Termoregulace je integrovaný systém biologických mechanismů, zodpovědný za udržování téměř konstantní vnitřní teploty bez ohledu na klimatické podmínky mimo organismus. Tyto mechanismy - zvláště účinné u ptáků a savců (všechna homeotermní zvířata), méně u ryb, obojživelníků a plazů ( poikilotermní zvířata) - zahrnují procesy Výroba, úložný prostor A disperze tepla.
Vzhledem k tomu, že obézní subjekt často nejedí abnormálně ve srovnání s jinými jedinci s normální hmotností, kteří někdy jedí ještě více, lze předpokládat, že - při stejné fyzické aktivitě - mohou změny termoregulačních procesů vést ke snížení spotřeby energie, akumulace přebytečné energie ve formě tuku. Tenké subjekty, na rozdíl od obézních, by proto lépe likvidovaly přebytečnou potravu (viz hnědá tuková tkáň) ve formě tepla.
Termoregulace může být v první řadě dobrovolná nebo nedobrovolná. V prvním případě je to zvíře samotné, které dobrovolně uvádí do pohybu adekvátní behaviorální strategie, jako je hledání doupěte chráněného před živly nebo migrace do míst, která jsou nejvhodnější pro udržení vlastní tělesné teploty.
Dokonce i nedobrovolné termoregulační reakce mohou být vyvolány vystavením chladnému nebo horkému prostředí. V každém případě zahrnují zásah hypotalamického termoregulačního centra schopného zachytit a zpracovat signály přicházející z kožních a centrálních termoreceptorů (umístěných v mozku, spinální šňůra a centrální orgány), koordinující fyziologickou reakci nejvhodnější pro udržování tělesné teploty.
Termoregulace v chladném prostředí
Účelem termoregulačních úprav za studena je zachování a / nebo výroba tepla.
Schopnost organismu produkovat teplo se nazývá termogeneze; je do značné míry povinná a souvisí s fyziologickými a metabolickými procesy odpovědnými za pohyb, trávení, vstřebávání a zpracování živin zavedených do stravy.
Savci mají schopnost zvýšit produkci tepla (volitelná termogeneze), bez ohledu na to, zda zahrnuje vzrušující mechanismus. V prvním případě mluvíme o třesoucí se termogenezi. Tento mechanismus vede k produkci tepla rytmickým a izometrickým stahováním svalové tkáně, které není zaměřeno na pohyb. Střídání kontrakcí a relaxace vede k charakteristickému třesu zvanému třes, který se objeví, když má tělesná teplota tendenci „znatelně“ klesat. Chvění vytváří množství tepla až 6–8krát větší, než jaké produkuje odpočívající sval. Typicky , nastává pouze tehdy, když maximální vazokonstrikce (viz níže) nebyla schopna udržet tělesnou teplotu.
Non-vzrušující termogeneze, také nazývaná chemická termogeneze, zahrnuje produkci tepla exotermickými (teplo generujícími) biochemickými reakcemi. Tyto reakce se vyskytují v určitých orgánech, jako je hnědá tuková tkáň (BAT), játra a svaly.
Hnědá tuková tkáň, typická pro přezimující zvířata a vzácná u lidí (větší u kojenců), je tedy definována pro charakteristickou hnědou pigmentaci (viditelnou pouhým okem) danou karotenoidy přítomnými na mitochondriální úrovni. Tato energetická centra hnědé tukové buňky se vyznačují další charakteristikou, přítomností mitochondriálního proteinu UCP1. Tento protein, umístěný na úrovni mitochondriální membrány, má charakteristiku oddělení oxidační fosforylace, čímž podporuje produkci tepla na úkor tvorby ATP molekuly., Hnědá tuková tkáň má za cíl spalování živin (hlavně tuků) za účelem zvýšení produkce tepla. Aktivace hnědé tukové tkáně, stimulovaná chladem, je spojena hlavně s uvolňováním noradrenalinu a jeho interakcí s receptory β3, ale také zaručené endokrinními mechanismy, jako je uvolňování T3 e T4 ze štítné žlázy. Největší ložiska hnědé tukové tkáně jsou zaznamenány v interskapulární, periaortické a perirenální oblasti; na těchto úrovních se nacházejí v blízkosti krevních cév, do kterých uvolňují teplo, takže je transportováno proudem krve do okrajových oblastí těla.
