Bài giảng: Điều hoà thân nhiệt

ĐIỀU HOÀ THÂN NHIỆT Điều hoà thân nhiệt - gọi tắt là điều nhiệt, là hoạt động chức năng có tác dụng giữ cho nhiệt dao động ở một khoảng hẹp, trong điều kiện nhiệt độ môi trường dao động lớn. Thân nhiệt bị rối loạn sẽ gây ra rối loạn hàng loạt hoạt động của các cơ quan trong cơ thể, ngược lại trong đa số bệnh lý thân nhiệt thường bị biến đổi. Trong lâm sàng theo dõi sự biến đổi thân nhiệt là chỉ tiêu cơ bản giúp cho việc chuẩn đoán bệnh và đánh giá kết quả điều trị. Nhiệt độ môi trường cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình điều nhiệt. Đặc biệt ở nước ta có khí hậu nóng ẩm thì việc nghiên cứu điều nhiệt còn là cơ sở để xây dựng các biện pháp chống nóng, cũng như chống lạnh có hiệu quả. 1. HẰNG NHIỆT VÀ BIẾN NHIỆT Mọi cơ thể sinh vật đều có thân nhiệt nhưng sự điều nhiệt ở các động vật trên bậc thang tiến hoá có khác nhau. Ơ động vật cấp thấp chưa có cơ chế điều nhiệt, thân nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, nên gọi là động vật biến nhiệt (Poikilotherme) hay động vật máu lạnh. Loài chim, động vật có vú và người có thân nhiệt tương đối hằng định mặc dù có sự dao động của nhiệt độ môi trường, nên gọi là động vật bình nhiệt (Hemeotherme), hay động vật máu nóng. Sự hằng nhiệt ở các động vật máu nóng tạo điều kiện tối ưu cho hệ thống men trong cơ thể hoạt động và giữ cho tốc độ các phản ứng chuyển hoá chất được ổn định. 2. THÂN NHIỆT Thân nhiệt là nhiệt độ cơ thể do quá trình oxy hoá vật chất trong cơ thể tạo nên. Người ta chia thân nhiệt ra hai loại : nhiệt độ ngoại vi và nhiệt độ trung tâm. Thân nhiệt là chỉ nhiệt độ trung tâm của cơ thể, nó thường dao động trong phạm vi 36o5 - 37o3C. 2.1. Nhiệt độ trung tâm Nhiệt độ trung tâm - còn gọi là “nhiệt độ phần lõi’’ cơ thể, là nhiệt độ của các cơ quan nội tạng ở sâu bên trong cơ thể. Các cơ quan như tim, phổi, gan, thận, dạ dày - ruột v.v... có các phản ứng sinh nhiệt mạnh chúng lại nằm sâu bên trong cơ thể nên sự mất nhiệt ít. Do vậy, nhiệt độ trung tâm luôn cao hơn so với nhiệt độ ngoại vi cơ thể, nó ổn định hơn và ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường. Nhiệt độ trung tâm trực tiếp ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống men và tốc độ các phản ứng chuyển hoá, đồng thời cũng dễ bị biến đổi trong các trường hợp bệnh lý. Nhiệt độ trung tâm thường được đo ở các vị trí sau : - Nhiệt độ trực tràng là phản ảnh trung thành nhất nhiệt độ trung tâm, nó dao động trong khoảng 36,5-37,5oC. Người ta thường đo nhiệt độ trực tràng ở bệnh nhân hôn mê và ở trẻ em. - Nhiệt độ dưới lưỡi thấp hơn nhiệt độ trực tràng chừng 0,50 C. - Nhiệt độ ở nách được đo phổ biến nhất ở người bình thường cũng như ở bệnh nhân. Nhiệt độ nách thấp hơn nhiệt độ trực tràng 0,6-10C và thường đạt 36,2-36,90C. Người ta thường lấy con số 370C là nhiệt độ bình thường của cơ thể. 2.2 Nhiệt độ ngoại vi Nhiệt độ ngoại vi là nhiệt độ của phần bọc bên ngoài của cơ thể, nên còn gọi là “nhiệt độ vỏ’’ của cơ thể hay nhiệt độ da. Nhiệt độ da thấp hơn nhiệt độ trung tâm, ít ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng chuyển hoá chất và dễ dao động dưới ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường. Nhiệt độ da ở các vùng cơ thể khác nhau không bằng nhau nhiệt độ da cao nhất là ở vùng đầu và thân mình. Page: 2 oởơoo Ở các chi, nhiệt độ da giảm dần từ gốc đến ngọn chi, ở các đầu