temperaturregulering

Varme er en form for energi. Hvis varmeenergien i et legeme øker, vil temperaturen stige. Ved 37 °C vil tilførsel av 4,18 kJ varmeenergi heve temperaturen i ett kilo vann med én grad. Den spesifikke varmekapasiteten for vann er derfor 4,18 kJ. For menneskekroppen som helhet er varmekapasiteten om lag 85 prosent av vannets.

Ved den oksidative biotransformasjonen (forbrenningen) av næringsstoffer omformes rundt 80 prosent av energien i kjemiske bindinger til varme, mens cirka 20 prosent er tilgjengelig til arbeid. Metabolismen kan øke med en faktor på 15 under hardt muskelarbeid, med tilsvarende økning i varmeproduksjonen. Muskelarbeid, for eksempel i form av ufrivillig skjelving, er derfor en effektiv metode for å motvirke fall i kroppstemperaturen. Varmeproduksjonen kan også øke uten muskelarbeid, ved økning av metabolismen (respirasjonskjeden). Nyfødte kan øke varmeproduksjonen ved forbrenning av fettsyrer i såkalt brunt fettvev. Med blodsirkulasjonen kan den produserte varmen bli distribuert over hele kroppen.

Varmetap kan skje ved 1) konduksjon, det vil si direkte kontakt med omgivelsene, og ved 2) fordamping av vann (svette) fra huden. Varmetapet ved konduksjon blir større hvis lufttemperaturen er lav, og hvis luften er i bevegelse. Også fra utpustet luft tapes varme. Hos hunder skjer det meste av varmetapet ved fordamping av vann fra tungens overflate. Dyret kan trekke luft inn gjennom nesen og slippe den ut via munnen, ved pesing. For at varme skal bli transportert ut gjennom huden, må det være rikelig blodgjennomstrømning i de øvre hudlag, både for at det skal bringes tilstrekkelig varmeenergi fra dypere kroppslag, og for at det skal bringes vann til svetteproduksjon. Hvis omgivelsestemperaturen er høyere enn hudtemperaturen, for eksempel som i en badstu, må all varmeavgift skje ved fordamping av svette. Hvis man ikke drikker nok væske i et tropeklima, øker risikoen for å dø av heteslag.

Vannets spesifikke varme er 1000 ganger større og varmekonduktansen er 25 ganger større enn luftens, så varmetapet hos et menneske i vann er mye raskere enn i luft ved samme temperatur, spesielt hvis det kroppsnære vannet er i bevegelse. Ved mange dødsulykker som registreres som drukning, er det fall i kroppstemperatur (hypotermi) som er den primære dødsårsaken.

Varmetap kan også skje ved 3) elektromagnetisk stråling fra huden. Mengden av utstrålt energi øker proporsjonalt med fjerde potens av hudtemperaturen. Huden kan også absorbere strålingsenergi fra en varm gjenstand, som for eksempel solen eller en ovn. Nettoresultatet er avhengig av temperaturforskjellen mellom den utstrålende og den absorberende flaten.

Også klær kan tape varme ved stråling. Klærnes reflekterende evne og overflatetemperatur er avgjørende.

Ved romtemperatur og i hvile skjer om lag 60 prosent av varmetapet ved konduksjon, 25 prosent ved stråling og 15 prosent ved fordamping. Ved temperaturer over den foretrukne trivselssone tapes en større andel av varmen ved fordamping.

I hypothalamus er det et termoregulerende senter som reagerer hvis temperaturen i denne regionen avviker fra et settpunkt. I tillegg er det temperaturfølsomme reseptorer i fordøyelseskanalen og huden som signaliserer til hypothalamus. Den omgivelsestemperaturen som et menneske velger hvis valget er fritt, kalles den foretrukne trivselssone (den termale trivselssone). Det er et smalt område. Det er den kombinasjon av lufttemperatur, luftbevegelse, luftfuktighet og strålingsintensitet som gir en hudtemperatur på cirka 33 °C. Eldre personer har en mindre følsom temperaturregistrerende evne, og de kan trenge høyere omgivelsestemperatur for å unngå hypotermi.

• feber
• hypotermi
• svette