Thermoregulatie Flashcards

Thermoregulatie

• Thermoregulatie is essentieel voor het handhaven van een constante lichaamstemperatuur.

• Het lichaam moet warmte kunnen afgeven om oververhitting te voorkomen.

Voorbeelden:

• Ironman Hawaï: 35-40°C met een luchtvochtigheid > 80%. (vochtigheidsgraad hoger = slechter)

• Autoraces: Extreme hitte in de bolide (> 60°C). (weinig water = bloed dikker —> warmte blijft = overhitten)

• Tour du Ski: Zeer droge en koude omgeving (-10 - -20°C).

Algemene Begrippen

Normale Lichaamstemperatuur

• Mens is homeotherm: stabiele lichaamstemperatuur tussen de $36,5$ en $37,5°C$.

• Tijdens inspanning kan de lichaamstemperatuur stijgen tot > $40°C$ zonder koortssymptomen.

• Kerntemperatuur:

  • Temperatuur van de hypothalamus.

  • Centrum voor thermoregulatie.

  • Heeft dezelfde temperatuur als het grootste deel van de kern van het lichaam.

Omgevings- vs. Lichaamstemperatuur

• Kerntemperatuur en gevolgen:

  • $41,5 – 44°C$: Hersenschade, geen thermoregulatie meer, hitteslag.

  • $39 - 41°C$: Extreme inspanningen en koorts.

  • $36 – 38°C$: Normaal.

  • $34 – 36°C$: Intensief rillen – slechte coördinatie.

  • $32 – 34°C$: Zeer hevig/ongecontroleerd rillen – slecht spreken en denken.

  • $30 – 32°C$: Minder bibberen – plotse ongecontroleerde bewegingen.

  • $28 – 30°C$: Stramme spieren - bewustzijnsverlies.

  • < $28°C$: Bewustzijnsverlies en onderste limiet voor overleven.

Temperatuur Homeostase

• Thermoregulatie centrum: hypothalamus

• Receptoren:

  • Hypothalamus

  • Periferie (huid): Meer receptoren in de lippen dan in de rug.

• Receptor —> ruggenmerg —> hypothalamus —> temperatuur.

Koude aanpassing:

Warmteproductie:

• Stimuleren van het beefcentrum (rillen veroorzaken).

• Stimuleren vrijzetting noradrenaline.

• Stimuleren vetoxidatie.

Warmteafgifte:

• Vasoconstrictie (VC = minder bloed) onderhuidse bloedvaten.

• Vasodilatatie (VD = meer bloed) bloedvaten handen en voeten.

• Haar op de huid staat recht

Warmte aanpassing:

Warmteafgifte:

• Stimuleren zweetproductie.

• Vasodilatatie (VD = meer bloed) onderhuidse bloedvaten.

Warmte-evenwicht tijdens inspanning beinvloed door:

• Metabole warmteproductie.

• Convectie.

• Conductie.

• Radiatie.

• Evaporatie.

Formule Warmte-evenwicht

• $S = M – E +/- Cv +/- Cd +/- R$

  • S = warmte accumulatie in het lichaam

  • M = metabole warmte productie

  • E = warmte afgifte door evaporatie

  • Cv = warmte acc of afgifte door convectie

  • Cd = warmte acc of afgifte door conductie

  • R = warmte acc of afgifte door radiatie

Warmteproductie tijdens inspanning

• Mechanisch rendement spieren: 70% warmte, 30% arbeid.

• Warmteproductie in de spieren tot 100x groter dan in rust.

• Zonder warmteafgifte zou de lichaamstemperatuur bij inspanning met $0,2°C/min$ stijgen, wat leidt tot oververhitting na 15-20 minuten.

Warmte-afgifte tijdens inspanning

Evaporatie

• In rust is evaporatie verantwoordelijk voor 25% van de warmteafgifte.

• Tijdens inspanning is het het belangrijkste afkoelmechanisme.

• Niet geacclimatiseerd: 1,5 l/uur.

• Geacclimatiseerd (efficienter geworden): tot > 3,5 l/uur.

• Hoge luchtvochtigheid vermindert de effectiviteit van evaporatie. (verdamping van zweet)

• Ventilatie is belangrijk om een gesatureerd microklimaat te voorkomen.

Respiratio Insensibilis

• Onvoelbare vochtverdamping.

• Diffusie via de huid door Anterior Hypothalamus.

• Tot 600 ml/24 uur.