ngón tay, đầu ngón chân, mu bàn chân có nhiệt độ da thấp nhất (hình 7.8). Hình 7.8. Sơ đồ phân bố nhiệt độ da ở người Việt Nam (nhiệt độ không khí 21-25oC, theo tài liệu của bộ môn Sinh lý học, Học viện quân y) Nhiệt độ da thường được dùng để nghiên cứu trong y học lao động. Burton đưa ra khái niệm “nhiệt độ da trung bình’’ (T0dtb) và được tính theo công thức sau : T0dtb = (T0ngực *0,50)+ (T0cẳng chân *0,36)+ (T0 cẳng tay*0,14) [0,50; 0,36; 0,14 là các hệ số chỉ phần diện tích da thân người, chi dưới và chi trên so với toàn cơ thể]. Ơ người bình thường trong môi trường có nhiệt độ dễ chịu, T0dtb là khoảng 33,7-33,90C (lấy tròn là 340C). Từ T0dtb có thể tính ra nhiệt độ trung bình cơ thể (T0) theo công thức sau : T0 = 0,6 T0 trực tràng + 0,4T0dtb. 2.3. Dao động bình thường của thân nhiệt Nói nhiệt độ cơ thể là hằng định, nhưng không phải cố định mà có dao động trong ngày khoảng 0,5-0,70C. Thân nhiệt thấp nhất vào lúc 2-4 giờ sáng và cao nhất vào lúc 13-15 giờ chiều, khi ngủ thân nhiệt thấp hơn lúc thức. Trong điều kiện khí hậu nóng bức, sau bữa ăn, khi vận cơ mạnh, nhiệt độ cơ thể có thể tăng cao hơn bình thường 1-20C. Ở phụ nữ, nửa sau của chu khì kinh nguyệt, thân nhiệt tăng 0,3-0,30C so với nửa đầu chu kỳ. Giới hạn thay đổi thân nhiệt mà cơ thể có thể chịu đựng được dao động từ 25-420C. Khi thân nhiệt giảm dưới 250C hoặc tăng hơn 420C con người sẽ chết. Thân nhiệt là kết quả của hai quá trình ngược nhau diễn ra trong cơ thể là sinh nhiệt và thải nhiệt. 3. QUÁ TRÌNH SINH NHIỆT Nhiệt năng được sinh ra do quá trình oxy hoá vật chất trong cơ thể và do co cơ. 3.1. Chuyển hoá vật chất Oxy hoá vật chất trong cơ thể là nguồn sinh nhiệt cơ bản. Cơ quan nào quá trình oxy hoá mạnh thì ở đó có nhiệt độ càng cao. Gan, thận, ống tiêu hoá là những cơ quan sinh nhiệt mạnh. Quá trình chuyển hoá vật chất ở gan chiếm 20-30% toàn bộ quá trình chuyển hoá vật chất rong cơ thể. Do đó nhiệt độ ở gan luôn cao hơn ở các cơ quan khác, đạt 37,8-380C. Thần kinh giao cảm và một số hormon như thyroxin, adrenalin, meradrenalin, glucocorticoid, progesteron có tác dụng làm tăng chuyển hoá nên tăng sinh nhiệt. Quá trình sinh nhiệt trong cơ thể diễn ra liên tục nhưng không phải luôn ở mức cố định, mà thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường. Trời lạnh tăng sinh nhiệt, trời nóng giảm sinh nhiệt. 3.2 Co cơ Co cơ là yếu tố quan trọng làm tăng sinh nhiệt. Khi co cơ, hoá năng dự trữ được chuyển thành cơ năng và nhiệt năng, trong đó tới 75% năng lượng sinh ra dưới dạnh nhiệt. Đồng thời co cơ, quá trình oxy hoá vật chất cũng tăng lên, góp phần làm tăng sinh nhiệt. Tất cả các loại co cơ đều sinh nhiệt. Người ta đã tính được rằng, khi cơ thể bất động nhưng ở trạng thái căng cơ thì sinh nhiệt đã tăng 10% so với khi cơ ở trạng thái giãn hoàn toàn. Khi lao động nặng, tiêu hao năng lượng cơ thể tăng lên 400-500% so với lúc nghỉ ngơi và do đó tăng sinh nhiệt mạnh. Trạng thái run cơ do lạnh, phần hoá năng trong cơ chuyển thành cơ năng không đáng kể, do đó làm tăng sinh nhiệt mạnh, có thể tới 200% so với trạng thái yên nghỉ. Như vậy run cơ khi bị lạnh là một phản xạ có tác dụng chống giảm thân nhiệt rất hiệu quả. 4. QUÁ TRÌNH THẢI NHIỆT Để thân nhiệt không thay đổi, về nguyên tắc nhiệt sinh ra bao nhiêu phải được thải ra khỏi cơ thể bấy nhiêu. Sự thải nhiệt phụ thuộc rất nhiều vào hai yếu tố, đó là lớp cách nhiệt và hệ toả nhiệt của da. 4.1. Lớp cách nhiệt và hệ toả nhiệt của da - Lớp cách nhiệt bao gồm da và các mô dưới da, đặc biệt là mô mỡ dưới da có độ dẫn nhiệt thấp nên là lớp cách nhiệt tốt. Da phụ nữ có lớp mỡ dưới da dày hơn, nên đảm bảo cách nhiệt tốt hơn nam giới. - Hệ toả nhiệt của da là một hệ thống điều chỉnh linh hoạt quá trình truyền nhiệt từ “phần lõi’’ ra “phần vỏ” cơ thể. Đó là quá trình điều hoà dòng máu qua hệ mạch dưới da tăng giảm theo nhu cầu giữ nhiệt hay thải nhiệt. Dưới da có các búi tĩnh mạch nông ở chân bì nông dưới lớp nhú bì và búi tĩnh mạch sâu ở chân bì sâu, chủ yếu quanh các phần phụ thuộc da (nang lông, tuyến mồ hôi, tuyến bã). Giữa hệ mạch nông và hệ mạch sâu có các nhánh nối động-tĩnh mạch (anastomose) (hình 7.9). Khi các nhánh nối động-tĩnh mạch mở, máu không qua các búi tĩnh mạch nông, mà dồn vào búi tĩnh mạch sâu. Nhiệt được truyền ra phần “vỏ’’ cơ thể ít và bề dày lớp da cách nhiệt tăng, nên hạn chế sự thải nhiệt. Ngược lại khi các nhánh nối động-tĩnh mạch co, máu qua búi tĩnh mạch nông tăng (giãn mạch da) làm da căng đỏ, nhiệt được truyền từ phần “lõi’’ ra Hình 7.9.Hệ thống mạch máu ở da phần “vỏ’’ nhiều và độ dày lớp cách nhiệt giảm, do đó làm tăng quá trình thải nhiệt. Lưu lượng dòng máu qua các hệ mạch này chịu sự điều hoà của hệ thần kinh giao cảm. Cơ thể thải nhiệt bằng hai cơ chế : truyền nhiệt và sự bốc hơi nước. 4.2.Thải nhiệt bằng truyền nhiệt Thải nhiệt bằng truyền nhiệt từ mặt da được thực hiện theo ba hình thức: bức xạ, dẫ truyền và đối lưu. - Truyền nhiệt bức xạ là sự truyền nhiệt năng từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp hơn mà không tiếp xúc trực tiếp. Bằng cách này, cơ thể người sẽ bức xạ nhiệt sang các đồ vật có nhiệt độ thấp hơn ở quanh mình. Mức độ truyền nhiệt phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ của da và đồ vật. Khi đồ vật có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ da, thì các vật đó bức xạ nhiệt vào cơ thể. Sự hấp thụ nhiệt bức xạ phụ thuộc vào màu sắc của vật bị bức xạ. Màu trắng phản chiếu tia bức xạ, còn các màu xẫm thì hấp thụ tia bức xạ, màu đen hấp thụ 100% tia bức xạ nhiệt của mặt trời tác động vào. - Dẫn truyền nhiệt là sự truyền nhiệt trực tiếp từ cơ thể sang đồ vật có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ da khi cơ thể tiếp xúc trực tiếp vứi vật đó. Lượng nhiệt được truyền tỷ lệ thuận với diện tích tiếp xúc và độ dẫn nhiệt của vật đó. Không khí và vải dẫn nhiệt kém, tạo nên một lớp ngăn cản sự toả nhiệt của cơ thể. Về mùa lạnh, người ta mặc nhiều quần áo hoặc dùng vải xốp chính là tạo lớp giữ nhiệt này. - Truyền nhiệt đối lưu là biến thể của sự dẫn nhiệt, diễn ra khi cơ thể tiếp xúc với vật có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ da và luôn chuyển động, đó là lớp không khi sát bề mặt cơ thể. Do tiếp xúc với da nên lớp không khí này được nóng lên và bay đi, lớp không khí mới lạnh hơn lại chuyển vào thế chỗ tạo nên dòng đối lưu không khí. Lượng nhiệt truyền theo con đường này, ngoài diện tích cơ thể còn phụ thuộc vào căn bậc hai của tốc độ lưu chuyển khí (tốc độ gió). Do đó khi có gió, thì gió có tác dụng tăng thải nhiệt đối lưu rất mạnh. Khi cơ thể ngâm mình trong nước thì sự dẫn truyền nhiệt và đối lưu nhiệt sẽ nhanh hơn rất nhiều so với ở không khí. Ba con đường truyền nhiệt : bức xạ nhiệt, dẫn truyền nhiệt và đối lưu nhiệt chỉ có hiệu quả thải nhiệt