Corpul uman: producția de căldură și reglarea temperaturii. Cum generează corpul căldură? Și cum reușește să mențină temperatura atât de constantă?
Adaugă-ne ca sursă preferată în Google
Urmărește Libertatea in Google Discover
Valul de ger anunțat în continuare de meteorologi nu trebuie să ne îngrijoreze. Ca să putem să îi facem față trebuie să înțelegem, printre altele, cum funcționează temperatura corpului uman.
Cuprins:
Temperatura normală a corpului
Temperatura din straturile de țesut profunde ale corpului - temperatura centrală - este menținută foarte constantă în intervalul de +/- 0,6°C zi de zi, cu excepția cazului în care avem febră. Chiar dacă suntem expuși la frig extrem sau la căldură extremă, temperatura centrală va fi menținută aproape constantă între 36°C și 37,5°C. Modul în care corpul reglează temperatura este complex. Spre deosebire de temperatura centrală, temperatura pielii crește și scade odată cu temperatura mediului înconjurător.
Temperatura corpului crește în timpul efortului fizic și este afectată într-o anumită măsură de temperatura mediului înconjurător. Controlul temperaturii corpului nu este perfect. Când corpul produce căldură în exces în timpul unui efort fizic intens, temperatura poate crește temporar până la 40°C. În schimb, atunci când corpul este expus la frig extrem, temperatura poate scădea la valori sub 36°C.
Când producerea de căldură în organism depășește capacitatea corpului de a scăpa de excesul de căldură, căldura se acumulează în corp și temperatura corpului crește. În schimb, atunci când pierderea de căldură este mai mare, atât căldura corpului, cât și temperatura corpului scad.
Producția de căldură
Metabolismul este un termen general pentru diferitele procese chimice dintr-un organism viu în care substanțele furnizate sau autoproduse sunt descompuse în compuși mai simpli (catabolism) și se formează molecule noi, complexe (anabolism). Defalcarea eliberează energia de care celulele au nevoie pentru a-și îndeplini funcțiile. Producția de căldură este în esență un produs secundar al metabolismului organismului. Intensitatea metabolismului organismului, cât de repede transformă organismul nutrienții, depinde de o serie de factori, dar cei mai importanți sunt:
- Metabolismul de bază în toate celulele organismului. Fiecare celulă din organism acționează ca o mică uzină chimică ce produce energie pentru a alimenta toate funcțiile celulelor. Căldura este o parte semnificativă a energiei care rezultă. Reacțiile chimice în celulă pot varia de la scăzut la mare, astfel producția de căldură în celula individuală va varia, de asemenea, de la scăzut la mare. Funcționează ca un termostat continuu care poate fi setat de la scăzut la ridicat. Un metabolism ridicat produce multă energie și căldură. Un metabolism scăzut creează puțină energie și căldură.
- Activitatea musculară. Efortul ridicat crește producția de căldură.
- Efectul hormonilor asupra celulelor. Secreția crescută a hormonului tiroxină din glanda tiroidă crește metabolismul. Același lucru fac, într-o măsură mai mică, hormonul de creștere și testosteronul.
- Metabolismul suplimentar are loc și prin creșterea secreției hormonilor de stres adrenalină și norepinefrină, precum și prin creșterea activității sistemului nervos simpatic.
- Activitate chimică crescută în celule.
- De asemenea, metabolismul crește în timpul și după mese ca urmare a eforturilor organismului de a absorbi și stoca nutrienții din alimentele pe care le consumăm.
Pierderi de căldură
Cea mai mare parte a căldurii pe care o produce corpul este creată în organele interne, cum ar fi ficatul, creierul și inima, precum și în mușchii scheletici în timpul efortului. Această căldură este transferată de la organele și țesuturile profunde către piele, unde căldura este pierdută în aer și în alte împrejurimi. Prin urmare, pierderea de căldură este determinată aproape exclusiv de doi factori:
- Cât de repede poate fi transferată căldura de unde este produsă în interiorul corpului către piele.