• Een gevaar bij inspanningen in een koude/droge omgeving. (vochtverlies zonder dat je merkt)

Convectie

• Overdracht/geleiding van warmte tussen het lichaam en lucht of water.

• Snelheid is afhankelijk van de temperatuur gradiënt.

• Bij kamertemperatuur is convectie verantwoordelijk voor +/- 10% van de warmteafgifte.

• Ventilatie heeft een windkoelingsfactor. (Ventilatie verhoogt de snelheid van warmteoverdracht tussen lichaam en omgeving), waardoor lichaam sneller afkoeld.

Radiatie

• Opname/afgifte van warmte via elektromagnetische straling (UV, zichtbaar licht en infrarood).

• In rust is radiatie verantwoordelijk voor +/- 60% van de warmteafgifte.

• Omgevingstemperatuur vs huidtemperatuur

• Sterk afhankelijk van:

  • Lichaamshouding (blootgesteld oppervlak).

  • Positie van de zon.

  • Kleur van de huid.

Conductie

• Directe geleiding van de lichaamswarmte naar een voorwerp waarmee het in contact staat.

• Warm naar koud.

• Verwaarloosbaar.(super klein)

Inspanningen in een Warme Omgeving

• Stijging van de lichaamstemperatuur.

• Hypertone dehydratatie.

• Cardiovasculaire (CV) effecten.

• Risico’s bij oververhitting en dehydratatie.

• Acclimatisatie aan warmte.

Stijging van de Lichaamstemperatuur

• Zelfs in een windstille omgeving met een temperatuur > $50°C$ blijft de lichaamstemperatuur constant.

• Bij inspanning is er steeds een positieve warmtebalans, afhankelijk van de intensiteit.

Aard van Dehydratatie Tijdens Inspanning

• Evaporatie (zweten) is zeer efficiënt om af te koelen.

• Temperatuur homeostase gaat ten koste van de vochtbalans.

• Zweetproductie is afhankelijk van:

  • Intensiteit van inspanning.

  • Temperatuur en vochtigheid van de omgeving.

  • Getraindheid.

  • Mate van acclimatisatie.

    ==> 1,5 à 4 l/uur

• Hypotoon vochtverlies leidt zonder te drinken tot hypertone dehydratatie.

• Dorstgevoel treedt op bij een dehydratatiegraad van 1% van het lichaamsgewicht.

• Prestatievermogen vermindert vanaf een gewichtsverlies van 1,5 – 2% door vochtverlies.

Cardiovasculaire Effecten van Dehydratatie

• Zweten —> Plasma Volume daalt = veneuze terugvloei naar het hart + Slag Volume (bij submax insp, Hartfrequentie stijgt)

• Bij max inspaning = (Q) maximale hoeveelheid bloed /per minuut daalt + < perifere weerstand krijgt meer bloed —> Bloeddruk en $O_2$ toevoer naar de spieren daalt

• Qmax=22l —> 5l (17l naar de spieren)

• In een warme omgeving huid 3-4l —> 13-14l voor de spieren.

• Q is te klein door < perifere weerstand.

• Bloeddruk leidt tot bewusteloos

1. Zweten en Daling Plasma Volume: Wanneer je zweet, verlies je vocht. Dit vocht komt uit je bloedplasma, waardoor het plasmavolume daalt. Een lager plasmavolume betekent minder bloedvolume.

2. Veneuze Terugvloei en Slagvolume: Een verminderd bloedvolume beïnvloedt de veneuze terugvloei, de hoeveelheid bloed die terugkeert naar het hart. Omdat er minder bloed is om terug te pompen, daalt de veneuze terugvloei. Dit leidt tot een afname van het slagvolume, de hoeveelheid bloed die het hart per slag kan uitpompen. Bij submaximale inspanning probeert het lichaam dit te compenseren door de hartfrequentie te verhogen.

3. Maximale Inspanning en Cardiale Output (Q): Tijdens maximale inspanning daalt de maximale hoeveelheid bloed die het hart per minuut kan leveren (cardiale output of Q). Tegelijkertijd verwijden de bloedvaten in de huid (perifere vasodilatatie) om warmte af te voeren. Dit betekent dat er relatief minder bloed beschikbaar is voor de spieren, waardoor de bloeddruk en de zuurstoftoevoer naar de spieren afnemen.

