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IV- La thermorégulation Etude dune voie de régulation mixte (nerveuse et hormonale)

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1 IV- La thermorégulation Etude dune voie de régulation mixte (nerveuse et hormonale)

2 Homéothermes et Poïkilothermes. La température est un élément déterminant de la physiologie: - imposée par lenvironnement - une variable physiologique (milieu intérieur) - un déchet métabolique de toutes nos cellules La régulation de la température corporelle ou thermorégulation nécessite: - des capteurs spécifiques, sensibles aux variations de températures ou thermorécepteurs - des systèmes dintégration - des effecteurs producteurs ou dissipateurs de chaleur Introduction

3 ENDOTHERMESECTOTHERMES HIBERNANTHIBERNANT Température centrale indépendante du milieu ambiant Par production de chaleur interne = HOMEOTHERMES Température centrale dépendante du milieu ambiant =POIKILOTHERMES

4 Variation de la température en fonction de la température ambiante

5 Répartition de la température chez les endothermes Noyau thermique et Enveloppe thermique

6 Variation locale de la température chez les endothermes Transferts importants entre les organes

7 La température a des effets sur les processus biologiques: - effet sur la vitesse de réaction enzymatique - effet sur la conformation des protéines Introduction

8 Notion de Q 10 Fonction exponentielle Q 10 = 3 Q 10 = Vitesse de réaction Temp. C (vitesse doublée) (vitesse triplée)

9 La température influence la consommation dO 2 Doryphore

10 -Les écarts de température supportables sont variables suivant les espèces -Températures létales supérieure et inférieure -Durée dexposition -Age, développement Paramètres influençant la capacité de supporter des des écarts de température

11 Equilibre des échanges pour maintenir une température constante PRODUCTION OU GAIN DE CHALEUR PERTES DE CHALEUR Température centrale THERMOGENESE THERMOLYSE La température corporelle est le résultat de léquilibre entre la production et la perte de chaleur

12 Les pertes 3) Convection (le courant dair du vent éloigne lair chaud du corps) 2) Conduction (transfert de chaleur des mains aux haltères) 1) Radiation (transfert de chaleur du soleil au corps) 4) Evaporation (sudation)

13 -Radiations: Émission de chaleur sous forme de radiations éléctromagnétique (IR moyen) -Conduction (diffusion par contact physique) et convection (renouvellement de lair ou de leau en contact avec le corps) -Evaporation le passage de létat liquide à letat gazeux est consommateur dénergie Respiration: pertes obligatoires non régulée Sudation: glandes écrines dont lactivité est fonction des besoins de ma thermorégulation (leau refroidit la peau) 0 à 3l/h Pertes de chaleur

14 La production de chaleur du corps humain Réactions chimiques : C 6 H 12 O O 2 CO H 2 O + H Métabolisme Fonctions vitales Activité Cœur, foie, les muscles squelettiques et le tissu adipeux brun = noyau thermique

15 Le confort et la contrainte Zone de thermorégulation Zone de confort thermique Homéothermie NEUTRALITE CONTRAINTE CHAUDE CONTRAINTE FROIDE Dépassement de la thermorégulation Hyperthermie Dépassement de la thermorégulation Hypothermie

16 Seuils de sensation dun réchauffement ou dun refroidissement cutané en fonction de la température ambiante

17 Les capteurs thermorécepteurs 2 types 1- Les thermorécepteurs cutanés 2- Les thermorécepteurs centraux situés dans lhypothalamus

18 Les thermorécepteurs cutanés 30°C 43°C

19 Les mécanismes thermorégulateurs La thermorégulation a pour fonction de maintenir la température interne constante lorsque la température externe varie dans de larges limites.

