Temperatura y temperatura corporal
La temperatura corporal y su regulación
1. Temperatura corporal
Los humanos y los animales superiores tenemos una temperatura determinada, que es la temperatura corporal. La temperatura corporal es una condición necesaria para el metabolismo y las actividades de la vida normal.
(1) Temperatura corporal superficial y temperatura corporal profunda
La temperatura de los tejidos periféricos del cuerpo humano, es decir, la capa superficial, incluida la piel, el tejido subcutáneo y los músculos. se llama temperatura de la cáscara. La temperatura de la superficie es inestable y tiene poca diferencia en diferentes partes. Cuando la temperatura ambiente es de 23°C, la temperatura de la piel más externa del cuerpo humano es de 27°C en los pies y de 30°C en las manos. El torso está a 32 ℃ y la frente a 33-34 ℃. La temperatura de la piel de las extremidades es la más baja y la temperatura de la piel es más alta cerca del tronco y la cabeza. Cuando la temperatura es superior a 32°C, la diferencia de temperatura de la piel será menor. En un ambiente frío, la temperatura de la piel de las manos y los pies disminuirá de manera más significativa con la disminución de la temperatura, mientras que la temperatura de la piel de la cabeza cambiará relativamente poco.
La piel está estrechamente relacionada con el flujo sanguíneo local. Cualquier factor que pueda afectar la vasodilatación de la piel (como cambios en la temperatura ambiental o estrés mental, etc.) puede cambiar la temperatura de la piel. En un ambiente frío, debido a la vasoconstricción cutánea, el flujo sanguíneo de la piel disminuye, la temperatura de la piel disminuye y la pérdida de calor corporal disminuye. Por el contrario, en un ambiente caluroso, los vasos sanguíneos de la piel se relajan, el flujo sanguíneo a la piel aumenta y la temperatura de la piel aumenta en consecuencia, lo que al mismo tiempo mejora la disipación del calor del cuerpo. Cuando las personas están emocionalmente excitadas, la temperatura de la piel, especialmente la temperatura de la piel de las manos, cae significativamente debido al aumento de la tensión de los vasos sanguíneos. Por ejemplo, la temperatura de la piel de un dedo puede bajar de 30°C a 24°C. Por supuesto, una vez eliminada la causa de la agitación, la temperatura de la piel se irá recuperando paulatinamente. Además, cuando sudas, la temperatura de tu piel fluctuará debido a la evaporación y la disipación de calor.
La temperatura de las partes profundas del cuerpo (corazón, pulmones, cerebro, órganos abdominales, etc.). ) se llama temperatura central. La temperatura profunda es más alta que la temperatura superficial y es relativamente estable, con pequeñas diferencias en diferentes partes. Las capas superficial y profunda mencionadas aquí no se refieren a estructuras anatómicas estrictas, sino a áreas de distribución de la temperatura corporal determinadas por funciones fisiológicas. En diferentes entornos, la distribución de la temperatura profunda y la temperatura superficial cambiarán entre sí. En un ambiente frío, la distribución de temperatura en las partes profundas es relativamente estrecha, concentrada principalmente en la cabeza, el pecho y los órganos abdominales, y existe un gradiente de temperatura obvio entre la capa superficial y las partes profundas. En ambientes cálidos, las temperaturas profundas pueden extenderse a las extremidades.
La temperatura corporal se refiere a la temperatura media de las capas profundas del cuerpo. Debido a los diferentes niveles metabólicos de los distintos órganos del cuerpo, sus temperaturas son ligeramente diferentes, pero no superan los 65438±0°C. Cuando está tranquilo, el hígado tiene el metabolismo más activo y la temperatura más alta, seguido del corazón y las glándulas digestivas; La temperatura de los músculos esqueléticos es más alta durante el ejercicio. La circulación de sangre es una forma importante de transferir calor en el cuerpo. Debido a la circulación continua de la sangre, la temperatura de varios órganos profundos tiende a ser constante. Por tanto, la temperatura de la sangre puede representar la temperatura media de los órganos vitales.
En la práctica clínica se suele utilizar la temperatura oral, la temperatura rectal y la temperatura axilar para representar la temperatura corporal. El valor normal de la temperatura rectal es de 36,9 a 37,9°C, pero se ve fácilmente afectada por la temperatura de las extremidades inferiores. Cuando los miembros inferiores están fríos, la temperatura rectal disminuirá porque la sangre de los miembros inferiores regresa a la vena ilíaca a una temperatura más baja. La temperatura oral (sublingual) es en promedio 0,3 °C más baja que la temperatura oral, pero se ve fácilmente afectada por la respiración oral y la dieta. La temperatura axilar es en promedio 0,4°C más baja que la temperatura oral. Sin embargo, dado que la axila no es una cavidad corporal cerrada, se ve fácilmente afectada por la temperatura ambiente, la sudoración y la postura de medición, lo que dificulta una medición correcta.
