MUNI MED TERMOREGULACE Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU Endotermní (teplokrevní) vs. ektotermní (studenokrevní) živočichové Arktická (20° - 40°C) vs. tropická (22° - 27°C voda, 32° - 35°C) zvířata m u r j i Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU MED Teplota - homeostatický parametr Úžeh Teplota těla (°C) Symptomy 28 Svalové potíže 30 Ztráta termoregulačních schopností 33 Ztráta vědomí 37 Fyziologická teplota 42 Selhání CNS funkcí 44 Smrt* Těžká práce, horečka Normální teplota těla (36,3-37, rC) Ztráta vědomí Selhání kosterních svalů, komorová fibrilace 3 Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU Tělesné jádro vs. obal - homeotermní vs. poikilotermní - Teplota tělesného jádra -udržována v (úzkém) rozmezí Kožní teplota (obal) - proměnlivá (teplota jádra, okolní prostředí) Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU Adopted from: K.S. Saladin, Anatomy & Physiology—The Unity of Form and Function, 8th ed. (McGraw-Hill, 2018) Variabilita teploty tělesného jádra - Cirkadiální kolísání - Cirkamensální rytmus (u žen od puberty do menopausy) 5 Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU 9 12 15 Time of Day 16 21 24 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 : í. : 2 2 1 1 1 1 1 1 t 1 1 1 1 1 1 1 1 1 • 1 1 1 1 i 1 1 ■ 1 99 98 % 99 9S % 93 % 96 % 98 99 99 96 98 < 98 98 98 98 96 9c 98 98 98 N 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 3 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 \ 8 ■ ■ • ■ ■ ■ ■ ■ • ■ 7 • • • ■ ■ • ■ ■ ■\ < • • ■ •: ■ ■ ■ 1 ■ • ■ ■ ■ ■ ■ • •: 5 5 5 5 5 ■j 5 15 5 5 5 '■' 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 I 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 \ 3 3 3 3 3 3 3 ?> k3 3 J 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 :• 3 : 2 2 2 2 . 2 2 2 2/ 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 i 1 1 1 1 t 1 t 1 1 1 1 i W i 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 •• 9 9 9 9 9 9 1 • • • • 1 ■ • 9999999999999 i 11 11 11 U n, 1/ i ; n /ii 71 77 n 74 |2S|26|27|2S|29 i ED Variabilita teploty tělesného jádra Sezónní variabilita (cirkanuální rytmus) - Stárnutí 37.0 e CL E o QJ 36.0 ü^jSumrrer Winter 12 Hours 16 20 24 6 Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU m u r j i ED Jemná rovnováha teploty jádra přIjem tepla ZTRÁTY TEPLA PRODUKCE TEPLA výdej tepla 7 Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU muni MED Teplo vs. teplota -Teplo [J] - (tepelná) energie přenášena mezi tělesy (odevzdávána nebo přijímána) - Teplota [K, °C, °F] - míra obsahu tepelné energie; střední kinetická energie částic (molekul, iontů) 8 Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU muni MED Přenos tepla uvnitř organismu - primárně KONVEKCE - médium = krev - v menší míře KONDUKCE • Vnitřní proudění tepla (mezi vnitřními orgány a kůží) • Vnější proudění tepla - výdej tepla 9 Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU muni MED Produkce tepla - Metabolismus: metabolický obrat ~ produkce tepla (10% BM odpovídá +1°C) - Fyzická aktivita (svalová kontrakce) - klid vs. práce (podíl svalstva při práci až 70-90%) - Postprandiální termogeneze (příjem potravy) - Třesová termogeneze (volní a mimovolní třesová t.) - Netřesová termogeneze (hnědá tuková tkáň) 10 Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU muni MED Příjem a ztráty tepla - „pasivní" procesy - RADIACE (záření, sálání, IR, „bezdotykové" sdílení tepla) - KONVEKCE (proudění) - KONDUKCE (vedení do okolí, nutný dotyk) - Závisí na teplotním gradientu povrch těla (kůže) - okolní prostředí 11 Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU muni MED Výdej tepla (aktivní ztráty) -EVAPORACE - perspiratio sensibilis = produkce potu (1 I odpařeného potu = - 2 428 kJ) - perspiratio insensibilis = difúze vody přes kůži a sliznice - (RADIACE) - (KONDUKCE) - (KONVEKCE) 12 Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU muni MED Termoregulace - Všechny procesy směřující k udržení teploty jádra v požadovaném rozmezí - Termoregulační chování - Sociální termoregulace 13 Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU muni MED Aferentace - Centrální termoreceptory - teplota mozku - Teplotně citlivé neurony v předním hypotalamu (area preoptica) - Periferní termoreceptory - kožní teplota - TRP kanály max . f f Ol & cc 5 2 ž a f . JO M e E ■ 14 Marie Nováková, Fyziologický ústav i_r —I-1-1— 20 30 40 Temperature ("C) Adopted from:: https://doi.org/10.1016/bs.pmbts.2015.01.002 muni ED Termoregulační centrum - Přední HYPOTALAMUS (area preoptica) - Integrace aferentních informací - Modifikace eferentních drah (vegetativní, somatické) - ovlivnění efektorů - „set-poinť vs. prahová teplota pro efektorové systémy 15 Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU muni MED Efektorové systémy termoregulace - Chování - Kožní cirkulace - Potní žlázy - Kosterní svaly (volní pohyby, třesová termogeneze) - Horipilace (piloerekce) - Hnědá tuková tkáň (netřesová termogeneze) 16 Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU M u Ni MED Chladem indukované mechanismy - Strategie: snížit ztráty tepla - Chování: snížit tělesný povrch, tepleji se obléct - Vazokonstrikce v kůži, horipilace - Inhibice pocení - Strategie: zvýšit produkci tepla - Kosterní sval: častější volní pohyby (chování), třes - Netřesová termogeneza (hnědá tuková tkáň, NA, (33R, lipolýza, exprese lipoproteinlipázy a termogeninu, rozpojení dýchacího řetězce, UCP1) - Hlad (zvýšení příjmu potravy) mu n i 17 Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU . . _ _ Teplem indukované mechanismy - Strategie: zvýšit ztráty/výdej tepla - Kožní vazodilatace - Zvýšené pocení (evaporace) - Zvýšená ventilace - Strategie: snížit produkci tepla - Chování: vyhledání stínu, lehké oblečení - Neaktivita, apatie - Ztráta chuti k jídlu (snížený apetit) mu n i 18 Marie Nováková, Fyziologický ústav LF MU ., _ n