थर्मोरेग्यूलेशन जैविक तंत्र की एक एकीकृत प्रणाली है, जो जीव के लिए बाहरी जलवायु परिस्थितियों से स्वतंत्र रूप से लगभग निरंतर आंतरिक तापमान बनाए रखने के लिए जिम्मेदार है। ये तंत्र - विशेष रूप से पक्षियों और स्तनधारियों (सभी जानवरों के होमथर्म) में प्रभावी होते हैं, मछली, उभयचर और सरीसृप में कम (पोइचिलोथर्मिक जानवर) - गर्मी के उत्पादन, संरक्षण और फैलाव की प्रक्रियाएं शामिल हैं।
चूंकि अन्य सामान्य वजन वाले व्यक्तियों की तुलना में अक्सर मोटे व्यक्ति असामान्य रूप से भोजन नहीं करते हैं, जो कभी-कभी अधिक भी खाते हैं, तो यह माना जा सकता है कि - एक ही शारीरिक गतिविधि के साथ - थर्मोरेगुलेटरी प्रक्रियाओं के परिवर्तन से संचय के साथ एक कम भोजन की खपत हो सकती है। वसा के रूप में अतिरिक्त ऊर्जा। मोटापे के विपरीत पतले विषयों, इसलिए गर्मी के रूप में अतिरिक्त भोजन (भूरा वसा ऊतक देखें) के निपटान में बेहतर होगा।
थर्मोरेग्यूलेशन सबसे पहले स्वैच्छिक या अनैच्छिक हो सकता है। पहले मामले में यह जानवर ही है जो स्वेच्छा से उचित व्यवहार रणनीतियों में गति डाल सकता है, जैसे कि तत्वों से आश्रय आश्रय की खोज या अपने शरीर के तापमान को बनाए रखने के लिए सबसे उपयुक्त स्थानों में प्रवास।
यहां तक कि अनैच्छिक थर्मोरेगुलेटरी प्रतिक्रियाओं को ठंडे वातावरण या गर्म वातावरण के संपर्क में आने से रोका जा सकता है। किसी भी मामले में, वे हाइपोथैलेमिक थर्मोरेगुलेटरी सेंटर के हस्तक्षेप की परिकल्पना करते हैं, जो त्वचीय और केंद्रीय थर्मोरेसेप्टर्स (मस्तिष्क, रीढ़ की हड्डी और केंद्रीय अंगों में स्थित) से आने वाले संकेतों को पकड़ने और संसाधित करने में सक्षम होते हैं, जो शरीर के तापमान को बनाए रखने के लिए सबसे उपयुक्त शारीरिक प्रतिक्रिया का समन्वय करते हैं।
ठंडे वातावरण में थर्मोरेग्यूलेशन
थर्मोरेगुलेटरी कोल्ड अनुकूलन को गर्मी के संरक्षण और / या उत्पादन के लिए डिज़ाइन किया गया है।
ऊष्मा उत्पन्न करने वाले जीव की क्षमता को थर्मोजेनेसिस कहा जाता है; यह काफी हद तक अनिवार्य है और आहार के साथ शुरू किए गए पोषक तत्वों के आंदोलन, पाचन, अवशोषण और प्रसंस्करण के शारीरिक और चयापचय प्रक्रियाओं से जुड़ा हुआ है।
स्तनधारियों में गर्मी (वैकल्पिक थर्मोजेनेसिस) के उत्पादन को बढ़ाने की क्षमता होती है, जिसमें चिल का तंत्र शामिल होता है या नहीं। पहले मामले में हम कंपकंपी वाले थर्मोजेनेसिस (कंपकंपी) की बात करते हैं। यह तंत्र आंदोलन के उद्देश्य से नहीं बल्कि मांसपेशियों के ऊतकों के एक लयबद्ध और सममितीय संकुचन के माध्यम से गर्मी के उत्पादन की ओर जाता है। संकुचन और आराम का विकल्प एक कंपकंपी नामक एक विशेषता कांप जाता है, जो तब प्रकट होता है जब शरीर का तापमान "काफी" कम हो जाता है। कंपकंपी आराम से मांसपेशियों द्वारा उत्पादित की तुलना में 6-8 गुना अधिक गर्मी का एक हिस्सा उत्पन्न करता है। आमतौर पर, यह केवल तब होता है जब अधिकतम वाहिकासंकीर्णन (बाद में देखें) शरीर के तापमान को बनाए रखने में सक्षम नहीं रहा है।
कंपकंपी रहित थर्मोजेनेसिस, जिसे रासायनिक थर्मोजेनेसिस भी कहा जाता है, में एक्सोथर्मिक जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं (जो गर्मी उत्पन्न करता है) के माध्यम से गर्मी का उत्पादन शामिल है। ये प्रतिक्रियाएँ विशेष अंगों में होती हैं, जैसे कि भूरे वसा ऊतक (BAT), यकृत और मांसपेशी।