Además, la temperatura del esófago es aproximadamente 0,3°C más baja que la del recto. La temperatura de la parte central del esófago es aproximadamente equivalente a la del corazón derecho, y el curso temporal de la respuesta termorreguladora es consistente con el proceso de cambio de temperatura del esófago. Por lo tanto, la temperatura esofágica se puede utilizar como indicador de la temperatura profunda en estudios experimentales. Los cambios en la temperatura de la membrana timpánica son aproximadamente proporcionales a los cambios en la temperatura hipotalámica, por lo que en experimentos fisiológicos sobre termorregulación, la temperatura de la membrana timpánica se utiliza a menudo como indicador de la temperatura del tejido cerebral.
(2) Cambios normales en la temperatura corporal
La temperatura del cuerpo humano fluctúa periódicamente durante el día y la noche. La temperatura corporal es más baja entre las 2 y las 6 a. m. y más alta entre la 1 y las 6 a. m. La amplitud de fluctuación generalmente no supera los 65438 ± 0 ℃. Esta fluctuación diurna de la temperatura corporal se denomina ritmo circadiano.
La temperatura corporal basal de la mujer cambia con el ciclo menstrual. La temperatura corporal aumenta después de la ovulación y continúa hasta que comienza la siguiente menstruación. Es probable que este fenómeno esté relacionado con la secreción de hormonas del mismo sexo. Los experimentos muestran que esta variabilidad es consistente con cambios en la progesterona y sus metabolitos en la sangre.
La temperatura también está relacionada con la edad. En general, los niños tienen una temperatura corporal más alta, mientras que los recién nacidos y los ancianos tienen una temperatura corporal más baja. Los recién nacidos, especialmente los prematuros, tienen un mecanismo de regulación de la temperatura corporal imperfectamente desarrollado y una capacidad deficiente para regular la temperatura corporal, por lo que su temperatura corporal se ve fácilmente afectada por la temperatura ambiental. Por ello, se debe reforzar la atención a los recién nacidos.
A medida que se intensifica la actividad muscular, aumenta la producción de calor, lo que puede provocar un aumento de la temperatura corporal. Por lo tanto, el paciente debe permanecer en silencio un rato antes de tomarle la temperatura. Se debe evitar que los niños lloren al tomarles la temperatura.
Además, la excitación emocional, el estrés mental, la dieta y otras condiciones tendrán un impacto en la temperatura corporal; los cambios en la temperatura ambiente también tendrán un impacto en la temperatura corporal; estas condiciones se tendrán en cuenta al medir la temperatura corporal; temperatura.
En segundo lugar, el equilibrio térmico del cuerpo humano
Como se mencionó en la primera sección, más del 50% de la energía química liberada por el metabolismo de los nutrientes en el cuerpo se utiliza en forma de Energía térmica para mantener la temperatura corporal. Menos del 50% de la energía química restante se carga en ATP. Después de la conversión y utilización de la energía, eventualmente se convierte en energía térmica que, junto con el calor necesario para mantener la temperatura corporal, se transfiere a la superficie del cuerpo a través de la sangre circulante y se disipa fuera del cuerpo. Por lo tanto, bajo el control del mecanismo de regulación de la temperatura corporal, el proceso de producción de calor y el proceso de disipación de calor están en un estado de equilibrio, es decir, el equilibrio térmico del cuerpo mantiene la temperatura corporal normal. Si el calor producido por el cuerpo es mayor que el calor disipado, la temperatura corporal aumentará; cuando la disipación de calor es mayor que la producción de calor, la temperatura corporal bajará hasta que la producción de calor y la disipación de calor se equilibren nuevamente, el cuerpo. La temperatura se estabilizará en un nuevo nivel.
