بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
بيو انرژتيک در تغذيه- جلسه ششم
Bioenergetics in nutrition
اسلاید 2 :
توليد حرارت امر بديهي است
(قانون دوم ترموديناميک)
لذا مشکل اساسي موجودات زنده
1- مقابله با گرماي توليدي
2- تامين گرماي مورد نياز در صورت ضرورت است
• Basal metabolism
• Muscular activity
(shivering)
• Thyroxine and
epinephrine
(stimulating effects
on metabolic rate)
• Temperature effect
on cells
• Radiation
• Conduction/
convection
• Evaporation
Heat production
Heat loss
اسلاید 3 :
Activates heat-
loss center in
hypothalamus
Sweat glands activated:
secrete perspiration,
which is vaporized by
body heat, helping to
cool the body
Skin blood vessels dilate:
capillaries become flushed
with warm blood; heat radiates
from skin surface
Body temperature
decreases: blood
temperature declines
and hypothalamus
heat-loss center
“shuts off”
Stimulus
Increased body
temperature;
blood warmer
than hypothalamic
set point
اسلاید 4 :
Stimulus
Decreased
body tempera-
ture; blood
cooler than
hypothalamic
set point
Body temperature
increases: blood
temperature rises
and hypothalamus
heat-promoting
center “shuts off”
Activates heat-
promoting center
in hypothalamus
Skeletal muscles
activated when more
heat must be generated;
shivering begins
Skin blood vessels constrict:
blood is diverted from skin
capillaries and withdrawn to
deeper tissues; minimizes
overall heat loss from skin
surface
اسلاید 5 :
درجه حرارت بدن انسان بهوسيله مرکز تنظيم درجه حرارت در هيپوتالاموس کنترل ميشود.
اين مرکز پيامها را از دو مجموعه از گيرندههاي گرما (ترمورسپتور) دريافت ميکند:
گيرندههايي در خود هيپوتالاموس که درجه حرارت خون را هنگام عبور از مغز تحت نظر دارد (درجه حرارت مرکزي)، و گيرندههايي در پوست (به خصوص در تنه) درجه حرارت خارجي بدن را تحت نظارت دارند.
هر دوي اين اطلاعات براي بدن لازم است تا تنظيمهاي لازم را انجام دهد. مرکز تنظيم درجه حرارت پيامهايي را به چندين عصب وابران ميفرستد تا درجه حرارت بدن را تنظيم کنند.
اولين پاسخ بدن ما هنگام رويارويي با هواي گرمتر يا سردتر ارادي است- اگر هوا بسيار گرم باشد، ممکن است تصميم بگيريم لباسهايمان ار کم کنيم، يا به محلي سايهدار برويم؛ و اگر هوا خيلي سرد باشد- لباسهاي بيشتر ميپوشيم- يا درجه حرارت بخاري را زياد ميکنيم!
تنها هنگامي که اين پاسخهاي ارادي ما کافي نباشد، مرکز تنظيم درجه حرارت تحريک ميشود. اين مرکز بخشي از دستگاه عصبي خودمختار است، بنابراين پاسخهاي گوناگوني که ايجاد ميکند، غيرارادي هستند.
هنگامي ما بيش از حد گرممان ميشود، مرکز کاهش حرارت در هيپوتالاموس تحريک ميشود؛ هنگامي که بيش از حد سردمان ميشود، مرکز حفظ حرارت هيپوتالاموس به کار ميافتد
تنظيم درجه حرارت بدن انسان
اسلاید 9 :
انتقال سيگنالهاي حرارتي به سيستم عصبي:
سيگناهاي حرارتي در مسيري تقريبا موازي با سيگنالهاي درد انتقال مي يابند.اين سيگنالها به تيغه هاي 1 و 2 که در شکل مي بينيم مي رسند.
تنظيم دماي بدن به طور کلي توسط عضوي به نام هيپوتالاموس نيز کنترل مي شود.براي کنترل دماي بدن بايد همواره فيدبکي از دماي بيرون به دماي بدن وجود داشته باشد تا با استفاده از مکانيسمهاي مختلف دماي بدن در اثر تغييرات دماي محيط کنترل شود. در نتيجه همين کنترل فيدبک عصبي در محدوده ي دماي 5/15 تا 54 درجه ي سانتي گراد ، بدن قادر به حفظ دماي خود در محدوده ي 7/36 تا 7/37 درجه ي سانتي گراد است.
