Warum haben wir mehr kälterezeptoren als wärmerezeptoren?
Der Mensch nutzt, wie andere Säugetiere auch, die Wärme aus chemischen Reaktionen im Körper, um seine Körpertemperatur zu halten. Wir halten eine gleichmäßige Temperatur aufrecht und sind somit im Vergleich zu alternierenden Tieren unabhängig von der Umgebung.
Alle Moleküle und Ionen sind in ständiger Bewegung, ihre Energie der Eigenbewegung wird als Wärmeenergie oder meist nur als Wärme bezeichnet, diese nimmt mit steigender Temperatur zu.
Wir haben unterschiedliche Temperaturen in verschiedenen Teilen des Körpers, der innere Kern besteht aus den Organen in der Brust- und Bauchhöhle, das zentrale Nervensystem und Teile der Arme und Beine haben ungefähr die gleiche Temperatur. Sie ist nahezu konstant und wird als Tiefenkörpertemperatur oder Kerntemperatur bezeichnet. Die Durchschnittstemperatur beträgt 37 °C und variiert um 0,5-1,0 °C. Die äußere Schale besteht aus der Haut und dem Unterhautfettgewebe.
Hier gibt es Schwankungen der Temperatur, der Hauttemperatur. Mit Hilfe der Hauttemperatur kann die Tiefentemperatur des Körpers ziemlich konstant gehalten werden. Körperhass Niedrigste Temperaturen spät in der Nacht und früh am Morgen, am höchsten sind am Nachmittag und Abend.
Eine Körpertemperatur über 42 °C ist lebensbedrohlich, einige Enzyme werden durch die Hitze zerstört, das Abkühlen des Körpers verträgt den Körper besser als das Erwärmen.
Beim Abkühlen nimmt der Stoffwechsel des Körpers ab, dies wird unter anderem in der Herzchirurgie genutzt. Lebensgefahr entsteht, wenn die Temperatur im Körper unter 25 °C fällt, denn dann können Atmung und Blutkreislauf versagen.
Das Gleichgewicht zwischen Wärmeerzeugung und Wärmeabgabe
Wenn die Wärmeproduktion des Körpers den größten Einfluss auf die Wärmemenge im Körper hat, werden diese Tiere als endotherm bezeichnet.
Sind es vor allem externe Wärmequellen, die die Tiere erwärmen, spricht man von ektotherm. Auch Säugetiere und Vögel sind homöotherm, d.h. sie können ihre Körpertemperatur in engen Grenzen stabil halten, auch wenn die Temperatur in ihrer Umgebung schwankt. Die meisten ektothermen Tiere haben eine alternierende Hitze (poikilotherm). Endotherme Tiere haben einen Stoffwechsel, der 8-10 mal höher als bei der ektothermen.
Der Grund für den Unterschied im Stoffwechsel ist, dass die Zellmembran endothermer Tiere durchlässiger (durchlässiger) für Ionen ist. Die Ionenpumpen wandeln also mehr Energie um, dies gilt auch für ektotherme Tiere, die an tropische Gebiete angepasst sind (wo die Umgebungstemperatur relativ gleichmäßig ist).
Beim Menschen und anderen homöothermen Spezies ist die Wärmeenergie relativ konstant, da der Körper über Mechanismen verfügt, die dafür sorgen, dass Wärmeproduktion und Wärmeabgabe eng aufeinander folgen.
Es sind die temperaturempfindlichen Sinneszellen in der Haut und den inneren Organen des Körpers, die diese Veränderungen registrieren, um die Körpertemperatur zu normalisieren. Das Verhältnis zwischen der Oberfläche und dem Volumen des Körpers beeinflusst das Verhältnis von Wärmeerzeugung zu Wärmeabgabe.
Wärmeerzeugung – Energiestoffwechsel
Findet in Ruhe in den Organen des Körpers statt, findet in den Muskeln während der Arbeit statt.
Braunes Fett bei Babys, hat eine höhere Energiekapazität als üblich subkutanes Fett bei Erwachsenen, daher frieren sie trotz ihrer geringen Körperbedeckung nicht sofort ein.
Wärmeabgabe
Die Wärme wird mit dem Blut nach außen transportiert, die Körperoberfläche erwärmt sich. Die Haut und das Unterhautfett (leitet die Wärme schlecht) sind isolierend, das ist gut und ist die Grundlage für eine stabile Wärmeproduktion in Ruhe.
Der Blutfluss wird durch den Sympathikus gesteuert, stimuliert die glatten Muskelzellen in den Arteriolen der Haut, erweitert sie und erhöht die Durchblutung.
Die ideale Umgebungstemperatur des menschlichen Körpers wird als thermoneutrale Zone (27-32) bezeichnet, der Energiestoffwechsel des Körpers ändert sich nicht. Die Muskeln können ihre Aktivität um das 30-40-fache steigern, was sehr effektiv ist, um Erkältungen zu verhindern.
Bei niedriger Luftfeuchtigkeit können wir uns in wärmeren Umgebungen aufhalten, wir können dort auch Wärme abgeben. Die Methoden des Körpers, Wärme abzugeben, (es gelten die physikalischen Gesetze der Thermodynamik)
Strahlung – Infrarotstrahlung, Wärmestrahlung, tritt durch die Haut auf
Wärmeleitung – Wärmeenergie wird direkt zwischen der Haut übertragen. Moleküle, Luft leitet nicht gut, aber Wasser fließt
Wärme fließt (Konvektion) – die Bewegung von Gasen, der Wind nimmt dem Körper Wärme ab
Verdunstung – benötigt Energie, kühlt den Körper, verliert 06-1 Liter Wasser / Tag = obligatorischer Wasserverlust,
Der Schwitzprozess, variierende Wärmeabgabe, es ist nicht der Schweiß, der den Körper kühlt, sondern die Verdunstung, wenn wir den Schweiß wegwischen, sind wir immer noch genauso warm.
