termoregolazione

termoregolazione

Meccanismo che tende a mantenere costante la temperatura dell’organismo. Tale processo raggiunge un alto grado di perfezione negli animali omeotermi (uccelli e mammiferi, comunemente detti animali a sangue caldo), dotati di un sistema di regolazione involontario basato sull’equilibrio di due fenomeni: la produzione e la dispersione di calore. Gli eterotermi, o animali a sangue freddo (rettili, anfibi, pesci), invece, possiedono meccanismi di t. molto rudimentali per cui la loro temperatura corporea si modifica in rapporto con quella ambientale. Dato che le funzioni metaboliche cellulari possono cambiare molto al variare della temperatura, gli individui eterotermi devono attendere condizioni termiche ambientali ottimali per svolgere le loro attività. L’omeotermia, al contrario, si è evoluta e affermata poiché conferisce agli organismi un maggior grado di autonomia e li rende più efficienti nell’utilizzare le risorse ambientali. In più, essi possono colonizzare ambienti preclusi agli eterotermi, come, per es., le terre emerse delle regioni polari. In queste zone si ritrovano numerose specie di uccelli e alcuni mammiferi, ma non sono presenti anfibi, rettili e insetti.

Scambi di calore

Il corpo umano scambia calore con l’ambiente circostante attraverso quattro principali meccanismi: conduzione, convezione, irraggiamento ed evaporazione. La conduzione è il passaggio di calore fra due corpi di temperatura diversa in contatto fra loro. Per convezione, invece, si intende il passaggio di calore fra un corpo e un fluido che si muove intorno a esso. Per es., se ci si espone al vento o ci si immerge in acqua fresca mossa da correnti, si ha un trasferimento diretto di calore (conduzione) alle molecole circostanti (di aria o di acqua). Esse sono subito sostituite da nuove particelle con energia minore pronte a ricevere dal corpo altra energia termica. Il principio dell’irraggiamento si basa sul fatto che tutti i corpi con temperatura superiore allo zero assoluto sono formati da molecole in uno stato di costante agitazione. Questa determina l’emissione di calore sotto forma di onde elettromagnetiche. Gli organismi viventi ricevono calore per irraggiamento principalmente dal Sole, ma anche da altri corpi caldi che li circondano. Allo stesso modo l’energia acquisita può essere riemessa nell’ambiente con la stessa modalità. L’evaporazione consiste nel passaggio di una sostanza dallo stato liquido a quello di vapore. Nel momento in cui questo fenomeno avviene, l’acqua che abbandona la fase liquida per passare a quella gassosa ha bisogno di energia (calore latente di evaporazione), che preleva dall’ambiente circostante, raffreddando, per es., la zona di pelle su cui si trova.

Regolazione nervosa della temperatura corporea

La regolazione della temperatura corporea comporta l’integrazione di risposte del sistema nervoso autonomo, endocrine e scheletromotorie. Grazie alle sue connessioni anatomiche, l’ipotalamo è in grado di operare un efficace controllo su queste strutture e di integrare l’insieme dei meccanismi termoregolatori. Al suo interno si può distinguere un centro termolitico situato anteriormente e costituito da un gruppo di neuroni capaci di reagire ad aumenti di temperatura di 1÷2 °C con l’attivazione di meccanismi di dissipazione termica (vasodilatazione cutanea, sudorazione e respiro affannoso); in effetti, lesioni a livello dell’ipotalamo anteriore determinano ipertermia. Nell’ipotalamo posteriore e laterale, invece, si trova il cosiddetto centro termogenetico: i suoi neuroni risentono della diminuzione della temperatura ambientale reagendo con l’attivazione di meccanismi conservativi e produttivi del calore. Uno di questi meccanismi è, per es., il brivido, che consiste in una contrazione involontaria della muscolatura scheletrica; questo meccanismo, denominato anche termogenesi contrazionale, si attiva quando la temperatura ambientale si abbassa a un limite non altrimenti compensabile. Lesioni dell’ipotalamo posteriore hanno effetti relativamente modesti se l’animale viene mantenuto a temperatura ambientale, ma determinano un’immediata ipotermia se esso viene esposto al freddo. L’ipotalamo controlla anche le risposte endocrine alle variazioni della temperatura. Infatti, l’espo - sizione prolungata al freddo aumenta la produzione di tiroxina che, a sua volta, accresce il calore prodotto attraverso l’aumento del metabolismo tissutale. Nell’uomo il valore di riferimento del sistema di controllo della temperatura è di circa 37 °C. Questo può essere modificato da certe condizioni patologiche che determinano l’insorgenza della febbre. Quando siamo ammalati, i pirogeni sistemici, come l’interleuchina-1 prodotta dai macrofagi, possono penetrare a livello dell’ipotalamo laterale e aumentare il valore di riferimento della temperatura corporea. Sebbene la febbre debba essere considerata come parte dei meccanismi di difesa dell’organismo, in quanto a temperature più elevate della norma viene ostacolata la replicazione dei microrganismi infettanti, essa non deve aumentare oltre una certa soglia. Per questo motivo, quando si verifica un aumento del valore di riferimento della temperatura corporea, si attiva un’area cerebrale, detta area antipiretica, che tende a limitare l’intensità della febbre.