(1) Proceso de termogénesis
La producción total de calor del cuerpo incluye principalmente el calor generado por el metabolismo basal, el poder especial de los alimentos y la actividad muscular. El metabolismo basal es la base para la producción de calor del cuerpo. Metabolismo basal alto y producción de calor alta; metabolismo basal bajo y producción de calor baja. La tasa metabólica basal normal de los hombres adultos es de aproximadamente 170 kJ/m2.h, y la de las mujeres adultas es de aproximadamente 155 kJ/m2.h. En un estado de calma, la producción de calor del cuerpo es generalmente un 25% mayor que la tasa metabólica basal. Se produce por la contracción de los músculos al mantener la postura. La función energética especial de los alimentos permite al cuerpo humano generar calor adicional después de comer. La termogénesis del músculo esquelético es muy variable y muy pequeña en reposo. Durante el ejercicio se genera una gran cantidad de calor; durante el ejercicio suave, su producción de calor puede aumentar de 3 a 5 veces en comparación con los momentos de tranquilidad, y puede aumentar de 10 a 20 veces durante el ejercicio extenuante.
En un ambiente frío, las personas dependen principalmente de los escalofríos para aumentar la producción de calor. Los escalofríos son una manifestación de contracción rítmica involuntaria de los músculos esqueléticos, con un ritmo de 9 a 11 veces/minuto. Los músculos temblorosos aparecen como grupos de descargas grupales de alta amplitud en el electromiograma, que son el resultado de la sincronización de potenciales de acción en diferentes fibras musculares. Los escalofríos se caracterizan por la contracción simultánea de los músculos flexores y extensores, por lo que básicamente no se realiza ningún trabajo, pero se produce mucho calor. Cuando se producen escalofríos, la tasa metabólica puede aumentar de 4 a 5 veces. Cuando el cuerpo es estimulado por el frío, la aparición de escalofríos suele ir precedida de un tono muscular térmico o tensión previa al escalofrío, seguido de un aumento de la tasa metabólica. Más tarde, debido al efecto continuo de la estimulación del frío, se produjeron escalofríos musculares debido a la estimulación de la temperatura del tono muscular y la producción de calor aumentó considerablemente, manteniendo así el equilibrio térmico del cuerpo en un ambiente frío. Las hormonas endocrinas también pueden afectar la producción de calor. La epinefrina y la norepinefrina pueden aumentar la producción de calor rápidamente, pero por un corto tiempo. Las hormonas tiroideas pueden aumentar la producción de calor lentamente, pero duran mucho tiempo. Después de varias semanas en un ambiente frío, la secreción de hormona tiroidea puede aumentar 2 veces y la tasa metabólica puede aumentar entre un 20 y un 30%.
(2) Proceso de disipación de calor
La principal parte de disipación de calor del cuerpo humano es la piel. Cuando la temperatura ambiente es inferior a la temperatura corporal, la mayor parte del calor corporal se disipa a través de la radiación, conducción y convección de la piel. Parte del calor se pierde por la evaporación del sudor de la piel y una pequeña parte del calor también se puede perder por la respiración, la orina y la defecación.
1. Disipación de calor por radiación, conducción y convección
Disipación de calor por radiación: Se trata de una forma de disipación de calor en la que el cuerpo humano transfiere calor a sustancias más frías del mundo exterior. forma de rayos de calor. El calor disipado de esta manera representa una gran proporción (alrededor del 60% del calor total disipado) cuando el cuerpo está en reposo. La disipación de calor por radiación está relacionada con la diferencia de temperatura entre la piel y el medio ambiente y el área de radiación efectiva del cuerpo humano.
Un ligero cambio en la temperatura de la piel dará como resultado un cambio mayor en la disipación del calor por radiación. La superficie de las extremidades es relativamente grande, por lo que juega un papel importante en la disipación del calor por radiación. Cuanto mayor es la diferencia entre la temperatura del aire y la temperatura de la piel, o cuanto mayor es el área de radiación efectiva del cuerpo, más calor se irradia.
Disipación de calor por conducción y convección: La disipación de calor por conducción es una forma de disipación de calor en la que el calor corporal se transfiere directamente a un objeto más frío en contacto con él. El calor de las capas profundas del cuerpo se transfiere a la piel de la superficie del cuerpo mediante conducción y luego directamente a los objetos en contacto con ella, como la cama o la ropa. Sin embargo, dado que estas sustancias son malos conductores del calor, la cantidad de calor corporal que se pierde por conducción no es significativa. Además, la grasa humana también tiene una baja conductividad térmica. Las personas obesas tienen más grasa subcutánea y las mujeres generalmente tienen más grasa subcutánea. Por tanto, disipan menos calor de las capas profundas a la superficie. La aplicación de sustancias aceitosas sobre la piel también puede reducir la pérdida de calor. El agua tiene una alta conductividad térmica. Según este principio, se pueden utilizar bolsas y casquetes de hielo para enfriar a los pacientes con fiebre alta.
