Kde se nachází centrum termoregulace?

Vznik i výdej tepla jsou přímo závislé na okolní teplotě a jsou regulovány velmi citlivými mechanismy řízenými centrální nervovou soustavou.
téma. Teprve při dlouhodobé adaptaci se do regulace těchto funkcí zapojují i ​​hormonální procesy. Na termoregulaci se podílejí dva úseky centrálního nervového systému – somatomotorický a sympatický (obr. 5). Hlavní centrum termoregulace se nachází v hypotalamické oblasti mozku, v tzv. šedém pahorku.

Regulace termogeneze

Třes je vyvolán a udržován motorickým systémem. Takzvaná dráha centrálního třesu spojuje centrální termoregulační oblast s jádry motorického systému umístěnými ve středním mozku a prodloužené míše. Termogeneze bez chvění je regulována sympatickým nervovým systémem.

Proces pocení u lidí je regulován výhradně cholinergními sympatickými vlákny a lze jej vypnout atropinem. Pocení vyvolává acetylcholin, pilokarpin a další parasympatické látky. Za určitých podmínek (například při silné psychické zátěži) je zúžení krevních cév v kůži rukou a nohou doprovázeno uvolňováním potu na povrchu dlaní a nohou. Z termoregulačního hlediska se jedná spíše o emoční než tepelné pocení.

Krevní cévy reagují přímo na změny teploty. Obvyklá reakce je studená dilatace krevních cév. Při extrémním chladu se mu zpočátku maximálně stahují cévy, což se projevuje bledostí a pocitem chladu a často je doprovázeno bolestmi v akrálních oblastech. Po nějaké době se však do cév chlazených částí těla nažene krev, což je doprovázeno zarudnutím a prohřátím pokožky. Pokud vystavení chladu pokračuje, sled událostí se opakuje.

Předpokládá se, že chladová vazodilatace slouží jako ochranný mechanismus k prevenci omrzlin a nekróz spojených s nedostatečným prokrvením. Ze zkušenosti je však známo, že při silném mrazu dochází i přes vazodilataci k výrazným lokálním lézím a ochranný účinek chladové vazodilatace se obvykle projevuje u lidí adaptovaných na chlad.

Tento mechanismus zároveň může urychlit smrt na celkové podchlazení u těch, kteří se ocitnou přes palubu lodi a jsou nuceni setrvat dlouhou dobu ve studené vodě.

Termorecepce

Hypotalamus nepřetržitě přijímá signály prostřednictvím nervových vláken o změnách teploty v těle samotném a v jeho okolí. Tuto informaci poskytují termoreceptory: tepelné, které signalizují zvýšení teploty, a studené, které signalizují pokles teploty. Zvláště mnoho receptorů je na povrchu kůže (asi 30 tisíc tepelných a asi 250 tisíc studených!) a v hypotalamu. Teplosenzitivní struktury byly nalezeny také ve spodní části mozkového kmene (střední mozek a prodloužená míše). Receptory umístěné v mozku a dalších vnitřních orgánech reagují na teplotu krve a kožní receptory reagují na teplotu vzduchu.

Mícha má vysokou tepelnou citlivost. U psů a jiných zvířat, kdy se teplota míchy po celé její délce zvýší jen o několik desetin stupně, je pozorována dušnost, rozšíření cév a inhibice termogeneze. Chlazení míchy způsobuje třes, ale to vyžaduje výraznou změnu teploty.

Ontogenetické a adaptivní změny termoregulace

Novorození savci různých druhů (sysel, křečci) nejsou schopni termoregulační produkce tepla. Intenzita jejich metabolických procesů se mění v závislosti na teplotě stejně jako u poikilotermních živočichů. Teprve pár týdnů po narození začnou příslušné mechanismy těchto novorozenců reagovat na teplotní podněty. U jiných druhů, včetně lidí, mohou být všechny termoregulační reakce (zvýšená termogeneze, vazomotorické reakce, pocení, behaviorální reakce) aktivovány ihned po narození; to platí i pro předčasně narozené děti, jejichž porodní hmotnost je asi 1000 g U novorozenců se termogeneze zpravidla nedosahuje mechanismem třesu, ale jiným mechanismem, takže ji lze detekovat pouze speciálními metodami. Produkce tepla u kojenců se může zvýšit bez mechanismu třesu o 100–200 % nad klidovou hladinu. Pouze v případech extrémního chladového stresu je mechanismus termogeneze doplněn třesem.

Malá velikost novorozeného miminka je nepříznivá z hlediska termoregulace. Poměr povrchu k objemu těla je i u donošeného novorozence přibližně třikrát větší než u dospělého. Povrchová vrstva korpusu a izolační vrstva jsou navíc velmi tenké. V tomto ohledu ani při maximální vazokonstrikci u novorozence nemůže přenos tepla z těla do vnějšího prostředí klesnout v takové míře jako u dospělého.

V omezeném rozsahu je však tělesná teplota novorozence regulována stejně přesně jako teplota dospělého, protože prahové teploty pro vazokonstrikční reakci a termogenezi jsou „vyladěny“ podle velikosti těla. U velmi malých předčasně narozených dětí je termoregulace neúčinná; Dokud dostatečně nepřiberou, měli by být chováni v boxech s řízenou teplotou (inkubátory).

