Физиологични механизми на терморегулация

Физиологичните механизми на терморегулация са свързани с промени в кръвообращението и потоотделянето. Те се основават на промяна в топлообмена и в топлопродукцията. Благодарение на вазоморният механизъм се пренася топлина от сърцевината на тялото към околната среда, а потоотделянето осигурява условия за изпарение.

Промени в кръвообращението

Кожата е най-големия орган в човешкото тяло. Тя е богато кръвоснабдена. На този факт се основава централната и роля във физиологичните механизми на терморегулацията. Кожните кръвоносни съдове са многобройни. Те се характеризират с много добре развита венозна и капилярна мрежа и с многобройни анастомози. Стената на кръвоносните съдове е изградена от три слоя, единият от които съдържа гладки мускулни клетки. Това обуславя възможността им да се свиват и разширяват, тоест наблюдават се процеси на вазодилатация и вазоконстрикция.

Вазодилатацията и вазоконстрикцията са основния механизъм на терморегулация. Големината на лумена на съда зависи от температурата. Повишаването на телесната температура предизвиква вазодилатация на артериолите в кожата. Това води до увеличаване на кръвния поток и улесняване на преноса на топлина от сърцевината на тялото към повърхността. Преносът и след това се осъществява чрез пасивните механизми – конвекция, провеждане или излъчване. След като излишната топлина се отдели настъпва вазоконстрикция, която спомага за запазване на телесната температура. Тези механизми се регулират от централната нервна система. Вазодилатация се наблюдава при температура около 22 градуса и повече на околната среда. Тя зависи и от температурата в сърцевината на тялото. Промените в кожното кръвообращение повишават възможностите за топлообмен. Вазоконстрикция се наблюдава в студено време. Нейната цел е да се намали притокът на кръв към кожата и по този начин да се понижи количеството отделена топлина.

Изпотяването е друг терморегулаторен механизъм. Потта представлява секретът на екринните потни жлези. Те са около 4 милиона. Техният секрет се отделя направо върху повърхността на кожата. Отделената пот е бедна на електролити и подлежи на лесно изпарение. Чрез неусетно изпаряване на течности през кожата се губят около 100 милилитра вода на ден. При повишена телесна температура, потоотделянето се повишава. За 1 час могат да се отделят 1,7 литра пот, която в последствие да се изпари и по този начин да настъпи охлаждане на тялото. Ефективността на процеса зависи от това до колко е достъпно изпарението. Ако влажността на въздуха е твърде висока изпарението не е ефективно. Потоотделянето зависи и от емоционалното състояние на организма. Понякога се наблюдава изпотяване, предизвикано от различни емоции като стрес и притеснение, което не е свързано с терморегулацията.

Изпотяването и вазоморният механизъм са свързани главно с охлаждането на организма. Съществуват и механизми на топлопродукция, които се задействат когато температурата на околната среда е ниска. Топлопродукцията е нормална за всички метаболитни процеси. Свързаната с терморегулация топлопродукция се разделя на химична и нехимична термогенеза. Химичната термогенеза се осъществява в кафявата мастна тъкан, в клетките и – в адипоцитите. Тя е разположена около големите кръвоносни съдове, между лопатките и около вътрешните органи. Термогенезата в нея се обуславя от съдържанието на белтъка термогенин. Този белтък е известен като разкачващ белтък, защото променя последователността на окислителните процеси, протичащи в митохондриите на адипоцитите. Той изгражда йонно каналче, през което преминават Н⁺, които заобикалят АТФ-синтетазата и получената енергия се превръща в топлина. Кафявата мастна тъкан е инервирана от симпатиковата нервна система. Тя притежа голямо количество бета-2 адренергични рецептори. При увеличаване на адреналина в плазмата, процесите на термогенеза в нея се засилват.

Нехимичната термогенеза се осъществява благодарение на специфичен механизъм на мускулно съкращение, наречен треперене. То представлява некоординирано и неволево съкращение и отпускане на скелетните мускули. Това е важен механизъм на топлопродукция при ниска температура на околната среда. Регулира се от хипоталамуса.

Съществуват и поведенчески механизми на терморегулация, които се изразяват в промяна в облеклото, ограничаване на физическата активност и други.  

Регулация на поддържането на телесната температура

Както всички процеси в организма поддържането на телесната температура подлежи на регулация с отрицателна обратна връзка. Промените в температурата в кожата се възприемат от терморецептори и неврони в централната нервна система. Централна роля има хипоталамусът.

Терморецепторите служат за възприемане на топлинните въздействия. Те са два вида рецептори за топло и за студено. Рецепторите за студено са повече отколкото тези за топло. Те обикновено представляват немиелинизирани нервни влакна и се разделят на централни и периферни. Периферните са разположени по кожата и в дълбочината на тялото – в хранопровода, стомаха, дълбоките интраабдоминални вени. Обхватът им е от 10^о С до 43^о С. Централните терморецептори са разположени в преоптичната област на предния хипоталамус. Информацията от централните се съгласува с информацията от периферните терморецептори. При информация получена от централните рецептори се задействат физиологичните механизми на терморегулацията, а от периферните – поведенческите начини за промяна на телесната температура.