Referat Termoreglarea

Mai jos puteti citi fragmente din Referat Termoreglarea si de asemenea puteti face Download Referat Termoreglarea

Citeste fragmente din Referat Termoreglarea

Termoreglarea Introducere. Sub raportul temperaturii corporale, animalele se grupeaza in poikiloterme (cu sange rece) si homeoterme (cu sange cald). La animale poikiloterme (pesti, amfibieni, reptile), ca si la plante, producerea si pierderea de caldura nu sunt reglate. Din acest motiv, temperatura corpului lor variaza cu a mediului inconjurator. Relativ putine specii de animale- pasarile si mamiferele- pe langa ca au o productie de caldura superiora, sunt inzestrate cu un aparat termoreglator, care influientand atat producerea, cat si deperditiile de caldura, mentin, intre anumite llimite ale temperaturii mediului inconjurator temperatura centrala a corpului la valori constante (intre 37° C si 41° C ). La pasari, aceasta valoare e de 41° C - 42° C, la caine 38° C, la om 37° C. procesul de homeotermie reprezinta o treapta de evolutie superioara a functiilor homeotermice. Aceasta explica de ce mamiferele nou-nascute sunt poikiloterme. Intre homeoterme si poikiloterme se situeaza grupa animalelor hibernante, care in timpul iernii, in urma racirii, prezinta o scadere a temperaturii corporale la 5° C-10° C, cu diminuarea metabolismului si tuturor functiilor, stare cunoscuta sub numele de somn hibernal. Hibernarea nu inseamna lipsa totala a termoreglarii, ci adaptarea punctului homeotermic la nivel mai coborat, in timpul anotimpului rece. Liliacul, hamsterul, ursul, marmota sunt animale hibernante. Temperatura diferitelor regiuni ale corpului uman si variatiile ei fiziologice. Un subiect uman la punctual de neutralitate termica (26° C - 30° C, dezbracat) prezinta intre temperatura centrala, masurata in rect 37° C si temperature cutanata a extremitatilor 33° C o diferenta de 4° C. Cu cresterea temperaturii ambiante, temperatura cutanata creste. Ea scade mai exprimat odata cu coborarea temperaturii mediului la 22° C, realizandu-se o diferenta de 9° C, fata de temperature rectala, care ramane practice constanta. Rezulta din aceasta observatie ca la animalele homeoterme temperatura centrala sau interna a corpului este mentinuta constanta, in timp ce temperatura periferiei, a mantiei externe a stratului cutanat si muscularii superficiale, cu deosebire a extremitatilor, prezinta variatii in raport de cea a mediului exterior si in raport cu reactii adaptive circulatorii si secretorii cutanate, in seviciul mentinerii homeotermiei corporale. Prin masurarea temperaturii corporale se intelege current masurarea temperaturii interne. Valorile cel mai representative sunt date de temperatura rectala ( 37,3° C ), urmata de cea bucala, cu 0,5° C inferioara ( 37° C ) si de cea auxiliara (36,5° C). Temperatura centrala a corpului uman (rect) prezinta un ritm circadian, cu valori minime in orele de dimineata, in jurul orei 4-6 ( 36,4° C rectal )si valori maxime ( 37,4° C ) inspre seara, in jurul orei 18. Oscilatiile, cu amplitudine de circa 1° C la copii si subiectii tineri, sunt mai reduse la adulti ( 0,5° C ),nefiind datorate alimentatiei, ci ritmului somn-vege, simultan cu variatii ale presiunii arteriale, pulsul si glicemiei. Schimbarea ritmului somn-veghe este urmata in curs de cateva zile, printr-un process adaptive, de insusirea unui nou ritm al temperaturii. Crearea experimentala a unor perioade somn-veghe mai scurte, sau mai lungi decat 24 ore, creeaza oscilatii termice in acest interval. Deci, oscilatiile termice sunt in raport de ritmul de activitate biologica, determinat de succesiunea periadelor somn-vehge, cu predominanta proceselor trofotrope in somn si a celor ergotrope in starea de veghe. In cursul ciclului ovarian, la femei se intalnesc oscilatii ale temperaturii cu o perioada de 28 zile. O data cu ovulatia, aproximativ la mijlocul intermenstrului, temperatura creste brusc cu 0,4-0,5° C, uneori cu 1° C si chiar mai mult, mentinandu-se ridicata tot timpul