Theroregulation adalah sistem bersepadu mekanisme biologi, yang direka untuk mengekalkan suhu dalaman yang hampir sama tanpa mengira keadaan iklim di luar organisma. Mekanisme ini - terutamanya berkesan pada burung dan mamalia (semua haiwan homeothermic), kurang begitu dalam ikan, amfibia dan reptilia (rama-rama ayam) - termasuk proses pengeluaran, pemuliharaan dan penyebaran haba.
Kerana sering subjek obes tidak makan secara luar biasa jika dibandingkan dengan individu normulao lain, yang kadang-kadang makan lebih banyak, kemungkinan besar - dengan aktiviti fizikal yang sama - perubahan proses thermoregulatory dapat menyebabkan pengurangan penggunaan tenaga, dengan pengumpulan tenaga berlebihan dalam bentuk lemak. Subjek yang nipis, tidak seperti obesinya, oleh itu akan lebih baik untuk melupuskan pelepasan makanan (lihat tisu adipose coklat) dalam bentuk panas.
Theroregulation boleh pertama sekali secara sukarela atau sukarela. Dalam kes pertama, haiwan itu sendiri yang secara sukarela menyusun strategi perilaku yang mencukupi, seperti mencari tempat perlindungan yang terlindung dari cuaca atau penghijrahan ke tempat yang paling sesuai untuk mengekalkan suhu badannya.
Malah tanggapan thermoregulatory yang tidak sukarela boleh ditimbulkan dengan pendedahan kepada persekitaran yang sejuk atau persekitaran yang hangat. Walau bagaimanapun, mereka menjangkakan campur tangan pusat thermoregulatory hypothalamic, yang mampu mengambil dan memproses isyarat-isyarat yang berasal dari thermoreceptors kulit dan pusat (terletak di otak, saraf tunjang dan organ pusat), menyelaraskan tindak balas fisiologi yang paling sesuai untuk mengekalkan suhu badan.
Thermoregulation dalam persekitaran yang sejuk
Penyesuaian thermoregulatory kepada sejuk adalah bertujuan untuk memulihara dan / atau menghasilkan haba.
Keupayaan organisma menghasilkan haba disebut termogenesis; ia adalah sebahagian besarnya wajib dan dikaitkan dengan proses fisiologi dan metabolik yang terlibat dalam pergerakan, pencernaan, penyerapan dan pemprosesan nutrien yang diperkenalkan dengan diet.
Mamalia mempunyai keupayaan untuk meningkatkan pengeluaran haba (thermogenesis pilihan), yang melibatkan atau tidak mekanisme sensasi. Dalam kes pertama kita bercakap tentang termogenesis menggigil (menggigil). Mekanisme ini membawa kepada pengeluaran haba melalui penguncupan tisu otot dan isometrik, tidak bertujuan bergerak. Peralihan kontraksi dan kelonggaran membawa kepada gegaran yang dinamakan yang menggeletar, yang muncul apabila suhu badan cenderung menurun "nyata". Penggoncang menjana bahagian haba walaupun 6-8 kali lebih besar daripada yang dihasilkan oleh otot berehat. Biasanya, ia berlaku hanya apabila vasoconstriction maksimal (lihat di bawah) tidak dapat mengekalkan suhu badan.
Thermogenesis tanpa menggigil, juga dikenali sebagai termogenesis kimia, melibatkan pengeluaran haba melalui tindak balas biokimia eksotermik (yang menghasilkan haba). Reaksi ini berlaku dalam organ tertentu, seperti tisu adipose coklat (BAT), hati dan otot.
Tisu adipose coklat, yang lazimnya haiwan hibernasi dan langka pada manusia (lebih besar pada bayi yang baru lahir), oleh itu ditakrifkan oleh pigmentasi coklat ciri (kelihatan kepada mata kasar) yang diberikan oleh karotenoid yang terdapat pada tahap mitokondria. Tumbuhan kuasa sel lemak coklat dibezakan oleh ciri-ciri lanjut, kehadiran protein mitokondria UCP1. Protein ini, yang terletak pada tahap membran mitokondria, mempunyai sifat decoupling fosforilasi oksidatif, dengan itu memihak kepada penghasilan haba untuk menjejaskan pembentukan molekul ATP. Ringkasnya, tisu adipose coklat ditujukan untuk membakar nutrien (terutamanya lemak) untuk meningkatkan pengeluaran haba. Pengaktifan tisu adiposa coklat, yang dirangsang oleh selesema, terutamanya dikaitkan dengan pembebasan noradrenalin dan interaksinya dengan reseptor β3, tetapi juga dijamin oleh mekanisme endokrin seperti pelepasan T3 dan T4 dari tiroid. Deposit terbesar tisu adipose coklat direkodkan di kawasan interscapular, periaortik dan perirenal; pada tahap ini, mereka ditempatkan berhampiran saluran darah, yang mana mereka memberikan haba supaya ia diangkut dengan aliran darah ke kawasan periferal badan.
