体温調節と皮膚血流

体温は、深部体温と皮膚温に関する信号を統合し、調節されたレベルを維持するためのエフェクター応答を駆動するフィードバックシステムによって調節されています。その主要なエフェクターの1つは皮膚循環です。皮膚に供給される温かい血液の量を調整することで、体は熱が深部から表面にどれだけ容易に伝達され、環境に放出されるかを制御します。

Definition

体温調節とは、統合された熱信号が自律神経および行動性エフェクターを駆動する体温のフィードバック調節であり、皮膚（皮膚）血流は、体幹から皮膚表面への対流熱伝達を制御するエフェクターです。

Scope

このトピックでは、深部体温と皮膚温がどのように感知され統合されるか、自律神経エフェクターを介して調節レベルがどのように維持されるか、特に血管収縮性緊張の解除と能動的血管拡張システムの両方によって皮膚血流がどのように制御されるかについて説明します。また、補完的な応答としての行動性体温調節についても言及します。これらは、臨床的または環境的ガイダンスとしてではなく、制御生理学として扱われます。

Core questions

• 深部体温と皮膚温はどのように感知され、組み合わされて体温を調節するのですか？
• 皮膚循環はどのようにして深部から表面に熱を移動させるのですか？
• 血管収縮性緊張の解除と能動的皮膚血管拡張の違いは何ですか？
• 行動は自律神経性体温調節をどのように補完しますか？

Key concepts

• 深部および皮膚の温熱受容器
• 中枢統合と調節体温
• 自律神経エフェクター応答
• 皮膚血管収縮（ノルアドレナリン性）とその解除
• 能動的皮膚血管拡張
• 深部から皮膚への対流熱伝達
• 行動性体温調節

Mechanisms

皮膚および深部・中枢部位からの熱求心性神経は、視床下部の統合領域に収束し、そこで現在の熱状態が調節レベルと比較され、エフェクターの出力が調整されます。ヒトの皮膚循環では、ほとんどの皮膚表面で2つの異なる交感神経系が機能しています。ノルアドレナリン性血管収縮系は、皮膚血流を増加させるためにその緊張が軽減され、能動的血管拡張系は、熱ストレス時の発汗とともに作動し、皮膚血流を数倍増加させることができます。皮膚血流を増加させることは、深部と皮膚の間の温度勾配を狭め、熱を表面に伝達して放散させます。それを低下させることは熱を保持します。運動中、これらの応答は、皮膚の循環が心拍出量をめぐって筋肉と競合するため変調され、ペース、姿勢、衣服、または環境を変更するなどの行動的調整は、体温を維持するのに役立つ自律神経応答と並行して機能します。

Clinical relevance

皮膚血流の制御は、人がどれだけ効果的に熱を放散するかを決定し、皮膚血管応答の障害は、特定の状態や生涯にわたる熱耐性の低下に関連しています。この項目は、参照のための調節生理学を記述するものであり、診断基準や管理アドバイスを提供するものではありません。

Evidence & guidelines

中枢統合と皮膚血管制御に関する記述は、基礎的な心血管生理学（Rowell, 1974）と、体温調節における皮膚血流の詳細なレビュー（Charkoudian, 2003）、および皮膚血管拡張・血管収縮メカニズムのレビュー（Johnson & Kellogg, 2014）に基づいています。運動中の行動性体温調節の補完的な役割は、FlourisとSchlader（2015）によってレビューされています。これらは記述的なレビューであり、臨床ガイドラインではありません。

History

ヒトの皮膚が、血管収縮性緊張の解除に加えて、能動的な神経介在性血管拡張システムを持っているという認識は、20世紀の皮膚循環の研究から生まれ、Rowellの熱ストレスに対する心血管調整に関する研究で統合されました。その後のレビューでは、皮膚血管拡張と血管収縮の細胞および神経メカニズムが洗練され、行動性体温調節が全体的な制御スキームの中に位置づけられました。

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

皮膚血流を増やすことは、体を冷やすのにどのように役立ちますか？

深部から皮膚により多くの温かい血液を供給することで、皮膚温が上昇し、より冷たい表面への勾配が狭まるため、熱はより容易に皮膚に伝達され、そこで対流、放射、および発汗の蒸発によって失われる可能性があります。

皮膚血流は1つのメカニズムによって制御されていますか、それとも2つのメカニズムによって制御されていますか？

ほとんどの皮膚では、2つの交感神経系が作用します。ノルアドレナリン性血管収縮性緊張を軽減することで、中程度の血流増加が可能になり、一方、発汗とともに熱ストレス時に作動する別の能動的血管拡張システムは、大幅な増加をもたらします。