Терморегуляція - це інтегрована система біологічних механізмів, відповідальна за підтримання майже постійної внутрішньої температури незалежно від кліматичних умов поза організмом. Ці механізми - особливо ефективні у птахів та ссавців (усі гомеотермічні тварини), рідше у риб, земноводних та плазунів ( poikilothermic animals) - включають процеси виробництво, зберігання І дисперсія тепла.
Оскільки пацієнт з ожирінням часто не харчується ненормально порівняно з іншими людьми з нормальною вагою, які іноді їдять навіть більше, можна припустити, що - при тій же фізичній активності - зміни процесів терморегуляції можуть призвести до зменшення споживання енергії, накопичення зайвої енергії у вигляді жиру. Тонкі суб'єкти, на відміну від ожиріння, були б краще утилізувати надлишок їжі (див. коричневу жирову тканину) у вигляді тепла.
Терморегуляція може бути насамперед добровільною або мимовільною. У першому випадку саме тварина добровільно запускає адекватні стратегії поведінки, такі як пошук лігва, захищеного від стихій, або міграція до місць, найбільш придатних для підтримки власної температури тіла.
Навіть мимовільні терморегуляторні реакції можуть бути викликані впливом холодного чи жаркого середовища. У будь -якому випадку вони передбачають втручання гіпоталамічного центру терморегуляції, здатного захоплювати та обробляти сигнали, що надходять від шкірних та центральних терморецепторів (розташованих у мозку, хребті). шнур і центральні органи), координуючи фізіологічну реакцію, найбільш придатну для підтримки температури тіла.
Терморегуляція в холодних умовах
Адаптація терморегуляції до холоду має на меті збереження та / або вироблення тепла.
Здатність організму виробляти тепло називається термогенезом; це значною мірою обов'язкове і пов'язане з фізіологічними та обмінними процесами, що відповідають за рух, травлення, всмоктування та переробку поживних речовин, що вводяться з дієтою.
Ссавці мають здатність збільшувати вироблення тепла (необов’язковий термогенез), незалежно від того, чи це стосується механізму гострих відчуттів. У першому випадку ми говоримо про тремтіння термогенезу. Цей механізм призводить до виробництва тепла через ритмічне та ізометричне скорочення м’язової тканини, не спрямоване на рух. Чергування скорочень і розслаблення призводить до характерного тремтіння, яке називається тремтінням, яке з’являється, коли температура тіла має тенденцію до «помітного зниження». Тремтіння генерує кількість тепла в 6-8 разів більше, ніж те, що виробляє м’яз спокою. Зазвичай , це відбувається лише тоді, коли максимальна звуження судин (див. нижче) не може підтримувати температуру тіла.
Термогенез, який не викликає хвилювань, також називають хімічним термогенезом, включає виробництво тепла шляхом екзотермічних (теплоутворюючих) біохімічних реакцій. Ці реакції виникають в окремих органах, таких як коричнева жирова тканина (BAT), печінці та м’язах.
Коричнева жирова тканина, типова для сплячих тварин і дефіцитна у людей (більша у немовлят), таким чином, визначається для характерної коричневої пігментації (видимої неозброєним оком), яку дають каротиноїди, присутні на рівні мітохондрій. Ці енергетичні центри коричневого кольору жирові клітини розрізняють за ще однією характеристикою - наявністю мітохондріального білка UCP1. Цей білок, розташований на рівні мембрани мітохондрій, має властивість роз’єднувати окислювальне фосфорилювання, таким чином сприяючи виробленню тепла за рахунок утворення Молекули АТФ., Коричнева жирова тканина має на меті спалювати поживні речовини (переважно жири), щоб збільшити вироблення тепла. Активація коричневої жирової тканини, стимульована холодом, в основному пов'язана з виділенням норадреналіну та його взаємодією з рецепторами β3, але також гарантовані ендокринними механізмами, такими як вивільнення T3 e Т4 від щитовидної залози. Найбільші відкладення коричневої жирової тканини реєструються в міжлопатковій, навколоаортальній та наднирковій ділянці; на цих рівнях вони розташовані біля кровоносних судин, до яких вони виділяють тепло, щоб воно разом з потоком крові транспортувалося до периферійних ділянок тіла.
