирован от окружающей среды, повышается с понижением температуры, оставляя увеличивающуюся концентрацию недоступного субстрата, обостряя тенденцию к «голоданию» при низкой температуре.

8 Глобальные последствия

Это физиологическое явление может иметь серьезные последствия для глобальной экологии.В полярных океанах при температурах от -1 до 2–3 ° C есть микробные сообщества, как бактерии, так и водоросли, которые находятся под физиологическим стрессом в том смысле, что температура окружающей среды популяций намного ниже оптимальной температуры для роста. Большинство микробных сообществ относятся к психротолерантным типам, способным расти при 0 ° C, но с оптимальными температурами> 20 ° C; в то время как даже небольшая часть облигатных психрофилов имеет оптимальные температуры выше температуры окружающей среды. Следовательно, небольшие изменения температуры океана могут иметь значительное влияние на сродство этих микроорганизмов к субстратам и, следовательно, на эффективный размер пулов питательных веществ, поглощаемых активным транспортом.Даже небольшое потепление океана во время межледниковья приведет к увеличению сродства водорослей и бактерий к тем субстратам (нитратам, фосфатам, силикатам), которые поглощаются активным транспортом, и эффективно увеличит размеры доступных пулов этих питательных веществ в океанах. Нитраты имеют гораздо более короткое время пребывания в океанах (10 3 –10 4 лет), чем фосфор, и, следовательно, с большей вероятностью демонстрируют межледниково-ледниковые вариации [49]. Это увеличение доступных питательных веществ с более высокой температурой, по прогнозам, приведет к увеличению первичной продукции океана и снижению CO 2 во время межледниковья.Такой сценарий согласуется с данными профилей изотопных отношений δ 13 C в тестах бентосных фораминифер в кернах отложений Южного океана, которые предполагают усиление межледниковой океанической продукции, данные, которые до сих пор не были объяснены [48]. Однако это противоречит данным по кернам льда, которые указывают на повышенные концентрации CO 2 во время межледниковья. Это явление также может объяснить очевидное снижение скорости денитрификации водной толщи в ледниковые периоды [50].Как отмечалось выше, сродство денитрифицирующих бактерий к нитрату также уменьшается с температурой [24].

Благодарности

Я хотел бы поблагодарить Эндрю Аптона, Марка Раттера, Бретта Огилви, Дебби Ллойд и Дэвида Ри за данные, которые способствовали исследованию влияния низких температур на микробную экологию, а также Кинан Эллис-Эванс, Дэвид Винн-Уильямс и Джулиан Приддл (британский Antarctic Survey) за их многолетнее сотрудничество в Южном океане.Благодарим профессора Ника Рассела за рецензирование более ранней версии рукописи и за предложения по ее улучшению. Работа поддержана Исследовательским советом Великобритании по окружающей среде в рамках исследовательских грантов GR3 / 7643a, GR3 / 8172a и студенческих стипендий GT4 / 84 / BAS / 6 и GT4 / 94/339 / L.

Список литературы

[1]

(

1975

)

Психрофильные бактерии. Бактериол. Ред.

39

144

—

167

.

[2]

(

1974

)

Низкотемпературное ингибирование поглощения субстрата

. В:

Влияние окружающей среды океана на микробную деятельность

(, Eds.), Стр.

124

—

129

.

University Park Press

,

Балтимор, Мэриленд

. [3]

(

1990

)

Холодовая адаптация микроорганизмов

.

Phil. Пер. R. Soc. Лондон.

B 326

,

595

—

611

.[4]

(

1992

)

Психрофильные микроорганизмы

. В:

Molecular Biology and Biotechnology of Extremophiles

(, Eds.), Pp.

203

—

224

.

Блэки

,

Глазго

. [5]

(

1990

)

Сравнение термической адаптации липидов мембран у психрофильных и термофильных бактерий

.

FEMS Microbiol. Ред.

75

,

171

—

182

.[6]

(

1962

)

Влияние температуры на состав жирных кислот Escherichia coli

.

J. Bacteriol.

84

,

1260

—

1267

. [7]

(

1979

)

Влияние температуры на жирнокислотный и фосфолипидный состав четырех облигатно психрофильных Vibrio spp

.

Arch. Microbiol.

121

,

121

—

127

.[8]

(

1980

)

Жирные кислоты и фосфолипидный состав пяти психротрофных Pseudomonas spp. выращены при разных температурах

.

Arch. Microbiol.

121

,

121

—

127

. [9]

(

1993

)

Влияние температуры роста на состав жирных кислот Mycobacterium phlei

.

Arch. Microbiol.

159

,

119

—

123

.[10]

(

1974

)

Гомеовязкая адаптация: гомеостатический процесс, регулирующий вязкость мембранных липидов Escherichia coli

.

