Temperatura corporea e termoregolazione
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Temperatura corporea e termoregolazione

Disamina dei fattori che regolano la produzione di calore di un individuo. Ruolo dell'ipotalamo nella regolazione della temperatura corporea. La risposta dell'organismo ai fattori ambientali

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Temperatura corporea e termoregolazione

Le reazioni chimiche che consentono la vita possono avvenire solamente entro un determinato intervallo di temperatura. Gli animali omeotermi utilizzano dei meccanismi endogeni di termoregolazione che consentono di mantenere una determinata temperatura corporea media, diversa da specie a specie, per il corretto mantenimento delle funzioni vitali. Pertanto la temperatura corporea rappresenta lo stato energetico dell'organismo ed è tarata per ottimizzare le funzioni vitali e quindi il metabolismo.

La termoregolazione è la capacità di regolare la temperatura di un sistema biologico. Questo meccanismo permette di mantenere stabile la temperatura corporea in condizioni di temperatura esterna differente. Tale capacità è controllata da sensori presenti nell'ipotalamo che, attraverso il controllo della circolazione periferica, dei processi di sudorazione, dei livelli di ormoni tiroidei e di altri meccanismi, è in grado di regolare precisamente la temperatura del corpo.

La temperatura corporea media per l'uomo è situata intorno a 37°. La temperatura misurata col termometro è quella esterna e mediamente è 0,5° inferiore a quella interna.

Nell'arco della giornata la temperatura varia ed è più bassa la mattina durante il sonno.

Nell'anziano il meccanismo che regola la temperatura non è meno preciso rispetto a quello di un giovane e le variazioni della temperatura ambientale possono essere compensate più lentamente ed in modo meno efficace.

I meccanismi di termoregolazione permettono di aumentare la produzione di calore o di aumentarne la perdita a seconda delle necessità dell'organismo.

Diversi fattori regolano la produzione di calore di una persona:

  • Gli ormoni tiroidei regolano la respirazione cellulare e la conseguente produzione di calore. La secrezione di tali ormoni è regolata dallo stato energetico dall'organismo. Quando viene rilevato che l'energia prodotta, o per meglio dire la velocità delle reazioni biochimiche, non è sufficiente a soddisfare le esigenze del corpo, la tiroide aumenta il rilascio dei suoi ormoni.
    Meccanismi di feed-back inibiscono l'ulteriore secrezione.
    La tiroide è dunque il più importante regolatore della produzione giornaliera d'energia
  • Nelle situazioni di elevato stress, identificate dall'organismo come situazioni di emergenza, l'adrenalina e la noradrenalina sono secrete dalla midollare del surrene attivando il metabolismo e la produzione di calore (il sudore freddo in situazioni d'ansia ne è l'esempio).
    L'adrenalina aumenta la respirazione cellulare, specialmente in organi come il cuore, i muscoli scheletrici ed il fegato per fare fronte ad una situazione di imminente pericolo. In realtà non sempre si tratta di reale pericolo, ma questo è il meccanismo di codificazione del sistema nervoso autonomo degli eventi esterni di elevato impegno mentale o fisico.
    L'incremento di ATP per far fronte alle richieste in situazioni di stress comporta la produzione di una maggiore quantità di calore
  • I muscoli scheletrici sono di solito in uno stato di leggera contrazione chiamata tono muscolare. Poiché anche minime contrazioni richiedono ATP, anche i muscoli sono produttori di calore. Questa quota ammonta a circa il 25% di tutto il calore corporeo a riposo e aumenta notevolmente quando è prodotto più ATP. Ovviamente la presenza di una maggiore quantità di muscolo determina maggiore produzione di calore
  • Il fegato è un altro organo che continuamente sintetizza ATP per fornire l'energia necessaria per le sue molte funzioni.
    Complessivamente esso fornisce il 20% di tutto il calore corporeo a riposo. Il calore prodotto da questi organi attivi è distribuito ai vari distretti dell'organismo dal sangue
  • L'assunzione di cibo aumenta la produzione di calore, poiché l'attività dell'apparato digerente è aumentata. Il calore si forma perché gli organi competenti producono ATP per la peristalsi e per la sintesi degli enzimi digestivi (la termogenesi indotta dall'alimentazione precedentemente vista è proprio l'insieme di questi processi)
  • Vi sono inoltre dei cosiddetti "cicli futili" prodotti dall'organismo che sostanzialmente utilizzano macromolecole per la semplice produzione di calore senza particolari esigenze metaboliche. Il ruolo biologico di questi processi non è ancora completamente chiarito, comunque si sviluppano principalmente nel grasso bruno precedentemente menzionato
  • I cambiamenti della temperatura corporea determinano essi stessi un effetto sul metabolismo e sulla produzione di calore. Una temperatura più alta aumenta il metabolismo, che a sua volta incrementa la produzione di calore ed innalza la temperatura corporea ulteriormente

