TERMOREGULACIJA 2021 Prof M Lazarevi n n Normalne

TERMOREGULACIJA 2021 Prof. M. Lazarević

n n Normalne funkcije organizma zavise od relativno konstantne TT Enzimski sistemi imaju optimum delovanja u uskom rasponu temperatura Znatan deo energije u organizmu se oslobađa u obliku toplote (70%) i služi za održavanje TT Prema odnosu TT i ST sve životinje se dele na poikilotermne i homeotermne 2

Poikilotermni organizmi (većina) "hladnokrvni" n n TT varira u zavisnosti od temperature spoljašnje sredine Intenzitet metaboličkih procesa zavisi od spoljašnje temperature - ST n za svakih 10 o C se udvostruči n oko o. C su u stanju anabioze 3

Homeotermni (sisari i ptice) toplokrvni n n n imaju refleksne reakcije primarno integrisane u hipotalamusu koje održavaju TT unutar uskih granica uprkos promenama ST najmanje toplote proizvode na temperaturi termičke neutralnosti - BM (24 -26, 27 -31 o. C) ako pada ST => vrhunski metabolizam 2 -3 x BM ako i dalje pada => maksimalni metabolizam 4

Velika sposobnost AKLIMATIZACIJE (konj, pas, čovek) zbog: 1. zatvorenog sistema krvotoka 2. termoregulacionih mehanizama 3. velikog intenziteta metaboličkih procesa i proizvodnje dovoljne Q toplote 5

HIBERNACIJA – PREZIMARI n n n hrčak, tekunica, jež, slepi miš (spava i leti) medved nije pravi prezimar - lako se budi TT u blizini ST (malo veća), srce i disanje usporeno ako se ST mnogo snizi one se bude uz korišćenje sopstvenih izvora toplote životinje ovako provode deo godine u kome nema hrane kada su budni oni su homeotermni 6

7

8

HIBERNACIJA - PREZIMARI n n Neki mladunci (štene, mače, miš, beba) se ponašaju kao nesavršeni homeotermi može doći do većeg pada ili porasta TT Postoje i ptice prezimari + kolibri 9

10

TELESNA TEMPERATURA n n n maksimalni termometri ili termoelementi (rektalno ili vaginalno) koža 30 -36 0 C (nos, uši, čelo i ekstremiteti) telesne duplje, rektalna i vaginalna su iste, a u nosu, plućima i ustima je nešto niža venska krv je nešto toplija u unutrašnjosti tela a na periferiji je obratno najtoplija je u v. hepatica i v. portae srednja TT čoveka = rektalna 37° C a aksilarna 36, 5° C 11

Fiziološke varijacije telesne temperature 1. uzrast / deca + 0, 5 o. C 2. fizički rad / 1 -3 o. C 3. uzimanje i varenje hrane 0, 2 - 1 o. C SDA 4. unošenje vode 5. ST 6. doba dana 7. godišnje doba 8. estrus, ovulacija - žene + 0, 3 – 0, 8 o. C 9. bremenitost / pri kraju + 2 o. C kod životinja (kuje) 10. emocije - napetost mišića 12

Varijacije telesne temperature n Hronično povećanje - hipertireoza 0, 5 o. C Hronično sniženje - miksedem n Diurnalne varijacije n n n 0, 5 – 1 o. C Životinje aktivne danju imaju najveću temperaturu od 14 - 18 h a najmanju od 1 - 5 h kod noćnih je obrnuto a. varenje b. intermedijarni metabolizam i c. kretanje 13

14

15

TERMOREGULACIJA Funkcionalne promene koje imaju za cilj održavanje TT u uskim granicama n n n FIZIČKA - ograničava ili pojačava otpuštanje toplote (uglavnom preko kože) HEMIJSKA - utiče na proizvodnju toplote u jetri i mišićima Ovi mehanizmi održavaju RAVNOTEŽU između termogeneze i odavanja toplote (samo izuzetno organizam prima toplotu) 16

17

STVARANJE TOPLOTE u metaboličkim procesima na koje utiču: 1. Endokrine žlezde (tireoidea, srž nadb. ) T 3 i T 4 sporije ali dugotrajno, a adrenalin i N - adrenalin brzo i kratkotrajno 2. Vegetativni nervni sistem - simpatikus 3. Intenzitet fizičkog rada 4. SDA hrane n U jetri se toplota stvara relativno konstantno, a u mišićima mnogo više u toku rada 18

ODAVANJE TOPLOTE 1. Zračenjem 2. Provođenjem: konvekcija - vazduh, kondukcija - predmeti 3. Isparavanjem (zavisi od ST, zasićenosti vazduha - mišićni rad) Termoneutralna zona konstantnog metabolizma n U njoj su termoregulaciona prilagođavanja na bazi adaptacije krvotoka n Van ove zone su neophodni dodatni mehanizmi (npr. isparavanje ili povećanje metabolizma) 19

REGULACIJA TOPLOTNE RAVNOTEŽE Periferni receptori n n Kožni za toplo i hladno: nos, usta, uši, vime, skrotum, noge i kresta Povećano ili smanjeno odašiljanje impulsa kod naglih promena ST Centralni termoreceptori n Nalaze se u hipotalamusu i kičmenom kanalu a verovatno i u želucu 20

