Fizjologiczne podstawy regulacji temp ciała
Temperatura ciała należy do grupy parametrów, których regulacja na optymalnym poziomie jest kluczem utrzymania homeostazy. Decyduje ona o tempie przemian opartych na działaniu enzymów.
Reguła van Hoffa- jeżeli układ ogrzejemy o 10 stopni to kinetyka reakcji wzrasta od 2-4 razy.
Rysunek
Bezwładność cieplna- masa ciała- potrzebna czasu, by ogrzać/ schłodzić nasz organizm (organizm z wyprzedzeniem może przeciwdziałać zmianom temp).
W ośrodku decyzyjnym- analiza informacji i regulacja temp
W „set point”- informacja o naszej temperaturze ciała (cecha osobnicza). Do podwzgórza z jednej strony dociera informacja o naszej temp (czucie) i jest wyposażony we wzorzec naszej temp. Tak wiec analiza sprowadza się do porównania tego jak jest do tego jak powinno być (decyzja o tym w którą stronę pójdzie reakcja efektorowa- ochłodzenie lub podgrzanie).
Termoregulacja to zespół reakcji behawioralnych i fizjologicznych utrzymujących temp ciała na optymalnym poziomie.
Temp ciała jest w warunkach fizjologicznmych i patologicznych utrzymywana w pobliżu poziomu „set point”- temp punktu nastawczego zlokalizowanego w podwzgorzowym ośrodku regulacyjnym.
Temp punkt nastawczy mimo nieznanej dotychczas natury informuje organzizm o jego osobniczej temp.
W ośrodku termoregulacji (podwzgórze) sa dwa ośrodki: ciepła i zimna. Do podośrodka zimna dociera informacja, że organizm zaczyna się schładzać (z receptorów zimna). W wyniku porównania z set point następuje uruchomienia mechanizmów powodujących podnoszenie ciepłoty ciała (zatrzymanie mechanizmów, które obniżają ciepłotę i uruchomić te które je podnoszą- OBA NA RAZ!!!)
Narzędzia termoregulacyjne
Behawioralne- mają wymiar szczątkowy, nie jest podstawą utrzymania ciepłoty ciała. Jednak niemożliwość ich unieruchomienia może powodować złe skutki (np. śpimy na słońcu-> udar)
Reakcje sprzyjające utracie ciepła:
-zwiększenie powierzchni utraty ciała
-szukanie zimnej wody
-zdejmowanie odzieży
Reakcje sprzyjające zachowanie ciepła:
-skulenie się
-zakładanie ciepłej odzieży
-szukanie ciepłego powietrza lub wody
-piloerekcja (gęsia skórka, włosy stają dęba)
Fizjologiczne efektory
Termogeneza- dzielimy na drżeniową (generowanie ciepła przez prace mięśni, np. podczas aktywności fizycznej, dreszcze podczas gorączki) i bezdrżeniowa (dostarczanie ciepła w procesach spalania metabolicznego- szczególnie spalanie brunatnej tkanki tłuszczowej)
Zmiana izolacji termicznej powierzchni ciała
- wazokonstrykcyjna- ograniczenie przepływu skórnego krwi
- wazodylatacja- wzrost przepływu skórnego krwi
W warunkach dla nas naturalnych regulujemy temp przez subtelne zmiany przepływu krwi w skórze.
Sposoby utraty ciała
-konwekcja- usuwanie ciepła przez ruchy ciepła
-przewodzenie- utrata ciepła oparta na istniejących różnicach miedzy dwoma środowiskami
-promieniowanie elektromagnetyczne- dot przedewszystkim długofalowego (5-100mikrometrów)
Kiedy faktycznie się przegrzewamy to:
-parowanie potu (wyparowanie 1 litra potu to 2,4 megadżuli ciepła usuwamy). Prowadzi to do odwadniania organizmy.
Wilgotność powietrza- ogranicza parowanie potu
Wyróżniamy 5 stanów termicznych:
normotermia- temp ciała jest regulowana wokół naszego punktu nastawczego. Nie jest równa set point- wynika z bezwładności cieplnej.
