Termoreguleringen är ett integrerat system av biologiska mekanismer, utformade för att bibehålla en nästan konstant inre temperatur oavsett klimatförhållanden utanför organismen. Dessa mekanismer - särskilt effektiva hos fåglar och däggdjur (alla homeotermiska djur), mindre i fisk, amfibier och reptiler (fjäderfäsmöna) - innefattar processer för produktion, bevarande och värmefördelning.
Eftersom det obese ämnet ofta inte äter onormalt i jämförelse med andra normopeso-individer, som ibland äter ännu mer, är det sannolikt att förändringar av de termoregulerande processerna kan leda till minskad energiförbrukning med ackumulering överflödig energi i form av fett. De tunna ämnena, till skillnad från de obese, skulle därför vara bättre att avlägsna livsmedelsöverflödena (se brun fettvävnad) i form av värme.
Termoreguleringen kan först och främst vara frivillig eller ofrivillig. I det första fallet är det själva djuret som frivilligt sätter igång adekvata beteendestrategier, såsom sökandet efter ett skydd skyddat från väder eller migrering till de lämpligaste ställena för att bibehålla kroppstemperaturen.
Till och med ofrivilliga termoregulatoriska svar kan framkallas genom exponering för kalla miljöer eller varma miljöer. Under alla omständigheter förutser de interventionen hos det hypotalamiska termoregulatoriska centrumet, som kan samla upp och bearbeta signalerna som kommer från de kutana och centrala termoreceptorerna (placerade i hjärnan, ryggmärgen och centrala organen) och koordinerar det mest lämpliga fysiologiska svaret för att upprätthålla kroppstemperaturen.
Termoregulering i kalla miljöer
De termoregulatoriska anpassningarna till förkylningen är avsedda att bevara och / eller producera värme.
En organisms förmåga att producera värme kallas termogenes; Det är i stor utsträckning obligatoriskt och kopplat till de fysiologiska och metaboliska processerna som är involverade i rörelsen, matsmältningen, absorptionen och behandlingen av de näringsämnen som införs med kosten.
Däggdjur har möjlighet att öka värmeproduktionen (valfri termogenes), med eller utan spänningsmekanismen. I det första fallet talar vi om skakande termogenes (skakning). Denna mekanism leder till produktion av värme genom en rytmisk och isometrisk sammandragning av muskelvävnad, inte riktad mot rörelse. Växlingen av sammandragningar och avslappningar leder till en karakteristisk tremor som kallas rysning, vilket uppträder när kroppstemperatur tenderar att minska "märkbart". Shiveren genererar en andel av värmen även 6-8 gånger större än den som produceras av muskeln i vila. Vanligtvis sker det endast när maximal vasokonstriktion (se nedan) inte har kunnat behålla kroppstemperaturen.
Termogenes utan skakning, även kallad kemisk termogenes, innefattar produktion av värme genom exoterma biokemiska reaktioner (som alstrar värme). Dessa reaktioner äger rum i synnerhet organ, såsom brunt fettvävnad (BAT), lever och muskel.
Brunt fettvävnad, typiskt för dvalande djur och skarpa hos människor (större hos nyfödda), definieras sålunda av den karakteristiska bruna pigmenteringen (synlig för det blotta ögat) ges av karotenoiderna närvarande vid mitokondriell nivå. Dessa kraftverk av den bruna fettcellen särskiljas med ytterligare en kännetecken, närvaron av mitokondriska proteinet UCP1. Detta protein, som ligger vid nivån av mitokondriska membranet, har karaktäristiken för avkoppling av oxidativ fosforylering, vilket därigenom gynnar produktion av värme till nackdel för bildandet av ATP-molekyler. Enkelt uttryckt är brunt fettvävnad avsedd att bränna näringsämnen (främst fett) för att öka värmeproduktionen. Aktiveringen av den bruna fettvävnaden, som stimuleras av förkylningen, är huvudsakligen kopplad till frisättningen av noradrenalin och dess interaktion med p3-receptorerna, men också garanterad av endokrina mekanismer såsom frisättning av T3 och T4 från sköldkörteln. De största avsättningarna av brun fettvävnad registreras i interscapulära, periaortiska och perirenala områdena; På dessa nivåer placeras de nära blodkärl, som de ger värme så att de transporteras med blodflödet till kroppens perifera områden.