Proc. Natl. Акад. Sci. США

71

,

522

—

525

. [11]

(

1988

)

Влияние температуры на клеточные мембраны

. В:

Plants and Temperature

(, Eds.), Symposium of the Society for Experimental Biology, Vol.

42

, стр.

237

—

258

.

Компания биологов

,

Кембридж

. [12]

(

1990

)

Липидные фазовые переходы, индуцированные холодом

.

Phil. Пер. R. Soc. Лондон.

B 326

,

555

—

570

. [13]

, (

1982

)

Влияние мембранных липидов на транспорт и ферментативную активность

.

Curr. Темы Membr. Трансп.

17

,

317

—

380

.[14]

(

1987

)

Почвы и отложения как матрицы для роста микробов

.

Симпозиум Общества общей микробиологии

, Vol.

40

, стр.

21

—

54

.

Cambridge University Press

,

Кембридж

. [15]

(

1970

)

Корреляция фазовых переходов in vitro и in vivo мембранных липидов в E. coli

.

Proc. Natl. Акад. Sci. США

67

,

606

—

612

. [16]

(

1977

)

Модификация липидов мембраны: функциональные свойства мембраны по отношению к структуре жирных кислот

.

J. Biol. Chem.

252

,

8797

—

8803

. [17]

(

1985

)

Некоторые размышления о микробной конкурентоспособности среди гетеротрофных бактерий

.

Антони ван Левенгук

51

,

473

—

494

. [18]

(

1985

)

Взаимодействие микрофлоры почвы и озера на острове Сигни

. В:

Antarctic Nutrient Cycles

(, Eds.), Стр.

662

—

668

.

Springer-Verlag

,

Берлин

. [19]

(

1983

)

Влияние температуры на ограниченный кремнием рост диатомовых водорослей из озера Мичиган Stephanodiscus minutus (Bacillariophyceae)

.

J. Phycol.

18

,

119

—

205

. [20]

(

1986

)

Сродство организмов к субстрату

.

Лимнол. Oceanogr.

31

,

453

—

456

. [21]

(

1993

)

Кинетика роста микроорганизмов с ограничением питательных веществ: обзор и последние достижения

.

Антони ван Левенгук

63

,

225

—

235

.[22]

(

1994

)

Влияние температуры на скорость роста и конкуренцию между двумя психротолерантными антарктическими бактериями: низкая температура снижает сродство к поглощению субстрата

.

Заявл. Environ. Microbiol.

60

,

1984

—

1992

. [23]

(

1971

)

Температурные зависимости в непрерывной культуре

.

Biotechnol. Bioeng.

13

,

795

—

813

.[24]

(

1977

)

Ростовые характеристики облигатно-психрофильного Vibrio sp

.

Arch. Microbiol.

113

,

215

—

220

. [25]

(

1997

)

Отбор по температуре нитратредуцирующих бактерий из эстуарных отложений: видовой состав и конкуренция за нитраты

.

FEMS Microbiol. Ecol.

23

,

11

—

22

.[26]

(

1991

)

Бактериальные реакции на температуру и концентрацию субстрата во время весеннего цветения Ньюфаундленда

.

Mar. Ecol. Прогр. Сер.

75

,

143

—

159

. [27]

(

1992

)

Рост бактерий на холоде: свидетельства повышенной потребности в субстрате

.

Заявл. Environ. Microbiol.

58

,

359

—

364

.[28]

(

1993

)

Доказательства повышенной потребности в субстрате для морских мезофильных бактериальных изолятов при минимальных температурах роста

.

Microb. Ecol.

25

,

151

—

159

. [29]

(

1989

)

Температурная зависимость поглощения и ассимиляции неорганического азота микроводорослями морского льда Антарктики

.

Polar Biol.

9

,

443

—

446

.[30]

(

1998

)

Температурная зависимость использования неорганического азота бактериями и микроводорослями

.

Неопубликованная кандидатская диссертация. Диссертация

,

Университет Эссекса

,

Колчестер

. [31]

(

1999

)

Температурная зависимость использования неорганического азота: Я уменьшил сродство к нитрату при неоптимальных температурах у ряда водорослей и бактерий, а также последствия для производства в полярных регионах

.

Заявл. Environ. Microbiol.

(в печати). [32]

(

1991

)

Рост и предпочтение поглощения аммония или нитрата ячменем в зависимости от температуры корня

.

J. Exp. Бот.

42

,

521

—

530

. [33]

(

1993

)

Поглощение аммония и нитрата рожковым деревом ( Ceratonia siliqua ) под влиянием температуры корней и ингибиторов

.

Physiol. Растение.

