11. Termoregulace KPK/FYO Filip Neuls & Michal Botek

Úvod termoregulace = schopnost udržovat stálou optimální tělesnou teplotu živočichové homoiotermní (teplokrevní) jsou schopni termoregulace živočichové poikilotermní (studenokrevní) mění teplotu dle teploty okolí lidský organismus je homoiotermní, ačkoliv novorozenec ještě nemá termoregulaci plně vyvinutou udržování stálé tělesné teploty patří mezi základní funkce homeostázy

Tělesná teplota norma (měřeno v axile) 35,8-37,0 °C, tj. teplota slupky (slupka = ty části těla, jejichž teplota se mění částečně vlivem okolí – končetiny, hlava, povrch těla) teplota jádra – relativně konstantní, nezávislá na teplotě okolí (teplota hrudní a břišní dutiny, např. teplota jater je °C) cirkadiánní kolísání (nejnižší ve 4.00, nejvyšší pozdě odpoledne) pohybová aktivita zvyšuje metabolismus a tím tvorbu tepla progesteron – zvyšuje teplotu cca o 0,5 °C (signalizuje ovulaci) tyroxin – zvyšuje teplotu zvětšením bazálního metabolismu buněk (nesnášenlivost tepla při hypertyreóze) i další hormony se stimulačním vlivem na metabolismus obecně zvyšují teplotu (růstový hormon, testosteron, katecholaminy)

Tvorba tepla většinou se teplo tvoří jako vedlejší produkt metabolických dějů především v játrech (vysoká metabolická aktivita) ve svalech (teplo jako produkt svalové kontrakce) cílená tvorba tepla – svalový třes, zvýšený účinek metabolických hormonů

Výdej tepla k výdeji dochází tehdy, pokud se teplo jádra odvádí cirkulací do kůže (slupky) důležitá role podmínek okolí: teplota, vlhkost, proudění, sálání; role izolace organismu (oblečení, srst) sálání (radiace) – vyzařování infračervených paprsků všemi směry; pokud je teplota těla vyšší než teplota okolí, pak se větší množství tepla z organizmu zářením vydává, než přijímá vedení (kondukce) – odvod tepla do okolí, s nímž je tělo v kontaktu (srov. vzduch, studená voda, podložka...) proudění (konvekce) – odvod ohřáté vrstvičky okolo těla proudícím prostředím (vítr, tekoucí voda) odpařování (evaporace) – viz níže (pocení) perspiratio insensibilis – odpařování tekutiny ze sliznic a z plic (cca ml/den), nelze regulovat v rámci termoregulace

Pocení odpařování potu je nejúčinnější a nejdůležitější způsob výdeje tepla jediný možný způsob výdeje tepla, jestliže je teplota okolí vyšší než teplota těla odpařením potu vyloučeného na kůži se ztrácí určité množství tepla (změnou skupenství z kapalného na plynné) významně závisí na vlhkosti vzduchu (např. v tropickém pralese s 90% vlhkostí se pot neodpařuje – riziko dehydratace a hypertermie) pot = produkt potních žláz (složení: 99 % voda, Na +, K +, Cl -, kyselina mléčná, močovina aj.) v horku u neaklimatizovaného člověka 1 l/hod + velká ztráta soli; adaptace – zvýšení pocení (2-3 l/hod) + ztráty soli se snižují (vliv aldosteronu) potní žlázy inervovány sympatikem (cholinergními vlákny), během zatížení jsou stimulovány i adrenalinem

Tepelná izolace, výměna tepla tepelný izolační systém: kůže, podkožní vazivo, tuková vrstva (hlavní izolátor) např. adaptace u plavců-otužilců ve formě větší tukové vrstvy a snížení průtoku periferií (pokles teplotního spádu) kůže – důležitý orgán výměny tepla; termoregulace se účastní zejména kapiláry a venózní plexy (průtok krve žilními pleteněmi může kolísat od 0 % do 30 % srdečního výdeje)