20 HypothalamusHypophyse

21 Corps calleux Ny paraventriculaire Ny Préoptique L Ny Hypothalamique A Ny suprachiasmatique Nerf optique Chiasma optique Infundibulum Adénohypophyse Neurohypophyse Eminence médiane Corps mamillaire Ny Hypothalamique VM Ny Hypothalamique postérieur Glande pinéale Ny Hypothalamique DM Adhérence interthalamique Ny Préoptique M Ny supraoptique Ny: noyau, VM: ventro-médian; DM: dorso-latéral; M: médian; L: latéral; A: antérieur Ny arqué Hypothalamus et noyaux hypothalamiques Hypophyse

22 Hypothalamus, homéostasie et comportements motivés Les neurones de la zone paraventriculaire (ou périventriculaire) de lhypothalamus sont les chefs dorchestre de réponses intégrées de lorganisme. Ces réponses intégrées présentent 3 composantes: 1- Une réponse humorale: sécrétion dhormone ou de neurohormones en réponse à une stimulation spécifique qui contrôle lactivité de lhypophyse 2-Une réponse viscéro-motrice: ajustement de lactivité des 2 système du système nerveux autonome (para et sympathique) 3-Une réponse motrice somatique: les neurones hypothalamiques et surtout ceux de lhypothalamus latéral déclenchent une réponse somatique motrice adaptée à la situation.

23 Rôle de lhypothalamus Hypothalamus = principal centre dintégration de la thermorégulation : rôle de « thermostat » Centre de la thermolyse : partie antérieure, dans laire pré-optique Centre de la thermogenèse : partie postérieure de lhypothalamus Centres thermorégulateurs

24 Hypothalamus Peau Thermorécepteurs périphériques Thermorécepteurs centraux (situés plus profond et sensibles à T°C sang) Influx nerveux afférents Thermorécepteurs centraux (situés plus profond dans partie antérieure de lhypothalamus) Mécanismes réflexes de thermogenèse ou de thermolyse Voies nerveuses ou hormonales

25 Réponses thermorégulatrices

26 1-Le frisson musculaire Contractions désynchronisées des MS Augmente le métabolisme dun facteur 5 2-Thermogénèse chimique: Augmentation du métabolisme par réaction au froid Graisse brune du nourrisson 3-Vasoconstriction adrénergiques cutanée/ vasodilation localisée/limite les échanges avec le noyau thermique 4- Horripilation adrénergique: chair de poule Érection des poils pour emprisonner lair (couche isolante ou tampon)

27 Adaptations comportementales 1-Vêtements, posture, habitat 2-Activité post-pandriale: activités métaboliques élevée (stockage et transformations chiques de aliments 3- Activité musculaire Envie de bouger Augmente 20 fois le métabolisme de base

28 Réactions au froid

29 Réactions au chaud

30 La séquences des événements

31 Mécanismes de thermogenèse Si la Temp ext ou Temp sang le centre hypothalamique de la thermogenèse est alors activé Déclenchement de plusieurs mécanismes pour maintenir ou augmenter T centrale du corps

32 1) Vasoconstriction des vaisseaux sanguins cutanés Activation des fibres nerveuses du SN Sympathique Adrénaline et noradrénaline Stimulation des muscles lisses des artérioles de la peau Vasoconstriction Sang restreint aux régions profondes et détourné des réseaux capillaires sous cutanés Déperdition de chaleur limitée (hypoderme = isolant). Attention si prolongée : risque de gelure (nécrose) car cellules privées dO 2 et de nutriments)

33 2) Augmentation de la vitesse du métabolisme (thermogénèse chimique) Froid Stimulation des fibres nerveuses sympathiques Libération de noradrénaline (médullosurrénale) Vitesse du métabolisme des cellules cibles. Augmentation de lutilisation de glycogène (consommation dO 2 ). Chaleur = thermogénèse chimique. Attention en milieu hypoxique

34 3) Frisson thermique (TREMOR) Lincapacité des situations décrites avant de maîtriser la situation déclenche le frisson Activation des centres de lencéphale régulateurs du tonus musculaire Contraction involontaire des muscles squelettiques = frisson Chaleur = T corp car lactivité musculaire engendre une production de chaleur

35 4) Augmentation de la libération de thyroxine T ext Activation hypothalamus Libération de thyréolibérine (TRH) Stimulation de la glande thyroïde qui libère plus de thyroxine dans le sang Activation adénohypophyse qui sécrète de la thyréostimuline (TSH) Vitesse du métabolisme des cellules cibles et production chaleur.