La disipación de calor por convección es un método de intercambio de calor a través de un gas o un líquido. Siempre hay una fina capa de aire alrededor del cuerpo humano en contacto con la piel. El calor del cuerpo se transfiere a esta capa de aire. Debido al movimiento constante del aire (convección), el calor corporal se disipa al espacio. La convección es una forma especial de disipación de calor por conducción. El calor perdido por convección se ve muy afectado por la velocidad del viento. Cuanto mayor es la velocidad del viento, más calor se disipa. Por el contrario, cuanto menor es la velocidad del viento, menos calor se disipa.
La cantidad de calor disipado por radiación, conducción y convección depende de la diferencia de temperatura entre la piel y el ambiente. Cuanto mayor es la diferencia de temperatura, mayor es la disipación de calor; cuanto menor es la diferencia de temperatura, menor es la disipación de calor. La temperatura de la piel está controlada por el flujo sanguíneo de la piel. Las características de la circulación sanguínea cutánea son que las arterias distribuidas en la piel pasan a través de tejido aislante (tejido graso, etc.) y forman una red arterial debajo del pezón, los capilares debajo de la piel están anormalmente curvados, formando allí un rico plexo venoso; Hay una gran cantidad de plexos venosos debajo de la piel. Ramas de anastomosis arteriovenosas, estas características estructurales determinan que el flujo sanguíneo de la piel pueda variar dentro de un amplio rango. El mecanismo termorregulador del cuerpo controla el calibre de los vasos sanguíneos de la piel a través del sistema nervioso simpático. Aumente o disminuya el flujo sanguíneo de la piel para cambiar la temperatura de la piel, de modo que la disipación de calor cumpla con los requisitos del equilibrio térmico inferior del cuerpo en ese momento.
En un ambiente caluroso, la tensión del nervio simpático disminuye, las arteriolas de la piel se dilatan, las ramas de la anastomosis arteriovenosa se abren y el flujo sanguíneo de la piel aumenta considerablemente (según los cálculos, el flujo sanguíneo cutáneo total puede alcanzar hasta 12 veces el flujo cardíaco). producción) . Como resultado, se lleva más calor corporal desde las capas profundas del cuerpo a la superficie, lo que aumenta la temperatura de la piel y mejora la disipación del calor.
En un ambiente frío, la tensión del nervio simpático aumenta, los vasos sanguíneos de la piel se contraen, el flujo sanguíneo de la piel disminuye drásticamente y la disipación de calor también se reduce considerablemente. En este momento, la superficie del cuerpo actúa como un aislante, impidiendo que el cuerpo pierda calor. Además, las venas profundas de los miembros inferiores van acompañadas de arterias. Esta estructura anatómica actúa como un sistema de intercambio de calor a contracorriente. Las venas profundas forman una red alrededor de las arterias. La sangre venosa tiene una temperatura baja, mientras que la sangre arterial tiene una temperatura alta. Debido a la diferencia de temperatura, se intercambia calor entre ellos. El resultado del intercambio a contracorriente es que parte del calor llevado hasta el final por la sangre arterial es devuelto a las capas más profundas del cuerpo por la sangre venosa. Esto reduce la pérdida de calor. Si el cuerpo está en un ambiente caluroso, la sangre que regresa al corazón desde la piel es transportada principalmente por las venas superficiales de la piel y el mecanismo de intercambio contracorriente ya no funcionará.
No es fácil lograr la convección en la superficie de la piel cubierta por la ropa y el aire entre las fibras de algodón no fluye fácilmente, lo que favorece la conservación del calor. Es por ello que debemos añadir más ropa para protegernos del frío.
2. Disipación de calor por evaporación A la temperatura del cuerpo humano, la evaporación de 1 g de agua puede hacer que el cuerpo pierda 2,4 kJ de calor. Cuando la temperatura ambiente es de 265438 ± 0 ℃, la mayor parte del calor del cuerpo humano (70) se pierde por radiación, conducción y convección, y una pequeña parte (29) se pierde por evaporación. Cuando aumenta la temperatura ambiente, la diferencia de temperatura entre la piel y el medio ambiente se reduce, la disipación de calor por radiación, conducción y convección disminuye y aumenta el efecto de disipación de calor por evaporación. Cuando la temperatura ambiente es igual o superior a la temperatura de la piel, la radiación, la conducción y la convección no funcionan, y la evaporación se convierte en la única forma de disipar el calor.
