הרגולציה התרמית היא מערכת משולבת של מנגנונים ביולוגיים, האחראית לשמירה על טמפרטורה פנימית כמעט קבועה ללא קשר לתנאי האקלים מחוץ לאורגניזם. מנגנונים אלה - יעילים במיוחד בציפורים ויונקים (כולם בעלי חיים הומאותרמיים), פחות בדגים, דו -חיים וזוחלים ( בעלי חיים פוקילותרמיים) - כוללים תהליכים של הפקה, אִחסוּן וכן פְּזִירָה של חום.
מכיוון שהנבדק השמן לעיתים קרובות אינו אוכל באופן חריג בהשוואה לאנשים אחרים במשקל תקין, שלפעמים אוכלים אפילו יותר, יש להניח שעם אותה פעילות גופנית - השינויים בתהליכים התרמו -רגולטוריים יכולים להוביל לצריכת אנרגיה מופחתת, עם הצטברות של עודפי אנרגיה בצורה של שומן.נבדקים דקים, בניגוד לשמנים, יהיו טובים יותר אם כן בסילוק מזון עודף (ראה רקמת שומן חומה) בצורה של חום.
ויסות תרמי יכול להיות בראש ובראשונה מרצון או לא רצוני. במקרה הראשון החיה עצמה היא שמפעילה מרצון אסטרטגיות התנהגות נאותות, כגון חיפוש אחר מאורה המוגנת מפני היסודות או הנדידה למקומות המתאימים ביותר לשמירה על חום הגוף שלה.
אפילו תגובות תרמו -רגולטוריות לא רצוניות ניתנות לעורר על ידי חשיפה לסביבות קרות או חמות. בכל מקרה, הן כרוכות בהתערבות של המרכז התרמו -רגולטורי ההיפותלמי, המסוגל ללכוד ולעבד את האותות המגיעים מהקולטנים העוריים והמרכזיים (הממוקמים במוח, בעמוד השדרה חבל ואיברים מרכזיים), המתאם את התגובה הפיזיולוגית המתאימה ביותר לשמירה על חום הגוף.
ויסות תרמי בסביבות קרות
ההתאמות התרמו -רגולטוריות לקור נועדו לשמר ו / או לייצר חום.
יכולתו של האורגניזם לייצר חום נקראת תרמוגנזה; הוא במידה רבה חובה ומקושרת לתהליכים הפיזיולוגיים והמטבוליים האחראים לתנועה, לעיכול, לספיגה ולעיבוד חומרים מזינים שהוכנסו לתזונה.
ליונקים יש את היכולת להגדיל את ייצור החום (תרמוגנזה אופציונלית), בין אם זה כרוך במנגנון הריגוש ובין אם לאו. במקרה הראשון אנו מדברים על תרמוגנזה רועדת. מנגנון זה מוביל לייצור חום באמצעות התכווצות קצבית ואיזומטרית של רקמת השריר, שאינה מכוונת לתנועה. חילוף ההתכווצויות וההרפיה מוביל לרעידה אופיינית הנקראת צמרמורת, המופיעה כאשר טמפרטורת הגוף נוטה לרדת "באופן ניכר". הצמרמורת מייצרת כמות חום הגדולה עד פי 6-8 מזו שמייצר השריר המנוח. בדרך כלל , היא מתרחשת רק כאשר כיווץ כלי הדם המרבי (ראה להלן) לא הצליח לשמור על טמפרטורת הגוף.
תרמוגנזה שאינה מרגשת, הנקראת גם תרמוגנזה כימית, כרוכה בייצור חום באמצעות תגובות ביוכימיות אקסותרמיות (המייצרות חום). תגובות אלו מתרחשות באיברים מסוימים, כגון רקמת שומן חומה (BAT), כבד ושריר.
רקמת השומן החומה, האופיינית לבעלי חיים של שינה ונדירה בבני אדם (גדולה יותר בתינוקות), מוגדרת אפוא לפיגמנטציה החומה האופיינית (הנראית לעין בלתי מזוינת) הניתנת על ידי הקרוטנואידים הנמצאים ברמה המיטוכונדריה. מרכזי אנרגיה אלה של החום תא השומן מבדילים מאפיין נוסף, נוכחותו של החלבון המיטוכונדריאלי UCP1. חלבון זה, הממוקם ברמת הממברנה המיטוכונדרית, בעל המאפיין של ניתוק זרחון חמצוני, ובכך מעדיף ייצור חום על חשבון היווצרות מולקולות ATP., רקמת השומן החומה נועדה לשרוף חומרים מזינים (בעיקר שומן) על מנת להגביר את ייצור החום .הפעלת רקמת השומן החומה, המעוררת על ידי קור, קשורה בעיקר לשחרור נוראדרנלין ואינטראקציה שלה. עם קולטני β3, אך גם מובטחת על ידי מנגנונים אנדוקריניים כגון שחרור T3 e T4 מבלוטת התריס. הפקדות הגדולות ביותר של רקמת השומן החומה מתועדות באזור הבין -עיני, הפריאורטיקלי והפרירינאלי; ברמות אלה, הם ממוקמים ליד כלי דם, שאליהם הם משחררים חום כך שהוא מועבר עם זרימת הדם לאזורים ההיקפיים של הגוף.
כיום סבורים כי הכבד משתתף גם בוויסות חום, מה שמגביר את הפעילות המטבולית שלו - וכתוצאה מכך מייצר חום - כאשר גוף האדם חשוף לטמפרטורות נמוכות. תגלית נוספת לאחרונה הייתה גילוי איזופורמים של חלבון UCP1 בשריר, מה שמרמז על תפקיד תרמוגנטי לכאורה של מקור מטבולי (בנוסף ליכולת לייצר חום באמצעות רעד). לבסוף, "חשיפה לטמפרטורות נמוכות מגבירה את" פעילות הלב, נחוץ לתמוך בדרישות המטבוליות של הרקמות הפעילות בנסיבות אלה (כגון BAT) ולהגביר את הובלת החום המיוצר בו בכל המחוזות האנטומיים. בנוסף להבטחת כל זאת, הגידול בפעילות הלב לבדו כשלעצמו מסוגל לייצר כמות לא מבוטלת של חום.
השליטה באובדן החום נשלטת על פי החוקים הפיזיים של הולכה, הסעה, קרינה והתאדות.
הולכה: העברת חום בין שני עצמים בטמפרטורות שונות, במגע זה עם זה באמצעות משטח.
RADIATION או RADIATION: העברת חום בין שני עצמים בטמפרטורות שונות, שאינן במגע. אובדן או רכישת חום מתרחשים בצורה של קרינה עם אורכי גל בטווח הגלוי או האינפרא אדום; כדי להיות ברור, זוהי הדרך שבה השמש מחממת את כדור הארץ בחלל. מהווה למעלה ממחצית מכמות החום שאבדה על ידי גוף האדם.
חיבור: העברת חום מגוף למקור הנע דרכו (זרמי אוויר או מים). תנועת המים או האוויר הקר דרך העור החם גורמת לחיסול רציף של החום.
אידוי: העברת חום במעבר מהנוזל למצב הגזי של הנוזלים שאבדו מהזעה, אובדן לא רגיש דרך העור ודרכי הנשימה.
הפחתת פיזור החום בסביבה מתרחשת בעיקרה באמצעות בלימה של זרימת הדם העורית (התכווצות כלי הדם) וההסתרה (אצל חיות פרווה, בין העור החם והסביבה הקרה, נוצרת כרית אוויר הפועלת כמבודד תרמי) .
העלייה בתיאבון מצידה מגבירה את ייצור החום באמצעות המנגנונים התרמוגנטיים הנגרמים מהתזונה, ותומכת בדרישות האנרגיה של האיברים התרמוגנטיים.
ויסות תרמי בסביבות חמות
במהלך השהות בסביבות חמות האורגניזם מגיב באמצעות סדרה של מנגנונים תרמו -פיזוריים, במובנים רבים בניגוד לאלה שהוצגו זה עתה; יתר על כן, ישנה השעיה של התהליכים המטבוליים העומדים בבסיס התרמוגנזה האופציונלית. בין אלה אנו זוכרים את הרחבת כלי הדם והעלייה של הזעה, תדירות ועומק הנשימה (פוליפניה), כל התהליכים שמטרתם להגדיל את פיזור החום באמצעות אידוי. בנסיבות אלה, התיאבון וקצב הלב יורדים גם הם, כתגובה לדרישה נמוכה יותר לחמצן מצד האיברים התרמוגנטיים.
בין תהליכי ההסתגלות ארוכי הטווח ניתן גם להעריך ירידה בהפרשת יותרת המוח של ההורמון הטירוטרופי, עם האטה של חילוף החומרים, כתוצאה מכך של ייצור החום.
כפי שצוין בפרק הקודם, תהליך כיווץ כלי הדם נשלט במידה רבה על ידי מערכת העצבים הסימפתטית. שריר חלק בסוגרים ובפנים הקדמיים של העורקים מקבל קלט מהנוירונים הפוסט -גנגליוניים (אדרנרגיים). אם הטמפרטורה העמוקה יורדת (חשיפה לקור), ההיפותלמוס מפעיל את הנוירונים הללו באופן סלקטיבי, אשר באמצעות שחרור הנוראדרנלין קובע את התכווצות השריר החלק העורקי, ומפחית את זרימת הדם העורית. ., למזער את זרימת הדם על פני העור שנעשה קר על ידי מזג האוויר. בעוד שהתכווצות כלי הדם היא תהליך פעיל, הרחבת כלי הדם היא תהליך פסיבי בעיקרו, התלוי בהשעיית הפעילות של כלי הדם על ידי עיכוב הפעילות הסימפתטית. אם תהליך זה אופייני לאהדה. פעילות. קצוות הגוף, בחלקים אחרים של הרחבת כלי הדם מועדפים נוירונים מיוחדים המפרישים אצטילכולין. מקרים מיוחדים מיוצגים גם על ידי התרחבות מקומית של כמה מחוזות כלי הדם בעקבות שחרור חנקן חד חמצני (NO), או חומרים פראקריניים אחרים המרחבים.
בהקשר של ויסות תרמי, זרימת הדם העורית משתנה מערכים הקרובים לאפס, כאשר יש צורך לחסוך בחום, עד כמעט 1/3 מהתפוקת הלב כאשר יש לשחרר את החום לסביבה.
