Termoreguleringen er et integrert system med biologiske mekanismer, designet for å opprettholde en nesten konstant indre temperatur uavhengig av klimatiske forhold utenfor organismen. Disse mekanismer - særlig effektive hos fugler og pattedyr (alle hjemmemotive dyr), mindre i fisk, amfibier og reptiler (fjærkermøtter) - inkluderer prosesser for produksjon, bevaring og spredning av varme.
Siden ofte det obese subjektet ikke spiser unormalt i forhold til andre normopeso individer, som noen ganger spiser enda mer, er det sannsynlig at endringer i termoregulatoriske prosesser kan medføre redusert energiforbruk med akkumulering Overflødig energi i form av fett. De tynne fagene, i motsetning til de overvektige, ville derfor være bedre å avhende matenes overskudd (se brun fettvev) i form av varme.
Termoreguleringen kan først og fremst være frivillig eller ufrivillig. I det første tilfellet er det selve dyret som frivillig setter i gang adekvate atferdsstrategier, for eksempel søket etter et ly beskyttet fra været eller overgang til de mest hensiktsmessige stedene for å opprettholde kroppstemperaturen.
Selv ufrivillige termoregulatoriske responser kan fremkalles ved eksponering for kalde omgivelser eller varme omgivelser. I hvert fall forutsetter de inngrep fra det hypotalamiske termoregulatoriske senteret, som er i stand til å plukke opp og behandle signaler som kommer fra de kutane og sentrale termoreceptorene (plassert i hjernen, ryggmargen og sentrale organer), koordinere den mest hensiktsmessige fysiologiske responsen for å opprettholde kroppstemperatur.
Termoregulering i kalde omgivelser
De termoregulatoriske tilpasningene til kulde er ment å spare og / eller produsere varme.
En organisasjons evne til å produsere varme kalles termogenese; det er stort sett obligatorisk og knyttet til fysiologiske og metabolske prosesser involvert i bevegelse, fordøyelse, absorpsjon og behandling av næringsstoffene introdusert med dietten.
Dyr har muligheten til å øke varmeproduksjonen (valgfri termogenese), med eller uten spenningsmekanismen. I det første tilfellet snakker vi om rystende termogenese (rystende). Denne mekanismen fører til produksjon av varme gjennom en rytmisk og isometrisk sammentrekning av muskelvev, ikke rettet mot bevegelse. Vekslingen av sammentrekninger og avslappninger fører til en karakteristisk tremor som kalles rystelse, som vises når kroppstemperaturen har en tendens til å synke "merkbart". Rystelsen genererer en andel av varme selv 6-8 ganger større enn den som produseres av muskel i ro. Vanligvis forekommer det bare når maksimal vasokonstriksjon (se nedenfor) ikke har opprettholdt kroppstemperatur.
Termogenese uten rystelse, også kalt kjemisk termogenese, innebærer produksjon av varme gjennom eksoterme biokjemiske reaksjoner (som genererer varme). Disse reaksjonene foregår spesielt i organer, slik som brunt fettvev (BAT), lever og muskel.
Brunt fettvev, typisk for dvalende dyr og knappe hos mennesker (større hos nyfødte), er således definert av den karakteristiske brune pigmenteringen (synlig for det blotte øye) gitt av karotenoider tilstede på mitokondrielt nivå. Disse kraftverkene i den brune fettcellen er preget av en ytterligere karakteristikk, tilstedeværelsen av mitokondriale proteinet UCP1. Dette proteinet, som befinner seg på nivået av mitokondriamembranen, har karakteristikken ved å koble fra oksidativ fosforylering, og derved favoriserer produksjonen av varme til skade for dannelsen av ATP-molekyler. Enkelt sagt er brunt fettvev ment å forbrenne næringsstoffer (hovedsakelig fett) for å øke varmeproduksjonen. Aktivering av det brune fettvev, stimulert av forkjølingen, er hovedsakelig knyttet til frigjøring av noradrenalin og dets interaksjon med p3-reseptorene, men også garantert av endokrine mekanismer som frigjøring av T3 og T4 fra skjoldbruskkjertelen. De største forekomster av brunt fettvev registreres i interscapulære, periaortiske og perirenale områder; På disse nivåene blir de plassert i nærheten av blodkar, som de gir varme slik at de transporteres med blodstrømmen til kroppens perifere områder.
