Termoregolazione

LA TERMOREGOLAZIONE
Calore: energia
Temperatura:
• livello di calore
• α energia cinetica delle molecole
Cal o kcal
cal
Calore specifico
Se = 0 → T = 0 assoluto pari a –
273 °C
°F
Calorimetri
Termometri
Alimenti
OSSIDAZIONE
DEIDROGENAZIONE
15-20%
Energia cinetica
CO2 + H2O +
Energia termica
75-80%
Lavoro
Metabolismo
basale
Omeotermi
(a sangue caldo)
Pecilotermi
(a sangue freddo)
Uomo, mammiferi, uccelli
Pesci, rettili, anfibi
Esseri viventi che mantengono
costante la loro temperatura corporea
in rapporto alle oscillazioni della
temperatura ambientale
Esseri viventi che adeguano la loro
temperatura corporea a quella
dell’ambiente
La temperatura dell’uomo oscilla tra 36 °C e 37.3 °C in
funzione della sede in cui si effettua la misurazione
Distinzione tra:
• Il nucleo centrale o core (organi interni 8% peso corporeo)
responsabile del 72% del calore prodotto
• L’involucro, costituito da tutta la superficie cutanea degli arti
Esiste pertanto un cosidetto gradiente termico
VARIAZIONI DELLA TEMPERATURA INTERNA
VARIAZIONI INDIVIDUALI
VARIAZIONI FISIOLOGICHE DELLA TEMPERATURA INTERNA
RITMO CIRCADIANO
ESERCIZIO
FISICO?
CICLO MESTRUALE
VARIAZIONI FISIOLOGICHE DELLA TEMPERATURA INTERNA
MENOPAUSA
ETA’
MECCANISMI FISICI E FISIOLOGICI CHE
CONTROLLANO L’ ACCUMULO E LA DISPERSIONE
DEL CALORE
Schema che mostra i principali fattori che influenzano il bilancio termico
dell’organismo vivente
MECCANISMI FISIOLOGICI DI
PRODUZIONE
PERDITA
Fegato &
Muscoli Scheletrici
Evaporazione:
•Perspiratio Insensibilis (pelle e
mucose, non regolabile)
•Sudorazione (regolabile; ghiandole;
umidità aria; 4L/h)
Brivido &
Grasso Bruno
MECCANISMI FISICI DI
PRODUZIONE / PERDITA
CONDUZIONE (contatto; diff T; conduttività acqua/aria)
CONVEZIONE (movimento di materia; correnti convettive)
IRRAGGIAMENTO (diff T tra pelle e ambiente)
LA TEMPERATURA INTERNA È
REGOLATA DA UN SISTEMA A
FEED-BACK NEGATIVO
Termocettori periferici
Termocettori centrali
Ipotalamo sensibile a Δ=0.01 °C
Parte posteriore: freddo
e termogenesi
Parte anteriore: caldo e
termodispersione
CONTROLLO TEMPERATURA INTERNA:
produzione di calore
Tono muscolare aumentato (o ridotto)
10-20 contrazioni/sec
Energia liberata=termogenesi
Calore aumenta 2-5 volte
LE RISPOSTE AL CALDO
SONO MENO EFFICIENTI DI
QUELLE AL FREDDO!!!
CONTROLLO TEMPERATURA INTERNA:
produzione di calore
PRODUZIONE
Fegato &
Muscoli Scheletrici
Brivido &
Grasso Bruno
È un tipo di tessuto adiposo che
converte energia chimica in calore
Termogenesi senza brivido:
mediata da adrenalina e ormoni tiroidei che
aumentano la termogenesi stimolando il
metabolismo dei lipidi
TERMOREGOLAZIONE
Risposte fisiologiche alla riduzione della temperatura interna e cutanea:
 Vasocostrizione cutanea (con conseguente variazione di pressione)
0.4-2.5 L/min sangue nei vasi
 Attività muscolare involontaria (brivido)
 Aumento dell’attività muscolare volontaria
 Orripilazione
 Adattamento dei comportamenti (fame e ricerca di cibi calorici, ricerca di
indumenti che proteggono, etc…)
Risposte fisiologiche all’aumento della temperatura interna e
cutanea:
 Vasodilatazione cutanea (con conseguente variazione di pressione)
 Sudorazione
 Diminuzione dell’attività muscolare volontaria
 Adattamento dei comportamenti (ricerca di cibi e bevande freschi,
ricerca di indumenti sobri e ambienti freschi, etc…)
SUDORAZIONE
36.8 – 37.2 °C
(Δ = 0.4 °C; AMBIENTE:20-30 °C)
zona ipotalamica termoneutra
BRIVIDO
LA FEBBRE
Aumento della T corporea al di sopra dei
valori normali
La nuova T viene regolata come di solito,
ma a un valore di riferimento più alto
L’aspirina è un antipiretico perché inibisce
la sintesi di prostaglandine
La causa dello sfebbramento non è nota.
Sembra connessa la riduzione di
prostaglandine
La febbre potrebbe rinforzare l’attività dei
globuli bianchi e interferire con la
moltiplicazione batterica
ANDAMENTO DELLA TEMPEATURA CORPOREA
durante lo stato FEBBRILE e di remissione
IPERTERMIA
Si intende l’aumento della temperatura interna NON
rappresentata da un nuovo set point per il controllo
della temperatura ipotalamica, ma sganciato dai
controlli omeostatici
Cause delle ipertermie:
Ipertermia da esercizio
Esaurimento da calore: iperattività termodispersione /
sudorazione, riduzione PA, meno sangue al SNC, svenimento;
risposta al caldo o esercizio fisico.
Colpo di calore: insufficienza dei sistemi termoregolatori
ipotalamici. Progressione dell’esaur. da calore. Attenzione
anziani! Manca termodispersione compensativa quindi T sale,
danno all’ipotalamo da calore, accelerazione reazioni,
morte/disabilità.
Ipertermia maligna: malattia genetica con difetto nei muscoli
scheletrici con aumento della T corporea
IPOTERMIA
Si intende la caduta della temperatura interna NON
rappresentata da un nuovo set point per il controllo della
temperatura ipotalamica, ma sganciata dai controlli omeostatici
Raffreddamento ipotalamo
Produzione e conservazione di calore
Temperatura interna a 35 °C
Ulteriore riduzione della T interna
Risposte termoregolatorie inibite
Temperatura interna a 26-28 °C
MORTE
Freddo – lesioni periferiche da vasocostrizione – effetto di
congelamento da vento
FATTORI CHE INFLUENZANO LA TERMOGENESI
PRODUZIONE DI CALORE A RIPOSO (METABOLISMO BASALE)
Tutta l’energia liberata dalla combustione degli alimenti si trasforma in
definitiva in calore percio’ la velocita’ delle trasformazioni energetiche incide
molto sulla termoregolazione. L’organo “calorico” principale è il fegato. La
componente muscolare, che è la più abbondante, partecipa alla produzione
calorica a riposo (metabolismo basale). La differenza di genere, secondo cui il
maschio produce più calore della femmina.
TERMOGENESI DA DIETA
Il consumo d’energia a riposo aumenta del 10-15% in seguito ad un pasto a
causa della sintesi di glicogeno e grasso stimolata dall’insulina. Maggiore per
assunzione di proteine e minore per carboidrati e/o grassi.
ORMONI
1. Sistema nervoso simpatico → CATECOLAMMINE → accelerazione reazioni
enzimatiche e consumo energetico.
2. ORMONI TIROIDEI:
ipotiroidismo → consumo energetico ridotto → minor produzione calore
ipertiroidismo → consumo energetico aumentato → maggior calore prodotto
ESERCIZIO FISICO