Het menselijk lichaam is een samenhangend systeem waarin alles tot in de puntjes is uitgedacht. We hebben het vooral over het opwekken van warmte door de mens.
Wat is thermoregulatie?
Het menselijk lichaam is 'uitgerust' met een fysiologisch systeem van thermoregulatie. Het is een reeks fysiologische mechanismen die de lichaamstemperatuur regelen. Dankzij dit systeem wordt een constante optimale temperatuur in het lichaam gehandhaafd, ongeacht de omgeving. Er zijn twee soorten thermoregulatie:
- chemisch (geassocieerd met de vorming van warmte);
- fysiek (geassocieerd met warmteverlies).
Waar komt warmte vandaan?
Wanneer iemand voedsel eet, valt het uiteen in eiwitten, vetten en koolhydraten. Voedselsubstanties worden geoxideerd en geven daardoor de beschikbare energie vrij. Door deze energie te besteden, verandert het lichaam het in warmte.
Voor het grootste deel vindt warmteontwikkeling plaats in de spierweefsels van het lichaam. Zelfs als je helemaal niet beweegt, stopt dit proces niet. Alleen de intensiteit kan veranderen. Zo verhoogt normaal lopen in vergelijking met een rusttoestand de warmteproductie met 60-80%. Naast spieren nemen organen deel aan de vorming van warmte.
Omdat warmte continu wordt gegenereerd, moet het lichaam op de een of andere manier zijn overtollige energie kwijtraken. Anders zou de lichaamstemperatuur binnen enkele uren zo sterk stijgen dat alle systemen niet meer functioneerden. Hiervoor is warmteoverdracht. Het opwekken en vrijgeven van warmte zijn complexe processen die worden aangestuurd door speciale mechanismen in het menselijk lichaam.
Omdat het lichaam alle processen van vorming en afgifte van warmte zorgvuldig controleert, heeft het lichaam een stabiele temperatuur. Warmteoverdracht gebeurt op verschillende manieren: straling, verwarming van de omgeving, uitademing van lucht, zweten, etc.
Chemische thermoregulatie
Chemische thermoregulatie is verantwoordelijk voor het wijzigen van de intensiteit van de warmteproductie in overeenstemming met de omgevingsomstandigheden. Met andere woorden, de luchttemperatuur beïnvloedt de stofwisseling in het menselijk lichaam. Als het koeler wordt, begint het lichaam actiever warmte te genereren om de stabiliteit van de lichaamstemperatuur te garanderen.
Omdat de meeste warmte afkomstig is van spierwerk, begint het lichaam te trillen wanneer iemand koud is. Dit is een normale reactie die wordt veroorzaakt door irritatie van de huidreceptoren. Lage luchttemperatuur dient als een bron van opwinding voor hen, die op zijn beurt als signaal naar het centrale zenuwstelsel (CNS) wordt gestuurd - het is tijd om de warmteproductie te verhogen. Het centrale zenuwstelsel activeert een verbeterde samentrekking van de spieren en zo ontstaan er koude rillingen. Dit is dus een natuurlijke reflex van het lichaam, gericht op het verbeteren van de stofwisseling en het verhogen van de warmte. Zelfs als een persoon niet actiever begint te bewegen om warm te blijven, zal chemische thermoregulatie het voor hem doen.
Bij benadering werkt thermoregulatie ook in de tegenovergestelde richting. Als de kamer warm genoeg is, hoeft het lichaam niet te overwerken - het metabolisme vertraagt.
Interessant feit: organen in de buikholte vormen ook een grote hoeveelheid warmte. We hebben het vooral over de nieren en de lever. Dit werd ontdekt door de temperatuur van het bloed te meten. Het bleek dat het bloed dat uit de lever zwelt een hogere temperatuur heeft dan het bloed dat stroomt. Bovendien is de temperatuur van de organen zelf 1-2 graden hoger dan de normale lichaamstemperatuur.
Fysieke thermoregulatie
Fysieke thermoregulatie is verantwoordelijk voor de intensiteit van de warmteoverdracht, afhankelijk van de omgevingsomstandigheden. Dit mechanisme werkt het tegenovergestelde van de chemische stof. Als de luchttemperatuur stijgt, neemt de warmteoverdracht toe. Als het kouder wordt, geeft het lichaam niet zo actief warmte af. Hierdoor kan hij de juiste balans behouden.
