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.