Điểm nhiệt chuẩn trong điều nhiệt cơ thể

Rõ ràng rằng điểm nhiệt tới hạn của cơ thể ở khoảng 37.1°C(98.8°F) có tác động mạnh tới cả quá trình sinh nhiệt và thải nhiệt. Ở nhiệt độ trên mức này, lượng nhiệt mất lớn hơn nhiệt sinh do đó nhiệt độ cở thể giảm dần đến mức 37.1°C. Ở nhiệt độ thấp hơn mức này, nhiệt sinh lại lớn hơn nhiệt mất, nhiệt độ cơ thể lại tăng lên đến mức 37.1°C. Mức nhiệt độ tới hạn này được gọi là “điểm nhiệt chuẩn” trong cơ chế điều hòa nhiệt độ - nghĩa là mọi cơ chế điều hòa nhiệt của cơ thể đều là cố đưa nhiệt độ cơ thể về điểm nhiệt chuẩn này.

Hệ số feedback (feedback gain) trong điều hòa nhiệt độ cơ thể

Hệ số feedback là để đo lường sự hiệu quả của hệ thống điều khiển. Với điều nhiệt, điều này là rất quan trọng để nhiệt độ trung tâm có thể thay đổi ở mức tối thiểu, cả khi nhiệt độ môi trường thay đổi mạnh theo ngày hay thậm chí theo giờ. Hệ số feedback của hệ thống điều nhiệt bằng với tỉ lệ giữa thay đổi nhiệt môi trường và thay đổi nhiệt cơ thể, trừ đi 1. Các thử nghiệm đã chỉ ra rằng, nhiệt độ cơ thể thay đổi 1°C mỗi khi môi trường thay đổi 25-30°C. Bởi vật Hệ số feedback trong điều nhiệt ở người là khoảng 27(28/1-1.0 =27), đây là một hệ số cực kì lớn trong điều hòa sinh học (so sánh với receptor nhận cảm áp lực của hệ điều hòa huyết áp thì hệ số này chỉ <2).

Nhiệt độ da có thể làm biến đổi thoáng qua điểm nhiệt chuẩn trong điều nhiệt

Điểm nhiệt chuẩn tới hạn của vùng dưới đồi, mà ở đó ở dưới mức run cơ và trên mức bắt đầu đổ mồ hôi, được xác định chủ yếu bởi hoạt động của receptor càm nhận nhiệt trong vùng trước thị-trước dưới đồi. Tuy nhiên, những tín hiệu nhiệt từ những vùng ngoại vi, đặc biệt là da và một số mô ở sâu (tủy sống và các tạng bụng), cũng có thể góp phần thoáng qua điều hòa nhiệt độ cơ thể. Nhưng cơ chế là gì? Câu trả lời là chúng làm thay đổi điểm nhiệt chuẩn của vùng dưới đồi.

Hình. Ảnh hưởng của thay đổi nhiệt độ bên trong đầu đến tốc độ mất nhiệt do bay hơi từ cơ thể. Lưu ý rằng nhiệt độ da xác định mức điểm bắt đầu tiết mồ hôi.

Ảnh hưởng khác nhau của nhiệt độ da trên điểm nhiệt bắt đầu có ra mồ hôi, chỉ ra rằng điểm nhiệt chuẩn tăng lên khi nhiệt độ da giảm đi. Vì vậy, ở người đươc biểu diễn trong hình, điểm nhiệt chuẩn của vùng dưới đồi nâng điểm nhiệt chuẩn từ 36.7°C khi nhiệt độ da là 33°C lên mức mới 37.4°C khi nhiệt độ da hạ xuống 29°C. Bởi vậy, ở nhiệt độ da cao, ra mồ hôi sẽ xảy ra ở một nhiệt thấp hơn (tại vùng dưới đồi), so với khi nhiệt độ da thấp. Điều này là quan trọng vì sự ra mồ hôi bị ức chế khi nhiệt độ ngoài da thấp, mặt khác, tác động kết hơp của nhiệt độ da thấp và ra mồ hôi có thể gây mất nhiệt rất nhiều.

Hình. Ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ bên trong đầu đến tốc độ sinh nhiệt của cơ thể. Lưu ý rằng nhiệt độ da sẽ xác định mức điểm bắt đầu run.

Điều tương tự cũng xảy ra với run cơ. Đó là, khi da lạnh đi, nó sẽ khiến vùng dưới đồi chạm tới ngưỡng run ngay cả bản thân nhiệt độ vùng dưới đồi vẫn ở mức bình thường. Có thể hiểu đây là một ý nghĩa của hệ thống kiểm soát, bởi vì, khi da bị lạnh sẽ nhanh chóng dẫn đến giảm sâu nhiệt độ cơ thể trừ khi lượng nhiệt sinh tăng lên. Vì vậy, nhiệt độ da lạnh đã “dự đoán trước” sự giảm nhiệt độ bên trong và ngăn ngừa nó.