CENTRALNA INTEGRACIJA Hipotalamus - area preoptica - medijator je serotonin 1. Centar za odavanje toplote n Prednji deo hipotalamusa, prima impulse od termoreceptora u hipotalamusu (temperatura krvi) => pojačava odavanje toplote n vazodilatacija n znojenje - dahtanje n 2. Centar za proizvodnju toplote n Zadnji deo hipotalamusa prima impulse sa kožnih receptora => povećanje tonusa mišićnih vlakana i drhtanje 21

22

23

ODBRANA ORGANIZMA OD RASHLAĐIVANJA - HIPOTERMIJE 1. Smanjeno odavanje toplote n n smanjenje površine tela - sklupčaju se i skupljaju u gomile piloerekcija zimska dlaka debeli sloj masnog tkiva 24

ODBRANA ORGANIZMA OD RASHLAĐIVANJA - HIPOTERMIJE 2. Adaptacija krvotoka hladnoća povećava osetljivost KS na kateholamine => vazokonstrikcija usled povećanja tonusa simpatikusa a. refleksno - termoreceptori kože b. centralno - smanjena T hipotalamusa n Smanjuje se T kože i gradijent sa okolinom pa dolazi do funkcionalne izolacije i smanjenog odavanja toplote. n 25

ODBRANA ORGANIZMA OD RASHLAĐIVANJA - HIPOTERMIJE 3. Povećanje stvaranja toplote n hemijska termoregulacija Kritična temperatura - temp. spoljne sredine pri kojoj termoregulacioni mehanizmi nisu dovoljni da održe TT bez DODATNOG stvaranja toplote Ovce i goveda imaju najnižu kritičnu tačku (haski - 10 o C, polarna lisica - 10 o C, krave - 28 o C ) a. hormonska regulacija povećanje metabolizma u masnom tkivu, jetri i skeletnim mišićima b. refleksno povećanje mišićnog tonusa i drhtanje, voljno i nevoljno cupkanje i drhtanje (moguće je 26 i istovremeno)

ODBRANA ORGANIZMA OD RASHLAĐIVANJA - HIPOTERMIJE 4. Termogeneza bez drhtanja n n n Mrko masno tkivo (leđa, vrat, oko bubrega, u medijastinumu) miš, pacov, zamorče, jagnje, kunić, deca Pod uticajem hladnoće oslobađa se adrenalin a to dovodi do razlaganja MMT Hladnoća povećava i nivo tiroksina a on povećava kalorigeni efekat adrenalina Nije dokazano kod ljudi da hladnoća podiže nivo TSH ali ga toplota snižava 27

28

29

ODBRANA ORGANIZMA OD RASHLAĐIVANJA - HIPOTERMIJE 5. Povećanje mišićnog rada i drhtanje n n n hladnoća povećava frekvencu impulsa u motornim neuronima => povećanje tonusa refleksne i kratke kontrakcije fleksora i ekstenzora - 10/sec ovo može povećati potrošnju O 2 i za 400 % ϟ 30

31

ODBRANA ORGANIZMA OD PREGREVANJA (HIPERTERMIJE) Uglavnom fizičkom termoregulacijom 1. Adaptacija krvotoka n Toplota smanjuje vazokonstriktorni tonus simpatikusnih vlakana => vazodilatacija n Preko receptora u hipotalamusu i refleksno preko termoreceptora u koži n + lokalna vazodilatacija u koži (direktni uticaj toplote) n kod ljudi aktivirane znojne žlezde luče BRADIKININ => vazodilatacija => intenzivnija cirkulacija u koži i povećan GUBITAK TOPLOTE zračenjem i provođenjem 32

ODBRANA ORGANIZMA OD PREGREVANJA (HIPERTERMIJE) Ako je ST preko 31 o. C ovo nije dovoljno. 2. Odavanje toplote isparavanjem n 25% sisari a ptice 15% n Znojenje nevidljivo i vidljivo – 1 g znoja = 2, 42 KJ n n Samo ekrine znojne žlezde inervisane simpatikusnim holinergičkim vlaknima učestvuju u termoregulaciji (apokrine ne) bitno je za kopitare i ljude (ovce - vuna) 33

34

ODBRANA ORGANIZMA OD PREGREVANJA (HIPERTERMIJE) b. Isparavanje preko gornjih partija respiratornog trakta c. Polipneja i dahtanje - površno ubrzano disanje 300 / min - praćeno povećanim lučenjem pljuvačke - pas MVD 2 L => 75 L - gubi i do 200 g vode na sat, dobro podnosi hipokapniju - mačka, kunić, goveče, ovca, svinje i ptice

36

ODBRANA ORGANIZMA OD PREGREVANJA (HIPERTERMIJE) 3. Posebno ponašanje kunići i glodari pljuvačkom kvase dlaku na stomaku vratu i grudima § svinje i bivoli se kaljužaju § životinje traže zaklon §

38

39

Regulacija temperature kod ptica - nemaju znojne žlezde - disanje slično dahtanju - pojačano hlađenje preko vazdušnih kesa Toplotni izmenjivači - Arterije su postavljene centralno a vene periferno kod peraja kita i foke Groznica - Zapaljenje => monociti i makrofagi => IL-1=> preoptička regija hipotal. => Prostaglandini (njihovu sintezu blokira aspirin) => groznica - uključeni su mehanizmi za stvaranje toplote iako je TT visoka

41