थर्मोरेग्यूलेशन फिजियोलॉजी, तंत्र, प्रकार और परिवर्तन

तापमान यह प्रक्रिया है जो जीवों को अपने शरीर के तापमान को विनियमित करने की अनुमति देती है, गर्मी के नुकसान और लाभ को संशोधित करती है। पशु साम्राज्य में तापमान के विनियमन के विभिन्न तंत्र हैं, दोनों शारीरिक और नैतिक.

शरीर के तापमान को विनियमित करना किसी भी जीवित प्राणी के लिए एक बुनियादी गतिविधि है, क्योंकि पैरामीटर शरीर के होमियोस्टैसिस के लिए महत्वपूर्ण है और एंजाइम और अन्य प्रोटीन, झिल्ली तरलता, आयन प्रवाह, और अन्य लोगों की कार्यक्षमता को प्रभावित करता है।.

अपने सरलतम रूप में, थर्मोरेग्यूलेशन नेटवर्क एक सर्किट के माध्यम से सक्रिय होते हैं जो त्वचा में स्थित थर्मोरेसेप्टर्स के इनपुट को विसेरा में, मस्तिष्क में, दूसरों के बीच एकीकृत करता है।.

इन ठंड या गर्मी उत्तेजनाओं के चेहरे में मुख्य तंत्र में त्वचीय वाहिकासंकीर्णन, वासोडिलेशन, गर्मी उत्पादन (थर्मोजेनेसिस) और पसीना शामिल हैं। अन्य तंत्रों में गर्मी के नुकसान को बढ़ावा देने या कम करने के लिए व्यवहार शामिल हैं.

सूची

• 1 बुनियादी अवधारणाएं: गर्मी और तापमान
  • 1.1 तापमान
  • 1.2 गर्मी
• 2 प्रकार: जानवरों के बीच थर्मल संबंध
  • २.१ एंडोथर्म और एक्टोथर्म
  • २.२ पोइकिलोथर्म और होमथर्म
  • 2.3 उदाहरण
  • 2.4 स्थानिक और लौकिक एंडोथर्मी और एक्टोथर्मिया का विकल्प
• 3 थर्मोरेग्यूलेशन की फिजियोलॉजी
• 4 थर्मोरेग्यूलेशन तंत्र
  • ४.१ शारीरिक तंत्र
  • ४.२ नैतिक तंत्र
• 5 थर्मोरेग्यूलेशन के परिवर्तन
• 6 संदर्भ

बुनियादी अवधारणाएं: गर्मी और तापमान

जानवरों में थर्मोरेग्यूलेशन के बारे में बात करने के लिए, उन शब्दों की सटीक परिभाषा जानना आवश्यक है जो अक्सर छात्रों के बीच भ्रमित होते हैं.

जानवरों के थर्मल विनियमन को समझने के लिए गर्मी और तापमान के बीच अंतर को समझना आवश्यक है। अंतर बताने के लिए हम निर्जीव निकायों का उपयोग करेंगे: दो धातु क्यूब्स के बारे में सोचें, एक दूसरे की तुलना में 10 गुना बड़ा है.

इनमें से प्रत्येक क्यूब 25 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर एक कमरे में है। यदि हम प्रत्येक ब्लॉक के तापमान को मापते हैं, तो दोनों 25 डिग्री सेल्सियस पर होंगे, हालांकि एक बड़ा और दूसरा छोटा है.

अब, यदि हम प्रत्येक ब्लॉक में गर्मी की मात्रा को मापते हैं, तो दोनों के बीच का परिणाम अलग होगा। इस कार्य को करने के लिए हमें ब्लॉकों को पूर्ण शून्य तापमान वाले कमरे में ले जाना चाहिए और उतनी गर्मी की मात्रा निर्धारित करनी चाहिए जो वे बंद करते हैं। इस मामले में, धातु के बड़े क्यूब में गर्मी की मात्रा 10 गुना अधिक होगी.

तापमान

पिछले उदाहरण के लिए धन्यवाद, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि तापमान दोनों के लिए समान है और प्रत्येक ब्लॉक की मात्रा से स्वतंत्र है। तापमान को अणुओं की गति की गति या तीव्रता के रूप में मापा जाता है.