89

,

532

—

543

. [34]

(

1973

)

Сборка транспортной системы и подвижность мембранных липидов в Escherichia coli

.

Биохимия

12

,

2822

—

2829

. [35]

(

1983

)

Влияние температуры роста на липидную среду мембран психрофильных бактерий Micrococcus cryophilus

.

Arch. Biochem. Биофиз.

224

,

718

—

727

. [36]

(

1985

)

Дифференциальный сканирующий калориметр и флуоресцентное поляризационное исследование текучести мембранных липидов у психрофильных бактерий

.

Biochim. Биофиз. Acta

820

,

115

—

121

. [37]

(

1988

)

Сравнительная физиологическая адаптация отдельных антарктических микробных сообществ к низкой температуре

.

к.т.н. Диссертация

,

Университет Эссекса

,

Колчестер

. [38]

(

1976

)

Модификация липидов мембран: физические свойства по отношению к структуре жирных кислот

.

Биохимия

15

,

2986

—

2994

. [39]

(

1980

)

Поглощение нитратов и аммония в водах Антарктики

.

Лимнол. Oceanogr.

25

,

1064

—

1074

.[40]

(

1982

)

Утилизация аммония и нитратов в течение южного лета в море Скотия

.

Deep Sea Res.

29

,

837

—

850

. [41]

(

1990

)

Железо в водах Антарктики

.

Природа

345

,

156

—

158

. [42]

(

1988

)

Железо и молибден используют эффективность роста растений с различными источниками энергии, углерода и азота

.

New Phytol.

109

,

279

—

287

. [43]

(

1996

)

Влияние субстрата азота на потребность морских центрических диатомовых водорослей в железе

.

Mar. Ecol. Прогр. Сер.

141

,

161

—

172

. [44]

(

1993

)

Количественная роль переноса и метаболизма аммиака / аммония растениями в глобальном круговороте азота

.

Physiol. Растение.

89

,

512

—

518

. [45]

(

1996

)

Взаимодействие температуры и ограничения кремния на психрофильных ледяных диатомовых водорослях Pseudonitzschia seriata

.

Polar Biol.

16

,

589

—

594

. [46]

(

1987

)

Температурные функции в биологии и их применение к константам роста водорослей

.

Oikos

49

,

177

—

190

. [47]

(

1981

)

Влияние факторов окружающей среды на рост фитопланктона: температура и взаимодействие температуры с ограничением питательных веществ

.

Лимнол. Oceanogr.

26

,

635

—

648

. [48]

(

1993

)

Что вызвало изменение CO 2 от ледникового до межледникового?

В:

Глобальный углеродный цикл

(Ред.), с.

95

—

115

.

Springer-Verlag

,

Берлин

. [49]

(

1989

)

Фосфор в сравнении с ограничением азота для нового и экспортного производства

. В:

Productivity of the Oceans: Present and Past

(, Eds.), Pp.

377

—

395

.

Wiley

,

Нью-Йорк

. [50]

(

1995

)

Значительные изменения в запасах питательных веществ в океане от ледникового до межледникового периода

.

Природа

31

,

755

—

758

.

© 1999 Федерация европейских микробиологических обществ. Опубликовано Elsevier Science B.V. Все права защищены

Лучшая температура для сна: советы и подсказки

Температура в вашей спальне может существенно повлиять на качество вашего сна. Опрос Национального фонда сна показал, что прохладная комнатная температура была одним из наиболее важных факторов, способствующих хорошему ночному сну, при этом четыре из пяти респондентов заявили, что это важно для них.

Лучшая температура в спальне для сна — примерно 18,3 градуса по Цельсию. Это может варьироваться на несколько градусов от человека к человеку, но большинство врачей рекомендуют устанавливать термостат в диапазоне от 60 до 67 градусов по Фаренгейту (от 15,6 до 19,4 градусов по Цельсию) для наиболее комфортного сна.

Наше тело запрограммировано на небольшое снижение внутренней температуры по вечерам. Отключение термостата на ночь может помочь в регулировании температуры и сигнализировать вашему телу, что пора ложиться спать.

Лучшая температура сна для младенцев

Младенцы могут извлечь выгоду из спальни, которая на один или два градуса теплее, до 69 градусов по Фаренгейту (20,5 градусов по Цельсию). Поскольку их тела меньше по размеру и все еще развиваются, они более чувствительны к изменениям температуры окружающей среды.

Слишком теплая спальня может увеличить риск синдрома внезапной детской смерти (СВДС). Рекомендуется использовать одобренную одежду для сна, обеспечить благоприятную температуру, установив термостат, и избегать тяжелых одеял или многослойных одеял.Родители могут следить за температурой своего ребенка в ночное время, касаясь живота или задней части шеи.

