Thermoregulatie

Met de Thermoregulatie het menselijk lichaam handhaaft een omgevingsonafhankelijke lichaamstemperatuur van 37 graden Celsius. Zowel de stofwisseling als de spieren en het zuurstoftransport zijn afhankelijk van deze temperatuur. Thermoregulerende storingen treden bijvoorbeeld op bij een zonnesteek.

Wat is thermoregulatie?

Dankzij thermoregulatie is de menselijke lichaamstemperatuur relatief onafhankelijk van buitentemperaturen. Dit betekent dat mensen een van dezelfde warme levende wezens zijn. Er moet onderscheid worden gemaakt tussen koudbloedige organismen waarvan de lichaamstemperatuur sterk verandert met de buitentemperatuur.

Bij mensen komt thermoregulatie overeen met het handhaven van een constante lichaamstemperatuur van ongeveer 37 graden Celsius. De stofwisseling, het zuurstoftransport en de spieractiviteit zijn afhankelijk van een constante temperatuur die overeenkomt met hun optimale bedrijfstemperatuur.

Om de temperatuur op peil te houden, is er een permanente uitwisseling tussen het menselijk lichaam en zijn omgeving. Convectie, geleiding, straling en verdamping vormen deze uitwisseling. Door deze mechanismen kan het organisme zijn temperatuur autonoom verlagen of verhogen.

Het centrum van thermoregulatie is de hypothalamus, van waaruit alle genoemde processen worden geïnitieerd. De omgevings- en interne temperaturen worden permanent bepaald door zogenaamde thermische cellen in de huid en het slijmvlies en doorgegeven aan de hypothalamus.

Functie en taak

Thermoregulatie is een voorwaarde voor verschillende processen in het menselijk organisme. Temperatuurstijgingen verhogen bijvoorbeeld de elastische eigenschappen van alle spieren en pezen. De stofwisselingsreacties in het menselijk organisme zijn net zo temperatuurafhankelijk.

Een temperatuurstijging verhoogt de kinetische energie van de betrokken deeltjes en maakt een reactie waarschijnlijker. Omdat de eiwitten in het menselijk organisme gedenatureerd worden bij temperaturen van meer dan veertig graden, is de ideale metabole temperatuur 37 graden Celsius.

Zowel de enzymreacties als de vloeibaarheidseigenschappen van de celmembranen en het diffusie- of osmosegedrag in het organisme worden beïnvloed door de kinetiek van de deeltjes, die op hun beurt weer worden bepaald door de temperatuur.

Temperaturen spelen ook een rol bij het transport van zuurstof door de bloedbaan. Hemoglobine geeft het bloed de mogelijkheid om zuurstofdeeltjes te binden. De bindingsaffiniteit neemt af bij dalende temperaturen, waardoor het zuurstoftransport alleen kan plaatsvinden bij relatief warme temperaturen. Zonder het zuurstoftransport zou er weefselverlies zijn en uiteindelijk de dood. Thermoregulatie is daarom noodzakelijk voor het menselijk leven.

Lichaamswarmte ontstaat door de energieomzetting van de spieren en het metabolisme. In de spieren wordt chemische energie kinetische energie, waardoor warmte ontstaat. Het transport en de distributie van deze warmte vindt plaats door convectie, die het bloed naar het medium heeft. Net als bij een isolatielaag, voorkomt het onderhuidse vetweefsel warmteverlies.

Als de lichaamstemperatuur toch daalt door extreem lage buitentemperaturen, wordt dit verlies door de thermische cellen aan de hypothalamus gemeld. De hersenen stimuleren dan de hypofyse, die het thyrotropine-afgevende hormoon afgeeft en zo de sympathische tonus verhoogt. De hartslag neemt toe door het hormoon, de stofwisseling wordt gestimuleerd en de spieren zorgen voor meer energie. Op deze manier kan de lichaamstemperatuur ondanks de kou worden gehandhaafd.

Als het lichaam daarentegen door aanhoudend hoge omgevingstemperaturen te warm wordt, verlaagt de hypothalamus de sympathische toon. Hierdoor ontstaat een perifere vasodilatatie en verbetert de doorbloeding, waardoor een bepaald gebied ontstaat voor warmte-uitwisseling. Warmte gaat verloren door convectie. Bovendien wordt de zweetafscheiding gestimuleerd doordat de zweetklieren sympathisch worden geïnnerveerd. Verdamping creëert verdampingskoeling die het organisme koelt.

Uw medicatie vindt u hier

Ziekten en aandoeningen

Diverse medicijnen, maar ook deficiëntieverschijnselen zoals ijzertekort, veroorzaken stoornissen van de thermoregulatie. Deze aandoeningen komen meestal overeen met onvoldoende zweten bij lage omgevingstemperaturen of trillen ondanks een warme temperatuur.

Dergelijke symptomen kunnen ook optreden in de context van ziekten van het zenuwstelsel, zoals polyneuropathieën. Er moet een onderscheid gemaakt worden tussen pure sensorische stoornissen waarbij alleen het gevoel van warmte en koude wordt verstoord. Dit gevoel is sowieso onderhevig aan individuele componenten. Echte perceptuele stoornissen in verband met temperaturen komen vaak voor in de context van verwondingen aan het centrale zenuwstelsel, die op hun beurt verschillende oorzaken kunnen hebben. Een verstoorde temperatuurbeleving hoeft niet direct verband te houden met een verstoorde thermoregulatie.

Werkelijke thermoregulerende stoornissen worden meestal veroorzaakt door de hypothalamus of het sympathische zenuwstelsel. Als er een laesie is in een van de delen van de hersenen, kan dit leiden tot ontregeling van de stofwisseling, maar ook van de spieren, die op hun beurt weer een effect hebben op het handhaven van de lichaamstemperatuur.

Thermoregulatie kan net zo snel mislukken bij symptomen zoals een zonnesteek. Er zijn verschillende vormen van zonnesteek. In de ernstige varianten van het fenomeen treedt hitteschade op aan de cellen en soms zelfs aan de organen. De balans van thermoregulatie wordt uit balans gebracht. Hitteberoerte wordt bijvoorbeeld veroorzaakt door een verhoogde warmteproductie, die bij sporten buiten alle grenzen kan voorkomen.

Het niet afvoeren van warmte kan ook resulteren in een zonnesteek. Als daarbij een kerntemperatuur van meer dan 40 graden Celsius wordt bereikt, raken de enzymsystemen beschadigd. De energiereserves van de cellen raken uitgeput en de permeabiliteit van het membraan en de natriumstroom nemen toe. De thermoregulerende mechanismen stoppen volledig en de temperatuur blijft stijgen, wat leidt tot necrose en meervoudig orgaanfalen.