Kde se nachází centrum termoregulace?

Termoregulační centrum – Jedná se o důležitou část mozku zodpovědnou za udržování stálé teploty lidského těla. Řídí procesy výroby tepla a přenosu tepla a poskytuje optimální podmínky pro normální fungování všech orgánů a systémů těla.

Termoregulační centrum se nachází v hypotalamu, důležité oblasti mozku umístěné v jeho spodní části. Hypotalamus je propojen s nervovým a endokrinním systémem těla, řídí metabolismus, chuť k jídlu, produkci hormonů a mnoho dalšího.

Uvnitř hypotalamu se nachází jedinečná struktura – jádro hypotalamu. Dělí se na dvě části: zadní a přední jádro. Zadní jádro je zodpovědné za produkci a uvolňování tepla a přední jádro řídí procesy produkce a udržení tepla.

Termoregulační centrum v hypotalamu

Termoregulační centrum v hypotalamu má schopnost rozpoznat změny vnější a vnitřní teploty. Při zvýšení tělesné teploty hypotalamus aktivuje ochlazovací mechanismy těla a při poklesu teploty aktivuje mechanismy k jejímu zvýšení.

Hypotalamus přijímá informace o tělesné teplotě z receptorů umístěných v kůži, cévách, gastrointestinálním traktu a dalších orgánech. Hypotalamus také dostává informace o teplotě krve přicházející z periferních tkání.

Hypotalamus analyzuje přijatá data a v případě potřeby dává signál cévám a žlázám těla, aby změnily svou funkci. Například, když teplota stoupá, hypotalamus může způsobit uvolnění cév, intenzivní pocení a zvýšené dýchání, aby se tělo ochlazovalo.

Termoregulační centrum v hypotalamu zajišťuje, že tělesná teplota zůstává konstantní v celé řadě podmínek, ať už jde o chladné zimy nebo horká léta. Díky hypotalamu se dokážeme přizpůsobit změnám teploty prostředí a udržovat optimální teplotu pro normální fungování těla.

Role hypotalamu v termoregulaci:
– Když se tělesná teplota zvýší, hypotalamus způsobí, že se kožní cévy rozšíří, aby se zvýšil odvod tepla z těla přes povrch kůže.
– Hypotalamus aktivuje mechanismus pocení, který také pomáhá ochlazovat tělo.
– Hypotalamus může způsobit chvění svalů, aby produkovaly teplo a zvýšily tělesnou teplotu.
– Když teplota klesne, hypotalamus stimuluje kontrakci krevních cév v kůži, aby se snížily tepelné ztráty. Dokáže také aktivovat mechanismy, které zvyšují tvorbu a udržení tepla v těle.

Anatomie hypotalamu a jeho role v termoregulaci

Hypotalamus se skládá z několika jader – skupin nervových buněk, z nichž každá plní specifické funkce. Jedním z nejdůležitějších jader hypotalamu spojených s termoregulací je anterolaterální (LOA) jádro. Specializuje se na zjišťování změn okolní a tělesné teploty. Když teplota stoupá nebo klesá, toto jádro se aktivuje a spouští mechanismy zaměřené na udržení normální tělesné teploty.

Hypotalamus je propojen i s dalšími částmi mozku, které se podílejí na termoregulaci. Prostřednictvím sítě nervových spojení ovládá hypotalamus další orgány a systémy těla, včetně kůže, oběhového systému a regulačních center v mozkových hemisférách. Hraje tedy rozhodující roli při udržování normální tělesné teploty a přizpůsobování těla měnícím se podmínkám prostředí.

Úloha periferního nervového systému v termoregulaci

Periferní nervový systém hraje důležitou roli v termoregulaci lidského těla. Skládá se ze dvou hlavních složek: senzorických nervů a eferentních nervů.

Senzorické nervy jsou nervová zakončení, která se nacházejí v různých částech těla a reagují na změny teploty. Při změně teploty prostředí nebo vnitřního prostředí těla přenášejí senzorické nervy signály do mozku.

Centrem termoregulace v mozku je hypotalamus, malá oblast umístěná v hlubokých strukturách mozku. Hypotalamus přijímá informace ze smyslových nervů a reguluje tělesné funkce, aby udržoval optimální teplotu.