Исследования показывают, что дети достигают температурного созревания в среднем к одиннадцати неделям. В этот момент они начинают достигать минимальной внутренней температуры тела в 97,5 градусов по Фаренгейту (36,4 градусов по Цельсию) в течение четырех часов перед сном, как и у взрослых.

Как температура влияет на сон?

Наш цикл сна регулируется нашим циркадным ритмом.Циркадный ритм основан на цикле светлого и темного солнца и контролируется частью мозга, называемой супрахиазматическим ядром, расположенной в гипоталамусе. Эти главные «биологические часы» получают сигналы от ряда факторов окружающей среды и личности, начиная от количества света (наиболее значимое), до физических упражнений и температуры.

Наша основная температура тела колеблется около 98,6 градусов по Фаренгейту (37 градусов по Цельсию), но колеблется примерно на 2 градуса по Фаренгейту в течение ночи.Снижение температуры начинается примерно за два часа до того, как вы ложитесь спать, что совпадает с высвобождением гормона сна мелатонина. Во время сна температура тела продолжает падать, достигая низкого уровня ранним утром, а затем постепенно нагревается по мере того, как наступает утро.

Основной способ, которым тело охлаждается во время сна, — это отвод тепла от ядра. В процессе, называемом вазодилатацией, циркадные часы посылают сигнал об усилении кровотока к конечностям.Вот почему у некоторых людей ночью могут быть теплые руки и ноги, которые можно принять за общую температуру тела. Действительно, люди, у которых хронически мерзнут ноги, могут быть подвержены более высокому риску бессонницы во сне, возможно, из-за нарушения этого процесса.

Что происходит, когда в вашей спальне слишком жарко?

Более высокие температуры могут вызывать дискомфорт и беспокойство, и любой, кто спал в душной спальне, может подтвердить, что трудно уснуть, когда вы потеете и обезвожены.Слишком теплая спальня может нарушить терморегуляцию вашего тела и вызвать усталость. Часто усталый человек чувствует себя усталым физически и морально, но не может заснуть.

Температура тела влияет не только на начало сна, но также на качество сна и время, проведенное в различных стадиях сна. Более высокая внутренняя температура тела была связана с уменьшением восстановительного медленноволнового сна и субъективного качества сна. Точно так же большая разница в температуре между ядром и конечностями — что указывает на то, что тело не эффективно отводит тепло от ядра — была связана со снижением эффективности сна и более высокой вероятностью пробуждения после засыпания.

Во время быстрого сна тело прекращает большинство действий, регулирующих температуру, таких как потоотделение или дрожь, что делает вас более чувствительным к изменениям температуры окружающей среды. Соответственно, чрезмерно высокие температуры окружающей среды также сокращают время, проведенное в фазе быстрого сна.

Помимо того, что на следующий день вызывает сонливость, уменьшение фазы быстрого сна и медленного сна может негативно повлиять на восстановление организма и иммунную систему, а также на обучение, память и другие процессы.

Хотя холодная температура в спальне не считается столь же вредной, как слишком теплая температура в спальне, она также может вызывать дискомфорт и иметь последствия для быстрого сна и артериального давления.

Советы по поддержанию прохлады в спальне

Следующие советы помогут оптимизировать температуру в спальне для сна:

  • Закройте жалюзи, чтобы уменьшить накопление тепла в течение дня
  • Летом вниз по лестнице
  • Выключите термостат на ночь
  • Используйте вентилятор или кондиционер в жарком климате или грелку в холодные ночи
  • Открыть окна для вентиляции
  • Контроль влажности в спальне
  • Для уменьшения потоотделения используйте дышащий матрас, простыни, пуховое одеяло, одеяло, подушку и свободную пижаму
  • Примите теплую ванну за час или два перед сном, чтобы вызвать естественный охлаждающий эффект.

Помимо оптимизации температуры окружающей среды для сна, вы можете помочь своему организму подготовиться ко сну, проявив доброту к собственному внутреннему термостату.Поскольку циркадный ритм чувствителен к колебаниям света, диеты и упражнений, время этих действий может повлиять на температуру тела и, возможно, на сонливость.

Привычки гигиены сна, такие как ложиться спать в одно и то же время каждую ночь, избегать употребления кофеина и алкоголя перед сном и сохранять темную и тихую спальню, помогут вам установить часы тела и температуру сна в соответствии с постоянным графиком. Чтобы узнать больше о том, как подобрать подходящую температуру, прочитайте нашу статью о том, как спать прохладно в жаркую ночь.

