Wykład 4
Termoregulacja
Biochemia z biofizyką
Wykład 4
Termoregulacja
Biochemia z biofizyką
Termoregulacja
• Ssaki, a więc i człowiek, zostały
wyposażone w rozwoju filogenetycznym
w fizjologiczny mechanizm utrzymujący
stałą temperaturę środowiska
wewnętrznego organizmu.
• Temperatura środowiska wewnętrznego
jest w znacznym stopniu
niezależna
zarówno od szybkości utraty ciepła, jak
i wielkości wytwarzania ciepła w
organiźmie
Ośrodek termoregulacji
• Znajduje się w przedniej części
podwzgórza
(hypothalamus)
[Podwzgórze to ośrodek podkorowy
autonomicznego układu nerwowego.
Od podwzgórza zależy homeostaza
organizmu.]
• Ośrodek termoregulacji działa na zasadzie
termostatu, kontrolując inne ośrodki
Odprowadzanie ciepła z
organizmu
Organizm traci ciepło przez:
• 1.
skórę
(promieniowanie,
przewodnictwo i pocenie się)
• 2.
układ oddechowy
(z wydychanym
powietrzem)
• 3.
przewód pokarmowy i układ
moczowy
(z kałem i moczem)
Podwyższenie temperatury krwi dopływającej do
podwzgórza, do ośrodka termoregulacji, powoduje
pobudzenie termodetektorów i przyspiesza utratę
ciepła,
co zachodzi w wyniku:
• 1. rozszerzenia naczyń skórnych i wydzielania potu
przez gruczoły potowe
• 2. przyspieszenia pracy serca i pogłębiania
oddechów (przez płuca przepływa więcej krwi i z
powietrzem wydychanym odprowadzane jest więcej
ciepła)
• 3. pobudzenia ośrodka hamującego drżenie
mięśniowe w śródmózgowiu
Wytwarzanie ciepła w
organiźmie
Organizm wytwarza ciepło przez:
• 1.
podstawową przemianę materii
(spoczynkowa
czynność wszystkich komórek i narządów
niezbędna do utrzymania organizmu przy życiu)
• 2.
pracę mięśni szkieletowych w czasie
poruszania się
• 3.
czynność przewodu pokarmowego
(związaną
z trawieniem i wchłanianiem pokarmów)
Obniżenie temperatury krwi dopływającej do podwzgórza
hamuje termodetektory, co powoduje zwiększone wytwarzanie
ciepła lub zmniejszoną jego utratę za pośrednictwem:
• 1.
ośrodka wyzwalającego drżenie mięśniowe
– przestaje on być
hamowany przez ośrodek termoregulacji. Pojawiają się dreszcze, czyli
skurcze komórek mięśniowych i wytwarza się ciepło w mięśniach
szkieletowych =
termogeneza drżeniowa
• 2.
ośrodków kontrolujących układ współczulny
– pobudzenie układu
współczulnego powoduje wydzielanie się z zakończeń neuronów
zwojowych noradrenaliny. Pod wpływem noradrenaliny przyspiesza się
metabolizm komórek mięśni szkieletowych i komórek tkanki tłuszczowej
• 3.
ośrodków kontrolujących wydzielanie gruczołów dokrewnych
– z
rdzenia nadnerczy wydziela się adrenalina przyspieszająca metabolizm
glukozy w wątrobie i w mięśniach szkieletowych oraz metabolizm tkanki
tłuszczowej
• 4.
hormonów gruczołu tarczowego
(trijodotyroniny i tyroksyny) – dłużej
trwające obniżenie średniej temperatury otoczenia powoduje stałe
zwiększenie metabolizmu wewnątrzkomórkowego w organiźmie. Biorą
w tym udział: podwzgórzowy hormon uwalniający hormon tyreotropowy
(
TRH
), hormon tyreotropowy z części gruczołowej przysadki (
TSH
) i
hormony gruczołu tarczowego –
trijodotyronina i tyroksyna
– działające
bezpośrednio na komórki organizmu (wytwarzanie ciepła w tkankach)
• 5.
ośrodka naczyniowego
– naczynia skórne zwężają się i zmniejsza się
utrata ciepła przez skórę
Gorączka
Gorączka
Termodetektory w podwzgórzu pod wpływem wytwarzanych
miejscowo
prostaglandyn
stają się mniej wrażliwe na
podwyższającą się temperaturę krwi.
Termostat biologiczny przestawia się na wyższą temperaturę krwi,
co powoduje podwyższenie się temperatury ciała, czyli wystąpienie
gorączki.
Toksyny bakteryjne i inne czynniki powodują wytwarzanie przez
prawie wszystkie komórki w organiźmie
interleukiny -1 (IL-1)
,
wcześniej nazywaną endogennym pirogenem.
Pod wpływem toksyn bakteryjnych komórki odpowiedzi
odpornościowej wytwarzają
IL-1
, która krążąc we krwi przenika do
podwzgórza.
Pod wpływem
IL-1
w podwzgórzu tworzą się
prostaglandyny
–
termostat biologiczny przestawia się na wyższą temperaturę i
występuje gorączka.