Metabolismo dei lipidi e sue caratteristiche legate all'età. Applicazione per le caratteristiche della facoltà pediatrica del metabolismo dei lipidi nell'infanzia

Il metabolismo dei carboidrati e dei lipidi nei bambini praticamente non differisce dal loro metabolismo negli adulti. Nei primi giorni di vita del bambino, il metabolismo dei carboidrati si stabilizza e avviene il passaggio dalla glicolisi anaerobica, caratteristica del feto, all'ossidazione aerobica. Il livello di glucosio nel sangue di un bambino corrisponde al livello di un adulto.

L'utilizzo del glucosio arriva gradualmente al tipo adulto all'età di 8-14 anni. Il fabbisogno di carboidrati in un bambino è piuttosto elevato e ammonta a 10-15 g / kg di peso corporeo per i bambini in età scolare e a 15 g / kg o più per i bambini in età scolare.

Ogni periodo dell'ontogenesi umana è caratterizzato da caratteristiche del metabolismo lipidico di varie classi. Il ruolo dei grassi nel fornire energia e materiale plastico è tanto maggiore quanto più piccolo è il bambino. Dal momento della nascita e fino a 6 anni, la dimensione degli adipociti (cellule del tessuto adiposo) aumenta di 3 volte, raggiungendo la dimensione delle cellule umane adulte all'età di 12 anni. Il numero degli adipociti aumenta fino ai 10-16 anni di età. La crescita dei depositi di grasso avviene in modo non lineare, il grasso si accumula gradualmente durante i primi 9 mesi di vita, quindi aumenta leggermente entro 7 anni. Inoltre si verifica nuovamente un aumento dei depositi di grasso con un forte accumulo nell'adolescenza, a seconda del sesso del bambino. Nell'ontogenesi cambia non solo la struttura del tessuto adiposo, ma anche la sua composizione. Il tessuto adiposo dei neonati contiene il 56,5% di acqua e il 35,5% di lipidi, in un adulto - 71,7% di lipidi e 26,3% di acqua. Con l'età del bambino il rapporto “acidi grassi insaturi/acidi grassi saturi” aumenta; la composizione degli acidi grassi del tessuto adiposo si stabilizza entro 5 anni.

Il metabolismo dei grassi nei bambini è instabile. Con un consumo significativo di carboidrati, può verificarsi un esaurimento delle riserve di grasso.

Nei bambini sotto i 10 anni si osserva una maggiore tendenza alla formazione di corpi chetonici - prodotti dell'ossidazione incompleta degli acidi grassi - e alla chetosi (abbassamento del pH del sangue dovuto all'accumulo di corpi chetonici).

Allo stesso tempo, il livello dei corpi chetonici nel sangue riflette lo stato non solo del metabolismo dei lipidi, ma anche dei carboidrati e delle proteine.

Il livello di colesterolo nel siero alla nascita è 3-4 volte inferiore a quello degli adulti, sia libero che legato. Un aumento significativo della concentrazione di colesterolo (1,5-2 volte) dovuto alla forma legata si verifica entro la fine del primo anno di vita. In futuro, all'età di 12 anni, il livello di colesterolo aumenta a causa di entrambe le sue frazioni. Cambiamenti maggiori nel metabolismo dei lipidi si verificano durante la pubertà e dipendono dalla concentrazione di androgeni ed estrogeni. Le ragazze hanno livelli ematici più elevati di colesterolo totale, colesterolo nelle lipoproteine ​​a bassa densità (LDL) e lipoproteine ​​ad alta densità (HDL). Con l’avanzare dell’età, i livelli di HDL diminuiscono e i livelli di LDL aumentano. Già nei bambini dai 2 ai 14 anni, il contenuto di LDL non cambia in modo significativo, ma nei ragazzi di età compresa tra 11 e 14 anni la loro concentrazione è inferiore rispetto alle ragazze, il che è associato alle differenze di genere nella regolazione ormonale del metabolismo.

Le caratteristiche funzionali e metaboliche inerenti ai bambini e agli adolescenti sono uno dei fattori che determinano le prestazioni fisiche e lo sviluppo della produttività aerobica e anaerobica nell'ontogenesi.

Caratteristiche del metabolismo dei grassi nell'infanzia. Il grasso alimentare nel tratto digestivo viene scomposto in glicerolo e acidi grassi, che vengono assorbiti principalmente nella linfa e solo parzialmente nel sangue. Nel corpo, il grasso viene sintetizzato da queste sostanze, nonché dai prodotti metabolici di carboidrati e proteine, che viene utilizzato dall'organismo principalmente come ricca fonte di energia.

