Mechanizmu termoregulacyjne przy ekspozycji na zimno

Układ termoregulacyjny

składa się z:

1) termoreceptory i termodetektory

–

struktury wrażliwe na zmiany temperatury

otoczenia lub temp. wnętrza ciała.

2) ośrodek termoregulacji

- integrujący i

transformujący informacje ze struktur

wrażliwych na temperature

3) efektory układu termoregulacji

Termoreceptory

Termoreceptory, którymi są nagie

zakończenia dendrytów

dzielimy na

receptory ciep

a i chłodu.

Największe ich skupisko znajduje się w

podwzgórzu, co umożliwia

kontrolowanie temp

eratury

samego

mózgu oraz krwi, która do niego

dopływa. Ważnym obszarem

termorecepcji, któr

tworzy system

wczesnego ostrzegania, jest skóra.

Termoreceptory wykryto również w

rdzeniu kręgowym, czyli na drodze

transmisji nerwowej z termoreceptorów

skóry, a także w bliżej nieokreślonym

obszarze narządów trzewnych.

W mózgowiu, poza obszarem

podwzgórza, termorec

eptory

występują

w tylnej części pnia mózgu. Ważnym

siedliskiem sa także mięśnie

szkieletowe.

Termoreceptory i

termodetektory

Zmiany temperatury są odbierane

przez termoreceptory obwodowe

oraz detektory ośrodkowe będące

termowrażliwymi neuronami.

Pojedyncze dośrodkowe włókna

nerwowe reagują zmianą

częstotliwości wyładowań w

określonym zakresie temperatury.

Schemat rozmieszczenia

termoreceptorów i ich

hierarchia

PODWZGÓRZ

TYLNY PIEŃ

MÓZGU

RDZEŃ

KRĘGOWY

SKÓRA

MIĘŚNIE

SZKIELETOWE

NARZĄDY

TRZEWNE

Zasady działania

termoreceptorów

obwodowych



Termoreceptory znajdują się w

mięśniach, górnych drogach

oddechowych, ścianach naczyń

żylnych, niektórych odcinkach

przewodu pokarmowego.



Termodetektory znajdują się w

przedniej części podwzgórza i

szyjnej części rdzenia kręgowego.

Ośrodek termoregulacji



Znajdujący się w

międzymózgowiu(podwzgórzu), jest

dwuczęściowy. W przedniej części

podwzgórza mieści się tzw. ośrodek

eliminacji ciepła regulujący jego

utratę, a w tylnej ośrodek zachowania

ciepła, który odpowiedzialny jest za

trzymanie ciepłą w organizmie i

stymulacja jego wytwarzania.

...

W przenoszeniu pobudzenia między

neuronami w ośrodku termoregulacji

bierze udział wiele

neuroprzekaźników np.

noradrenalina, serotonina,

dopamina.

…

Pozapodwzgórzowe struktury

ośrodkowego układu nerwowego, a w

szczególności rdzeń kręgowy,

współdziałają w regulacji temp. ciała.

Efektory układu

termoregulacji

Głównymi efektorami termoregulacji

FIZYCZNEJ są: układ krążenia i gruczoły

potowe, a efektorami termoregulacji

CHEMICZNEJ przede wszystkim mm

szkieletowe, wątroba i tkanka tłuszczowa.

W termoregulacyjnym modyfikowaniu tempa

metabolizmu mogą pośredniczyć hormony

wywierające działanie ciepłotwórcze, np..

hormony tarczycy

(

TRIJODOTYRONINA, AMINY

KATECHOLOWE, GLUKAGON)



Mechanizmy produkcji i zachowania ciepła, mają

na celu utrzymanie homeostazy termicznej ustroju, a

ich działanie powoduje wiele wtórnych zmian

czynnościowych ze strony różnych narządów i

układów. Należą do nich przede wszystkim zmiany w

objętości i rozmieszczeniu płynów ustrojowych,

zmiany w czynnościach nerek i inne.



Organizm człowieka, podporządkowany prawu

zachowania stałej temperatury wewnętrznej, nie

może oczywiście sprostać każdemu obciążeniu ze

strony środowiska. Skutki działania środowiska

zimnego należy ściśle wiązać z czasem jego

oddziaływania.

Produkcja ciepła zachodzi w tkankach

metabolicznie aktywnych, głównie w mięśniach.

Wzmożone wytwarzanie ciepła w organizmie w

wyniku procesów termoregulacyjnych związane

jest z termogenezą drżeniową i

bezdrżeniową.

>>Pierwszy z tych procesów to mimowolny

skurcz włókien mięśni szkieletowych,

powodujący zwiększenie metabolicznej

produkcji ciepła.

>>Z kolei termogeneza bezdrżeniowa jest

bardziej długotrwałym mechanizmem

wytwarzania ciepła, działającym poprzez

współczulny układ nerwowy i hormony tarczycy.



