termoregolazione

Con il termoregolazione il corpo umano mantiene una temperatura corporea indipendente dall'ambiente di 37 gradi Celsius. Il metabolismo, i muscoli e il trasporto di ossigeno dipendono da questa temperatura. Disturbi termoregolatori si verificano, ad esempio, in caso di colpo di calore.

Cos'è la termoregolazione?

Grazie alla termoregolazione, la temperatura del corpo umano è relativamente indipendente dalle temperature esterne. Ciò significa che gli esseri umani sono uno degli stessi esseri viventi caldi. Questo deve essere distinto dalle creature a sangue freddo la cui temperatura corporea cambia in modo significativo con la temperatura esterna.

Nell'uomo, la termoregolazione corrisponde al mantenimento di una temperatura corporea interna costante di circa 37 gradi Celsius. Il metabolismo così come il trasporto di ossigeno e l'attività muscolare dipendono da una temperatura costante che corrisponde alla loro temperatura operativa ottimale.

Ha luogo uno scambio permanente tra il corpo umano e il suo ambiente per mantenere la temperatura. Convezione, conduzione, irraggiamento ed evaporazione costituiscono questo scambio. Attraverso questi meccanismi, l'organismo può abbassare o aumentare la propria temperatura in modo autonomo.

Il centro della termoregolazione è l'ipotalamo, da cui partono tutti i processi citati. La temperatura ambiente e quella interna sono determinate in modo permanente dalle cosiddette cellule termiche della pelle e della mucosa e trasmesse all'ipotalamo.

Funzione e compito

La termoregolazione è il prerequisito per vari processi nell'organismo umano. Ad esempio, l'aumento della temperatura aumenta le proprietà elastiche di tutti i muscoli e i tendini. Le reazioni metaboliche nell'organismo umano sono altrettanto dipendenti dalla temperatura.

Un aumento della temperatura aumenta l'energia cinetica delle particelle coinvolte e rende più probabile una reazione. Poiché le proteine ​​nell'organismo umano vengono denaturate a temperature superiori a quaranta gradi, la temperatura metabolica ideale è di 37 gradi Celsius.

Sia le reazioni enzimatiche che le proprietà di fluidità delle membrane cellulari e il comportamento di diffusione o osmosi nell'organismo sono influenzati dalla cinetica delle particelle, che a loro volta sono determinate dalla temperatura.

Le temperature svolgono anche un ruolo nel trasporto dell'ossigeno attraverso il flusso sanguigno. L'emoglobina conferisce al sangue la capacità di legare le particelle di ossigeno. L'affinità di legame diminuisce con il calo delle temperature, in modo che il trasporto di ossigeno possa avvenire solo a temperature relativamente calde. Senza il trasporto di ossigeno, ci sarebbe la perdita di tessuto e infine la morte. La termoregolazione è quindi fondamentale per la vita umana.

Il calore corporeo è il risultato della conversione energetica dei muscoli e del metabolismo. Nei muscoli, l'energia chimica diventa energia cinetica, che crea calore. Il trasporto e la distribuzione di questo calore avviene per convezione, che il sangue ha al mezzo. Come con uno strato isolante, il tessuto adiposo sottocutaneo previene la perdita di calore.

Se tuttavia la temperatura corporea scende a causa di temperature esterne estremamente basse, questa perdita viene segnalata all'ipotalamo dalle cellule termiche. Il cervello quindi stimola la ghiandola pituitaria, che rilascia l'ormone di rilascio della tireotropina e quindi aumenta il tono simpatico. La frequenza cardiaca aumenta a causa dell'ormone, il metabolismo viene stimolato e i muscoli forniscono più energia. In questo modo la temperatura corporea può essere mantenuta nonostante il freddo.

Se, d'altra parte, il corpo diventa troppo caldo a causa di temperature ambientali costantemente elevate, l'ipotalamo abbassa il tono simpatico. Ciò si traduce in una vasodilatazione periferica e la circolazione sanguigna migliora, in modo da creare una certa area per lo scambio termico. Il calore viene perso per convezione. Inoltre, la secrezione di sudore è stimolata perché le ghiandole sudoripare sono innervate dal simpatico. L'evaporazione crea un raffreddamento evaporativo che raffredda l'organismo.

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Malattie e disturbi

Vari farmaci, ma anche sintomi di carenza come la carenza di ferro, provocano disturbi della termoregolazione. Questi disturbi di solito corrispondono a una sudorazione inadeguata a temperature ambiente fredde o brividi nonostante una temperatura calda.

Tali sintomi possono verificarsi anche nel contesto di malattie del sistema nervoso come le polineuropatie. Bisogna distinguere tra disturbi sensoriali puri in cui viene disturbata solo la sensazione di caldo e freddo. Questa sensazione è comunque soggetta ai singoli componenti. Disturbi percettivi reali in relazione alla temperatura spesso si verificano nel contesto di lesioni del sistema nervoso centrale, che a loro volta possono avere varie cause. Una percezione della temperatura disturbata non deve essere direttamente correlata a una termoregolazione disturbata.

I disturbi termoregolatori effettivi sono solitamente causati dall'ipotalamo o dal sistema nervoso simpatico. Se c'è una lesione in una delle parti del cervello, ciò può causare una disregolazione del metabolismo, ma anche dei muscoli, che a loro volta hanno un impatto sul mantenimento della temperatura corporea.

La termoregolazione può fallire altrettanto rapidamente in caso di sintomi come il colpo di calore. Esistono diverse forme di colpo di calore. Nelle varianti gravi del fenomeno, il danno termico si verifica alle cellule e talvolta anche agli organi. L'equilibrio della termoregolazione viene portato fuori equilibrio. Il colpo di calore è causato, ad esempio, dall'aumento della produzione di calore, che può verificarsi negli sport oltre ogni limite.

La mancata dissipazione del calore può anche provocare un colpo di calore. Se viene raggiunta una temperatura interna di oltre 40 gradi Celsius, i sistemi enzimatici vengono danneggiati. Le riserve di energia delle cellule sono esaurite e la permeabilità della membrana e il flusso di sodio aumentano. I meccanismi termoregolatori falliscono completamente e la temperatura continua a salire, il che porta a necrosi e insufficienza multiorgano.