ויסות טמפרטורת הגוף באורגניזמים

1. ויסות טמפרטורת הגוף באורגניזמים פויקילותרמיים/ אקטותרמים הומיאותרמיים/ אנדותרמיים * חשיבות שמירת הטמפרטורה ביצורים חיים לפעילות האנזימים

2. אנזימים וטמפרטורה

3. הגורמים המשפיעים על טמפרטורת הגוף • מקורות חיצוניים- קליטה ופליטה של חום לסביבה (הולכה, הסעה וקרינה) • מקורות פנימיים- יצור אנרגיית חום בתהליכים ביוכימיים בגוף כגון נשימה תאית. טמפרטורת הגוף היא ביטוי למאזן בין כמות החום הנקלטת (סביבה + יצור) לכמות החום העוזבת את הגוף.

4. יצורים הומיאותרמיים • טמפרטורות מרבית היונקים- 36-39 מעלות צלזיוס. • האדם בפה- 36-37 מעלות צלזיוס. • בליבה- בהפרשים צרים של עד 0.6 מעלות צלזיוס. • סכנה- • מעל 42 מעלות צלזיוס = היפרתרמיה • מתחת ל-33 מעלות צלזיוס= היפותרמיה

5. בקרה על טמפרטורת הגוף • מרכז בקרת הטמפרטורה = בהיפותלמוס. • בהיפותלמוס חיישנים מרכזיים • בכל שאר הגוף (עור, עמוד השדרה, איברים פנימיים) חיישנים היקפיים. • ההיפותלמוס מקבל את המידע על הסטיה ויכול להפעיל במנגנוני משוב: • פיזיולוגיים • סומוטומוטוריים • אנדוקריניים • התנהגותיים

6. מנגנונים לויסות טמפרטורת הגוף • מנגנונים מבנייים א. שכבת בידוד נוצות פרווה ושערות- האוויר נלכד ביניהם ונוצרת שכבת בידוד יעילה. פרוות חורף וקיץ- חם= דקה, שערות שוכבות קר= ארוכה וצפופה. החלפה- ארנבים, זאבים.

8. עופות ויונקים במים- מניעת הרטבת שערות ונוצות. עופות= בלוטות שומן בבסיס הזנב. יונקים= בלוטות חלב. שכבת שומן – קצב ההולכה בשומן נמוך פי 3 מקצב הולכת החום ברקמות אחרות. ככל שהאזור קר יותר (או במים) שכבת השומן מתחת לעורו של האורגניזם תהיה עבה יותר

9. העור

10. ב. היחס בין שטח פני הגוף לנפח חילופי החום מתרחשים בשטח הפנים של הגוף. ככל ששטח הפנים של האורגניזם גדול יותר ביחס לנפח עובר יותר חום בינו לבין הסביבה. בע"ח החיים באזורים קרים בד"כ גדולים יותר מבני מינם החיים באזורים חמים. האיברים הבולטים (כגון אוזניים) בקור קטנים ובחום גדולים.

12. 2. מנגנונים פיסיולוגיים א. התאדות- הדרך העיקרית לצנן את הגוף גם בבע"ח הומאותרמיים וגם בפויקולותרמיים. תהליך האידוי צורך אנרגיה ולכן המים ההופכים לאדים מוציאים את האנרגיה החוצה , וטמפרטורת המשטח יורדת.

13. הזעה- בלוטות זיעה. אידוי של 100 מ"ל זיעה מביא לירידה של 1 מעלת צלזיוס בגוף. יעילות האידוי ע"י הזעה תלוי בסביבה הלחתה- התאדות מים ממערכת הנשימה. אצל: עופות, כלבים וגם לטאות.

14. ב. ויסות קצב חילוף החומריםקצב חילוף החומרים אצל יצורים הומיאותרמיים הוא גבוה. לרוב טמפרטורת גופם גבוהה מטמפרטורת הסביבה. העלאת חום הגוף= העלאת קצב חילוף החומרים, ע"י אדרנלין, נוירואדרנלין ותירוקסין (מבלוטת התריס). כלומר בקרה עצבית והורמונאלית.חריפה (hibernation) – הורדת קצב חילוף החומרים למינימאלי.דוב שחור- שבעה חודשים בשנהדובים, קיפודים, אוגרים, עטלפים.נחשים- שישה חודשים בשנה. דגים מסוימים. אוף, אני עייף מתי יגיע כבר החורף???

15. ג. פירוק שומן ברקמת השומן החום בני אדם, קופים ומכרסמים נולדים עם שומן חום המרוכז באזורים מסויימים. רקמת שומן זו מלאה בכלי דם ובמיטוכונדריה. יש יותר טיפות שומן מרקמת שומן רגילה. תהליך החימום משומן חום: טמפרטורה נמוכה- הפעלת אנזימים במיטוכנודריה- פירוק השומנים בקצב מהיר- נוצר בעיקר חום ורק מעט ATP- הסעת החום הנפלטת לכל הגוף.

16. ד. ויסות זרימת הדם לכלי דם היקפיים ויסות איבוד החום לסביבה. מונע איבוד חום לסביבה. אינו יעיל בטמפרטורות גבוהות מטמפרטורת הגוף.

17. ה. חילוף חום בזרימה נגדית- התכווצות כללית של כלי דם בעור והצמדות הורידונים בחלקים פנימיים סביב העורקים. החום עובר מהדם שמוזרם בעורק אל הדם שבורידונים המקיפים אותו.

18. ז. הפעלת שרירים- צמרמורת. הפעלת שרירים בתגובה לטמפרטורת סביבה נמוכה. תגובה בלתי רצונית המעלה את יצור החום פי-2 עד 5.

19. מנגנונים התנהגותיים א. שיוני מקום או תנוחה זקיפת אוזניים. רביצה בצל. חפירת מאורות להגנה מרוחות קרות. מחיה מתחת לקרקע בחום- מחילות.

20. ב. פעילות בשעות לילה במדבר רוב האורגניזמים יעדיפו לפעול בלילה הקריר ולא ביום החם. ג. התקהלות- פינגווינים קיסרים עד 5000 פרטים http://www.youtube.com/watch?v=6AiCIZ9wM1o

21. בקרת ויסות הטמפרטורה באדם

23. http://www.hhs.ph.biu.ac.il/library/balance_heat.shtml אתר טוב המסכם את נושא הומאוסטאזיס וחום הגוף באדם

24. הפרעות בויסות חום הגוף א. חום כתוצאה ממחלה- תגובת הגנה. פירוגנים= מתאי מערכת החיסון. גורמים לעליית הטמפרטורה באזור הפגוע ומגיעים בזרם הדם להיפותלמוס בו מרכז בקרת הטמפרטורה. משערים שטמפרטורה גבוהה עוזרת בלחימה בגורמים הזרים ע"י: • דרך ישירה- דיכוי ההתפתחות של מחולל המחלה. • הגברת פעילותם של הגורמים הלוחמים במחלה. ב. מכת חום- בתנאים בהם נמנע איבוד חום לסביבה. בלבול, הזיות, בחילה, הקאות ואף אובדן הכרה. נזק מוחי. היפרתרמיה. ג. נזקי קור- מ-33 מעלות צלזיוס ומטה. איבוד הכרה, קצב חילוף חומרים איטי, סכנת מוות. היפותרמיה.