La evaporación del cuerpo humano se produce de dos formas: transpiración invisible y transpiración. Incluso si el cuerpo humano está a baja temperatura y no hay secreción de jugo, la piel y el tracto respiratorio constantemente infiltran agua y la evaporan.
Este tipo de evaporación del agua se llama evaporación insensible, y la evaporación del agua de la piel también se llama insensible, es decir, los humanos no perciben este tipo de evaporación del agua y cambia con la actividad de las glándulas jugosas. Cuando la temperatura ambiente es inferior a 30 °C, el agua que no es fácil de evaporar es bastante constante y se evaporan entre 12 y 15 g/h·m2 de agua, la mitad de la cual es agua evaporada del tracto respiratorio. La otra mitad del agua se filtra directamente a través de los espacios de tejido de la piel y se evapora. El volumen de evaporación no sensible del cuerpo humano en 24 horas es de 400 a 600 ml. Los bebés tienen una tasa de evaporación más alta que los bebés, por lo que tienen más probabilidades de deshidratarse gravemente cuando están deshidratados. La evaporación no sensible es una forma muy eficaz de disipar el calor. Algunos animales, como los perros, aunque tienen estructuras de glándulas secretoras, no pueden secretar jugo a altas temperaturas. En este momento, deben aumentar la evaporación y la disipación de calor en el tracto respiratorio mediante el jadeo.
Sudor El jugo secretado por las glándulas sudoríparas se llama sudoración. La sudoración se puede lograr con una secreción evidente de sudor, por lo que la evaporación del jugo también se llama evaporación sensible.
En un estado de silencio, cuando la temperatura ambiente alcanza unos 30°C, la gente empieza a sudar. Si la humedad del aire es alta y hay mucha ropa, la temperatura de 25 ℃ hará que el cuerpo humano sude. Cuando las personas trabajan o hacen ejercicio, pueden sudar incluso si la temperatura es inferior a 20°C, y la cantidad de sudor suele ser mayor.
El contenido de agua en el sudor supone el 99%, mientras que el contenido de sólidos es inferior al 1%. Entre los componentes sólidos, la mayor parte es cloruro de sodio, pero también hay pequeñas cantidades de cloruro de potasio y urea. En comparación con el plasma, las características del sudor son: la concentración de cloruro de sodio es generalmente menor que la del plasma. Las personas que sudan mucho cuando trabajan a altas temperaturas perderán más cloruro de sodio en el sudor, por lo que deben prestar atención a complementar el cloruro de sodio; . La concentración de glucosa en el sudor es casi nula; la concentración de lactato se encuentra principalmente en el plasma y la concentración en proteínas es cero. Los resultados experimentales muestran que cuando las glándulas sudoríparas secretan, la presión en la cavidad secretora alcanza los 37,3 kPa (250 mmHg). Esto demuestra que el sudor no es un simple filtrado de plasma, sino que es secretado activamente por las células de las glándulas sudoríparas. Grandes cantidades de ácido láctico son producto de la entrada de células glandulares en actividad secretora. El sudor recién secretado por las células de las glándulas sudoríparas es isotónico con el plasma, pero cuando fluye a través de la luz de las glándulas sudoríparas, el sodio y el cloruro se reabsorben, por lo que el sudor final descargado es hipotónico. La excreción de sodio en el sudor también está regulada por aldehídos y esteroles. Debido a que el sudor es hipotónico, la deshidratación hipertónica ocurre cuando el cuerpo se deshidrata debido a la sudoración intensa.
La sudoración es una actividad refleja. Las glándulas sudoríparas humanas están controladas por fibras colinérgicas simpáticas, por lo que la acetilcolina puede promover la secreción ecrina. El centro del sudor se distribuye en el sistema nervioso central desde la médula espinal hasta la corteza cerebral. Normalmente es el centro de sudoración del hipotálamo, que probablemente esté ubicado en o cerca del centro termorregulador.
En un ambiente cálido, las glándulas ecrinas de varias partes del cuerpo secretan sudor, lo que se denomina sudor caliente. Los principales factores que causan el sudor caliente son: ① Un ambiente cálido estimula los receptores de la peste en la piel y el impulso se transmite al centro de sudoración, provocando sudoración refleja. ② Un ambiente cálido calienta la sangre en la piel y la sangre caliente; Fluye al hipotálamo para sudar. Las neuronas centrales sensibles al calor pueden provocar sudoración. El significado fisiológico del sudor caliente es disipar el calor. Si se evaporan 1,7 litros de sudor por hora, el calor corporal se disipa alrededor de 4200 kJ. Pero si el sudor se escurre o se limpia sin evaporarse, no se produce evaporación ni disipación de calor.