Přizpůsobení podmínkám prostředí

Regulační mechanismy – termogeneze, vazomotorické reakce, pocení – jsou vždy připraveny k akci a mohou se zapnout během několika sekund či minut po nástupu teplotního stresu. Kromě nich existují další mechanismy, které zajišťují dlouhodobou adaptaci na změnu klimatu v prostředí.

Odpovídající procesy, nazývané také fyziologická adaptace nebo aklimatizace, jsou založeny na takových modifikacích orgánů a funkčních systémů, které se vyvíjejí pouze pod vlivem dlouhodobého (během dnů, týdnů nebo měsíců) konstantního nebo opakovaného teplotního stresu.

Tepelná adaptace. Schopnost lidí přizpůsobit se teplu je zásadní pro přežití v tropickém a pouštním prostředí, stejně jako pro provádění náročné práce v průmyslových prostředích s vysokou teplotou. Nejdůležitějším posunem, ke kterému dochází při tepelné adaptaci, je změna intenzity pocení, která se může zdvojnásobit a u dobře trénovaných osob činí 1-2 l/h. Navíc produkce potu začíná při nižších průměrných teplotách kůže a jádra; následně klesá teplotní práh pro aktivaci regulačních mechanismů. Tyto změny snižují průměrnou tělesnou teplotu pro dané teplo nebo pracovní zátěž, a tím chrání před úpalem. Adaptace je také spojena s výrazným poklesem koncentrace solí v potu, čímž se snižuje pravděpodobnost šoku v důsledku jejich ztráty.

S nárůstem tepelné zátěže se mění složení krve: klesá objem plazmy a koncentrace hemoglobinu. Při tepelné adaptaci dochází ke kompenzaci těchto nepříznivých změn.

S rozvojem tepelné adaptace se zvyšuje pocit žízně; pokud nejsou ztráty vody nahrazeny, může dojít k smrtelné hypertermii.

Takové adaptivní změny jsou způsobeny krátkodobým silným tepelným zatížením. Jiná forma adaptace existuje mezi obyvateli tropů, kteří jsou nepřetržitě vystaveni vysokým okolním teplotám. Jejich teplotní práh pro pocení je posunut směrem k vyšší tělesné teplotě, což má za následek, že se při denní tepelné zátěži méně potí. Tento mechanismus se nazývá tolerantní adaptace.

Adaptace na chlad. Mnoho druhů zvířat se chladu přizpůsobuje velmi jednoduše: pěstováním srsti se zvyšuje jejich tepelná izolace. U malých zvířat se vyvíjí netřesivá termogeneze a hnědá tuková tkáň.

Dospělému člověku dlouhodobě vystavenému extrémnímu chladu nemohou narůst ochlupení ani se u něj nevyvine dostatečně netřesivá termogeneze, proto lze často slýchat názor, že dospělí nejsou schopni žádné fyziologické adaptace na chlad – musí spoléhat na adaptaci chování (oblečení, teplo domy). Nedávné údaje však naznačují, že za podmínek dlouhodobého vystavení chladu se u lidí vyvine tolerantní adaptace. Teplotní práh pro třesavku a parametry termoregulačních reakcí se posouvají k nižším teplotám, v důsledku čehož může dojít k mírnému podchlazení.

Tento druh tolerantní adaptace byl poprvé zaznamenán mezi domorodými obyvateli Austrálie; mohou strávit celou noc téměř nazí při teplotách vzduchu blízkých nule, aniž by se třásli. Podobnou schopnost mají také Korejky a Japonky – lovkyně perel, které se na několik hodin denně potápějí do hloubek, kde je teplota vody asi 10 °C.

Teplotní práh pro třesavku lze posunout na nižší hodnoty během několika dní pravidelným vystavováním subjektů stresu z chladu po dobu 30–60 minut. Teplotní prahy mechanismů odpovědných za odvod přebytečného tepla z těla (například pocení) přitom zůstávají nezměněny.

Při dlouhodobém působení chladu je tato forma adaptace zřejmě nevhodná. Indiáni z kmene Alakaluf (ostrovy Západní Patagonie) vyvinuli jiný adaptivní mechanismus. U těchto lidí, neustále vystavených studenému vzduchu, dešti a sněhu, je bazální metabolismus o 25–50 % vyšší než normálně. Podobné metabolické adaptace byly také nalezeny u Eskymáků.

Místní adaptace. Pokud jsou ruce teple oblečeného člověka pravidelně vystavovány chladu, pak bolest rukou klesá. Účinek je částečně způsoben tím, že při vyšších teplotách kůže dochází k chladové vazodilataci. Zároveň existují další mechanismy, které pomáhají snižovat bolest.

. Všichni lidé jsou od přírody obdařeni stejnými mechanismy termoregulace. Ale ne každý je stejně účinný. Sami si vytváříme individuální reakce na chlad a teplo, protože je buď trénujeme, nebo netrénujeme. Trénink a pouze trénink pomocí jakýchkoli otužovacích metod – od suchého a mokrého tření až po studenou sprchu – zlepšuje fungování termoregulačního aparátu a rozšiřuje schopnost těla přizpůsobit se měnícím se teplotám prostředí.