Termoregulering er et integreret system af biologiske mekanismer, der er ansvarlig for at opretholde en næsten konstant indre temperatur uanset de klimatiske forhold uden for organismen. Disse mekanismer - især effektive hos fugle og pattedyr (alle homøotermiske dyr), mindre i fisk, padder og krybdyr ( poikilotermiske dyr) - omfatter processer af produktion, opbevaring Og spredning af varme.
Da den overvægtige person ofte ikke spiser unormalt i sammenligning med andre normalvægtige individer, som nogle gange spiser endnu mere, er det formodeligt, at - med samme fysiske aktivitet - ændringerne af de termoregulerende processer kan føre til et reduceret energiforbrug, med ophobning af overskydende energi i form af fedt. Tynde emner, i modsætning til de fede, ville derfor være bedre til at bortskaffe overskydende mad (se brunt fedtvæv) i form af varme.
Termoregulering kan først og fremmest være frivillig eller ufrivillig. I det første tilfælde er det dyret selv, der frivilligt sætter passende adfærdsmæssige strategier i gang, såsom søgen efter et hul, der er beskyttet mod elementerne eller migration til de steder, der er bedst egnet til at opretholde sin egen kropstemperatur.
Selv ufrivillige termoregulatoriske reaktioner kan fremkaldes ved udsættelse for kolde eller varme miljøer. Under alle omstændigheder involverer de intervention fra det hypothalamiske termoregulatoriske center, der er i stand til at fange og behandle de signaler, der kommer fra de kutane og centrale termoreceptorer (placeret i hjernen, rygsøjlen ledning og centrale organer), der koordinerer den fysiologiske reaktion, der er bedst egnet til at opretholde kropstemperatur.
Termoregulering i kolde omgivelser
De termoregulerende tilpasninger til kulde har til formål at bevare og / eller producere varme.
En organisms evne til at producere varme kaldes termogenese; det er stort set obligatorisk og knyttet til de fysiologiske og metaboliske processer, der er ansvarlige for bevægelse, fordøjelse, absorption og behandling af de næringsstoffer, der indføres i kosten.
Pattedyr har evnen til at øge varmeproduktionen (valgfri termogenese), uanset om det involverer spændingsmekanismen eller ej. I det første tilfælde taler vi om rystende termogenese. Denne mekanisme fører til produktion af varme gennem en rytmisk og isometrisk sammentrækning af muskelvæv, ikke rettet mod bevægelse. Vekslingen af sammentrækninger og afslapning fører til en karakteristisk rysten kaldet rystelse, der vises når kropstemperaturen har en tendens til at falde "mærkbart". Gysningen genererer en mængde varme op til 6-8 gange større end den, der produceres af hvilemusklen. Typisk , sker det kun, når maksimal vasokonstriktion (se nedenfor) ikke har været i stand til at opretholde kropstemperaturen.
Ikke-spændende termogenese, også kaldet kemisk termogenese, involverer produktion af varme gennem eksotermiske (varmegenererende) biokemiske reaktioner. Disse reaktioner forekommer i bestemte organer, såsom brunt fedtvæv (BAT), lever og muskler.
Det brune fedtvæv, typisk for dvale dyr og knappe hos mennesker (større hos spædbørn), er således defineret for den karakteristiske brune pigmentering (synlig for det blotte øje) givet af carotenoiderne, der er til stede på mitokondrielle niveau. Disse energicentre i det brune fedtceller adskiller sig fra en yderligere egenskab, tilstedeværelsen af mitokondrieproteinet UCP1.Dette protein, der ligger på mitokondriemembranen, har karakteristikken til afkobling af oxidativ fosforylering og favoriserer således produktion af varme på bekostning af dannelsen af ATP -molekyler., Det brune fedtvæv har til formål at brænde næringsstoffer (hovedsageligt fedt) for at øge varmeproduktionen. Aktiveringen af det brune fedtvæv, stimuleret af kulde, er hovedsageligt forbundet med frigivelsen af noradrenalin og dets interaktion med β3 -receptorer, men også garanteret af endokrine mekanismer, såsom frigivelse af T3 e T4 fra skjoldbruskkirtlen. De største aflejringer af brunt fedtvæv registreres i det interscapulære, periaortiske og perirenale område; på disse niveauer er de placeret nær blodkar, hvortil de afgiver varme, så den transporteres med blodgennemstrømningen til kroppens perifere områder.