La tasa de sudoración se ve afectada por la temperatura ambiente y la humedad. Cuanto mayor es la temperatura ambiente, más rápido sudas. Si permanece en un ambiente caluroso durante demasiado tiempo, su tasa de sudoración disminuirá significativamente debido a la fatiga de las glándulas sudoríparas. La humedad es alta, el sudor no es fácil de evaporar, el calor corporal no es fácil de evaporar y el calor corporal no es fácil de disipar. Además, cuando la velocidad del viento es alta, el sudor se evapora fácilmente y disipa el calor fácilmente, lo que reduce la tasa de sudoración.
La intensidad del trabajo también afecta la tasa de sudoración. Cuanto más intenso es el trabajo, más calor se genera y más sudor se produce.
La sudoración causada por estrés mental o excitación emocional se llama sudoración mental. Se encuentra principalmente en palmas, plantas y axilas. El sistema nervioso central para la sudoración mental puede estar en el área motora de la corteza cerebral. La sudoración mental tiene poco efecto sobre la termorregulación.
En tercer lugar, la regulación de la temperatura corporal
Los animales de sangre caliente, incluidos los humanos, tienen un mecanismo completo de regulación de la temperatura corporal. Cuando la temperatura del ambiente externo cambia, la temperatura corporal permanece relativamente estable ajustando el proceso de producción de calor y el proceso de disipación de calor.
Por ejemplo, en un ambiente frío, el cuerpo aumenta la producción de calor y reduce la disipación de calor; en un ambiente cálido, el cuerpo disminuye la producción de calor y aumenta la disipación de calor, manteniendo así la temperatura corporal relativamente estable. Este es un proceso regulatorio complejo que involucra un dispositivo sensor de temperatura que detecta los cambios de temperatura y transmite información de temperatura al centro termorregulador a través de vías de conducción relevantes. Después de la integración central, regula el flujo sanguíneo de la piel, los músculos erectores del pelo y la actividad de las glándulas sudoríparas a través del sistema nervioso autónomo. Regula la actividad del músculo esquelético, como los temblores, a través de los nervios somáticos; cambia la tasa metabólica del cuerpo a través del sistema endocrino.
La termorregulación es un ejemplo de sistema de control automático biológico. Como se muestra en la figura 7-8, el centro termorregulador hipotalámico, incluidas las neuronas de punto de ajuste, pertenece al sistema de control. La información que envía controla las actividades de sistemas controlados en órganos productores de calor, como el hígado y los músculos esqueléticos, y órganos que disipan calor, como la piel, los vasos sanguíneos y las glándulas sudoríparas. y mantener el objeto controlado: la temperatura corporal profunda en un nivel estable. Sin embargo, la temperatura corporal variable de salida siempre se verá interferida por factores ambientales internos y externos (como el movimiento del cuerpo o cambios en los factores climáticos ambientales externos, como la temperatura, la humedad, la velocidad del viento, etc.). pasa a través del detector de temperatura-piel y los termorreceptores profundos (incluidos los termorreceptores centrales) retroalimentan hasta el punto de ajuste. Después de integrar el centro de regulación de temperatura y ajustar las actividades del sistema controlado, el equilibrio térmico del cuerpo aún se puede establecer en las condiciones actuales para lograr el efecto de estabilizar la temperatura corporal.
(1) Termorreceptores
Los receptores sensibles a la temperatura se denominan termorreceptores y se dividen en termorreceptores periféricos y termorreceptores centrales.
Los termorreceptores periféricos se encuentran en la piel, las mucosas y los órganos internos del ser humano. Los termorreceptores se pueden dividir en receptores de frío y receptores de calor, los cuales son terminaciones nerviosas libres. Cuando la temperatura de la piel aumenta, se excitan los receptores de calor y cuando la temperatura de la piel baja, se excitan los receptores de frío. Del registro de los impulsos de los termorreceptores se puede ver que la frecuencia de impulso de los termorreceptores y de los receptores de frío es máxima a 28°C, mientras que la frecuencia de impulso de los termorreceptores es máxima a 43°C. A medida que la temperatura de la piel se desvía de estas dos temperaturas, la frecuencia de los pulsos de ambos receptores disminuye gradualmente. Además, el sensor de temperatura es más sensible a la tasa de cambio de la temperatura de la piel.
