Termoregulácia
Človek potrebuje pre svoje biochemické a fyziologické procesy stálu telesnú teplotu. Udržiavanie stálej telesnej teploty je podmienené rovnováhou medzi tvorbou a výdajom tepla v organizme a ich presnou reguláciou - termoreguláciou.
Tvorba tepla
Teplo sa tvorí ako vedľajší produkt metabolizmu, príjmom potravy a svalovou prácou. V pokoji vytvárajú orgány hrudníka a brucha 56% tepla, svaly iba 18% tepla. Pri fyzickej práci vykonávanej kostrovým svalstvom sa môže teplota tvorba tepla v organizme zvýšiť až 20- krát, no podiel účasti jednotlivých zložiek je v tomto prípade opačný - vnútorné orgány produkujú len 22% a svaly až 73% tepla.
Tvorba tepla sa zvyšuje účinkom niektorých hormónov, ktoré ovplyvňujú metabolizmus - najmä hormónov štítnej žľazy ale aj rastových hormónov, katecholamínov a iných. Rovnako sa tvorba tepla zvyšuje účinkom autonómneho nervového systému - sympatika a svalovou aktivitou.
Na udržanie stálej telesnej teploty je potrebná neustála tvorba tepla. Intenzita tvorby tepla závisí od mnohých faktorov - od rýchlosti metabolizmu, veľkosti výdaja tepla z organizmu, veku atď. S postupujúcim vekom tvorba tepla potrebného na udržiavanie stálej fyzickej teploty postupne klesá, tak ako sa aj znižuje hodnota bazálneho metabolizmu.
Výdaj tepla
Teplo sa vydáva organizmom najmä povrchom tela, t.j. kožou a sliznicami. Transport tepla zvnútra na jeho povrch je priamoúmerný veľkosti povrchu tela a rozdielu medzi vnútornou teplotou - teplotou jadra a priemernou teplotou kože.
Výdaj tepla z tela do okolia sa uskutočňuje viacerými mechanizmami a výrazne ho ovplyvňuje veľkosť povrchu tela, stavba kože, izolačná tuková vrstva, ako aj prekrvenie povrchu tela. Hĺbkové štruktúry sú obalené tukom, ktorý tvorí tepelnú izolačnú vrstvu. Tuková vrstva vedie teplo v porovnaní s inými tkanivami tela až o dve tretiny slabšie a vďaka tomu prispieva k udržiavaniu stálej vnútornej teploty.
Krvný obeh a krv majú dôležitú úlohu pri rozvode tepla vnútri tela, ako aj pri jeho výdaji. Tepny a žily prebiehajú paralelne v tesnej blízkosti a v dôsledku protismerného prúdu sa v nich uplatňuje protiprúdový princíp - krv v žilách preberá od tepnovej krvi určité množstvo tepla.
Prietok krvi kožou zabezpečujú cievy v podkožnom tkanive žilovým plexom, kožnými kapilárami a hojnými žilovotepnovými spojkami. Krv, ktorá nimi preteká sa môže pri nepriamom kontakte s okolím ochladzovať alebo za určitých podmienok, ak je teplota vyššia, otepľovať.
Základné fyzikálne procesy, ktoré zabezpečujú výdaj tepla kožou:
Radiácia
Radiácia (vyžarovanie) má najväčší podiel na telesnom výdaji tepla (pri izbovej teplote až 60%). Radiácia z tela sa uskutočňuje predovšetkým v podobe infračervených vĺn.
Kondukcia
Kondukcia (vedenie) je odovzdávanie tepelnej energie priamym kontaktom kože s povrchom predmetu (dotyk chladného predmetu, sedenie na kovovej podložke a i.). Bežne zodpovedá iba 3% strát tepla. Kondukciou je i kontakt tela s okolitým vzduchom alebo vodou. Takto telo odovzdáva približne 15% celkového výdaja tepla. Zvieratá sa kondukcii bránia zväčšením izolačnej vrstvy (naježením srsti alebo peria), u človeka vzniká v chlade tzv. husia koža naježením chĺpkov kože.
Evaporácia
Evaporácia (odparovanie) znamená odovzdávanie tepla vyparovaním tekutiny z povrchu tela, resp. zo slizníc. Má dôležitú úlohu pri hroziacom prehriatí organizmu. Aj pri normálnej teplote však prebieha nepostrehnuteľné, neviditeľné odparovanie vody. Z povrchu tela a slizníc sa za 24 hodín u dospelého človeka vyparí 450 - 600 ml vody, čím sa do okolia odovzdá 1 200 - 1 600 kJ tepla - asi 20% z celkového výdaja tepla.