Gorączka- stan patofizjologiczny, temp regulowana wokół nowego podwyższonego punktu nastawczego. Pojawienie się gorączki musi być poprzedzone zmiana wartości punktu nastawczego. Zbilansowana produkcja i utrata ciepła.
Anapyreksja- temp generowana wokół nowego obniżonego punktu nastawczego. Stan patofizjologiczny, np. adaptacja do warunków wysokogórskich (tam grozi nam hipoksja- im wyżej tym niższe ciśnienie gazów- tylko mięśnie szkieletowe mogą pracować na długu tlenowym). Organizm musi przeciwdziałać niedotlenieniu-> anapyreksja (spowolnienie metabolizmu- mniej potrzeba tlenu)
Różnią się one punktem nastawczym. Podobieństwo: temp jest regulowana wokół punktu nastawczego.
Hipertermia- stan patologiczny, temp ciała zdecydowanie powyżej punktu nastawczego (taki jak w normotermii). Dochodzi w momencie gdy produkujemy duże ilości ciepla lub pobieramy z zewnątrz.
Hipotermia- stan gdzie temp jest zdecydowanie poniżej punktu nastawczego. Tracimy duże ilości ciepła.
W obu przypadkach brak regulacji. Oba sa efektem załamania procesów regulacyjnych. Oba prowadzą do śmierci, jeśli nie zostaną zatrzymane.
Jak wyprowadzić kogoś z hipertermii- dużo czasu, szok termiczny- powoduje odruchowe zamkniecie naczyń krwionośnych w skórze (tak więc to co go utrzymywało przy życiu zostaje zamknięte). Dlatego ochładzamy powoli. Różnica temp wody 3 stopnie.
Jak wyprowadzić z hipotermii- otulamy w cos ciepłego i podajemy cos ciepłego do picia. Podajemy leki, które rozszerzają naczynia krwionośne (u niego zwężone naczynia mogą powodować martwice-> amputacje) przywracając krążenie tam gdzie zostało zahamowane.
Przestawienie punktu nastawczego traw milisekundy. My przez bezwładność cieplna jesteśmy w normotermii. Chwilowa hipotermia następuje podczas gorączki (mamy dreszcze), uczucie zimna mija gdy dostroimy się do nowych warunków (goraczki- nowy punkt). Chwilowa hipertermia- zaraz po gorączce (robi się na gorąco, przemija uczucie gorąca jak osiągniemy temp normotermy).
Gorączka a hipertermia
W obu wzrost ciepłoty ciała.
Jak je odróżnić?- prostaglandyno zależna jest gorączka (leki przeciwgorączkowe powodują zahamowanie syntezy prostaglandyn)
Hipertermia- prostaglandyno niezależna
Żeby ich odróżnić trzeba podać leki przeciw gorączce- jak temp się obniża to miał gorączkę, a jak nie spada to należy zapobiegać hipertermii.
Homestatyczne wartości gorączki
Termoregulacyjna koncepcja gorączki- zgodnie z koncepcja set point podwyższa się nowy próg. Podczas gorączki temp jest subtelnie regulowana.
Argumenty czy gorączka jest korzystna czy nie:
filogeneza gorączki- poszukiwanie gorączki u zwierząt niższych niż my (jeżeli powstała ileśset lat temu i my ja mamy to jest korzystna, bo gdyby nie była to zostałaby wyeliminowana). U płazińców i nicieni- brak gorączki. Pierwsza gorączka u pierścienic (dżdżownice i pijawki). Jak to zbadali?- naczynie- na jednym biegunie ciepło na drugim zimno a w środku woda. Do wody pijawka. Sytuuje się w korzystnej temperaturze wody. Podajemy jej potem lek progorączkowy to będzie sytuować się bliżej bieguna ciepłego. Potem podajemy jej leki przeciwgorączkowe (do bieguna zimnego- chwilowa hieprtermia, a potem do położenia pierwotnego).
