Patologia e Fisiopatologia generale: la termoregolazione e le sue alterazioni

Introduzione alla Termoregolazione

Materia: Patologia e Fisiopatologia generale
Data e ora: I ora, 7/1/2025
Professoressa: Maroder
Sbobinatore: Giulia Maria Branca
Revisore: Agata Boddi
La Professoressa introduce l'argomento odierno che sarà la termoregolazione.
Abbiamo già parlato dell'alterazione della termoregolazione durante le lezioni con il
professor De Smaele, che vi ha illustrato in particolare le alterazioni della
termoregolazione e le modifiche della temperatura corporea in presenza di un
sistema di termoregolazione funzionante. Si è discusso, quindi, delle terminazioni
nervose sia esistenti che localizzate.

Alterazioni della Temperatura Corporea

Esiste, inoltre, un altro gruppo di alterazioni della temperatura corporea, che
riguardano situazioni in cui si verificano alterazioni nella regolazione stessa, di
origine patologica. Un esempio è il processo febbrile, di cui parleremo più
approfonditamente oggi. Si possono includere anche le patologie della
termoregolazione legate a fattori genetici, come l'ipertermia maligna, che è causata
da una condizione genetica.
Questa patologia porta a un aumento significativo della temperatura corporea
durante l'uso di alcuni tipi di anestetici, causando una contrazione eccessiva della
muscolatura e un'elevata produzione di calore. Tale condizione può avere
conseguenze gravi.

Omeotermi e Pecilotermi

Nonostante non sia un argomento della visione moderna, dobbiamo sempre
ricordare che noi mammiferi, così come gli uccelli, siamo animali omeotermi. Al
contrario, altri vertebrati, come gli anfibi, sono pecilotermi. Questo significa che,
indipendentemente dalle variazioni della temperatura ambientale, gli omeotermi
riescono a mantenere costante la temperatura corporea entro certi limiti. Tuttavia,
quando la temperatura corporea raggiunge livelli troppo elevati o troppo bassi,
entrano in gioco specifici meccanismi di termoregolazione per riportarla alla norma.
Per quanto riguarda gli animali pecilotermi, essi non sono in grado di mantenere
costante la temperatura corporea, che subisce variazioni in relazione a quelle
dell'ambiente circostante. Invece, negli omeotermi, la temperatura corporea è
geneticamente determinata, come ormai sapete, ed è una caratteristica legata
all'adattamento evolutivo.

Temperatura Corporea Umana Fisiologica

In condizioni fisiologiche, nell'uomo la temperatura corporea si aggira intorno ai 37
gradi, con una media di 36,8 gradi e una variazione di ±0,4 gradi centigradi. Questa
temperatura può subire leggere variazioni durante il giorno, nell'arco delle 24 ore, o
nel corso di un mese.

Variazioni Giornaliere della Temperatura

Le variazioni giornaliere prevedono una diminuzione al mattino, con un valore
inferiore di circa 0,5 gradi rispetto alla normale temperatura corporea. Al contrario, si
registra un incremento della temperatura corporea verso il tardo pomeriggio,
raggiungendo il picco massimo intorno alle ore 18.

Fattori che Influenzano la Temperatura Corporea

La temperatura corporea aumenta anche durante l'attività fisica e il processo
digestivo. Inoltre, varia in relazione al ciclo mestruale della donna. In particolare, si
registra un aumento della temperatura nel periodo post-ovulatorio, mentre è piùbassa nel periodo pre-ovulatorio. Dopo l'ovulazione, la temperatura rimane piuttosto
elevata fino alla fase luteale, per poi diminuire nuovamente con l'inizio della
mestruazione.

Meccanismi Fisiologici di Mantenimento della Temperatura

Per quanto riguarda i meccanismi fisiologici di mantenimento della temperatura
corporea, essi avvengono attraverso un equilibrio tra produzione e dispersione del
calore. Questi processi sono regolati in modo da favorire, a seconda delle necessità,
la produzione o la dispersione del calore, mantenendo costante la temperatura
corporea.

