Regolazione della Temperatura Corporea
Ci sono alcuni parametri biologici che vengono mantenuti costanti nel tempo per i quali esistono processi omeostatici che correggono qualunque variazione che di fatto intervenga ad alterare uno di questi parametri. La temperatura è una di queste variabili. L’uomo è un animale omeotermo, ciò significa che la nostra temperatura rimane costante nel tempo, si aggira intorno ai 37°C con delle minime variazioni nel corso della giornata (4 mattino picco min., 4 pomeriggio picco mass.).
Perchè si è stabilita la temperatura corporea a 37°C
Le ragioni, dal punto di vista filogenetico per cui si è selezionata questa temperatura sono spiegate dal fatto che a questa temperatura avvengono correttamente tutti i processi metabolici. Al controllo della temperatura come parametro contribuisce l’ipotalamo che è la struttura che è responsabile del mantenimento di alcuni parametri omeostatici. Nel fare questo l’ipotalamo viene costantemente informato da tutta una serie di recettori termici disposti sia in periferia sia a livello centrale, a livello ipotalamico stesso, sul valore della temperatura del corpo. Quando si parla di valore della temperatura del corpo si ci riferisce al valore del nucleo del “core”, ossia degli organi interni alla testa, al collo e al tronco. La cute, che è la porzione più superficiale del corpo non ha una temperatura costante ed è l’orano che risente di più delle influenze della temperatura esterna.
Come si misura la temperatura corporea
La temperatura per essere misurata in modo corretto, andrebbe misurata a livello rettale, ossia nel punto più prossimo al core. Per mantenere la temperatura e del corpo costante l’organismo deve usare elementi di produzione del calore ed elementi di dispersione del calore. Alla produzione di calore contribuisce per il 60% circa al metabolismo degli organi interni, in minor misura contribuiscono la cute ed i muscoli, per un 20% , ed il resto è dato dagli altri organi.
La temperatura corporea e l’attività fisica
Queste diverse quote si modificano nel momento in cui l’individuo svolge esercizio fisico. Nel momento in cui si compie attività fisica la quota di calore che viene prodotta è legata in prevalenza all’attività muscolare. L’organismo produce calore attraverso processi metabolici o attività fisica. Uno dei meccanismi con i quali si ci difende rispetto al freddo è infatti il brivido, ossia “attività muscolare in assenza di movimento”, o per meglio dire contrazioni muscolari di muscoli agonisti ed antagonisti che determinano sviluppo di calore in assenza di movimento.
Ai meccanismi di termogenesi corrispondono anche meccanismi di scambio di calore con l’esterno, che solitamente ha una temperatura inferiore a quella del corpo. L’organismo si avvale del meccanismo di “irradiazione”, ossia scambiare calore attraverso radiazioni nell’ambito dell’infrarosso, la “conduzione”, ossia il passaggio di calore da un corpo più caldo ad uno più freddo e questa conduzione, che avviene con l’aria, è maggiore se c’è un flusso di aria, questa conduzione viene definita allora “convezione”.
Se la temperatura del corpo aumenta molto
Se la temperatura del corpo aumenta molto l’unico mezzo che l’organismo ha per scambiare calore col mondo esterno è l’evaporazione, ossia la perdita di acqua che evaporando raffredda il corpo. Se uno ha un colpo di calore c’è bisogno che lo si bagni o lo si cosparga di alcol, poiché questa sostanza evapora molto facilmente. Ma l’evaporazione è possibile solo fino ad una certa umidità dell’ambiente esterno, infatti la sudorazione è inibita da una forte percentuale di umidità nell’aria.
L’ipotalamo e la temperatura corporea
Attraverso il bilancio dei fattori termogenetici e dei fattori di termodispersione il nostro corpo deve avere una temperatura intorno ai 37°C, e questo set-point è stabilito dall’ipotalamo.
L’ipotalamo riceve informazioni da recettori periferici che sono disposti a livello cutaneo, da recettori che sono disposti a livello del midollo spinale e da recettori centrali che sono disposti a livello dell’ipotalamo anteriore. Tutte le volte che questi recettori segnalano valori del core non uniformi a quello del set-point vengono innescati tutta una serie di processi atti a ristabilire la temperatura settata. Ad una temperatura ideale di 22/23° C, per quanto concerne la situazione in cui un individuo è vestito, c’è il bilancio dei fenomeni di termogenesi e di termodispersione e questa situazione è definita dai soggetti come confortevole.