Regolazione della temperatura corporea

L'ipotalamo è responsabile della regolazione della temperatura corporea, equilibrando produzione e perdita di calore così da mantenere il nostro organismo alla temperatura richiesta. Speciali neuroni dell'ipotalamo registrano i cambiamenti della temperatura del sangue che attraversa il cervello; i recettori della temperatura della pelle forniscono informazioni sui cambiamenti della temperatura esterna.

L'ipotalamo integra queste informazioni e dà luogo alle risposte necessarie per mantenere la temperatura corporea ai normali livelli.

Anche lo stato di nutrizione influenza la temperatura corporea, infatti un organismo mal nutrito riduce la propria temperatura come conseguenza della carenza di nutrienti.

La temperatura corporea è strettamente legata al metabolismo: un suo aumento implica un aumento dell'altro e viceversa.

Stato di salute e processi di riparazione di tessuti danneggiati

L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), agenzia dell'ONU istituita nel 1948 con l'obiettivo di operare per far raggiungere a tutte le popolazioni il livello di salute più elevato possibile, definisce la salute come "stato di completo benessere fisico, psichico e sociale e non semplice assenza di malattia".

Da un punto di vista prettamente fisiologico si può intendere lo stato di salute di un organismo come la sua capacità di interagire con gli agenti esterni di qualunque natura. Migliore è lo stato di salute maggiore sarà la capacità di un individuo di rispondere in maniera efficiente agli stimoli dell'ambiente.

Questo concetto è strettamente correlato con il metabolismo e si può definire lo stato di salute come l'efficienza metabolica ossia la capacità del metabolismo di soddisfare le esigenze del corpo.

Lo stato di salute dipende pertanto dalla funzionalità dell'organismo stesso e influenza a sua volta la funzionalità stessa.

I processi di riparazione tessutale sono meccanismi fisiologici di recupero di una condizione di piena efficienza di un tessuto danneggiato da un qualunque agente esterno (una ferita, uno stiramento muscolare, una infezione, uno squilibrio elettrolitico ecc.). questi processi implicano un elevato dispendio energetico e di conseguenza una maggiore attivazione del metabolismo in quanto necessita di numerose reazioni di sintesi di nuove sostanze (anaboliche) per avvenire. Riparare un tessuto è come aggiustare una casa: occorre materiale plastico come i mattoni ( proteine ecc.) , i muratori (enzimi ecc.) e il lavoro (energia), soddisfare tutte queste richieste comporta un elevato consumo di calorie e ciò incide drasticamente sul metabolismo basale.  Nelle prossime pagine verrà spiegato come certi allenamenti sono in grado di produrre lievi fisiologici danni a diversi tessuti attivando così i processi di riparazione.

Produzione di nuove cellule

Alcuni apparati del corpo continuano a produrre nuove cellule per tutta la vita. Esemplificativo è il caso del sistema circolatorio: durante la vita di un individuo vengono continuamente prodotti nuovi globuli bianchi, rossi e piastrine per ricambiare i vecchi che vengono distrutti col tempo. I globuli rossi, infatti, hanno una vita media di 3 / 4 mesi, mentre le piastrine circolano nel sangue per 10/20 giorni.

