Η θερμορύθμιση είναι ένα ολοκληρωμένο σύστημα βιολογικών μηχανισμών, υπεύθυνο για τη διατήρηση μιας σχεδόν σταθερής εσωτερικής θερμοκρασίας, ανεξάρτητα από τις κλιματολογικές συνθήκες έξω από τον οργανισμό. ποικιλοθερμικά ζώα) - περιλαμβάνουν διαδικασίες παραγωγή, αποθήκευση Και διασπορά της θερμότητας.
Δεδομένου ότι το παχύσαρκο άτομο συχνά δεν τρώει ασυνήθιστα σε σύγκριση με άλλα άτομα φυσιολογικού βάρους, τα οποία μερικές φορές τρώνε ακόμη περισσότερο, είναι πιθανό ότι - με την ίδια φυσική δραστηριότητα - οι αλλαγές στις θερμορυθμιστικές διαδικασίες μπορεί να οδηγήσουν σε μειωμένη κατανάλωση ενέργειας, συσσώρευση περίσσειας ενέργειας με τη μορφή λίπους.Τα λεπτά άτομα, σε αντίθεση με τους παχύσαρκους, θα ήταν καλύτερα στη διάθεση της περίσσειας τροφής (βλέπε καφέ λιπώδη ιστό) με τη μορφή θερμότητας.
Η θερμορύθμιση μπορεί πρώτα και κύρια να είναι εκούσια ή ακούσια. Στην πρώτη περίπτωση, είναι το ίδιο το ζώο που θέτει οικειοθελώς σε κίνηση κατάλληλες στρατηγικές συμπεριφοράς, όπως η αναζήτηση ενός κρησφύγετου προστατευμένου από τα στοιχεία ή η μετανάστευση στα μέρη που ταιριάζουν περισσότερο στη διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματός του.
Ακόμη και ακούσιες θερμορυθμιστικές αντιδράσεις μπορούν να προκληθούν από έκθεση σε κρύο ή ζεστό περιβάλλον. Σε κάθε περίπτωση, περιλαμβάνουν την παρέμβαση του υποθελαμικού θερμορυθμιστικού κέντρου, ικανό να συλλάβει και να επεξεργάζεται τα σήματα που προέρχονται από τους δερματικούς και κεντρικούς θερμοϋποδοχείς (που βρίσκονται στον εγκέφαλο, τη σπονδυλική στήλη του ομφάλιου λώρου και των κεντρικών οργάνων), συντονίζοντας τη φυσιολογική απόκριση που είναι πιο κατάλληλη για τη διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος.
Θερμορύθμιση σε ψυχρά περιβάλλοντα
Οι θερμορυθμιστικές προσαρμογές στο κρύο έχουν σκοπό τη διατήρηση και / ή την παραγωγή θερμότητας.
Η ικανότητα ενός οργανισμού να παράγει θερμότητα ονομάζεται θερμογένεση. είναι σε μεγάλο βαθμό υποχρεωτικό και συνδέεται με τις φυσιολογικές και μεταβολικές διεργασίες που είναι υπεύθυνες για την κίνηση, την πέψη, την απορρόφηση και την επεξεργασία των θρεπτικών συστατικών που εισάγονται με τη διατροφή.
Τα θηλαστικά έχουν την ικανότητα να αυξάνουν την παραγωγή θερμότητας (προαιρετική θερμογένεση), ανεξάρτητα από το αν περιλαμβάνει τον μηχανισμό συγκίνησης ή όχι. Στην πρώτη περίπτωση μιλάμε για ρίγος θερμογένεσης. Αυτός ο μηχανισμός οδηγεί στην παραγωγή θερμότητας μέσω μιας ρυθμικής και ισομετρικής συστολής του μυϊκού ιστού, που δεν αποσκοπεί στην κίνηση. Η εναλλαγή των συσπάσεων και της χαλάρωσης οδηγεί σε ένα χαρακτηριστικό τρόμο που ονομάζεται ρίγος, το οποίο εμφανίζεται όταν η θερμοκρασία του σώματος τείνει να μειωθεί "αισθητά". Το ρίγος παράγει μια ποσότητα θερμότητας έως και 6-8 φορές μεγαλύτερη από αυτή που παράγεται από τον μυ που ξεκουράζεται. , συμβαίνει μόνο όταν η μέγιστη αγγειοσυστολή (βλέπε παρακάτω) δεν ήταν σε θέση να διατηρήσει τη θερμοκρασία του σώματος.
Η μη συγκινητική θερμογένεση, που ονομάζεται επίσης χημική θερμογένεση, περιλαμβάνει την παραγωγή θερμότητας μέσω εξωθερμικών (θερμοπαραγωγικών) βιοχημικών αντιδράσεων. Αυτές οι αντιδράσεις εμφανίζονται σε συγκεκριμένα όργανα, όπως ο καφέ λιπώδης ιστός (BAT), το συκώτι και οι μύες.