जैविक साहित्य में, जब लेखक "शरीर के तापमान" का उल्लेख करते हैं, तो वे शरीर के मध्य क्षेत्रों और परिधीय क्षेत्रों के तापमान का उल्लेख करते हैं। मध्य क्षेत्रों का तापमान शरीर के "गहरे" ऊतकों के तापमान को दर्शाता है - मस्तिष्क, हृदय और यकृत.

दूसरी ओर, परिधीय क्षेत्रों का तापमान त्वचा को रक्त के पारित होने से प्रभावित होता है और इसे हाथों और पैरों की त्वचा में मापा जाता है.

गर्मी

इसके विपरीत - और ब्लॉकों के उदाहरण पर वापस लौटना - गर्मी दोनों अक्रिय निकायों में अलग है और सीधे पदार्थ की मात्रा के लिए आनुपातिक है। यह ऊर्जा का एक रूप है और प्रश्न में पदार्थ के परमाणुओं और अणुओं की संख्या पर निर्भर करता है.

प्रकार: जानवरों के बीच थर्मल संबंध

पशु शरीर विज्ञान में, जीवों के बीच थर्मल संबंधों का वर्णन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले नियमों और श्रेणियों की एक श्रृंखला है। इनमें से प्रत्येक पशु समूह में विशेष अनुकूलन हैं - शारीरिक, शारीरिक या शारीरिक - जिससे उन्हें अपने शरीर के तापमान को पर्याप्त सीमा में बनाए रखने में मदद मिलती है.

रोजमर्रा की जिंदगी में, हम एंडोथर्मिक और होमथर्मिक जानवरों को "वार्म-ब्लडेड" कहते हैं, और पोइकिलोथर्मिक और एक्टोथर्मल जानवरों को "कोल्ड-ब्लडेड" कहते हैं।.

एंडोथर्म और एक्टोथर्म

पहला कार्यकाल है endothermy, इसका उपयोग तब किया जाता है जब पशु गर्मी के चयापचय उत्पादन के साथ गर्म होने का प्रबंधन करता है। विपरीत अवधारणा है बाह्यउष्मीय, जहां जानवर का तापमान आसपास के वातावरण द्वारा लगाया जाता है.

कुछ जानवर एंडोथर्मिक होने में असमर्थ हैं, क्योंकि हालांकि वे गर्मी पैदा करते हैं, वे इसे पकड़ने के लिए पर्याप्त उपवास नहीं करते हैं.

पोइकिलोथर्म और होमथर्म

उन्हें वर्गीकृत करने का एक और तरीका जानवर के थर्मोरेग्यूलेशन के अनुसार है। शब्द poikilothermic इसका उपयोग चर शरीर के तापमान वाले जानवरों को संदर्भित करने के लिए किया जाता है। इन मामलों में, गर्म वातावरण में शरीर का तापमान अधिक होता है और यह ठंडे वातावरण में कम होता है.

एक Poikilotherm जानवर व्यवहार के माध्यम से अपने तापमान को स्व-विनियमित कर सकता है। अर्थात्, तापमान को बढ़ाने के लिए उच्च सौर विकिरण वाले क्षेत्रों में पता लगाकर या इसे कम करने के लिए उक्त विकिरण से छिपाना.

पोइकिलोथर्म और एक्टोथर्म शब्द मूल रूप से एक ही घटना को संदर्भित करते हैं। हालांकि, पोइकिलोथर्म शरीर के तापमान की परिवर्तनशीलता पर जोर देता है, जबकि एक्टोथर्म में यह शरीर के तापमान को निर्धारित करने के लिए परिवेश तापमान के महत्व को संदर्भित करता है.

पोइकिलोथर्म का विपरीत शब्द होमथर्म है: शारीरिक तरीकों से थर्मोरेग्यूलेशन - और न केवल व्यवहार की तैनाती के लिए धन्यवाद। अधिकांश एंडोथर्मिक जानवर अपने तापमान को विनियमित करने में सक्षम हैं.

उदाहरण

मछली

मछली एक्टोथर्मिक और पोइकिलोथेरमिक जानवरों का आदर्श उदाहरण हैं। इन कशेरुक तैराकों के मामले में, उनके ऊतक चयापचय मार्गों के माध्यम से गर्मी पैदा नहीं करते हैं और इसके अलावा, मछली का तापमान पानी के शरीर के तापमान से निर्धारित होता है जहां वे तैरते हैं.

