Termoregülasyon Vücut Isının Kontrolü

... konulu sunumlar: "Termoregülasyon Vücut Isının Kontrolü"— Sunum transkripti:

1 Termoregülasyon Vücut Isının Kontrolü
Doç. Dr. Hakan Öztürk

2 Homeoterm ve Poikiloterm Canlılar
Canlı vücudunda cereyan eden kimyasal reaksiyonlar vücut sıcaklığına bağlıdır. Dolayısıyla vücut fonksiyonları da vücut sıcaklığına bağlıdır. Sıcaklığın artması reaksiyonları hızlandırır, düşmesi ise yavaşlatır. Sıcaklığın vücut fonksiyonlarında neden olduğu dalgalanmayı önlemek için memeli ve kanatlılarda vücut sıcaklığını sabit sınırlar içerisinde tutan bir takım mekanizmalar gelişmiştir. Bu nedenle memeli ve kanatlılara homeoterm (sıcakkanlı) hayvanlar denir. Vücut sıcaklıkları çevre ısısına göre değişen canlılara ise poikiloterm (soğuk kanlı) hayvanlar denir. Bu grupta balık, amfibi ve reptiller bulunmaktadır. Bunlar için soğukkanlı deyimi çokta doğru değildir, çünkü vücut sıcaklıkları tamamen dış ortam ısısına uymaz.

3 Homeoterm ve Poikiloterm Canlılar
Kedi, köpek, fare ve güvercin yavruları hayata geldikleri ilk birkaç gün poikiloterm hayvanlara benzer. Bunlara heteroterm hayvanlar da denir. Homeoterm olanlar 20 °C’lik vücut ısısında genellikle ölürler. Poikiloterm hayvanlar ise vücut ısılarının 0-1 °C’ye düşmesine dayanabilirler. Homeoterm hayvanlar soğukta daha çok besin tüketirler. Poikiloterm olanlarda ise besin alımı azalır veya tamamen durur. Her iki grup için yaşamın devam edemeyeceği vücut ısısı üst sınırı hücre protoplazmasının pıhtılaştığı 45 °C’dir. Poikiloterm hayvanla homeoterm hayvan arasında metabolizma farklıdır, günde kg canlı ağırlık için çıngıraklı yılanda 7,7 kcal, tavşanda ise 44,8 kcal’dir.

4 Normal Vücut Sıcaklığı
Hayvan Ortalama Alt Sınır Üst Sınır Aygır 37,6 37,2 38,1 Kısrak 37,8 37,3 38,2 Eşek 37,4 36,4 38,4 Deve 37,5 34,2 40,7 Besi sığırı 38,3 36,7 39,1 Süt ineği 38,6 38,0 39,3 Koyun 39,9 Keçi 38,5 39,7 Domuz 39,2 38,7 39,8 Köpek 38,9 37,9 Kedi Tavşan 39,5 40,1 Tavuk 41,0 40,4 42,6 Vücut sıcaklığı dinlenme halindeki hayvanın rektumuna terleştirilen bir termometre ile belirlenir. Ortalama vücut sıcaklığı hayvanın türüne, egzersize, günün farklı zamanlarına, çevre sıcaklığına, sindirim ve su içme gibi durumlara göre değişir.

5 Normal Vücut Sıcaklığı
İç Sıcaklık: Vücuttaki derin dokuların sıcaklığına iç sıcaklık denir. Bu sıcaklık eğer ateşli bir hastalık yoksa sadece ±0,6 °C dalgalanır. İnsanlarda ağız sıcaklığı 36, °C, rektal sıcaklık ise bundan 0,6 °C daha yüksektir. Çıplak bir insanda, kuru havada 12,5 °C kadar düşük, 55 °C gibi yüksek bir çevre sıcaklığında bile vücut iç sıcaklığı değişmez. Deri Sıcaklığı: Çevre sıcaklığına bağlı olarak artan yada azalan yüzeysel ısıdır. Ekstrem durumlarda (şiddetli egzersiz ve çok düşük çevre ısısında) ise vücut sıcaklığı geçici olarak 40 °C’ye kadar yükselip, 35,6 °C’nin altına düşebilir.

6 Diürnal Sıcaklık Günün farklı zamanlarında vücut sıcaklığındaki değişimlere diürnal sıcaklık denir. Gündüz aktif olan, gece uyuyan canlılarda vücut sıcaklığı sabah düşük, öğleden sonra ise yüksektir. Gece aktif olan noktürnal canlılarda ise tam tersi görülür. Develerde suyun korunması amacıyla gündüzleri ısı vücutta depo edilir, geceleri soğuk çöl havasında ise dış ortama verilir. Evaporasyonla ısı kaybı için yeterli su var, ısıyı depolamaya gerek yok!