Czy mamy mechanizmy które chronią nas przed nadmiernym wzrostem temperatury (zagrażającym życiu)?-
Antypirezy endogenna- chronią przed nadmierna gorączką:
Wazopresyna argininowa- łączy się receptorami V1, aktywuje drogę antypiretyczną podwzgórza-> hamowanie gorączki
Hormon alfa- melanotropowe
Aktywacja drogi antypiretycznej nastepuje zanim pojawi się gorączka- w obu wyższych przypadkach. Nastepuje uruchomienie w jednym czasie mechanizmow progorączkowych i przeciegorączkowych (decydują o pułapie gorączki)
Glikokortykoidy- hamują syntezę endogennego pirogenu (substrat progorączkowy). Pirogeny endogenne- sami syntetyzujemy np. interleukina 6. Egzogenne- docierają z zewnątrz
Czy goraczka to cos więcej niż zwykłe podwyższenie temp ciała?
Podczas gorączki wzmaga się skutecznośc działania efektorów odporności nieswoistej i swoistej:
Migracja i zdolność fagocytujaca leukocytów wielojadrzastych
Produkcja przeciwbakteryjnych subst w neutrofilach
Proliferacja limf T, synteza przeciwciał
Gorączka- być albo nie być
Następuje dodatnia korelacja miedzy możliwością rozwinięcia gorączki, a wskaźnikiem przeżywalności.
Badania z wyk zwierzat bezkręgowych i kręgowych i wskazują że manipulacja temp otoczenia, uniemożliwiającą rozwinięcia gorączki, zwiększała śmiertelność tych zwierząt.
Podanie lekow przeciwgorączkowych zwierzętom ektotermicznym lub endotermicznym znacznie obniża wskaxnik przeżywalności.
Czyli była jaszczurka w doświadczeniu. Podaliśmy leki progorączkowe, ale nie pozwoliliśmy rozwinąć gorączki (brak odpowiedniej temp otoczenie). Jaszczurka ginęła.
Grupa gdy trzeba walczyć z gorączką- grupy ryzyka
- zaawansowana miażdżyca
-zawałowcy
-choroba wieńcowa
-choroby sercowo- naczyniowe
Choroba zwieksza parametry życiowe (np. tętno). U tych pacjentów gorączka może być niebezpieczna dla życia. Miażdżyca- brak możliwości rozszerzania naczyć.
-choroby oddechowe
-pilica
-brak płuca przez nowotwór (problem z dostarczeniem tlenu do rganizmu)
Gorączka- zwiekszenie zapotrzebowania na tlen. W tych chorobach grozi hipoksją.
-ciążą- zwłaszcza I trymestr- gorączka może być teratogenna (w czasie ciąży uruchamia się system antypirogenny)
-dzieci 6mcs do 6 lat (większa wrażliwość na zmiany temp)- niekorzystny stosunek masy ciała do powierzchni (mała powierzchnia- utrata ciepła)
-pacjenci chorzy psychicznie, którym towarzysza halucynacje- bo gorączka tez jest halucynogenna
-pacjenci z uszkodzeniami czaszki bądź z zespołem wzmożonego ciśnienia czaszkowego
-pacjenci, którzy przeszli wiele zabiegów chirurgicznych- bo wykończony energentycznie
Terapeutycznie wykorzystanie gorączki
- leczenie syfilisu
-reakcje gorączkową po szczepionce przeciwdurowej wykorzystywano w leczeniu rzeżączki
-próby leczenia nowotworów
-William Coley- wyk gorączkę do leczenia mięsaków (pochodzą z mezodermy)- następuje remisja guzów, a nawet całkowite wyleczenie.
Coley podawał toksynę Coleya (toksynę z żywymi i martwymi drobnoustrojami)- ale czasem element żywy wymykał się spod kontroli.
Gorączka nie jest objawem towarzyszącym chorobie, ale jest element strategicznym odporności nieswoistej. Gorączka jest złożonym procesem wymagającym udziałyu wielu procesów fizjologicznych (dlatego czasem konieczna terapia przeciw goraczce).