Die Verdunstung wird stark durch die Feuchtigkeit und die Bewegung der Luft bestimmt. Normale Schweißmenge: 0,7 Liter, maximal 3 Liter für einen Erwachsenen pro Tag. Er kann um das 20-fache erhöht werden, was zu einem höheren Stoffwechsel und einer maximalen Wärmeproduktion des Menschen führt. Dies kann zu Dehydrierung führen.
Die Wirkung von Kleidung
Luft ist ein schlechter Wärmeleiter, dies wird in der Bekleidungsproduktion verwendet, stehende Luft kann den Körper auf eine angenehme Temperatur erwärmen, die thermoneutrale Zone.
Ist der menschliche Körper nackt, kommt es zu Wärmeleitung + Wärmefluss, der als kalt empfunden wird. Kleidung reduziert den Austausch von Luft in der Nähe des Körpers, d.h. Wärmeabgabe, Isolationsmaterial, der Mensch kann dann außerhalb der Tropen leben. Die Isolationsfähigkeit von Kleidung nimmt ab, wenn sie nass ist, Wasser leitet Wärme besser als Luft. Kleidung schützt vor Überhitzung, Strahlung und Wärmeleitung, Kleidung absorbiert und erwärmt sich, weiße Kleidung reflektiert sichtbares Licht.
Effektive Kleidung, luftig, aber die Verdunstung des Schweißes muss ungehindert stattfinden können.
Regulierung der Körpertemperatur.
Tritt reflektiv auf, ein sensorischer Teil – Nervenzellen, Nervenenden (in der Haut und im Inneren des Körpers) mit Thermorezeptoren, die Signale an ein koordinierendes (integrierendes) Zentrum im Hypothalamus senden und bestimmen, ob der Körper zu heiß oder zu kalt ist. Ein motorischer Teil – Neuronen werden von Temperaturzentren beeinflusst, die Befehlssignale übertragen, was die Wärmeproduktion in den Muskeln, den Blutfluss oder die Schweißdrüsen beeinflusst.
Hitzekrämpfe, wenn Flüssigkeitsverlust wird nur Wasser durch Wasser ersetzt, sinkt der Salzgehalt der Zellen, die Zellen nehmen Wasser auf und schwellen an, was zu Krämpfen führen kann.
Hitzeerschöpfung und Hitzeausschlag treten auf, wenn die Mechanismen zur Wärmeregulierung versagen, die Symptome Erschöpfung sind, das Blutvolumen abnimmt und das Minutenvolumen des Herzens abnimmt.
Hitzeausschlag äußert sich in Form eines Temperaturanstiegs, der bei mehr als 41 Jahren nicht reguliert ist, der Hypothalamus funktioniert nicht mehr, die Schweißproduktion nimmt ab, hohe Temperaturen schädigen die Nervenzellen.
Regulationsprozesse,
Thermorezeptoren Thermorezeptoren in der Haut – reagieren auf niedrige und hohe Temperaturen, Kälterezeptoren und Wärmerezeptoren, empfindlich gegenüber Änderungen der lokalen Temperaturen, es gibt mehr Kälte- als Wärmerezeptoren in der Haut.
Auch im Inneren des Körpers gibt es Thermorezeptoren – der Körperkern will eine stabile Temperatur, der Hypothalamus, das Rückenmark, die Venen, die Synapsen.
Die Impulsfrequenz im Kälterezeptor nimmt zu, wenn die Körpertemperatur sinkt und umgekehrt.
Das Temperaturzentrum des Hypothalamus, wird mit einem Thermostat verglichen, niedrigere Temperatur – verringert den Widerstand in den Arteriolen, mehr Wärme auf der Haut – Schwitzen – Verringerung der Wärmeproduktion
Die thermoneutrale Zone ist bei verschiedenen Tieren unterschiedlich – Menschen 27 polare bernsteinfarbene -30 Grad.
Die Anpassung an Hitze erfolgt durch erhöhte Schweißproduktion, der Salzverlust nimmt nach wochenlanger Akklimatisation ab.
Anpassung an Kälte – erhöhter Stoffwechsel, erhöhte Thyroxin, erhöhte Isolierfähigkeit der Haut und des Unterhautgewebes.
Erfrierungen und Unterkühlung – Erfrierungen oder Erfrierungen, Eiskristalle zerstören die Zellmembranen.
Bei Absenkung der Tiefenkörpertemperatur, Hyperthermie zwischen 33-34, Temperaturregulierung weniger wirksam, 27-30, Bewusstlosigkeit, Kammerflimmern, überlebte 15 °C (plus Grad).
Körpertemperatur und Verhalten – Verhaltenstemperaturregulation, Bewegung des Körpers oder der Muskeln, die sich im Körper bewegen, ohne dass wir es merken.
Fieber
Die Entwicklung von Fieber tritt auf Wenn der Körper 37 als Kälte empfindet, nimmt die Wärmeproduktion zu, der Mensch verhält sich wie in der Kälte, wenn das Fieber nachlässt, verschließen sich die Gefäße in der Haut und die Schweißproduktion nimmt zu. Eine Substanz, die Fieber auslöst, Pyrogene, wird oft von Bakterien hergestellt.
Humanphysiologie, O. Sand, O. V. Sjaastad & E. Haug (2002), Kapitel 12, Temperaturregulierung
/ Ida