Homeostaza dobesedno pomeni »enako stanje« in se nanaša na procese zadrževanja notranjega okolja telesa v stabilnem stanju, medtem ko se zunanje okolje spreminja. Večina hormonskega sistema živčnega sistema je vključena v ohranjanje homeostaze, njihovo delovanje pa regulira hipotalamus v možganih. Vsi mehanizmi homeostaze delujejo na principu negativne povratne zanke, ki ohranja stalno vrednost. Negativna povratna zanka pomeni, da vsaka sprememba v sistemu, avtomatično povzroči zagon popravljalnega mehanizma, ki spremeni originalne spremembe in sistem pripelje na začetno točko (t.j. »normalno stanje«).

Eden od najpomembnejših primerov ohranjanja homeostaze pri ljudeh je regulacija telesne temperature.. Pri človeku je telesna temperatura nadzorovana s pomočjo termoregulacijskega centra v hipotalamusu, ki prejema signal iz dveh setov termoregulatorjev: receptorjev v hipotalamusu, ki sam nadzira temperaturo (t.i. temperaturo sredice, ang. set point) v krvi, ki prehaja preko možganov in receptorjev na koži, ki nadzirajo zunanjo temperaturo. Informacije vseh receptorjev so potrebne za primerne prilagoditve telesa. Termoregulacijski center pošilja impulze do različnih efektorjev, ki prilagodijo telesno temperaturo. Temperaturo sredice se običajno ohranja na 37,5 ± 0,5 °C.

Naš prvi odziv na spremembe temperature, t.j. toplejše ali hladnejše pogoje, je zavesten in prostovoljen – če nam je vroče, se lahko odločimo, da slečemo del oblačil ali se premaknemo v senco. Če nam je hladno, se oblečemo ali segrejemo prostor. Ko ti odzivi niso dovolj, se aktivira termoregulacijski center. Ta je del avtonomnega živčnega sistema, zato so ti odzivi neprostovoljni. Ko nam je prevroče se aktivira center za izgubo toplote v hipotalamusu; ko nam je prehladno pa center za ohranjanje toplote. Določeni odzivi na nizke temperature v resnici tvorijo toploto (t.i. termogeneza), medtem ko drugi samo ohranijo toploto. Podobno odzivi za ohlajanje telesa aktivno ohladijo telo, medtem ko drugi samo zmanjšajo proizvodnjo toplote ali prenesejo toploto do površine.

Literatura vezana na vročino datira v čas Hipokrata. Vročina ali pireksija opisuje povišanje telesne temperature, ki jo povzroči od citokinov povišanja temperature sredice v termoregulacijskem centru hipotalamusa. Vročina se konča, ko se stanje, ki povzroči povišanje temperature središča, odstrani. Vročina, ki jo regulira hipotalamus, temperature po navadi ne dvignejo nad 41°C, kar kaže, da gre za vzpostavljen termostatski varnostni mehanizem.

Pirogeni so eksogene ali endogene snovi, ki proizvajajo vročino. Eksogeni pirogeni v telo pridejo iz zunanjosti in vključujejo snovi, ki so produkti bakterij, bakterijski toksini ali celotni mikroorganizmi. Eksogeni pirogeni v gostiteljski celici sprožijo proizvodnjo mediatorjev, ki sprožijo vročino in se imenujejo endogeni pirogeni. Kot endogeni pirogeni delujejo: interlevkini-1, interlevkini-6 in tumor nekrozni dejavniki. To so kemični mediatorji, znani kot citokini. Gre za snovi, ki jih sintetizirajo številni tipi telesnih celic, vključno z endotelnimi celicami, epitelnimi celicami, limfociti, fibroblasti in monociti. Endogeni pirogeni zvišajo temperaturo sredice zvišajo. Ta učinek mediira lokalna sinteza in sproščanje prostaglandinov E₂ (PGE₂). PGE₂ so presnovki arahindronske kisline (intermembranske maščobne kisline), ki se vežejo na receptorje hipotalamusa. To preko sekundarnega prenašalca cikličnega adenozin monofosfaza (cAMP), sproži spremembe temperature sredice hipotalamusa. Kot odziv na povečanje temperature sredice, hipotalamus sproži drgetanje in vazokonstrikcijo, ki povišata temperaturo telesa na novo temperaturo sredice, vzpostavi se stanje vročine.