Det förmodas för närvarande att levern också deltar i termoregulering, vilket ökar dess metaboliska aktivitet - med därmed värmeledning - när människokroppen utsätts för låga temperaturer. En annan ny upptäckt var upptäckten av isoformer av UCP1-proteinet i muskler, vilket föreslår en antagen termogenisk roll av metaboliskt ursprung (förutom förmågan att producera värme genom rysningen). Slutligen ökar exponering för låga temperaturer hjärtaktivitet, som är nödvändig för att understödja de metaboliska kraven hos aktiva vävnader under dessa omständigheter (såsom BAT) och för att öka värmetransporten som produceras däri i alla anatomiska distrikt. Förutom att garantera allt detta, är ökningen av hjärtaktiviteten i sig kapabel att producera en icke försumbar mängd värme.
Kontrollen av värmeförluster styrs av de fysiska lagarna för ledning, konvektion, strålning och avdunstning.
CONDUCTION : Värmeöverföring mellan två objekt vid olika temperaturer, i kontakt med varandra genom en yta.
RADIATION eller IRRADIATION : Värmeöverföring mellan två objekt vid olika temperaturer, som inte är i kontakt. Förlust eller köp av värme sker i form av strålning med våglängder i det synliga eller infraröda området; För att vara tydlig, är det på samma sätt som solen värmer jorden genom rymden. Värmeförlust genom strålning utgör mer än hälften av mängden värme som förlorats av människokroppen.
KONVEKTION : Överföring av värme från en kropp till en källa som rör sig genom den (luft- eller vattenströmmar). Förflyttningen av vatten eller kall luft genom den varmare huden orsakar kontinuerlig eliminering av värme.
EVAPORATION : Överföring av värme genom att passera från vätskan till gasformigt tillstånd av vätskor som förlorats genom svettning, oänsliga förluster genom huden och luftvägarna.
Minskningen av termisk dispersion i miljön sker huvudsakligen genom inneslutningen av det kutana blodflödet (vasokonstriktion) och piloerektionen (i pälsdjur mellan den varma huden och den kalla miljön skapas en luftkudde som fungerar genom värmeisolering).
Ökningen i aptit ökar värmeproduktionen genom de termogenetiska mekanismer som framkallas av kosten och stöder energikraven hos de termogenetiska organen.
Termoregulering i heta miljöer
Under vistelsen i varma miljöer reagerar organismen genom en serie termodispersiva mekanismer, på många sätt i motsats till de just illustrerade; Dessutom suspenderas de metaboliska processerna som ligger bakom den valfria termogenesen. Dessa inkluderar kutan vasodilation och ökad svettning, frekvens och andningssvårigheter (polypnea), alla processer som syftar till att öka värdespridningen genom indunstning. Under dessa omständigheter minskar aptit och hjärtfrekvens, som svar på en lägre efterfrågan på syre av de termogenetiska organen.
Bland de långsiktiga anpassningsförfarandena kan vi också uppskatta en minskning av hypofysekretionen hos ett sköldkörtelstimulerande hormon, med en följdvis avtagande av ämnesomsättningen och därmed värmeproduktionen.
Som nämnts i det föregående kapitlet styrs processen av vasokonstriktion till stor del av det sympatiska nervsystemet. De släta musklerna vid nivån av prekillulära sfinkter och arterioler erhåller afferenser från postganglioniska sympatiska (adrenerge) neuroner. Om den djupa temperaturen sjunker (exponering för kyla) aktiverar hypotalamusen selektivt dessa neuroner, vilka genom frisättning av norepinefrin bestämmer kontraktionen av den arteriolära glatta muskeln, vilket reducerar det kutana blodflödet. Detta termoregulatoriska svar håller blodet varmare på de inre organen, vilket minimerar blodflödet på hudytan som blir kallt av vädret. Medan vasokonstriktion är en aktiv process är vasodilation en övervägande passiv process, vilken beror på suspensionen av vasokonstrictoraktiviteten genom inhibering av sympatisk aktivitet. Om denna process är typisk för kroppsliga extremiteter, favoriseras vasodilation i andra delar av kroppen av specialiserade neuroner som utsöndrar acetylkolin. Särskilda fall är också representerade av lokal expansion av vissa kärlkvarter efter utsläpp av kvävemonoxid (NO) eller andra vasodilaterande parakrina substanser.
I samband med termoregulering varierar det kutana blodflödet från värden nära noll när det är nödvändigt att spara värme upp till nästan 1/3 av hjärtområdet när värmen måste släppas ut i miljön.
