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termoregolazióne

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Lessico

sf. [sec. XX; termo-+regolazione].

1) In fisiologia, meccanismo che tende a mantenere costante la temperatura dell'organismo attraverso l'adattamento dei processi di produzione e di dispersione del calore ai cambiamenti della temperatura ambientale.

2) Negli impianti, regolazione automatica della temperatura di un sistema, realizzata mediante un dispositivo termoregolatore, avente lo scopo di assicurare che, nel punto in cui è posto il sensore della temperatura, la medesima assuma nel tempo valori compresi entro limiti prefissati.

Fisiologia

Come è noto, negli organismi animali la produzione di calore deriva dai processi ossidativi del metabolismo energetico, dall'attività muscolare e dall'alimentazione (azione dinamica specifica degli alimenti). Le perdite di calore avvengono in gran parte (70%) per radiazione e conduzione e, secondariamente, attraverso il sudore, la respirazione e gli emuntori intestinale e urinario. I meccanismi di termoregolazione sono propri degli animali superiori a sangue caldo od omeotermi (Mammiferi e Uccelli). I Rettili, gli Anfibi e i Pesci (animali a sangue freddo o pecilotermi o eterotermi) possiedono invece meccanismi di termoregolazione molto rudimentali, cosicché la loro temperatura corporea varia entro limiti abbastanza estesi in rapporto alla temperatura ambiente. Negli animali ibernanti i meccanismi termoregolatori sono operativi solo in determinati periodi dell'anno. Quando la temperatura ambiente scende al di sotto di certi valori, essi cadono in letargo e in tale condizione la temperatura corporea diminuisce raggiungendo valori di 20-25 ºC. In seguito a variazioni della temperatura ambientale gli organismi omeotermi mettono in atto risposte di tipo somatico, endocrino, comportamentale e soprattutto neurovegetativo, attraverso le quali viene adeguata l'entità delle perdite e della produzione di calore. I meccanismi attivati dal freddo sono: l'attività muscolare, la secrezione di adrenalina, di noradrenalina e di ormone tireotropo, l'aumento dell'appetito (fattori che aumentano la produzione di calore), come pure la vasocostrizione cutanea e i riflessi di orripilazione e di raggomitolamento, che tendono a diminuire le perdite di calore. Al contrario, sono attivati dal caldo: la vasodilatazione cutanea, la ventilazione polmonare e la sudorazione, che favoriscono la dispersione del calore; diminuiscono inoltre l'appetito, l'attività motoria e la secrezione ipofisaria di ormone tireotropo, con conseguente rallentamento del metabolismo e, quindi, della produzione di calore. Si definisce zona termica neutra quell'intervallo di temperatura ambientale, inferiore alla normale temperatura corporea, in cui i Mammiferi hanno un consumo minimo di ossigeno. Quando la temperatura ambientale scende poco al di sotto di quella corporea vengono usati meccanismi di conservazione del calore che non richiedono un grande dispendio di energia (contrazione dei muscoli piliferi, vasocostrizione periferica, diminuzione della sudorazione). Quando la temperatura ambientale raggiunge la temperatura corporea, si attuano meccanismi opposti, ma sempre poco energetici. Al di sotto della temperatura critica inferiore, o al di sopra della temperatura critica superiore, invece, l'organismo deve ricorrere ad adattamenti e “aggiustamenti” fisiologici che comportano un notevole dispendio di energia. In generale per i Mammiferi è maggiormente stressante una condizione ambientale di alta temperatura, che richiede l'eliminazione dell'eccesso di calore, che una di bassa temperatura, in cui è necessaria una maggiore quantità di calore. I Mammiferi che vivono in ambienti estremi hanno sviluppato adattamenti particolari che servono a integrare la normale termoregolazione. Gli Uccelli, oltre ai meccanismi fisiologici di termoregolazione riscontrabili anche nei Mammiferi, hanno il corpo ricoperto di penne e hanno conservato le scaglie su alcune parti delle zampe: questi rivestimenti trattengono aria al loro interno e riducono la perdita di calore del corpo. L'aria trattenuta dalle penne e dalle piume funge essa stessa da isolante mentre l'acqua, che è un buon conduttore di calore, non riesce a penetrare attraverso le penne, grazie alla presenza di una secrezione oleosa prodotta dalla ghiandola dell'uropigio. In generalei meccanismi riflessi termoregolatori è integrato dall'ipotalamo. Nell'ipotalamo anteriore esiste un centro termolitico, cioè un gruppo di neuroni sensibili ad aumenti di temperatura di 1-2 ºC e capaci di reagire a questi aumenti con l'attivazione dei meccanismi di dispersione termica. Lesioni a livello dei nuclei dell'ipotalamo anteriore determinano ipertermia. Nell'ipotalamo posteriore e laterale esiste un centro termogenetico, costituito da neuroni che risentono delle diminuzioni della temperatura ambiente reagendo a esse con l'attivazione dei meccanismi conservativi e produttivi del calore. In determinate circostanze il controllo ipotalamico della temperatura corporea risulta spostato a un livello più alto; ciò in particolare si osserva nella febbre, dovuta il più delle volte alla liberazione di tossine che agiscono sui centri termoregolatori dell'ipotalamo attraverso fattori “pirogeni” dei leucociti circolanti.

Etologia

Ai meccanismi fisiologici di termoregolazione si affiancano spesso meccanismi comportamentali altrettanto importanti, dei quali si possono riportare solo alcuni esempi: di particolare diffusione, fra gli animali terrestri a vita diurna, sono l'inattività e la ricerca dell'ombra nelle ore più calde, o del Sole nelle ore più fredde, e più generalmente lo spostamento del periodo di attività alle ore del giorno in cui la temperatura meglio si confà alle esigenze dell'organismo; negli animali acquatici, la scelta di profondità variabili a seconda delle esigenze termiche è nota, per esempio, nei grandi tonni, che possono sperimentare ipertermia in conseguenza di attività molto intensa, e di alcuni salmonidi, che possono scegliere strati d'acqua a diversa temperatura per l'attività di alimentazione, che si svolge in acqua relativamente fresca, e di digestione, per la quale è preferita una temperatura più elevata. Le posizioni che modificano le relazioni dell'animale con il substrato sono pure molto diffuse; in particolare molti invertebrati (per esempio ragni, insetti ecc.) spesso tengono il corpo ben sollevato dal terreno, se molto assolato, o ve lo appiattiscono contro, se soltanto tiepido, oppure si posizionano in modo da aumentare o da diminuire la superficie del corpo direttamente esposta ai raggi del sole, come fanno alcune libellule; anche alcuni Vertebrati, e particolarmente alcune lucertole e serpenti, possono assumere posizioni atte a variare la quantità di superficie del corpo a contatto col substrato; inoltre alcuni abitatori di terreni sabbiosi in regioni desertiche, possono, a seconda della temperatura del suolo, alternativamente giacere in superficie o sprofondarsi sotto la sabbia.

Bibliografia

H. Davson, Fisiologia generale, Torino, 1969; J. D. Hardy, A. P. Gagge, Physiological and Behavioral Temperature Regulation, Springfield, 1970; A. D. Slonim, Thermorégulation, adaptation au froid, Mosca, 1971; P. L. Ballesio, L. Feroci, E. Ricotta, L'uomo e l'ambiente: aspetti termici, Padova, 1977.