Metode za zdravljenje vročine se osredotočajo na modifikacije zunanjega okolja, kjer se skuša povečati prenos toplote iz notranjega v zunanje okolje, podpirati hiperpresnovno stanje, ki spremlja vročino, zaščiti občutljive organe in organske sisteme ter zdraviti okužbo oz. stanje, ki vročino povzroča. Vročina je po navadi manifestacija bolezenskega stanja, zato je zelo pomembno, da se najde vzrok zanjo. Npr. vročina, ki jo povzročijo infektivne bolezni zahtevajo zdravljenje z antibiotiki, medtem ko je za zdravljenje vročine, ki jo povzročijo neinfektivna vnetna stanja, dovolj zgolj simptomatsko zdravljenje. Modifikacije okolja zagotavljajo, da temperature okolja spodbudijo prenos toplote stran od telesa. Da se poveča izgube toplote s pomočjo evaporacije, so primerne peneče kopeli z mlačno vodo ali alkoholne raztopine. Še večji učinek hlajenja se doseže s pomočjo hladilnih pripravkov, ki spodbudi prevajanje toplote od telesa. Nega mora vsebovati metode ohlajanja, ki ne spodbudijo vazokonstrikcije in drgetanja, saj ti zmanjšajo izgubo toploto in povečajo njeno proizvodnjo.

Za spodbujanje hiperpresnovnega stanja ter preprečevanje razgradnje tkiva, je potrebno zagotavljati zadostne količine tekočine in  zadostne količine enostavnih ogljikovih hidratov. Dodatne količine tekočine so potrebne za znojenje in vzpostavljanja ravnotežja izgub vode v pljučih, ki spremljajo povečano hitrost dihanja.  Tekočina je prav tako potrebna za ohranjanje zadostnega volumna krvi za prenos toplote do površine kože. Protipiretična zdravila, npr. aspirin in acetaminofen, se pogosto uporabljajo za zmanjšanje nelagodja, ki ga povzroča vročina in zaščitijo občutljive organe, npr. možgane, pred ekstremnimi povišanji telesne temperature.

HIPERTERMIJA opisuje povišano telesno temperaturo, ki se pojavi ob spremembi temperature sredice v termoregulacijskem centru hipotalamusa. Pojavi se, ko so termoregulacijski mehanizmi preobremenjeni s proizvodnjo vročine, prekomerno toploto okolja ali oslabljenim odvajanjem toplote. Hipertermija vključuje več stopenjskih stanj: vročinske krče, vročinsko izčrpanost in vročinsko kap. Maligna hipertermija pa je redko genetsko stanje, ki je povezano z anestetiki, ki pri posameznikih sprožijo hipertermijo. Vročino in hipertermijo lahko sprožijo tudi odzivi na zdravila.

Vročinski krči so počasni, boleči krči skeletnih mišic, ki se pojavijo v mišicah, ki so najpogosteje aktivne. Ti krči trajajo od 1 do 3 minut. Krči so posledica izgube soli, ko se tekočina izloči preko znojenja in nadomesti samo z vodo (brez soli). Mišice so mehke, koža je vlažna. Temperatura telesa je lahko normalno ali le rahlo povišana. Zdravljenje zajema uživanje solne raztopine (komercialno dostopna raztopina elektrolitov ali 1 čajna žlička soli v 500 ml vode), raztezanje mišic in počitek v ohlajenem okolju. Ker je absorpcija počasna in nepredvidljiva, se solne tablete ne priporočajo. Prav tako te tablete pogosto dražijo želodec, povzročajo bruhanje in možganski endem.

