ויסות טמפרטורת הגוף האדם ככל היונקים הוא יצור הומיאותרמי. שמירה דינמית של טמפרטורת גוף קבועה מושגת בעזרת כל מערכות הגוף. בעיקר ע"י מערכת העצבים ומערכת.

מצגת בנושא: "ויסות טמפרטורת הגוף האדם ככל היונקים הוא יצור הומיאותרמי. שמירה דינמית של טמפרטורת גוף קבועה מושגת בעזרת כל מערכות הגוף. בעיקר ע"י מערכת העצבים ומערכת."— תמליל מצגת:

1 ויסות טמפרטורת הגוף האדם ככל היונקים הוא יצור הומיאותרמי. שמירה דינמית של טמפרטורת גוף קבועה מושגת בעזרת כל מערכות הגוף. בעיקר ע"י מערכת העצבים ומערכת ההפרשה הפנימית. הומאוסטזיס רב מערכתי ויסות טמפרטורת הגוף מתבצע תוך הפעלת מספר רב של מערכות ואיברים בגוף: מערכת העצבים מערכת ההפרשה הפנימית מערכת הנשימה מערכת ההובלה מערכת התנועה העור נסו להסביר כיצד עושה זאת כל אחת ממערכות הגוף? כיצד והיכן נוצר חום הגוף?

2 גוף האדם יכול לתפקד רק בטווח קצר של טמפרטורות פנים גופיות. מדוע?
גופנו מורכב מתאים רבים. בכל אחד מהתאים מתרחשים בלא הרף תהליכי חילוף חומרים רבים. תהליכים אלה מתבצעים בתאים על ידי אנזימים. המרכיב העיקרי של האנזימים הוא חלבון. פעילות החלבון תלויה בטמפרטורה. תהליכים אלה מואצים ככל שעולה הטמפרטורה. מעל לטמפרטורה מרבית מסוימת עלולים התהליכים להיפגע בשל פגיעה במבנה החלבון. לכל חלבון יש טווח טמפרטורות שבו הוא פועל באופן המיטבי. לכן שינויים בטמפרטורה של סביבת החלבון ישפיעו על פעילותו. עלייה או ירידה של הטמפרטורה המיטבית יגרמו לירידה בפעילות החלבון ולפגיעה בתהליכים בתא. בשינויי טמפרטורה קיצוניים מבנה החלבון נהרס באופן בלתי הפיך, והפגיעה בחלבונים עלולה לגרום למוות של התאים ושל הגוף כולו

3 השפעת הטמפרטורה הפנים גופית על תפקוד הגוף
ציינו יתרון אחד וחיסרון אחד של טמפרטורת גוף גבוהה ויציבה לעומת טמפרטורת גוף משתנה. טמפרטורה במעלות צלזיוס סימנים 30 מוות (איבוד יכולת ויסות הטמפרטורה) 33 איבוד ההכרה 36-37 פעילות גוף תקינה 42 כשל מערכת העצבים המרכזית 44 מוות (שינויים בלתי הפיכים בחלבוני הגוף)

4 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. תינוק למשל מאבד חום לסביבה יותר מגוף גדול. רק במשקל מסוים (4 ק"ג) מסוגלים מנגנוני הוויסות לשמור על טמפרטורה תקינה. בע"ח החיים באזורים קרים בד"כ גדולים יותר מבני מינם החיים באזורים חמים. האיברים הבולטים (כגון אוזניים) בקור קטנים ובחום גדולים.

