HH WC1: thermoregulatie

LOs

• De rol van water voor thermoregulatie en de begrippen soortelijke warmte en relatieve luchtvochtigheid uitleggen

• De verschillende manieren van uitwisseling van warmte via de huid met de omgeving benoemen en deze begrippen toelichten

• Werken met begrippen als homeothermie, poikilothermie, thermoneutrale zone, bovenste en onderste kritische temperatuur, endothermie en ectothermie

• De relatie tussen warmteproductie en warmte-afgifte uitleggen, gerelateerd aan de grootte van het dier

• De basismechanismen die een rol spelen bij de regulatie van de lichaamstemperatuur uitleggen en toepassen, o.a. tegenstroomprincipe, regulering van de huiddoorbloeding, pilomotoriek

• Onderscheid maken tussen koorts en hyperthermie

werkcollege

1) Thermoneutrale zone

a) Hoe staan de omgevingstemperatuur, lichaamstemperatuur en metabole snelheid met elkaar in verband? Wanneer spreek je van homeothermie en thermoneutrale zone? (Tip: teken een grafiek op het bord, groep 3 kan daarop aansluiten)

b) Welke thermoregulatiemechanismen kunnen actief zijn bij een dier in rust bij omgevingstemperaturen:

1) lager dan de Lower Critical Temperature (< LCT)

  • verlaging metabolisme

  • shivering & non-shivering

2) tussen de Lower en Upper Critical Temperature (LCT - UCT) -

  • thermo-neutrale zone dus alleen:

    • pylomotoriek

    • vasoconstrictie/dilatatie

3) boven de Upper Critical Temperature (> UCT)

  • evaporatie (penten/zweten)

c) Door welke factoren verschilt bij jonge dieren de breedte van de homeothermiezone met die van volwassen dieren?

  • dier is kleiner

    • → bigger SA:V → more loss

    • → minder water om water vast te houden

  • minder vet en minder dikke vacht?

d) De thermoregulatie ligt niet zozeer vast als dat deze afhankelijk is van de fysieke staat van een dier. Hoe zal bij onderstaande dieren de LCT en UCT zijn verplaatst, ten opzichte van een gezond volwassen dier van die soort? Leg uit.

- Een hond met obesitas: verschuif naar links (UCT en LCT lager). duurt langer voordat

- Een kat met linker hartfalen: UCT lager, LCT zelfde

- Een paard met hypothyreoïdie: meta processes langzamer → UCT en LCT hoger

- Een neonataal lammetje: LCT hoger (bc krijgt het sneller koud), UCT ongeveer gelijk

- Een hoogproductieve melkkoe: beide lager. UCT lager bc aan het produceren & LCT lager bc krijgt het minder snel koud

(Tip: maak een overzichtelijke tabel waarin met ++ of -- wordt aangegeven of de LCT en UCT hoger of lager ligt.)

2) Warmteoverdracht

- Bekijk ter inleiding op deze opdracht de video over de pinguïns op Bb.

Dieren die in groepen leven tonen in groepsverband gedrag dat te maken heeft met thermoregulatie.

a) Verklaar het gedrag van de pinguïns uit de video aan de hand van de verschillende manieren van warmteoverdracht.

  • incr conductie met elkaar → warmer

  • dcr oppervlak

Op heel warme zomerdagen kan het voorkomen dat je bij schapen hetzelfde gedrag waarneemt, dat ze in een groep dicht tegen elkaar gaan staan.

b) Hoe kun je dit gedrag van de schapen verklaren aan de hand van verschillende manieren van warmteoverdracht?

  • straling van belang

  • lager oppervlakte voor straling

c) Zou je adviseren om de schapen direct te scheren, als voor de volgende dagen extreem warme temperaturen (>40°C) worden voorspeld? Waarom wel of niet?

  • wel scheren als het echt warm is

3) Ectothermie

Ectotherme dieren zijn afhankelijk van hun omgeving voor lichaamswarmte.

a) Wat is een voordeel en een nadeel van ectothermie?

