Терморегулација је интегрисани систем биолошких механизама, одговоран за одржавање скоро константне унутрашње температуре без обзира на климатске услове изван организма. Ови механизми - нарочито ефикасни код птица и сисара (све хомеотермне животиње), мање у риба, водоземаца и гмизаваца ( поикилотермне животиње) - укључују процесе производње, складиште И дисперзија топлоте.
Будући да гојазни субјект често не једе ненормално у поређењу са другим особама нормалне тежине, које понекад једу и више, претпоставља се да - са истом физичком активношћу - промене процеса терморегулације могу довести до смањене потрошње енергије, накупљање вишка енергије у облику масти. Танки испитаници, за разлику од гојазних, би стога били бољи у одлагању вишка хране (види смеђе масно ткиво) у облику топлоте.
Терморегулација може пре свега бити добровољна или невољна. У првом случају, животиња је та која добровољно покреће одговарајуће стратегије понашања, као што је потрага за јазбином заклоњеном од елемената или миграција на мјеста која су најпогоднија за одржавање властите тјелесне температуре.
Чак и нехотични терморегулациони одговори могу бити изазвани излагањем хладном или топлом окружењу. У сваком случају, они укључују интервенцију хипоталамусног терморегулационог центра, способног да ухвати и обради сигнале који долазе из кожних и централних терморецептора (који се налазе у мозгу, кичменом стубу). кабл и централни органи), координирајући физиолошки одговор најпогоднији за одржавање телесне температуре.
Терморегулација у хладном окружењу
Терморегулационе адаптације на хладноћу имају за циљ очување и / или производњу топлоте.
Способност организма да производи топлоту назива се термогенеза; у великој мери је обавезан и повезан је са физиолошким и метаболичким процесима одговорним за кретање, варење, апсорпцију и прераду хранљивих материја унесених исхраном.
Сисавци имају способност да повећају производњу топлоте (опционална термогенеза), без обзира да ли то укључује механизам узбуђења или не. У првом случају говоримо о дрхтавој термогенези. Овај механизам доводи до стварања топлоте кроз ритмичку и изометријску контракцију мишићног ткива, која није усмерена на кретање. Наизменична контракција и опуштање доводе до карактеристичног тремора званог дрхтавица, који се јавља када телесна температура има тенденцију да се „приметно смањи“. Дрхтавица ствара количину топлоте до 6-8 пута већу од оне коју производи мировање у мировању. Уобичајено , јавља се само када максимална вазоконстрикција (види доле) није била у стању да одржи телесну температуру.
Неодољива термогенеза, која се назива и хемијска термогенеза, укључује производњу топлоте кроз егзотермне (генерише топлоту) биохемијске реакције. Ове реакције се јављају у одређеним органима, попут смеђег масног ткива (БАТ), јетре и мишића.
Смеђе масно ткиво, типично за животиње у хибернацији и оскудно код људи (веће код одојчади), тако је дефинисано за карактеристичну смеђу пигментацију (видљиву голим оком) коју дају каротеноиди присутни на нивоу митохондрија. Ови енергетски центри смеђе боје масне ћелије се разликују по даљој карактеристици, присуству протеина митохондрија УЦП1. Овај протеин, који се налази на нивоу митохондријске мембране, има карактеристику раздвајања оксидативне фосфорилације, чиме се погодује производњи топлоте на рачун стварања Молекули АТП., Смеђе масно ткиво има сврху сагоревања хранљивих материја (углавном масти) како би повећало производњу топлоте.Активирање смеђег масног ткива, подстакнуто хладноћом, углавном је повезано са ослобађањем норадреналина и његовом интеракцијом са рецепторима β3, али и гарантовано ендокриним механизмима као што је ослобађање Т3 е Т4 из штитне жлезде. Највеће наслаге смеђег масног ткива забележене су у интерскапуларном, периаортном и периреналном подручју; на овим нивоима се налазе у близини крвних судова, до којих ослобађају топлоту тако да се она са протоком крви транспортује до периферних делова тела.