Vročinska izčrpanost je povezana z izgubo soli in vode, ki sta posledica večjih naporih v vročem okolju. Simptomi vključujejo: žejo, utrujenost, slabost, oligurijo, omotičenost in končno delirij. Hiperventilacija v povezavi z vročinsko izčrpanostjo lahko dodatno prispeva k vročinskim krčem in tetaniji, ki jo povzroči dihalna alkaloza. Koža je vlažna, rektalna temperatura je običajno višja od 37,8°C, toda nižja od 40°C. Hitrost bitja srca je večja, običajno za več kot polovico hitrosti, ki je sicer značilna za stanje mirovanja. Zdravljenje poteka v ohlajenem okolju, pri tem se zagotavlja zadostno hidratacijo in nadomeščanje soli. Ko ni mogoče zagotoviti zadostnih vnosov tekočine, se slednja dodaja intravenozno. Pri vročinski izčrpanosti, ki je posledica pomanjkanja vnosa tekočine, je slednjo potrebno vnašati počasi, da ne pride do zapletov, ki vodijo do možganskega endema in celo smrti.

Vročinska kap je resna, življenjsko ogrožajoča odpoved termoregulacijskih mehanizmov, ki se izraža v povečanem dvigu telesne temperature – temperatura telesa je višja od 40°C, pride do izostanka znojenja ter izgube zavesti. Tveganje za vročinsko kap kot odziv na toplotni stres je povečano pri določenih stanjih (npr. alkoholizmu, debelosti, sladkorni bolezni in kroničnih srčnih ali mentalnih boleznih) in uporabi drog oz. zdravil  (npr. alkoholu, antiholinergikih, β-blokatorji ali triciklični antidepresanti), ki preprečijo vazodilatacijo in znojenje.
Patofiziologija vročinske kapi naj bi bila neposreden učinek vročine na telesne celice in sprostitev citokinov (npr. interlevkinov, tumor nekroznih dejavnikov in interferonu) iz endotelnih celic izpostavljenim toplotnemu stresu, levkocitov in epitelnih celic, ki varujejo pred poškodbami tkiva. Končni izhod je kombinacija lokalnih in sistemskih vnetnih odzivov, ki lahko npr. povzročijo motnjo delovanja različnih organov ali celo njihovo odpoved ali encefalijo.
Simptomi vročinske kapi se najpogosteje pojavijo poleti in običajno prizadenejo atlete in delavce, ki so izpostavljeni okolju z visokimi temperaturami. Simptomi vključujejo: tahikardijo, hiperventilacijo, vrtoglavico, občutek šibkosti, čustveno labilnost, slabost in bruhanje, zmedenost, delirij, zamegljen vid, krče in celo komo. Koža je vroča in običajno suha. Sprva je krvni pritisk povišan, nato pa se pojavi hipotenzija. Pri stanju je pomembna hitra prepoznava stanja in takojšnje zdravljenje, ki zmanjša obolevnost in smrtnost, ki sta povezani s poškodbami celic, zaradi neposrednega učinka toplote in delovanja citokinov. Zdravljenje vključuje takojšnje zniževanje temperature sredice. Nega bolnika mora potekati na način, da metode za ohlajevanje ne povzročijo vazokonstrikcije ali tresenja, ki bi zmanjšala hitrost ohlajanja ali sprožila proizvodnjo toplote. Ena od metod npr.  vključuje potopitev bolnika v hladno vodo ali dodajanje ledenih kock v vodo, v kateri se nahaja bolnik.