5 האדם הוא יצור הומאותרמי
יצור הומאותרמי הוא יצור השומר על טמפרטורת גוף יציבה ושונה מטמפרטורת הסביבה החיצונית. שמירה על טמפרטורת גוף יציבה מושגת בעזרת מערכות הבקרה, הוויסות והתיאום של הגוף: מערכת העצבים ומערכת ההפרשה הפנימית. תהליך הנשימה התאית, המתרחש במיטוכונדריה, שבו מומרת האנרגיה הטמונה במזון לאנרגיה כימית הזמינה לתא (ATP), מלווה בייצור חום. חום זה מהווה את המקור לחום הגוף. היזכרו במה שלמדתם בפרק 1, עמוד 25! מיטוכונדריון © כל הזכויות שמורות להוצאת לילך

6 מערכות רבות מסייעות לייצור חום הגוף ו/או לוויסות טמפרטורת הגוף
המערכת סיוע בייצור ו/או ויסות מערכת העיכול במעבר דרך מערכת העיכול מפורקים רכיבי התזונה העיקריים ליחידות קטנות הניתנות לספיגה בדם. חלקם מנוצלים על ידי התאים להפקת אנרגיה. חלק מהאנרגיה משתחרר כחום. מערכת הנשימה חמצן נכנס לדם דרך מערכת הנשימה. החמצן מובל לתאים באמצעות מערכת ההובלה (קשור להמוגלובין) ומנוצל על ידי התאים בתהליך הפקת ATP וחום. מערכת ההובלה מערכת ההובלה מובילה את תוצרי פירוק רכיבי התזונה העיקריים ואת החמצן לתאים, ומובילה את החום הנוצר בתהליך הפקת האנרגיה ממקום למקום בגוף. מערכת העצבים במוח קיים מרכז לוויסות טמפרטורת הגוף, המעביר פקודות עצביות להיצרות או להרחבה של כלי דם בעור המובילות לשמירה על חום או לאיבוד חום לסביבה, בהתאם למצבי גוף משתנים. מערכת ההפרשה הפנימית מערכת ההפרשה הפנימית מפקחת על כניסת תוצרי פירוק רכיבי התזונה העיקריים אל התאים ועל קצב חילוף החומרים והפקת ATP וחום. לאן מתקשרת הכוכבית ? המשפט חוזר במידה רבה על הכותרת * מוזכרים רק התפקודים הקשורים לייצור חום ו/או לוויסות טמפרטורת הגוף © כל הזכויות שמורות להוצאת לילך

7 גורמת ל: גורמת ל: מסייעים לשמור על:

8 הגדרת ההומאוסטזיס על פי הפיסיולוג קנון:
מנגנוני ויסות טמפרטורת הגוף קולטני טמפרטורה בעור מעבירים אותות אל מרכז בקרת הטמפרטורה בהיפותלמוס. קולטנים פנים-גופיים הממוקמים בכלי דם בהיפותלמוס עוקבים ללא הרף אחר טמפרטורת הדם. בעקבות המידע המתקבל מקולטנים אלה מופעלים מנגנונים השומרים על טמפרטורת גוף יציבה – מנגנוני הומאוסטזיס הגדרת ההומאוסטזיס על פי הפיסיולוג קנון: "ההסדרים הפיסיולוגיים השונים המשמשים להשבת המצב היציב בגוף, לאחר שהופר" במילים אחרות, שמירה על סביבה פנימית יציבה גם כאשר חלים שינויים בסביבה החיצונית (ראו עמ' בספר) © כל הזכויות שמורות להוצאת לילך

9 הזעה מנגנון ההזעה ממוקם בעור ומאפשר צינון מיידי של הגוף.
בשכבה התת-עורית ישנן בלוטות זיעה המייצרות זיעה, שהיא תסנין של הדם המכיל בעיקר מים ומלח. מנגנון ההזעה מופעל כאשר טמפרטורת הגוף עולה ל-37 מעלות צלסיוס. ההיפותלמוס מעביר אות דרך מערכת העצבים הסימפתטית להפרשת זיעה. הזיעה יוצאת אל פני הגוף ומתאדה. תהליך האידוי צורך אנרגיה וגורם לאיבוד חום. © כל הזכויות שמורות להוצאת לילך