Regulace tělesné teploty za normálních okolností jsou tvorba i výdej tepla v rovnováze (rozmezí teplotní pohody), při překročení mezí se aktivuje termoregulace centrum je v hypotalamu („hypotalamický termostat“), ten sbírá informace z termoreceptorů (v hypotalamu samotném, dále mícha, břišní dutina, okolí velkých žil a povrchové termoreceptory kožní), řízení je reflexní behaviorální termoregulace – u člověka nejúčinnější způsob zabránění tepelných ztrát (oblékání, schování do závětří, topení...) alkohol* – zvýší jen momentální pocit tepla díky vazodilataci; vzhledem k tomuto účinku je nebezpečný odchod do chladného prostředí po požití alkoholu, riziko podchlazení kvůli rychlým ztrátám tepla vazodilatací *Nespi, nebo zmrzneš!“ (ruské přísloví; většina obětí hypotermie v Rusku byla před smrtí opilá)

Mechanismy snižování tělesné teploty vazodilatace cév v kůži pocení snížení tepelné produkce snížením metabolismu ▫omezení pohybové aktivity ▫snížení chuti k jídlu (tzv. anorektický účinek vysokých teplot) ▫(viz siesta)

Mechanismy zvyšování tělesné teploty vazokonstrikce – snížení tepelných ztrát kůží piloerekce („husí kůže“), u člověka bez významu zvýšení produkce tepla: ▫svalový třes (řízen motorickými centry) ▫chemická termogeneze (zvýšení metabolismu pomocí katecholaminů) ▫produkce tyroxinu (zvyšuje metabolismus, vzniká více odpadního tepla), adaptační mechanismus při několikatýdenní expozici chladu

Odchylky od normálu horečka - reakce organismu na změněné nastavení centra pro regulaci teploty v hypotalamu ▫vlivem pyrogenních účinků (bakteriální infekce, nádor, rozsáhlý úraz...) se přenastaví termoregulační centrum (normální teplotu vnímá jako sníženou) ▫pacient vnímá chlad, rozvíjí se zimnice, zapojí se mechanismy zvýšení teploty ▫po vyrovnání teplot (skutečné a nastavené v hypotalamu) zimnice přestane a teplota zůstává zvýšena ▫příznivý vliv na imunitní děje (horečka se nepotlačuje, pokud není příliš vysoká) ▫vysoká horečka ohrožuje pacienta vyčerpáním energetických zdrojů, dehydratací a nad 42 °C i denaturací bílkovin – smrt hypertermie (přehřátí) – např. při těžké fyzické práci v horku; stav, kdy mechanismy zajišťující termoregulaci nezvládají situaci (nastavení termostatu v hypotalamu se nemění) hypotermie (podchlazení) – při poklesu teploty jádra pod 35 °C; reakce – třes, vazokonstrikce, vzestup SF, může přijít euforie, ale pak letargie, zpomalené reakce; pod 32 °C zpomalení dechu, poruchy SF, okolo 30 °C nastává bezvědomí, při 28 °C je metabolismus na úrovni 0,5 MET

Shrnutí, klíčová slova termoregulace a homeostáza tělesná teplota (slupka, jádro) faktory s vlivem na tělesnou teplotu výdej tepla ▫sálání, vedení, proudění, odpařování, perspiratio insensibilis pocení, pot tepelná izolace, kůže jako orgán termoregulace regulace tělesné teploty teplotní pohoda termoreceptory hypotalamický termostat mechanismy zvyšování a snižování tělesní teploty behaviorální termoregulace horečka hypertermie hypotermie

Doporučená literatura Ganong, W. F. (2005). Přehled lékařské fyziologie. Praha: Galén. Kittnar, O. et al. (2011). Lékařská fyziologie. Praha: Grada. Koolman, J., & Röhm, K.-H. (2012). Barevný atlas biochemie. Praha: Grada. Langmeier, M. et al. (2009). Základy lékařské fyziologie. Praha: Grada. Máček, M., Radvanský, J. et al. (2011). Fyziologie a klinické aspekty pohybové aktivity. Praha: Galén. Rokyta, R. et al. (2000). Fyziologie pro bakalářská studia v medicíně, přírodovědných a tělovýchovných oborech. Praha: ISV. Silbernagl, S., & Despopoulos, A. (2004). Atlas fyziologie člověka. Praha: Grada. Trojan, S. et al. (2003). Lékařská fyziologie. Praha: Grada. e-kniha Lehnert, M. et al. (2014). Kondiční trénink. Olomouc: Univerzita Palackého. (kapitoly 1-6: fyziologické aspekty kondičního tréninku)