Da bi stanja povezana z zvišano  telesno temperaturo preprečili:

1. Pitje zadostnih količin hladne tekočine, pri tem je najprimernejša izbira voda brez sladil, saj sladkor še dodatno poveča dehidracijo.
2. Hitro lahko telo ohladite tako da pojeste ledene kocke – te ne le ohladijo, pač pa tudi hidratirajo telo.
3. Stuširajte se s hladno vodo – tuširanje predstavlja učinkovit način za zniževanje telesne temperature zlasti pri osebah, ki imajo večje tveganje za vročinsko kap. In še namig: če boste ohladili lobanjo, boste še hitreje ohladili celotno telo.
4. Namestite hladne obkladke po telesu – najučinkovitejša mesta za hitro ohlajanje telesa predstavljajo: vrat, pazduhe, hrbet in dimlje.
5. Sprostite se v klimatiziranih prostorih. Če vaš dom nima klimatskih naprav, se večkrat stuširajte, da preprečite pregrevanje telesa.
6. V primeru vročine vzemite zdravila za zniževanje telesne temperature, npr. aspirin in acetaminofen – seveda v skladu z navodili proizvajalca in če je to potrebno po posvetu z osebnim zdravnikom (zlasti pri občutljivejših skupinah, npr. otrocih).
7. Spremenite svoj način življenja – izogibajte se ekstremnim aktivnostim in v vročih mesecih raje izberite manj zahtevne športe, npr. hojo in kolesarjenje. Če res želite ohranjati intenziteto vadbe, pa ne pozabite na redne in pogoste premore.
8. Izbirajte svetla oblačila, ki niso preveč oprijeta – pomembno je, da vaša oblačila omogočajo kroženje zraka, saj se boste na ta način lažje ohladili, prav tako pa boste zaščiteni pred nevarnimi sončnimi žarki.
9. Izogibajte se začinjene in z maščobami nasičene hrane, saj ta poviša hitrost presnove, kar posledično vpliva na povišanje celotne temperature telesa.
10. Na soncu uporabljajte zaščitno kremo, da se izognete sončnim opeklinam, saj se telo ob prekomerni pregretosti telesa, težje regenerira.
11. Izogibajte se prekomerno segretim prostorom, npr. avtom in nikoli ne puščajte druge osebe, otroka ali hišnih ljubljenčkov v takem prostoru, četudi le za kratek čas.

HIPOTERMIJA je definirana z bazalno temperaturo, ki je nižja od 35°C. Do hipotermije ali podhladitve lahko pride spontano, ko se temperatura sredice telesa ohladi. To se najpogosteje zgodi v hladnem okolju ali pa v povezavi z akutnimi težavami, kjer niso prisotne primarne motnje povezane s temperaturno-regulacijskim centrom. Nadzorovana hipotermija se lahko uporablja pri določenih operacijah, kjer se na ta način zniža hitrost presnove. Veliko tveganje za podhladitev imajo novorojenčki, kar je povezano z njihovim razmerjem med površino in volumnom mase. Starejše in neaktivne osebe, ki živijo v premalo ogrevanih prostorih, imajo prav tako večje tveganje za pojav hipotermije. Pri oseba, ki so podhranjene, pogosto pride do stanja, ko v telesu ni več goriva, ki bi ga telo lahko uporabilo za segrevanje telesa.

Znaki in simptomi hipotermije vključujejo slabšo koordinacijo, nenavaden govor, slabšo presojo, amnezijo, halucinacije, pomodrelost kože, nižjo hitrost dihanja, šibkejši in nereden pulz itd. Pri blagih oblikah hipotermij (34-35°C) drgetanje povzroči tvorbo toplote, povečana aktivnost živčnega sistema pa omeji nižanje temperature. Žile se skrčijo, bitje srca se pospeši, pogosta je hiperventilacija. V nekaj urah se pojavi dehidracija in poviša hemotokrit. Pri naprednejši hipotermiji (30-34°C) se drgetanje zmanjšuje, mišice pa postajajo vse bolj rigidne, toge. Pri 27°C se drgetanje popolnoma zaustavi. Zniža se hitrost bitja srca, krvni pritisk pade. Znižata se tudi hitrost presnove in hitrost izmenjave dihalnih plinov.