Quando il grasso viene scomposto, viene rilasciata 2 volte più energia rispetto a quando viene scomposta la stessa quantità di proteine ​​e carboidrati. Inoltre, il grasso è un componente essenziale delle strutture cellulari: citoplasma, nucleo e membrana cellulare, in particolare le cellule nervose. Il grasso non utilizzato nel corpo viene immagazzinato nella riserva sotto forma di grasso corporeo.
Alcuni acidi grassi insaturi necessari all'organismo (linoleico, linolenico e arachidonico) devono essere forniti all'organismo in forma finita, poiché esso non è in grado di sintetizzarli. Contiene acidi grassi insaturi negli oli vegetali. La maggior parte di essi sono contenuti nell'olio di semi di lino e di canapa, ma nell'olio di girasole c'è molto acido linoleico. Questo spiega l'alto valore nutritivo della margarina, che contiene una quantità significativa di grassi vegetali.
Le vitamine in esse solubili (vitamine A, D, E, ecc.), Che sono di vitale importanza per l'uomo, entrano nel corpo con i grassi. Per 1 kg di peso adulto al giorno è necessario fornire con il cibo 1,25 g di grassi (80-100 g al giorno).
Metabolismo dei carboidrati e sue caratteristiche legate all'età.

I carboidrati sono la principale fonte di energia. La maggior quantità di carboidrati si trova nei cereali, nelle patate. Anche frutta e verdura sono ricche di carboidrati. Dopo essere stati scomposti in glucosio nel tratto digestivo, i carboidrati vengono assorbiti nel flusso sanguigno e assorbiti dalle cellule del corpo. Il glucosio inutilizzato nel fegato viene sintetizzato in glicogeno, un polisaccaride che si deposita nel fegato e nei muscoli e costituisce una riserva di carboidrati nel corpo. In assenza di carboidrati negli alimenti, questi possono essere prodotti dalla degradazione di proteine ​​e grassi. Il sistema nervoso centrale è particolarmente sensibile ai bassi livelli di glucosio nel sangue (glicoglicemia). Già una leggera diminuzione della glicemia provoca debolezza, vertigini, con un calo significativo dei carboidrati, si verificano vari disturbi autonomici, convulsioni e perdita di coscienza.

I carboidrati hanno la capacità di scomporsi e ossidarsi rapidamente. La velocità di degradazione del glucosio e la capacità di estrarre ed elaborare rapidamente la sua riserva - il glicogeno - creano le condizioni per la mobilitazione di emergenza delle risorse energetiche in caso di forte eccitazione emotiva, carichi muscolari intensi.
Il valore del glucosio per il corpo non si limita al suo ruolo di fonte di energia. Fa parte degli acidi nucleici, del citoplasma e, quindi, è necessario per la formazione di nuove cellule, soprattutto durante il periodo di crescita.
Nel corpo del bambino, durante il periodo della sua crescita e sviluppo, i carboidrati svolgono non solo il ruolo delle principali fonti di energia, ma anche un importante ruolo plastico nella formazione delle membrane cellulari, sostanze del tessuto connettivo. I carboidrati sono coinvolti nell'ossidazione dei prodotti del metabolismo delle proteine ​​e dei grassi, contribuendo così a mantenere l'equilibrio acido-base nel corpo.

In questa parte della conferenza "Caratteristiche del metabolismo legate all'età" parliamo delle caratteristiche del metabolismo lipidico.

Caratteristiche del metabolismo lipidico.

Il fabbisogno di lipidi da parte dell'organismo nei bambini è tanto maggiore quanto più piccolo è il bambino. Nei primi sei mesi di vita il fabbisogno energetico è coperto per il 50% dai grassi. A questa età sono necessari 6-7 g di grasso per ogni chilogrammo di peso corporeo, all'età di 6 mesi fino a 4 anni - 3,5-4 g, in età prescolare e scolare - 2,0-2,5 g. All'età di 6 mesi fino a 4 anni, il fabbisogno energetico giornaliero è soddisfatto dal 30-40% dei grassi e in età prescolare e scolare dal 25-30%. La quantità giornaliera di grassi nella dieta dei bambini da 1 a 3 anni dovrebbe essere di 32,7 g, da 4 a 7 anni - 39,2 g, da 8 a 13 anni - 38,4 g, oltre 14 anni - 47 g.

Con l'allattamento al seno viene assorbito fino al 98% dei grassi del latte, con l'allattamento artificiale - 85%.

Gli studi hanno dimostrato che durante lo sviluppo del corpo aumenta la quantità di fosfolipidi nel sistema nervoso e durante l'invecchiamento diminuisce.

La quantità di colesterolo nel plasma sanguigno aumenta con l’età. L'aumento massimo si ottiene nelle donne tra i 40 e i 50 anni, negli uomini tra i 60 e i 69 anni. Dopo aver raggiunto il massimo, la quantità di colesterolo diminuisce.

La quantità di grassi neutri nel corpo aumenta con l'età, il che è associato ad una diminuzione dell'attività degli enzimi corrispondenti. I cambiamenti nel contenuto di vari lipidi nel corpo causano disturbi graduali nella permeabilità e nella densità delle membrane cellulari, accompagnati da un deterioramento della funzione cellulare. Si ritiene che questo sia uno dei meccanismi del loro invecchiamento.

Un bambino allattato al seno dovrebbe ricevere 5-6,5 g di grasso per 1 kg di peso corporeo (6,5-6 g nella prima metà dell'anno e 6-5 g nella seconda). Il rapporto corretto e ottimale tra proteine, grassi e carboidrati è molto importante e con l'alimentazione naturale è 1: 3: 6 e dal momento in cui si ricevono alimenti complementari 1: 2: 4, rispettivamente, e 1: 1: 4 a un'età più avanzata.

La quantità ottimale di grassi è assolutamente necessaria per il pieno utilizzo delle proteine ​​alimentari per la plastica e altre funzioni. Anche il grasso in eccesso nella dieta è indesiderabile, perché. questo può causare chetosi, inibizione della funzione pancreatica.

La principale fonte di energia per il feto sono i carboidrati, ma dopo la nascita i triacilgliceroli. È stato stabilito che in un neonato il fabbisogno energetico è coperto dai grassi dell'80-90%, nei bambini di età inferiore a un anno del 50% e in età avanzata del 30-35%. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata alla composizione qualitativa dei grassi utilizzati nell'alimentazione dei bambini, che garantisce l'utilità dei grassi. A questo scopo si consiglia la corretta combinazione di grassi vegetali e animali negli alimenti (i primi forniscono all'organismo acidi grassi polinsaturi, i secondi favoriscono l'assorbimento delle vitamine liposolubili). Viene mostrata l'opportunità di includere nella dieta dei bambini da 1 a 3 anni il burro a metà con olio di girasole non raffinato. Anche il fabbisogno di acidi grassi polinsaturi dei bambini cambia con l'età ed è fornito principalmente dall'acido linoleico (presente nell'olio di pesce, di girasole e di mais).

Il fabbisogno di grassi di un neonato è completamente coperto dal latte materno, in cui il contenuto di grassi è del 3,5-3,7%; come sapete, il grasso del latte è già allo stato emulsionato e contiene anche la lipasi, la cui attività è 15-25 volte superiore a quella gastro-pancreatica.

Nei bambini, la lipasi gastrica svolge un ruolo importante nella digestione dei lipidi, inoltre il grasso del latte si trova in uno stato emulsionato. È importante notare che la quantità di acido cloridrico nel succo gastrico è molto inferiore a quella di un adulto. Nei neonati, dal 25 al 50% del grasso viene idrolizzato nello stomaco. Con l'età, il grasso nello stomaco viene digerito con meno intensità, man mano che la dieta cambia, aumenta l'acidità del succo gastrico.

Nei neonati, l'attività della lipasi pancreatica è bassa, hanno anche pochi acidi biliari. Nei bambini, la quantità di acidi biliari è molto inferiore rispetto agli adulti. Ciò è dovuto al fatto che l'attività dei sistemi enzimatici che promuovono la sintesi degli acidi biliari dal colesterolo è insufficiente. Il colesterolo viene utilizzato per scopi plastici. Il principale acido biliare è il taurocolico, tk. ha anche un effetto battericida.

Una conseguenza della bassa attività degli enzimi lipolitici del tratto gastrointestinale, una piccola quantità di acidi biliari nei neonati è un alto contenuto di grasso non digerito nelle feci.

Nel corpo di un bambino dalla prima metà della vita a causa dei grassi viene coperto circa il 50% del fabbisogno energetico. Senza grassi è impossibile sviluppare un’immunità generale e specifica. Il metabolismo dei grassi nei bambini è instabile, con la mancanza di carboidrati negli alimenti o con il loro aumento del consumo, i depositi di grasso si esauriscono rapidamente.
L'assorbimento dei grassi nei bambini è intenso. Con l'allattamento al seno viene assorbito fino al 90% dei grassi del latte, con l'allattamento artificiale - 85-90%. Nei bambini più grandi, i grassi vengono assorbiti del 95-97%.
Per un utilizzo più completo dei grassi nella dieta dei bambini, devono essere presenti i carboidrati, poiché con la loro carenza nutrizionale si verifica un'ossidazione incompleta dei grassi e si accumulano prodotti metabolici acidi nel sangue.
Il fabbisogno di grasso del corpo per 1 kg di peso corporeo è maggiore quanto più piccolo è il bambino. Con l'età aumenta la quantità assoluta di grasso necessaria per il normale sviluppo dei bambini. Da 1 a 3 anni il fabbisogno giornaliero di grassi è di 32,7 g, da 4 a 7 anni - 39,2 g, da 8 a 13 anni - 38,4 g.

