TERMOREGOLAZIONE
BILANCIO ENERGETICO La T corporea dipende dal bilancio tra produzione, guadagno e perdita di calore. METABOLISMO
Gli animali si dividono in: Pecilotermi (invertebrati, pesci, anfibi, rettili): la T corporea assume il valore di quella ambientale Omeotermi (uccelli e mammiferi) mantengono costante la T corporea indipendentemente da variazioni della temperatura ambientale
L uomo mantiene la T corporea in un intervallo limitato: 35.5-37.5 C (media 37 C). Il valore dipende da: - regione corporea da cui si effettua la misurazione - differenze individuali - ora di misurazione (4.00-5.00: minima, 18.00-19.00: massima) - fase del ciclo mestruale nella donna (aumento dopo ovulazione). La T corporea deve essere mantenuta costante perché: T elevate: alterano configurazione e struttura generale delle proteine (denaturazione) portando a danno cellulare per T > 45-50 C. T basse: provocano danni cellulari perché i cristalli di ghiaccio, che si formano durante il congelamento, bucano le membrane, e l aumento della concentrazione dei soluti, che procede con il congelamento, denatura le proteine.
La temperatura delle diverse regioni corporee dimostra che il corpo è suddivisibile: Nucleo centrale: tessuti profondi T 37 C. Guscio periferico: tessuti di rivestimento e arti T < 37 C. La differenza di T nucleo-guscio provoca, attraverso la circolazione del sangue, trasmissione di calore da un compartimento all altro. La vasocostrizione cutanea impedisce il trasferimento del calore dall interno verso la superficie del corpo, mentre la vasodilatazione lo facilita.
BILANCIO TERMICO: equilibrio dinamico tra entrate ed uscite di calore. Produzione: calore da metabolismo e contrazione muscolare + Entrata: calore assunto dall ambiente esterno = Perdita: calore ceduto all ambiente esterno Irraggiamento: assorbimento energia radiante (luce del sole, fuoco di un camino) Evaporazione: perdita attraverso l evaporazione di acqua da cute e vie respiratorie. Irraggiamento: emissione energia radiante dal corpo Conduzione: trasmissione per contatto con oggetti più caldi Conduzione: trasmissione per contatto con oggetti più freddi Convezione: allontanamento con l aria che circonda il corpo.
Un soggetto svestito mantiene una T corporea normale con la sola energia generata dal metabolismo basale se la T esterna è 27-30 C (zona di neutralità termica). Se la T esterna è maggiore il corpo guadagna calore Se la T esterna è minore il corpo perde calore In entrambi i casi l organismo utilizza meccanismi omeostatici per mantenere la T costante (termoregolazione). La termoregolazione, in un soggetto svestito, si attua per T ambientali comprese tra i 10 e i 55 C.
La temperatura corporea è mantenuta da: Termoregolazione fisiologica: controlla produzione e perdita di calore in un certo ambito di variazioni della T ambiente. Comportamento termoregolatorio: permette la sopravvivenza in condizioni avverse, ma non garantisce un controllo fine del bilancio termico del corpo. Il comportamento termoregolatorio dipende dallo sforzo cosciente finalizzato a ridurre il malessere provocato da una temperatura ambiente disagevole. L uomo si protegge, riscalda o raffredda l ambiente, usa o meno vestiti. Essenziali per la termoregolazione fisiologica e il comportamento termoregolatorio sono le informazioni relative alla T del corpo.
Meccanismi termoregolatori I centri della termoregolazione (ipotalamo) integrano informazioni I centri della termoregolazione (ipotalamo) integrano informazioni sulla: T cutanea, rilevata dai termocettori periferici T del nucleo centrale, rilevata da termocettori centrali localizzati nell ipotalamo che sono stimolati dalla T del sangue Il termostato ipotalamico confronta i segnali in entrata con un valore di temperatura di riferimento. Le variazioni rispetto al valore di riferimento innescano risposte compensatorie finalizzate a riportare la T corporea ai valori normali attraverso la regolazione della termodispersione e della termogenesi.
Aumenti della T corporea, provocati da aumenti del metabolismo o dell attività muscolare, o conseguenti ad aumenti della T ambiente, vengono compensati con un aumento della termodispersione, ottenuta mediante: Vasodilatazione cutanea: permette il trasferimento attraverso il sangue, del calore dall interno verso la superficie corporea. Sudorazione: permette il deposito sulla superficie corporea di liquido, che evaporando disperde il calore. Vasodilatazione
Diminuzioni della T corporea, causate da riduzioni del metabolismo o diminuzioni della T ambiente sono compensate con: Aumento della termogenesi: Brivido: contrazioni muscolari ritmiche, involontarie, finalizzate ad aumentare la produzione di calore Aumento del metabolismo: provocato da un aumento dell attività tiroidea Diminuzione della termodispersione: Vasocostrizione cutanea: riduce il trasferimento, attraverso il sangue, del calore verso la superficie corporea Piloerezione (pelle d oca): il cui significato ancestrale è quello di aumentare lo strato d aria contenuto nella pelliccia. Vasocostrizione
Termodispersione controllata dal centro del caldo (ipotalamo anteriore) Lesioni di questa regione impediscono sudorazione e vasodilatazione e provocano ipertermia in ambiente caldo. Termoconservazione dipende dal centro del freddo (ipotalamo posteriore) che regola produzione e conservazione del calore. Lesioni di questa regione provocano ipotermia in ambiente freddo.
Febbre Aumento della T corporea conseguente ad un aumento della T di riferimento del termostato centrale ipotalamico. E provocata da sostanze (pirogene) di natura esogena (contenute nei microorganismi) od endogena (citochine): rilasciate dal sistema immunitario in risposta a virus o batteri prodotte in seguito a necrosi tissutale prodotte nel corso di malattie autoimmuni o neoplastiche prodotte in seguito a lesioni tissutali dopo interventi chirurgici. Le citochine causano rialzo della T di riferimento attraverso la produzione di prostaglandine
L innalzamento della T di riferimento fa sì che la T corporea normale venga interpretata come inferiore con conseguente attivazione dei meccanismi di termogenesi. Fase di salita della febbre, il soggetto sente freddo, la T corporea aumenta grazie alla vasocostrizione e alla produzione di calore con il brivido. Quando la T di riferimento è riportata al valore normale (farmaci antipiretici) la T corporea risulta maggiore con conseguente attivazione dei meccanismi di termodispersione. Fase di remissione, l organismo disperde calore attraverso la vasodilatazione e la sudorazione profusa. La termoregolazione è quindi mantenuta anche nella febbre, che è dovuta solo ad un innalzamento della T di riferimento.
Il lavoro muscolare intenso e prolungato in climi caldi incrementa la sudorazione fino ad una perdita di liquido di circa 2 l/h. In assenza di adeguato apporto idrico, il soggetto va incontro a disidratazione, con riduzione della capacità lavorativa e possibile insorgenza del colpo di calore. Colpo di calore Disidratazione volemia viscosità del sangue lavoro cardiaco Disidratazione secrezione di ADH diuresi e sudorazione. La riduzione di sudorazione, impedendo la termodispersione, porta ad ipertermia e al colpo di calore.