Ο καφές λιπώδης ιστός, τυπικός για τα ζώα που βρίσκονται σε χειμερία νάρκη και σπάνιος στους ανθρώπους (μεγαλύτερος στα βρέφη), ορίζεται έτσι για τη χαρακτηριστική καφέ χρώση (ορατή με γυμνό μάτι) που δίνεται από τα καροτενοειδή που υπάρχουν στο μιτοχονδριακό επίπεδο. Αυτά τα ενεργειακά κέντρα του καφέ τα λιπώδη κύτταρα διακρίνονται για ένα ακόμη χαρακτηριστικό, την παρουσία της μιτοχονδριακής πρωτεΐνης UCP1. Αυτή η πρωτεΐνη, που βρίσκεται στο επίπεδο της μιτοχονδριακής μεμβράνης, έχει το χαρακτηριστικό της αποσύνδεσης της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης, ευνοώντας έτσι την παραγωγή θερμότητας σε βάρος του σχηματισμού Μόρια ATP., Ο καφές λιπώδης ιστός έχει σκοπό να κάψει θρεπτικά συστατικά (κυρίως λίπος) προκειμένου να αυξήσει την παραγωγή θερμότητας. Η ενεργοποίηση του καφέ λιπώδους ιστού, που διεγείρεται από το κρύο, συνδέεται κυρίως με την απελευθέρωση νοραδρεναλίνης και την αλληλεπίδρασή του με τους β3 υποδοχείς, αλλά και εγγυημένα με ενδοκρινικούς μηχανισμούς όπως η απελευθέρωση του Τ3 ε Τ4 από τον θυρεοειδή. Οι μεγαλύτερες εναποθέσεις καφέ λιπώδους ιστού καταγράφονται στην ενδοκρανιακή, περιορτική και περινεφρική περιοχή. σε αυτά τα επίπεδα, βρίσκονται κοντά στα αιμοφόρα αγγεία, στα οποία απελευθερώνουν θερμότητα έτσι ώστε να μεταφέρεται με τη ροή του αίματος στις περιφερειακές περιοχές του σώματος.
Προς το παρόν πιστεύεται ότι το ήπαρ συμμετέχει επίσης στη θερμορύθμιση, αυξάνοντας τη μεταβολική του δραστηριότητα - με αποτέλεσμα την παραγωγή θερμότητας - όταν το ανθρώπινο σώμα εκτίθεται σε χαμηλές θερμοκρασίες. Μια άλλη πρόσφατη ανακάλυψη ήταν η ανακάλυψη ισομορφών της πρωτεΐνης UCP1 στους μυς, η οποία υποδηλώνει έναν υποτιθέμενο θερμογενετικό ρόλο μεταβολικής προέλευσης (εκτός από την ικανότητα να παράγει θερμότητα μέσω του ρίγη). Τέλος, "η έκθεση σε χαμηλές θερμοκρασίες αυξάνει την" καρδιακή δραστηριότητα, αναγκαία για την υποστήριξη των μεταβολικών απαιτήσεων των ενεργών ιστών σε αυτές τις συνθήκες (όπως η ΒΔΤ) και για την αύξηση της μεταφοράς της θερμότητας που παράγεται σε αυτήν σε όλες τις ανατομικές περιοχές. Εκτός από την εγγύηση όλων αυτών, η αύξηση της καρδιακής δραστηριότητας είναι από μόνη της ικανή παράγοντας μια μη αμελητέα ποσότητα θερμότητας.
Ο έλεγχος των θερμικών απωλειών διέπεται από τους φυσικούς νόμους της αγωγής, της μεταφοράς, της ακτινοβολίας και της εξάτμισης.
ΑΓΩΓΗ: μεταφορά θερμότητας μεταξύ δύο αντικειμένων σε διαφορετικές θερμοκρασίες, σε επαφή μεταξύ τους μέσω μιας επιφάνειας.
ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ή ΑΚΤΙΝΟΠΟΙΗΣΗ: μεταφορά θερμότητας μεταξύ δύο αντικειμένων σε διαφορετικές θερμοκρασίες, τα οποία ΔΕΝ έρχονται σε επαφή. Η απώλεια ή απόκτηση θερμότητας συμβαίνει με τη μορφή ακτινοβολίας με μήκη κύματος στο ορατό ή υπέρυθρο εύρος. Για να είναι σαφές, είναι ο ίδιος τρόπος με τον οποίο ο ήλιος θερμαίνει τη γη μέσω του διαστήματος. Αποτελεί πάνω από το ήμισυ της ποσότητας θερμότητας που χάνεται από Το ανθρώπινο σώμα.
ΣΥΜΒΑΣΗ: μεταφορά θερμότητας από ένα σώμα σε μια πηγή που κινείται μέσα από αυτό (ρεύματα αέρα ή νερού). Η κίνηση του νερού ή του κρύου αέρα μέσω του θερμότερου δέρματος προκαλεί τη συνεχή αποβολή της θερμότητας.