Det menes i øjeblikket, at leveren også deltager i termoregulering, hvilket øger dets metaboliske aktivitet - hvilket resulterer i produktion af varme - når menneskekroppen udsættes for lave temperaturer. En anden ny opdagelse var opdagelsen af isoformer af UCP1 -proteinet i muskler, hvilket tyder på en påstået termogenetisk rolle af metabolisk oprindelse (ud over evnen til at producere varme gennem rystelser). Endelig "eksponering for lave temperaturer øger" hjerteaktiviteten, nødvendigt for at understøtte de metaboliske krav fra det aktive væv under disse omstændigheder (f.eks. BAT) og for at øge transporten af varmen, der produceres deri i alle anatomiske distrikter.Udover at garantere alt dette er stigningen i hjerteaktivitet i sig selv i stand til producerer en ubetydelig mængde varme.
Styringen af varmetab styres af de fysiske love om ledning, konvektion, stråling og fordampning.
LEDNING: varmeoverførsel mellem to genstande ved forskellige temperaturer, i kontakt med hinanden gennem en overflade.
STRÅLING eller STRÅLING: varmeoverførsel mellem to genstande ved forskellige temperaturer, som IKKE er i kontakt. Tabet eller optagelsen af varme sker i form af stråling med bølgelængder i det synlige eller infrarøde område; for at være klar er det på samme måde, som solen opvarmer jorden gennem rummet. Udgør over halvdelen af den mængde varme, der tabes af den menneskelige krop.
KONVEKTION: overførsel af varme fra et legeme til en kilde, der bevæger sig igennem det (luft- eller vandstrømme). Bevægelsen af vand eller kold luft gennem den varmere hud forårsager kontinuerlig fjernelse af varme.
FORDAMPNING: varmeoverførsel ved passage fra væsken til den gasformige tilstand af væsker tabt ved svedtendens, ufølsomme tab gennem hud og luftveje.
Reduktionen af varmespredning i miljøet sker hovedsageligt gennem indeslutning af kutan blodgennemstrømning (vasokonstriktion) og piloerektion (hos pelsdyr mellem den varme hud og det kolde miljø dannes en luftpude, der fungerer som en termisk isolator) .
Stigningen i appetit øger på sin side produktionen af varme gennem de termogenetiske mekanismer induceret af kosten og understøtter energikravene fra de termogenetiske organer.
Termoregulering i varme miljøer
Under opholdet i varme omgivelser reagerer organismen gennem en række termodispersive mekanismer, på mange måder i modsætning til dem, der netop er illustreret; desuden er der suspension af de metaboliske processer, der ligger til grund for den valgfrie termogenese. Blandt disse husker vi den kutane vasodilatation og stigningen af svedtendens, hyppighed og åndedrætsdybde (polypnø), alle processer, der har til formål at øge spredningen af varme gennem fordampning. Under disse omstændigheder falder også appetitten og pulsen som reaktion på et lavere behov for ilt fra de termogenetiske organer.
Blandt de langsigtede tilpasningsprocesser er det også muligt at se et fald i hypofysekretion af thyrotrop hormon med en deraf følgende afmatning af stofskiftet, derfor af varmeproduktion.
Som nævnt i det foregående kapitel styres vasokonstriktionsprocessen stort set af det sympatiske nervesystem. Glat muskel i de precapillære lukkemuskler og arterioler modtager input fra postganglioniske sympatiske (adrenerge) neuroner. Hvis den dybe temperatur falder (udsættelse for kulde), aktiverer hypothalamus selektivt disse neuroner, som ved frigivelse af noradrenalin bestemmer sammentrækningen af den arteriolære glatte muskel, hvilket reducerer den kutane blodgennemstrømning. Denne termoregulerende reaktion holder blodet varmere til de indre organer ., minimere blodgennemstrømningen på hudoverfladen, der er kold af vejret. Selvom vasokonstriktion er en aktiv proces, er vasodilatation en overvejende passiv proces, som afhænger af suspensionen af vasokonstriktoraktivitet ved at hæmme sympatisk aktivitet. Hvis denne proces er typisk for sympatisk aktivitet. kroppens ekstremiteter i andre dele af kroppen er vasodilatation foretrukket af specialiserede neuroner, der udskiller acetylcholin. Særlige tilfælde repræsenteres også af den lokale udvidelse af nogle vaskulære distrikter efter frigivelse af nitrogenmonoxid (NO) eller andre vasodilaterende parakrinstoffer.
I forbindelse med termoregulering varierer den kutane blodgennemstrømning fra værdier tæt på nul, når det er nødvendigt at spare varme, op til næsten 1/3 af hjerteeffekten, når varmen skal frigives til miljøet.
-quando-preoccuparsi.jpg)
