Termoregulasi adalah sistem terpadu dari mekanisme biologis, yang bertanggung jawab untuk mempertahankan suhu internal yang hampir konstan terlepas dari kondisi iklim di luar organisme. Mekanisme ini - sangat efektif pada burung dan mamalia (semua hewan homeotermik), kurang efektif pada ikan, amfibi, dan reptil ( hewan poikiloterm) - termasuk proses produksi, penyimpanan Dan penyebaran panas.
Karena subjek obesitas sering tidak makan secara abnormal jika dibandingkan dengan individu dengan berat badan normal lainnya, yang terkadang makan lebih banyak, dapat diduga bahwa - dengan aktivitas fisik yang sama - perubahan proses termoregulasi dapat menyebabkan penurunan konsumsi energi, dengan akumulasi kelebihan energi dalam bentuk lemak Subyek kurus, tidak seperti orang gemuk, karena itu akan lebih baik membuang kelebihan makanan (lihat jaringan adiposa coklat) dalam bentuk panas.
Termoregulasi pertama-tama dan terutama dapat bersifat sukarela atau tidak sukarela. Dalam kasus pertama, hewan itu sendiri yang secara sukarela menggerakkan strategi perilaku yang memadai, seperti mencari sarang yang terlindung dari unsur-unsur atau migrasi ke tempat-tempat yang paling cocok untuk mempertahankan suhu tubuhnya sendiri.
Bahkan respon termoregulasi involunter dapat ditimbulkan oleh paparan lingkungan dingin atau panas.Dalam kasus apapun, mereka melibatkan intervensi dari pusat termoregulasi hipotalamus, mampu menangkap dan memproses sinyal yang datang dari termoreseptor kulit dan pusat (terletak di otak, tulang belakang tali pusat dan organ pusat), mengoordinasikan respons fisiologis yang paling cocok untuk mempertahankan suhu tubuh.
Termoregulasi di lingkungan yang dingin
Adaptasi termoregulasi terhadap dingin bertujuan untuk melestarikan dan/atau menghasilkan panas.
Kemampuan suatu organisme untuk menghasilkan panas disebut termogenesis; itu sebagian besar wajib dan terkait dengan proses fisiologis dan metabolisme yang bertanggung jawab untuk pergerakan, pencernaan, penyerapan dan pemrosesan nutrisi yang diperkenalkan dengan makanan.
Mamalia memiliki kemampuan untuk meningkatkan produksi panas (termogenesis opsional), terlepas dari apakah itu melibatkan mekanisme sensasi atau tidak. Dalam kasus pertama kita berbicara tentang thermogenesis menggigil. Mekanisme ini mengarah pada produksi panas melalui kontraksi ritmis dan isometrik jaringan otot, tidak ditujukan untuk gerakan. Pergantian kontraksi dan relaksasi menyebabkan tremor karakteristik yang disebut menggigil, yang muncul ketika suhu tubuh cenderung menurun "terasa".Menggigil menghasilkan jumlah panas hingga 6-8 kali lebih besar daripada yang dihasilkan oleh otot istirahat.Biasanya , itu terjadi hanya ketika vasokonstriksi maksimal (lihat di bawah) tidak mampu mempertahankan suhu tubuh.
Termogenesis non-sensasi, juga disebut termogenesis kimia, melibatkan produksi panas melalui reaksi biokimia eksotermik (pembangkit panas). Reaksi ini terjadi pada organ tertentu, seperti jaringan adiposa coklat (BAT), hati dan otot.
Jaringan adiposa coklat, tipikal hewan hibernasi dan langka pada manusia (lebih besar pada bayi), dengan demikian didefinisikan untuk karakteristik pigmentasi coklat (terlihat dengan mata telanjang) yang diberikan oleh karotenoid yang ada pada tingkat mitokondria. sel adiposa dibedakan untuk karakteristik lebih lanjut, adanya protein mitokondria UCP1. Protein ini, terletak pada tingkat membran mitokondria, memiliki karakteristik decoupling fosforilasi oksidatif, sehingga mendukung produksi panas dengan mengorbankan pembentukan Molekul ATP. , jaringan adiposa coklat memiliki tujuan membakar nutrisi (terutama lemak) untuk meningkatkan produksi panas.Aktivasi jaringan adiposa coklat, dirangsang oleh dingin, terutama terkait dengan pelepasan noradrenalin dan interaksinya dengan reseptor 3, tetapi juga dijamin oleh mekanisme endokrin seperti pelepasan T3 e T4 dari tiroid. Deposit terbesar jaringan adiposa coklat tercatat di daerah interskapular, periaortik dan perirenal; pada tingkat ini, mereka terletak di dekat pembuluh darah, di mana mereka melepaskan panas sehingga diangkut dengan aliran darah ke area perifer tubuh.