Produzione di Calore

La produzione di calore è il risultato dell'attività metabolica di tutte le cellule
dell'organismo e dipende strettamente dalla disponibilità di ossigeno.
Il metabolismo basale può essere considerato il dispendio energetico totale
dell'organismo in condizioni di riposo assoluto. La produzione di calore attraverso il
metabolismo basale delle cellule rappresenta una percentuale significativa del
dispendio energetico, che varia tra il 50% e l'80%. Questo processo è essenziale per
mantenere le funzioni vitali di tutte le cellule dell'organismo.
Il metabolismo basale è definito come il consumo di energia in condizioni di riposo,
con digestione attenuata e a temperatura corporea costante. Esiste poi una
termogenesi indotta dalla dieta, che si verifica con l'assunzione di cibo. Questo
processo comprende la digestione, l'assorbimento e la metabolizzazione degli
alimenti, contribuendo anch'esso alla produzione di calore.
La produzione di calore avviene anche in risposta al consumo di energia necessario
per svolgere tutte le attività digestive. Inoltre, l'attività fisica contribuisce
significativamente all'effetto termico, influenzando la temperatura corporea durante
la giornata. Questo effetto varia in base al livello di attività fisica, che invece si riduce
quasi completamente durante il sonno, portando a un cambiamento nella produzione
di calore tra le ore di veglia e quelle di riposo.

Dispersione del Calore Corporeo

La dispersione del calore corporeo avviene principalmente attraverso la pelle,
responsabile del 90% di questo processo. Ciò include l'irraggiamento, l'evaporazione
e la radiazione termica infrarossa emessa dall'epidermide. Inoltre, circa il 30% della
dispersione termica è attribuibile alla respirazione, che contribuisce alla regolazione
della temperatura attraverso il rilascio di calore sensibile.
Attraverso il processo di evaporazione, perdiamo calore e consumiamo energia,
contribuendo alla regolazione termica del corpo. Questo avviene non solo tramite
l'evaporazione, ma anche attraverso altri meccanismi di trasmissione e passaggio
del calore, come l'irraggiamento, la conduzione e la convenzione.
Una parte del calore viene dispersa attraverso la superficie alveolare durante il
processo di espirazione. Quando aumenta la necessità di disperdere maggiormente
il calore, il corpo può adottare ulteriori strategie di termoregolazione. Inoltre, una
piccola quantità di calore viene eliminata con l'emissione di feci e urine.

Processo Omeostatico della Termoregolazione

La termoregolazione è un processo omeostatico finalizzato a mantenere costante la
temperatura corporea. Questo equilibrio si realizza attraverso due principali
meccanismi: la produzione e la dispersione del calore, che lavorano in modo
coordinato per adattarsi alle esigenze dell'organismo e alle condizioni ambientali.
Quando la temperatura corporea diminuisce, ad esempio in seguito a un
abbassamento della temperatura ambientale, il corpo mette in atto una serie di
processi per contrastare questa variazione. Attraverso l'attivazione di diversi sistemi,
si avvia la termogenesi, che contribuisce alla produzione di calore. Allo stesso tempo,
il corpo limita la dispersione del calore per preservare l'energia termica.
Al contrario, se la temperatura corporea aumenta, per esempio a causa di un
innalzamento della temperatura ambientale, vengono attivati i meccanismi opposti.
In questo caso, il corpo favorisce la dispersione del calore per abbassare la
temperatura corporea e mantenere l'equilibrio termico.
Questi processi, che includono produzione e dispersione del calore, agiscono in
sinergia per mantenere un bilancio termico e garantire che la temperatura corporea
rimanga entro valori standard. In questo modo, il corpo riesce ad adattarsi alle
variazioni ambientali e a mantenere l'omeostasi termica.

Controllo della Termoregolazione

La termoregolazione, ovvero il mantenimento della temperatura corporea intorno ai
37 gradi, è controllata da una serie di meccanismi altamente sensibili ed efficienti.
Questi meccanismi sono regolati sotto il controllo del sistema nervoso centrale, in
particolare attraverso l'azione di tre principali riferimenti.
Uno di questi è rappresentato dai sensori della temperatura, che si dividono in due
categorie:

1. Sensori centrali: si trovano a livello del sistema nervoso centrale, in aree
   specifiche come l'ipotalamo, che funge da centro di controllo della
   termoregolazione. Questi sensori monitorano costantemente la temperatura
   interna del corpo e attivano i meccanismi necessari per mantenerla entro i valori
   ottimali.
2. Sensori periferici: sono presenti nella pelle e nei tessuti periferici. Questi
   sensori rilevano le variazioni della temperatura ambientale e inviano segnali al
   sistema nervoso centrale, contribuendo all'attivazione di risposte adattive.