Metabolismo dei carboidrati nei bambini.

Nei bambini, il metabolismo dei carboidrati viene effettuato con grande intensità, il che si spiega con l'alto livello di metabolismo nel corpo del bambino. I carboidrati nel corpo del bambino non sono solo la principale fonte di energia, ma svolgono anche un importante ruolo plastico nella formazione delle membrane cellulari, sostanze del tessuto connettivo. I carboidrati sono anche coinvolti nell'ossidazione dei prodotti acidi del metabolismo delle proteine ​​e dei grassi, che contribuiscono al mantenimento dell'equilibrio acido-base nell'organismo.
La crescita intensiva del corpo del bambino richiede quantità significative di materiale plastico: proteine ​​e grassi, quindi la formazione di carboidrati nei bambini da proteine ​​e grassi è limitata. Il fabbisogno giornaliero di carboidrati nei bambini è elevato e ammonta a 10–12 g per 1 kg di peso corporeo nell'infanzia. Negli anni successivi, la quantità richiesta di carboidrati varia da 8–9 a 12–15 g per 1 kg di peso. Un bambino di età compresa tra 1 e 3 anni dovrebbe ricevere in media 193 g di carboidrati al giorno con il cibo, da 4 a 7 anni - 287 g, da 9 a 13 anni - 370 g, da 14 a 17 anni - 470 g, per un adulto - 500 G.
I carboidrati vengono assorbiti dal corpo del bambino meglio degli adulti (nei neonati - del 98-99%). In generale, i bambini sono relativamente più tolleranti rispetto agli adulti nei confronti degli alti livelli di zucchero nel sangue. Negli adulti, il glucosio appare nelle urine se entrano 2,5-3 g per 1 kg di peso corporeo, e nei bambini ciò si verifica solo quando entrano 8-12 g di glucosio per 1 kg di peso corporeo. L'assunzione di piccole quantità di carboidrati con il cibo può causare un aumento di due volte della glicemia nei bambini, ma dopo 1 ora la glicemia inizia a diminuire e dopo 2 ore è del tutto normale.

scambio d'acqua

Nel corpo di un bambino predomina l'acqua extracellulare, il che porta ad una maggiore idrolabilità dei bambini, cioè alla capacità di perdere rapidamente e accumulare rapidamente acqua. Il fabbisogno di acqua per 1 kg di peso corporeo diminuisce con l'età e la sua quantità assoluta aumenta. Un bambino di tre mesi ha bisogno di 150-170 g di acqua per 1 kg di peso, a 2 anni - 95 g, a 12-13 anni - 45 g. Il fabbisogno giornaliero di acqua per un bambino di un anno è di 800 ml, a 4 anni - 950-1000 ml, a 5-6 anni - 1200 ml, a 7-10 anni - 1350 ml, a 11-14 anni - 1500 ml.

Il valore dei sali minerali nel processo di crescita e sviluppo del bambino.

La presenza di minerali è associata al fenomeno dell'eccitabilità e della conduttività nel sistema nervoso. I sali minerali garantiscono una serie di funzioni vitali dell'organismo, come la crescita e lo sviluppo delle ossa, degli elementi nervosi, dei muscoli; determinare la reazione del sangue (pH), contribuire alla normale attività del cuore e del sistema nervoso; utilizzato per formare emoglobina (ferro), acido cloridrico del succo gastrico (cloro); mantenere una certa pressione osmotica.
In un neonato, i minerali costituiscono il 2,55% del peso corporeo, in un adulto - 5%. Con una dieta mista, un adulto riceve tutti i minerali di cui ha bisogno in quantità sufficienti con il cibo e al cibo umano durante la lavorazione culinaria viene aggiunto solo sale da cucina. Il corpo di un bambino in crescita necessita soprattutto di un apporto aggiuntivo di molti minerali.
I minerali hanno un'influenza importante sullo sviluppo del bambino. La crescita ossea, i tempi di ossificazione della cartilagine e lo stato dei processi ossidativi nel corpo sono associati al metabolismo del calcio e del fosforo. Il calcio influenza l'eccitabilità del sistema nervoso, la contrattilità muscolare, la coagulazione del sangue, il metabolismo delle proteine ​​e dei grassi nel corpo. Il fosforo è necessario non solo per la crescita del tessuto osseo, ma anche per il normale funzionamento del sistema nervoso, della maggior parte degli organi ghiandolari e di altri organi. Il ferro fa parte dell'emoglobina nel sangue.
Il maggior fabbisogno di calcio si nota nel primo anno di vita di un bambino; a questa età è otto volte maggiore che nel secondo anno di vita, e 13 volte maggiore che nel terzo anno; poi il fabbisogno di calcio diminuisce, aumentando leggermente durante la pubertà. Gli scolari hanno un fabbisogno giornaliero di calcio - 0,68-2,36 g, di fosforo - 1,5-4,0 g Il rapporto ottimale tra la concentrazione di sali di calcio e fosforo per i bambini in età prescolare è 1: 1, all'età di 8-10 anni - 1 : 1,5, negli adolescenti e negli studenti più grandi - 1: 2. Con tali relazioni, lo sviluppo dello scheletro procede normalmente. Il latte ha un rapporto ideale tra sali di calcio e fosforo, quindi l'inclusione del latte nella dieta dei bambini è obbligatoria.
Il fabbisogno di ferro nei bambini è maggiore che negli adulti: 1-1,2 mg per 1 kg di peso corporeo al giorno (negli adulti - 0,9 mg). I bambini di sodio dovrebbero ricevere 25-40 mg al giorno, potassio - 12-30 mg, cloro - 12-15 mg.