7 Vücut Sıcaklığı, Isı Kayıp ve Üretimi Arasındaki Denge ile Kontrol Edilir!
Vücutta üretilen ısı kaybedilenden fazla ise ısı vücutta birikir ve vücut sıcaklığı yükselir. Tersi durumda ise düşer. Isı üretimi metabolizmanın bir yan ürünüdür. Metabolik hıza bağlı olan ısı üretimi: Bazal metabolizma hızına Kas aktivitesinin artmasına Tiroksin, büyüme hormonu ve testosteron gibi hormonların düzeyine Epinefrin, norepinefrin ve sempatik sitimülasyonun düzeyine Hücre sıcaklığı artışına bağlı kimyasal reaksiyonların hızlanmasına bağlı olarak değişir.

8 Vücut Isısı, Isı Kayıp ve Üretimi Arasındaki Denge ile Kontrol Edilir!
Isı vücutta derin organlarda, özellikle karaciğer, beyin, kalp ve iskelet kaslarında üretilir. Sonra bu ısı derin organlardan deriye, oradan da çevreye nakledilir. Isı kaybı iki faktör tarafından belirlenir: Isının üretim yeri olan derin organlardan deriye iletim hızı Isının deriden çevreye nakledilme hızı Deri ve deri altı yağ dokusu vücudun yalıtkan sistemini oluşturur. Diğer dokulara kıyasla yağ doku ısıyı 1/3 oranında daha az iletir. İç organlardan deriye kan akımı olmazsa vücudun yalıtkan sistemi giyilen giysilerin ¾’ü kadar bir ısı muhafazası sağlar. Yalıtkan sistem bir yandan deri ısısının çevre sıcaklığına yakın olmasına neden olurken, diğer yandan da daha hayati önemi olan iç ısının korunmasına yardım eder.

9 Deri Dolaşımı Kan damarları yalıtkan deri altı yağ dokusuna girerek yoğun bir şekilde dallanır. İç ısının dışarı iletilip-iletilmemesinde venöz ağ önemli bir rol üstlenir. Kan venöz ağa arteriyovenöz bağlantılar ile ihtiyaçlar doğrultusunda, neredeyse sıfırdan kalp debisinin %30’u gibi büyük miktarlarda nakledilebilir. Arteriyovenöz bağlantıların açılarak kanın deriye yönlendirilmemesi ısının muhafazasına, kapatılması ise kanın yoğun bir şekilde deriye nakledilip iç ısının dış ortama verilmesine neden olur. Tam vazokonstriksiyon ve tam vazodilatasyon sırasında ısı iletimi açısından 8 kat fark oluşmaktadır.

10 Ters Akım Prensibi

11 Deri Yüzeyinden Isı Kayıp Yolları
Radyasyon (Işıma): Normal oda sıcaklığında çıplak bir insanda toplam ısı kaybının %60’ı radyasyon yolu ile olur. Radyasyonla ısı kaybı kızıl ötesi ışınlar yayma yolu ile olur. Sıcaklığı mutlak 0 olmayan tüm cisimler kızıl ötesi ışınlar yayarlar. Çevredeki nesnelerden de vücuda doğru ısı ışınları yayılır. Eğer vücut ısısı çevreden daha yüksekse, ışınım yoluyla kaybedilen ısı çevreden kazanılan ısıdan daha büyük olur.

12 Deri Yüzeyinden Isı Kayıp Yolları
Kondüksiyon (İletim): Vücudun çevredeki nesnelere teması ile olan ısı kaybıdır. Bu yolla ısı kaybı olukça azdır (%3). Aslında bir çeşit kondüksiyon olan ve havaya ısı alış-verişini ifade eden konveksiyon ile toplam ısı kaybının yaklaşık %15’i gerçekleştirilir. Isı moleküller hareketlerin kinetik enerjisidir. Çevre ısısı vücut ısısından düşükse deriye temas eden hava ısıtılır, ısınan hava genleşir ve deriden uzaklaşır, yerine soğuk hava gelir ve bu süreç devam ederken vücut ısısı da çevreye verilmiş olur. Rüzgarlı havalarda vücuda temas eden ve ısınan havanın rüzgarın etkisiyle hızla uzaklaştırılması, yerine serin havanın gelmesi, rüzgarın konveksiyon yoluyla serinletici etkisini oluşturur. Su havadan birkaç bin kat daha yoğun olduğundan suyun serinletici etkisi havadan çok daha fazladır.