Methoden voor warmteoverdracht als percentage:
- straling - 44%;
- warmtegeleiding (verwarming van omgevingslucht) - 31%;
- vervaldatum - 12%;
- zweten - 10%;
- andere processen - 3%.
Wanneer het lichaam warmte uitstraalt, verwarmt het de omringende lucht en objecten op afstand. En tijdens de hitte worden objecten die de persoon aanraakt warm.
Hoe verandert de warmteoverdrachtssnelheid?
Een grote rol in dit proces wordt gespeeld door bloedvaten. Bij lage omgevingstemperaturen worden ze smaller, bij hoge - ze zetten uit. Wanneer het lichaam koud aanvoelt en er een vernauwing van de bloedvaten optreedt, wordt de bloedstroom verminderd. Daarom wordt de huid bij koud weer bleek. Warmte wordt gegeven in minder.
Als de lucht warm of heet is, treedt vaatverwijding op, stroomt het bloed naar het oppervlak van het lichaam en krijgt de huid een roodachtige tint. Op dit moment wordt er meer warmte afgegeven. Warmteoverdracht volgens dit principe vindt plaats wanneer de lichaamstemperatuur hoger is dan de luchttemperatuur. Dus als het verschil tussen deze indicatoren klein is, geeft het lichaam een minimum aan warmte af. Bijvoorbeeld bij extreme hitte.
In dit geval komt zweten te hulp, anders zou het lichaam oververhit raken. Dit is vooral belangrijk als de omgevingslucht erg heet is. Hoe warmer de omgeving, hoe meer zweet er vrijkomt.
Interessant feit: als een persoon in een constant warm klimaat leeft, werken bijna alle bovengenoemde processen in zijn lichaam niet, behalve zweten. Dit komt door het feit dat de luchttemperatuur daar stabiel boven de 37 graden is - het lichaam ontvangt de bijbehorende signalen niet. Maar zweten in grote hoeveelheden (tot 4,5 liter per dag) helpt oververhitting te voorkomen.
Ziekte-thermoregulatie
Er zijn situaties waarin het natuurlijke proces van thermoregulatie wordt verstoord. Met name bij verschillende ziekten. Tegelijkertijd spreken ze van het verschijnen van koorts, waarvan de oorzaak speciale stoffen zijn - pyrogenen. Ze kunnen door het lichaam zelf worden ontwikkeld of erin komen vanuit de externe omgeving - verschillende microben, gifstoffen, enz. Maar het is belangrijk om te begrijpen dat externe pyrogenen alleen geen temperatuurverhoging veroorzaken - dit is de reactie van interne pyrogenen op hun uiterlijk in het lichaam.
Welk orgaan is verantwoordelijk voor de lichaamstemperatuur?
Deze stoffen tasten een van de delen van de hersenen aan, de hypothalamus (een deel van het diencephalon), waar het centrum van de thermoregulatie zich bevindt. Hierdoor begint het lichaam de normale temperatuur als te laag te ervaren en begint het te stijgen. De verhouding tussen warmteontwikkeling en het rendement wordt geschonden.
Door de temperatuur te verhogen, 'kalmeert' het lichaam, omdat het gelooft dat het evenwicht is hersteld en dat zijn functie is vervuld. Zolang pyrogenen in het lichaam aanwezig zijn, blijft koorts stabiel. Tegelijkertijd wordt warmte gevoeld - de vaten zetten uit. Dezelfde principes zijn van toepassing als in normale toestand. Zodra een persoon herstelt, wordt het lichaam weer normaal en wordt de thermoregulatie ook beter.
Er wordt aangenomen dat koorts bij een ziekte goed is, omdat dit is hoe het lichaam tegen de ziekte vecht. Maar er is geen betrouwbaar bewijs voor. Hoogstwaarschijnlijk vindt verwarming plaats om alle bronnen te mobiliseren en de verspreiding van bacteriën te voorkomen.
De processen van warmteontwikkeling en -afgifte in het lichaam zijn nauw met elkaar verbonden en worden gecontroleerd door het fysiologische systeem van thermoregulatie. Zijn taak is het handhaven van een stabiele, normale lichaamstemperatuur, ongeacht de omgevingsomstandigheden. Het lichaam produceert warmte door de productie van voedsel en de afbraak ervan in eiwitten, vetten en koolhydraten. De meeste warmte wordt opgewekt in de spieren en organen. Warmteoverdracht vindt op verschillende manieren plaats - door straling, geleiding, zweten, uitademing, etc.