persistentei corpului galben, din cauza secretiei de progesterone. O data cu terminarea menstruatiei, temperatura revine la valori mai coborate, pe toata durata foliculara a ciclului. Aceasta modificare a temperaturii, sinccoana cu ovulatia, constituie un test de precizie a duratei ovulatiei, important pentru stabilirea perioadelor de fecunditate a femeii. Producerea si dependenta de caldura Mentinerea constanta a temperaturii corporale centrale la animalele homeoterme este rezultata echilibrului intre procesele termogenetice si termolitice. Termogeneza, sau termoreglarea chimica, este asigurata de totalitatea mecanismelor care participa la producerea de caldura. Termoliza, sau termoreglarea fizica, este asigurata de mecanismele deperditie de caldura. Din jocul echilibrat al acestora rezulta mentinerea constanta a temperaturii centrale. Producerea de caldura intr-un organism uman in repaus are loc in cea mai mare cantitate la nivelul organelor viscerale toraco-abdominale si in cutia craniana. Ele realizeaza termogeneza centrala. In repaus, organismele interne participa cu 70% la intreaga productie calorica a corpului. Ficatul produce aproximativ 20% din caldura corpului, motiv pentru care temperature sangelui care paraseste ficatul prin venele suprahepatice depaseste cu 1-2° C temperature rectala. Restul caldurii se produce in musculatura si in tegument: acestea sunt producatoare periferice de caldura. In repaus, valoarea caldurii produse de periferie, muschi si piele, este de 20%. In efort fizic, producatorul principal de caldura devine musculatura; datorita acestui fapt, proportia calorigenezei intre nucleul intern, visceral, care asigura producerea centrala de caldura si periferia, cu muschii active, se schimba in favoarea celor din urma. Cele doua zone, nucleul si periferia se comporta diferit in termoreglare: nucleul, zona centrala, are o temperatura constanta, iar periferia este variabila, asigurand temperaturii centrale. Astfel, cand organismul homeoterm este racit, prin mecanisme reglatorii se reduce si temperatura pielii si prin aceasta deperditia de caldura. Cand temperatura ambianta creste, creste si temperatura tegumentului, asigurandu-se o deperditie termica crescuta. Periferia constituie astfel o manta de astfel de protectie cu rol in mentinerea constanta a temperaturii centrale. In acest proces un rol important revine circulatiei cutanate. Termogeneza Producerea de caldura, sau termogeneza, la un animal homeoterm are valori minime in zona de neutralitate termica. Pentru omul imbracat, acesta este intre 20-22° C, iar pentru cel dezbracat, intre 26-30° C. Producerea de caldura in aceasta zona asigura cheltuielile energetice bazale. Daca temperature ambianta scade, asa cum a aratat inca Rubner, organismul nu reactioneaza numai prin vasoconstrictie periferica, cu reducerea deperditiei de caldura, ci si prin intensificarea termogenezei. Metabolismul poate creste cateva ori peste valoarea bazala in cursul expunerii la rece, proportional cu scaderea temperaturii ambiante. Producerea de caldura creste atat in zona centrala ( nucleu ) cat si la periferie, prin marirea tonusului muscular si prin frison termic ( contractii tonicoclonice ). In producerea de caldura la fig intervin si miscarile active, voluntare.faptul ca in cursul expunerii la frig producerea de caldura nu creste exclusiv in musculatura, ci si in viscere, poate fi demonstrate pe animale curarizate, la care desi participarea musculara in calorigeneza marita e exclusa, cresterea producerii de caldura continua sa aiba loc la scaderea temperaturii ambiante. Intensificarea termogenezei, la scaderea temperaturii ambiante incepe la acea valoare la care mecanismele reglarii fizice ale deperditiei de caldura nu mai pot asigura mentinerea temperaturii centrale. Se numeste temperatura critica, temperatura ambianta maxima la care se declansaza termoreglarea chimica, prin cresterea termogenezei. Temperatura critica reprezinta valoarea limita inferioara a zonei de neutralitate