13 Deri Yüzeyinden Isı Kayıp Yolları
Buharlaşma (Evaporasyon): Bir gram suyun buharlaşmasıyla 0,58 kcal ısı kaybedilir. Gün içerisinde farkında olunmadan, deri ve solunum yollarıyla yaklaşık ml suyu buhar şeklinde kaybederiz (insanlar). Buna latent ısı kaybı denir. Bu yolla saatte kcal ısı kaybedilir ve bu kayıp kontrol edilemez. Bir de deri yüzeyinden terin buharlaşmasıyla kontrol edilebilir ısı kaybı vardır. Çevre sıcaklığı vücut ısısından yüksek olduğunda, radyasyon, kondüksiyon ve konveksiyonla ısı kaybedilemez, bilakis kazanılır. Bu durumda vücudun yegane ısı kaybetme yolu terlemedir.

14 Deri Yüzeyinden Isı Kayıp Yolları
Giysiler deri ve hava arasında izalasyon sağlar. Derinin ısıttığı hava kondüksiyon ve konveksiyonla sınırlı bir düzeyde kaybedilir. Ancak yinede bir miktar radyasyonla ısı kaybedilir. Giysilerin ince bir altın tabakayla kaplanması radyasyonla olan ısı kaybını da oldukça düşürür. Bu yolla özel kutup giysileri üretilmiştir. Isı kaybını önlemede giysilerin ıslak olmaması da çok önemlidir. Çünkü suyun yüksek iletkenliği deri ısısını 20 kattan daha fazla çevreye iletir.

15 Terlemenin Kontrolü Beyindeki anteriyor hipotalamusun preoptik alanı elektriksel veya ısıtılarak uyarılırsa terleme oluşur. Bu bölgeden kaynaklanan uyarılar omurilik üzerinden sempatik sinir sistemi lifleri ile tüm vücuda dağılmış olan ter bezlerine ulaşır. Ter bezleri sempatik sinirler ile uyarılır. Ama ilginç olan uyarılmanın asetil kolin ile sağlanmasıdır (sempatik kolinerjik liflerle). Ancak egzersiz sırasında adrenal medulladan dolaşıma salınan epinefrin ve norepinefrin de doğrudan ter bezlerini uyarıp terlemeye yol açar. Bu sayede kassal aktivite sonucu üretilen fazla ısı dışarı verilir.

16 Terin Salgılanması Ter bezlerinin dermis katmanındaki kıvrımlı bölümü sempatik kolinerjik sinirlerce uyarılarak primer salgıyı (ön salgı) salgılar. Bu salgının bileşimi plazmaya çok benzer, sadece plazma proteinlerini içermez. Salgı bezin kanal bölümünden geçerken Na+ ve Cl- iyonlarının büyük kısmı geri emilir (salgıda yaklaşık 5 mEq). Bu durumda salgının ozmotik basıncı çok düşer ve su da büyük ölçüde geri emilir. Ancak diğer maddeler salgıda yoğunlaşır. Yani düşük hızdaki terlemede üre, laktik asit ve K+ gibi iyonlar terde yoğun bir şekilde bulunur. Ter bezleri sempatik sinirlerce şiddetli bir şekilde uyarılırsa primer salgı üretimi çok fazla olur. Na+ ve Cl- iyonları yeterince geri emilemez (salgıda yaklaşık 50 mEq). Fazla üretim ve hızlı akıştan dolayı su yeterince geri emilemez, üre, laktik asit ve K+ plazmaya göre sırasıyla sadece 2, 4 ve 1,2 kat konsantre olabilir. Sıcak havaya alışmamış kişilerde saatte yaklaşık 1 litre çıvarında ter salgılanır. Ortamda 1-6 hafta kalan kişilerde ise ter üretimi saatte 2-3 litreye kadar yükselir. Terin fazlaca üretilip buharlaşmasıyla vücutta arzu edilen serinleme de sağlanmış olur. Terle birlikte tuz kaybı önemli bir handikaptır. Sıcağa adapte olmamış kişilerde terle birlikte günde g tuz kaybedilir. Sıcağa adapte olmuş kişilerde ise günde sadece 3-5 g tuz kaybedilir. Bunu sağlayan aldosteron hormonudur. Sıcağa bu şekilde uyum sağlamaya aklimatizasyon denir.

