Regulatie van de lichaamstemperatuur

Om normaal te kunnen functioneren, moet het inwendige van het lichaam een bepaalde temperatuur hebben. Het effect van een afwijkende lichaamstemperatuur wordt duidelijk in het geval van koorts. Dit kan iemand tot ijlen brengen, soms zelfs resulterend in een dodelijke afloop. Een te koude lichaamstemperatuur wordt ook niet verdragen, wat wel wordt geïllustreerd door slachtoffers van onderkoeling. De regulatie van de temperatuur is dan ook essentieel.

Inhoud

• De normale lichaamstemperatuur
• De regulatie
• Overhitting
• Onderkoeling

De normale lichaamstemperatuur

Het begrip lichaamstemperatuur is niet altijd even scherp gedefinieerd. In feite betreft het de gemiddelde temperatuur van het gehele lichaam, hoewel men vaak de rectaal of oraal gemeten temperatuur als zodanig bestempelt. De laatste wordt beter aangeduid als de kerntemperatuur, ofwel de temperatuur van het inwendige. Het uitwendige (de huid, onderhuids vet en ledematen) heeft een lagere temperatuur, ook wel schiltemperatuur genoemd. De normaalwaarde van de kerntemperatuur ligt zo rond de 37°C, waarbij geldt dat ieder individu een eigen, specifieke normaalwaarde heeft. Deze kan variëren tussen 35,5 en 37,7°C en vertoont een dag-nachtritme.

Het lichaam streeft ernaar een constante kerntemperatuur te behouden, aangezien alle lichaamsprocessen temperatuursafhankelijk zijn. Dit kan verklaard worden door deze processen op moleculair niveau te bezien. Enzymen, een soort eiwitten, zijn de moleculen die ervoor zorgen dat chemische reacties plaatsvinden. De vorm die deze moleculen aannemen, is afhankelijk van de temperatuur. Bij ongeveer 37°C geldt dat de enzymen in het algeheel gezien optimaal functioneren. Een temperatuursverandering leidt ertoe dat er een verandering van eiwitvorm, ofwel denaturatie plaatsvindt. Gedenatureerde enzymen kunnen niet meer reageren met substraat (de om te zetten stof); de "puzzelstukjes" passen als het ware niet meer in elkaar. Hierdoor worden de lichaamsprocessen verstoord, met als gevolg dat het lichaam niet meer normaal kan functioneren en schade oploopt.

De regulatie

Warmte heeft de eigenschap te stromen van een warmere naar een koudere bron en daarmee een homogene temperatuur te creëren. Zonder achterliggende regulatiemechanismen zou de kerntemperatuur dagelijks dan ook grote variatie vertonen: lopen in de vrieskou zou een temperatuursdaling veroorzaken, terwijl een bezoek aan de sauna een stijging teweeg zou brengen. Het lichaam is echter in staat om in variërende omstandigheden een constante temperatuur van circa 37°C in stand te houden. Hiertoe beschikt het over een systeem dat vergelijkbaar is met de geautomatiseerde klimaatbeheersing die we bijvoorbeeld in auto's aantreffen. Verhoging van de temperatuur ten opzichte van de streefwaarde zet een compensatiemechanisme in gang dat zorgt voor verkoeling, en vice versa.

Het lichaam neemt de schil- en kerntemperatuur waar door middel van thermoreceptoren, die zich bevinden in respectievelijk de huid en de hypothalamus (een deel van de hersenen). In de hypothalamus is tevens het thermoregulatiecentrum gelegen, die de waargenomen temperatuur vergelijkt met de streefwaarde en indien nodig een mechanisme in gang zet dat de kerntemperatuur verhoogt of verlaagt. Dit kan door aan te grijpen op een of meer van de volgende systemen:

• De bloedstroom in de huid: verwijding van de cutane bloedvaten zorgt ervoor dat er meer warmte wordt afgegeven aan de omgeving, terwijl vernauwing van de bloedvaten juist warmte vasthoudt.
• Zweten: als vocht door het lichaam wordt uitgescheiden, verdampt dit. Verdamping is een proces dat energie vereist, waardoor er warmte aan het lichaam wordt onttrokken.
• Warmteproductie: bij alle lichaamsprocessen ontstaat warmte als bijproduct. Kouderillingen zijn spierbewegingen die als doel hebben de lichaamstemperatuur te verhogen.

Extreme omgevingsfactoren of ziekteprocessen kunnen ertoe leiden dat deze fysiologische regulatie niet volstaat in het behouden van een normale lichaamstemperatuur. Er zal dan overhitting of onderkoeling optreden, die diverse verschijnselen met zich meebrengen.

Overhitting

Verhoging van de lichaamstemperatuur (hyperthermie) treedt op als de warmteproductie van het lichaam hoger is dan de hoeveelheid warmte die wordt afgegeven aan de omgeving. Zware inspanning, isolerende kleding en een warme, vochtige omgeving zijn factoren die de balans doen doorslaan naar een hogere kerntemperatuur. Ook infecties kunnen hyperthermie veroorzaken. Het lichaam bestrijdt een ziekteverwekker door de kerntemperatuur te verhogen. Een verhoogd "setpoint" van de temperatuur in het thermoregulatiecentrum zet temperatuurverhogende mechanismen in gang. Dit verklaart waarom een patiënt met koorts aanvankelijk rilt van de kou. Bij 42°C is de hyperthermie fataal.

Onderkoeling

Een extreem koude buitentemperatuur of afwijkingen in de stofwisseling kunnen ertoe leiden dat het lichaam meer warmte afgeeft dan dat het produceert. In dit geval treedt hypothermie op. Onderkoeling is een geleidelijk proces waarbij onderscheid wordt gemaakt in verschillende fasen:

1. Dynamische fase (kerntemperatuur 33-35°C): de persoon heeft koudeklachten en rilt. De hartslag en ademhaling zijn versneld. Perifere bloedvaten zijn vernauwd om de warmteafgifte te beperken. Er treden psychische afwijkingen op, zoals euforie, agressie of een verstoorde waarneming.
2. Adynamische fase (kerntemperatuur 30-33°C): door de vertraagde stofwisseling treedt stijfheid en zwakte van spieren op en de hartslag vertraagt. Daarnaast is er een verdere daling van het bewustzijn.
3. Paralytische fase (kerntemperatuur onder 30°C): de persoon is bewusteloos, de ademhaling is afwezig en de pols is niet of nauwelijks te meten. De kouderillingen en reflexen zijn verdwenen en het hart is instabiel.

Een bewusteloos geraakt slachtoffer kan ongedeerd uit een hypotherme toestand komen. Om deze reden wordt hypothermie kunstmatig opgewekt bij onder andere hartoperaties. De toegediende zuurstof is dan toereikend voor de verminderde stofwisseling.

Lees verder

• De glucosehuishouding
• Biologie van de menstruatiecyclus
• Regulatie van de bloeddruk
• Regulatie van honger en dorst