termica. Ea este diferita pentru speciile animale in raport de zona geografica in care acesetea s-au dezvoltat, de dezvoltarea tesutului adipos si de gradul de acoperire a tegumentelor. In efort fizic calorigeneza creste de 20 ori. Calorigeneza nu poate fi redusa sub valorile bazale. Expunerea intr-un mediu cu temperatura superioara zonei de neutralizare metabolica sau termica ( peste 30° C ) determina dimpotriva, ca urmare a cresterii temperaturii centrale, o reactie ce consta in activarea circulatiei cu cresterea debitului circulator si marirea frecventei respiratorii, care reclama intensificarea cheltuielilor energetice. Cresterea acestor funcii asigura termoliza. Pentru fiecare 1C, crestere a temperatruii centrale corporale, consumul de oxygen creste cu 20% din valoarea bazata. Cresterea nu este pasiva, exclusive prin incalzirea dinafara, intrucat la animale tiroidectomizate amplitudinea ei este mai redusa. Deci in cresterea metabolismului in cursul hipertermiei participa mecanisme de reglare activa. Deperditia caldurii Pierderea de caldura a unui organism homeoterm se realizeaza prin urmatoarele procese fizice: 1)Iradierea. Cea mai mare parte a caldurii corporale se pierde prin iradiere. Un subiect, ale carui cheltuieli energetice sunt de 2600 kcal/24 h pierde prin iradiere 1200 kcal imbracat si 1800 de kcal daca este dezbracat. Tegumentul uman emite radiatii electromagnetice, indeosebi din zona infrarosie, sub forma de fotoni. Cele mai multe raze infrarosii emise de tegument au lungime de unde de 5-20 µ ( fata de 0,4-0,8 µ spectrul vizibil). Emisia tegumentului creste cu temperatura acestuia. Radiatiile emise sunt absorbite de corpurile solide si lichide din mediul ambient. Orice corp care emite radiatii are si proprietatea de ale absorbi. In acest fel, corpul uman, plasat in apropierea unei sobe absoarbe circa 97% din radiatiile proiectate pe tegument. Emisivitatea suprafetei corporale este raportul dintre energia incidenta absorbita si energia radianta, maximum posibil emisa efectiv. Cand acest raport este 1, in cazul corpului negru ideal, acesta absoarbe toata energia si emite maximum de radiatii la temperatura data. Tegumentul uman are o emisivitate apropiata de a corpului negru ideal si anume de 0,95; majoritatea radiatiilor produse fiind infrarosii, culoarea pielii nu influienteaza iradierea; pielea neagra reduce absorbtia cu 36%. Prin iradiere caldura organismului nu se pierde in aerul inconjurator, ci e absorbita de obiectele solide din jur:pereti, dusumea, etc., a carortemperatura este inferioara corpului. 2) Conductia reprezinta pierderea directa a caldurii din tegument, prin contact direct al acestuia cu un corp solid, avand temperatura inferioara ( scaun, pat, etc.). Imbracarea constituie pentru om un bun isolator termic, care reduce conductibilitatea calorica tegument-corpuri solide inconjuratoare. 3) Convectia este pierderea de caldura a corpului in fluidele ambiante. Incalzirea aerului in contact cu tegumentul si miscarile active ale corpului genereaza curenti de aer in jurul corpului, care aduc noi straturi de aer rece pe suprafata cutanata. Curentii de convectie sunt produsi chiar de imobilitate a corpului; aerul incalzit la suprafata pielei se ridica, noi paturi de aer rece luandu-i locul. Curentii de convectie sunt precedati deci de o etapa prealabila de contact a aerului cu pielea, in care caldura este transferata prin conductia aerului; urmeaza apoi convectia propriu-zisa, care indeparteaza caldura condusa. Aproximativ 12% din caldura corporala se pierde prin convectie. Pierderile cresc foarte mult in cazul expunerii organismului la curenti de aer rece. Prin convectie se pierde caldura si pe suprafata cailor respiratorii, in aerul expirat. Pierderea prin convectie se realizeaza si in cazul imersiunii, apa ca si aerul fiind fluide. Din cauza caldurii specifice mari a apei ( 1,00 ) fata de cea a aerului ( 0,17-0,24 ), pierderile de caldura prin convectie, ale unui om ce inoata in apa rece, cresc la 20° C, aproximativ de 200 ori, fata de pierderile in aer. Din acest motiv, ca inotatori in apa rece, nu rezista decat subiectii cu un deposit abundant de grasime subcutanata. Prin convectie si conductie se pierd aproximativ 800 kcal in 24 ore. 4) Evaporarea apei Un litru de apa, prin evaporare la 37° C, absoarbe de la corpurile din jur o cantitate de caldura egala cu 580 kcal. Intrucat un om, in conditii normale de existenta, pierde in 24 de ore circa 500 ml apa, prin evaporare la suprafata tegumentului, chiar in lipsa secretiei sudorale ( perspiratio insensibilis ), si circa 500 ml prin vaporii care satureaza aerul expirat, folosindu-se la suprafata mucoasei respiratorii, rezulta o deperditie totala de aproximativ 600 kcal in 24 ore, prin evaporarea apei. Cantitatea de apa ce se evapora la suprafata corpului depinde de suprafata la care se face vaporizarea, de temperature pielii, de tensiunea de vapori a aerului si de miscarile acestuia. Umiditatea relativa de 40%-60% a aerului asigura sub acest raport confortul optim. Intr-un aer incalzit si saturat cu vapori de apa, evaporarea nu se produce si eliminarea este oprita. Prin tegument se elimina cea mai mare cantitate de caldura ( 83% ) gratie iradierii, convectiei si evaporarii. Prin aparatul respirator, pierderea se face prin convectie ( incalzirea aerului inspirit ) si prin evaporare ( saturarea aerului expirat cu vapori ) si prin evaporare mica si ocazionala. La fel este neglijata pierderea de caldura prin urina si fecale. In total, pierderile calorice prin iradiere, conductie, convectie si evaporare, se cifreaza in 24 ore la 2400-2800 kcal, consumul caloric al unui subiect adult cu existenta sedentara. Factorii biologici care regleaza dependenta de caldura Pierderile fizice ale caldurii produse in organismul unui animal homeoterm, in mediul inconjurator, sunt conditionate de factorii biologici: 1) Transportul caldurii pe calea sangelui prin convectie dinspre nucleul corporal, spre periferie este influientat de gradul de activitate a circulatiei. Deci cresterea debitului circulator va asigura un transport marit de caldura dinspre nucleul corporal spre mantaua periferica. 2) Irigatia cutanata se reduce prin mecanisme reflexe in cursul expunerii la frig si se activeaza la expunerea al cald, cu deosebire, in vasele sanguine ale extremitatilor, in primul rand ale mainilor, cu irevatie mai bogata. Forma cilindrica, cu raza redusa a degetelor, care le confera o suprafata mare in raport cu volumul, face ca , in aceasta zona cutanata, deperditia de caldura sa fie reglata in limite foarte largi, prin mecanisme vasomotorii. Teritoriul cutanat se caracterizeaza prin inervatia simpatica vasoconstrictoare bogata; pielea este lipsita de nervi vascodilatatori. Sensibilitatea vaselor terminale cutanate este insa apreciabila la substantele cu actiune vasodilatatoare ( acetilcolina, histamine, kinine, produsi de proteoliza ). Vasodilatatia cutanata se realizeaza si metameric, prin reflexe axonice la stimuli nociceptivi. Acestea au rol protectiv. Plexurile venoase subpapilare cutanate, care contin un apreciabil volum de sange au un important rol in reprezentarea volumului sanguine, depozitat in piele, organelor active, in cursul reactiilor simpato-aderale. Dispozitia anatomica a retelei circulatorii terminale din piele este adaptata deperditiei termice. Masurarea debitului circulator cutanat, care se practica astazi cutent cu procedeul descries de Hensel, bazat pe principiul de clearance termic, arata o irigatie cutanata de repaus la punctual de neutralitate termica de 2-3 cm³ sange/min/100 g tesut, cu o diferenta arterio-venoasa de 2 vol. O2 %. Racirea tegumentului, cresterea tonusului simpato-adrenal, stimularea electrica a hipotalamusului posterior prduc vasoconstrictie cutanata, cu reducerea debitului circulator la 0,2 ml/min/100 g. In cursul vasodilatatiei active a tegumentului degetelor, prin scaderea tonusului vasoconstrictorilor sau sub actiunea substantelor vasodilatatoare, debitul circulator cutanat