ZIMNO - CIEPŁO, CZYLI TERMOREGULACJA U CZŁOWIEKA

Mechanizmy termoregulacji umożliwiają dostosowywanie ciepła wytworzonego wewnątrz organizmu i ciepła wymienionego pomiędzy organizmem a środowiskiem zewnętrznym do potrzeb bilansu cieplnego organizmu, co pozwala na utrzymanie względnie stałej temperatury wewnętrznej. Podstawą działania tych mechanizmów jest UJEMNE SPRZĘŻENIE ZWROTNE ze zmiennym poziomem nastawienia SET POINT'u (zadany poziom) 37 stopni C.

Wymiana ciepła między organizmem a otoczeniem dzięki

1. KONWEKCJI – czyli przenoszenia ciepła na skutek ruchu cieczy lub gazu ze środowiska cieplejszego do zimniejszego
2. PRZEWODZENIU – które zależy od różnicy temperatury pomiędzy powierzchniami pozostającymi w bezpośrednim kontakcie
3. PROMIENIOWANIU – emitowanemu nie tylko przez Słońce i urządzenia grzewcze ale również przez powierzchnię ciała
4. PAROWANIU potu, które odgrywa główną rolę w eliminacji ciepła zarówno przy obciążeniu ciepłem egzogennym ( ekspozycje do gorąca) jak i endogennym ( np. wysiłek fizyczny)

(gruczoły potowe, ciepło krwi, parowanie potu, ciepło wytwarzane w mięśniach)

Głównymi elementami układu termoregulacji są TERMORECEPTORY obwodowe i TERMODETEKTORY

Obwodowe wykrywają temperaturę otoczenia lub jej zmianę, termodetektory – temperaturę wnętrza ciała.

TERMORECEPTORY OBWODOWE są głównie w skórze i dzielą się na receptory ciepła i zimna (zimnych jest więcej). Są to wolne zakończenia nerwowe, które umożliwiają potencjały czynnościowe we włóknach dośrodkowych.

Te obwodowe struktury dostarczają informacji o aktualnej temperaturze zarówno do ośrodkowego mechanizmu termoregulacji jak i do świadomości człowieka.

TERMODETEKTORY wykazywane są w mózgu – w przedniej części podwzgórza i w rdzeniu kręgowym . Są to neurony, które reagują na lokalne podwyższenie temperatury wzrostem częstotliwości wyładowań elektrycznych, co prowadzi m.in. do zwiększenia częstości oddechów (duszenie termiczne) . Dyszenie ma za zadanie usunięcie nadmiaru ciepła z wnętrza. Termodetektory odgrywają istotną rolę w integracji informacji o stanie termicznym powierzchni i wnętrza ciała.

Ośrodek termoregulacji – dwuczęściowy, odbiera i integruje w podwzgórzu informacje o temperaturze wszystkich okolic ciała, stymulując poprzez odpowiednie efektory albo produkcję albo eliminację ciepła z ustroju. W przedniej części podwzgórza jest ośrodek eliminacji ciepła regulujący wielkość utraty ciepła, zaś w tylnej części jest ośrodek zachowania ciepła odpowiedzialny za ograniczenie usuwania ciepła z ustroju i stymulację jego wytwarzania.

Obie części są ze sobą połączone drogami biegnącymi po bokach podwzgórza.

Poziom nastawienia SET POINT'u może ulegać zmianie , np. w czasie wysiłku fizycznego lub pod wpływem czynników wywołujących gorączkę.

Podstawą działania układu termoregulacji jak wspomniałam wcześniej jest ujemne sprzężenie zwrotne ze zmiennym poziomem nastawienia.

Podstawą mechanizmu jest zespół neuronów podwzgórza wykrywających temperaturę krwi tętniczej przepływającej przez ten obszar mózgu.

Niska temperatura otoczenia stymuluje termoreceptory zimna – impuls idzie do podwzgórza

Wysoka temperatura ciała stymuluje termodetektory – impuls idzie również do podwzgórza.