Eferentní nervy přenášejí signály z hypotalamu do různých orgánů a tkání, aby změnily produkci tepla nebo tepelné ztráty. Například, když se tělo přehřeje, eferentní nervy stimulují potní žlázy, aby produkovaly pot a ochlazovaly pokožku.

Kromě toho se periferní nervový systém podílí na regulaci dilatace a konstrikce krevních cév, což také pomáhá udržovat normální tělesnou teplotu.

Periferní nervový systém tak hraje důležitou roli v termoregulaci, zajišťuje adaptaci těla na změny okolní teploty a udržuje optimální teplotu uvnitř těla.

Regulace teploty periferního nervového systému a kůže

Periferní nervový systém hraje důležitou roli v regulaci teploty kůže u lidí. Nervové receptory umístěné v kůži jsou schopny reagovat na změny prostředí a přenášet informace o teplotě vnějšího vlivu.

Když okolní teplota stoupne, nervové receptory v kůži to hlásí termoregulačnímu centru v hypotalamu mozku. Hypotalamus na tuto informaci reaguje aktivací termoregulačních mechanismů těla k udržení optimální tělesné teploty.

Periferní nervový systém také hraje důležitou roli při regulaci pocení a nadměrné expozice kůže, když teplota stoupá. Tato reakce těla pomáhá ochladit tělo a zabránit přehřátí.

Některá nervová vlákna v kůži navíc mohou reagovat na chlad a přenášet informace do termoregulačního centra. V reakci na to hypotalamus aktivuje termogenezní mechanismy, které pomáhají udržovat teplo v těle při nízkých okolních teplotách.

Periferní nervový systém tedy hraje důležitou roli při regulaci teploty kůže, zajišťuje, že se tělo přizpůsobuje změnám prostředí a udržuje optimální tělesnou teplotu.

Vliv endokrinního systému na termoregulaci

Endokrinní systém hraje významnou roli v regulaci termoregulace u člověka. Zahrnuje různé žlázy, jako je hypotalamus, štítná žláza, nadledvinky a pohlavní žlázy, které produkují hormony ovlivňující teplotní rovnováhu těla.

Hormony produkované endokrinním systémem ovlivňují různé procesy v těle, včetně rychlosti metabolismu, produkce tepla a tepelných ztrát. Například hormony štítné žlázy, jako je tyroxin a trijodtyronin, zvyšují rychlost metabolismu a produkci tepla, což přispívá ke zvýšení tělesné teploty.

Hormony nadledvin, jako je kortizol a epinefrin, také ovlivňují termoregulaci. Mohou zlepšit proces zahřívání těla v reakci na stres nebo fyzickou aktivitu, aktivovat metabolické procesy a stimulovat svalovou kontrakci.

Pohlavní hormony, jako jsou estrogeny a testosteron, mohou také ovlivnit termoregulaci u lidí. Například hladina estrogenu u žen se může měnit během menstruačního cyklu, což může ovlivnit to, jak pohodlně se cítí při změně okolní teploty.

Endokrinní systém obecně interaguje s termoregulačním centrem v hypotalamu, reguluje tepelnou rovnováhu těla a přizpůsobuje ji různým podmínkám prostředí.

Žláza endokrinního systému	Vliv na termoregulaci
Hypotalamus	Reguluje centrum termoregulace a řídí procesy ztráty a udržení tepla
štítný	Zvyšuje metabolické procesy a produkci tepla
Nadledviny	Může zvýšit zahřívání těla v reakci na fyzickou aktivitu nebo stres
Pohlavní žlázy	Může ovlivnit komfort při změně okolní teploty

V procesech homeostázy u všech teplokrevných živočichů i člověka má velký význam termoregulace – schopnost udržovat tělesnou teplotu na konstantní úrovni bez ohledu na kolísání okolní teploty (izotermie). Na rozdíl od živočichů, jejichž tělesná teplota je přímo závislá na okolní teplotě (obojživelníci, plazi, ryby), umožňuje jim úroveň tělesné teploty teplokrevných organismů udržovat jejich aktivitu v různých životních podmínkách a tím zvyšovat jejich adaptační schopnosti.