  • Была ли эта статья полезной?
  • Да Нет

Температура и энергия | Энергетические основы химии в старших классах

Крис

Ах, скромный градусник. Хотим ли мы знать, приготовлена ​​ли наша праздничная индейка или нам нужно конкретное доказательство того, что мы слишком больны, чтобы ходить в школу, термометр — это точный научный инструмент, который нам нужен. Но что именно измеряет градусник? Другими словами, что такое температура на самом деле?

Бриттни

Твёрдое, жидкое или газообразное вещество — вся материя состоит из атомов и молекул.Эти частицы постоянно находятся в движении. Они сталкиваются друг с другом и со стенками всего, в чем они заключены. Мы количественно оцениваем движения частиц по их кинетической энергии.

В химии мы определяем температуру вещества как среднюю кинетическую энергию всех атомов или молекул этого вещества.

Не все частицы вещества имеют одинаковую кинетическую энергию. В любой момент времени кинетическая энергия частиц может быть представлена ​​распределением.Некоторые атомы или молекулы обладают большой кинетической энергией и очень быстро движутся. Другие атомы или молекулы обладают небольшой кинетической энергией и движутся очень медленно. Это средняя кинетическая энергия частиц, которую измеряют термометры и мы записываем как температуру.

Одним из процессов, который особенно хорошо иллюстрирует изменение кинетической энергии, является испарение. Как вы, наверное, знаете, испарение — это фазовый переход, при котором частицы вещества переходят из жидкой фазы в газовую.

Но вы когда-нибудь задумывались, как лужа воды может испариться при комнатной температуре ? Имейте это в виду — мы вернемся к этому вопросу чуть позже.

Крис

Когда мы думаем о фазовом переходе от жидкости к газу, мы часто думаем о добавлении тепловой энергии к жидкости путем ее нагрева. Когда мы это делаем, молекулы жидкости движутся быстрее и расходятся немного дальше друг от друга, пока не приобретут достаточно энергии, чтобы преодолеть притяжение, которое они испытывают к другим молекулам жидкости, и перейти в газовую фазу.

Подумайте об этом: если бы кто-то попросил вас превратить стакан, полный воды, в водяной пар, что бы вы сделали?

Будучи блестящим молодым ученым, вы можете поставить его на горячую плиту и разжечь огонь.Теперь вы можете расслабиться и расслабиться, пока горячая пластина не передаст достаточно энергии, чтобы заставить все молекулы воды перейти из жидкой фазы в газовую. Говоря менее научным языком, вы бы вскипятили воду.

Кипение — это особый пример фазового перехода из жидкости в газ, который происходит при определенной температуре, называемой точкой кипения, где давление пара вещества равно давлению в одну атмосферу. Кипячение обычно осуществляется с использованием постоянного ввода энергии от внешнего источника (например, горячей плиты) для поддержания постоянной температуры.

Очевидный вывод таков: если вы постоянно добавляете тепловую энергию от горячей плиты, вы можете вызвать фазовый переход от жидкости к газу.

Но как лужа воды может испариться при комнатной температуре ?

Когда вода испаряется при комнатной температуре, некоторые быстро движущиеся высокоэнергетические молекулы обладают достаточной энергией, чтобы преодолеть притяжение, которое отдельные молекулы испытывают друг к другу, и перейти в газовую фазу. Когда эти высокоэнергетические молекулы покидают жидкую фазу, средняя энергия оставшихся жидких молекул понижается, а их температура понижается.Эта жидкость имеет более низкую энергию, чем ее окружение, поэтому она поглощает энергию из этого окружения. Цикл продолжается, лужа медленно исчезает.

Кипение — более быстрый процесс, потому что окружающая среда (горячая плита) нагревает жидкость до более высокой температуры, при которой большее количество молекул имеет высокую энергию, поэтому испарение происходит быстрее. Горячая плита горячее жидкости, поэтому передача тепловой энергии происходит достаточно быстро, чтобы поддерживать постоянную температуру жидкости на уровне температуры кипения.

Испарение может происходить при любой температуре , потому что некоторые молекулы в жидкости — те, что находятся на верхнем конце распределения — всегда будут иметь достаточно энергии для перехода в газовую фазу.Крис

Итак, температура представляет собой среднюю кинетическую энергию частиц вещества. Но именно разброс кинетических энергий между отдельными частицами объясняет, почему лужи высыхают.

Новые 98,6 градусов — Как и почему снизилась температура человеческого тела — Yale Scientific Magazine

При вызове больного или ежегодном осмотре врачом одним из первых результатов измерения является температура тела пациента. Любезно предоставлено Роем Перри на Wikimedia Commons.

Когда вы идете к врачу, первое измеренное значение — будь то ежегодный осмотр или вызов больного — это температура вашего тела. С годами методика менялась: от ртутных термометров под мышкой до инфракрасных термометров, сканируемых над лбом. Но стандартный показатель здоровья остается неизменным с 1851 года, когда о нем впервые сообщил немецкий врач Карл Рейнхольд Август Вундерлих. Как вы, наверное, слышали раньше, нормальная температура человеческого тела — 98.6 градусов по Фаренгейту.

