TERMOREGULACJA

Dostosowanie ilości ciepła wytwarzanego w organizmie (t.chemiczna) i ciepła wymienianego między organizmem a otoczeniem (t.fizyczna) do potrzeb bilansu cieplnego w sposób zapewniający utrzymanie homeostazy termicznej w zmiennych warunkach otoczenia

Temperatura ciała

• Utrzymanie stałej temperatury ciała jest warunkiem do sprawnego funkcjonowania organizmu stałocieplnego

• Temp.wewnętrzna ciała, odzwierciedlająca zawartość ciepła w organizmie, jest wynikiem produkcji i eliminacji ciepła

• Temp.poszczególnych tkanek i narządów nie jest identyczna: najwyższą ma serce i wątroba

Wytwarzanie ciepła

• Ciepło endogenne

• Podstawowa przemiana materii

• Termogeneza drżeniowa i bezdrżeniowa

• Ciepło egzogenne

• Przyjmowanie gorących pokarmów i płynów,wdychanie ciepłego powietrza

• Skóra i tkanka podskórna tłuszczowa pełni rolę termoizolatora w środowisku zimnym, a stanowi drogę usuwania ciepła z głębiej położonych narządów i tkanek

• Krew posiada dużą pojemność cieplną dzięki temu może przenosić znaczne ilości ciepła.

• Przewodnictwo cieplne tkanek to ilość ciepła oddawana przez 1m² powierzchni ciała w ciągu 1 godziny przy różnicy temperatur między powierzchnią a wnętrzem ciała wynoszącej 1^oC

• Ze ↑ przepływu krwi przez powierzchniowe warstwy ciała temp. skóry ↑ - przewodnictwo cieplne ↑

• ↓ przepływu prowadzi do ↑ izolacyjnych właściwości skóry i ↓ utraty ciepła

Drogi wymiany ciepła

• Zależne od warunków zewnętrznych

• Od temperatury skóry- zależnej od przepływu krwi i ilości wydzielanego potu

• Przenoszenie ciepła- konwekcja ze środowiska cieplejszego do zimniejszego

• Z wnętrza ciała na obwód

• Przewodzenie- zależne od różnicy temperatur między dwiema stykającymi się powierzchniami

• Człowiek- woda

• Promieniowanie elektromagnetyczne długofalowe, emitowane przez powierzchnię ciała, utrata lub zysk ciepła

• Utrata ciepła przez parowanie potu odgrywa podstawową rolę w chłodzeniu skóry i dopływającej do niej krwi podczas ekspozycji na gorąco oraz w warunkach obciążenia organizmu ciepłem endogennym - praca fizyczna.

• Przy normalnej temperaturze skóry całkowite wyparowanie 1 litra potu usuwa z organizmu 2,4 MJ(580kcal) ciepła. (wilgotność powietrza czynnik ograniczający)

Elementy termoregulacji

• Termoreceptory i termodetektory -struktury wrażliwe na zmiany temperatury otoczenia lub temp.wnętrza ciała

• Ośrodek termoregulacji -integruje i transformuje informacje ze struktur wrażliwych na temperaturę

• Efektory układu termoregulacji

Termoreceptory

• T. obwodowe zlokalizowane są w skórze oraz w mięśniach, górnych drogach oddechowych, ścianach naczyń żylnych i odcinkach przewodu pokarmowego

• Dzielą się wg kryterium czynnościowego na receptory zimna (liczniejsze) i ciepła

• Dostarczają informacji o bezwzględnej temperaturze i jej zmianach do ośrodkowego mechanizmu regulacyjnego i świadomości człowieka.

• Maksymalna częstotliwość wyładowań przy utrzymywaniu stałej temperatury skóry wynosi ok.10 /sek.

• Przy ↓ lub ↑ temperatury skóry dośrodkowe włókna nerwowe związane z rec.zimna i ciepła reagują ↑ wyładowań nawet do ok.100/sek.