Se si è nudi invece c’è bisogno di una temperatura di almeno 29° C. Oltre al di sotto di questi valori si innescano tutta una serie di meccanismi di compensazione. I recettori centrali che sono posti a livello dell’ipotalamo fanno si che l’ipotalamo sia informato sia sui valori riguardanti l’ambiente esterno dai recettori periferici disposti sulla cute, sia da valori che riguardano il core e che sostanzialmente sono segnalati da recettori posti a livello del midollo spinale e a livello dell’ipotalamo anteriore.
Ipotalamo anteriore e posteriore come influiscono sulla temperatura corporea
L’ipotalamo anteriore mette in atto tutta una serie di risposte al caldo, ossia di termolisi.
Mentre invece l’ipotalamo posteriore mette in atto una serie di risposte che fanno si che l’organismo si adatti al freddo, ossia di termogenesi.
L’ipotalamo anteriore è essenzialmente responsabile di due risposte: una vascolare e una di sudorazione. La risposta vascolare si esplica con la vasodilatazione, soprattutto a livello cutaneo, e così facendo si ottiene un secondo meccanismo in cui lo scambio di calore “in controcorrente” è meno accentuato.
Se la temperatura è troppo bassa, viceversa, il circolo cutaneo va incontro a modificazioni opposte. La sudorazione invece viene controllata dall’ipotalamo con una azione sulle ghiandole sudoripare ed in particolare tramite la componente simpatica, l’unica componente in cui la componente simpatica ha come mediatore l’acetilcolina.
L’ipotalamo attiva quindi il sistema simpatico, che attiva le ghiandole sudoripare che aumentano la produzione di sudore che evaporando facilita la dispersione di calore. Quando l’ipotalamo deve mettere in atto delle risposte al freddo si osserva una vasocostrizione che di per se impedisce lo scambio di calore con l’esterno, e c’è un aumento dello scambio in controcorrente di calore di modo che le vene riportino verso il core sangue che è stato riscaldato dal arterie.
La temperatura corporea e il brivido
L’altro meccanismo che viene messo in atto è operato attraverso il sistema nervoso somatico: c’è un aumento della contrazione muscolare attraverso il brivido. Nei neonati è possibile avere una termogenesi in assenza di brivido legata all’attività del tessuto adiposo bruno, che è un tessuto adiposo contenente dei recettori β3, quindi predisposto ad essere stimolato dal sistema nervoso simpatico.
Questa produzione di calore senza brivido è legata al fatto che il sistema simpatico è in grado di attivare quelle uncoaping proteins che hanno la facoltà di dissociare la produzione di ATP dal passaggio degli elettroni attraverso la catena respiratoria. Di fatto non si ha produzione di ATP e quindi l’energia prodotta viene dispersa come calore. Negli animali cosiddetti a pelo lungo, ma nell’uomo è meno importante, per quanto concerne i meccanismi di termolisi può essere utile la perdita di calore attraverso l’aumento della ventilazione, così come negli animali funziona con efficienza il meccanismo di termogenesi chiamato “orripilazione” che consiste nell’erezione del pelo che fa si che di fatto si crei intorno all’animale il sequestro di aria calda che facilita il mantenimento di valori ideali di temperatura, ma nell’uomo è molto poco efficiente.
Il colpo di calore e la febbre
Ci sono alcune situazioni patologiche in cui si perde la capacità di mantenere la temperatura a valori ideali e, a parte l’ipotermia , ci sono due situazioni abbastanza comuni in cui l’organismo non riesce a mantenere sui valori del set-point i valori di temperatura: il colpo di calore e la febbre. Nel colpo di calore c’è un deficit delle attività termolitiche perché la temperatura esterna è molto alta e se l’aria esterna è particolarmente umida la mancata possibilità di sudare fa abbassare la temperatura a cui si può andare incontro a questo fenomeno.
Nella febbre quello che si modifica è il valore del set-point: nella febbre si distinguono due momenti uno di termogenesi e uno di termolisi; in genere la febbre determinata da alcuni fattori, detti “pirogeni”, in grado di modificare il set-point ipotalamico che di norma dovrebbe stare a 37° C portandolo a valori più elevati, inducendo di fatto una termogenesi che porta la temperatura al nuovo valore stabilito centralmente. Per cui la prima fase della febbre si associa brivido, fin tanto che la temperatura del corpo non abbia raggiunto il nuovo set-point.
In un secondo momento si ha un processo di termodispersione, quindi sudore, vasodilatazione, etc.