Stálost tělesné teploty je způsobena procesy tvorby tepla a přenosu tepla. Tyto procesy jsou regulovány komplexními reflexními akty, ke kterým dochází v reakci na teplotní stimulaci kožních receptorů, kožních a podkožních cév a také centrálního nervového systému. Termoreceptory, které vnímají chlad nebo teplo, se nacházejí v přední části hypotalamu, v retikulární formaci středního mozku a také v míše (viz. Nervový systém). Hypotalamus obsahuje hlavní termoregulační centra, která koordinují složité procesy zajišťující izotermii. Centra některých termoregulačních reflexů se nacházejí v míše a na procesech termoregulace se do určité míry podílejí žlázy s vnitřní sekrecí (především štítná žláza a nadledviny). Při ochlazování štítná žláza aktivněji vylučuje hormon, který aktivuje metabolismus a v důsledku toho zvyšuje produkci tepla. Nadledvinky zvyšují sekreci adrenalinu, který stahuje kožní cévy, snižuje přenos tepla a zvyšuje tvorbu tepla zvýšením oxidačních procesů ve tkáních.

Protože různé orgány mají různé metabolické aktivity, jejich teploty se mohou lišit. Játra mají nejvyšší teplotu (37,8-38°C), protože se nacházejí hluboko uvnitř těla a mají nejvyšší úroveň metabolických procesů. Teplota kůže je více závislá na okolní teplotě a díky vysokému přenosu tepla je nejnižší (30-34 °C), přičemž se může výrazně lišit: nejvyšší na trupu a hlavě, nejnižší na končetinách.

Tělesná teplota má cirkadiánní (cirkadiánní) průběh a kolísá mezi 0,5-0,7°C: maximum je pozorováno při svalové práci a 16-18 hodin večer, minimum je při sečení a 3-4 hodiny ráno. Tělesná teplota se měří v podpaží (36,5-36,9°C u kojenců, často v konečníku, kde je vyšší a dosahuje 37,2-37,5°C);

Stálost tělesné teploty člověka je udržována pouze tehdy, když jsou procesy tvorby tepla a přenosu tepla z těla v rovnováze (obr. 1.25). Toho je dosaženo fyzikálními a chemickými mechanismy regulace tepla.

Chemická termoregulace dochází prostřednictvím aktivace metabolických procesů v tkáních těla, což vede ke zvýšené tvorbě tepla. U člověka je pozorována zvýšená tvorba tepla, když okolní teplota klesne pod optimální (tzv. zóna tepelné pohody). S oblečením je komfortní teplota 18-20°C, bez něj – 28°C. Nejintenzivnější tvorba tepla je pozorována ve svalech, játrech a ledvinách.

Obr. 1.25. Cesty výroby a přenosu tepla

Fyzikální termoregulace dochází ke snížení nebo zvýšení přenosu tepla v důsledku změn tepelného záření (radiační přenos tepla), konvekce (promíchání vzduchu ohřátého tělem) a odpařování vody z povrchu kůže a plic. V klidu při teplotě 20°C u člověka je radiace 66 %, vypařování 19 %, konvekce 15 % z celkových tepelných ztrát tělem. Vrstva podkožní tukové tkáně brání přenosu tepla, protože její tuková tkáň má nízkou tepelnou vodivost, a oblečení, které vytváří kolem těla vrstvu nehybného vzduchu.

Přenos tepla sáláním a konvekcí je možný pouze při okolních teplotách do 35°C při vyšších teplotách vzduchu je tělesná teplota udržována pouze odpařováním potu; Přenos tepla odpařováním a při intenzivní svalové činnosti se stává vedoucím. Účinnost tohoto způsobu přenosu tepla závisí na vlhkosti vzduchu a prodyšnosti oděvu. Na udržování tělesné teploty se podílí i dýchání: při výdechu plíce uvolňují vodu ve formě vodní páry tento typ přenosu tepla regulují změnou frekvence dýchání;

Důležitým mechanismem termoregulace je redistribuce krve v cévách a objem cirkulující krve. Při nízkých teplotách se zužují arterioly kůže, do cév břišní dutiny se dostává více krve, v důsledku čehož je omezen přenos tepla a dochází k dodatečnému prohřívání vnitřních orgánů. Při ještě silnějším ochlazení se otevírají cévy, které umožňují výtok krve z tepen do žil (arteriovenózní anastomózy), a dále se snižuje průtok krve do kapilár. Se stoupající tělesnou teplotou se rozšiřují kožní cévy, zvětšuje se objem krve protékající kožními cévami, což vede k ochlazování krve v kožních cévách přenosem tepla z povrchu těla (obr. 1.26).