Drżenie mięśniowe o dużym nasileniu

zachodzi jako próba utrzymania

temperatury wewnętrznej na stałym

poziomie.



Przy obniżaniu się temperatury

wewnętrznej mięśnie stają się sztywne,

lepkość krwi zwiększa się, co powoduje,

że porusza się ona dość wolno. Z tego

powodu może nastąpić utrata

informacji czuciowych i zaburzenia

świadomości.

We wczesnym okresie

pourodzeniowym mechanizm

termogenezy nie jest jeszcze

wykształcony i wytwarzanie ciepła

zachodzi wyłącznie na drodze

bezdrżeniowej, głównie w

brunatnej

tkance tłuszczowej

Ze względu na niekorzystny stosunek

powierzchni ciała do jego masy oraz małą

zawartość podkórnej tkanki tluszczowej

noworodki są szczególnie wrażliwe na

zmiany środowiska termicznego

(temp

eratura

otoczenia, przy której ich

tempo metabolizmu utrzymuje się na

poziomie spoczynkowym mieści się w

granicach 32-34°C).

Dla zachowania równowagi cieplnej w

zimnym otoczeniu konieczne staje sie

zwiększenie tempa przemiany

materii, które u dorosłego człowieka

zachodzi prawie wyłącznie przez

odruchowe pobudzenie m

ięśni

szkieletowych, w wyniku czego

zwiększa się napięcie spoczynkowe

ięśni

, a następnie pojawia

się

drżenie mięśniowe.

Adaptacja do zmiennych

warunków środowiska

termicznego

U człowieka opisano 3 podstawowe

rodzaje

adaptacji

do zimna:

ipotermiczną

zolacyjną

etaboliczną

Aklimatyzacja

hipotermiczna

Polega ona na zmniejszaniu

wytwarzania ciepła i obniżaniu

temperatury wewnętrznej jako

reakcji na zimno bez odczuwania

dyskomfortu

np. u Lapończyków

i plemion australijskich.

Adaptacja izolacyjna

est wynikiem zwiększenia

grubości podskórnej tkanki

tłuszczowej i rozwoju zdolności

do skurczu naczyń obwodowych,

np. u pływaków przepływających

długie dystanse.

Adaptacja

metaboliczna

Wiąże się z przetrwaniem bądź

powtórnym pojawieniem się

brunatnej tkanki tłuszczowej u ludzi

dorosłych stale narażanych na

działanie niskich temperatur

, n

p. u

koreańskich lub japońskich

poławiaczek pereł i "owoców morza".

W tkance tej wytwarzane sa znaczne

ilości ciepła na drodze bezdrżeniowej.

Reakcje temoregulacyjne

i kolejność ich

uruchamiania

Układ ter

oregulacji ma do dyspozycji bogaty repertuar reakcji

termoregulacyjnych, dzięki którym stała temp

eratura

ciała

może być utrzymana w szerokim zakresie temp

eratury

otoczenia.

Wśród nich można wyróżnić autonomiczne

reakcje:

ermogenezy

ermolizę

eakcje behawioralne.

termogeneza

Źródłem ciepłą umożliwiającym

utrzymanie temp.ciała na poziomie

wyższym od temperatury otocznie są

procesy metaboliczne, podczas których

większa część energii chemicznej ulega

zamianie na ciepło.



Poniżej dolnej temperatury krytycznej u

ssaków następuje także piloerkcja. A

szczątkową reakcją piloerekcyjną

człowieka jest

„gęsia skórka”

Termoliza

Na rozpraszanie ciepła z organizmu do

otoczenia składają się dwa procesy:



Zmiany szybkości przepływu krwi

przez skórę i błonę śluzową nosa



Wydzielanie potu przez gruczoły

potowe. Poniżej poziomu dolnej

temp.krytycznej obwodowy przypływ

krwi jest najniższy z możliwych, a

gruczoły potowe są nieczynne

Oddziaływanie zimnego środowiska może dotyczyć

całego organizmu lub niektórych jego obszarów.

W pierwszym przypadku jest to chłodzenie ciała w

wyniku stosowania odzieży o niewystarczającej

ciepłochronności.

Lokalne działanie zimnego środowiska to bezpośredni

kontakt określonych partii ciała z zimnymi

powierzchniami, a także chłodzenie nieosłoniętych

obszarów skóry, głównie twarzy i rąk, wywołane

ruchem powietrza.

Do lokalnego oddziaływania zimnego środowiska

należy także chłodzenie organizmu przez drogi

oddechowe oraz chłodzenie kończyn.

Bibliografia



Fizjologia człowieka z elementami

fizjologi stosowanej i klinicznej pod

red Traczyka i Trzebskiego: PZWL,

2001



Wykłady z fizjologii człowieka, Red.

naukowa Małgorzata Tafil-Klawe,

Jacek J. Klawe:PZWL, 2009

Document Outline