ΕΞΑΤΜΙΣΗ: μεταφορά θερμότητας με διέλευση από το υγρό στην αέρια κατάσταση των υγρών που χάνονται από τον ιδρώτα, μη ευαίσθητες απώλειες μέσω του δέρματος και της αναπνευστικής οδού.
Η μείωση της διασποράς θερμότητας στο περιβάλλον συμβαίνει ουσιαστικά μέσω του περιορισμού της δερματικής ροής αίματος (αγγειοσυστολή) και της πιλότας (σε ζώα με γούνα, μεταξύ του ζεστού δέρματος και του ψυχρού περιβάλλοντος, δημιουργείται ένα μαξιλάρι αέρα που λειτουργεί ως θερμικός μονωτής) Το
Η αύξηση της όρεξης, από την πλευρά της, αυξάνει την παραγωγή θερμότητας μέσω των θερμογενετικών μηχανισμών που προκαλούνται από τη διατροφή και υποστηρίζει τις ενεργειακές απαιτήσεις των θερμογενετικών οργάνων.
Θερμορύθμιση σε θερμά περιβάλλοντα
Κατά τη διάρκεια της παραμονής σε ζεστά περιβάλλοντα, ο οργανισμός αντιδρά μέσω μιας σειράς θερμοδιασκορπιστικών μηχανισμών, με πολλούς τρόπους αντίθετους με αυτούς που μόλις απεικονίστηκαν. Επιπλέον, υπάρχει η αναστολή των μεταβολικών διεργασιών που βασίζονται στην προαιρετική θερμογένεση. Μεταξύ αυτών θυμόμαστε την δερματική αγγειοδιαστολή και την αύξηση της εφίδρωσης, της συχνότητας και του βάθους της αναπνοής (πολύπνοια), όλες οι διαδικασίες που στοχεύουν στην αύξηση της διασποράς της θερμότητας μέσω της εξάτμισης. Σε αυτές τις συνθήκες, η όρεξη και ο καρδιακός ρυθμός μειώνονται επίσης, ως απάντηση στη χαμηλότερη ζήτηση οξυγόνου από τα θερμογενετικά όργανα.
Μεταξύ των μακροπρόθεσμων διαδικασιών προσαρμογής είναι επίσης δυνατό να εκτιμηθεί μια μείωση της έκκρισης της υπόφυσης της θυρεοτροπικής ορμόνης, με επακόλουθη επιβράδυνση του μεταβολισμού, επομένως της παραγωγής θερμότητας.
Όπως αναφέρθηκε στο προηγούμενο κεφάλαιο, η διαδικασία αγγειοσυστολής ελέγχεται σε μεγάλο βαθμό από το συμπαθητικό νευρικό σύστημα. Ο λείος μυς στους προκοιλιακούς σφιγκτήρες και τα αρτηρίδια δέχεται εισροές από μεταγαγγλιακούς συμπαθητικούς (αδρενεργικούς) νευρώνες. Εάν η βαθιά θερμοκρασία πέσει (έκθεση στο κρύο), ο υποθάλαμος ενεργοποιεί επιλεκτικά αυτούς τους νευρώνες, οι οποίοι μέσω της απελευθέρωσης νοραδρεναλίνης καθορίζουν τη συστολή του αρτηριακού λείου μυός, μειώνοντας τη δερματική ροή αίματος. Αυτή η θερμορυθμιστική απάντηση διατηρεί το αίμα πιο ζεστό στα εσωτερικά όργανα ., ελαχιστοποιώντας τη ροή του αίματος στην επιφάνεια του δέρματος που έχει κρυώσει από τις καιρικές συνθήκες. Ενώ η αγγειοσυστολή είναι μια ενεργή διαδικασία, η αγγειοδιαστολή είναι μια κυρίως παθητική διαδικασία, η οποία εξαρτάται από την αναστολή της αγγειοσυσπαστικής δραστηριότητας αναστέλλοντας τη συμπαθητική δραστηριότητα. Εάν αυτή η διαδικασία είναι χαρακτηριστική των συμπαθητικών άκρα του σώματος, σε άλλα μέρη του σώματος η αγγειοδιαστολή ευνοείται από εξειδικευμένους νευρώνες που εκκρίνουν ακετυλοχολίνη.Ειδικές περιπτώσεις αντιπροσωπεύονται επίσης από την τοπική διαστολή ορισμένων αγγειακών περιοχών μετά την απελευθέρωση μονοξειδίου του αζώτου (ΝΟ), ή άλλων αγγειοδιασταλτικών παρακρινών ουσιών.
Στο πλαίσιο της θερμορύθμισης, η δερματική ροή αίματος ποικίλλει από τιμές κοντά στο μηδέν, όταν είναι απαραίτητο να διατηρηθεί η θερμότητα, μέχρι σχεδόν το 1/3 της καρδιακής παροχής όταν η θερμότητα πρέπει να απελευθερωθεί στο περιβάλλον.