Questa rete di sensori e processi di controllo consente al corpo di rispondere in modo
efficace ai cambiamenti termici, mantenendo l'omeostasi termica e proteggendo le
funzioni vitali.
In questo modo, è possibile monitorare la temperatura sia a livello superficiale,
attraverso i sensori periferici, che a livello centrale, tramite i sensori situati nei centri
di termoregolazione del sistema nervoso centrale. Questi centri, come l'ipotalamo,
sono responsabili della regolazione della temperatura corporea e reagiscono alle
variazioni termiche in modo da mantenere l'omeostasi.
I meccanismi di termoregolazione si attivano in risposta a questi segnali,
contribuendo a regolare la temperatura corporea. Ciò avviene tramite l'aumento o la
diminuzione della produzione di calore, la dispersione di calore e l'attivazione di vari
processi fisiologici, come la sudorazione o la vasocostrizione. Tutti questi sistemi
lavorano insieme per mantenere la temperatura corporea costante, nonostante le
variazioni ambientali.
I segnali provenienti dai sensori centrali e periferici vengono integrati e inviati al
"termostato" termico del corpo, che elabora queste informazioni e attiva i meccanisminecessari per regolare la temperatura corporea, garantendo così un'efficace
termoregolazione.

Tipi di Recettori della Temperatura

Abbiamo detto che esistono diversi tipi di recettori della temperatura, principalmente
periferici, che si trovano a livello della pelle e che risentono delle variazioni della
temperatura esterna. Questi recettori sono sensibili ai cambiamenti termici ambientali
e permettono al corpo di adattarsi alle condizioni esterne.
Esistono poi recettori detti "profondi", situati negli organi interni, come i visceri. Questi
recettori rilevano le variazioni della temperatura interna, influenzando la
termoregolazione in risposta ai cambiamenti della temperatura corporea.
Infine, ci sono i recettori centrali, che si trovano nel sistema nervoso centrale, in
particolare nell'ipotalamo. Questi sensori monitorano la temperatura corporea interna
e sono cruciali per la regolazione dell'omeostasi termica, coordinando le risposte
fisiologiche necessarie per mantenere la temperatura stabile.
Questi recettori centrali, che si trovano a livello dell'ipotalamo, sono sensibili alla
temperatura del sangue che vi affluisce, e quindi monitorano la temperatura interna
del corpo. Il sangue che circola attraverso il corpo si riscalda o si raffredda in base
alla temperatura corporea, e i sensori centrali rilevano questi cambiamenti per
regolare la termoregolazione.

Recettori W e Neuroni I

Questi sensori, chiamati "recettori W," sono localizzati nei centri di termoregolazione
e sono organizzati in una rete di neuroni che rispondono a stimoli termici. Esistono
due principali tipi di neuroni:

1. Neuroni "warm": Questi neuroni sono sensibili a temperature superiori ai 37℃
   e si attivano quando la temperatura corporea aumenta. La loro funzione
   principale è stimolare altri neuroni che attivano i meccanismi di
   termoregolazione necessari per abbassare la temperatura corporea, come la
   sudorazione o la vasodilatazione.
2. Neuroni "cold": Questi neuroni sono sensibili a temperature più basse e
   attivano meccanismi per aumentare la temperatura corporea, come la
   termogenesi e la vasocostrizione.

Questi neuroni, in particolare quelli di dimensioni più piccole e più sensibili, sono
essenziali per l'attuazione delle risposte fisiologiche che regolano la produzione e la
dispersione di calore, mantenendo la temperatura corporea stabile.
Ci sono anche i neuroni I, che sono insensibili a grandi variazioni di temperatura
corporea. La loro funzione è quella di interagire con i neuroni "warm" (W), più grandi
e sensibili a temperature superiori ai 37°C, e di mediare i segnali di termoregolazione.
Questi neuroni I, pur non essendo sensibili alla temperatura corporea direttamente,
giocano un ruolo importante nel coordinare l'attività tra i neuroni che regolano la
produzione e la dispersione del calore.
Quando la temperatura corporea è intorno ai 37°C, che è la temperatura di
riferimento per la regolazione termica, gli impulsi eccitatori e inibitori dei neuroni
W e dei neuroni I si bilanciano, mantenendo una condizione di stabilità. In questa
situazione, non si verifica né un aumento della termogenesi (produzione di calore)
né una termodispersione (perdita di calore), poiché i segnali dei neuroni W e I sono
in equilibrio, consentendo al corpo di mantenere la temperatura stabile.