17 Hayvanlarda Terleme Genel olarak terlemeyle ısı kaybı hayvanlarda insanlara kıyasla daha az etkilidir. İnsanlardaki ekrin ter bezleri hayvanlarda daha azdır. Kedide ve köpekte sadece ayak tabanında bulunur (tabanı ıslatarak yere iyi tutunmayı sağlar, termoregülatör önemi ihmal edilebilir). At, sığır, koyun, köpek ve kedilerde vücut yüzeyine dağılmış apokrin ter bezleri vardır. Sürekli ve az miktarda proteinimsi süt benzeri kokusuz salgı yaparlar. Yağ bezlerinin salgısıyla karışıp hayvanın derisinin yüzeyinde koruyucu bir fizikokimyasal bariyer oluştururlar. Derideki bakterilerin etkisiyle hayvan türünün özel kokusunu oluştururlar. Sıcak havalarda terleme ve painting (soluma) ile vücuttan ısı kaybı artırılmaya çalışılır. Yüksek ısıya en dirençli türler sığır ve koyunlardır. %65 nem ve 45 °C’ye dayanabilirler. Domuzlar %65’in üzerindeki nem ve 35 °C’ye dayanamazlar. Domuzlar yeterince terleyemezler ve küçük ağızları paintingide sınırlandırır. (transport gece yapılmalı ve ara sıra su sıkılmalı). Kediler %65’in üzerindeki nem ve 40 °C’ye dayanamazlar. Paintingin yanında tükürükleriyle tüylerini ıslatarak buharlaşma yoluyla ısı kaybını artırmaya çalışırlar. Kuşların akciğerleri ile bağlantılı vücut boşluklarındaki hava keseleri serinleme sağlar. Yine 41 °C olan vücut sıcaklıkları yüksek ısıyı iyi tolere etmelerini sağlar. Bununla birlikte %75 nem ve 38 °C’den yüksek değerlere fazla maruz bırakılmamalıdırlar.

18 Soluma ile Isı Kaybı Bir çok hayvanda vücudun kürkle kaplı olması ve ter bezlerinin bulunmaması ısının kaybedilmesini zorlaştırır. Bu hayvanlarda ısıyı kaybetme yöntemi olarak ağız yoluyla soluma mekanizması kullanılmaktadır. Soluma olayı beynin ısı düzenleme merkezi olan hipotalamusça kontrol edilir. Aşırı ısınan kan hipotalamusta vücut ısısını düşürmeye yönelik nörojenik sinyalleri başlatır. Bunlardan biriside soluma olayıdır. Hayvan hızlı soluk alıp-verdiğinde solunum mukozasından ve özellikle dilden tükürüğün buharlaşmasıyla ısı kaybedilir ve bu bölgelerden geçen kan soğutulur. Hızlı solumaya karşın alveoler ventilasyon çok fazla artmaz. Çünkü her bir soluk oldukça sığdır, alveollere giren havanın büyük kısmı ölü boşluk havasıdır. Soluma olayı hipotalamusça kontrol edilirken, normal soluma olayı beyin sapındaki solunum merkezlerince kontrol edilir.

19 Termoregülasyonda Hipotalamusun Rolü
Kuru havada bulunan çıplak bir insanda 13°C’den 54 °C’ye kadar değişen çevre sıcaklıklarında vücut ısısı 36,1-37,8 °C arasında sabit tutulur. Vücut ısısının sabit tutulmasını sinirsel geri bildirim mekanizması mümkün kılar. Bu mekanizmada hipotalamus ayarlama merkezi olarak işlem yapar. Termodların kullanıldığı, beyindeki çeşitli alanların ısıtılması veya soğutulmasına yönelik araştırmalarda, anteriyor hipotalamusun preoptik alanında çok sayıda ısıya duyarlı nöronlar belirlenmiştir. Bu nöronların yaklaşık 2/3’ü sıcağa, 1/3’ü ise soğuğa duyarlı olup, vücut ısısının düzenlenmesinde merkezi reseptörler olarak görev yaparlar. Vücut ısısı yükselince sıcağa duyarlı nöronların, düştüğünde ise soğuğa duyarlı nöronların deşarj hızı artar. Preoptik alan ısıtılınca deride vazodilatasyon ve yoğun terleme görülmekte, bu suretle vücut ısısı normal düzeye düşürülmeye çalışılmaktadır. Ayrıca tüm vücutta ısı üretimi baskılanmaktadır.

20 Termoregülasyonda Deri ve Derin Reseptörlerin Rolü
Hipotalamustaki merkezi reseptörler dışında vücut ısısının düzenlenmesinde görev yapan deri ve derin organ reseptörleri de vardır. Derideki ısıya duyarlı reseptörler, soğuğa duyarlı Krause bulbusu ve sıcağa duyarlı Ruffini organıdır. Krause bulbuslarının sayısı 10 kat daha fazladır. Bu nedenle periferik ısı kontrolünde özellikle soğuğa karşı düzenleme ön plandadır. Deri üşüyünce vücudu ısıtacak bir dizi mekanizma devreye sokulur. Bunlar: Kuvvetli bir sempatik uyarı ile titreme başlar ve ısı üretimi hızlanır Terleme baskılanır Deride vazokonstriksiyon ile ısının deriye nakledilmesi azaltılır Derin reseptörler özellikle omurilik, karın organları ve karın ile göğüs boşluğundaki büyük venlerde bulunurlar. Deri reseptörlerinden farklı olarak bunlar yüzeysel değil vücudun içindeki ısıyı algılarlar ve sıcağa değil soğuğa duyarlıdırlar. Hem deri hem de derin reseptörler vücudu özellikle hipotermiden korurlar.