23 domandeTermoregolazione

TERMOREGOLAZIONE, un processo fisiologico che mantiene una temperatura costante nel corpo degli animali a sangue caldo e dell'uomo. La costanza della temperatura è il risultato dell'autoregolazione del corpo, necessaria per la vita normale. La temperatura corporea dipende dalla produzione e dalla perdita di calore. La produzione di calore, cioè la produzione di calore nel corpo, dipende dall'intensità del metabolismo. Il trasferimento di calore dalla superficie del corpo all'ambiente esterno avviene in diversi modi. Il trasferimento di calore vascolare consiste nel modificare il riempimento dei vasi cutanei con il sangue e la velocità del suo flusso a causa dell'espansione o del restringimento del lume del vaso. Un aumento dell’afflusso di sangue aumenta il trasferimento di calore e una diminuzione lo riduce. Il trasferimento di calore viene effettuato anche a causa dell'irradiazione e dell'evaporazione dell'acqua con il sudore (quando il sudore evapora, il calore in eccesso viene rilasciato dalla superficie della pelle, garantendo la normale temperatura corporea). Parte del calore viene rilasciata con l'aria espirata, nonché con l'urina e le feci.

Se il processo di produzione del calore prevale sul processo di trasferimento del calore, il corpo si surriscalda, fino a colpo di calore. Se il processo di trasferimento del calore prevale sulla produzione di calore, si verifica l'ipotermia del corpo.

Alla termoregolazione partecipano meccanismi nervosi e umorali. Le fluttuazioni della temperatura nell'ambiente agiscono sui termorecettori, gli impulsi dai quali entrano nel cervello e attivano il centro di termoregolazione situato nell'area ipotalamo. L'eccitazione di questo centro porta ad un cambiamento nella produzione e nel trasferimento di calore e la temperatura corporea rimane costante entro 36,5-37 °C. Nei neonati e nei bambini la termoregolazione non è completamente formata (il trasferimento di calore prevale sulla produzione di calore). Si osserva una violazione della termoregolazione con febbre che accompagna malattie infiammatorie e infettive, disturbi circolatori (nella stagione calda, gli anziani lamentano freddo, soprattutto alle gambe e alla parte bassa della schiena), cambiamenti legati all'età nel sistema endocrino (durante la menopausa, molte donne sperimentano sensazione di calore), consumo di alcol.