như nhiệt độ của không khí và đồ vật thấp hơn nhiệt độ da. Trong trường hợp nhiệt độ không khí cao hơn nhiệt độ da (cao hơn 340C) thì theo ba con đường nêu trên không có tác dụng thải nhiệt, ngược lại cơ thể còn bị nhận thêm nhiệt từ môi trường truyền vào. 4.2. Thải nhiệt bằng đường bốc hơi nước Bốc hơi nước là con đường thải nhiệt rất hiệu quả của cơ thể, nó diễn ra trong mọi điều kiện nhiệt độ của môi trường và đặc biệt có ý nghĩa trong môi trường nóng. Cứ 1g nước chuyển từ dạng lỏng thành dạng hơi sẽ lấy đi 0,58kcal. Trong điều kiện cơ sở, cơ thể mỗi ngày thải khoảng 400-500kcal theo đường bốc hơi nước, tức phải mất 700-900 ml nước, trong đó 300-350ml bốc hơi qua đường hô hấp và 400-600ml qua đường da. *Sự bốc hơi nước qua đường hô hấp theo khí thở ra phụ thuộc vào thông khí phổi, mà thông số này biến động không nhiều theo nhiệt độ môi trường. Do đó đường hô hấp ít có ý nghĩa chống nóng. *Sự bốc hơi nước qua da dưới hai hình thức : bốc hơi qua kẽ các tế bào da và sự tiết mồ hôi. Trong đó sự bài tiết mồ hôi có ý nghĩa thải nhiệt hết sức to lớn, nó tăng lên rõ rệt theo nhiệt độ môi trường và khi lao động. *Sự bài tiết mồ hôi: Ơ người, có khoảng 2 triệu tuyến mồ hôi, phân bố khắp bề mặt cơ thể,trừ môi và bộ phận sinh dục. Tuyến mồ hôi có hai phần là phần búi (ống cuộn, còn gọi là phần cầu) nằm ở chân bì, có chức năng bài tiết đi xuyên qua chân bì và biểu bì rồi mở lên bề mặt da (hình 7.10). Phần búi tiết ra chất lỏng gọi là dịch đầu, có thành phần gần giống huyết tương (nhưng không có protein). Khi dịch đầu chảy qua ống dẫn, phần lớn ion natri và clorua được hấp thu trở lại. Hoạt động của tuyến mồ hôi được điều hoà bởi hệ thần kinh giao cảm và các yếu tố thể dịch. Trung khu giao cảm ở sừng bên chất xám tuỷ sống từ đốt lưng I đến thắt lưng IV chi phối các tuyến mồ hôi ở chi trên, từ đốt lưng VII đến thắt lưng IV chi phối các tuyến ở thân mình và chi dưới. Hình 7.10.Tuyến mồ hôi Các sợi thần kinh giao cảm chi phối tuyến mồ hôi bài tiết chất cholin. Tuy vậy adrenalin và noradrenalin cũng gây tăng tiết mồ hôi. Một số chất hormon chuyển hoá muối-nước, như aldosteron, DOC có ảnh hưởng lên quá trình tái hấp thu ion natri và clorua ở phần ống truyến mồ hôi. Một số chất như pilocacpin, cholin, eserin, prostigmin gây tăng tiết mồ hôi, ngược lại atropin ức chế sự bài tiết mồ hôi. Các trung khu thần kinh giao cảm và hệ nội tiết chi phối hoạt động của tuyến mồ hôi đều chịu sự điều hoà của trung khu điều nhiệt thuộc vùng dưới đồi. Bài tiết mồ hôi có sự thích nghi. Cùng ở điều kiện nhiệt độ cao như nhau, người xứ nóng bị mất ít mồ hôi và mồ hôi có hàm lượng muối thấp hơn người xứ lạnh. Người đã rèn luyện thích nghi với nóng, sự bài tiết mồ hôi nhiều hơn (thải nhiệt tốt hơn), lượng huyết tương tăng và hàm lượng muối trong mồ hôi ít hơn người chưa thích nghi. Theo DuBois Reymond, ở nhiệt độ không khí 200C lúc nghỉ ngơi cơ thể thải nhiệt khoảng 100kcal/giờ, trong đó theo đường bức xạ nhiệt là 66%, đường bốc hơi nước là 19%, đường dẫn truyền và đối lưu là 15%. Cũng ở điều kiện nhiệt độ không khí 200C, sau khi thi đấu thể thao, tổng lượng nhiệt thải ra khoảng 600Kcal/giờ, thì 75% thải theo đường bốc hơi nước, 12% theo đường bức xạ, 13% theo đường đối lưu và dẫn truyền. Khi nhiệt độ không khí đạt 350C trở lên thì con đường thải nhiệt duy nhất của cơ thể là bốc hơi nước. Nếu tính một ngày cơ thể sản ra 2400-2800kcal