В даний час вважається, що печінка також бере участь у терморегуляції, збільшуючи її метаболічну активність - що призводить до вироблення тепла - під час впливу людського тіла на низькі температури. Ще одним нещодавнім відкриттям було відкриття ізоформ білка UCP1 у м’язах, що свідчить про передбачувану термогенетичну роль метаболічного походження (на додаток до здатності виробляти тепло через тремтіння). Нарешті, «вплив низьких температур збільшує« серцеву діяльність, необхідних для підтримки метаболічних потреб активних тканин у цих обставинах (наприклад, НДТ) та для збільшення транспорту теплоти, що виробляється в них, у всіх анатомічних районах. Окрім гарантування всього цього, збільшення серцевої діяльності саме по собі здатне виробляючи незначну кількість тепла.
Контроль втрат тепла регулюється фізичними законами провідності, конвекції, випромінювання та випаровування.
ПРОВЕДЕННЯ: теплообмін між двома об’єктами при різних температурах, що контактують один з одним через поверхню.
Випромінювання або випромінювання: теплообмін між двома об’єктами при різних температурах, які НЕ контактують. Втрати або надходження тепла відбуваються у формі випромінювання з довжиною хвилі у видимому або інфрачервоному діапазоні; зрозуміло, це той самий спосіб, за допомогою якого Сонце нагріває Землю через космос. Становить більше половини кількості тепла, втраченого людське тіло.
КОНВЕКЦІЯ: передача тепла від тіла до джерела, яке рухається через нього (потоки повітря або води). Рух води або холодного повітря через теплішу шкіру викликає безперервне усунення тепла.
ВИПАРУВАННЯ: передача тепла при переході з рідини в газоподібний стан рідин, що втрачаються при потовиділенні, нечутливі втрати через шкіру та дихальні шляхи.
Зменшення дисперсії тепла в навколишньому середовищі відбувається, по суті, через стримування шкірного потоку крові (звуження судин) та пілоерекцію (у хутрових тварин між теплою шкірою та холодним середовищем створюється повітряна подушка, яка діє як теплоізолятор) .
Збільшення апетиту, зі свого боку, збільшує вироблення тепла через термогенетичні механізми, викликані дієтою, і підтримує енергетичні потреби термогенетичних органів.
Терморегуляція в жарких середовищах
Під час перебування в теплих середовищах організм реагує за допомогою ряду термодисперсивних механізмів, багато в чому суперечать тим, що були проілюстровані; крім того, існує призупинення метаболічних процесів, що лежать в основі необов’язкового термогенезу. Серед них ми пам’ятаємо про вазодилатацію шкіри та збільшення потовиділення, частоти та глибини дихання (поліпное), усіх процесів, спрямованих на збільшення дисперсії тепла за рахунок випаровування. У цих умовах апетит і частота серцевих скорочень також знижуються у відповідь на зниження потреби термогенетичних органів у кисні.
Серед довгострокових процесів адаптації також можна оцінити зниження гіпофізарної секреції тиреотропного гормону з подальшим уповільненням метаболізму, а отже, і виробництва теплоти.
Як згадувалося в попередньому розділі, процес звуження судин значною мірою контролюється симпатичною нервовою системою. Гладкі м’язи в прекапілярних сфінктерах та артеріолах отримують вхід від постгангліонарних симпатичних (адренергічних) нейронів. Якщо глибока температура падає (вплив холоду), гіпоталамус вибірково активує ці нейрони, які через вивільнення норадреналіну визначають скорочення гладкої мускулатури артеріол, зменшуючи приплив крові через шкіру. Ця терморегуляторна реакція утримує кров тепліше до внутрішніх органів ., зведення до мінімуму кровотоку на поверхні шкіри, охолодженої погодою. Хоча звуження судин є активним процесом, вазодилатація - це переважно пасивний процес, який залежить від призупинення судинозвужувальної діяльності шляхом пригнічення симпатичної активності. Якщо цей процес є типовим для симпатичної кінцівки тіла, в інших частинах тіла розширення судин сприяють спеціалізовані нейрони, що виділяють ацетилхолін. Особливі випадки також представлені локальним розширенням деяких судинних округів після вивільнення окису азоту (NO) або інших судин, що розширюють паракрину.
У контексті терморегуляції шкірний кровотік змінюється від значень, близьких до нуля, коли необхідно зберегти тепло, до майже 1/3 серцевого викиду, коли тепло повинно виділятися в навколишнє середовище.