K zvýšenej pociťovanej evaporácii - poteniu - dochádza za normálnych podmienok pri vysokých teplotách okolia vtedy, keď je odovzdávanie tepla predchádzajúcimi spôsobmi neefektívne. Odparením 1 l potu sa do okolia odovzdáva asi 2 400 kJ. Maximálna kapacita potenia u dospelého predstavuje 3 l/h.
Telesná teplota
Telesná teplota je za normálnych okolností rôzna podľa miesta merania.
Povrchová teplota
Povrchovú teplotu (kožnú) výrazne ovplyvňuje teplota okolia a jej hodnota sa mení podľa toho, kde sa meria. Za bežných okolností je vyššia v centrálnych častiach tela - na koži hrudníka, brucha a nižšia. v akrálnych častiach - na končatinách.
Hĺbková teplota
Hĺbková teplota (centrálna) alebo tzv. teplota jadra je teplota mozgu v oblasti termoregulačného centra, ale aj v hĺbke tela, v hrudníkovej a brušnej dutine, svaloch a ďalších hĺbkových štruktúrach. Táto teplota závisí od metabolickej aktivity buniek, pracovnej aktivity svalov, prekrvenia, vzdialenosti k povrchu tela a iných faktorov.
Metabolicky najaktívnejší orgán - pečeň - máva najvyššiu teplotu a slúži ako zdroj tepla aj pre iné, menej aktívne orgány, prípadne pre orgány, ktoré sú viac vystavené chladu (dýchacie cesty, pľúca). Skrótum si dôsledne udržiava nižšiu teplotu ako je teplota tela, a to 32 °C.
Hĺbkovú, centrálnu teplotu neovplyvňuje priamo vonkajšia, okolitá teplota. Kolíše však v závislosti od fázy dňa (diurálny cyklus) a u žien vplyvom ženských pohlavných hormónov (ovariálny a menštruačný cyklus). Teplota počas dňa kolíše v rozmedzí 0,5 - 0,7 °C. Najvyššia teplota je podvečer a najnižšia nadránom.
Telesná teplota sa zvyšuje aj pri emocionálnom vypätí a to i na viac ako 38 °C .
Meranie telesnej teploty
Telesná teplota sa meria na viacerých miestach tela.
Rektálna teplota
Rektálna teplota, t.j. teplota v rekte sa v klinickej praxi pokladá za centrálnu teplotu. U zdravého človeka v pokoji má hodnotu 36,8 - 37,6 °C.
Tympanická teplota
Za centrálnu teplotu sa považuje i tympanická teplota, t.j. teplota bubienka a vonkajšieho zvukovodu.
Rektálna a tympanická teplota korešpondujú s teplotou v termoregulačnom centre - hypotalame.
Orálna teplota
Za orálnu teplotu sa považuje teplota v ústnej dutine pod jazykom. Spravidla je o 0,3 - 0,5 °C nižšia ako rektálna teplota. Ráno dosahuje orálna teplota u mladého zdravého človeka hodnoty 36,3 - 37,1 °C. Orálnu teplotu ovplyvňuje spôsob dýchania (cez nos alebo cez ústa, žuvanie či príjem jedál a nápojov s rôznou teplotou.
Axilárna teplota
Pod pojmom axilárna teplota sa označuje teplota meraná v axilárnej jamke - pazuche. Hodnota axilárnej teploty je približne rovnaká ako hodnota teploty meranej v ústach.
Mechanizmy termoregulácie
Dospelý človek v pokoji a bez odevu, dokáže svojimi regulačnými schopnosťami udržať teplotu svojho tela vo fyziologickom rozmedzí pri teplote okolia od 12 °C do 55 °C. Za iných podmienok si svoju telesnú teplotu udržiava vyvážením výdaja a tvorby tepla pomocou mechanizmov termoregulácie.
Centrálnym sídlom termoregulácie je hypotalamus. Na monitorovanie centrálnej teploty slúžia centrálne termoreceptory v prednom hypotalame (reagujú hlavne na zvýšenie teploty). Povrchovú teplotu zase monitorujú periférne receproty - receptory tepla a chladu.
Termoregulačné mechanizmy sa zapájajú do činnosti pri narušení dynamickej rovnováhy medzi produkciou a výdajom tepla, prípadne pri telesnej teplote, ktorá nezodpovedá nastavenej hodnote centrálneho termostatu - hypotalamu.