Тренутно се верује да јетра такође учествује у терморегулацији, повећавајући своју метаболичку активност - што резултира производњом топлоте - када је људско тело изложено ниским температурама. Још једно недавно откриће било је откриће изоформи протеина УЦП1 у мишићима, што сугерише наводну термогенетску улогу метаболичког порекла (поред способности да производи топлоту кроз дрхтање). Коначно, „изложеност ниским температурама повећава„ срчану активност, неопходне за подршку метаболичким захтевима активних ткива у овим околностима (као што су БАТ) и за повећање транспорта топлоте која се у њима производи у свим анатомским окрузима. Осим што све ово гарантује, повећање срчане активности је само по себи способно производећи занемарљиву количину топлоте.
Контролом губитака топлоте управљају физички закони провођења, конвекције, зрачења и испаравања.
ПРОВОДА: пренос топлоте између два објекта на различитим температурама, у међусобном додиру кроз површину.
ЗРАЧЕЊЕ или ЗРАЧЕЊЕ: пренос топлоте између два објекта на различитим температурама, који НИСУ у контакту. Губитак или аквизиција топлоте се јавља у облику зрачења са таласним дужинама у видљивом или инфрацрвеном опсегу; да буде јасно, то је исти начин на који Сунце греје Земљу кроз свемир. Чини више од половине количине топлоте коју губи људско тело.
КОНВЕКЦИЈА: пренос топлоте са тела на извор који се кроз њега креће (струјања ваздуха или воде). Кретање воде или хладног ваздуха кроз топлију кожу узрокује континуирано уклањање топлоте.
Испаравање: пренос топлоте проласком из течног у гасовито стање течности изгубљене знојењем, неосетљиви губици кроз кожу и респираторни тракт.
До смањења топлотне дисперзије у животној средини долази у суштини ограничавањем протока крви кроз кожу (вазоконстрикција) и пилоерекцијом (код крзнених животиња, између топле коже и хладног окружења, ствара се ваздушни јастук који делује као топлотни изолатор) .
Повећање апетита, са своје стране, повећава производњу топлоте кроз термогенетске механизме изазване исхраном и подржава енергетске потребе термогенетских органа.
Терморегулација у топлим окружењима
Током боравка у топлим окружењима, организам реагује кроз низ термодисперзивних механизама, на много начина супротних од управо приказаних; штавише, постоји суспензија метаболичких процеса у основи изборне термогенезе. Међу њима се сећамо кожне вазодилатације и повећања знојења, учесталости и дубине удисаја (полипнеја), свих процеса који имају за циљ повећање дисперзије топлоте испаравањем. У овим околностима, апетит и број откуцаја срца такође се смањују, као одговор на мању потражњу за кисеоником од стране термогенетских органа.
Међу процесима дуготрајне адаптације такође је могуће оценити смањење лучења хипофизе тиреотропног хормона, са последичним успоравањем метаболизма, па и производње топлоте.
Као што је поменуто у претходном поглављу, процес вазоконстрикције у великој мери контролише симпатички нервни систем. Глатки мишићи у прекапиларним сфинктерима и артериолама примају податке од постганглијских симпатичких (адренергичних) неурона. Ако дубока температура падне (изложеност хладноћи), хипоталамус селективно активира ове неуроне, који ослобађањем норадреналина одређују контракцију глатких мишића артериола, смањујући проток крви кроз кожу.Овај терморегулацијски одговор одржава крв топлијом према унутрашњим органима ., минимизирајући проток крви на површини коже коју су временске прилике хладиле. Док је вазоконстрикција активан процес, вазодилатација је претежно пасиван процес, који зависи од обуставе вазоконстрикторске активности инхибирањем симпатичке активности. Ако је овај процес типичан за симпатикус екстремитети тела, у другим деловима тела вазодилатацију фаворизују специјализовани неурони који луче ацетилхолин. Посебне случајеве представљају и локална дилатација неких васкуларних области након ослобађања азот моноксида (НО) или других вазодилатационих паракриних супстанци.
У контексту терморегулације, кожни проток крви варира од вредности близу нуле, када је потребно очувати топлоту, до скоро 1/3 минутног волумена срца када се топлота мора отпустити у околину.