ब्राउन वसा ऊतक, हाइबरनेटिंग जानवरों के विशिष्ट और मनुष्यों में दुर्लभ (शिशुओं में उच्चतर), इस प्रकार माइटोकॉन्ड्रियल स्तर पर मौजूद कैरोटीनॉयड द्वारा दी गई विशेषता भूरे रंग के रंजकता (नग्न आंखों को दिखाई देने वाले) के लिए परिभाषित किया गया है। ब्राउन वसा कोशिका के ये ऊर्जा संयंत्र एक और विशेषता, माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन UCP1 की उपस्थिति से प्रतिष्ठित हैं। माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली स्तर पर स्थित इस प्रोटीन में ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन को डिकॉप्लिंग करने की विशेषता है, इस प्रकार एटीपी अणुओं के गठन की कीमत पर गर्मी के उत्पादन का पक्षधर है। संक्षेप में, ब्राउन वसा ऊतक को गर्मी उत्पादन बढ़ाने के लिए पोषक तत्वों (मुख्य रूप से वसा) को जलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ठंड से उत्तेजित भूरे वसा ऊतक की सक्रियता, मुख्य रूप से नॉरएड्रेनालाईन की रिहाई और with3 रिसेप्टर्स के साथ इसकी बातचीत से जुड़ी है, लेकिन अंतःस्रावी तंत्रों द्वारा गारंटी भी दी जाती है जैसे कि थायराइड से टी 3 और टी 4 की रिहाई। भूरे रंग के वसा ऊतकों की सबसे बड़ी जमा चौराहे, पेरियाओर्टिक और पेरिरेनल साइटों में दर्ज की जाती है; इन स्तरों पर, उन्हें रक्त वाहिकाओं के पास रखा जाता है, जिससे वे गर्मी देते हैं ताकि यह रक्त प्रवाह के साथ शरीर के परिधीय क्षेत्रों में ले जाए।
वर्तमान में यह माना जाता है कि यकृत भी थर्मोरेग्यूलेशन में भाग लेता है, इसकी चयापचय गतिविधि को बढ़ाता है - जिसके परिणामस्वरूप गर्मी उत्पादन होता है - जब मानव शरीर कम तापमान के संपर्क में होता है। एक और हालिया खोज में मांसपेशी में यूसीपी 1 प्रोटीन आइसोफोर्म की खोज की गई है, जो चयापचय के मूल (उथल-पुथल के माध्यम से गर्मी पैदा करने की क्षमता के अलावा) की एक प्रस्तावित थर्मोजेनिक भूमिका का सुझाव देता है। अंत में, कम तापमान के संपर्क में आने से हृदय संबंधी गतिविधि बढ़ जाती है, इन परिस्थितियों (जैसे बैट) में सक्रिय ऊतकों की चयापचय मांगों का समर्थन करने के लिए आवश्यक है और सभी संरचनात्मक जिलों में उत्पादित गर्मी के परिवहन को बढ़ाने के लिए। इन सभी को सुनिश्चित करने के अलावा, हृदय गतिविधि में वृद्धि स्वयं ही गर्मी की एक नगण्य मात्रा का उत्पादन करने में सक्षम है।
गर्मी के नुकसान का नियंत्रण चालन, संवहन, विकिरण और वाष्पीकरण के भौतिक नियमों द्वारा नियंत्रित होता है।
निर्माण : एक सतह के माध्यम से एक दूसरे के संपर्क में, अलग-अलग तापमान पर दो वस्तुओं के बीच गर्मी हस्तांतरण।
राशन या विकिरण : विभिन्न तापमानों पर दो वस्तुओं के बीच गर्मी का हस्तांतरण, जो संपर्क में नहीं हैं। गर्मी का नुकसान या खरीद दृश्यमान या अवरक्त रेंज में तरंग दैर्ध्य के साथ विकिरण के रूप में होता है; इसलिए बोलने के लिए, यह उसी तरह से है जिसके द्वारा सूर्य अंतरिक्ष के माध्यम से पृथ्वी को गर्म करता है। विकिरण द्वारा गर्मी का नुकसान मानव शरीर द्वारा खोई गई गर्मी के आधे से अधिक का गठन होता है।
संयोजन : एक शरीर से एक स्रोत तक गर्मी का स्थानांतरण जो इसके माध्यम से चलता है (हवा या पानी की धाराएं)। गर्म त्वचा के माध्यम से पानी या ठंडी हवा की आवाजाही गर्मी के निरंतर उन्मूलन का कारण बनती है।
