Termoregulatsioonist

Higistamist reguleerivad neuronid ulatuvad selgroonärvis esimesest ribidevahelisest lülist 2. või 3. lumbaarse lülini ning sümpateetilistele ganglionitele antakse signaalid edasi põhiliselt atsetüülkoliiniga. Järgnevad neuronid aktiveerivad atsetüülkoliiniga higinäärmeid või reguleerivad noradrenaliiniga ja neuropeptiid Y'ga veresooni. Temperatuuri tõttu tekkinud higistamine toimub üle keha kuid stressihigi tekib rohkem peopesadel ja jalataldadel. Diabeedi tõttu toimunud aksonite lühenemine võib kaotada higinäärmete töövõime kuni üle keha ulatuva higistamise kaotuseni.

Üheks kehatemperatuuri tõstjaks on morfiin ja vanemates ahvides on see toime selgem. Süstides 0,6-5 mikrogrammi beeta-endorfiini ahvide ventriikulitesse tõusis nende kehatemperatuur tavaliselt 1,5 kraadi esimese tunniga. Noorematel tõusis temperatuur 0,5-0,7 kraadi kuid suurima doosiga võisid ka nemad 1,5 kraadi soojeneda. Muutus püsis läbi 5 tunni. Morfiinil oli sarnane toime. 30 kraadise palavusega soojenesid vanemad rohkem ning 18 kraadises jaheduses jahtusid või soojenesid nad suuremas ulatuses. Noortel põhjustas 18 kraadine temperatuur väikest kehatemperatuuri tõusu.

Vanematel ahvidel tekkis immuunsüsteemi vahendusel palavikku tekitavate ainete saamisel väiksem temperatuuritõus kui noortel ahvidel. Ühe aine puhul oli noortel 4 korda suurem tõus kehatemperatuuris.

Eesmise hüpotaalamuse vigastusega rottide kehatemperatuur langes 20 kraadises keskkonnas keskmiselt 3,9 kraadi esimese 2 tunniga.

Histamiin H1 antagonist takistas külmas keskkonnas tekkivat soojenemist ja suurendas soojuskadu.

Vanemad inimesed surevad tõenäolisemalt alajahtumise või ülekuumenemise tagajärjel. Sarnaselt närilistega esineb inimestel elu lõpuperioodil kaalu, söödud toidu hulga ja keskmise kehatemperatuuri langus. Tavaliselt on sellistes olukordades surnutel olnud probleemiks ka vaesus, kuid üle 70 aastaste hulgas paistab bioloogilisi probleeme vähemalt osades temperatuuri reguleerivates protsessides.
Jahutuses osaleb atsetüülkoliin, mis vabaneb higinäärmetesse umbes samal perioodil kui naha veresooned laienevad ülekuumenemisel.
Vananedes muutub naha verevool temperatuuri tagajärjel vähem. Osaliselt on selle põhjuseks veresoonte vähenemine nahas. Vanurite veresooned reageerivad ka vähem farmakoloogilistele mõjutustele mis võib näidata retseptorite vähenemist. Ka noradrenaliini vahendatud veresoonte kitsenemine külmavastusena nõrgeneb. Noradrenaliini antagonistid muutsid noorte veresoonte kitsenemist külma korral vähesel määral kuid vanuritel õnnestus veresoonte muutusi täielikumalt blokeerida.
Noradrenaliin aktiveerib ka rasvade kasutamist soojenduseks ning rottidel võib see soojendusviis külmas kulutada 30-40% hapnikust.

Meestel ja naistel võivad kuumalained tekkida suguhormoonide puuduse tõttu. Nende ajal tekib palavustunne mis levib laineliselt üle keha ja millele järgneb jahedustunne tõenäoliselt jahtumise tõttu. Selle algusfaasis toimub ~0,03 kraadine soojenemine millele järgneb paari minutiga 0,1-0,7 kraadine jahtumine. Kuumalaine ajal võib esineda naha punasust, higistamist ja pulsi kiirenemist 5-35 löögi võrra minutis. Östrogeen paistab alfa2 adrenaliini retseptorite mõju suurendajana ning selle järsk puudus võib nõrgestada adrenaliini mõju naha veresoontele.