Det er nå antatt at leveren også deltar i termoregulering, og øker dens metabolske aktivitet - med konsekvent varmeproduksjon - når kroppen er utsatt for lave temperaturer. En annen nylig oppdagelse var funnet av isoformer av UCP1-proteinet i muskel, noe som antyder en antatt termogenetisk rolle av metabolsk opprinnelse (i tillegg til evnen til å produsere varme gjennom rystingen). Endelig øker eksponeringen mot lave temperaturer kardial aktivitet, som er nødvendig for å støtte de metabolske kravene til aktivt vev under disse forholdene (for eksempel BAT) og for å øke varmenransporten som produseres deri i alle anatomiske distrikter. I tillegg til å garantere alt dette, er økningen i hjerteaktiviteten i seg selv i stand til å produsere en ubetydelig mengde varme.
Kontrollen av varmetap styres av de fysiske lovene for ledning, konveksjon, stråling og fordamping.
Konduksjon : varmeoverføring mellom to gjenstander ved forskjellige temperaturer, i kontakt med hverandre gjennom en overflate.
RADIATION eller IRRADIATION : varmeoverføring mellom to gjenstander ved forskjellige temperaturer, som IKKE er i kontakt. Tapet eller kjøpet av varme oppstår i form av stråling med bølgelengder i det synlige eller infrarøde området; For å være klar, er det på samme måte som solen varmer jorden gjennom rom. Varmetap ved stråling utgjør mer enn halvparten av mengden varme som er tapt av menneskekroppen.
KONVEKSJON : Overføring av varme fra en kropp til en kilde som beveger seg gjennom det (strøm av luft eller vann). Bevegelsen av vann eller kald luft gjennom den varmere huden forårsaker kontinuerlig eliminering av varme.
EVAPORERING : Overføring av varme ved å gå fra væsken til gassformet væske som er tapt gjennom svette, ufølsomme tap gjennom huden og luftveiene.
Reduksjonen av termisk dispersjon i miljøet skjer hovedsakelig ved inneslutning av den kutane blodstrømmen (vasokonstriksjon) og piloereksjonen (i pelsdyr, mellom den varme huden og det kalde miljøet, opprettes en luftpute som virker ved termisk isolasjon).
Økningen i appetitten øker varmeproduksjonen gjennom de termogenetiske mekanismene som induseres av dietten, og støtter energikravene til de termogenetiske organene.
Termoregulering i varme miljøer
Under oppholdet i varme miljøer reagerer organismen gjennom en serie termodispersive mekanismer, på mange måter i strid med de bare illustrert; I tillegg suspenderes de metabolske prosessene som ligger bak den valgfrie termogenesen. Disse inkluderer kutan vasodilasjon og økt svette, frekvens og pustdyp (polypnea), alle prosesser som tar sikte på å øke varmespredningen ved fordampning. Under disse omstendighetene reduseres appetitten og hjertefrekvensen som en reaktion på en lavere etterspørsel etter oksygen av termogenetiske organer.
Blant de langsiktige tilpasningsprosessene kan vi også sette pris på en reduksjon av hypofysekresjonen av et skjoldbruskkjertelsestimulerende hormon, med en følgelig redusert metabolisme og dermed varmeproduksjon.
Som nevnt i det forrige kapittelet, er vasokonstriksjonen i stor grad styrt av det sympatiske nervesystemet. De glatte musklene i nivået av prekapillære sphincter og arterioler får avferenter fra postganglioniske sympatiske (adrenerge) neuroner. Hvis den dype temperaturen faller (eksponering for kald), aktiverer hypothalamus selektivt disse nevronene, som ved frigjøring av norepinefrin bestemmer sammentrekningen av den arteriolære glatte muskelen, og reduserer den kutane blodstrømmen. Denne termoregulatoriske responsen holder blodet varmere på de indre organene, og minimerer blodstrømmen på hudoverflaten som blir kaldt av været. Selv om vasokonstriksjon er en aktiv prosess, er vasodilasjon en overveiende passiv prosess, som avhenger av suspensjonen av vasokonstriktoraktivitet ved inhibering av sympatisk aktivitet. Hvis denne prosessen er typisk for kroppslige ekstremiteter, foretrekkes vasodilasjon i andre deler av kroppen ved spesialiserte neuroner som utskiller acetylkolin. Spesielle tilfeller er også representert ved lokal ekspansjon av noen vaskulære distrikter etter utslipp av nitrogenmonoksid (NO) eller andre vasodilaterende parakrina stoffer.
I forbindelse med termoregulering varierer den kutane blodstrømmen fra verdier nær null, når det er nødvendig å spare varmen, opptil nesten 1/3 av hjerteområdet når varmen må slippes ut i miljøet.
