Termoregulacja

Dzięki Termoregulacja ciało ludzkie utrzymuje niezależną od środowiska temperaturę ciała 37 stopni Celsjusza. Od tej temperatury zależy metabolizm, a także mięśnie i transport tlenu. Zaburzenia termoregulacji występują np. Przy udarze cieplnym.

Co to jest termoregulacja?

Dzięki termoregulacji temperatura ciała człowieka jest stosunkowo niezależna od temperatury zewnętrznej. Oznacza to, że ludzie są jednymi z równie ciepłych żywych istot. Należy to odróżnić od stworzeń zimnokrwistych, których temperatura ciała zmienia się znacznie wraz z temperaturą zewnętrzną.

U ludzi termoregulacja odpowiada utrzymywaniu stałej wewnętrznej temperatury ciała około 37 stopni Celsjusza. Metabolizm oraz transport tlenu i aktywność mięśni zależą od stałej temperatury, która odpowiada ich optymalnej temperaturze roboczej.

Aby utrzymać temperaturę, zachodzi stała wymiana między ludzkim ciałem a jego otoczeniem. Konwekcja, przewodzenie, promieniowanie i parowanie tworzą tę wymianę. Dzięki tym mechanizmom organizm może samodzielnie obniżać lub podwyższać temperaturę.

Centrum termoregulacji to podwzgórze, z którego inicjowane są wszystkie wymienione procesy. Temperatura otoczenia i temperatura wewnętrzna są na stałe określane przez tzw. Komórki termiczne w skórze i błonie śluzowej i przekazywane są do podwzgórza.

Funkcja i zadanie

Termoregulacja jest warunkiem koniecznym dla różnych procesów w organizmie człowieka. Na przykład wzrost temperatury zwiększa właściwości sprężyste wszystkich mięśni i ścięgien. Reakcje metaboliczne w organizmie człowieka są tak samo zależne od temperatury.

Wzrost temperatury zwiększa energię kinetyczną zaangażowanych cząstek i zwiększa prawdopodobieństwo reakcji. Ponieważ białka ludzkiego organizmu ulegają denaturacji w temperaturach powyżej czterdziestu stopni, idealna temperatura metaboliczna wynosi 37 stopni Celsjusza.

Zarówno reakcje enzymatyczne, jak i właściwości płynności błon komórkowych oraz zachowanie dyfuzji lub osmozy w organizmie zależą od kinetyki cząstek, która z kolei zależy od temperatury.

Temperatury również odgrywają rolę w transporcie tlenu w krwiobiegu. Hemoglobina zapewnia krwi zdolność wiązania cząsteczek tlenu. Powinowactwo wiązania maleje wraz ze spadkiem temperatury, tak że transport tlenu może odbywać się tylko w stosunkowo wysokich temperaturach. Bez transportu tlenu nastąpiłaby utrata tkanki, a ostatecznie śmierć. Dlatego termoregulacja jest niezbędna dla życia człowieka.

Ciepło ciała wynika z przemiany energii mięśni i przemiany materii. W mięśniach energia chemiczna staje się energią kinetyczną, która wytwarza ciepło. Transport i dystrybucja tego ciepła odbywa się na drodze konwekcji, którą krew przenosi do ośrodka. Podobnie jak w przypadku warstwy izolacyjnej, podskórna tkanka tłuszczowa zapobiega utracie ciepła.

Jeśli mimo to temperatura ciała spada z powodu ekstremalnie niskich temperatur zewnętrznych, to utrata ta jest zgłaszana do podwzgórza przez komórki termiczne. Mózg następnie stymuluje przysadkę mózgową, która uwalnia hormon uwalniający tyreotropinę, a tym samym zwiększa napięcie współczulne. Pod wpływem hormonu zwiększa się tętno, pobudza się metabolizm, a mięśnie dostarczają więcej energii. W ten sposób można utrzymać temperaturę ciała pomimo zimna.

Z drugiej strony, jeśli ciało staje się zbyt ciepłe z powodu utrzymujących się wysokich temperatur otoczenia, podwzgórze obniża ton współczulny. Powoduje to obwodowe rozszerzenie naczyń krwionośnych i poprawia przepływ krwi, tak że powstaje pewien obszar wymiany ciepła. Ciepło jest tracone przez konwekcję. Ponadto stymulowane jest wydzielanie potu, ponieważ gruczoły potowe są unerwione współczulnie. Parowanie tworzy zimno poprzez parowanie, które chłodzi organizm.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby i dolegliwości

Różne leki, ale także objawy niedoboru, takie jak niedobór żelaza, powodują zaburzenia termoregulacji. Zaburzenia te zwykle odpowiadają niewystarczającemu poceniu się w niskich temperaturach otoczenia lub drżeniu pomimo wysokiej temperatury.

Takie objawy mogą również wystąpić w kontekście chorób układu nerwowego, takich jak polineuropatie. Należy dokonać rozróżnienia między czystymi zaburzeniami sensorycznymi, w których zaburzone jest jedynie uczucie ciepła i zimna. To uczucie jest i tak zależne od poszczególnych składników. Prawdziwe zaburzenia percepcji związane z temperaturą często występują w kontekście urazów ośrodkowego układu nerwowego, które z kolei mogą mieć różne przyczyny. Zakłócona percepcja temperatury nie musi być bezpośrednio związana z zaburzoną termoregulacją.

Rzeczywiste zaburzenia termoregulacji są zwykle spowodowane przez podwzgórze lub współczulny układ nerwowy. Jeśli dojdzie do zmiany w jednej z części mózgu, może to spowodować rozregulowanie metabolizmu, ale także mięśni, co z kolei wpływa na utrzymanie temperatury ciała.

Termoregulacja może równie szybko zawieść w przypadku objawów, takich jak udar cieplny. Istnieją różne formy udaru cieplnego. W ciężkich wariantach tego zjawiska dochodzi do uszkodzenia przez ciepło komórek, a czasem nawet narządów. Równowaga termoregulacji zostaje zachwiana. Na przykład udar cieplny jest spowodowany zwiększoną produkcją ciepła, która może wystąpić w sporcie poza wszelkimi ograniczeniami.

Brak rozpraszania ciepła może również skutkować udarem cieplnym. Jeśli w tym czasie zostanie osiągnięta temperatura wnętrza wyższa niż 40 stopni Celsjusza, układy enzymatyczne ulegną uszkodzeniu. Zapasy energii w komórkach są wyczerpane, a przepuszczalność błony i przepływ sodu wzrastają. Mechanizmy termoregulacyjne zawodzą całkowicie, a temperatura nadal rośnie, co prowadzi do martwicy i niewydolności wielonarządowej.