  • pros

    • hoeft niet met eigen meta lichaamstemp goed te houden → lagere energiebehoefte

  • cons

    • eigen activiteit is afhankelijk van bron van buiten

b) Teken in het figuur van groep 1 hoe de lijnen in de grafiek lopen die passen bij een poikilotherm ectotherm dier.

  • lichaamstemp incr met omgevingstemperatuur

  • meta stijgt met lichaamstemp

c) Op welke manieren kan een ectotherm dier zijn lichaamstemperatuur regelen? Welke gevolgen heeft dit voor de huisvesting (waar moet een terrarium voor een reptiel aan voldoen)?

  • huisvesting - een plek om warm

d) Kan een reptiel koorts krijgen?

  • nee heeft geen setpoint - maar:

  • kan een soort gedragsmatige koorts krijgen door op een warme plek te gaan liggen

4) Oververhitting hond

- Bekijk ter inleiding op deze opdracht de video op Bb.

- Als achtergrondinformatie kun je ook gebruik maken van het artikel op Bb.

a) Wanneer de omgevingstemperatuur stijgt tot boven de lichaamstemperatuur, op welke manier kan een dier dan warmte verliezen? De hond in de video is aan het hijgen/panten om zijn lichaamstemperatuur niet te hoog op te laten lopen.

  • zweten en panting

  • (vasodilatatie om warmte kwijt te raken maar heeft obv geen zit als omgeving warmer is. maar lichaam doet het reflexmatig ofzo?)

b) Van welke omgevingsfactoren hangt de efficiëntie van warmteverlies door verdamping af? Waardoor raakt de hond in de auto oververhit?

  • .

  • bij lagere temp kun je veel minder water? afgeven aan de lucht

  • bij hoge omgevingstemp heeft panten niet zo veel zin want dat werkt verkoelend doordat je de lucht opwarmt maar als de lucht al warm is kun je er niet veel hitte aan kwijt

c) Vergelijk respiratoire (hond) en cutane (paard) verdamping met elkaar. Welke vorm is de meest efficiënte manier om warmte te verliezen en waarom? (Tip: gebruik de grafiek in de powerpoint)

d) Welke behandeling zou je als dierenarts instellen, wanneer een eigenaar met een oververhitte hond (apathisch, sterk hijgend, droge tong, gedesoriënteerd) aankomt bij de dierenkliniek?

  • herstel

  • niet ijsbad bc removes vasodilatatie → dus kan zo geen hitte meer kwijt en dus alleen nog maar hijgen

e) Wat is de prognose voor deze oververhitte hond?

  • afhankelijk van blootstelling aan de hitte - hoe lang hoe heet etc

5) Acclimatisatie en inspanning

De circulatie transporteert O2 naar de weefsels toe en voert CO2 af. Daarnaast heeft de circulatie ook een belangrijke functie in het afvoeren van geproduceerde warmte naar de periferie, zodat deze aan de omgeving afgegeven kan worden.

a) Welk ‘conflict’ ontstaat er voor het circulatiestelsel bij langdurige zware inspanning in warme omstandigheden?

  • bloed naar spier bc sporten maar bc je hebt het warm dus vasodilatatie nog meer naar huid → minder circ volume?

Lees het kopje “Pathophysiology of heatstroke” uit het artikel op Bb.

b) Hittestress kan leiden tot Multiple Organ Dysfunction Syndrome, leg dit uit.

  • kan de schade opdelen in:

    • cellulaire schade

    • circulaire schade

  • op circ niveau:

    • when its sooo super hot dat lichaam alle bloedvaten open zet → bloed komt stil te liggen → hpoxie → endotheel schade → stollingscascade → niet genoeg SF to stol al het bloed → diffuus intravasale stolling

Een dier heeft ongeveer 10 tot 20 dagen nodig om te acclimatiseren om beter te kunnen presteren tijdens inspanning in warme omstandigheden.

c) Op welke manieren zou een dier zich kunnen aanpassen aan de warme omstandigheden?

  • groter slagvolume bc need less E to pump blood around (more efficient) → minder hitte produced