21 Posteriyor Hipotalamus
Periferik deri ve derin sıcaklık reseptörlerinin verileri hipotalamusca işlendikten sonra vücut ısısında gerekli düzenleme yapılır. Preoptik alandan gelen sinyaller posteriyor hipotalamusa iletilir. Burada periferik deri ve derin reseptörlerden gelen bilgilerle birleştirilir ve vücuttaki ısı oluşturan veya ısı kaybettiren süreçler başlatılır.

22 Vücut Isısı Yükselince Ne Olur?
Vücut ısısını düşürmeye yönelik 3 önemli mekanizma devreye girer: Deri kan damarlarında vazodilatasyon olur: Posteriyor hipotalamusta vazokonstriksiyona yol açan sempatik merkezlerin baskılanmasıyla gerçekleştirilir. Tam bir vazodilatasyon sonrası deriden ısı kaybı 8 kat artar. Teleme: Isı üretiminin baskılanması: Titreme ve kimyasal ısı üretimi gibi mekanizmalar baskılanır.

23 Vücut Isısı Düşünce Ne Olur?
Bu durumda sıcaklık kontrol merkezi biraz önceki olayın tam tersini yapar: Bütün vücutta deri kan damarlarında vazokonstriksiyon: Posteriyor hipotalamustaki sempatik merkezlerin uyarılmasıyla gerçekleştirilir. Piloereksiyon: Sempatik uyarıyla kıl köklerindeki m. errektör pilli’ler kasılır ve kıllar dikleşir. Bu durum insanlarda ısı düzenlenmesi açısından önemli değildir. Ancak hayvanlarda piloereksiyon ile tüyler arasında yalıtkan bir hava tabakası oluşturulur ve vücut ısısının kaybedilmesi azaltılır. Isı üretiminin uyarılması: Metabolik sistemlerde ısı oluşumu, titreme, sempatik sistemce ve tiroksin hormonunca ısı üretiminin hızlandırılması ile vücut ısısı yükseltilmeye çalışılır.

24 Titremenin Hipotalamusca Uyarılması
Posteriyor hipotalamusun dorsomediyal bölümünün 3. ventriküle yakın kısmında titremenin primer motor merkezi bulunur. Bu merkez hipotalamusun preoptik alanındaki sıcaklık merkezinden gelen sinyallerle baskılanırken, deri ve omurilikten gelen soğukluk sinyalleri ile uyarılır. Beyin sapı üzerinden omurilikteki anteriyor motor nöronlara gönderilen sinyaller iskelet kaslarında tonusu artırıp titremeye yol açar. Bu sinyaller ritmik değildir ve iskelet kaslarında sarsı yaratmaz. Maksimal titreme sırasında vücuttaki ısı üretimi normale kıyasla 4-5 kat yükselir.

25 Sempatik ‘Kimyasal’ Yolla Isı Üretimi
Sempatik sinir sisteminin uyarılması, dolaşımdaki epinefrin ve norepinefrin düzeylerinin artması hücrelerde metabolizma hızını yükseltir. Besin maddeleri vücudun normal ihtiyacından daha çok enerji üretecek şekilde oksidatif fosforilasyonla yakılır ve ısı üretilir. Hayvanlarda kimyasal ısı üretimi derecesi kahverengi yağ dokusunun miktarına bağlıdır. Bu dokuda fazlaca sempatik uyarı alır ve çok sayıda mitokondri içerir. Kahverengi yağın yakılmasıyla ısı üretilir. Haftalarca soğuk iklimde kalmış ve soğuğa aklimatize olmuş ratlar aniden soğuğa maruz kalırlarsa ısı üretimlerini kat artırabilirler. Aklimatize olmamış ratlarda ise ısı üretimi bunun sadece 1/3’ü kadardır. Artmış ısı üretimine artmış besin alımı da eşlik eder. Yetişkin insanlarda neredeyse hiç kahverengi yağ bulunmaz. Bu nedenle kimyasal termogenez ile ısı oluşumu sadece %10-15 düzeyinde olur. Ancak yeni doğan bebeklerde interskapular bölgede bir miktar kahverengi yağ vardır ve kimyasal termogenez ısı üretimini %100 kadar artırabilir. Bu bebeklerdeki termoregülasyonda önemli rol oynar.