Pada masa ini ia percaya bahawa hati juga mengambil bahagian dalam thermoregulation, meningkatkan aktiviti metaboliknya - akibat pengeluaran haba - apabila tubuh manusia terdedah kepada suhu rendah. Satu lagi penemuan baru-baru ini ialah penemuan isoforms protein UCP1 dalam otot, yang menunjukkan peranan thermogenetic yang dianggap sebagai metabolik asal (di samping keupayaan untuk menghasilkan haba melalui menggigil). Akhirnya, pendedahan kepada suhu rendah meningkatkan aktiviti jantung, yang diperlukan untuk menyokong permintaan metabolik tisu aktif dalam keadaan ini (seperti BAT) dan untuk meningkatkan pengangkutan haba yang dihasilkan di dalam semua daerah anatomi. Di samping menjamin semua ini, peningkatan aktiviti jantung adalah dengan sendirinya mampu menghasilkan kuantitas panas yang tidak dapat diabaikan.
Kawalan kehilangan haba dikawal oleh undang-undang fizikal pengaliran, perolakan, radiasi dan penyejatan.
PENGENDALIAN : pemindahan haba antara dua objek pada suhu yang berbeza, bersentuhan antara satu sama lain melalui permukaan.
RADIASI atau IRRADIASI : pemindahan haba antara dua objek pada suhu yang berbeza, yang TIDAK bersentuhan. Kerugian atau pembelian haba berlaku dalam bentuk radiasi dengan panjang gelombang dalam rentang yang kelihatan atau inframerah; untuk menjadi jelas, ia adalah cara yang sama bahawa matahari menghangatkan bumi melalui ruang angkasa. Kehilangan haba oleh radiasi merupakan lebih daripada separuh daripada jumlah haba yang hilang oleh tubuh manusia.
CONVECTION : pemindahan haba dari badan ke sumber yang bergerak melaluinya (arus udara atau air). Pergerakan air atau udara sejuk melalui kulit yang lebih panas menyebabkan penghapusan berterusan haba.
EVAPORATION : pemindahan haba dengan lulus dari cecair ke keadaan gas cair yang hilang melalui berpeluh, kehilangan sensitif melalui kulit dan saluran pernafasan.
Pengurangan penyebaran haba dalam alam sekitar berlaku pada dasarnya melalui pembendungan aliran darah kulit (vasoconstriction) dan piloerection (dalam haiwan bulu, antara kulit yang hangat dan persekitaran yang dingin, kusyen udara diciptakan yang berfungsi oleh penebat haba).
Peningkatan selera makan, untuk bahagiannya, meningkatkan pengeluaran haba melalui mekanisme termogenetik yang disebabkan oleh diet, dan menyokong tuntutan tenaga organ-organ termogenetik.
Thermoregulation dalam persekitaran panas
Semasa tinggal di persekitaran yang panas, organisme bertindak balas melalui satu siri mekanisme termodispersif, dalam pelbagai cara yang bertentangan dengan yang digambarkan; lebih-lebih lagi, proses metabolik yang mendasari thermogenesis pilihan digantung. Ini termasuk vasodilasi kulit dan peningkatan berpeluh, frekuensi dan kedalaman nafas (polypnea), semua proses yang bertujuan untuk meningkatkan penyebaran haba oleh penyejatan. Dalam keadaan ini selera makan dan denyutan jantung juga menurun, sebagai tindak balas terhadap permintaan yang lebih rendah untuk oksigen oleh organ termogenetik.
Antara proses penyesuaian jangka panjang, kita juga dapat menghargai pengurangan rangsangan hipofisis dari hormon perangsang tiroid, dengan perlahan melancarkan metabolisme, dan oleh itu pengeluaran panas.
Seperti yang disebutkan dalam bab sebelumnya, proses vasoconstriction sebahagian besarnya dikawal oleh sistem saraf simpatik. Otot licin pada tahap sphincters precapillary dan arteriol menerima afferents dari neuron simpatik (adrenergik) postganglionik. Sekiranya suhu mendalam jatuh (pendedahan kepada sejuk), hypothalamus secara selektif mengaktifkan neuron ini, yang melalui pelepasan norepinephrine menentukan pengecutan otot licin arteriolar, mengurangkan aliran darah kutaneus. Tindak balas thermoregulatory ini memastikan darah lebih panas pada organ dalaman, meminimumkan aliran darah pada permukaan kulit yang dibuat sejuk oleh cuaca. Walaupun vasoconstriction adalah proses aktif, vasodilation adalah proses yang paling pasif, yang bergantung kepada penggantungan aktiviti vasoconstrictor dengan menghalang aktiviti bersimpati. Sekiranya proses ini adalah tipikal dari kaki badan, vasodilation disukai di bahagian lain badan oleh neuron khusus yang merembes asetilkolin. Kes-kes tertentu juga diwakili oleh pengembangan tempatan beberapa daerah vaskular berikutan pembebasan nitrogen monoksida (NO), atau bahan paracrine vasodilasi lain.
Dalam konteks thermoregulation, aliran darah kutaneus bervariasi dari nilai-nilai yang hampir kepada sifar, apabila perlu untuk memulihara haba, sehingga hampir 1/3 julat jantung apabila haba mesti dilepaskan ke alam sekitar.