MECCANISMI DI PRODUZIONE DI CALORE
La fonte di calore nel corpo sono le reazioni esotermiche di ossidazione di proteine, grassi, carboidrati e l'idrolisi dell'ATP. Durante l'idrolisi dei nutrienti, parte dell'energia rilasciata viene immagazzinata in ATP e parte viene dissipata sotto forma di calore (calore primario). Quando si utilizza l'energia accumulata nell'AHF, parte dell'energia viene utilizzata per svolgere lavoro utile, parte viene dissipata sotto forma di calore (calore secondario). Pertanto, due flussi di calore, primario e secondario, costituiscono la produzione di calore. Ad una temperatura ambiente elevata o quando una persona entra in contatto con un corpo caldo, il corpo può ricevere parte del calore dall'esterno (calore esogeno).
Se è necessario aumentare la produzione di calore (ad esempio in condizioni di bassa temperatura ambiente), oltre alla possibilità di ottenere calore dall'esterno, nel corpo sono presenti meccanismi che aumentano la produzione di calore.
Classificazione dei meccanismi di produzione del calore:
1. Termogenesi contrattile - produzione di calore come risultato della contrazione del muscolo scheletrico:
a) attività volontaria dell'apparato locomotore;
b) tono termoregolatore;
c) tremore muscolare freddo o attività ritmica involontaria dei muscoli scheletrici.
2. Termogenesi senza brividi o termogenesi senza brividi (produzione di calore come risultato dell'attivazione della glicolisi, glicogenolisi e lipolisi):
a) nei muscoli scheletrici (a causa del disaccoppiamento della fosforilazione ossidativa);
b) nel fegato;
c) nel grasso bruno;
d) dovuto all'azione dinamica specifica degli alimenti.
termogenesi contrattile
Con la contrazione muscolare aumenta l'idrolisi dell'ATP, e quindi aumenta il flusso di calore secondario, che va a riscaldare il corpo. L'attività muscolare arbitraria avviene principalmente sotto l'influenza della corteccia cerebrale. L'esperienza umana dimostra che in condizioni di bassa temperatura ambientale è necessario il movimento. Pertanto, si realizzano atti riflessi condizionati e l'attività motoria volontaria aumenta. Più è alto, maggiore è la produzione di calore. È possibile aumentarlo di 3-5 volte rispetto al valore della borsa principale. Di solito, con una diminuzione della temperatura ambiente e della temperatura del sangue, la prima reazione è un aumento del tono termoregolatore. Fu identificato per la prima volta nel 1937 negli animali e nel 1952 nell'uomo. Utilizzando il metodo dell'elettromiografia, è stato dimostrato che con un aumento del tono muscolare causato dall'ipotermia, aumenta l'attività elettrica dei muscoli. Dal punto di vista della meccanica della contrazione, il tono termoregolatore è una microvibrazione. In media, quando appare, la produzione di calore aumenta del 20-45% rispetto al livello iniziale. Con un'ipotermia più significativa, il tono termoregolatore si trasforma in brividi muscolari da freddo. Il tono termoregolatore è più economico dei tremori muscolari. Di solito, nella sua creazione sono coinvolti i muscoli della testa e del collo.
Il tremore, o tremore muscolare freddo, è un'attività ritmica involontaria dei muscoli situati superficialmente, a seguito della quale la produzione di calore aumenta di 2-3 volte rispetto al livello iniziale. Di solito, il tremore si verifica prima nei muscoli della testa e del collo, poi nel tronco e infine negli arti. Si ritiene che l'efficienza della produzione di calore durante i brividi sia 2,5 volte superiore rispetto all'attività volontaria.
I segnali dai neuroni dell'ipotalamo passano attraverso la "via centrale del tremore" (tetto e nucleo rosso) ai motoneuroni alfa del midollo spinale, da dove i segnali vanno ai muscoli corrispondenti, provocandone l'attività. Le sostanze curariformi (rilassanti muscolari), a causa del blocco dei recettori H-colinergici, bloccano lo sviluppo del tono termoregolatore e dei brividi di freddo. Questo viene utilizzato per creare ipotermia artificiale e viene preso in considerazione anche durante gli interventi chirurgici in cui vengono utilizzati miorilassanti.
Termogenesi senza brividi
Viene effettuato aumentando i processi di ossidazione e riducendo l'efficienza della coniugazione della fosforilazione ossidativa. Il luogo principale di produzione di calore sono i muscoli scheletrici, il fegato, il grasso bruno. A causa di questo tipo di termogenesi, la produzione di calore può aumentare di 3 volte.
Nei muscoli scheletrici, un aumento della termogenesi non contrattile è associato ad una diminuzione dell'efficienza della fosforilazione ossidativa dovuta al disaccoppiamento di ossidazione e fosforilazione, nel fegato, principalmente attraverso l'attivazione della glicogenolisi e la successiva ossidazione del glucosio. Il grasso bruno aumenta la produzione di calore a causa della lipolisi (sotto l'influenza di influenze simpatiche e adrenalina). Il grasso bruno si trova nella regione occipitale, tra le scapole, nel mediastino lungo i grandi vasi, sotto le ascelle. A riposo, circa il 10% del calore viene generato nel grasso bruno. Una volta raffreddato, il ruolo del grasso bruno aumenta notevolmente. Con l'adattamento al freddo (negli abitanti delle zone artiche), aumenta la massa di grasso bruno e il suo contributo alla produzione totale di calore.
La regolazione dei processi di termogenesi senza brividi si effettua attivando il sistema simpatico e la produzione di ormoni tiroidei (disaccoppiano la fosforilazione ossidativa) e la midollare del surrene.
MECCANISMI DI TRASFERIMENTO DEL CALORE
La maggior parte del calore viene generata negli organi interni. Pertanto il flusso interno di calore per essere allontanato dal corpo deve avvicinarsi alla pelle. Il trasferimento di calore dagli organi interni avviene per conduzione di calore (meno del 50% del calore viene trasferito in questo modo) e convezione, cioè trasferimento di calore e massa. Il sangue, grazie alla sua elevata capacità termica, è un buon conduttore di calore.
Il secondo flusso di calore è il flusso diretto dalla pelle all'ambiente. Si chiama flusso verso l'esterno. Quando si considerano i meccanismi di trasferimento del calore, di solito si intende questo flusso.
Il trasferimento di calore all’ambiente avviene utilizzando 4 meccanismi principali:
1) evaporazione;
2) conduzione del calore;
3) radiazione termica;
4) convezione