सरीसृप

सरीसृप बहुत चिह्नित व्यवहारों को प्रदर्शित करते हैं जो उन्हें (नैतिक रूप से) उनके तापमान को विनियमित करने की अनुमति देते हैं। ये जानवर गर्म क्षेत्रों की तलाश करते हैं - जैसे कि गर्म पत्थर पर पर्किंग - तापमान बढ़ाने के लिए। अन्यथा, जहां वे इसे कम करना चाहते हैं, वे विकिरण से छिपाने की कोशिश करेंगे.

पक्षी और स्तनधारी

स्तनधारी और पक्षी एंडोथर्मिक और होमोथर्मिक जानवरों के उदाहरण हैं। ये मेटाबॉलिक रूप से उनके शरीर के तापमान का उत्पादन करते हैं और इसे शारीरिक रूप से नियंत्रित करते हैं। कुछ कीड़े इस शारीरिक पैटर्न का प्रदर्शन भी करते हैं.

इसके तापमान को विनियमित करने की क्षमता ने इन दो वंशीय जानवरों को अपने पोइकिलोथर्मिक समकक्षों पर लाभ दिया, क्योंकि वे अपनी कोशिकाओं और उनके अंगों में एक थर्मल संतुलन स्थापित कर सकते हैं। इसने पोषण, चयापचय और उत्सर्जन की प्रक्रियाओं को और अधिक मजबूत और कुशल बना दिया.

उदाहरण के लिए, मानव अपना तापमान 37 ° C पर बनाए रखता है, काफी संकीर्ण सीमा के भीतर - 33.2 और 38.2 ° C के बीच। इस पैरामीटर को बनाए रखना प्रजातियों के अस्तित्व के लिए पूरी तरह से महत्वपूर्ण है और शरीर में शारीरिक प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला की मध्यस्थता करता है.

स्थानिक और लौकिक एंडोथर्मी और एक्टोथर्मिया का विकल्प

इन चार श्रेणियों के बीच का अंतर अक्सर भ्रामक हो जाता है जब हम उन जानवरों के मामलों की जांच करते हैं जो श्रेणियों के बीच या तो स्थानिक या अस्थायी रूप से वैकल्पिक होते हैं.

थर्मल विनियमन के अस्थायी परिवर्तन को उन स्तनधारियों द्वारा छूट दी जा सकती है जो हाइबरनेशन की अवधि का अनुभव करते हैं। ये जानवर आमतौर पर वर्ष के मौसम के दौरान होमथर्मिक होते हैं जब वे हाइबरनेटिंग नहीं होते हैं और हाइबरनेशन के दौरान वे अपने शरीर के तापमान को विनियमित करने में सक्षम नहीं होते हैं.

स्थानिक भिन्नता तब होती है जब पशु शरीर के क्षेत्रों में तापमान को नियमित रूप से नियंत्रित करता है। भौंरा और अन्य कीट अपने वक्षीय खंडों के तापमान को नियंत्रित कर सकते हैं और बाकी क्षेत्रों को विनियमित करने में असमर्थ हैं। विभेदक नियमन की इस स्थिति को हेटरोथर्मी कहा जाता है.

थर्मोरेग्यूलेशन की फिजियोलॉजी

किसी भी प्रणाली की तरह, शरीर के तापमान के शारीरिक नियमन के लिए एक अभिवाही प्रणाली, एक नियंत्रण केंद्र और एक प्रभावी प्रणाली की उपस्थिति की आवश्यकता होती है.

पहली प्रणाली, अभिवाही एक, त्वचीय रिसेप्टर्स के माध्यम से जानकारी को कैप्चर करने के प्रभारी है। इसके बाद, जानकारी को रक्त के माध्यम से थर्मोरगुलेटरी सेंटर में तंत्रिका के माध्यम से प्रेषित किया जाता है.

सामान्य परिस्थितियों में, गर्मी उत्पन्न करने वाले शरीर के अंग हृदय और यकृत हैं। जब शरीर शारीरिक कार्य (व्यायाम) कर रहा होता है, तो कंकाल की मांसपेशी भी गर्मी पैदा करने वाली संरचना होती है.

हाइपोथैलेमस थर्मोरेगुलेटरी केंद्र है और कार्यों को गर्मी के नुकसान और लाभ में विभाजित किया जाता है। गर्मी के रखरखाव की मध्यस्थता के लिए कार्यात्मक क्षेत्र हाइपोथेलेमस के पीछे के क्षेत्र में स्थित है, जबकि नुकसान पूर्वकाल क्षेत्र द्वारा मध्यस्थता है। यह अंग थर्मोस्टैट की तरह काम करता है.