मूल्यांकन : तरल पदार्थ से गैसीय अवस्था में पसीने के माध्यम से खो जाने से गर्मी हस्तांतरण, त्वचा और श्वसन पथ के माध्यम से असंवेदनशील नुकसान।
पर्यावरण में थर्मल फैलाव की कमी अनिवार्य रूप से त्वचीय रक्त प्रवाह (वासोकोन्स्ट्रिक्शन) और तीक्ष्णता (फर जानवरों में, गर्म त्वचा और ठंडे वातावरण के बीच) के संयोजन के माध्यम से होती है, यह एक वायु कुशन बनाया जाता है जो काम करता है थर्मल इन्सुलेशन से)।
दूसरी ओर, भूख में वृद्धि, आहार द्वारा प्रेरित थर्मोजेनिक तंत्र के माध्यम से गर्मी का उत्पादन बढ़ाती है, और थर्मोजेनिक अंगों की ऊर्जा आवश्यकताओं का समर्थन करती है।
गर्म वातावरण में थर्मोरेग्यूलेशन
गर्म वातावरण में रहने के दौरान शरीर थर्मोडाइस्पेक्टिव तंत्रों की एक श्रृंखला के माध्यम से प्रतिक्रिया करता है, कई मायनों में यह केवल सचित्र लोगों के विपरीत है; इसके अलावा, वैकल्पिक थर्मोजेनेसिस के अंतर्निहित चयापचय प्रक्रियाओं का निलंबन है। इनमें हम त्वचीय वासोडिलेटेशन और पसीने की वृद्धि, आवृत्ति और सांस की गहराई (पॉलीपिया) को याद करते हैं, सभी प्रक्रियाएं जिनका उद्देश्य वाष्पीकरण द्वारा गर्मी के फैलाव को बढ़ाना है। इन परिस्थितियों में, थर्मोजेनिक अंगों से ऑक्सीजन की कम मांग के जवाब में, भूख और हृदय गति भी कम हो जाती है।
लंबी अवधि के अनुकूलन प्रक्रियाओं के बीच हम पिट्यूटरी हार्मोन हाइपोफिसियल स्राव में कमी की भी सराहना कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप चयापचय धीमा हो जाता है, इसलिए गर्मी का उत्पादन होता है।
जैसा कि पिछले अध्याय में बताया गया है, वासोकोनस्ट्रक्शन प्रक्रिया काफी हद तक सहानुभूति तंत्रिका तंत्र द्वारा नियंत्रित होती है। प्रीस्किलर स्फिंक्टर्स के स्तर पर चिकनी मांसपेशियों और धमनियों में पोस्टगैंगलियन सिम्पैथेटिक (एड्रीनर्जिक) न्यूरॉन्स से afferents प्राप्त होता है। यदि गहरे तापमान में गिरावट (ठंड के संपर्क में) होती है, तो हाइपोथैलेमस इन न्यूरॉन्स को चुनिंदा रूप से सक्रिय करता है, जो नॉरएड्रेनालाईन की रिहाई के माध्यम से त्वचीय रक्त प्रवाह को कम करके धमनीकारक चिकनी मांसपेशियों के संकुचन का निर्धारण करते हैं। यह थर्मोरेगुलेटरी प्रतिक्रिया रक्त के आंतरिक अंगों को गर्म रखती है, जिससे मौसम की वजह से त्वचा की सतह पर रक्त का प्रवाह कम हो जाता है। जबकि वासोकॉन्स्ट्रिक्शन एक सक्रिय प्रक्रिया है, वासोडिलेशन मुख्य रूप से निष्क्रिय प्रक्रिया है, जो सहानुभूति गतिविधि के निषेध द्वारा वैसोकॉन्स्ट्रिक्टर गतिविधि के निलंबन पर निर्भर करता है। यदि यह प्रक्रिया शरीर के छोरों की विशिष्ट है, तो शरीर के अन्य हिस्सों में वासोडिलेशन को विशेष न्यूरॉन्स द्वारा इष्ट किया जाता है जो एसिटाइलकोलाइन का स्राव करता है। नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड (NO), या अन्य वैसोडिलेटिंग पेराक्रिन पदार्थों की रिहाई के बाद कुछ संवहनी जिलों के स्थानीय फैलाव द्वारा विशेष रूप से मामलों का भी प्रतिनिधित्व किया जाता है।
थर्मोरेग्यूलेशन के संदर्भ में, त्वचीय रक्त प्रवाह शून्य के करीब मूल्यों से भिन्न होता है, जब गर्मी को संरक्षित करने के लिए आवश्यक होता है, तो कार्डियक आउटपुट के लगभग 1/3 तक जब गर्मी पर्यावरण को जारी की जानी चाहिए।