اسلاید 10 :
آزمايشات انجام شده نشان مي دهند بخشي از ناحيه ي هيپوتالاموس، محتوي تعداد زيادي از نورونهاي حساس به گرما و در حدود يک سوم آن نورونهاي حساس به سرماست.اين نورونها به عنوان گيرندهاي دما براي کنترل دماي بدن عمل مي کنند.نورونهاي حساس به گرما در اثر افزايش دماي بدن فرکانس صدور اختلاف پتانسيل از خود را به ازاي هر 10 درجه ي سانتي گراد ،2 تا 10 برابر افزايش مي دهند و بالعکس نورونهاي حساس به سرما در اثر کاهش دماي بدن فرکانس صدور پتانسيل از خود را افزايش مي دهند. اين نورونها اطلاعات گرم شدن و سرد شدن دما ي بيرون را از گيرنده هاي حسي موجود در قسمتهاي مختلف بدن (پوست و نقاط عمقي بدن) دريافت مي کنند
اگرچه سيگنالهاي توليد شده توسط نورونهاي حساس به گرما و سرما ي توضيح داده شده ،نقش بيسار مهمي در کنترل دماي بدن دارند،گيرنده هاي دما در ساير نقاط بدن نيز در تنظيم دماي بدن بسيار موثرند.به خصوص گيرنده هاي عمقي بدن و همچنين گيرنده هاي پوستي. هنگامي که دما در سراسر بدن کم مي شود اين سرما از طريق نورونهاي حساس به سرما در هيپوتالاموس درک مي شود.همچنين گيرنده هاي سرما در نقاط مختلف بدن از طريق انتها هاي آزاد عصبي اين تغيير دما را به اطلاع مغز مي رسانند. در اثر اين امر مغز چندين راه حل براي افزايش دما ي بدن به کار مي بندد که چند نمونه از آنها عبارتند از:
-لرزش!با لرزيدن بدن به دليل حرکت در بدن گرما توليد مي شود
-از تعريق بدن جلوگيري مي شود
-تنگ کردن رگهاي پوستي.اين کار موجب مي شود انتقال گرماي بدن به پوست کمتر شود و از اين طريق به بيرون منتقل نشده و هدر نرود.
تنظيم درجه حرارت بدن انسان
اسلاید 11 :
به همين ترتيب در اثر بالا رفتن بيش از حد دما در بدن مکانيسمهايي براي کاهش دما صورت مي گيرد:
-گشاد شدن رگها:تقريبا در تمام بدن رگهاي خوني گشاد مي شوند.اين امر باعث مي شود سرعت انتقال گرما به پوست تا حدود 8 برابر افزايش يابد.در نتيجه گرماي اضافي به پوست انتقال مي يابد و تب را نشان مي دهد.
-تعريق:در اثر افزايش دما همانطور که در شکل زير مشاهده مي شود بلافاصله تعريق صورت مي گيرد
اساس اين مکانيسم دفع گرما در اثر تبخير است.همانطور که در نمودار مشاهده مي شود ،وقتي دماي مرکزي بدن از سطح بحراني 37 درجه ي سانتي گراد بالاتر مي رود، هر 0.1 درجه افزايش تعريقي به ميزان 10 برابر حالت اوليه را در بدن به دنبال خواهد داشت.
اسلاید 14 :
To provide the optimum conditions for enzyme-catalysed reactions to be carried out.
Why do we need to regulate: Internal body temperature
Normal internal body temperature is 370C.
Temperatures above this:
denature enzymes and block metabolic pathways
Temperatures below this:
slow down metabolism and affect the brain.
اسلاید 15 :
Body Temperature Control
The hypothalamus acts as a thermostat and receives nerve impulses from heat and cold thermoreceptors in the skin.
There are also receptors in the hypothalamus- called central thermoreceptors.
These detect changes in blood temperature.
اسلاید 16 :
Vasoconstriction and Vasodilatation
اسلاید 19 :
Thermoregulation
– process by which animals maintain an internal temperature within a tolerable range. Critical because most biological processes work best at optimal conditions (plasma membrane)
Advantages & Disadvantages
Advantages – able to generate a large amount of heat metabolically
– can perform vigorous activity for much longer than is possible for most ectotherms, can tolerate extreme temperatures
Disadvantages – energetically expensive – requires more food
اسلاید 20 :
Thermoregulation
The body produces heat as by-product of metabolism
Increased physical or metabolic activity generates more heat
Heat produced is retained by water in body
For body temperature to remain constant:
heat must be lost to environment
Body controls heat gains and losses to maintain homeostasis