प्रणाली का नियंत्रण दोहरा होता है: सकारात्मक और नकारात्मक, मस्तिष्क के प्रांतस्था द्वारा मध्यस्थता। प्रभावकारी प्रतिक्रियाएं व्यवहार प्रकार की होती हैं या स्वायत्त तंत्रिका तंत्र द्वारा मध्यस्थ होती हैं। इन दोनों तंत्रों का अध्ययन बाद में किया जाएगा.

थर्मोरेग्यूलेशन तंत्र

शारीरिक तंत्र

प्राप्त तापमान के प्रकार के बीच तापमान को विनियमित करने के तंत्र भिन्न होते हैं, अर्थात यह तापमान में वृद्धि या कमी है। तो हम तंत्र के वर्गीकरण को स्थापित करने के लिए इस पैरामीटर का उपयोग करेंगे:

उच्च तापमान के लिए विनियमन

गर्मी उत्तेजनाओं के खिलाफ शरीर के तापमान के विनियमन को प्राप्त करने के लिए, शरीर को इसके नुकसान को बढ़ावा देना चाहिए। कई तंत्र हैं:

वाहिकाप्रसरण

मनुष्यों में, त्वचा परिसंचरण की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक रक्त वाहिकाओं की एक विस्तृत श्रृंखला है। त्वचा के माध्यम से रक्त परिसंचरण में पर्यावरण की स्थिति और उच्च से निम्न रक्त प्रवाह में परिवर्तन के आधार पर काफी भिन्नता है.

वासोडिलेटेशन की क्षमता व्यक्तियों के थर्मोरेग्यूलेशन में महत्वपूर्ण है। बढ़े हुए तापमान की अवधि के दौरान उच्च रक्त प्रवाह शरीर को गर्मी के संचरण को बढ़ाने की अनुमति देता है, शरीर के मूल भाग से त्वचा की सतह तक, आखिरकार विच्छिन्न हो जाता है.

जब रक्त का प्रवाह बढ़ता है, तो बदले में रक्त की मात्रा बढ़ जाती है। इस प्रकार, रक्त की एक बड़ी मात्रा को शरीर के कोर से त्वचा की सतह पर स्थानांतरित किया जाता है, जहां गर्मी हस्तांतरण होता है। रक्त, अब कूलर, नाभिक या शरीर के केंद्र में वापस स्थानांतरित कर दिया जाता है.

पसीना

वासोडिलेटेशन के साथ, पसीने का उत्पादन थर्मोरेग्यूलेशन के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह अत्यधिक गर्मी के विघटन में मदद करता है। वास्तव में, पसीने का उत्पादन और बाद में वाष्पीकरण गर्मी खोने के लिए शरीर के मुख्य तंत्र हैं। वे शारीरिक गतिविधि के दौरान भी कार्य करते हैं.

पसीना पसीने की ग्रंथियों द्वारा उत्पन्न तरल पदार्थ है, जिसे एक महत्वपूर्ण घनत्व में पूरे शरीर में वितरित eccrine कहा जाता है। पसीने का वाष्पीकरण शरीर की गर्मी को जल वाष्प के रूप में पर्यावरण में स्थानांतरित करने का प्रबंधन करता है.

कम तापमान के लिए विनियमन

पिछले अनुभाग में उल्लिखित तंत्र के विपरीत, तापमान में गिरावट की स्थितियों में, शरीर को निम्नलिखित में गर्मी के संरक्षण और उत्पादन को बढ़ावा देना चाहिए:

वाहिकासंकीर्णन

यह प्रणाली वैसोडायलेटेशन में वर्णित विपरीत तर्क का अनुसरण करती है, इसलिए हम स्पष्टीकरण में बहुत विस्तार नहीं करेंगे। ठंड त्वचीय वाहिकाओं के संकुचन को उत्तेजित करता है, इस प्रकार गर्मी लंपटता से बचाता है.  

piloerection

क्या आपने कभी सोचा है कि जब हम कम तापमान का सामना कर रहे होते हैं तो "हंस धक्कों" क्यों दिखाई देते हैं? यह गर्मी के नुकसान से बचने के लिए एक तंत्र है जिसे तीर्थयात्रा कहा जाता है। हालांकि, जैसा कि हमारे शरीर में मनुष्यों के बाल अपेक्षाकृत कम होते हैं, इसे खराब रूप से अल्पविकसित प्रणाली माना जाता है.