- Cât de repede poate fi transferată căldura de pe piele în împrejurimi.
Sistemul de izolare al corpului
Pielea, țesutul subcutanat și mai ales grăsimea din țesutul subcutanat acționează ca sistem de izolare al organismului. Grăsimea este deosebit de importantă deoarece conduce căldura la doar o treime din cât o pot face alte țesuturi. Această izolație sub piele este esențială pentru menținerea unei temperaturi interne normale.
Fluxul de sânge către piele
Vasele mici de sânge, capilarele, formează o rețea densă sub suprafața pielii. În special pe părțile cele mai expuse ale corpului - mâini, picioare, urechi - această rețea este deosebit de densă. Cantitatea de sânge care curge către piele poate varia de la aproape zero la 30% din tot sângele pompat din inimă. Cu transportul ridicat de sânge către piele, cantități semnificative de căldură pot fi conduse din interiorul corpului către piele și emise în împrejurimi. Dimpotrivă, prin restrângerea fluxului de sânge către piele, pierderea de căldură poate fi redusă.
Conducerea căldurii către piele prin sânge poate fi controlată prin gradul de contracție (vasoconstricție) al vaselor mici de sânge (arteriole și anastomoze arteriovenoase) care conduc sângele spre piele. Gradul de vasoconstricție este controlat aproape în întregime de sistemul nervos simpatic pe baza modificărilor temperaturii centrale a corpului și a modificărilor temperaturii ambiante.
Pierderea de căldură prin piele
Are loc prin radiație, conducție termică și evaporare.
La o persoană goală care stă într-o cameră cu temperatura normală a camerei, aproximativ 60% din pierderea de căldură are loc prin radiații. Pierderea de căldură prin radiație are loc sub formă de raze de căldură infraroșii, un tip de unde electromagnetice. În schimb, corpul poate primi căldură din mediu sub formă de raze infraroșii dacă corpul este mai rece.
Pierderea de căldură din corp are loc și sub formă de conducere a căldurii de la piele către obiectele cu care avem contact direct, de exemplu un scaun, dar în primul rând către aer. Această pierdere de căldură se ridică la circa 15% din total în condiții normale. Când corpul este expus vântului, stratul de aer cel mai apropiat de piele va fi înlocuit mai repede cu aer nou, ceea ce crește pierderea de căldură.
Când apa se evaporă de la suprafața corpului, se pierd 0,6 kcal de căldură pentru fiecare gram de apă care se evaporă. Chiar și atunci când nu transpirăm, între 600 ml și 700 ml de apă se evaporă din piele și din plămâni în fiecare zi. Aceasta duce la o pierdere continuă de căldură care nu poate fi reglată. Când transpirăm, pe de altă parte, mecanismele corpului de reglare a temperaturii sunt cele care determină cât de multă căldură se va pierde prin transpirație. Cu toate acestea, dacă temperatura ambientală este mai mare decât temperatura corpului, aceasta va determina creșterea temperaturii interne a corpului, crescând riscul de insolație.
Reglarea temperaturii corpului
Temperatura corpului este reglată aproape în întregime de sistemele de feedback mediate prin sistemul nervos. Acestea sunt controlate de centrii de reglare a temperaturii găsiți în hipotalamusul din creier. Pentru ca aceste mecanisme de feedback să funcționeze, trebuie să existe senzori de temperatură care să determine dacă temperatura corpului este prea ridicată sau prea scăzută. În hipotalamus există atât terminații nervoase sensibile la căldură, cât și sensibile la frig. Se crede că acești nervi funcționează ca senzori de temperatură ai corpului. Celulele nervoase sensibile la căldură trimit semnale dacă temperatura corpului devine prea ridicată, iar celulele nervoase sensibile la frig avertizează când temperatura devine prea scăzută.
Există și senzori de temperatură în alte părți ale corpului, în special în piele. Acestea înregistrează în primul rând scăderi de temperatură.