Termodetektory

• Struktury termowrażliwe w podwzgórzu po obydwu stronach trzeciej komory mózgu i w szyjnej części rdzenia kręgowego

Ośrodek termoregulacji

• W przedniej części podwzgórza zlokalizowany jest ośrodek eliminacji ciepła, w tylnej części ośrodek zachowania ciepła

• ↓ temperatury w przedniej części podwzgórza przy neutralnej temp. otoczenia powoduje zwężenie naczyń krwionośnych skóry i nasilenie tempa metabolizmu, w gorącym środowisku hamuje skórny przepływ krwi( u zwierząt dyszenie)

• Uszkodzenie tylnej cz. podwzgórza znosi reakcje termoregulacyjne chroniące przez oziębianiem

• Noradrenalina,serotonina,dopamina przenoszą pobudzenia między neuronami w ośrodku termoregulacji

Efektory układu termoregulacji fizycznej
Układ krążenia i gruczoły potowe;
↓ lub↑ utratę ciepła

• Rozszerzenie naczyń krwionośnych skóry i ↑ skórnego przepływu krwi powoduje ↑ przenoszenia ciepła z wnętrza na powierzchnię ciała

• Rozszerzenie naczyń zależne jest od uwolnienia zwężającego wpływu nerwów współczulnych, temperatury i bradykininy

• Towarzyszy temu zmniejszenie przepływu krwi przez narządy wewnętrzne m.in.nerki

• Gruczoły potowe pobudzane są przez impulsy docierające cholinergicznymi włóknami współczulnymi, pod wpływem stymulacji ośrodkowych termodetektorów wrażliwych na wzrost temperatury wewnętrznej

• W skórze człowieka mieści się od 2000/cm² na dłoniach i stopach do 100-200/cm² na skórze kończyn i klatce piersiowej

Efektory termoregulacji chemicznej
Mięśnie szkieletowe, wątroba,tk.tłuszcz.brunatna;
↓ lub↑ tempo wytwarzania ciepła metabolicznego

•W wyniku nasilenia impulsów docierających z neuronów ruchowych alfa do mięśni szkieletowych dochodzi do wzrostu napięcia mięśniowego i drżenia mięśni co stanowi źródło ciepła.

•Ilość wytworzonego na tej drodze ciepła może przekraczać 4-5 krotnie tempo podstawowej przemiany materii

•Udział hormonów o działaniu ciepłotwórczym:

-aminy katecholowe, h.tarczycy, glukagon powodują * wytwarzania ciepła na drodze bezdrżeniowej i * tempa metabolizmu

Reakcja termoregulacyjna na ciepło

• ↑ skórnego przepływu krwi z towarzyszącym ↑ częstości skurczów serca, pojemności minutowej oraz ↓ RR

• Przy temperaturze otoczenia 28-32^oC pobudzenie czynności gruczołów potowych i ↑ wydzielania potu

Reakcja termoregulacyjna na zimno

• ↓ przepływu krwi przez skórę i tkankę podskórną

• ↑ tempa przemiany materii, przez ↑ napięcia mięśni i drżenie mięśniowe

Zaburzenia mechanizmów termoregulacji

• Przekroczenie możliwości termoregulacyjnych organizmu lub upośledzenie działania mechanizmu regulacji temperatury ciała prowadzą do ↓ temp.ciała -hipotermii lub ↑ temp.ciała -hipertermii

Gorączka

• Podwyższenie wewnętrznej temperatury ciała do poziomu przekraczającego zakres normalnych dobowych zmian temperatury, przy sprawnie działającej termoregulacji, towarzyszące zazwyczaj procesom infekcyjnym

• Jest reakcją obronną organizmu

• Bakterie i wirusy zawierają substancje zwane pirogenem egzogennym, stymulującym komórki organizmu do syntezy pirogenu endogennego, którego miejscem działania jest przednia część podwzgórza

• W stadium rozwoju gorączki pobudzane są reakcje ↓ eliminację ciepła z ustroju i jego wytwarzanie, po czym ustala się temperatura na nowym, podwyższonym poziomie.

• Po ustaniu działania czynników gorączkowych temp.powraca do normalnych wartości dzięki uruchomieniu mechanizmów ↑ utratę nagromadzonego ciepła