26 Uzun Süreli Isı Üretiminde Tiroksinin Rolü
Hipotalamusun preoptik alanının soğutulması hipotalamusun nöroendokrin hücrelerinden TRH salgılanmasına yol açar. Bu hormon hipotalamohipofizer portal sistemle hipofiz ön lobuna gelir ve buradan TSH salınmasına yol açar. TSH’da kan yoluyla tiroid bezine gelerek tiroksin hormonunun salınımına neden olur. Tiroksin hormonu ise tüm vücutta metabolizma hızını yükselterek kimyasal termogenezi artırır. Ancak bu mekanizma çok hızlı gerçekleştirilemez. Çünkü tiroid bezinin hipertrofiye uğrayarak kimyasal termogenez sağlayacak şekilde yüksek tiroksin salgılaması haftaları bulur. Hayvanların haftalarca aşırı soğuğa maruz kalmasıyla tiroid bezi %20-40 oranında büyür. Ancak insanlar kendilerini hayvanlar kadar ileri derecede soğuğa maruz bırakmazlar. Bu nedenle de insanlarda soğuğa adaptasyonda tiroidin rolü çok önemli değildir.

27 Sıcaklık Kontrolünde Ayar Noktası
İnsanlarda 37,1 °C’nin üzerindeki vücut ısılarında ısı kaybı ısı oluşumdan fazladır. Bu düzeyin altında ise tam tersi şeklindedir ve vücut ısısı 37,1 °C’ye yaklaştırılır. Bu nedenle bu ısı derecine kontrol mekanizmasının ayar noktası denir. Bütün ısı kontrol mekanizmaları vücut ısısını bu düzeyde tutmaya çalışır. Deri ısısı düşükse ayar noktası yükseltilir. Deri ısısı 33 °C’den yüksekse ayar noktası 36,7 °C’nin üzerindedir. Deri ısısı 29 °C’ye düştüğünde merkezi ayar noktası 37,4 °C’ye yükselmektedir. Yani deri ısısı yüksek olduğu zaman çok daha düşük hipotalamus sıcaklığında terleme başlar. Deri ısısı düştüğünde ise bu sistem terlemeyi baskılar. Eğer deri sıcaklığı düştüğünde terleme olsaydı, zaten düşük olan çevre ısısında terlemeyle fazlaca ısı kaybı olacaktı.

28 Sıcaklık Kontrolünde Ayar Noktası
Titremede de benzer bir mekanizma vardır. Deri soğuk olduğunda hipotalamik sıcaklık yüksek olsa bile hipotalamustaki merkezlerden titreme için sinyaller çıkarılır. Çünkü deri soğukken eğer ısı oluşumu artmazsa hızla vücut ısısı düşer. Bu nedenle deri sıcaklığının ısı yapımını artırıcı etkisi aslında vücudun iç sıcaklığında meydana gelebilecek bir düşmeyi önceden tahmin ederek bunu önlemeye yöneliktir.

29 Davranışsal Kontrol Vücut ısının kontrolünde bilinçaltı otonom kontrol dışında çok güçlü bir bilinçli kontrol mekanizması daha vardır. Bu davranışsal kontroldür. Vücut ısısı ne zaman yükselirse, sıcaklık kontrol alanlarından başlayan sinyaller canlıda psişik olarak aşırı sıcaklık duygusu yaratır. Vücut ısısı düştüğünde ise deri ve derin sıcaklık reseptörlerinden gelen uyarılar canlıda rahatsızlık yaratan üşüme duygusu yaratır. Bu nedenle canlı tekrar rahatlamak için uygun davranışlar sergiler. Hatta çok şiddetli soğuklarda vücut ısısının kontrolü için tek etkili mekanizma budur.

30 Deride Lokal Sıcaklık Refleksleri
Eğer kişi ayağını sıcak bir lambanın altına tutup bekletirse lokal bir vazodilatasyon ve terleme meydana gelir. Aksine soğuk suya soktuğunda lokal vazokonstriksiyon olur ve terleme son bulur. Bu reaksiyonlar sıcak ve soğuğun doğrudan damarlar ve ter bezlerine etki etmesi yanında esas olarak lokal spinal refleksler ile gerçekleştirilir. Derideki reseptörlerden durum algılanır ve omur iliğe iletilir, oradan da derinin aynı bölgelerine uygun cevabın oluşturulmasına yönelik emirler verilir. Bu lokal spinal reflekslerin şiddeti hipotalamustaki termostatın (ısı kontrol merkezinin) kontrolü altındadır. Bu sayede lokal olarak ısınan yada soğuyan bölgelerden vücudun diğer bölgelerine aşırı ısı transferi önlenmiş olur. Spinal hayvan ve insanlarda vücut ısısının kontrolü bozulur. Çünkü hipotalamusun ısı düzenlenmesine yönelik emirleri ve periferik reseptörlerden gelen bilgilerin hipotalamusa ulaşması mümkün olmaz. Böyle canlılar sadece kafa bölgeleriyle sıcak ve soğuğu hissedip uygun davranışsal reaksiyonlar gösterirler.

