Physiology: การควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย (Body Temperature Regulation)

การควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย
Body Temperature Regulation


อุณหภูมิของร่างกาย เป็นความสมดุลของความร้อนที่ร่างกายผลิตขึ้น (Heat Production) กับความร้อนที่ระบายออกจากร่างกาย (Heat Loss) โดยอุณหภูมิปกติของร่างกายจะอยู่ที่ 37 องศาเซลเซียส

ชนิดของอุณหภูมิภายในร่างกาย

1. Surface Temperatures เป็นระดับอุณหภูมิบริเวณผิว ได้แก่ ผิวหนัง

2. Core Temperatures เป็นระดับอุณหภูมิในส่วนแกนกลางของร่างกาย ได้แก่ ทรวงอก ช่องท้อง เป็นต้น

ซึ่งเป็นอุณหภูมิภายในระบบไหลเวียนเลือด (หัวใจและหลอดเลือดดำและแดงทั้งหมด) 

Circadian Rhythm คืออุณหภูมิที่เปลี่ยนไปตามกิจกรรมระหว่างวัน ซึ่งจะอยู่ในช่วง 36-38 องศาเซลเซียส ในคนปกติ โดยในช่วงก่อนตื่นนอน อุณหภูมิร่างกายจะต่ำที่สุด และจะสูงขึ้นเมื่อร่างกายมี activity เต็มที่ แต่เมื่อเริ่มพักผ่อนในตอนค่ำ อุณหภูมิร่างกายก็จะลดลง

กลไกการเกิดอุณหภูมิของร่างกาย

ร่างกายเรามีสมดุลระหว่างการสร้างความร้อนของร่างกายและการสูญเสียความร้อนในร่างกาย โดย

การสร้างความร้อนของร่างกาย (Heat Production) ซึ่งโดยปกติแล้วร่างกายจะมีการสร้างความร้อนขึ้นมาให้มากกว่าอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อม โดยมีกลไกที่ทำงาน ดังต่อไปนี้

1. Basal metabolic rate (BMR) เป็นอัตราการใช้พลังงานของร่างกายในกรณีที่จำเป็น หรือกล่าวได้ว่าเป็นพลังงานน้อยที่สุดที่ร่างกายดำรงชีวิตอยู่ได้ในขณะพัก ในเด็กจะมีค่า BMR ที่สูง และค่านี้จะลดลงตามอายุที่เพิ่มมากขึ้น

2. Muscular activity จะเป็นการทำงานของกล้ามเนื้อ รวมทั้งการหดตัวของกล้ามเนื้อแบบ Shivering

3. Thyroxin effect on cell โดยฮอร์โมนไทรอยด์จะควบคุมกระบวนการ Metabolism ของร่างกาย เมื่อมีฮอร์โมนมาก ร่างกายก็จะสร้างความร้อนมาก ทำให้ในเซลล์มีการสันดาปเพิ่มมากขึ้น

4. Epinephrine effect on cells ฮอร์โมนอิพิเนฟรินจะหลั่งเมื่อร่างกายมีการทำกิจกรรมเช่น การออกกำลังกาย ผลของฮอร์โมนจะหลั่งเพื่อ metabolic ให้ร่างกายมี activity เพิ่มขึ้น ก็จะทำให้ร่างกายสร้างความร้อนเพิ่มขึ้น

5. Temperature effect on cells

เมื่อร่างกายมีการสร้างความร้อน ก็ต้องมีสมดุลของ การสูญเสียความร้อน (Heat Loss) ซึ่งเกิดจากการกำจัดความร้อนของร่างกาย ด้วยวิธีดังต่อไปนี้

1. Radiation หรือการแผ่รังสีความร้อน จะส่งผ่านความร้อนในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า โดยที่พื้นผิวทั้งสองชนิดไม่ต้องสัมผัสกัน เช่น ขณะพักร่างกายอยู่ในอุณหภูมิห้อง ร่างกายจะกำจัดความร้อนภายในร่างกายสู่อากาศโดยรอบตัว

2. Evaporation หรือการระเหยกลายเป็นไอ มี 2 แบบ ได้แก่

2.1 แบบ Sensible loss หรือแบบรู้สึกตัว เช่น เหงื่อออก

2.2 แบบ Insensible loss หรือแบบไม่รู้สึกตัว (600 ml/day) เช่น เสียน้ำออกไปกับการหายใจ

3. Conduction หรือการนำความร้อน เป็นการนำความร้อน จากพื้นผิวหนึ่งไปอีกพื้นผิวหนึ่งโดยการสัมผัสโดยตรง เช่น นั่งบนเก้าอี้ที่เป็นโลหะแล้วรู้สึกเย็น

4. Convection หรือการพาความร้อน เป็นการระบายความร้อนโดยมีพาหะพาไป เช่น ลมพัดผ่านตัวเรา


Heat loss = Heat Production (36.7-37.0 °c)


กลไกการควบคุมระดับอุณหภูมิของร่างกาย

การรักษาระดับความร้อนของร่างกายให้อยู่ในสภาวะปกติเกิดขึ้นจากการทำหน้าที่ของศูนย์ควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย ซึ่งอยู่ที่ Hypothalamus โดยกลไกการควบคุมอุณหภูมินี้ขึ้นอยู่กับ 2 ปัจจัย ดังต่อไปนี้

1. General reflex response

- ตัวรับอุณหภูมิ (Termorecepter) ซึ่งจะแทรกตัวอยู่ในชั้นใต้ผิวหนัง (Subcutaneous tissue) โดยมี Cold receptor (12 - 32 °c) และ Warm receptor (30 - 45 °c)