để duy trì thân nhiệt thì phải bốc hơi 4,5 lít nước qua da. Khi lao động ở môi trường nóng và nặng nhọc cơ thể có thể bài tiết tới 3,5 lít mồ hôi/1 giờ. Như vây thải nhiều nhiệt bằng sự bài tiết mồ hôi là con đường chống nóng chủ yếu của cơ thể. Tuy nhiên, sự tiết mồ hôi chỉ có tác dụng thải nhiệt khi mồ hôi bốc hơi trên da. Sự bốc hơi mồ hôi phụ thuộc và một số yếu tố, mà quan trọng nhất là độ ẩm không khí. Độ ẩm không khí cao cản trở sự bốc hơi nước, làm cho mồ hôi tiết ra đọng thành nước trên da ít có tác dụng thải nhiệt và ta thấy nóng bức khó chịu. Quần áo không thoáng (áo giả da, áo da, cao su, vải nilon, vải dày, vải xốp...) làm cản trở bốc hơi mồ hôi vì lớp không khí giữa da và quần áo nhanh chóng bị bão hoà hơi nước. 5. CƠ CHẾ ĐIỀU HOÀ THÂN NHIỆT Thân nhiệt được giữ ổn định, dao động trong phạm vi rất nhỏ quanh 370C, khi nhiệt độ môi trường dao động lớn từ - 500C đến +500C. Có được như vậy là do cơ thể có quá trình điều hoà cân đối hai quá trình sinh nhiệt và thải nhiệt. Sự điều hoà thân nhiệt được thực hiện bởi phản xạ điều nhiệt gồm 5 khâu như mọi cung phản xạ tuỷ sống khác. 5.1. Thụ cảm thể nhiệt Có hai loại thụ cảm thể nhiệt: -Thụ cảm thể nhiệt ngoại vi có ở da và các mô sau, gồm thụ cảm thể nóng (Ruffini) và thụ cảm thể lạnh (Krauss). Trong đó số lượng thụ cảm thể lạnh nhiều gấp gần 10 lần thụ cảm thể nóng. Các thụ cảm thể ngoại vi nhận cảm sự kích thích của nhiệt độ không khí. - Thụ cảm thể nhiệt ở thành mạch máu và ở thần kinh trung ương (tuỷ sống, thể lưới, thân nảo và vùng dưới đồi) nhận cảm sự thayđổi nhiệt độ của dòng máu chảy qua đó (nhiệt độ trung tâm). Các thụ cảm thể nhiệt ở phần trước nùng dưới đồi còn được gọi là các cơ quan phát hiện nhiệt- detector. 5.2. Đường dẫn truyền cảm giác nhiệt - Các xung động từ các thụ cảm thể nóng và lạnh ở da và ở các mạch máu ngoại vi được truyền theo các sợi cảm giác nhiệt qua rễ sau tuỷ sống rồi bắt chéo sang cột trắng bên đối diện tạo thành bó cảm giác nhiệt (bó cung) rồi đi lên đồi thị và vỏ não cảm giác thân thể. Trên đường đi các bó này cho các nhánh tới trung khu điều nhiệt ở vùng dưới đồi và thể lưới thân não. Các xung động từ các thụ cảm thể ở thần kinh trung ương thì dẫn truyền trực tiếp tới trung khu điều nhiệt. 5.3 - Trung khu điều nhiệt Trung khu điều nhiệt khu trú ở vùng dưới đồi, chúng tiếp nhận và phân tích các xung động về cảm giác nhiệt rồi đưa ra quyết định điều hoà các quá trình sinh nhiệt và thải nhiệt. Trung khu điều nhiệt có hai phần: - Phần trước vùng dưới đồi, nằm giữa mép trước và chéo thị giác (n.supraopticus và n.preopticus) có tác dụng điều hoà quá trình thải nhiệt (trung khu chống nóng). Phần lớn các nơron của vùng này tăng xung động khi nhiệt độ tăng vả giảm xung động khi nhiệt độ giảm. Kích thích vào vùng này sẽ quan sát thấy các hiện tượng tăng thải nhiệt như giãn mạch ngoại vi, tăng tiết mồ hôi.v.v... - Phần sau vùng dưới đồi chủ yếu là hai bên rìa của phần sau (n. hypothlamicus posterior và n. hypothalamicus lateralis) có tác dụng điều hoà quá trình sinh nhiệt. Kích thích vào vùng này sẽ gây co mạch ngoại vi, tăng chuyển hoá, tăng glucose máu, run cơ.v.v... (các phản ứng chống lạnh). Người ta cho rằng phần sau của vùng dưới đồi là nơi tích hợp (integration) các luồng tín hiệu nhiệt từ ngoại vi truyền về và từ phần trước vùng dưới đồi đưa tới. Từ đó mà trung khu điều nhiệt có nhận định về trạng thái