36 Hypothalamus TRH ThyroïdeHypophyse TSH Thyroxine inhibition besoins énergétiques froid stimulation Régulation de la sécrétion de thyroxine

37 En plus : porter des vêtements chauds pour éviter déperdition de chaleur boire des liquides chauds augmenter activité musculaire changer de posture pour réduire la surface corporelle exposée (croiser les bras)

38 Mécanismes de thermolyse = dissipation de chaleur Différents mécanismes pour la déperdition de chaleur : rayonnement conduction convection évaporation Chaque fois que T cent > normale : Centre hypothalamique de thermogenèse = inhibé Centre hypothalamique de thermolyse = activé. Ce qui peut engendrer plusieurs réactions :

39 1) Vasodilatation des artérioles cutanées (+ rôle de fréquence cardiaque qui ) Modulation des fibres nerveuses du SN Sympathique Stimulation des muscles lisses des artérioles de la peau Vasodilatation Sang chaud envahit les vaisseaux de la peau La chaleur se dissipe à la surface de la peau par rayonnement, conduction et convection

40 2) Augmentation de la transpiration T ext Stimulation des fibres nerveuses du SN sympathique Stimulation des glandes sudoripares : sueur Evaporation de la sueur : déperdition de chaleur Si taux dhumidité > 60% : problème pour transpirer. Déperdition de chaleur difficile

41 En plus : porter des vêtements amples, de couleurs claires, qui réfléchissent lénergie radiante et réduisent le gain de chaleur. On a moins chaud habillé que nu car la peau nue absorbe lénergie radiante du soleil. Rechercher un environnement frais Augmenter la convection (ventilateur) Diminuer la T ext (climatiseur)

42 Le coup de chaleur Si T ext Hyperthermie T cent Inhibition de lhypothalamus Mécanismes de régulation de chaleur = stoppés Vitesse du métabolisme Coup de chaleur Lésions cérébrales et possibilités dissue fatale. Immersion dans leau fraîche et prise de liquides et délectrolytes. Linsolation peut être le point de départ.

43 La fièvre Fièvre = hyperthermie contrôlée. Infection dans une région de lorganisme ou autres troubles (cancer, réaction allergique, traumatismes du SNC…). Libération de substances chimiques pyrogènes (IL1 et IL6) Action sur lhypothalamus qui libère des prostaglandines GB, cellules des tissus lésés, macrophages Les prostaglandines ajustent la valeur de référence du thermostat hypothalamique à une température > amenant ainsi lorganisme à mettre en marche des mécanismes de thermogenèse.

44 La fièvre (suite) Déperdition de chaleur à la surface corporelle, la peau devient froide et les frissons commencent à générer de la chaleur Augmentation de chaleur jusquà nouvelle valeur de référence. La nouvelle T cent est maintenue jusquà ce que le processus se renversent ou que les antibiotiques fassent effet. Vasoconstriction Le thermostat est alors réglé plus bas et les mécanismes de thermolyse se mettent en route : transpiration et peau rougit. Cela indique que la température descend.

45 La fièvre (suite) La fièvre est dangereuse si la valeur du thermostat est réglée trop haut. Risque de dénaturation des protéines. La fièvre en augmentant la vitesse du métabolisme, accélère la cicatrisation et semble inhiber la croissance bactérienne

46 HYPOTHERMIE Tcent < 35°C –diminution de la force musculaire –frisson +++ –diminution du métabolisme des agents pharmacologiques Tcent < 34°C –confusion mentale –perte de connaissance Tcent < 28°C –Bradycardie –arythmie –fibrillation ventriculaire ETIOLOGIES : –conditions extrêmes, anesthésie, sujet âgé, hypothyroïdie TRAITEMENT –Réchauffement progressif : perfusion –utilisation clinique : CEC

47 HYPERTHERMIE Tcent > 38°C maxi 43°C Coup de chaleur = perte de thermorégulation –réduction de la sudation –augmentation de Tcent –hypotension artérielle –abolition/diminution des réflexes –convulsions et mort cérébrale (Tcent >42°) ETIOLOGIE –Pathologie héréditaire –déshydratation –hyperthyroidie, infection,... TRAITEMENT –refroidissement progressif –réhydratation

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49 Fonctionnement de la boucle de thermorégulation 1 : centre intégrateur commandant tous les effecteurs (hypothalamus) 2 : centre intégrateur commandant une parties des effecteurs (Moelle épinière)


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