Meccanismi di trasferimento del calore e controllo del rilascio di calore.
K - corteccia, Kzh - pelle, CGt - centri dell'ipotalamo, Sdts - centro vasomotore, Pm - midollo allungato, Sm - midollo spinale, Gf - ghiandola pituitaria, TG - ormone stimolante la tiroide, Zhvs - ghiandole endocrine, Hm - ormoni , Ptr - tratto digestivo, Ks - vasi sanguigni, L - polmoni, a, b - flusso di impulsi afferenti.
Il contributo di ciascun meccanismo al trasferimento di calore è determinato dallo stato dell'ambiente e dal tasso di produzione di calore nel corpo. In condizioni di comfort termico, la maggior parte del calore viene ceduta per conduzione, irraggiamento e convezione e solo il 19-20% per evaporazione. Ad una temperatura ambiente elevata, fino al 75-90% del calore viene ceduto per evaporazione.
La conduzione del calore è un modo per trasferire calore a un corpo che è a diretto contatto con il corpo umano. Più bassa è la temperatura di questo corpo, maggiore è il gradiente di temperatura, maggiore è il tasso di perdita di calore dovuta a questo meccanismo. Di solito questo metodo di trasferimento del calore è limitato agli indumenti e allo strato d'aria, che sono buoni isolanti termici, nonché allo strato di grasso sottocutaneo. Quanto più spesso è questo strato, tanto meno è probabile che trasferisca calore a un corpo freddo.
Radiazione termica: rilascio di calore da aree della pelle non coperte da indumenti. Si verifica mediante radiazione infrarossa a onda lunga, quindi questo tipo di trasferimento di calore è anche chiamato trasferimento di calore radiativo. In condizioni di comfort termico, grazie a questo meccanismo viene ceduto fino al 60% del calore. L'efficacia dell'irraggiamento del calore dipende dal gradiente di temperatura (più è alto, più calore viene ceduto), dalla zona da cui proviene l'irraggiamento, dal numero di oggetti nell'ambiente che assorbono i raggi infrarossi.
Convezione. L'aria a contatto con la pelle si riscalda e sale, il suo posto viene preso da una porzione d'aria “fredda”, ecc. In questo modo, per effetto del calore e del trasferimento di massa, viene ceduto fino al 15% del calore in condizioni di comfort termico.
In tutti questi meccanismi, il flusso sanguigno cutaneo gioca un ruolo importante: quando la sua intensità aumenta a causa della diminuzione del tono delle cellule muscolari lisce arteriolari e della chiusura degli shunt artero-venosi, il trasferimento di calore aumenta in modo significativo. Ciò è facilitato anche da un aumento del volume del sangue circolante: maggiore è il suo valore, maggiore è la possibilità di trasferimento di calore all'ambiente. Al freddo si verificano processi opposti: il flusso sanguigno cutaneo diminuisce, anche a causa del trasferimento diretto del sangue arterioso dalle arterie alle vene, bypassando i capillari, il volume del sangue circolante diminuisce e cambia anche la reazione comportamentale: una persona oppure l'animale assume istintivamente una posizione "kalachik", perché In questo caso l'area di trasferimento del calore è ridotta del 35%, negli animali a questa si aggiunge la reazione - "pelle d'oca" - l'aumento dei peli della pelle (piloerezione) , che aumenta la cellularità della pelle e riduce la possibilità di trasferimento di calore.
Le mani rappresentano una piccola parte della superficie corporea - solo il 6%, ma fino al 60% del calore viene ceduto dalla pelle attraverso il meccanismo di trasmissione del calore secco (irraggiamento del calore, convezione).
Evaporazione. Il trasferimento di calore avviene a causa del dispendio di energia (0,58 kcal per 1 ml di acqua) per l'evaporazione dell'acqua. Esistono due tipi di evaporazione, o traspirazione: traspirazione impercettibile e percettibile.
a) la traspirazione impercettibile è l'evaporazione dell'acqua dalle mucose delle vie respiratorie e dell'acqua che filtra attraverso l'epitelio della pelle (fluido tissutale). Normalmente, attraverso le vie respiratorie evaporano fino a 400 ml di acqua al giorno, ovvero vengono somministrate 400x0,58 kcal = 232 kcal / giorno. Se necessario, questo valore può essere aumentato a causa della cosiddetta dispnea termica, dovuta all'influenza dei neuroni del centro di trasferimento del calore sui neuroni respiratori del tronco cerebrale.