31 Ateş Merkezi ayar noktasının daha yüksek bir değere ayarlanması sonrası vücut sıcaklığının normal değerler üzerinde olmasıdır. Hipertermi ise ayar noktasında herhangi bir değişiklik olmaksızın vücut ısısının yükselmesidir. Bir çok protein, protein yıkım ürünü, bakterilerin salgıladığı lipopolisakkarit yapısındaki toksinler ve endotoksinler hipotalamustaki termostatın ayar noktasını yükseltir. Bu etkiyi yaratan maddelere pirojenler denir. Hastalıklarda ateş yükselmesi bakterilerin salgıladığı veya hasarlı dokulardan salınan pirojenler nedeniyle olur. Pirojenler lökositler, makrofajlar ve büyük granüllü katil lenfositler tarafından fagosite edilir. Bu hücreler bakteri ürünlerini sindirdikten sonra kana IL-1, TNF-α ve IL-6 gibi endojen pirojenler salgılarlar. Bunlar beyne ulaşınca lokal endotel hücreleri ve mikrogliya hücrelerinden PGE2 salınımına yol açıp, 8-10 dakikada hipotalamustaki termostatın ayar noktasını yükselterek ateş oluşumuna neden olurlar (Humoral hipotez). Aspirin, ateş düşürücü etkisini postoglandin sentezini engellemesine borçludur. Enflamasyon sırasında aktive olan komplement sistemi üyesi C5a karaciğerde PGE2 salınımını uyarır. PGE2 ise n. vagus üzerinden hipotalamusu uyararak ateş oluşturur (nöral hipotez).

32 Ateşli Durumların Özellikleri
Titreme: Pirojenler tarafından hipotalamustaki ayar noktasının aniden yükseltilmesi vücut ısısının bu yeni noktaya getirilmesini gerektirir. Ancak bu saatler alır. Ateş basması (Kriz): Eğer ateşe neden olan etken aniden uzaklaştırılırsa termostatın ayar noktası aniden normal düzeyine iner. Bu durum anteriyor hipotalamusun preoptik alanının aşırı ısıtılmasında olduğu gibi etkiler oluşturur. Aşırı sıcaklık hissi, yoğun terleme ve yaygın vazodilatasyon nedeniyle sıcak ve kızarık bir deri görüntüsü oluşur.

33 Sıcak Çarpması İnsanlar kuru havada 54 °C’lik sıcaklığa saatlerce dayanır. Öte yandan %100 nemli havada 34 °C’ye çok fazla dayanamaz ve ölür. Kişi ağır bir iş yapıyorsa sıcaklık çarpmasına yol açacak kritik çevre sıcaklığı °C’dir. Vücut ısısı °C’ye çıkınca sıcak çarpması görülebilir. Baş dönmesi, karın ağrısı, kusma, deliryum ve en sonunda bilinç kaybı oluşur. Bu semptomların bir çoğu akut su ve elektrolit kaybına bağlı dolaşım şokundan ileri gelir. Ancak hiperterminin kendisi de beyne büyük ölçüde zarar verir. Bu nedenle ateş çarpmasına uğrayan kişi derhal soğuk su banyosuna alınmalı veya süngerle yada soğuk su püskürterek vücut ısısı düşürülmeye çalışılmalıdır. Tropikal bölgelerde yaşayan veya yüksek sıcaklık ve %100 nem derecesine sahip madenlerde çalışan insanlarda yüksek sıcağa aklimatizasyon şekillenmiştir. Aklimatizsayon 1-3 haftada oluşur. Bu kişilerde terleme hızı artar, plazma hacmi artar, aldosteron salgısının artmasına bağlı ter ve idrarla tuz kaybı azaltılır.