- ศูนย์ควบคุมอุณหภูมิ (Thermo regular center) ได้แก่ Hypothalamus ที่จะทำหน้าที่เสมือน thermostat มีการตั้งระบบ set point ที่ 37 °c เพื่อรักษาอุณหภูมิร่างกายให้คงที่ สามารถแบ่งได้เป็น

i.Anterior hypothalamus รับ nerve impulse จาก warm receptor และ heat sensitive neuron

การตอบสนอง: (ลดการสร้างความร้อน เพิ่มการระบายความร้อน)

-การหลั่งเหงื่อ (sweating)

-หลอดเลือดขยายตัว เพื่อระบายความร้อน (cutaneous vasodilatation)

ii.Posterior hypothalamus รับ nerve impulse จาก cold receptor และ cold sensitive neuron

การตอบสนอง: (เพิ่มการสร้างความร้อน ลดการระบายความร้อน)

-การหนาวสั่น (shivering)

-หลอดเลือดหดตัว เพื่อสงวนความร้อน (cutaneous vasoconstriction)

-อวัยวะแสดงผล (Thermo-regulatory effector)

i. หลอดเลือด (Blood vessels)

อุณหภูมิร่างกายสูงกว่า set point ร่างกายปรับลดอุณหภูมิโดยปรับให้หลอดเลือดขยายตัว
อุณหภูมิร่างกายต่ำกว่า set point ร่างกายปรับเพิ่มอุณหภูมิโดยปรับให้หลอดเลือดหดตัว

ii. ต่อมเหงื่อ (Sweat glands)

อุณหภูมิร่างกายสูงกว่า set point ร่างกายปรับลดอุณหภูมิโดยการหลั่งเหงื่อ

iii. กล้ามเนื้อลาย (skeleton muscle)

อุณหภูมิร่างกายต่ำกว่า set point ร่างกายปรับเพิ่มอุณหภูมิโดยการหนาวสั่น

2. Local response ส่วนใหญ่จะเป็นการตอบสนองของหลอดเลือดใต้ชั้นผิวหนัง

ปัจจัยที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

1. การเปลี่ยนแปลงในรอบวัน (Circadian rhythm)

2. การออกกำลังกาย

3. ปริมาณไขมันในร่างกาย

4. การเปลี่ยนแปลงของรอบเดือน

5. อารมณ์

6. อาหาร

อันตรายของอุณหภูมิ

1. Hyperthermia เป็นอันตรายของอุณหภูมิร่างกายที่มากกว่า 37.5 °C

สาเหตุ   

- การออกกำลังกายมากเกินไป แต่ร่างกายระบายความร้อนได้ไม่ดี

- สมองส่วนศูนย์ควบคุมอุณหภูมิได้รับความเสียหายจนสูญเสียการทำงาน

- อุณหภูมิของสิ่งแวดล้อม

อาการ  

- มีอาการไข้ ตัวร้อน หนาวสั่น

2. Hypothermia  เป็นอันตรายของอุณหภูมิร่างกายที่ต่ำกว่า 35 °C

สาเหตุ  

- ร่างกายสูญเสียความร้อนมากกว่าการสร้างความร้อน

- อุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมที่หนาวเย็นเกินไป

อาการ  

- การหายใจลดลง หัวใจหยุดเต้น

- หลอดเลือดตีบตัน ทำให้เซล์ไม่ได้รับอาหารจากเลือด จึงทำให้ผิวหนังส่วนปลายเย็นจัดจนเป็นน้ำแข็ง (Frostbite)

- เนื้อเน่า ตาย (Gangrene)

3. Heat Stroke หรืออาการเป็นลมแดด เป็นอันตรายของอุณหภูมิร่างกายที่สูงกว่า 40.5 °C

สาเหตุ 

- ร่างกายไม่สามารถลดอุณหภูมิลงหรือระบายความร้อนได้ มักจะเกิดขึ้นกับผู้ที่อยู่ในสภาวะอากาศร้อนชื้น

- ศูนย์ควบคุมอุณหภูมิร่างกายทำงานผิดปกติ 

- เซลล์ในร่างกายได้รับความเสียหาย ทำให้การกรองเลือดในไตลดลง, Renal Blood Flow  เปลี่ยน

อาการ

     - ตัวร้อนจัด รู้สึกร้อน แต่ไม่มีการหลั่งเหงื่อ

- กระหายน้ำ

- หายใจเร็ว

- คลื่นไส้ อาเจียน

- มึนงง ควบคุมตัวเองไม่ได้ ไม่รู้สึกตัว

โดยภาวะดังกล่าวต้องได้รับการปฐมพยาบาลทันที เนื่องจากอุณหภูมิร่างกายที่สูง อาจส่งผลกระทบต่อระบบประสาทและจะทำให้เสียชีวิตได้ โดยให้ปฏิบัติดังนี้ 

- ให้คนไข้นอนราบกับพื้น

- ยกเท้าให้สูงขึ้น

- ใช้พัดลมหรือผ้าชุบน้ำเช็ดตามตัว

- นำส่งโรงพยาบาลทันที

หรืออาจสรุปได้ตามภาพต่อไปนี้ 

Regulate heat balance

เกร็ดความรู้

เหงื่อ 200 หยด (หรือ 10 cc) สามารถลดอุณหภูมิร่างกายได้ประมาณ 0.1 °C

ที่มาภาพ

bookcoverimgs.com

www.doctortipster.com