nhiệt của cơ thể và đưa ra quyết định gây phản ứng sinh nhiệt hay thải nhiệt. Các trung khu điều nhiệt hoạt động trong mối quan hệ phụ thuộc và thống nhất. Đa số độc tố của các vi khuẩn, vi rút gây bệnh đều tác động vào trung khu điều nhiệt vùng dưới đồi mà gây sốt. Các thuốc hạ sốt cũng tác động vào trung khu điều nhiệt mà gây tác dụng. Vỏ não cảm nhận được nhiệt độ cơ thể qua cảm giác nóng lạnh và có vai trò điều nhiệt bằng các hoạt động có ý thức. 5.4 - Đường dẫn truyền ly tâm Các tín hiệu mệnh lệnh từ trung khu điều nhiệt được truyền tới cơ quan thực hiện qua các đường thần kinh và thể dịch. Đường dẫn truyền thần kinh theo cả các sợi thần kinh thực vật (giao cảm và phó giao cảm) và các sợi thần kinh vận động từ sừng trước tới tuỷ sống. Từ vùng dưới đồi cũng tiết ra các hormon điều hoà hoạt động bài tiết của tuyến yên , rồi các hormon tuyến yên lại điều hoà sự bài tiết của tuyến giáp, tuyến thượng thận. Hormon của các tuyến này có tác dụng điều hoà quá trình sinh nhiệt và thải nhiệt. 5.5. Cơ quan thực hiện Cơ quan thực hiện của phản xạ điều nhiệt gồm toàn bộ các tế bào của cơ thể, đặc biệt là các tế bào của gan, cơ , các tuyến mồ hôi, các mạch máu dưới da và hệ hô hấp. Xung động từ trung khu điều nhiệt sẽ truyền theo đường thần kinh hoặc đường thể dịch (các hormon) đến nhiều tế bào, cơ quan khác nhau làm thay đổi quá trình sinh nhiệt và thải nhiệt để chống nóng hoặc chống lạnh. 6. CÁC CƠ CHẾ CHỐNG NÓNG Khi lao động cơ bắp mạnh hoặc ở trong điều kiện nhiệt độ môi trường cao, cơ thể sẽ huy động các cơ chế chống nóng nhằm tăng quá trình thải nhiệt, giảm quá trình sinh nhiệt. 6.1 - Tăng bài tiết mồ hôi Người ta thấy rằng thân nhiệt chỉ tăng 0,20C đã kích thích trung khu điều nhiệt làm tăng tiết mồ hôi. Khi lao động nặng nhọc và ở môi trường nóng, cơ thể có thể bài tiết 3,5lít mồ hôi trong 1 giờ và sau 8 giờ lao động cơ thể có thể mất tối đa 10-12 lít nước qua mồ hôi. Sự mất nước qua bài tiết mồ hôi quá nhiều, thường kèm theo mất muối, có thể dẫn đến rối loạn điện giải gây chuột rút, co giật.v.v... Khi cơ thể bị tăng gánh nặng nhiệt, các tuyến mồ hôi hoạt động mạnh còn giải phóng ra chất hoá học tác động đến các tổ chức xung quanh làm giải phóng chất bradykinin gây giãn mạnh ở da và quanh tuyến mồ hôi, tăng hoạt động bài tiết mồ hôi thải nhiệt. Sự tăng tiết mồ hôi chống nóng liên quan chặt chẽ với sự giãn mạch dưới da. 6.2- Giãn mạch da thải nhiệt Sự vận mạch để điều hoà dòng máu dưới da có ý nghĩa đặc biệt trong quá trình điều nhiệt. Trong điều kiện yên nghỉ, khi nhiệt độ không khí thích hợp với cơ thể dòng máu qua da đạt 5-10% cung lượng tim, đạt 200-300ml/m2 da/ phút. Khi cơ thể bị tăng gánh nặng nhiệt, mạch máu dưới da giãn, dòng máu qua da tăng có thể đạt tới 3,5- 4,0 lít /m2da/ phút. Các mạch máu dưới da giãn làm giảm độ dầy cách nhiệt của da, chuyển một lượng lớn nhiệt từ phần "lõi'' ra phần ''vỏ'' của cơ thể, kết quả là tăng thải nhiệt qua mặt da và bài tiết mồ hôi. 6.3 - Tăng thông khí thải nhiệt Một số loại động vật bậc thấp có ít hoặc không có tuyến mồ hôi (như trâu, chó) và có nhiều lông nên khả năng thải nhiệt bằng bốc hơi nước qua da kém. ở các động vật đó phát triển cơ chế tăng thông khí thải nhiệu như sau: ở vùng dưới đồi có trung tâm thông khí (còn gọi là trung tâm thở dốc panting center) có liên hệ với trung tâm điều chỉnh thở pneumotaxic center) ở cầu não. Khi máu có nhiệt