Kiểm soát điều hòa thân nhiệt và lưu lượng máu qua da

Nhiệt độ cơ thể được điều hòa bởi một hệ thống phản hồi tích hợp các tín hiệu về nhiệt độ lõi và nhiệt độ da, đồng thời thúc đẩy các phản ứng hiệu ứng để duy trì một mức độ điều hòa. Một trong những cơ quan hiệu ứng chính của nó là tuần hoàn da: bằng cách điều chỉnh lượng máu ấm được đưa đến da, cơ thể kiểm soát mức độ nhiệt truyền từ lõi ra bề mặt, nơi nhiệt có thể thoát ra môi trường.

Definition

Kiểm soát điều hòa thân nhiệt là sự điều hòa phản hồi nhiệt độ cơ thể, trong đó các tín hiệu nhiệt tích hợp thúc đẩy các cơ quan hiệu ứng tự chủ và hành vi, và lưu lượng máu qua da (da) là cơ quan hiệu ứng điều chỉnh sự truyền nhiệt đối lưu từ lõi cơ thể đến bề mặt da.

Scope

Chủ đề này bao gồm cách nhiệt độ lõi và nhiệt độ da được cảm nhận và tích hợp, cách mức độ điều hòa được duy trì thông qua các cơ quan hiệu ứng tự chủ, và đặc biệt là cách lưu lượng máu qua da được kiểm soát bởi cả việc giảm trương lực co mạch và một hệ thống giãn mạch chủ động. Nó cũng đề cập đến điều hòa thân nhiệt hành vi như một phản ứng bổ sung. Nó coi đây là sinh lý học kiểm soát hơn là hướng dẫn lâm sàng hoặc môi trường.

Core questions

• Nhiệt độ lõi và nhiệt độ da được cảm nhận và kết hợp như thế nào để điều hòa nhiệt độ cơ thể?
• Tuần hoàn da di chuyển nhiệt từ lõi ra bề mặt như thế nào?
• Điều gì phân biệt việc giảm co mạch với giãn mạch da chủ động?
• Hành vi bổ sung cho điều hòa thân nhiệt tự chủ như thế nào?

Key concepts

• Các thụ thể nhiệt lõi và da
• Tích hợp trung tâm và nhiệt độ điều hòa
• Các phản ứng hiệu ứng tự chủ
• Co mạch da (noradrenergic) và sự giảm co mạch
• Giãn mạch da chủ động
• Truyền nhiệt đối lưu từ lõi đến da
• Điều hòa thân nhiệt hành vi

Mechanisms

Các sợi thần kinh cảm giác nhiệt từ da và từ các vị trí sâu và trung tâm hội tụ tại các vùng tích hợp dưới đồi, nơi so sánh trạng thái nhiệt hiện tại với mức độ điều hòa và điều chỉnh dòng ra của cơ quan hiệu ứng. Trong tuần hoàn da người, hai hệ thống thần kinh giao cảm riêng biệt hoạt động trên hầu hết bề mặt da: một hệ thống co mạch noradrenergic có trương lực giảm để tăng lưu lượng máu qua da, và một hệ thống giãn mạch chủ động, được kích hoạt cùng với việc đổ mồ hôi trong điều kiện căng thẳng nhiệt, có thể tăng lưu lượng máu qua da lên nhiều lần. Tăng lưu lượng máu qua da làm hẹp gradient nhiệt độ giữa lõi và da và đưa nhiệt ra bề mặt để tản nhiệt; giảm lưu lượng máu qua da giúp bảo tồn nhiệt. Trong quá trình tập luyện, các phản ứng này được điều chỉnh vì tuần hoàn da cạnh tranh với cơ bắp để giành cung lượng tim, và các điều chỉnh hành vi – thay đổi tốc độ, tư thế, quần áo hoặc môi trường – hoạt động song song với các phản ứng tự chủ để giúp duy trì nhiệt độ cơ thể.

Clinical relevance

Việc kiểm soát lưu lượng máu qua da định hình mức độ hiệu quả của một người trong việc tản nhiệt, và các phản ứng mạch máu da bị suy giảm có liên quan đến việc giảm khả năng chịu nhiệt trong một số điều kiện và trong suốt vòng đời. Mục này mô tả sinh lý điều hòa để tham khảo; nó không đưa ra tiêu chí chẩn đoán hoặc lời khuyên quản lý.

Evidence & guidelines

Mô tả về sự tích hợp trung tâm và kiểm soát mạch máu da dựa trên sinh lý học tim mạch cơ bản (Rowell, 1974) và các đánh giá chi tiết về lưu lượng máu qua da trong điều hòa thân nhiệt (Charkoudian, 2003) và các cơ chế giãn mạch và co mạch da (Johnson & Kellogg, 2014). Vai trò bổ sung của điều hòa thân nhiệt hành vi trong quá trình tập luyện được xem xét bởi Flouris và Schlader (2015). Đây là các đánh giá mô tả, không phải hướng dẫn lâm sàng.

History

Sự công nhận rằng da người sở hữu một hệ thống giãn mạch chủ động, được điều hòa thần kinh, ngoài việc giảm trương lực co mạch, đã xuất hiện từ các nghiên cứu về tuần hoàn da trong thế kỷ XX và được tổng hợp trong công trình của Rowell về điều chỉnh tim mạch đối với căng thẳng nhiệt. Các đánh giá sau này đã tinh chỉnh các cơ chế tế bào và thần kinh của giãn mạch và co mạch da và đặt điều hòa thân nhiệt hành vi vào trong sơ đồ kiểm soát tổng thể.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Làm thế nào để tăng lưu lượng máu qua da giúp làm mát cơ thể?

Việc đưa nhiều máu ấm hơn từ lõi đến da làm tăng nhiệt độ da và thu hẹp gradient đến bề mặt mát hơn, do đó nhiệt truyền đến da dễ dàng hơn, nơi nó có thể bị mất đi do đối lưu, bức xạ và sự bay hơi của mồ hôi.

Lưu lượng máu qua da được kiểm soát bởi một cơ chế hay hai cơ chế?

Trên hầu hết bề mặt da, hai hệ thống giao cảm hoạt động: giảm trương lực co mạch noradrenergic cho phép tăng lưu lượng máu ở mức độ vừa phải, trong khi một hệ thống giãn mạch chủ động riêng biệt, được kích hoạt trong điều kiện căng thẳng nhiệt cùng với việc đổ mồ hôi, tạo ra sự gia tăng lớn.