Gdy zimno: podwzgórze nakazuje skurczyć naczynia krwionośne skóry pobudzić drżenie mięśni, temperatura powoli się podwyższa

Gdy ciepłe ciało: podwzgórze nakazuje rozszerzyć naczynia krwionośne skóry, pobudza gruczoły potowe, temperatura wnętrza obniża się.

Temperatura wnętrza człowieka w ciągu doby ulega zmianom.

zaburzenia

HIPOTERMIA- upośledzenie termoregulacji w skrajnych warunkach termicznych środowiska, prowadzi do obniżenia temp. wewnętrznej , może to mieć dramatyczne skutki dla zdrowia

HIPERTEMIA - upośledzenie termoregulacji. W skrajnych warunkach termicznych środowiska , prowadzi do podwyższenia temperatury wewnętrznej.

Rola krwi w termoobiegu

1. wyrównywanie ciśnienia osmotycznego we wszystkich tkankach
2. wyrównywanie stężenia jonów wodoru (pH) we wszystkich tkankach
3. wyrównuje różnice temperatur występujące między narządami i tkankami
4. tworzy zaporę między drobnoustrojami
5. eliminuje za pomocą przeciwciał substancje obce
6. transportuje tlen z płuc do tkanek
7. transportuje CO2 z tkanek do płuc
8. transportuje produkty energetyczne
9. transportuje hormony
10. magazynuje hormony

Człowiek jest względnie stałocieplny. Nasza temperatura w niewielkim stopniu się waha ale jest to w małych granicach . Najniższą temperaturę mamy w godzinach porannych ok. 6 rano, najwyższą zaś zazwyczaj 16-17 i w takich godzinach mierzymy temp. w szpitalu.

Najcieplejszym organem człowieka jest wątroba. Temperatura ciała 36,8 st. C = temperatura wątroby 30 st. C

Dzieje się tak dlatego, że wątroba jest najbardziej aktywnym energetycznie organem.

Temperatura zależy od miejsca pomiaru

Obniżenie temperatury otoczenia poniżej strefy komfortu cieplnego natychmiast uruchamia mechanizmy termoregulacji biologicznej. 

Wymagana jest synchronizacja układów- głównie sercowo naczyniowego, wewnątrzwydzielniczego oraz procesów metabolicznych. Ich celem jest utrzymanie homeostazy temperaturowej ustroju poprzez zwiększenie produkcji ciepła i zmniejszenie jego oddawania. Stałość temperatury dotyczy wnętrza ciała, narządów klatki piersiowej , jamy brzusznej, wnętrza czaszki oraz krwi.

Temperatura kończyn i skóry jest zmiennocieplna i zależy m.in. od czynników zewnętrznych. Ta powierzchniowa zmiennocieplność pozwala utrzymać stałą temperaturę wnętrza. Jest to możliwe dzięki czynności mikrokrążenia i zmianom intensywności komórkowych procesów metabolicznych prowadzących do wytwarzania ciepła.

Osobie skrajnie wychłodzonej termometr zakładamy w postaci sondy do pęcherza moczowego lub do przełyku (głęboka temperatura ciała). Osobie wychłodzonej temperaturę mierzymy w ustach, pochwie, odbycie.

U kobiet w połowie cyklu temperatura w pochwie powinna być wyższa o 0,3 st. C (właściwy cykl miesiączkowy), w drugiej połowie cyklu jest wyższy poziom progesteronu.

Organizm traci ciepło w stosunku do otoczenia o niższej temperaturze poprzez: skórę, układ oddechowy (wydycha ciepłe powietrze), przewód pokarmowy i moczowy (z kałem i moczem)

Wytwarzanie ciepła w organizmie zależy od podstawowej przemiany materii, pracy mięśni szkieletowych w czasie poruszania się, czynności przewodu pokarmowego związanej z trawieniem i wchłanianiem pokarmów.  

źródło: notatki z wykładów oraz książka " Zarys fizjologii człowieka"