Termoreguleringen er et integreret system af biologiske mekanismer, der er designet til at opretholde en næsten konstant indre temperatur uanset klimaforholdene uden for organismen. Disse mekanismer - især effektive hos fugle og pattedyr (alle homeothermic animals), mindre i fisk, amfibier og reptiler (fjerkræmøller) - omfatter processer til produktion, bevaring og spredning af varme.
Da det overvægtige emne normalt ikke spiser unormalt, sammenlignet med andre normopeso-individer, der nogle gange spiser endnu mere, er det sandsynligt, at ændringer med termoregulatoriske processer kan medføre mindre energiforbrug, med akkumulering overskydende energi i form af fedt. De tynde fag, i modsætning til fedme, ville derfor være bedre til at bortskaffe fødevareoverskridelserne (se brun fedtvæv) i form af varme.
Termoreguleringen kan først og fremmest være frivillig eller ufrivillig. I første omgang er det selve dyret, der frivilligt sætter i gang passende adfærdsmæssige strategier, såsom søgen efter et hus, der er beskyttet mod vejret eller migrering til de mest egnede steder for at opretholde sin kropstemperatur.
Selv ufrivillige termoregulatoriske reaktioner kan fremkaldes ved udsættelse for kolde omgivelser eller varme omgivelser. Under alle omstændigheder forudser de indgreb fra det hypotalamiske termoregulatoriske center, der er i stand til at samle og behandle signalerne, der kommer fra de kutane og centrale termoreceptorer (placeret i hjernen, rygmarven og centrale organer), der koordinerer det mest egnede fysiologiske respons til opretholdelse af kropstemperaturen.
Termoregulering i kolde omgivelser
De termoregulatoriske tilpasninger til forkølelsen er beregnet til at spare og / eller producere varme.
En organisms evne til at producere varme kaldes termogenese; det er stort set obligatorisk og forbundet med de fysiologiske og metaboliske processer involveret i bevægelse, fordøjelse, absorption og forarbejdning af næringsstoffer indført med kosten.
Pattedyr har evnen til at øge varmeproduktionen (valgfri termogenese), der involverer eller ej spændingsmekanismen. I det første tilfælde taler vi om rystende termogenese (rystende). Denne mekanisme fører til produktion af varme gennem en rytmisk og isometrisk sammentrækning af muskelvæv, der ikke er rettet mod bevægelse. Alternationen af sammentrækninger og afslapninger fører til en karakteristisk tremor kaldet rystelse, som fremkommer, når kropstemperaturen tenderer til at falde "mærkbart". Rystelsen frembringer en andel af varme selv 6-8 gange større end den, der produceres af muskel i ro. Typisk forekommer det kun, når maksimal vasokonstriktion (se nedenfor) ikke har været i stand til at bevare kroppstemperaturen.
Termogenese uden rystelse, også kaldet kemisk termogenese, indebærer produktion af varme gennem eksoterme biokemiske reaktioner (som frembringer varme). Disse reaktioner finder sted især organer, såsom brunt fedtvæv (BAT), lever og muskel.
Brunt fedtvæv, typisk for dvalende dyr og knaphed hos mennesker (større hos nyfødte), er således defineret af den karakteristiske brune pigmentering (synlig for det blotte øje) givet af de carotenoider, der er til stede på mitokondrielt niveau. Disse kraftværker af den brune fedtcelle udmærker sig ved en yderligere karakteristik, tilstedeværelsen af mitokondriale protein UCP1. Dette protein, der ligger på niveauet af mitokondriamembranen, har karakteristikken ved afkobling af oxidativ phosphorylering, hvilket således favoriserer produktion af varme til skade for dannelsen af ATP-molekyler. Enkelt sagt er brun fedtvæv beregnet til at forbrænde næringsstoffer (hovedsageligt fedt) for at øge varmeproduktionen. Aktivering af det brune fedtvæv, der stimuleres af forkølelsen, er hovedsageligt forbundet med frigivelsen af noradrenalin og dets interaktion med β3-receptorer, men også garanteret af endokrine mekanismer såsom frigivelsen af T3 og T4 fra skjoldbruskkirtlen. De største forekomster af brun fedtvæv registreres i interscapulære, periaortiske og perirenale områder; På disse niveauer placeres de nær blodkar, som de giver varme, så de transporteres med blodgennemstrømningen til kroppens perifere områder.