34 Aşırı Soğukta Kalma Aşırı soğuğa yada buzlu suya uzun süre maruz kalan canlılarda derhal müdahale edilmediği takdirde dakika içinde kalp durması veya fibrilasyon sonucu ölüm şekillenir. Bu sırada vücut sıcaklığı normal değerlerin altına (hipotermi) inerek 25 °C’ye kadar düşebilir. Vücut ısısı 29,4 °C’nin altına düşünce hipotalamusun sıcaklık düzenleme yeteneği kaybolur. Hatta 34 °C’de bile hipotalamusun bu yeteneği büyük ölçüde bozulur. Aşırı soğukta kalma sonrası vücutta (özellikle el-ayak parmakları, kulak memeleri) donuklar şekillenebilir. Donuk olayında hücre sitoplazmasında buz kristalleri oluşur, dolaşım bozukluğu ve lokal doku hasarı oluşur. Buzun çözülmesi sonrası haraplaşan dokularda kangren şekillenir ve bu bu bölgelerin cerrahi olarak uzaklaştırılması zorunlu olabilir. Dokuların ısısı donma derecesine inince damar düz kasları soğuğun etkisiyle paralize uğrar, gelişen vazodilatasyon ile deride aniden kızarma şekillenir. Aslında bu mekanizma dokuları donmaya karşı koruyan vücudun son müdahalesidir. Bazen de tıpta soğuğun etkisinden istifade edilir. Kuvvetli sedatifler ile hipotalamusun termostatik etkinliği baskılanarak yapay hipotermi oluşturulur. Vücut ısısı uzun süre 32 °C’de tutularak vücutta istenilen operasyonlar gerçekleştirilir.

35 Hibernasyon (Kış Uykusu)
Çevre ısısı düştükçe poikiloterm hayvanlarda oksidasyon olayları azalmakta, hayvanlar hareketsiz hale gelmektedir. Hibernasyon (kış uykusu) denilen bu olay bazı memeli hayvanlarda da (tarla sincabı, tarla faresi, tarla sıçanı, kirpi, köstebek, porsuk, yarasa) görülmektedir. Bu memeliler uygun koşullarda vücut ısılarını düzenleyebilmekte, yani homotermik yapı sergileyebilmekte, soğukta ise bu yeteneklerini kaybetmektedirler. Hibernasyon hayvanların soğuk aylarda hayatta kalabilmeleri için gerekli olan adaptasyon yollarından biridir. Derin ve uzun bir uykuya benzemektedir. Çevre ısısı düşmesi yanında besin bulabilme güçlüğü de hibernasyona geçişi kolaylaştırmaktadır.

36 Hibernasyon (Kış Uykusu)
Bazı araştırmacılara göre ayılar gerçek hibernant değildirler. Örneğin Amerikan ayılarında inaktif dönemler uzun zaman sürmektedir. Bu periyot boyunca hayvanlarda defekasyon, ürinasyon, içme, yemek yeme olmasa bile vücut ısısı yaklaşık 6-8 °C düşmektedir. Oysa gerçek hibernantlarda bu ısı düşüşü yaklaşık °C’dir. Bunun kışın yatan ayılar için biyolojik bir koruyuculuğu olduğuna inanılmaktadır. Ayılar vücut ısılarını çok az düşürdükleri ve kış boyunca sıcakkanlı kaldıkları için gerçek hibernant sayılmamaktadırlar.

37 Torpor Torpor (letarji, uyuşukluk): Bazı küçük memeliler ve kuşlarda görülen, metabolik süreçler ile enerji harcanmasını azaltıp tüm vücut fonksiyonlarını minimuma düşüren uyuşuklukla karakterize fizyolojik uyku durumudur. Besin ve su kıtlığında hayvanın birkaç günden birkaç haftaya kadar hayatta kalmasını sağlar (açlık uyuşukluğu, günlük uyku uyuşukluğu, açlık veya soğuk uykusu). Fizyolojik olarak kış uykusuna benzer, ancak soğuk, ışık azlığı ve hormonal mekanizmalar burada etkili değildir. Sadece besin yetersizliği ve buna bağlı kilo kaybı etkilidir. Kış uykusunda olduğu gibi vücut sıcaklığı radikal bir şekilde düşürülmez. Ortam uygun olunca hayvan kendiliğinden uyanır. Hayvan belirli bir süre için kendi isteğiyle fizyolojik bir hazırlık yapmaksızın torpora girer. Kış uykusu ise zorunlu ve ön hazırlıkların yapıldığı (yağ depolama, hormonel değişiklikler, vs) bir süreçtir. Sinek kuşu: Çok yüksek bir metabolik hıza sahiptir. İhtiyacı olan enerjiyi tasarruf etmek için çok soğuk gecelerde torpor yaparak vücut sıcaklığını 40 C°den 20 C°’ye düşürür ve birkaç saatlikte olsa %90 enerji tasarrufu sağlar Cüce maki: Kıtlık zamanlarında geceleri torpor yaparak %40 enerji tasarrufu sağlar