Termoregulčné mechanizmy v chlade
Triašková termogenéza
Ide o jav charakterizovaný rýchlymi, krátkotrvajúcimi kontrakciami kostrových svalov s cieľom produkovať teplo. Táto schopnosť organizmu sa vytráca po poklese telesnej teploty pod 31 °C.
Znížený výdaj tepla
Výdaj tepla sa znižuje obmedzením prietoku krvi do horných vrstiev kože, tzv. kožnou vazokonstrikciou.
Termoregulačné mechanizmy v teple
Znížená tvorba tepla
Utlmením sekrécie hormónov štítnej žľazy a ďalších hormónov sa spomaľujú metabolické procesy, stráca sa chuť do jedenia a znižuje sa schopnosť fyzicky pracovať. Týmto spôsobom klesá tvorba tepla.
Zvýšený výdaj tepla
Výdaj tepla sa zvyšuje zvýšeným prítokom krvi do kože, tzv. kožnou vazodilatáciou. Dôležitým spôsobom výdaja tepla je i potenie.
Aklimatizácia na zmenené teplotné podmienky
Ľudské telo je schopné adaptovať sa na zmenené teplotné podmienky:
Aklimatizácia na horúce prostredie
Aklimatizácia na horúce prostredie vzniká po niekoľkých dňoch a prejavuje sa v prvom rade zlepšenou schopnosťou potiť sa. Sekrécia potu sa môže zdvojnásobiť a aj prah potenia sa posúva k nižším teplotám tela. Naopak, pri dlhodobej adaptácii na horúce prostredie sa prah potenia posúva k vyšším telesným teplotám. Rovnako sa zvyšuje vylučovanie aldosterónu, ktorý znižuje straty sodíka. Okrem toho sa zvyšuje pocit smädu, čím sa zabezpečuje dostatok tekutín na evaporáciu.
Aklimatizácia na chladné prostredie
Aklimatizácia na chladné prostredie je charakterizovaná zvýšeným metabolizmom. Bazálny metabolizmus sa môže trvalo zvýšiť o 25 - 50%. Ďalej sa zvyšuje činnosť štítnej žľazy, zväčšuje sa izolačná tuková vrstva a nastáva neskorší nástup svalovej triašky. Dlhodobý pobyt v chlade (niekoľko mesiacov až rokov) sa prejavuje zvýšeným metabolizmom a zväčšením štítnej žľazy.
Horúčka
Horúčka (febris) vzniká za určitých patologických okolností. Tento stav sprevádzajú zložité imunitné, fyziologické a chemické reakcie, ktoré ´´prestavujú´´ hodnotu centrálneho termostatu tak, aby sa dočasne, na určitý čas zvýšila telesná teplota.
Horúčku teda môžeme definovať ako zvýšenie telesnej teploty (zvyčajne nad 38 °C), ktoré vzniklo imunitnými a termoregulačnými mechanizmami pri zmene nastavenej hodnoty centrálneho termostatu, ktoré slúži na obranu organizmu.
Horúčku spúšťajú látky, ktoré nazývame ako pyrogény. Medzi tieto látky patria baktérie, vírusy, kvasinky, protozoá, rôzne antigény, imunitné komplexy, zmenené bunky tela. Tieto látky pôsobia na bunky imunitného systému, ktoré následne spúšťajú tvorby látok zabezpečujúcich zvýšenie telesnej teploty.
Význam horúčky
Už Hippokrates napísal, že horúčka pomáha ničiť škodlivé látky v tele. Aj v súčasnosti ju v určitých situáciách a do určitého stupňa považujeme za obranný imunitný mechanizmus tela. Počas horúčky sa aktivuje imunitný systém, zvyšuje sa produkcia protilátok a antibakteriálnych a antivírusových látok. Zároveň sa jej účinkom vytvára nepriaznivé prostredie pre rast a množenie vírusov a baktérií.
Škodlivé účinky horúčky
Horúčka nesmie prekročiť určitú hranicu telesnej teploty a nesmie trvať príliš dlho. Zvýšenie teploty do 39 °C zvyčajne nespôsobuje žiadne problémy. Dlhotrvajúca horúčka alebo horúčka u menej zdatných jedincov však môže mať za následok celkové zhoršenie zdravotného stavu, dokonca i útlm imunitných reakcií. V takých prípadoch škodlivé účinky prevažujú nad priaznivými obrannými mechanizmami.