In media, circa 240 ml di acqua filtrano attraverso l'epidermide al giorno. Di conseguenza, a causa di ciò, vengono fornite 240 0,58 kcal \u003d 139 kcal / giorno. Questo valore non dipende dai processi di regolamentazione e da vari fattori ambientali.
Entrambi i tipi di traspirazione impercettibile al giorno permettono di apportare (400+240) 0,58 = 371 kcal.
b) traspirazione percepita (dispersione di calore per evaporazione del sudore). In media, a una temperatura ambientale confortevole, vengono rilasciati 400-500 ml di sudore al giorno, quindi vengono emesse fino a 300 kcal. Tuttavia, se necessario, il volume della sudorazione può aumentare fino a 12 l / giorno, ovvero con la sudorazione si possono fornire quasi 7000 kcal al giorno. All'ora, le ghiandole sudoripare possono produrre fino a 1,5 litri e, secondo alcune fonti, fino a 3 litri di sudore.
L'efficienza dell'evaporazione dipende in gran parte dall'ambiente: maggiore è la temperatura e minore è l'umidità dell'aria (saturazione dell'aria con vapore acqueo), maggiore è l'efficienza della sudorazione come meccanismo di trasferimento del calore. Con una saturazione dell'aria al 100% con vapore acqueo, l'evaporazione è impossibile.
Le ghiandole sudoripare sono costituite da una parte terminale, o corpo, e da un condotto sudorifero, che si apre verso l'esterno attraverso il poro sudoripare. Secondo la natura della secrezione, le ghiandole sudoripare si dividono in ghiandole eccrine (merocrine) e apocrine. Le ghiandole apocrine sono localizzate principalmente sotto l'ascella, nella regione pubica, nonché nella regione delle labbra, del perineo e dell'areola. Le ghiandole apocrine secernono una sostanza grassa ricca di composti organici. La questione della loro innervazione è in discussione: alcuni sostengono che sia simpatica adrenergica, altri credono che sia del tutto assente e che la produzione di secrezioni dipenda dagli ormoni della midollare surrenale (adrenalina e norepinefrina).
Le ghiandole apocrine modificate sono le ghiandole ciliari situate nelle palpebre vicino alle ciglia, così come le ghiandole che producono il cerume nel canale uditivo esterno e le ghiandole del naso (ghiandole del vestibolo). Tuttavia, le ghiandole apocrine non partecipano all'evaporazione. Le ghiandole sudoripare eccrine o merocrine si trovano nella pelle di quasi tutte le aree del corpo. Ce ne sono più di 2 milioni in totale (anche se ci sono persone in cui sono quasi completamente assenti). La maggior parte delle ghiandole sudoripare si trova sui palmi delle mani e sulle piante dei piedi (oltre 400 per 1 cm 2) e nella pelle del pube (circa 300 per 1 cm 2). La velocità di formazione del sudore, così come il coinvolgimento delle ghiandole sudoripare nelle diverse parti del corpo, varia ampiamente.
Secondo la sua composizione chimica, il sudore è una soluzione ipotonica: contiene lo 0,3% di cloruro di sodio (quasi lo 0,9% nel sangue), urea, glucosio, aminoacidi, ammonio e piccole quantità di acido lattico. Il pH del sudore varia da 4,2 a 7, con una media di pH = 6. Il peso specifico è 1,001-1,006. Poiché il sudore è un mezzo ipotonico, con una sudorazione profusa si perde più acqua che sali e può verificarsi un aumento della pressione osmotica nel sangue. Pertanto, la sudorazione profusa è irta di un cambiamento nel metabolismo del sale marino.
Le ghiandole sudoripare sono innervate da fibre colinergiche simpatiche: alle loro terminazioni viene rilasciata acetilcolina, che interagisce con i recettori M-colinergici, aumentando la produzione di sudore. I neuroni pregangliari si trovano nelle colonne laterali del midollo spinale a livello di Th 2 -L 2 e i neuroni postgangliari - nel tronco simpatico.
Se è necessario aumentare la trasmissione del calore attraverso la sudorazione, si attivano i neuroni della corteccia, del sistema limbico e, soprattutto, dell'ipotalamo. I segnali provenienti dai neuroni ipotalamici raggiungono i neuroni del midollo spinale e coinvolgono gradualmente nel processo di sudorazione varie parti della pelle: prima il viso, la fronte, il collo, poi il tronco e gli arti.