Obr. 1.26. Mechanismus přenosu tepla za studena (L) a za tepla (B)

Další prostředky termoregulace mohou zahrnovat změny polohy těla, husí kůži a zimnici. Když je tedy člověku zima, stočí se do klubíčka, čímž se zmenší teplosměnná plocha. “Husí kůže” – základní reakce, která se u lidí zachovala během evolučního procesu od zvířecích předků pokrytých chlupy – umožňuje chlupy zvednout a tím zvýšit vrstvu ohřátého nehybného vzduchu kolem těla a uzavřít vylučovací kanály potních žláz , snížení odpařování vody z povrchu těla. Zimnice vznikající při podchlazení vede k dodatečné tvorbě tepla v důsledku svalové práce (jemné chvění), které se využívá k zahřátí těla.

Změny termoregulace během ontogeneze. Během ontogeneze se postupně rozvíjí schopnost udržovat stálou tělesnou teplotu. Novorozené dítě se vyznačuje nestabilní termoregulací: snadno zažívá ochlazení nebo přehřátí těla při změně okolní teploty i mírná svalová zátěž (dlouhodobý pláč) může vést ke zvýšení tělesné teploty; Předčasně narozené děti mají velmi nízkou schopnost termoregulace, proto potřebují speciální podmínky pro udržení tělesné teploty.

Hlavní termoregulační reakce těla se tvoří v kojeneckém věku. Ochranu těla před tepelnými ztrátami v prvních měsících života zajišťuje především podkožní tuková tkáň. Tento statický mechanismus neumožňuje dostatečně upravit přenos tepla tak, aby vyhovoval aktuální situaci, takže kojenci jsou snadno náchylní k podchlazení a přehřátí. Dětské tělo je uzpůsobeno ke snížení přenosu tepla z relativně velkého povrchu těla, a to především díky tepelné izolaci podkožní tukovou tkání. V tomto věku navíc v těle dítěte funguje hnědá tuková tkáň. Je bohatý na mitochondrie zapojené do intracelulárních energetických procesů a „zahřívá“ velké cévy umístěné podél páteře. Vazomotorické reakce, které určují tón povrchových cév a regulují přenos tepla, se aktivně tvoří během prvního roku života. Jelikož jsou ještě nedokonalé, snadno dochází k podchlazení nebo přehřátí organismu, proto je třeba při péči o miminka a jejich výchově poměrně přísně dodržovat tepelný režim. Po roce se svaly začnou zapojovat do tvorby tepla a hnědá tuková tkáň postupně přestává fungovat. Mechanismy přenosu tepla jsou však stále nedokonalé a komfortní teplota zůstává vysoká – asi 30°C. Ve věku 3 až 7 let zaujímají významné místo mechanismy chemické (metabolické) termoregulace. Od 6 let nastupuje rychlé zlepšování vazomotorických reakcí periferních cév a do 10 let se fyzická termoregulace svou účinností přibližuje úrovni dospělého. V období dospívání se zvyšuje rychlost průtoku krve, což vede ke zvýšení teploty kůže. Nestabilita tonusu krevních cév, charakteristická pro tento věk, navíc snižuje možnosti fyzické termoregulace a pro udržení stálé tělesné teploty je opět nutné zvýšit produkci tepla v důsledku aktivace metabolických procesů. V období puberty se následně snižují možnosti termoregulace, čímž se určitým způsobem snižují adaptační zdroje těla. V dospívání se teplotní homeostáza stává stabilnější a termoregulační reakce jsou ekonomičtější. Ve stáří a senilním věku se zpomalují metabolické procesy, snižují se možnosti adaptivní regulace cévního tonu a svalové složky fyzické termoregulace, což vede ke snížení tělesné teploty, snadnému vzniku hypotermie, zánětů a nachlazení.