Saat ini diyakini bahwa hati juga berpartisipasi dalam termoregulasi, meningkatkan aktivitas metabolismenya - menghasilkan produksi panas - ketika tubuh manusia terkena suhu rendah. Penemuan lain baru-baru ini adalah penemuan isoform protein UCP1 di otot, yang menunjukkan dugaan peran termogenetik asal metabolik (selain kemampuan untuk menghasilkan panas melalui menggigil). Akhirnya, "paparan suhu rendah meningkatkan" aktivitas jantung, diperlukan untuk mendukung kebutuhan metabolisme jaringan aktif dalam keadaan ini (seperti BAT) dan untuk meningkatkan pengangkutan panas yang dihasilkan di dalamnya di semua daerah anatomis.Selain menjamin semua ini, peningkatan aktivitas jantung itu sendiri mampu menghasilkan jumlah panas yang tidak dapat diabaikan.
Kontrol kehilangan panas diatur oleh hukum fisika konduksi, konveksi, radiasi dan penguapan.
KONDUKSI: perpindahan panas antara dua benda pada suhu yang berbeda, dalam kontak satu sama lain melalui permukaan.
RADIASI atau RADIASI: perpindahan panas antara dua benda pada suhu yang berbeda, yang TIDAK bersentuhan. Kehilangan atau perolehan panas terjadi dalam bentuk radiasi dengan panjang gelombang dalam jangkauan sinar tampak atau inframerah; untuk lebih jelasnya, ini adalah cara yang sama dengan cara matahari memanaskan bumi melalui ruang angkasa. tubuh manusia.
KONVEKSI: perpindahan panas dari suatu benda ke sumber yang bergerak melaluinya (arus udara atau air). Pergerakan air atau udara dingin melalui kulit yang lebih hangat menyebabkan hilangnya panas secara terus menerus.
EVAPORASI: perpindahan panas melalui perpindahan dari cairan ke bentuk gas dari cairan yang hilang melalui keringat, kehilangan yang tidak sensitif melalui kulit dan saluran pernapasan.
Pengurangan dispersi panas di lingkungan terjadi pada dasarnya melalui penahanan aliran darah kulit (vasokonstriksi) dan piloereksi (pada hewan berbulu, antara kulit hangat dan lingkungan dingin, bantalan udara dibuat yang bertindak sebagai isolator termal) .
Peningkatan nafsu makan, pada bagiannya, meningkatkan produksi panas melalui mekanisme termogenetik yang disebabkan oleh makanan, dan mendukung kebutuhan energi organ termogenetik.
Termoregulasi di lingkungan yang panas
Selama tinggal di lingkungan yang hangat organisme bereaksi melalui serangkaian mekanisme termodispersif, dalam banyak hal bertentangan dengan yang baru saja digambarkan, apalagi, ada penangguhan proses metabolisme yang mendasari termogenesis opsional.Di antaranya kita ingat vasodilatasi kulit dan peningkatan dari berkeringat, frekuensi dan kedalaman napas (polipnea), semua proses yang bertujuan untuk meningkatkan dispersi panas melalui penguapan. Dalam keadaan ini, nafsu makan dan detak jantung juga menurun, sebagai respons terhadap permintaan oksigen yang lebih rendah oleh organ termogenetik.
Di antara proses adaptasi jangka panjang, juga dimungkinkan untuk menilai penurunan sekresi hipofisis dari hormon tirotropik, dengan konsekuensi perlambatan metabolisme, oleh karena itu produksi panas.
Seperti disebutkan dalam bab sebelumnya, proses vasokonstriksi sebagian besar dikendalikan oleh sistem saraf simpatik. Otot polos di sfingter prekapiler dan arteriol menerima input dari neuron simpatis (adrenergik) postganglionik. Jika suhu dalam turun (paparan dingin), hipotalamus secara selektif mengaktifkan neuron-neuron ini, yang melalui pelepasan noradrenalin menentukan kontraksi otot polos arteriol, mengurangi aliran darah kulit.Respon termoregulasi ini membuat darah lebih hangat ke organ dalam. . , meminimalkan aliran darah pada permukaan kulit yang dibuat dingin oleh cuaca. Sementara vasokonstriksi adalah proses aktif, vasodilatasi adalah proses pasif yang dominan, yang tergantung pada penghentian aktivitas vasokonstriktor dengan menghambat aktivitas simpatis. Jika proses ini khas simpatis aktivitas ekstremitas tubuh, di bagian lain dari tubuh vasodilatasi disukai oleh neuron khusus yang mensekresi asetilkolin.Kasus khusus juga diwakili oleh pelebaran lokal beberapa distrik vaskular setelah pelepasan nitrogen monoksida (NO), atau zat parakrin vasodilatasi lainnya.
Dalam konteks termoregulasi, aliran darah kulit bervariasi dari nilai mendekati nol, bila perlu untuk menghemat panas, hingga hampir 1/3 dari curah jantung ketika panas harus dilepaskan ke lingkungan.