Det antages i øjeblikket, at leveren også deltager i termoregulering, hvilket øger dets metaboliske aktivitet - med deraf følgende varmeproduktion - når kroppen er udsat for lave temperaturer. En anden nylig opdagelse var konstateringen af isoformer af UCP1 proteinet i muskel, hvilket antyder en formodet termogenetisk rolle metabolisk oprindelse (ud over evnen til at producere varme gennem rystelsen). Endelig øges eksponeringen for lave temperaturer med hjerteaktivitet, der er nødvendig for at understøtte de metaboliske krav for aktive væv under disse omstændigheder (såsom BAT) og forøge varmetransporten deraf i alle anatomiske distrikter. Ud over at garantere alt dette er stigningen i hjerteaktiviteten i sig selv i stand til at producere en uigennemsigtig mængde varme.
Styringen af varmetab styres af de fysiske regler for ledning, konvektion, stråling og fordampning.
CONDUCTION : varmeoverførsel mellem to genstande ved forskellige temperaturer, i kontakt med hinanden gennem en overflade.
RADIATION eller IRRADIATION : varmeoverførsel mellem to genstande ved forskellige temperaturer, som IKKE er i kontakt. Tabet eller køb af varme opstår i form af stråling med bølgelængder i det synlige eller infrarøde område; For at være klar, er det på samme måde, at solen opvarmer jorden gennem rummet. Varmetab ved stråling udgør mere end halvdelen af den mængde varme, der er tabt af menneskekroppen.
KONVEKTION : Overførsel af varme fra en krop til en kilde, der bevæger sig gennem den (luft- eller vandstrømme). Bevægelsen af vand eller kold luft gennem den varmere hud forårsager kontinuerlig eliminering af varme.
EVAPORATION : Overførsel af varme ved at passere fra væsken til gasformen af væsker, der er tabt ved svedning, ufølsomme tab gennem huden og luftveje.
Reduktionen af termisk dispersion i miljøet sker hovedsagelig ved indeslutning af den kutane blodstrøm (vasokonstriktion) og piloerektionen (i pelsdyr mellem den varme hud og det kolde miljø skabes der en luftpude, der virker ved termisk isolering).
Forøgelsen af appetit øger produktionen af varme gennem de termogenetiske mekanismer, der fremkaldes af kosten, og understøtter energikravene til de termogenetiske organer.
Termoregulering i varme omgivelser
Under opholdet i varme omgivelser reagerer organismen gennem en række termodispersive mekanismer, på mange måder i strid med dem, der netop er illustreret; Desuden suspenderes de metaboliske processer, der ligger til grund for den valgfrie termogenese. Disse omfatter kutan vasodilation og øget svedtendens, hyppighed og åndedræt (polypnea), alle processer, der sigter mod at øge varmefordeling ved fordampning. Under disse omstændigheder mindskes appetitten og hjertefrekvensen som reaktion på en lavere efterspørgsel efter ilt af de termogenetiske organer.
Blandt de langsigtede tilpasningsprocesser kan vi også sætte pris på et fald i hypofysekretionen af et skjoldbruskkirtelstimulerende hormon med en følgelig nedsat metabolisme og dermed af varmeproduktionen.
Som nævnt i det foregående kapitel styres processen med vasokonstriktion i høj grad af det sympatiske nervesystem. De glatte muskler i niveauet af prækapillære sphincter og arterioler modtager afferenter fra postganglioniske sympatiske (adrenerge) neuroner. Hvis den dybe temperatur falder (eksponering for kold), aktiverer hypothalamus selektivt disse neuroner, som ved frigivelse af norepinephrin bestemmer sammentrækningen af den arteriolære glatte muskel, hvilket reducerer den kutane blodstrøm. Denne termoregulatoriske reaktion holder blodet varmere på de indre organer, hvilket minimerer blodgennemstrømningen på hudoverfladen, der bliver kold af vejret. Selvom vasokonstriktion er en aktiv proces, er vasodilation en overvejende passiv proces, som afhænger af suspensionen af vasokonstriktoraktivitet ved inhibering af sympatisk aktivitet. Hvis denne proces er typisk for kropslige ekstremiteter, foretrækkes vasodilation i andre dele af kroppen ved specialiserede neuroner, der udskiller acetylcholin. Særlige tilfælde er også repræsenteret ved lokal ekspansion af nogle vaskulære distrikter efter frigivelse af kvælstofmonoxid (NO) eller andre vasodilaterende parakrine stoffer.
I forbindelse med termoregulering varierer den kutane blodstrøm fra værdier tæt på nul, når det er nødvendigt at spare varme op til næsten 1/3 af hjerteområdet, når varmen skal frigives til miljøet.