poate ajunge la 120 cm³/min/100 g tesut. Rezulta deci ca circulatia cutanata se poate actiav in proportie de 600 ori. Raportat la debitul circulator general, debitul plexurilor venoase cutanate subpapilare poate varia de al valori apropiate de 0, pana la 30% din debitul cardiac. Valoarea debitului cutanat este controlata prin tonusul arteriolelor, inervate de simpatic si aflate sub dependenta centrilor din hipotalamusul posterior. Teritoriul circulator cutanat reprezinta astfel un radiator reglabil al corpului. Reglarea circulatiei cutanate se face prin mecanisme reflexe, prin actiunea temperaturii sangelui asupra anumitor zone din hipotalamus si prin actiunea directa a caldurii asupra vaselor cutanate. Caldura excitata un efect relaxant asupra musculaturii netede a vaselor si a altor organe ( intestin, vezica ). In acest efort pot interveni si substante vasodilatatoare ce se produc sub influienta caldurii, care apar evident in arsuri, cand irigatia pielii creste exprimat. Cresterea debitului cutanat circulator asigura marirea deperditiei de caldura in expunerea intr-un mediu incalzit, prin conductie si iradiere, numai intre anumite limite de crestere a temperaturii, date de diferenta dintre temperature pielii si a mediului. 3) Secretia sudorala. Cresterea temperaturii mediului ambiant la valori apropiate, sau superioare celor cutanate, determina la om intreventia unui alt mecanism al deperditiei calorice: secretia sudorala. Ea apare obisnuit cand temperature cutanata atinge 34,5° C. La animale lipsite de glande sudorale, cum este cainele, pierderea se face prin polipneea termica, care intensifica evaporarea apei de-a-lungul suprafetei cailor respiratorii superioare. Mecanism fizic al deperditiei de caldura consta in evaporarea apei, la suprafata pielii. Cu fiecare litru de apa evaporate se pierd 580 kcal. Glandele sudorale de tip tubular se gasesc la om in numar aproximativ 2,5 milioane, fiind mai dense in zona mainilor si picioarelor. Ca structura sunt alcatuite dintr-o portiune incolacita care secreta sudoare primara izotermica cu plasma si din un conduct rectilin, care strabate dermul, si de-a lungul caruia sunt resorbiti unii constituienti ai secretiei primare, cum este, de exemplu, sodiul. Aproximativ 50% din sudoarea produsa intr-o zi calda provine din zona trunchiului, 255 din teritoriul cutanat al membrelor inferioara si 25% din al extremitatilor cefalice si al membrelor superioare. Sudoarea este lichid adipos, hipotonic in raport cu plasma (0,55 g% substante solide ). Dintre constituentii sudorii cel mai important este clorura de sodiu, care se gaseste la adultii tineri in cantitate de 33 mEq‰ ( 0,19g‰ ), pentru a creste progresiv cu varsta la 44 mEq‰ ( 0,32g% ), la peste 50 de ani. Sodiul mai creste in sudoare cu cresterea debitului sudoral, datorita resorbtiei mai reduse in ductul glandei. La subiectii ce lucreaza la temperaturi ridicate continutul in sare al secretiei sudorale scade. Sudoarea mai contine uree, aproximativ in aceeasi concentratiei ca in plasma sanguina ( 0,03 g% ). Prin stimularea producerii unor mari cantitati de sudoare se urmarea altadata, inainte de existenta procedeelor de dializa extracorporala asangelui, asigurarea unei eliminari a substantelor de retentie in insuficienta renala. Acidul lactic este in cantitate superioara, fiind produs de glandele sudorale. Este de retinut ca odata cu debitul sudoral, sodiul si potasiul cresc in concentratie, pe cand azotul sudoral scade. Eliminarea sodiului in sudoare este sub control corticosuprarenal; aldosteronul reduce sodiul sudoral. Secretia sudorala poate fi apreciata indirect, in raport de conductibilitatea electrica a pielii, care creste pe masura ce apare secretia ( reflex psihogalvanic ), sau badijonand in prealabil pielea cu o solutie de iod in alcool si aplicand apoi pe suprafata sa, in cursul activitatii secretorii, o hartie de filtru impregnanta cu amidon. Fiecare glanda sudorala in activitate lasa o pata albastra pe hartie. Mecanismul secretiei