Los órganos internos también tienen receptores de temperatura. Alguien enterró un calentador eléctrico en la cavidad abdominal de la oveja y lo calentó a 43-44°C. Se observó un rápido aumento en la frecuencia respiratoria de las ovejas y una pérdida de calor por evaporación. Después de 3-5 minutos de calentamiento, el animal comienza a jadear, lo que provoca que baje la temperatura hipotalámica. Esto muestra que el aumento de la temperatura visceral puede provocar una reacción evidente de disipación de calor.
Los termorreceptores centrales se encuentran en la médula espinal, el bulbo raquídeo, la formación reticular del tronco encefálico y el hipotálamo.
El hipotálamo anterior de un conejo, gato o perro anestesiado o no anestesiado se calienta o enfría a través de un dispositivo (tubo termostático) para cambiar la temperatura del tejido cerebral. Se descubrió que el calentamiento del hipotálamo anterior (PO/AH) en el área preóptica puede causar reacciones de disipación de calor como jadeo y sudoración en los animales, mientras que el enfriamiento local puede causar una mayor producción de calor, lo que indica que el propio PO/AH puede regular los dos. opuestos de disipación de calor y producción de calor. Se utilizaron métodos electrofisiológicos para registrar la presencia de neuronas sensibles a la temperatura y neuronas sensibles al frío en PO/AH. La frecuencia de descarga del primero aumenta con el aumento de la temperatura local, y la frecuencia de descarga del segundo aumenta con la disminución de la temperatura del tejido cerebral. Los experimentos han demostrado que cuando la temperatura del tejido cerebral local cambia en 0,1 ° C, la frecuencia de activación de estas dos neuronas sensibles a la temperatura se reflejará y no se producirá ningún fenómeno de adaptación.
En la médula espinal también hay neuronas sensibles a la temperatura. Enfriar el cuello, el cordón torácico o el cordón toracolumbar de perros ligeramente anestesiados provocará vasoconstricción de la piel, escalofríos y otras reacciones termorreguladoras. En este momento, si se corta la raíz posterior de la parte enfriada o se corta la médula espinal en una posición alta, la reacción vascular y los escalofríos no desaparecerán. El calentamiento de la médula espinal provoca la dilatación de los vasos sanguíneos cutáneos, la supresión de la fiebre, las sibilancias y la respiración, y la supresión de los escalofríos. Además, se dice que las neuronas ascendentes de la médula espinal que conducen la información sobre la temperatura discurren por la médula fibrosa anterior, que envía información al PO/AH.
También hay neuronas sensibles a la temperatura en el bulbo raquídeo. La información de temperatura entrante de la piel, la médula espinal y el mesencéfalo se acumula en las neuronas sensibles a la temperatura en el bulbo raquídeo; el bulbo raquídeo también recibe información de PO/AH y transmite información a PO/AH.
La formación reticular del tronco del encéfalo también tiene neuronas que responden a los cambios de temperatura locales. Estas neuronas reciben información de temperatura de la piel y la médula espinal y transmiten la información de temperatura a PO/AH.
(2) Centro de termorregulación
Según experimentos de resección cerebral segmentada en varios animales de sangre caliente, se encontró que después de la resección de la corteza cerebral y parte de las estructuras subcorticales, como Mientras el cerebro debajo del hipotálamo se mantenga La estructura nerviosa está intacta y el animal puede tener ciertas deficiencias en el comportamiento, pero aún tiene la capacidad de mantener una temperatura corporal constante. Si el hipotálamo sufre más daños, el animal ya no tiene la capacidad de mantener una temperatura corporal relativamente constante. Estos hechos indican que el centro básico para regular la temperatura corporal es el hipotálamo. Experimentos como la destrucción parcial del hipotálamo o la estimulación eléctrica han demostrado que cuando se destruye PO/AH, la respuesta de disipación de calor desaparece y la temperatura corporal aumenta. La estimulación provocará una respuesta de disipación de calor y se suprimirán los escalofríos, pero se destruirá la parte posterior del hipotálamo, la temperatura corporal descenderá y se suprimirá la respuesta antipirética; Con base en esto, se concluye que el hipotálamo anterior es el centro de disipación de calor y el hipotálamo posterior es el centro de producción de calor. Sin embargo, ambos métodos experimentales son relativamente toscos, por lo que las conclusiones obtenidas no son consistentes con los resultados observados por métodos experimentales finos.
