التحكم في تنظيم الحرارة وتدفق الدم الجلدي

يتم تنظيم درجة حرارة الجسم بواسطة نظام تغذية راجعة يدمج الإشارات حول درجة حرارة الجسم الأساسية والجلد ويحفز الاستجابات المؤثرة للحفاظ على مستوى منظم. أحد مؤثراته الرئيسية هو الدورة الدموية الجلدية: فمن خلال تعديل كمية الدم الدافئ التي تصل إلى الجلد، يتحكم الجسم في مدى سهولة انتقال الحرارة من الجسم الأساسي إلى السطح، حيث يمكن فقدانها إلى البيئة.

Definition

التحكم في تنظيم الحرارة هو التنظيم الارتجاعي لدرجة حرارة الجسم حيث تحفز الإشارات الحرارية المتكاملة المؤثرات اللاإرادية والسلوكية، ويعتبر تدفق الدم الجلدي (الجلدي) هو المؤثر الذي يحكم انتقال الحرارة بالحمل الحراري من جوف الجسم إلى سطح الجلد.

Scope

يغطي هذا الموضوع كيفية استشعار ودمج درجات حرارة الجسم الأساسية والجلد، وكيف يتم الحفاظ على المستوى المنظم من خلال المؤثرات اللاإرادية، وبشكل خاص كيفية التحكم في تدفق الدم الجلدي عن طريق كل من سحب توتر الأوعية الدموية وتنشيط نظام توسيع الأوعية الدموية. كما يشير إلى التنظيم السلوكي للحرارة كاستجابة تكميلية. ويتناول هذه الجوانب كفسيولوجيا تحكم بدلاً من كونها إرشادات سريرية أو بيئية.

Core questions

• كيف يتم استشعار ودمج درجات حرارة الجسم الأساسية والجلد لتنظيم درجة حرارة الجسم؟
• كيف تنقل الدورة الدموية الجلدية الحرارة من جوف الجسم إلى السطح؟
• ما الذي يميز سحب تضييق الأوعية الدموية عن توسيع الأوعية الدموية الجلدي النشط؟
• كيف يكمل السلوك التنظيم الحراري اللاإرادي؟

Key concepts

• مستقبلات الحرارة الأساسية والجلدية
• التكامل المركزي ودرجة الحرارة المنظمة
• الاستجابات المؤثرة اللاإرادية
• تضييق الأوعية الدموية الجلدية (النورأدرينالي) وسحبها
• توسيع الأوعية الدموية الجلدية النشط
• انتقال الحرارة بالحمل الحراري من جوف الجسم إلى الجلد
• التنظيم الحراري السلوكي

Mechanisms

تتقارب الألياف العصبية الحرارية الواردة من الجلد ومن المواقع العميقة والمركزية في مناطق التكامل في منطقة ما تحت المهاد، والتي تقارن الحالة الحرارية السائدة بمستوى منظم وتعدل التدفق الصادر للمؤثرات. في الدورة الدموية الجلدية البشرية، يعمل نظامان عصبيان وديان متميزان على معظم سطح الجلد: نظام تضييق الأوعية الدموية النورأدرينالي الذي يتم تقليل توتره لزيادة تدفق الدم الجلدي، ونظام توسيع الأوعية الدموية النشط، الذي ينشط مع التعرق أثناء الإجهاد الحراري، والذي يمكن أن يزيد التدفق الجلدي عدة أضعاف. تؤدي زيادة تدفق الدم الجلدي إلى تضييق التدرج الحراري بين جوف الجسم والجلد وتوصيل الحرارة إلى السطح لتبديدها؛ بينما يؤدي تقليله إلى الحفاظ على الحرارة. أثناء التمرين، يتم تعديل هذه الاستجابات لأن الدورة الدموية للجلد تتنافس مع العضلات على النتاج القلبي، وتعمل التعديلات السلوكية - تغيير الوتيرة، الوضعية، الملابس، أو البيئة - جنبًا إلى جنب مع الاستجابات اللاإرادية للمساعدة في الحفاظ على درجة حرارة الجسم.

Clinical relevance

يحدد التحكم في تدفق الدم الجلدي مدى فعالية الشخص في تبديد الحرارة، وتعتبر الاستجابات الوعائية الجلدية الضعيفة ذات صلة بانخفاض تحمل الحرارة في ظروف معينة وعبر مراحل العمر. يصف هذا المدخل الفسيولوجيا التنظيمية كمرجع؛ ولا يقدم معايير تشخيصية أو نصائح إدارية.

Evidence & guidelines

يعتمد وصف التكامل المركزي والتحكم الوعائي الجلدي على فسيولوجيا القلب والأوعية الدموية الأساسية (Rowell, 1974) وعلى مراجعات مفصلة لتدفق الدم الجلدي في تنظيم الحرارة (Charkoudian, 2003) وآليات توسيع وتضييق الأوعية الدموية الجلدية (Johnson & Kellogg, 2014). تمت مراجعة الدور التكميلي للتنظيم الحراري السلوكي أثناء التمرين بواسطة Flouris و Schlader (2015). هذه مراجعات وصفية، وليست إرشادات سريرية.

History

نشأ الاعتراف بأن جلد الإنسان يمتلك نظامًا نشطًا لتوسيع الأوعية الدموية بوساطة عصبية بالإضافة إلى سحب توتر الأوعية الدموية من دراسات القرن العشرين للدورة الدموية الجلدية وتم تجميعه في عمل رويل حول التكيف القلبي الوعائي مع الإجهاد الحراري. وقد قامت المراجعات اللاحقة بتحسين الآليات الخلوية والعصبية لتوسيع وتضييق الأوعية الدموية الجلدية ووضعت التنظيم الحراري السلوكي ضمن مخطط التحكم العام.

Key figures

• Loring B. Rowell
• Nina Charkoudian
• John M. Johnson
• Andreas D. Flouris

Seminal works

• rowell-1974
• charkoudian-2003
• johnson-2014

Frequently asked questions

كيف تساعد زيادة تدفق الدم الجلدي على تبريد الجسم؟

يؤدي توصيل المزيد من الدم الدافئ من جوف الجسم إلى الجلد إلى رفع درجة حرارة الجلد وتضييق التدرج إلى السطح الأكثر برودة، لذلك تنتقل الحرارة بسهولة أكبر إلى الجلد حيث يمكن فقدانها بالحمل الحراري والإشعاع وتبخر العرق.

هل يتم التحكم في تدفق الدم الجلدي بآلية واحدة أم اثنتين؟

على معظم الجلد، يعمل نظامان وديان: يسمح تقليل توتر تضييق الأوعية الدموية النورأدرينالي بزيادة معتدلة في التدفق، بينما ينتج نظام توسيع الأوعية الدموية النشط المنفصل، الذي ينشط أثناء الإجهاد الحراري جنبًا إلى جنب مع التعرق، الزيادات الكبيرة.