sudorale este exclusive nervos. Dupa sectionarea nervilor, in teritoriul denervat nu se mai produce secretie sudorala. Ea reapare o data cu regenerarea, fiind un semn al acesteia. Sub raportul inervatiei, glandele sudorale se grupeaza in ecrine si apocrine. Numai glandele ecrine au rol in termoreglare. Sunt raspandite la suprafata corpului. Intre ele, un comportament deosebit au cele de pe planta sip alma, care secreta mai ales in emotii. Inervatia lor este simpatico colinergica, dar de origine diferita pentru palma si rest. Cele apocrine sunt repartizate in regiunea axilara si pubiana-secreta un produs bogat in substante organice, care fiind descompuse de flora bacteriana, cutanata, exala mirosuri caracteristice. Acestea au inervatie adrenergica; activitatea lor creste in stresul emotional. Secretia sudorala in procesul de termoreglare este declansata sub influenta caldurii ambiente, respectiv a incalzirii pielii, pe doua cai: reflexa si prin actiunea central directa asupra sistemului nervos asangelui incalzit. Centrii sangelui incalzit. Centrii de reglare sunt in hipotalamusul anterior. Reflex, stimularea termoreceptorilor cutanati declansaza prin aferentele directe sau integrate in hipotalamusul anterior, reflexe segmentare cu centrii in coarnele laterale ale maduvei, a caror cale eferenta este simpatico colinergica. Cresterea temperaturii sangelui stimuleaza, mai ales pe cale directa, centrii secretiei sudorale din hipotalamusul anterior, ceea ce declansaza simultan o secretie generala, al fel prin fibrele simpatico, avand ca mediator acetilcolina. Atropina, substanta care antagoneaza efectul muscular al acetilcolinei, reduce numai secretia sudorala nu si vasodilatatia. Faptul a fost explicat de Fox si Hilton prin eliberarea din celulele glandelor sudorale in activitate de kalicreina, care ajungand in lichidul interstitial actioneaza asupra kininogenului eliberand bradikinina. Bradikinina intretine fluxul sanguine marit, necesar activitatii secretorii. Mecanismul este similar cu cel intalnit in activitatea glandelor salivare. Cantitatea de sudoare secretata in 24 de ore variaza in limite foarte largi, in raport de functia de termoreglare. Difuzia cutanata pasiva a apei din lichid interstitial si sange este foarte redusa, epiderma fiind putin permeabila pentru apa. In conditii obisnuite, ea reprezinta aproximativa 10 ml/ora, deci 250 ml in 24 ore. Intr-un mediu rece, secretia sudorala este nula; intr-un mediu cu temperatura foarte ridicata poate creste la 1,5 l/ora la personae neadaptate si pana la 3,5 l/ora la subiecti aclimatizati. Aclimatizarea se realizeaza prin proliferarea glandelor si cresterea hipotoniei sudorii, cu crutarea in acest mod a pierderilor de sodium. Fenomenul prezinta importanta la tropice ( in asemenea conditii se produc 4 l sudoare, in conditii extreme pana la 10 l sudoare zilnic ) si inmunca al temperature ridicate. Pierderile de sodiu si apa se intalnesc cu ape sodate si carbogazoase. Secretia sudorala, ca mecanism al termoreglarii devine ineficienta cand aerul este saturat cu vapori; evaporarea apei si racirea tegumentului nu mai au loc; se produce staza calorica si hipertermie. 4) Izolarea organismul de temperature ambianta se realizeaza prin grasimea subcutanata. Conductanta termica a straturilor de grasime, piele, muschi este in raport de 3:2:1. la animale din regiunile arctice, grasimea subcutanata este mult mai abundant reprezentata decat in cele tropicale. Blana, pentru unele specii, si vesmintele, pentru om, constituie un izolator de mare importanta in mentinerea temperaturii corpului. Dupa pozitia parului regleta de muschii erectori, sau a penajului, pierderile de caldura pe suprafata cutanata sunt reglate in limite largi. 5) Postura. Gradul de racier al corpului depinde de suprafata corporala expusa. De aceea, animalele intr-un mediu incalzit dorm in pozitie relaxata, expunandu-si toracele si abdomenul; la frig pozitia ghemuita reduce suprafata totala corporala, indeosebi toracele si abdomenul. 쥁@