Termoregolazione

Termoregolazione

Con termoregolazione si definisce una complessa funzione, propria degli animali omeotermi (Uccelli e Mammiferi), che consente all'organismo di mantenere la temperatura corporea a un livello costante conservando l'equilibrio tra i processi di termogenesi e quelli di termodispersione (o termolisi).

L. Fisiologia

La principale fonte di calore dell'organismo è costituita dai processi metabolici, che perlopiù sono rappresentati da reazioni chimiche esotermiche: si calcola che nelle 24 ore un uomo di statura media produca normalmente, in condizioni di moderata attività lavorativa, e debba perciò disperdere, circa 2400 cal. L'organismo può assumere calore dall'esterno se la temperatura dell'ambiente è superiore a quella del corpo o se è esposto a radiazioni calorifiche solari o di altra origine: tale evenienza, però, è del tutto estranea alla termogenesi vera e propria che è un processo di natura biochimica. Al contrario, la termolisi si realizza attraverso processi fisici: per irraggiamento (nell'uomo in condizioni ambientali e temperatura e umidità media, 55%), per evaporazione (30%), per conduzione e convezione (15% circa). La termolisi è limitata, nelle diverse specie animali, da annessi cutanei (peli, piume) o da uno spesso pannicolo adiposo. Per realizzare un equilibrio tra termogenesi e termolisi, e mantenere costante la temperatura corporea con il variare di quella ambientale, intervengono meccanismi regolatori riconducibili a un modello cibernetico di feedback negativo: se l'organismo è esposto al freddo, e quindi ad aumentata termolisi, la perdita di calore viene contenuta con una vasocostrizione cutanea e controbilanciata, entro certi limiti, con un aumento della termogenesi (aumento del metabolismo basale e, in particolare, del tono muscolare, con eventuale comparsa di brividi, aumento dell'attività funzionale dei surreni ecc.). Nella condizione opposta, ossia quella di aumentata termogenesi (come si verifica nel lavoro muscolare, nella febbre o per l'ingestione di alimenti a rapida combustione, come gli alcolici), o in caso di elevate temperature ambientali, si verifica un aumento della termolisi. In particolare cresce la quantità di calore disperso con l'evaporazione del sudore (v.), mentre quella dispersa con gli altri meccanismi cresce poco e solamente in relazione all'iperemia cutanea: per aumentare in misura considerevole, infatti, dovrebbe aumentare la temperatura del corpo, cosa che appunto la termoregolazione tende a evitare. Quando si verificano modificazioni della temperatura ambientale, si osservano nell'organismo cambiamenti somatici, endocrini e neurovegetativi. Un abbassamento della temperatura attiva l'azione muscolare con incremento di adrenalina, noradrenalina e ormoni tiroidei, determina una reazione cutanea con costrizione vascolare e genera il riflesso di orripilazione. Una riduzione della temperatura oltre una certa soglia si accompagna a una perdita delle capacità termoregolative e causa l'ipotermia, che riduce le funzioni metaboliche dell'organismo. Il brivido (v.) rappresenta nell'uomo adulto un valido meccanismo di termogenesi, verificandosi una contrazione muscolare prevalentemente isometrica da cui scaturisce una consistente produzione di calore. In animali con buona acclimatazione alle basse temperature e, parzialmente, nell'uomo, si ha anche una termogenesi senza comparsa di brivido, con attivazione di processi ossidativi dei grassi in deposito. Una reazione a più lungo termine è correlata con la sintesi di ormoni tiroidei (tiroxina). Questo ormone agisce su vari tessuti corporei e induce un'elevazione del metabolismo basale. Le reazioni termoregolatrici sono controllate dall'ipotalamo (v.) mediante due centri antagonisti che sono informati delle variazioni della temperatura ambiente e di quella interna da termocettori cutanei e viscerali. Nell'ipotalamo è configurata la temperatura di riferimento essenziale per difendere i tessuti da modificazioni termiche pericolose per la loro funzione e sopravvivenza: il centro anteriore regola la dissipazione di calore e quello posteriore favorisce la produzione di calore e la sua conservazione. Tuttavia, dati sperimentali tendono a dimostrare come l'ipotalamo anteriore svolga una funzione di coordinamento generale sia per la genesi del calore sia per la termodispersione. In tale contesto anatomico hanno un ruolo importante alcuni neurotrasmettitori la cui azione si svolge nell'ambito dei diversi circuiti della termoregolazione.

Fisiopatologia

Le capacità di termoregolazione dell'organismo umano sono limitate in un ambito di variazione al di là del quale s'instaurano processi potenzialmente in grado di mettere in pericolo la vita. Oltre i 39-39,5 °C si osserva un'ipertermia con iniziale sofferenza delle strutture nervose che può arrivare, dopo i 42 °C, a indurre crisi convulsive che, se persistenti, causano lesioni neuronali. Tra i 43 °C e i 45 °C si genera il colpo di calore, con blocco del compenso di regolazione sudorale e possibile esito fatale. Se la temperatura corporea, al contrario, scende in modo consistente al di sotto dei 37 °C si verifica ipotermia. In tale circostanza il sistema nervoso è funzionalmente depresso con perdita di coscienza attorno ai 33 °C. Al di sotto di questa temperatura si verifica una modificazione del ritmo cardiaco, più evidente attorno ai 28-29 °C. In alcuni interventi chirurgici di lunga durata si può ricorrere a procedure di ipotermia controllata con valori oscillanti tra i 30 e i 34 °C.

bibl.: h.h. hensel, Thermoreception and temperature regulation, New York, Academic Press, 1981.