độ cao tới tác động vào trung tâm thông khí, khiến trung tâm này phát xung động gây ra tăng thông khí với một kiểu thở đặc biệt nhanh và nông. Đây là sự tăng thông khí thải nhiệt, chỉ tăng dòng khí qua lại ở đường hô hấp trên làm bay hơi nước thải nhiệt, mà không làm tăng thông khí phế nang do đó không gây rối loạn cân bằng kiềm toàn. Ơ người, sự tăng thông khí thải nhiệt có vai trò rất nhỏ, nó chỉ có ý nghĩa khi lao động trong môi trường có nhiệt độ và độ ẩm cao, quá trình bốc hơi nước qua da bị cản trở nhiều. 6.4. Giảm sinh nhiệt Giảm sinh nhiệt hoá học, do giảm tiết adrenalin, thyroxin, giảm tiêu hoá, hấp thụ do đó cơ thể có cảm giác uể oải, mệt mỏi. Giảm run cơ và giảm hoạt động cơ không cần thiết. 7. CÁC CƠ CHẾ CHỐNG LẠNH Khi ở nhiệt độ môi trường thấp, cơ thể bị lạnh sẽ huy động các cơ chế chống lạnh nhằm tăng quá trình sinh nhiệt và giảm quá trình thải nhiệt. 7.1. Tăng sinh nhiệt Cơ thể bị lạnh sẽ kích thích phần sau vùng dưới đồi gây hưng phấn hệ giao cảm và tăng tiết các hormon làm tăng chuyển hoá chất như adrenalin, noradrenalin, thyroxin... do đó mà làm tăng glucose máu, tăng oxy hoá sinh nhiệt mà không tăng tổng hợp ATP, đồng thời xuất hiện phản xạ run cơ. Người ta cho rằng phản xạ này có trung tâm (gọi là trung tâm run cơ) nằm ở trung khu chống lạnh thuộc phần sau vùng dưới đồi, nó được lương phấn khi có các xung động theo đường cảm giác lạnh truyền về. 7.2. Giảm thải nhiệt Co mạch dưới da do ảnh hưởng của các xung từ hệ giao cảm làm giảm dòng máu tới da, giảm chuyển nhiệt ra phần vỏ của cơ thể, giảm bài tiết mồ hôi và làm tăng bề dầy lớp cách nhiệt của da, do đó giảm thải nhiệt. Dựng chân lông dưới tác dụng của hệ giao cảm làm tăng bề dầy lớp lông cách nhiệt ở động vật. Ơ người hiện tượng ''sởn da gà'' khi bị lạnh là một phản ứng với lạnh nhưng không có hiệu quả chống lạnh, đó chỉ là vết tích của phản xạ chống lạnh từ tổ tiên xa xưa còn lại. Ngoài các cơ chế sinh học, con người còn có nhiều biện pháp chủ động để chống nóng và chống lạnh như mặc quần áo, xây nhà cửa, làm các thiết bị điều hoà nhiệt độ.v.v... 8. Khái niệm ''mức chuẩn'' của cơ chế điều nhiệt ở vùng dưới đồi Người ta đưa ra khái niệm ''mức chuẩn'' (Set point) ở trung tâm điều nhiệt vùng dưới đồi trong cơ chế điều hoà thân nhiệt (hình 7.11). Ơ người bình thường, khi nhiệt độ ở vùng dưới đồi đạt mức tới hạn là 37,10C thì quá trình thải nhiệt bắt đầu tăng và quá trình tăng sinh nhiệt dừng lại ở mức sinh nhiệt cơ sở. Khi thân nhiệt tăng hơn 37,10C sự bài tiết mồ hôi bắt đầu tăng, quá trình thải nhiệt nhiều hơn sinh nhiệt, do đó thân nhiệt được trở về mức 37,10C. Khi thân nhiệt giảm thấp hơn 37,10C quá trình sinh nhiệt tăng (run cơ), sự sinh nhiệt nhiều hơn thải nhiệt, nên thân nhiệt được nâng lên mức 37,10C . Nhiệt độ tới hạn 37,10C được gọi là ''mức chuẩn'' của ơ chế điều nhiệt. ''Mức chuẩn'' này không cố định mà phụ thuộc vào nhiệt độ da và nhiệt độ của một số cơ quan nội tạng ở sâu bên trong cơ thể (tuỷ sống, các cơ quan trong ổ bụng...). Khi nhiệt độ da tăng thì ''mức chuẩn'' của cơ chế điều nhiệt giảm thấp hơn và ngược lại khi nhiệt độ da giảm xuống, thì ''mức chuẩn'' này lại tăng cao hơn (hình 7.12). Hình 7.11.