Palavikku tekitajatel prostaglandiin E1'l ja E2'l paistab kohalikku serotoniini vabastavat toimet veresoontele. Rotist eraldatud ja elus hoitud tagajalas põhjustasid need veresoonte kokku tõmbumist. 37 kraadises keskkonnas oli vererõhu muutus ~5 mm Hg kuid 27 kraadiga oli muutus rõhus 22 mm Hg. E1 suurendas serotoniini hulka jäsemest väljuvas kunstlikus vereringes ja vererõhk ei muutunud 5-HT2 antagonisti lisamisel.

Etanooli süstimine hüpotaalamuse temperatuuritundlike eesmiste osade sisse põhjustas ajutiselt kehatemperatuuri langust ja süstekohas väiksemat serotoniini vabanemist. Järgnevas soojenemisfaasis hakkas serotoniin rohkem vabanema.

Kohalike narkoosiainete süstimine punaste tuumade lähedasse alumisse keskajusse tõstab kehatemperatuuri ja glutamaadi süstimine langetab kehatemperatuuri. Temperatuuri tõusuga kaasnes inferioorse oliivi aktiveerumine ning selle aktiivsus suurendas rasvkoe kasutamist kuid ei tekitanud värisemist. Kuna hüpotaalamuse eemaldus detserebratsiooniga ei takistanud soojenemist, siis pakuti, et keskaju inhibeerib ühtlasepoolse rütmiga inferioorset oliivi. Soojenemine toimub ka ajutüve läbi lõikamisel ponsi ülaosas. Olulised rakukehad võisid asuda ka mujal, sest kasutatud kohaliku tuimestuse tekitajad mõjusid naatriumi ja kaltsiumikanalite blokeerijatena mistõttu need võivad lõpetada signaali aksonis.

Ventromediaalse hüpotaalamuse ja PAG stimulatsioon suurendab soojenemist rasvkoega ja vastupidist effekti saab preoptiliste tuumade soojendamisega. GABA antagonisti süstimine pallidus raphe tuuma põhjustas soojenemist ka vaatamata preoptiliste tuumade soojendamisele.

Temperatuuri taluvusvahemikud

Ainevahetust vähemõjutavad termoneutraalsed temperatuurivahemikud eri liikide jaoks tuulevaikses keskonnas. Palja inimese neutraalseks vahemikuks on ~27-32 C kraadi ja ülemiseks taluvuspiiriks on keskmiselt 60 kraadi 15% suhtelise õhuniiskusega. Seda ülemist piiri võidakse taluda pikaajaaliselt kui joogivesi on saadaval. Paljalt võib inimene -1 kraadi juures säilitada ühtlast kehatemperatuuri kuni ~1 tunni. Rotid säilitavad temperatuuri kuni tund aega -25 kraadises keskkonnas. Ülekuumenemine võib inimesele surmavalt mõjuda 43 kraadi juures.

Maratonijooksjatel on mõõdetud üle 41 kraadist kehatemperatuuri.
Illustratsioonil on näha muutus inimese verevoolus 3 kraadise kunstliku ülekuumenemise tõttu. Pulss kiireneb iga kraadiga umbes 30 võrra minutis. Neerude ja teiste siseorganite ning lihaste verevarustus nõrgeneb seejuures. Kiirema pulsi tõttu tekkinud lisanduv verevool suunatakse suuremaltjaolt nahasse, kus see aitab kehal jahtuda.
Stressihormoonid hakkavad kiiremini vabanema liigse temperatuuri muutuse tagajärjel kui see hakkab ebamugavusi põhjustama.
41 kraadist alates hakkab inimese ajus kahjustusi tekkima. Sellise temperatuuri juures muutub ajuveresoonte läbivus ja hakkab tekkima aju turse. Ülekuumenemise tõttu surnute ajus esineb palju pisikesi verejookse ja koe pehmenemist. Kuumarabandusega esineb segasust, deliiriumi ja epilepsiat. Ajukahjustustele on üldiselt omaseks põletikku tekitavate hormoonide vabanemine ning ka kuumusega tekkinud kahjustuste korral hakkavad nad mõju avaldama. Katseloomadel on interleukiini ja prostaglandiini antagonistidega vähendatud kuumuses tekkinud kahjustusi ning pikendatud suremiseks kulunud aega.