Однако Джули Парсоннет и ее коллеги из Стэнфорда нашли доказательства, разрушающие эту парадигму: недавно они сообщили, что этот человеческий температура тела неуклонно снижалась за последние два столетия до текущее среднее значение — 97,9 градусов по Фаренгейту. В самом полном анализе на сегодняшний день в их исследовании были изучены сотни тысяч измерений температуры. из трех баз данных, начиная с конца промышленной революции до настоящего времени день.В конце концов, они обнаружили постоянное снижение температуры от декады до десятилетие.

Исследование Парсонне важно не потому что это показывает, что температура человеческого тела ниже, но потому что это показывает, что он упал с девятнадцатого века. Медицинские работники знали за последние несколько десятилетий температура тела здорового человека ниже 98,6 градусы Фаренгейта. Российская аптечная сеть, основанная в 1991 году, даже названный 36,6 — градус Цельсия, эквивалентный 97,9 градусам по Фаренгейту — в честь более точная более низкая температура.Ученые ранее предполагали, что 98,6 градуса Фаренгейт, должно быть, ошибся и во время измерения, обвиняя различия в исторических методах измерения и калибровке инструментов. Согласно Парсонэ считает, что исходное число могло быть совсем не неправильным. Это просто нет более точен для современного человека. Возникает вопрос: почему?

«Температура — показатель метаболизм », — сказал Парсоннет. При более низкой температуре тела метаболизм должен быть медленнее. Возможно, это изменение вызвано нашим более умеренным климатом.Современные американцы с системами отопления и кондиционирования живут в термонейтральном зона »от шестидесяти четырех до семидесяти двух градусов по Фаренгейту, в которой наши тела не нужно повышать метаболизм, чтобы согреться. С неактивными видами транспорта сидячая работа за столом, мы также меньше двигаемся, что еще больше подавляет наш метаболический скорости и, возможно, объясняя рост ожирения.

Парсонне предпочитает альтернативный объяснение: наша чистая среда. Благодаря канализации, рука дезинфицирующее средство, антибиотики и современная инфраструктура, мы снизили ставки ранее широко распространенных инфекций, таких как сифилис, ревматический порок сердца, и туберкулез.Благодаря вакцинации мы минимизировали инфекционные заболевания. прошлого и надеются применить то же самое к инфекционным заболеваниям настоящее время. Все это приводит к уменьшению воспаления, что, в свою очередь, приводит к снижение метаболизма и, как следствие, более низкая температура тела. Неясно, действительно ли это уменьшение воспаления верно везде; современные температуры в исследования были собраны в США. Двигаясь вперед, Парсонне также заинтересованы в изучении температур в развивающихся странах.

Если «нормальная» температура человеческого тела ниже, бросает ли это вызов нашему подходу к лихорадке и медицинской диагностике? Хотя измерение температуры может быть первым делом вашего врача, это никогда не будет последним. Подумайте о семейном анамнезе, показаниях артериального давления, мазках из горла, крови и обо всем остальном, что связано с вызовом больного. Нас тянет к двоичным: больные против здоровых, лихорадочные против нормальных. Но температура варьируется от человека к человеку и даже внутри человека в течение дня.Настоящий вопрос не в том, почему наш стандарт в 98,6 градуса по Фаренгейту был неправильным, а в том, почему мы так сильно полагаемся на него, когда каждый человек индивидуален. Не существует общего «нормального» человеческого стандарта. Вместо этого «для каждого человека существует« норма », которая зависит от его возраста, пола, веса, роста и времени суток, когда измерялась его температура», — сказал Парсоннет. Ее команда уже работает над алгоритмом, который определяет, что является ненормальным для отдельного пациента в любой конкретный момент. В век больших данных и персонализированной медицины мы начинаем рассматривать пациентов как отдельных лиц, а не как средних.Сегодня мы удивлены тем, что стандарт 98,6 градусов по Фаренгейту был заменен на 97,9 градусов по Фаренгейту. В будущем нас может удивить то, что мы вообще полагались на среднее значение.

Источники:

Barondess, г. J. (2014). Сканирование местности с хроническими заболеваниями: перспективы и возможности. Труды Американской клинической и Климатологическая ассоциация, 125 (2014), 45-56.

Фишер, К. (2020, 20 января). Забудьте о 98,6 градусах по Фаренгейту.Люди остывают — Вот почему. Healthline.

Процив, М., Лей, К., Ланкестер, Дж., Хасти, Т., и Парсоннет, J. (2020). Снижение температуры человеческого тела в Соединенных Штатах после промышленного Революция. eLife 9e49555.

