Kanssa lämmönsäätely ihmiskeho ylläpitää ympäristöstä riippumatonta kehon lämpötilaa 37 celsiusastetta. Metabolia sekä lihakset ja hapen kuljetus ovat riippuvaisia tästä lämpötilasta. Lämpösäätelyhäiriöitä esiintyy esimerkiksi lämpöhalvauksen yhteydessä.
Mikä on termoregulaatio?
Lämmön säätelyn ansiosta ihmisen kehon lämpötila on suhteellisen riippumaton ulkolämpötiloista. Tämä tarkoittaa, että ihmiset ovat yhtä yhtä lämpimiä eläviä olentoja. On tehtävä ero kylmäverisillä olentoilla, joiden kehon lämpötila muuttuu merkittävästi ulkolämpötilan mukana.
Ihmisillä termoregulaatio vastaa jatkuvan ytimen kehon lämpötilan ylläpitämistä, joka on noin 37 celsiusastetta. Metabolia sekä hapen kuljetus ja lihasaktiivisuus ovat riippuvaisia vakiosta lämpötilasta, joka vastaa heidän optimaalista käyttölämpötilaa.
Lämpötilan ylläpitämiseksi ihmiskehon ja sen ympäristön välillä tapahtuu pysyvä vaihto. Konvektio, johtavuus, säteily ja haihtuminen muodostavat tämän vaihdon. Näiden mekanismien avulla organismi voi joko alentaa tai nostaa lämpötilaaan itsenäisesti.
Lämpöregulaation keskipiste on hypotalamus, josta kaikki mainitut prosessit aloitetaan. Ympäristön ja sisälämpötilat määritetään pysyvästi ihon ja limakalvon ns. Termosolujen avulla ja siirretään hypotalamukseen.
Toiminto ja tehtävä
Lämmön säätely on ennakkoedellytys erilaisille prosesseille ihmisen organismissa. Esimerkiksi lämpötilan nousu lisää kaikkien lihasten ja jänteiden elastisia ominaisuuksia. Ihmisen organismin aineenvaihduntareaktiot ovat riippuvaisia lämpötilasta.
Lämpötilan nousu lisää mukana olevien hiukkasten kineettistä energiaa ja tekee reaktiosta todennäköisemmän. Koska ihmisen organismin proteiinit denaturoituvat yli 40 asteen lämpötilassa, ihanteellinen metabolinen lämpötila on 37 celsiusastetta.
Sekä entsyymireaktioihin että solukalvojen juoksevuusominaisuuksiin ja diffuusio- tai osmoosikäyttäytymiseen organismissa vaikuttaa hiukkasten kinetiikka, joka puolestaan määräytyy lämpötilan mukaan.
Lämpötiloilla on myös merkitys hapen kuljetuksessa verenkiertoon. Hemoglobiini antaa veren kyvyn sitoa happipartikkeleita. Sitoutumisaffiniteetti heikkenee lämpötilojen laskiessa, joten hapen kuljetus voi tapahtua vain suhteellisen lämpimissä lämpötiloissa. Ilman hapen kuljetusta tapahtuisi kudoshäviö ja lopulta kuolema. Siksi termoregulaatio on välttämätöntä ihmisen elämässä.
Kehon lämpö johtuu lihaksen energian muuntamisesta ja aineenvaihdunnasta. Lihaksissa kemiallisesta energiasta tulee kineettistä energiaa, joka luo lämpöä. Tämän lämmön kuljetus ja jakautuminen tapahtuu konvektiolla, jonka veri välittää väliaineeseen. Ihonalainen rasvakudos estää lämpöhäviön, kuten eristävän kerroksenkin kanssa.
Jos kehon lämpötila kuitenkin laskee erittäin alhaisten ulkolämpötilojen takia, lämpökennot ilmoittavat tämän menetyksen hypotalamukselle. Aivot stimuloivat sitten aivolisäkettä, joka vapauttaa tyreropiinia vapauttavaa hormonia ja lisää siten sympaattista ääntä. Syke nousee hormonin vaikutuksesta, aineenvaihdunta stimuloituu ja lihakset tarjoavat enemmän energiaa. Tällä tavalla kehon lämpötila voidaan ylläpitää kylmästä huolimatta.
Jos taas vartalo lämpenee jatkuvasti korkeiden ympäristön lämpötilojen takia, hypotalamus laskee sympaattista ääntä. Tämä johtaa perifeeriseen verisuonten laajenemiseen ja verenkierto paranee, joten tietty vaihtoalue luodaan lämmönvaihdolle. Lämpö menetetään konvektion kautta. Lisäksi hiki erittymistä stimuloidaan, koska hikirauhaset ovat sympaattisesti hengitettyjä. Haihtuminen luo kylmää haihduttamalla, mikä jäähdyttää organismin.
Löydät lääkkeesi täältä
➔ Lääkkeet kylmille jaloille ja käsilleSairaudet ja vaivat
Erilaiset lääkkeet, mutta myös puutosoireet, kuten raudan puute, aiheuttavat häiriöitä termoregulaatiossa. Nämä häiriöt vastaavat yleensä riittämätöntä hikoilua kylmässä ympäristön lämpötilassa tai värisemistä lämpimästä lämpötilasta huolimatta.
Tällaisia oireita voi esiintyä myös hermosto- sairauksien, kuten polyneuropatioiden, yhteydessä. On tehtävä ero puhtaan aistinvaraisten häiriöiden välillä, joissa vain lämmön ja kylmän tunne on häiritty. Tämä tunne on joka tapauksessa alistettu yksittäisille komponenteille. Todelliset lämpötilan yhteydessä havaittavat häiriöt ilmenevät usein keskushermostovaurioiden yhteydessä, joilla voi puolestaan olla useita syitä. Häiriintyneen lämpötilan havaitsemisen ei tarvitse olla suoraan yhteydessä häiriintyneeseen lämpötilan säätelyyn.
Varsinaiset lämpötilan säätelyhäiriöt johtuvat yleensä hypotalamuksesta tai sympaattisesta hermostosta. Jos jossain aivojen osista on vaurio, tämä voi aiheuttaa aineenvaihdunnan, mutta myös lihaksien sääntelyn häiriöitä, mikä puolestaan vaikuttaa kehon lämpötilan ylläpitämiseen.
Lämmön säätely voi yhtä nopeasti epäonnistua, jos esiintyy oireita, kuten lämpöhalvaus. Lämpöhalvauksia on erilaisia. Ilmiön vakavissa muodoissa lämpövaurioita tapahtuu soluille ja joskus jopa elimille. Lämpöregulaation tasapaino tuodaan pois tasapainosta. Esimerkiksi lämpöhalvaus johtuu lisääntyneestä lämmöntuotannosta, jota voi esiintyä urheilussa kaikkien rajojen ulkopuolella.
Lämpöhajoamisen epäonnistuminen voi johtaa myös lämpöhalvaukseen. Jos ytimen lämpötila saavutetaan yli 40 celsiusastetta tämän aikana, entsyymijärjestelmät vaurioituvat. Solujen energiavarastot ovat ehtyneet ja kalvonläpäisevyys ja natriumvirtaus kasvaa. Lämmön säätelymekanismit epäonnistuvat kokonaan ja lämpötila nousee edelleen, mikä johtaa nekroosiin ja useiden elinten vajaatoimintaan.