10 רעד השרירים רעד השרירים גורם לתופעה הפוכה מהזעה, כלומר להעלאת טמפרטורת הגוף. רעד השרירים נובע מהתכווצות מקומית של שרירי השלד. התכווצות שרירי השלד הוא תהליך צורך אנרגיה, ועל כן יגבירו תאי השריר את קצב הנשימה התאית בתהליך המשחרר חום, וטמפרטורת הגוף תעלה. © כל הזכויות שמורות להוצאת לילך

11 היצרות או הרחבה של כלי דם היקפיים
כאשר טמפרטורת הגוף יורדת, מופעל מנגנון הגורם להיצרות כלי הדם ההיקפיים הנמצאים בעור ולהקטנת הזרימה דרכם. כאשר טמפרטורת הגוף עולה, מופעל מנגנון הגורם להרחבת כלי הדם ההיקפיים הנמצאים בעור ולהגברת הזרימה דרכם. הקטנת הזרימה דרך כלי דם אלו תוביל להקטנת איבוד החום לסביבה. הגברת הזרימה דרך כלי דם אלה תגרום לאיבוד חום מוגבר לסביבה, והגוף יצטנן. © כל הזכויות שמורות להוצאת לילך

12 התנהגויות העוזרות למזער את השפעת טמפרטורת הסביבה על טמפרטורת הגוף
כיצד להוריד את טמפרטורת הגוף? כיצד להעלות את כניסה למקום קריר (צל), הורדת פריטי לבוש, שתייה מרובה, מקלחת קרה לבוש חם, התכרבלות והקטנת שטח העור החשוף ביגוד חם מונע התקררות הגוף כאשר טמפרטורת הסביבה נמוכה פעילות גופנית מאפשרת להעלאת טמפרטורת הגוף? מדוע? © כל הזכויות שמורות להוצאת לילך

13 טמפרטורת הגוף נשמרת באמצעות מנגנוני משוב שלילי
בלוטת התריס מווסתת טמפרטורה אך לזמן ארוך (הגברה של חילוף חומרים בחורף והאטה בקיץ) טמפרטורת הגוף נשמרת באמצעות מנגנוני משוב שלילי המידע מגיע למרכז לוויסות הטמפרטורה במוח מנגנונים: הזעה, הרחבת כלי דם היקפיים, התנהגות להורדת טמפרטורת הגוף עלייה בטמפרטורת הגוף הפסקת הפעלת המנגנונים משוב שלילי טמפרטורת הגוף בטווח התקין תוצאה: חזרה לטמפרטורת גוף תקינה משוב שלילי ירידה בטמפרטורת הגוף הפסקת הפעלת המנגנונים מנגנונים: רעד השרירים, היצרות כלי דם היקפיים, התנהגות להעלאת טמפרטורת הגוף המידע מגיע למרכז לוויסות הטמפרטורה במוח © כל הזכויות שמורות להוצאת לילך

14

15 כיצד ניתן ליישם את המידע בתרשים זה לשמירת חיי אדם בתנאי טמפ' שונים?

16 אתר טוב המסכם את נושא הומאוסטאזיס וחום הגוף באדם

17 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.

18 אידוי של 100 מ"ל זיעה מביא לירידה של 1 מעלת צלזיוס בגוף.
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.

19 אוף, אני עייף מתי יגיע כבר החורף???
ב. ויסות קצב חילוף החומרים קצב 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 בשנה דובים, קיפודים, אוגרים, עטלפים. נחשים- שישה חודשים בשנה. דגים מסוימים.

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

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

22 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.

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

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

25 במדבר רוב האורגניזמים יעדיפו לפעול בלילה הקריר ולא ביום החם.
ב. פעילות בשעות לילה במדבר רוב האורגניזמים יעדיפו לפעול בלילה הקריר ולא ביום החם. ג. התקהלות- פינגווינים קיסרים עד 5000 פרטים

26 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.

27 פויקילותרמיים

28 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.

29 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.

30 עופות ויונקים במים- מניעת הרטבת שערות ונוצות
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

31

32

33

34