Como se mencionó anteriormente, PO/AH tiene neuronas sensibles al calor y neuronas sensibles al frío, que regulan las respuestas de disipación y producción de calor, respectivamente. Hay dos tipos similares de neuronas en las células cerebrales fuera del hipotálamo. No parece haber centros de calefacción y refrigeración claramente definidos. La termorregulación implica múltiples entradas de información de temperatura y múltiples respuestas eferentes del sistema y, por lo tanto, es una integración central de alto nivel. Área preóptica: se supone que el hipotálamo anterior es el sitio fundamental de regulación de la temperatura. Las neuronas sensibles al calor y al frío del hipotálamo anterior no sólo detectan cambios de temperatura en sus ubicaciones, sino que también pueden integrar la información de temperatura entrante. Por lo tanto, cuando cambia la temperatura del ambiente externo, la información sobre el cambio de temperatura se puede transmitir a los nervios a lo largo del cuerpo a través de la médula espinal mediante la estimulación de los receptores de temperatura y frío de la piel, y luego llega al centro de regulación de temperatura del hipotálamo. ② Los cambios en la temperatura externa pueden Provoca cambios profundos de temperatura a través de la sangre y afectan directamente al hipotálamo anterior. ③ Los termorreceptores centrales fuera de la médula espinal y el hipotálamo también transmiten información sobre la temperatura al hipotálamo anterior. Mediante la integración del hipotálamo anterior y otras partes del centro, la temperatura corporal se regula a través de las tres vías siguientes: ① regulando la respuesta vasomotora de la piel y la secreción de las glándulas sudoríparas a través del sistema nervioso simpático; ② cambiando la actividad de los músculos esqueléticos; Nervios somáticos, como en ambientes fríos. ③La tasa metabólica del cuerpo está regulada por cambios en las actividades de secreción hormonal de la tiroides y la médula suprarrenal. Algunas personas creen que la excitación de los receptores de temperatura de la piel regula principalmente la actividad vasomotora de la piel y los cambios del flujo sanguíneo en la temperatura profunda regulan principalmente la sudoración y la actividad del músculo esquelético; A través del complejo proceso de ajuste anterior, el cuerpo puede mantener una temperatura corporal relativamente estable cuando cambia la temperatura externa.
Teoría del punto de ajuste Esta teoría cree que la regulación de la temperatura corporal es similar a un termostato. Hay un punto de ajuste en PO/AH, que es un valor específico (como 37 °C). Si se desvía del valor especificado, el sistema de retroalimentación envía la información de desviación al sistema de control, que luego se ajusta para mantener constante la temperatura corporal. En general, se cree que las neuronas sensibles a la temperatura en PO/AH pueden desempeñar un papel decisivo en la termorregulación. Por ejemplo, esta teoría cree que la fiebre causada por bacterias es el resultado de la acción de los pirógenos que hacen que el umbral de las neuronas sensibles al calor aumente y el punto de ajuste se mueva hacia arriba (como 39°C). Por lo tanto, la reacción febril comienza con la reacción generadora de calor, como escalofríos y escalofríos, y la reacción de disipación de calor no ocurre hasta que la temperatura corporal supera los 39°C. Mientras no se eliminen los factores que causan el calor, los dos procesos de producción y disipación de calor continuarán manteniendo un equilibrio en este nuevo nivel de temperatura corporal. Cabe señalar que la fiebre no obstaculiza la función de regulación de la temperatura corporal. Sólo porque el punto de ajuste se mueve hacia arriba, la temperatura corporal se ajusta al nivel de fiebre.
El papel de las monoaminas en la regulación de la temperatura corporal. Las terminales nerviosas del hipotálamo de los mamíferos relacionadas con la regulación de la temperatura corporal son ricas en monoaminas. A principios de la década de 1960, experimentos con perros, gatos y monos demostraron que la infusión de 5-carboxitriptamina en los ventrículos cerebrales del animal o su microinyección en el hipotálamo aumentaba la temperatura corporal del animal, acompañada de vasoconstricción y escalofríos. La metilrenina puede reducir la temperatura corporal de los animales; entre 0,5 y 2°C, acompañado de vasodilatación periférica. Sobre la base de tales experimentos, se propuso la teoría de las monoaminas para regular la temperatura corporal, creyendo que el equilibrio dinámico de la 5-carboxitriptamina y la norepinefrina puede mantener una temperatura corporal constante. Sin embargo, actualmente se cree que estas dos sustancias sólo pueden regular la actividad del centro termorregulador y no desempeñan ningún papel decisivo en el mantenimiento de un nivel constante de temperatura corporal.