ảnh hưởng của nhiệt độ vùng dưới đồi lên sự sinh nhiệt và thải nhiệt của cơ thể. Hình 7.12.Anh hưởng của nhiệt độ trong đầu lên sự thải nhiệt và bốc hơi nước. Điều đó cho thấy hoạt động của trung tâm điều nhiệt của cơ thể là hết sinh nhậy cảm và linh hoạt. 9. RỐI LOẠN ĐIỀU HOÀ THÂN NHIỆT 9.1. Sốt Sốt là khi ở trạng thái thân nhiệt cao hơn bình thường do rối loạn hoạt động ở trung khu điều nhiệt bởi nhiều nguyên nhân khác nhau, như u não, u vùng dưới đồi, nhiểm vi khuẩn, vi rút, tổn thương tổ chức hoặc do tác động của môi trường quá nóng.v.v... Các độc tố của vi khuẩn, vi rút, sản phẩm phân huỷ protein ở các mô làm tăng ''mức chuẩn'' của cơ chế điều nhiệt ở vùng dưới đồi cao hơn bình thường, dẫn đến tăng sinh nhiệt và giữ nhiệt trong cơ thể gây ra sốt. Các chất đó gọi là chất gây sốt. Ngày nay người ta nói tới chất gây sốt nội sinh, chất interleukin-1. Chất này do các tế bào bạch cầu đa nhân trung tính, các mono đại thực bào hay các lympho bài tiết ra sau khi chúng thực bào một số loại vi khuẩn. Người ta cho rằng, chất interleukin -1 tác động làm cơ thể tạo ra chất prostaglandin và chất này sẽ tác động lên vùng dưới đồi mà gây ra phản ứng sốt. Thuốc aspirin ức chế sự tạo thành chất prostaglandin nên làm giảm sốt, mà nó không làm giảm thân nhiệt của người bình thường. Khi sốt bệnh nhân cảm thấy lạnh, co mạch da sởn gai ốc, run cơ, bài tiết adrenalin. Khi thân nhiệt tăng cao tới ''mức chuẩn'' nhiệt mới, bệnh nhân không cảm thấy lạnh nữa. Cho đến khi tác nhân gây sốt không còn, ''mức chuẩn'' nhiệt của vùng dưới đồi tụt xuống tới mức bình thường, gây phản xạ chống nóng : tăng tiết mồ hôi, giãn mạch da đỏ lừ. 9.2. Say nóng, say nắng Khi lao động lâu ở nơi có nhiệt độ cao, đặc biệt ở môi trường nóng và ẩm cao hoặc ngoài trời nắng nóng vượt quá khả năng điều nhiệt của cơ thể thì sẽ bị tăng thân nhiệt. Nếu độ ẩm là 100%, thì nhiệt độ môi trường 340C đã có thể làm tăng thân nhiệt. Khi thân nhiệt lên đến 41,50C- 420C sẽ bị say nóng, có các triệu chứng : giãn mạch ngoại vi da đỏ lừ, nóng bừng, cảm giác ngây ngất, choáng váng, có thể mê sảng bất tỉnh. Tình trạng bệnh sẽ nặng thêm nếu bị mất nước, sốc tuần hoàn. Nếu không được chữa chạy kịp thời bệnh nhân có thể bị chết một cách nhanh chóng. 9.3. Cơ thể ở môi trường quá lạnh Khi cơ thể ở môi trường quá lạnh, như thợ lặn sâu không đủ trang bị bảo hộ, bộ đội luyện tập vào đêm đông ở đồi núi, mưa gió rét.v.v.. sẽ bị nhiểm lạnh, thân nhiệt giảm xuống 350C hoặc thấp hơn. Khi thân nhiệt giảm đến 29-300C thì trung tâm vùng dưới đồi không còn hiệu lực điều nhiệt nữa. Triệu chứng ban đầu của hạ thân nhiệt là hưng phấn hệ thần kinh giao cảm: run cơ, co mạch ngoại vi, da tái nhợt, tăng chuyển hoá; thân nhiệt hạ thấp nữa sẽ làm giảm chuyển hoá, giảm nhịp tim, giảm huyết áp, da lạnh cóng,có thể mất cảm giác và hôn mê. Khi cơ thể bị phơi ra nhiệt độ cực lạnh bề mặt cơ thể có thể bị đông lại nhất là ngón tay, ngón chân, vành tai. Nếu quá lạnh có thể tạo thành các tinh thể nước đá trong tế bào, dẫn đến tổn thương hoại tử mô. 9.3. Hạ nhiệt nhân tạo Khi nhiệt độ cơ thể hạ thấp đến mức nhất định thường khoảng 30-320C chuyển hoá và nhu cầu oxy của cơ thể giảm, biến đổi sinh lý không có gì nghiêm trọng, cơ thể sẽ tăng mức chịu đựng với phẫu thuật và thời gian ngừng tim. Muốn hạ thân nhiệt, đầu tiên người ta cho bệnh nhân dùng một loại thuốc an thần ức chế hoạt động điều nhiệt của vùng dưới đồi, rồi ủ lạnh cơ thể cho đến khi thân nhiệt xuống tới mức mong muốn. Người ta cũng có thể hạ nhiệt cục bộ trong phẫu thuật, bằng cách truyền huyết thanh lạnh qua cơ quan tiến hành phẩu thuật.