TERMOREGULACJA

- Drogi i mechanizmy wymiany ciepła

- Mechanizmy odpowiedzialne za utrzymanie stałości temperatury ciała

- Termogeneza

1. Termoregulacja polega na dostosowaniu ilości ciepła wytwarzanego w organizmie( termoregulacja chemiczna) i ciepła wymienianego między organizmem a otoczeniem( termoregulacja fizyczna) do potrzeb bilansu cieplnego w sposób zapewniający utrzymania homeostazy termicznej w zmiennych warunkach środowiska.

• Równowaga cieplna

Pobieranie i wytwarzanie ciepła= oddawanie ciepła

1. Termo geneza

• Człowiek należy do organizmów homeotermicznych( stałocieplnych), które utrzymują stałą temperaturę mimo zmian temperatury zewnętrznej

• Wytwarzanie ciepła jest zależna od przemian energetycznych

1. Udział w wytwarzaniu ciepła

- spoczynek

• 56% narządy wewnętrzne

• 18% mięśnie i skóra

• 16% mózg

• 10% pozostałe narządy

- wysiłek fizyczny

• 90% mięśnie szkieletowe

• 8% narządy wewnętrzne

• 1%mózg

• !% pozostałe narządy

1. Zawartość ciepła w organizmie (S)

S[kJ]= 3,5 x MC(0,65 Tw+ 0,35 Tsk)

Gdzie:

• MC= masa ciała w kg

• Tw= temperatura wewnętrzna

• Tsk= średnia temperatura skóry

Obliczanie średniej temperatury skóry (Tsk)

Tsk= 0,14 Tr+ 0,36 Tu+ 0,5 Tkp

Gdzie:

• Tr= temperatura ramienia

• Tu= temperatura uda

• Tkp= temperatura klatki piersiowej

1. Termogeneza drżeniowa- drżenie mięśniowe

Termogeneza bezdrżeniowa- w tkance tłuszczowej brunatnej

Zimno:

• Wydzielanie noradrenaliny w tkance tłuszczowej

• Pobudzenie lipolizy

• Zwiększenia aktywności lipazy lipoproteinowej

• Zwiększenie dostępności WKT i termo geniny

• Zwiększenie produkcji ATP

• PRODUKCJA CIEPŁA

1. Wytwarzanie ciepła

• Ciepło wytwarzane w organizmie jest pobierane przez krew i transportowe do skory

• Taki prąd cieplny jest możliwy tylko wówczas, gdy temperatura skóry jest niższa niż temperatura wnętrza ciała

• Istotne znaczenie w procesach wymiany ciepła ma ukrwienie skóry

1. Drogi wymiany ciepła

• Promieniowanie

• Przewodzenie

• Parowanie

• Konwekcja

Promieniowanie

• Ilość ciepła oddawana na drodze promieniowania zależy od temperatury ciała promieniującego( skóry lub ciała promieniującego)

• Ciało może zarówno pobierać ciepło, jak i tracić poprzez wypromieniowanie ciepła z powierzchni skóry

• Promieniowanie nie wymaga żadnego nośnika ciepła

Przewodzenie ciepła

• Oddanie ciepła w warunkach gradientu temperatur ciał znajdujących się w bezpośrednim kontakcie

Konwekcja

• Przenoszenie ciepła w warunkach ruchu cząsteczek( np. ogrzane powietrze unoszone przez wiatr znad skóry)

Parowanie

• Oddawanie ciepła przez odparowanie wody

• Woda potrzebna do odparowania dostaje się na powierzchnię skóry wskutek dyfuzji oraz pobudzanym gruczołom potowym

• Z 1 litrem potu wyparowuje 2428 kJ

• Warunkiem oddawania ciepła na drodze parowania jest względna suchość otaczającego powietrza

• Duża wilgotność powietrza ogranicza tolerancje temperatury zewnętrznej tylko do 33^oC

- TOLERANCJA TEMPERATURY CIAŁA

- PRZECIEPRĄDOWA WYMIANA CIEPŁA

- REGULACJA TEMPERATURY CIAŁA

Przewodnictwo cieplne tkanek

• Przewodnictwo cieplne tkanek to ilość ciepła oddawana przez 1m ² powierzchni ciała w ciągu 1 godziny przy różnicy temperatur między powierzchnią a wnętrzem ciała wynoszącym 1 ^oC

Całkowita wymiana ciepła między organizmem a otoczeniem

S= M ± Cv ± Cd ± R –E

Gdzie:

• M= metaboliczna produkcja ciepła

• Cv, Cd, R= ilość ciepła wymieniana na drodze konwekcji, przewodzenia i promieniowania

• E= ilość ciepła eliminowana na drodze parowania

• 1g potu= 2,43 kJ

• 1 litr= 2428 kJ

Celem termoregulacji temperatury jest utrzymanie temperatury wewnętrznej na stałym poziomie w zależności od temperatury nastawczej(set point).

Temperatura prawidłowa to 37^oC

Strefa termo neutralna temperatury otoczenia dla osoby nieubranej w spoczynku to 27-32 ^oC

Wahania dobowe temperatury to ok. + 0,6 ^oC, które są kontrolowane przez „ wewnętrzny zegar biologiczny”

W podwzgórzu jest porównywalna rzeczywista temperatura ciała z wartością należną( set point), a odchylenia są wyrównane

Adaptacja do podwyższonej temperatury

• Zwiększenie ukrwienia skóry poprzez rozszerzenie naczyń krwionośnych

• Otwierają się połączenia tętniczo- żylne

• Zmniejsza się wymiana przeciwprądowa ciepła( większy przepływ krwi) pomiędzy tętnicami a żyłami

• Zwiększa się wydzielanie w gruczołach potowych i chłodzenie powierzchni skóry

• Ograniczenie oddawania ciepła poprzez skurcz naczyń powierzchownych

• Zwiększenie produkcji ciepła poprzez dowolne ruchy mięśniowe i drżenie mięśniowe

• U noworodków z uwagi na duży stosunek powierzchni ciała do objętości bardzo łatwo tracą ciepło, dlatego możliwa jest u nich termogeneza bezdrżeniowa

Aklimatyzacja do wysokich temperatur

• Wzrost wydzielania potu

• Zmniejszenie zawartości soli w pocie

• Zwiększenie spożycia wody i odczucia pragnienia

Gorączka

• Gorączka jest wywołana przez egzogenne( bakteryjne) lub endogenne(interleukiny i cytokiny makrofagów) pirogeny, które za pośrednictwem prostaglandyny (PGE₂) działają na ośrodek termoregulacji

• Termoregulacja odbywa się na podwyższonym poziomie- temperatura nastawcza(set point) przesunięta jest w górę

• Ciało ma zbyt niską temperaturę w stosunku do temperatury nastawczej( występuje termo geneza drżeniowa)

• W chwili spadku temperatury należnej do wartości prawidłowej ciało jest zbyt ciepłe, następuje rozszerzenie naczyń i pocenie