4. Bloedverdeling: In een warme omgeving verschuift de bloedverdeling. Normaal gaat bijvoorbeeld 17 liter bloed per minuut naar de spieren bij maximale inspanning (van een totale Q van 22 liter, waarbij 5 liter overblijft voor andere functies). In een warme omgeving kan er 3-4 liter bloed naar de huid gaan voor warmteafvoer, waardoor er slechts 13-14 liter overblijft voor de spieren.

5. Gevolgen van Verminderde Cardiale Output: Doordat de perifere weerstand afneemt (meer bloed naar de huid) en de cardiale output (Q) te klein is, kan de bloeddruk dalen. Dit kan leiden tot duizeligheid en in extreme gevallen tot bewustzijnsverlies, omdat de hersenen niet voldoende zuurstof krijgen.

Risico’s bij Oververhitting en Dehydratatie

• Beter voorkomen dan genezen!

• Opletten met bepaalde medicatie die de warmteproductie kan verhogen.

• Spierkrampen: door een verstoring in de Na/K balans.

  • Oplossing = zout supplementatie (ORS).

• ! Hitte uitputting en shock.

Hitte Uitputting en Shock vs. Zonneslag

• Hitte uitputting/shock:

  • Bloeddruk daalt door Q (die daalt) en perifere weerstand stijgt.

  • Symptomen:

    • Snelle, zwakke pols.

    • Duizelig tot bewustzijnsverlies.

    • Lage bloeddruk.

    • Overdadig zweten.

    • Lich. temp licht verhoogd —> < $39,5°C$.

    • Desoriëntatie.

  • Behandeling:

    • Stop met de inspanning.

    • Rehydratatie (drinken of intraveneus) + opzoeken van een koele omgeving.

• Zonneslag:

  • Falen van de thermoregulatie door oververhitting van de hersenen.

  • EXCESSIEF stijgen van de lichaamstemperatuur < $41,5°C$, met hartfalen en vochtophoping in de hersenen tot gevolg.

  • Symptomen:

    • Zeer hoge lich. temp.

    • Warme en droge huid.

    • Bewustzijnsverwarring tot bewustzijnsverlies.

    • Beperkte zweetproductie.

  • Behandeling:

    • Externe koeling: lauw water + koude lucht.

    • Ijs in de nek, oksels en thorax.

Acclimatisatie aan Warmte

• Noodzakelijk voor het presteren in de warmte.

• 5-10 dagen intens trainen bij temperaturen > $30°C$.

• Zweetproductie min 500ml/h

• Aclimatisatie is omgevingsspecifiek (warm-droog vs warm-nat).

Cardiovasculaire Aanpassingen door Efficiënte Thermoregulatie

• zweetdrempel daalt —> voorkomt het vroegtijdig stijgen van des LT

• zweetproductie stijgt —> grotere warmteafgifte door evaporatie

• bloedvolume stijgt —> behoud Q + Bloeddruk tijdens inspanning

• doorbloeding daalt van de huid—> hierdoor wordt de warmteafgifte naar de omgeving verminderd, wat helpt om de interne lichaamstemperatuur te reguleren en oververhitting tijdens intensieve inspanning te voorkomen.

• Afname van de zoutconcentratie in het zweet

Inspanningen in een Koude Omgeving

• Opletten voor te warm kleden, laat evaporatie toe - tip: laagjes

• Gevaren bij foute kledij in de koude:

  • Bevriezen van lichaamsdelen

  • dalen van grootmotorische coördinatie (rillen)

  • dalen van kleinmotorische vaardigheden (verdoving van de gevoelsreceptoren in de handen)

Fysiologische Aanpassingen aan Inspanningen in de Koude

• inspanningscapaciteit daalt —> door groter warmteverlies

• Daling van de huiddoorbloeding —> VD = meer bloed

• < vet, > glycogeen verbranding, > lactaatproductie

• Lagere Hartfrequentie bij submax inspanningen

• Minder spierkracht – minder E in de activiteit

• !! ZWEMMEN: zeer afhankelijk van de watertemp. Cd 25x sneller in water dan in lucht

• Natuurlijke isolatie = VET! (Vb. kanaalzwemmers: hoog %vet, vet smeren, thermisch pak)

VD → vasodilatatie = meer bloed

VC → vasoconstrictie = minder bloed

Lichaam is nooit 100% doorbloed → bepaalde lichaamssystemen uit
Zweetklieren → bepaalde regio’s → getest door plakkertjes

veel zweet ⇒ meer water dan zout

weinig zweet ⇒ meer zouten dan water