L'uomo e l'ambiente: scambio energetico e temperatura corporea

L'UOMO E L'AMBIENTE: SCAMBIO ENERGETICO E TEMPERATURA CORPOREA

Il tessuto corporeo, è un buon isolante. Quando l'ambiente è caldo, la temperatura interna del corpo è mantenuta pressoché uniforme. Proprio perché i tessuti del corpo sono cattivi conduttori del calore, la parte più interna del corpo può essere mantenuta calda anche in un ambiente freddo. Si supponga che in un tempo Dt una persona faccia un lavoro meccanico L; generalmente del calore viene disperso dal corpo nell'ambiente, per cui Q è negativo. Questo calore può essere misurato determinando il calore che può essere sottratto per mantenere costante la temperatura in una stanza dove la persona sta lavorando.In principio la variazione dell'energia interna DU sarà data daDU=Q-L

Dividendo per Dt, questa relazione viene espressa in termini di potenza, cioè di variazione di energia per quantità di tempo: (DU/Dt)=(Q/Dt)=(DL/Dt).

Gli animali a sangue caldo controllano la loro temperatura corporea regolando il rilascio di calore dal loro corpo. lo scopo principale del meccanismo di regolazione della temperatura è quello di mantenere gli organi vitali ed i muscoli ad una temperatura vicina al valore ottimale. Poiché le perdite di calore si verificano sia alla superficie del corpo sia con il rilascio di vapore acqueo dai polmoni, l'obbiettivo è quello di regolare il flusso termico dagli organi e dai muscoli verso i polmoni e la superficie del corpo. Il flusso sanguigno trasporta il calore dalle zone interne del corpo a quelle esterne. Inoltre l'ipotalamo, il termostato del corpo, è sensibile alla temperatura del sangue e, in base ad essa, controlla il sistema agendo in modo da mantenersi ad una temperatura pressoché costante. La sorgente del calore corporeo è il metabolismo de cibo. In dipendenza dalla temperatura dell'aria e dagli indumenti indossati, il calore generato può essere utilizzato per compensare alle perdite dovute alla convezione e all'irraggiamento, oppure può essere smaltito all'esterno del corpo.

Per aumentare la temperatura il corpo riduce il flusso ematico nei capillari più vicina alla superficie della pelle. Il tessuto molle è un cattivo conduttore del calore, quindi con questo meccanismo le perdite di calore si riducono efficacemente. Per aumentare l'isolamento gli animali drizzano il pelo in modo da aumentare lo spessore; infine la produzione di calore può essere aumentata mediante il tremito.

Il corpo iene raffreddato per convezione e irraggiamento dalla pelle e per evaporazione del sudore dalla stessa pelle (traspirazione) e di acqua dai polmoni. Se la temperatura interna cominci a crescere, il corpo comincia ad aumentare il flusso ematico vicino alla pelle per aumentare le perdite di calore per convezione ed irraggiamento e usa il meccanismo di dissipazione del calore per evaporazione. Quindi il flusso di calore prodotto da metabolismo è dato dalla somma dei flussi di calore dissipati per convezione, irraggiamento traspirazione e per evaporazione nei polmoni.