Enerji ve Isı Dengesi
Vücut, termoregülasyon adı verilen bir süreçle vücut sıcaklığını sıkı bir şekilde düzenler; bu süreçte vücut, çevredeki sıcaklık çok farklı olsa bile sıcaklığını belirli sınırlar içinde tutabilir. Vücudun çekirdek sıcaklığı 36,5-37,5 °C civarında sabit kalır. Vücuttaki hücreler tarafından ATP üretimi sürecinde, üretilen enerjinin yaklaşık yüzde 60'ı vücut ısısını korumak için kullanılan ısı şeklindedir. Termoregülasyon, negatif geri bildirime bir örnektir.
Beyindeki hipotalamus, vücudun çekirdek sıcaklığını düzenlemek için bir termostat gibi çalışan ana şalterdir (aşağıdaki şekil). Sıcaklık çok yüksekse, hipotalamus sıcaklığı düşürmek için çeşitli süreçler başlatabilir. Bunlar arasında, ısının deri yoluyla dağılmasını sağlamak için kanın vücut yüzeyine dolaşımını artırmak ve yüzeyini soğutmak için derideki suyun buharlaşmasını sağlamak üzere terlemeyi başlatmak yer alır. Tersine, sıcaklık ayarlanan çekirdek sıcaklığının altına düşerse, hipotalamus ısı üretmek için titremeyi başlatabilir. Vücut daha fazla enerji kullanır ve daha fazla ısı üretir. Ayrıca, tiroid hormonu vücuttaki hücreler tarafından daha fazla enerji kullanımını ve ısı üretimini uyaracaktır. Vücut, çekirdek sıcaklığını korumak için enerji harcamadığında veya salmadığında bir ortamın termonötr olduğu söylenir. Çıplak bir insan için bu, yaklaşık 84 °F'lik bir ortam hava sıcaklığıdır. Sıcaklık daha yüksekse, örneğin kıyafet giyildiğinde, vücut soğutma mekanizmalarıyla bunu telafi eder. Vücut, ısı alışverişi mekanizmaları yoluyla ısı kaybeder.
Isı Alışverişi Mekanizmaları
Ortam termonötr olmadığında, vücut homeostazı korumak için dört ısı değişim mekanizması kullanır: iletim, konveksiyon, radyasyon ve buharlaşma. Bu mekanizmaların her biri, ısının daha yüksek bir konsantrasyondan daha düşük bir konsantrasyona akma özelliğine dayanır; bu nedenle, ısı alışverişi mekanizmalarının her birinin hızı, ortamın sıcaklığına ve koşullarına göre değişir.
İletim, birbiriyle doğrudan temas halinde olan iki nesne tarafından ısı transferidir. Cilt soğuk veya sıcak bir nesne ile temas ettiğinde ortaya çıkar. Örneğin, bir bardak buzlu suyu tutarken, cildinizden gelen ısı bardağı ısıtacak ve böylece buzu eritecektir. Alternatif olarak, soğuk bir günde soğuk ellerinizi sıcak bir fincan kahvenin etrafına sararak ısınabilirsiniz. Vücut ısısının sadece yaklaşık yüzde 3'ü iletim yoluyla kaybedilir.
Konveksiyon, ısının cildi çevreleyen havaya aktarılmasıdır. Isınan hava vücuttan yukarı doğru yükselir ve ardından ısınan hava yerini soğuk havaya bırakır. Konveksiyon su içinde de gerçekleşebilir. Su sıcaklığı vücudun sıcaklığından daha düşük olduğunda, vücut cilde en yakın suyu ısıtarak ısı kaybeder ve bu su daha soğuk suyla yer değiştirmek üzere uzaklaşır. Sıcaklık değişimlerinin yarattığı konveksiyon akımları vücuttan ısıyı, vücudun yerine koyabileceğinden daha hızlı bir şekilde çekmeye devam ederek hipertermiye neden olur. Vücut ısısının yaklaşık yüzde 15'i konveksiyon yoluyla kaybedilir.
Radyasyon, ısının kızılötesi dalgalar yoluyla aktarılmasıdır. Bu, sıcaklıkları farklı olduğunda herhangi iki nesne arasında gerçekleşir. Bir radyatör, radyant ısı yoluyla bir odayı ısıtabilir. Güneşli bir günde, güneşten gelen radyasyon cildi ısıtır. Aynı prensip vücuttan çevreye doğru da işler. Vücut tarafından kaybedilen ısının yaklaşık yüzde 60'ı radyasyon yoluyla kaybedilir.
Buharlaşma, suyun buharlaşması yoluyla ısı transferidir. Bir su molekülünün sıvıdan gaza dönüşmesi büyük miktarda enerji gerektirdiğinden, buharlaşan su (ter şeklinde) deriden büyük miktarda enerji alır. Ancak buharlaşmanın gerçekleşme hızı bağıl neme bağlıdır; düşük nemli ortamlarda daha fazla ter buharlaşır. Terleme, egzersiz sırasında vücudu soğutmanın birincil yoludur; dinlenme sırasında ise vücut tarafından kaybedilen ısının yaklaşık yüzde 20'si buharlaşma yoluyla gerçekleşir.
Metabolizma Hızı
Metabolizma hızı, vücut tarafından tüketilen enerji miktarından harcanan enerji miktarının çıkarılmasıyla elde edilir. Bazal metabolizma hızı (BMR), nötr ılıman bir ortamda, postabsorptif durumdayken, dinlenme halindeki insanlar tarafından harcanan günlük enerji miktarını tanımlar. Vücudun normal, temel, günlük aktivite için ne kadar enerjiye ihtiyacı olduğunu ölçer. Tüm günlük enerji harcamasının yaklaşık yüzde 70'i vücuttaki organların temel işlevlerinden kaynaklanır. Diğer yüzde 20'si fiziksel aktiviteden gelir ve kalan yüzde 10'u vücut termoregülasyonu veya sıcaklık kontrolü için gereklidir. Bir kişi daha aktifse veya daha fazla yağsız vücut kütlesine sahipse bu oran daha yüksek olacaktır. Yaşlandıkça, genellikle daha az yağsız kas kütlesinin yüzdesi azaldığı için BMR genellikle azalır.
Önceki Ders: Vücudun Metabolik Durumları
Sonraki Ders: Beslenme ve Diyet
Yorumlar
Yorum Gönder