Влияние температуры на плотность

Влияние температуры на плотность


Плотность

Плотность — это масса любого материала на единицу объема. Газы всегда имеют гораздо меньшую плотность, чем конденсированные фазы.Большинство материалов имеют более низкую плотность жидкости, чем твердое тело, но это не всегда так. Вода имеет более высокую плотность в жидком состоянии, чем в твердом, поэтому кубики льда плавают.

Как плотность зависит от температуры в конкретной фазе?

Помните, что температура связана со средней кинетической энергией атомов или молекул внутри вещества. Мы знаем, что для газов объем прямо пропорционален температуре по уравнению PV = nRT.


Чистая вода

Плотность жидкой воды примерно 1.0 г / мл. На диаграмме справа указана плотность в кг / м 3 . Разделите на 10 3 , чтобы получить плотность в г / мл.

Давайте посмотрим на плотность воды при 25 ° C и сравним ее с более высокой температурой, 80 ° C.Плотность уменьшается с 0,9970 г / мл до 0,9718 при нагревании. Это имеет смысл, потому что по мере того, как к жидкой воде добавляется тепло, увеличивается кинетическая энергия молекул, а также увеличивается количество колебаний молекул воды. Вместе это означает, что каждая единица H 2 O в жидкой воде занимает больше места при повышении температуры.

Мы видим ту же тенденцию при переходе от жидкой воды при 25 ° C (0,9970 г / мл) к жидкой воде при 4 ° C (0,99997 г / мл). Плотность увеличивается при понижении температуры.

Однако ниже 4 ° C плотность снова уменьшается. Как мы можем это объяснить?

Помните, что жидкая вода и твердая вода имеют одинаковую сеть связей. Жидкая вода при 25 градусах настолько быстро разрывает связи между звеньями H 2 O и преобразует их, что лишние молекулы воды попадают в водную решетку.Это причина того, что жидкая вода более плотная, чем твердая вода.

Связи в воде разрываются медленнее при понижении температуры, и структура имеет тенденцию удерживать меньше дополнительных молекул воды. При низкой температуре большая часть воды имеет такую ​​же решетку, как лед.
Википедия, Плотность воды

Жидкая вода может иметь температуру значительно ниже 0 ° C. Молекулы в этой переохлажденной воде могут свободно перемещаться.Связи создаются и разрываются. Структура дальнего действия не идеальна, но структура ближнего действия переохлажденной воды очень похожа на лед. Добавление кристалла в переохлажденную воду вызывает мгновенное образование льда.

Прочие жидкости Pure

Чистый этанол, CH 3 CH 2 OH, является другой чистой жидкостью. Она похожа на воду в том, что она полярна, с постоянным дипольным моментом и образует водородные связи с собой. Однако у него нет такой же трехмерной решетки, как у воды.

В таблице справа указана плотность этанола от 3 до 40 ° C в г / мл. Мы видим, что в этом диапазоне плотность уменьшается с температурой. В отличие от ситуации с водой здесь нет точки максимальной плотности.

Большинство других чистых жидкостей в этом отношении похожи на этанол.

Растворы показывают типичное поведение чистой жидкости в зависимости от температуры, но на плотность также сильно влияет количество растворенного материала.
Википедия, данные по этанолу

Назад Компас Показатель Таблицы Вступление Следующий

Как комнатная температура влияет на сон

Многие люди испытывали трудности с засыпанием в особенно холодную зиму или жаркое лето.Однако даже небольшие изменения температуры окружающей среды (1) могут сильно повлиять на качество сна.

Наше тело полагается на циркадные ритмы (2), которые представляют собой внутренние биологические процессы, которые регулируют наши тела в течение 24-часового периода, чтобы знать, когда просыпаться или спать. Поскольку наши циркадные ритмы обычно совпадают с восходом и падением солнца, свет и температура играют большую роль в подготовке нашего тела ко сну.

Определение температуры в спальне может способствовать качественному отдыху, сигнализируя организму о том, что пора спать.

Какая лучшая температура для сна?

Хотя некоторые исследователи сна определяют оптимальную комнатную температуру (3) как примерно от 66 градусов по Фаренгейту (19 градусов по Цельсию) до 70 градусов по Фаренгейту (21 градус по Цельсию), тело и потребности у всех разные. Оптимальная температура сна каждого человека может варьироваться на несколько градусов, и многие эксперты рекомендуют спать в спальне ночью в прохладном месте.

Какая лучшая температура для младенцев?