Zdravljenje vključuje segrevanje telesa, podporo vitalnim organom in njihovim funkcijam ter preprečitev pojava zapletov. Metode za ponovno segrevanje telesa so: pasivno segrevanje, aktivno totalno segrevanj in aktivno segrevanje temperature središča. Pri pasivnem segrevanju gre za odstranitev osebe iz hladnega okolja, osebo pokrijemo z odejo in zagotovimo toplo tekočino (to se doda oralno ali intravenozno). Pri aktivnem totalnem segrevanju osebo potopimo v toplo vodo ali na segreta tla, lahko pa segrete steklenice položimo na osebo, vključno z okončinami. Pri zadnji aktivni obliki segrevanja, se najprej segreje trup, pri čemer se, dokler se srce ne segreje, za nekaj časa odmisli okončine. Pasivna metoda je dovolj za osebe z blago obliko hipotermije, pri naprednejših oblikah pa je potrebno aktivno zagotavljanje toplote.

Preventivna dejanja pred pojavom stanj povezanimi s prenizko telesno temperaturo vključujejo:

• Uživajte zadostne in redne obroke ter zaužijte dovolj tekočine.
• Izogibajte se pitju alkohola in kofeina ter uživanju večjih količin sladkorja, ki se lahko izražajo v dodatnih izgubah tekočin.
• Zadržujte se v bližini toplih virov, če so temperature okolja nizke. Če ste na prostem izpostavljeni nizkim temperaturam, najprej poiščite zavetje. Najboljša izbira je seveda topel prostor v hiši, če sto ni mogoče, lahko zavetje poiščete ob večjih objektih, ki vas vsaj delno ščitijo pred vetrom.
• Odstranite mokra oblačila in oblecite suha, če je to le mogoče. Oblecite se večplastno, pri tem ne pozabite na glavo in vrat.
• Da preprečite izsušitev kože in ustnic uporabljajte negovalne kreme in zaščitne balzame.
• Zanesite se stik kože. Če ne morete v zavetje, se tesno stisnite skupaj z drugo osebo pod skupno odejo ali oblačila. To velja za najbolj učinkovit in najhitrejši način za stabilizacijo in dvig telesne temperature.
• Najprej segrevajte osrednji del telesa. Čeprav se okončine (prsti, stopala, dlani) ohladijo najhitreje, boste imeli večji problem, če se bo znižala temperatura sredice, ki omogoča normalno delovanje srca. Najlažji način ohranjanja temperature je, da se usedete na tla in telo postavite v položaj fetusa, pri tem dlani držite pod pazduhami ali med stegni.

Ohranjanja stalne telesne temperature niso sposobni vsi živalski organizmi, pač pa je to bolj posebnost sesalcev in ptičev. Ostali organizmi (npr. plazilci, dvoživke) stalne telesne temperature ne morejo ohranjati, njihova temperatura telesa je odvisna od temperature okolja. Kljub temu, da imamo mehanizme za ohranjanje stalne telesne temperature, je potrebno skozi vse letne čase misliti na primerna oblačila, ki v poletnih mesecih pomagajo pri hlajenju, v zimskih pa pri segrevanju telesa. Vsaka večja sprememba telesne temperature lahko namreč vodi v nepopravljiva stanja, ki lahko v najslabših primerih privedejo celo do smrti.

Avtorica: Mojca Strgar, dipl. biol. (UN)

Literatura:

• http://www.biologymad.com/resources/a2%20homeostasis.pdf
• http://www.uphsl.edu.ph/library/ebooks/Medical/Pathophysiology%207ed/Ch10_Alteration%20in%20Temp%20Regulation.pdf
• http://www.healthline.com/health/extreme-temperature-safety#extreme-cold-temperatures3

http://www.wikihow.com/Drop-Your-Core-Temperature