Il midollo osseo è responsabile della produzione delle cellule del sangue e la sua regolazione è controllata da varie sostanze di natura ormonale come gli interferoni, le interleuchine ed i fattori di crescita.

Altri tessuti come il fegato hanno la possibilità di produrre nuove cellule per sostituire tessuto danneggiato.

Un altro esempio è rappresentato dall'apparato tegumentoso (la pelle) che produce continuamente nuove cellule per sostituire quelle che muoiono naturalmente e vanno a formare lo strato superficiale della pelle.

Ovviamente la produzione cellulare è un processo che richiede energia e pertanto interagisce col metabolismo.

Processi di adattamento all'ambiente

L'ambiente interagisce con il corpo in tanti modi ed il corpo deve quindi interagire con l'ambiente compensando gli stimoli che da esso arrivano. La capacità di rispondere all'ambiente comporta cambiamenti da un punto di vista metabolico. Se il corpo viene sottoposto a continui cambiamenti dell'ambiente esterno è costantemente impegnato a riadattarsi ad esso e pertanto e metabolicamente più attivo.

I processi di adattamento all'ambiente rappresentano l'insieme delle azioni svolte da una cellula per mantenere l' omeostasi.

L'omeostasi è la condizione di stabilità interna degli organismi che deve mantenersi anche al variare delle condizioni esterne attraverso meccanismi autoregolatori. È il mantenimento della costanza di composizione chimica ottimale del plasma, del liquido interstiziale e liquido intracellulare. L'omeostasi è una delle caratteristiche peculiari degli organismi viventi. Tutti gli apparati del corpo di un organismo vi partecipano, in quanto fondamentale per la sopravvivenza.

A seconda di quello che facciamo nella vita esponiamo il nostro organismo a differenti agenti ambientali, pertanto possiamo, a seconda del nostro stile di vita, interagire in misura diversa con il nostro metabolismo. L'adattamento all'ambiente permette al corpo di vivere, pertanto l'ambiente, nel senso dello stile di vita che decidiamo di condurre ed in cui scegliamo di vivere, interagisce con il nostro metabolismo.

Si potrebbe fare un elenco infinito di possibili fattori ambientali in grado di influenzare il metabolismo, ma sono appunto talmente tanti che nessuno sarebbe in grado di gestirli, in queste pagine ne considereremo soltanto uno: l'Esercizio fisico!

L'Esercizio fisico è percepito dal corpo come un elemento che va a perturbarne l'omeostasi e pertanto l'organismo risponde ad esso promuovendo modificazioni a livello metabolico volte a riprodurre un nuovo stato di omeostasi. Ma attenzione non tutti gli esercizi fisici sono uguali: il corpo risponde in maniera differente a differenti tipologie di sforzo fisico, ma tutto questo verrà approfondito meglio in seguito. Inoltre sottoporre il corpo a stimolo fisici sempre diversi e non costanti nel tempo richiede continui adattamenti da parte dell'organismo stesso mantenendo così sempre alto il metabolismo.

Interazioni tra i fattori

Tutti questi fattori interagiscono tra loro in varia misura:

  • l'ambiente danneggia le cellule innescando i processi di riparazione
  • la temperatura cambia in base allo stato di nutrizione (un organismo mal nutrito abbassa la temperatura corporea)
  • la crescita dei tessuti ne determina le dimensioni
  • gli ormoni regolano gli stati di crescita tessutale
  • gli agenti esterni possono ammalare il corpo alterandone lo stato di salute
  • la temperatura corporea influenza la produzione di determinati ormoni e viceversa

Questi sono solo alcuni esempi di interazioni tra i fattori che influenzano il metabolismo, in realtà il metabolismo è una entità alquanto effimera, noi però posiamo in qualche modo indirizzarlo verso un maggiore o un minore dispendio energetico adottando opportune strategie e abitudini.