11.3 : Temperatura ciała

Temperatura ciała, mierzona w stopniach, zależy od równowagi pomiędzy wytwarzaniem ciepła i jego rozpraszaniem do otaczającego środowiska. Na przykład, jeśli ćwiczysz energicznie, organizm wytworzy więcej ciepła, powodując pocenie się i rozpraszając to ciepło. Pomimo ekstremalnych warunków środowiskowych i wysiłku fizycznego, ludzki system kontroli temperatury utrzymuje stałą temperaturę ciała (temperaturę tkanek głębokich, czyli tkanek znajdujących się pod skórą i innych tkanek powierzchniowych). Natomiast temperatura powierzchni zmienia się w zależności od krążenia krwi w skórze i stopnia rozpraszania ciepła.

Ciepło jest wytwarzane w wyniku procesów metabolicznych w podstawowych tkankach organizmu, przekazywane na powierzchnię skóry poprzez krążącą krew, a następnie uwalniane do środowiska. Temperatura wewnętrzna ciała zazwyczaj waha się od 36,0°C (97,0°F) do 37,5°C (99,5°F), czyli jest zwykle wyższa niż temperatura powierzchniowa ciała. Temperaturę rdzenia mierzy się zwykle w okolicy bębenka (ucha) lub odbytnicy za pomocą metod nieinwazyjnych, takich jak termometry na podczerwień, lub inwazyjnych urządzeń monitorujących, takich jak termopary. Urządzenia te mogą również mierzyć temperaturę w przełyku, tętnicy płucnej lub pęcherzu. Temperaturę powierzchniową ciała mierzy się w jamie ustnej (podjęzykowej), pod pachami (pod pachami) i na powierzchni skóry, stosując takie metody, jak termometry doustne lub pachowe lub kamery termowizyjne.

Termoregulacja, delikatna równowaga pomiędzy utratą ciepła a jego wytwarzaniem, to złożony proces utrzymywany przez mechanizmy fizjologiczne i behawioralne. Podwzgórze, mały, ale potężny organ położony pomiędzy półkulami mózgu, odgrywa kluczową rolę w regulowaniu temperatury ciała poprzez wykrywanie nawet niewielkich wahań temperatury. Na przykład przedni podwzgórze kontroluje utratę ciepła poprzez pocenie się, rozszerzenie naczyń (rozszerzenie naczyń krwionośnych) i hamowanie wytwarzania ciepła, aby ułatwić jego rozpraszanie. Kiedy temperatura wewnętrzna wzrasta, przekierowuje przepływ krwi do żył powierzchniowych, aby zoptymalizować uwalnianie ciepła, ukazując działające mechanizmy.

I odwrotnie, gdy tylny podwzgórze wykryje temperaturę ciała poniżej wartości zadanej, aktywuje mechanizmy oszczędzania ciepła. Na przykład organizm będzie próbował oszczędzać ciepło na zewnątrz podczas zimnej pogody. Zwężenie naczyń zwęża naczynia krwionośne, zmniejszając przepływ krwi do skóry i kończyn, minimalizując w ten sposób utratę ciepła. Jeśli potrzebne jest dalsze oszczędzanie ciepła, wyzwalane są dobrowolne skurcze mięśni i dreszcze w celu wytworzenia ciepła.

Produkcja i straty ciepła:

Produkcja ciepła jest fascynującym produktem ubocznym metabolizmu, reakcji chemicznych zachodzących we wszystkich komórkach organizmu. Na te reakcje może wpływać kilka czynników, takich jak działania, które je nasilają, podnoszą tempo metabolizmu i wytwarzanie ciepła. I odwrotnie, wolniejszy metabolizm wytwarza mniej ciepła. Ciepło jest generowane podczas odpoczynku, dobrowolnych ruchów, mimowolnych dreszczy i termogenezy bez dreszczy poprzez skurcz mięśni pilomotorycznych, co prowadzi do piloerekcji lub „gęsiej skórki”, aby zminimalizować utratę ciepła. Ta różnorodność metod wytwarzania ciepła ukazuje złożoność ludzkiego ciała.

Skóra jest głównym miejscem utraty ciepła, gdzie ciepło z krążącej krwi przenosi się na powierzchnię skóry. W tym przypadku zastawki tętniczo-żylne — połączenia między tętniczekami i żyłkami bezpośrednio pod skórą — mogą się otwierać, aby umożliwić ucieczkę ciepła, lub zamykać się, aby je zatrzymać. Ciągła utrata ciepła przez skórę następuje poprzez promieniowanie, przewodzenie, konwekcję i parowanie, na które wpływa struktura skóry i otaczające ją środowisko.