V současné době se věří, že játra se také podílejí na termoregulaci a zvyšují svou metabolickou aktivitu - což vede k produkci tepla - když je lidské tělo vystaveno nízkým teplotám. Dalším nedávným objevem byl objev izoforem proteinu UCP1 ve svalu, což naznačuje údajnou termogenetickou roli metabolického původu (kromě schopnosti produkovat teplo třesem). Nakonec „expozice nízkým teplotám zvyšuje“ srdeční aktivitu, nezbytné k podpoře metabolických požadavků aktivních tkání za těchto okolností (jako je BAT) a ke zvýšení transportu tepla v nich produkovaného ve všech anatomických oblastech. produkující nezanedbatelné množství tepla.
Řízení tepelných ztrát se řídí fyzikálními zákony vedení, proudění, záření a odpařování.
VEDENÍ: přenos tepla mezi dvěma objekty při různých teplotách, ve vzájemném kontaktu povrchem.
ZÁŘENÍ nebo ZÁŘENÍ: přenos tepla mezi dvěma objekty při různých teplotách, které NENÍ v kontaktu. Ke ztrátě nebo získávání tepla dochází ve formě záření s vlnovými délkami ve viditelném nebo infračerveném rozsahu; aby bylo jasné, je to stejný způsob, jakým slunce ohřívá Zemi prostorem. Představuje více než polovinu množství tepla ztraceného lidské tělo.
PŘEVOD: přenos tepla z těla na zdroj, který se jím pohybuje (proudy vzduchu nebo vody). Pohyb vody nebo studeného vzduchu přes teplejší pokožku způsobuje nepřetržité odstraňování tepla.
VÝPAR: přenos tepla přechodem z kapaliny do plynného stavu tekutin ztracených pocením, necitlivé ztráty kůží a dýchacími cestami.
Snížení tepelné disperze v prostředí nastává v zásadě zadržováním kožního krevního toku (vazokonstrikce) a piloerekce (u kožešinových zvířat se mezi teplou pokožkou a chladným prostředím vytvoří vzduchový polštář, který funguje jako tepelný izolátor) .
Zvýšení chuti k jídlu naopak zvyšuje produkci tepla termogenetickými mechanismy vyvolanými dietou a podporuje energetickou náročnost termogenetických orgánů.
Termoregulace v horkém prostředí
Během pobytu v teplém prostředí organismus reaguje řadou termodisperzních mechanismů, které jsou v mnoha ohledech v rozporu s těmi, které jsou právě znázorněny; kromě toho dochází k pozastavení metabolických procesů, které jsou základem volitelné termogeneze. Mezi nimi si pamatujeme kožní vazodilataci a nárůst pocení, frekvence a hloubky dechu (polypnoe), všechny procesy, jejichž cílem je zvýšit rozptyl tepla odpařováním. Za těchto okolností klesá také chuť k jídlu a srdeční frekvence v reakci na nižší poptávku termogenetických orgánů po kyslíku.
Mezi dlouhodobými adaptačními procesy je také možné ocenit pokles hypofyzární sekrece thyrotropního hormonu s následným zpomalením metabolismu, tedy produkce tepla.
Jak již bylo zmíněno v předchozí kapitole, proces vazokonstrikce je do značné míry řízen sympatickým nervovým systémem. Hladký sval v prekapilárních svěračích a arteriolech dostává vstup od postganglionických sympatických (adrenergních) neuronů. Pokud hluboká teplota klesne (vystavení chladu), hypotalamus selektivně aktivuje tyto neurony, které uvolněním noradrenalinu určují kontrakci arteriolárního hladkého svalu, čímž se snižuje průtok krve kůží. Tato termoregulační reakce udržuje krev teplejší ve vnitřních orgánech ... minimalizací průtoku krve na povrchu kůže ochlazeném počasím. Zatímco vazokonstrikce je aktivní proces, vazodilatace je převážně pasivní proces, který závisí na pozastavení vazokonstrikční aktivity inhibicí sympatické aktivity. Pokud je tento proces typický pro sympatikus aktivita. končetiny těla, v jiných částech těla je vazodilatace upřednostňována specializovanými neurony, které vylučují acetylcholin. Zvláštní případy představují také lokální dilatace některých cévních oblastí po uvolnění oxidu dusnatého (NO) nebo jiných vazodilatačních parakrinních látek.
V souvislosti s termoregulací se kožní průtok krve pohybuje od hodnot blízkých nule, kdy je nutné šetřit teplem, až do téměř 1/3 srdečního výdeje, když je nutné teplo uvolnit do okolního prostředí.
.jpg)