Родители должны знать, что слишком жаркая комната может увеличить риск синдрома внезапной детской смерти (4).Специалисты рекомендуют родителям следить за температурой своего ребенка (5) в течение ночи, касаясь живота или задней части шеи. Родители также могут установить термостат для более точного контроля температуры в помещении. Избегание неподходящих постельных принадлежностей и одежды (6) также может помочь обезопасить вашего ребенка всю ночь.

Как температура влияет на сон?

Наш циркадный ритм в значительной степени определяет, когда наши тела бодрствуют и бодрствуют, а не готовы ко сну. Этот цикл определяется воздействием солнечного света и контролируется частью мозга, называемой супрахиазматическим ядром (7).Эта часть мозга использует множество факторов окружающей среды, включая свет и температуру, чтобы знать, когда начинать сон.

Наша внутренняя температура тела обычно падает около 98,6 градусов по Фаренгейту (37 градусов по Цельсию) (8). Однако в течение ночи тело использует процесс, называемый вазодилатацией (9), чтобы направить кровоток к конечностям и снизить внутреннюю температуру на пару градусов. Расширение сосудов — вот почему некоторые люди во время засыпания испытывают теплые руки или ноги, а люди с холодными ногами могут бороться с бессонницей.

Это падение внутренней температуры также совпадает с высвобождением гормонов сна (10), которые помогают засыпать и способствовать качественному отдыху.

Что происходит со спящим телом при высоких температурах?

Поскольку для засыпания нашему телу требуется понижение температуры, более теплая спальня может привести к ворочанию и ворочанию вместо качественного сна. Исследования также показывают, что слишком горячий сон (11) может снизить эффективность сна, что со временем может привести к усталости (12).

Некоторые исследования показали корреляцию между более высокой внутренней температурой и сокращением времени, затрачиваемого на важные стадии сна, такие как медленный сон (13) и быстрый сон (14). Эти этапы сна имеют решающее значение для адекватного восстановления организма в течение ночи.

способов создать комфортную среду для сна

Может быть трудно превратить жаркую и душную комнату в прохладное и комфортное место для сна, но есть способы снизить температуру и способствовать лучшему отдыху.

  • Включите AC: В душных комнатах, где обычно остается тепло, включение кондиционера или понижение температуры на термостате может помочь телу отдохнуть.
  • Инвестируйте в «дышащие» постельные принадлежности: Существует множество матрасов, подушек и других постельных принадлежностей, которые специально разработаны, чтобы сохранять прохладу в течение ночи. Покупка постельного белья с нейтральной температурой поможет спящим избежать перегрева.
  • Смена постельного белья в зависимости от сезона: Переход на легкое постельное белье летом и на более тяжелое и теплоизолирующее постельное белье зимой — еще один способ, которым спящие могут контролировать свою температуру в течение года.
  • Keep It Dark: Как и температура, свет играет большую роль в подготовке нашего тела ко сну. Сохранение темноты в комнате может сигнализировать вашему телу, что пора спать.
  • Уберите отвлекающие факторы: Избегайте громких шумов, таких как телевизор или музыка, может помочь предотвратить перебои, которые могут нарушить качественный отдых. Для тех, кто предпочитает легкий шум, устройство или приложение белого шума могут заменить более громкие звуки.
  • Избегайте экранов и кофеина перед сном: Поведение перед сном также может повлиять на вашу способность качественно отдыхать.Синий свет от экранов может нарушить ваш естественный циркадный ритм и затруднить сон, а кофеин может вызвать бессонницу или беспокойство. Отказ от экранов и кофеина перед сном может помочь вам быстрее заснуть.

Выбор идеальной температуры в помещении может облегчить засыпание ночью и улучшить общее качество сна.

Список литературы

+ 14 Источников
  1. 1. Доступ 8 марта 2021 г.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22738673/
  2. 2. По состоянию на 8 марта 2021 г. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30137792/
  3. 3. По состоянию на 11 марта 2021 г. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31105512/
  4. 4. По состоянию на 8 марта 2021 г. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK513376/
  5. 5. По состоянию на 8 марта 2021 г. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33061911/
  6. 6. Доступ 8 марта 2021 г.https://safetosleep.nichd.nih.gov/resources/caregivers/environment/look
  7. 7. По состоянию на 8 марта 2021 г. https://www.ninds.nih.gov/Disorders/Patient-Caregiver-Education/understanding-Sleep
  8. 8. По состоянию на 8 марта 2021 г. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK331/
  9. 9. По состоянию на 8 марта 2021 г. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK557562/
  10. 10. Проверено 8 марта 2021 г. https:// pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29318587/
  11. 11. По состоянию на 8 марта 2021 г. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30669302/
  12. 12. По состоянию на 8 марта 2021 г. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19956456/
  13. 13. По состоянию на 8 марта 2021 г. https://pubmed.ncbi.nlm.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *