Termoregulacija

1. interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 1
TERMOREGULACIJA
KATEDRA ZA FIZIOLOGIJU I IMUNOLOGIJU
MEDICINSKI FAKULTET ZAGREB
prof. dr Milan Taradi
Uvod
Proizvodnja topline
Izmjena topline s okolišem
Kontrola tjelesne temperature
Poremećaji tjelesne temperature

2. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 8
Toplina i temperatura
Toplina - kinetička
energija nevidljivog
molekularnog gibanja (J,
Cal)
Temperatura -
stupanj toplinske
zagrijanosti tijela ( 0C, K,
0F)
T1 -T2
l

3. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 10
Homeotermni organizmi
održavaju stalnu temperaturu
 Politermni organizmi
– evolucijom nisu razvili mehanizme za održanje tjelesne temperature
– imaju nizak intenzitet metabolizma tj. malu proizvodnju topline
– uglavnom griju tijelo apsorpcijom topline iz okoliša
– tjelesna temperatura bliska temperaturi okoliša (15-35 0C)
 Homeotermni organizmi
– evolucijom razvili mehanizme koji održavaju stalnu temperaturu
unutrašnje jezgre između 36,5-37,1 0C (26-42 0C) u širokom rasponu
okolišnih temperatura
– imaju visok intenzitet metabolizma tj. veliku proizvodnju topline
– uglavnom griju tijelo vlastitim metabolizmom
– temperatura jezgre bitno je različita od temperature okoliša

4. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 11
Homeotermni organizmi
održavaju stalnu temperaturu
 Ljudska ruka (homeotermni organizam) i zmija (politermni
organizam) snimljeni termokamerom.

5. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 12
Politermne i homeotermne životinje
 Intenzitet metabolizma ovisi o temperaturi okoliša
Tjelesna
temperatura
Temperatura okoliša
Temperatura okoliša
Tjelesna
temperatura
Imtenzitet
metabolizma
(x
normalno)
Imtenzitet
metabolizma
(x
normalno)
Poikilotermna životinja Homeotremna životinja

6. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 13
 Temperatura (°C) Simptomi
 28 paraliza mišića, inhibicija CNS-a, koma, smrt
 30 hipotalamus gubi regulacijski sposobnost
 33 gubitak svijesti
 37 normalno
 42 toplinska iscrpljenost, grčevi
 44 smrt - ireverzibilna denaturacija proteina
Raspon tjelesnih temperatura

7. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 14
Varijacije tjelesne temperature
 Dnevne i mjesečne varijacije tjelesne temperature
ponoć 4-6 ujutro 4-6 popodne ponoć
dan 0 ovulacija dan 28
Mjesečne varijacije tjelesne temperature
Dnevne varijacije tjelesne temperature

8. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 15
Ravnoteža između stvaranja i izdavanja
topline
36,9 37,1
STVARANJE TOPLINE
Kemijska termogeneza Fizikalna termomoregulacija
Izdavanje iz jezgre u kožu
- prokrvljenost kože
- potkožna mast
Izdavanje iz kože u okoliš
- radijacija
- kondukcija
- eveporacija
Bazalni metabolizam
(10 000 kJ / dan)
Mišićni rad
HORMONI:
Tiroksin
Adrenalin
Simpatikus
37 C

9. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 17
Temperaturni slojevi pri različitim
okolišnim temperaturama

10. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 18
Stalnost temperature
tople jezgre
18
23
28
33
38
11 22 33 44 55 66
42
Temperatura okolnog zraka(0C)
Temperatura
tople jezgre (0 C)
neodjevenog čovjeka

11. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 19
Stvaranje i izdavanje topline

12. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 20
Izmjena topline s okolišem
 Unutrašnje vođenje topline
– kondukcija - difuzija topline kroz intersticij od stanica
do krvi
– konvekcija - prijenos topline krvlju
 Vanjska izmjena topline između kože i okoliša
– radijacija - infracrveno zračenje
– kondukcija - vođenje na predmete
– konvekcija - odvođenje topline strujanjem zraka
– evaporacija - hlapljenje

13. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 21
Vođenje topline kroz intersticij u krv
Konvekcija topline putem krvi pridonosi konstantnosti
temperature u toploj jezgri:
1) različito zagrijana krv iz različitih tkiva miješa se u
centralnim venama
2) veličina protoka krvi kroz kožu određuje veličinu izdavanja
topline u okoliš

14. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 22
Protok krvi kroz vanjski izolacijski
omotač

15. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 24
Neto-prijenos
(izdavanje/primanje ) topline
 postoji samo ako postoji temperaturni gradijent

16. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 25
Izdavanje topline u okoliš
RADIJACIJA (60%)
INFRACRVENE ZRAKE
(5 - 20 m)
KONVEKCIJA
(strujanje zraka)
KONDUKCIJA
U ZRAK
(15%)
KONDUKCIJA NA PREDMETE (3%)
EVAPORACIJA (22%)
- neosjetno ( 0,6 L/dan)
- znojenje ( 50 mL/h - 4 L/h)

17. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 26
Izdavanje topline kroz kožu
 Dovođenje topline
– kondukcija kroz kožu
– prokrvljenost
 Izdavanje topline
– radijacija
– evaporacija
– konvekcija
– kondukcija u zrak

18. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 27
RADIJACIJA - infracrveno
elektromagnetsko zračenje
(= 5-20m)
 prijenos topline između predmeta koji nisu u izravnom dodiru
 svi predmeti čija je temperatura viša od apsolutne 0 zrače i
apsorbiraju infracrvene zrake
 topliji predmeti izdaju više topline no što apsorbiraju, pa se
hlade
 hladniji predmeti apsorbiraju više topline no što zračenjem
izdaju, pa se zagrijavaju

19. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 28
KONDUKCIJA - vođenje topline
na predmete i u okolni zrak
 svojstva predmeta
 temperaturni gradijent
TOPLINA
TOPLINSKA VODLJIVOST
Velika
Mala
TOPLINSKI IZOLATOR
VODIČ
TOPLINA
VODA
ZRAK

20. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 29
EVAPORACIJA - hlapljenje tekućine s
površine predmeta
1. neosjetno hlapljenje s površina sluznica
(0,6 L/dan)
2. hlapljenje znoja
 Za isparavanje 1 L vode treba oko 2400
kJ
 Veličina hlapljenja ovisi o postotku
vlage u okolišu i o strujanju zraka
Suhi zrak Vlažan zrak

21. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 30
 pH znoja 4,0-6,5
 osmolarnost 100-200
mOsm/L
 neaklimatizirana osoba:
0,7 L/sat; max. 5-6 L/ dan
 aklimatizirana osoba: 2-4
L/sat; max. 10-12 L/dan
Simpatička kolinergička inervacija
Žlijezde znojnice

22. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 32
Gubitak NaCl znojem
 NEAKLIMATIZIRANA OSOBA : 0,7 L/sat; max. 5-6
L/dan
Na+ 60 mmol/L = 1,3 g/L x 6 = 7,8 g/dan
Cl- 60 mmol/L = 2,1 g/L x 6 = 12,8 g/dan
NaCl = 20,6 g/dan
 AKLIMATIZIRANA OSOBA: 2-4 L/sat; max. 10-12 L/dan
Na+ 5 mmol/L = 0,1 g/L x 12 = 1,4 g/dan
Cl- 5 mmol/L = 0,2 g/L x 12 = 2,1 g/dan
NaCl = 3,5 g/dan

23. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 34
Efektor
 Termoreceptori
– Površinski
• koža
– Duboki
• unutrašnji organi
– Centralni
• hipotalamus
 Hipotalamički integracijski centar
 Termoregulacijski odgovori
– termoneutralnost - vazomotorička regulacija
– hladni stres - metabolička regulacija
– toplinski stres - regulacija evaporacije
Receptor
senzorični
put
motorični ili
autonomni
put
Kontrola tjelesne
temperature

24. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 40
Negativna povratna sprega u
kontroli tjelesne temperature
Centralni
termo-
receptori
Kožni
termo-
receptori
Temperatura
kože
EFEKTORI
Temperatura
tople jezgre

25. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 41
Hipotalamički “termostat”
N. INFUNDIBULARIS
N. PARAVENTRICULARIS
N. SUPRAOPTICUS
STRAŽNJI
HIPOTALAMUS
-integracijski centar
-”termostat”
-simpatikus
N. DORSOMEDIALIS
- centar za drhtanje
N. VENTROMEDIALIS
N.ANTERIOR
N. PREOPTICUS
-termoreceptori
-TRH
-znojnice

26. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 42
Mehanizmi kontrole tjelesne
temperature
Skeletni
mišići
Nadbubr.
žlijezda
Štitasa
žlijezda
SOMATSKI
ŽIVČANI SUSTAV
ENDOKRINI
SUSTAV
Žlijezde
znojnice
Evaporacija
Krvne
žile
Protok
kroz
kožu
Smeđa
mast
Kemijska termogeneza
AUTONOMNI
ŽIVČANI SUSTAV
(simpatikus)
HIPOTALAMUS
Termogeneza
drhtanjem

27. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 44
Održavanje toplinske
ravnoteže
TOČKA PODEŠENOSTI “TERMOSTATA”
Temperatura tople jezgre
Proizvodnja topline
drhtanjem
Gubitak topline
znojenjem
Bazalni
metabolizam
Neosjetno
hlapljenje
kJ
34°C
31°C
22°C 24°C
temp.
okoliša
temp.
kože

28. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 45
Regulacija izdavanja topline
 Učinak promjene
temperature
tople jezgre na
veličinu
izdavanja
topline
hlapljenjem
 UOČITE:
temperatura
kože određuje
točku
podešenosti pri
kojoj će započeti
znojenje!
Izdavanje topline
hlapljenjem (kJ/h)
temperatura
kože
neprimjetno
hlapljenje
TOČKA
PODEŠENOSTI
400
200
600
800
Temperatura tople
jezgre

29. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 46
Pregrijavanje

30. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 47
Regulacija stvaranja topline
drhtanjem
Proizvodnj
a topline
(kJ/h)
temperatura
kože
400
Bazalni
metabolizam
800
1200
TOČKA PODEŠENOSTI
Temperatura tople jezgre
 Učinak promjene
temperature
tople jezgre na
veličinu
metabolične
proizvodnje
topline
(drhtanje)
 UOČITI:
temperatura
kože određuje
točku
podešenosti pri
kojoj će započeti
drhtanje!

31. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 48
Pothlađivanje

32. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 49
Poremećaji tjelesne temperature
 Hipertermija (hipotermija)
– točka podešenosti hipotalamičnog termolegulacijskog centra je
normalna, no periferni mehanizmi ne mogu ostvariti temperaturu koja
odgovara točki podešenosti
– vanjsko zagrijavanje ili pothlađivanje tijela
– povećana proizvodnja topline (intenzivni mišićni rad)
– smanjeno izdavanje topline (dehidracija)
 Maligna hipertermija - poremećaj gena odgovornog za sintezu
ryanodinskih (IP3) receptora Ca++ kanala endoplazmatskog retikuluma
mišićnih stanica
 Vrućica
– promjena tjelesne temperature nastala zbog promjene podešenosti
hipotalamičnog termolegulacijskog centra
– endogeni pirogeni
– bolesti središnjeg živčanog sustava (moždani tumor)
– kemijske tvari

33. FIZIOLOGIJA
INTERAKTIVNA
interaktivna fiziologija termoregulacija Taradi 50
Mehanizam nastanka vrućice
Endogeni pirogeni
(IL-1, IL-6, TNF)
Povišenje točke
podešenosti
“Hipotalamički
termostat”
(PGE2)
ASPIRIN
Egzogeni pirogeni
(bakterije, virusi..)
UZROCI VRUĆICE