जब प्रत्येक बाल का उत्थान होता है, तो त्वचा के संपर्क में आने वाली हवा की परत बढ़ जाती है, जिससे हवा का संवहन कम हो जाता है। इससे गर्मी कम होती है.

ताप उत्पादन

कम तापमान का मुकाबला करने का सबसे सहज तरीका गर्मी के उत्पादन के माध्यम से है। यह दो तरीकों से हो सकता है: कंपकंपी और गैर-कंपकंपी थर्मोजेनेसिस द्वारा.

पहले मामले में, शरीर तेजी से और अनैच्छिक पेशी संकुचन पैदा करता है (यही कारण है कि जब आप ठंडे होते हैं तो आप कांपते हैं) जो गर्मी का उत्पादन करते हैं। कंपकंपी उत्पादन महंगा है - ऊर्जावान रूप से बोलना - तो उपरोक्त सिस्टम विफल होने पर शरीर इसका सहारा लेगा।.

दूसरा तंत्र एक ऊतक के नेतृत्व में होता है जिसे ब्राउन फैट (या ब्राउन वसा ऊतक) कहा जाता है, अंग्रेजी साहित्य में इसे आमतौर पर संक्षेपण के तहत संक्षेप में प्रस्तुत किया जाता है। भूरी वसा ऊतक).

यह प्रणाली चयापचय में ऊर्जा के उत्पादन को कम करने के लिए जिम्मेदार है: एटीपी बनाने के बजाय, यह गर्मी के उत्पादन की ओर जाता है। यह बच्चों और छोटे स्तनधारियों में एक विशेष रूप से महत्वपूर्ण तंत्र है, हालांकि सबसे हाल के साक्ष्य ने नोट किया है कि यह वयस्कों में भी प्रासंगिक है.

नैतिक तंत्र

नैतिक तंत्र में जानवरों द्वारा उनके तापमान को विनियमित करने के लिए प्रदर्शित किए गए सभी व्यवहार शामिल हैं। जैसा कि हमने सरीसृपों के उदाहरण में उल्लेख किया है, जीवों को गर्मी के नुकसान को बढ़ावा देने या उनसे बचने के लिए भविष्य के वातावरण में रखा जा सकता है.

मस्तिष्क के विभिन्न भाग इस प्रतिक्रिया के प्रसंस्करण में शामिल होते हैं। मनुष्यों में ये व्यवहार प्रभावी होते हैं, हालांकि वे शारीरिक रूप से ठीक नहीं होते हैं.

थर्मोरेग्यूलेशन के परिवर्तन

शरीर पूरे दिन तापमान में छोटे और नाजुक बदलाव का अनुभव करता है, जो कुछ चर पर निर्भर करता है, जैसे कि सर्कैडियन लय, हार्मोनल चक्र, अन्य शारीरिक पहलुओं के बीच.

जैसा कि उल्लेख किया गया है, शरीर का तापमान शारीरिक प्रक्रियाओं की एक विशाल श्रृंखला को ऑर्केस्ट्रेट करता है और इसके विनियमन के नुकसान से प्रभावित जीव के भीतर विनाशकारी स्थिति पैदा हो सकती है।.

दोनों थर्मल चरम - दोनों उच्च और निम्न - जीवों को नकारात्मक रूप से प्रभावित करते हैं। मनुष्यों में 42 डिग्री सेल्सियस से ऊपर बहुत उच्च तापमान, प्रोटीन को प्रभावित करते हैं, उनके विकृतीकरण को बढ़ावा देते हैं। इसके अलावा, डीएनए संश्लेषण प्रभावित होता है। ऑर्गन्स और न्यूरॉन्स भी क्षतिग्रस्त हैं.

इसी तरह, 27 डिग्री सेल्सियस से नीचे का तापमान गंभीर हाइपोथर्मिया का कारण बनता है। न्यूरोमस्कुलर, हृदय और श्वसन गतिविधि में परिवर्तन के घातक परिणाम हैं.

जब थर्मोरेग्यूलेशन सही तरीके से काम नहीं करता है तो कई अंग प्रभावित होते हैं। उनमें, हृदय, मस्तिष्क, जठरांत्र संबंधी मार्ग, फेफड़े, गुर्दे और यकृत.

संदर्भ

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