Терморегуляторный контроль и кожный кровоток

Температура тела регулируется системой обратной связи, которая интегрирует сигналы о температуре ядра тела и кожи и запускает эффекторные реакции для поддержания регулируемого уровня. Одним из ее основных эффекторов является кожное кровообращение: регулируя количество теплой крови, поступающей в кожу, организм контролирует, насколько легко тепло переходит от ядра к поверхности, где оно может быть отдано в окружающую среду.

Definition

Терморегуляторный контроль — это обратная регуляция температуры тела, при которой интегрированные термические сигналы запускают автономные и поведенческие эффекторы, а кожный кровоток является эффектором, управляющим конвективной передачей тепла от ядра тела к поверхности кожи.

Scope

Эта тема охватывает то, как воспринимаются и интегрируются температуры ядра тела и кожи, как регулируемый уровень поддерживается посредством автономных эффекторов, и, в частности, как кожный кровоток контролируется как снижением вазоконстрикторного тонуса, так и активной вазодилатирующей системой. Также отмечается поведенческая терморегуляция как дополнительная реакция. Эти аспекты рассматриваются как физиология контроля, а не как клинические или экологические рекомендации.

Core questions

• Как воспринимаются и объединяются температуры ядра тела и кожи для регуляции температуры тела?
• Как кожное кровообращение перемещает тепло от ядра к поверхности?
• Что отличает снижение вазоконстрикции от активной кожной вазодилатации?
• Как поведение дополняет автономную терморегуляцию?

Key concepts

• Терморецепторы ядра тела и кожи
• Центральная интеграция и регулируемая температура
• Автономные эффекторные реакции
• Кожная вазоконстрикция (норадренергическая) и ее снижение
• Активная кожная вазодилатация
• Конвективная передача тепла от ядра к коже
• Поведенческая терморегуляция

Mechanisms

Термические афференты от кожи, а также от глубоких и центральных участков сходятся в гипоталамических интегрирующих областях, которые сравнивают преобладающее термическое состояние с регулируемым уровнем и корректируют эффекторный отток. В кожном кровообращении человека две различные симпатические нервные системы действуют на большей части поверхности кожи: норадренергическая вазоконстрикторная система, тонус которой снижается для увеличения кожного кровотока, и активная вазодилатирующая система, задействованная при потоотделении во время теплового стресса, которая может увеличить кожный кровоток в несколько раз. Увеличение кожного кровотока сужает температурный градиент между ядром и кожей и доставляет тепло к поверхности для рассеивания; его снижение сохраняет тепло. Во время физических упражнений эти реакции модулируются, поскольку кровообращение кожи конкурирует с мышцами за сердечный выброс, а поведенческие корректировки — изменение темпа, позы, одежды или окружающей среды — действуют наряду с автономными реакциями, помогая поддерживать температуру тела.

Clinical relevance

Контроль кожного кровотока определяет, насколько эффективно человек рассеивает тепло, и нарушение кожных сосудистых реакций имеет отношение к снижению толерантности к жаре при определенных состояниях и на протяжении всей жизни. Эта запись описывает регуляторную физиологию для справки; она не предлагает диагностических критериев или рекомендаций по лечению.

Evidence & guidelines

Описание центральной интеграции и кожного сосудистого контроля основано на фундаментальной сердечно-сосудистой физиологии (Rowell, 1974) и на подробных обзорах кожного кровотока в терморегуляции (Charkoudian, 2003) и механизмов кожной вазодилатации и вазоконстрикции (Johnson & Kellogg, 2014). Дополнительная роль поведенческой терморегуляции во время физических упражнений рассмотрена Flouris и Schlader (2015). Это описательные обзоры, а не клинические рекомендации.

History

Признание того, что кожа человека обладает активной, опосредованной нервной системой вазодилатирующей системой в дополнение к снижению вазоконстрикторного тонуса, возникло в результате исследований кожного кровообращения в двадцатом веке и было синтезировано в работе Роуэлла по сердечно-сосудистой адаптации к тепловому стрессу. Более поздние обзоры уточнили клеточные и нервные механизмы кожной вазодилатации и вазоконстрикции и поместили поведенческую терморегуляцию в общую схему контроля.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Как увеличение кожного кровотока помогает охладить тело?

Доставка большего количества теплой крови от ядра к коже повышает температуру кожи и сужает градиент к более прохладной поверхности, поэтому тепло легче переходит к коже, где оно может быть потеряно путем конвекции, излучения и испарения пота.

Контролируется ли кожный кровоток одним или двумя механизмами?

На большей части кожи действуют две симпатические системы: снижение норадренергического вазоконстрикторного тонуса обеспечивает умеренное увеличение кровотока, в то время как отдельная активная вазодилатирующая система, задействованная во время теплового стресса наряду с потоотделением, вызывает значительное увеличение.