Termoregulasi

Di mana ia berlaku

Termoregulasi diselaraskan oleh hipotalamus, yang bertindak sebagai termostat badan, memantau suhu darah dan menghantar impuls saraf ke kulit untuk mencetuskan tindak balas yang sesuai.

Input dan output

• Input: perubahan suhu darah, dikesan oleh termoreseptor dalam hipotalamus.
• Input: perubahan suhu pada permukaan kulit, dikesan oleh termoreseptor dalam kulit dan dihantar ke hipotalamus.
• Output apabila terlalu panas: perembesan peluh meningkat, vasodilatasi arteriol yang membekalkan kapilari kulit, dan otot erektor rambut lentur.
• Output apabila terlalu sejuk: perembesan peluh berkurang, vasokonstriksi, otot erektor rambut mengecut, menggigil dan kadar metabolisme meningkat.
• Hasil akhir: suhu darah kembali ke titik tetap kira-kira 37°C dan tindak balas pembetulan dihentikan.

Gelung kawalannya

1. Hipotalamus mengesan perubahan suhu darah melebihi atau di bawah titik tetap normal iaitu kira-kira 37°C.
2. Jika badan terlalu panas, hipotalamus menghantar impuls yang meningkatkan perembesan peluh dan melebarkan salur darah berhampiran permukaan kulit (vasodilatasi).
3. Jika badan terlalu sejuk, hipotalamus menghantar impuls yang menyempitkan salur darah berhampiran permukaan kulit (vasokonstriksi) dan mencetuskan menggigil, iaitu pengecutan otot yang pantas.
4. Otot erektor rambut juga bertindak balas: ia lentur apabila badan panas, dan mengecut untuk menegakkan rambut serta memerangkap lapisan udara penebat apabila badan sejuk.
5. Apabila suhu badan kembali normal, hipotalamus mengesannya dan mengurangkan tindak balas, satu lagi contoh maklum balas negatif.
6. Rangsangan sejuk juga meningkatkan kadar metabolisme: hipotalamus mengarahkan lebih banyak haba dibebaskan melalui respirasi dalam hati dan otot, menambah haba yang dihasilkan oleh menggigil.
7. Tingkah laku menyokong tindak balas fisiologi: seseorang berteduh atau menanggalkan pakaian apabila panas, dan memakai pakaian tebal atau meringkuk apabila sejuk, mengurangkan beban ke atas tindak balas kulit.

Mengapa ia penting dan bagaimana ia dikawal

Suhu badan mesti kekal hampir 37°C kerana enzim bertindak paling pantas berhampiran suhu optimum ini. Kenaikan beberapa darjah melebihi normal mula mengubah bentuk tapak aktif enzim, jadi tindak balas metabolisme menjadi perlahan dan akhirnya terhenti.

Penurunan di bawah normal memperlahankan tindak balas kerana molekul mempunyai kurang tenaga kinetik, dan kesejukan melampau boleh mengganggu degupan jantung.

Kawalan mengikut model maklum balas negatif yang muncul di seluruh topik homeostasis. Hipotalamus ialah pengesan dan juga pusat kawalan; kulit, salur darah dan otot rangka ialah efektor.

Tindak balas sentiasa bertindak membalikkan perubahan asal, dan sebaik sahaja titik tetap dicapai hipotalamus mengurangkan isyarat. Sebab itu suhu badan berayun sedikit di sekitar 37°C dan bukannya kekal tepat pada nilai itu.

Termoregulasi diselaraskan oleh saraf, bukan hormon, jadi tindak balasnya pantas. Satu sumbangan hormon yang perlu disebut pada peringkat SPM ialah peningkatan kadar metabolisme sepanjang tempoh sejuk yang lebih lama, yang menghasilkan haba tambahan sebagai hasil sampingan respirasi.

Perbandingan tindak balas kulit

Kulit menghasilkan tindak balas yang hampir bertentangan bergantung sama ada badan terlalu panas atau terlalu sejuk.

Bagaimana ia diperiksa

Anda mungkin diminta menerangkan mengapa berpeluh menyejukkan badan, menerangkan kesan vasodilatasi dan vasokonstriksi terhadap kehilangan haba, atau menerangkan mengapa menggigil menghasilkan haba.

Soalan berstruktur sering mengemukakan rajah keratan rentas kulit dan meminta anda melabel kelenjar peluh, kapilari darah dan otot erektor rambut, kemudian menerangkan tindak balas setiap struktur terhadap panas atau sejuk. Gaya kedua memberikan graf suhu badan melawan masa semasa bersenam dan meminta anda menerangkan bentuk lengkung itu menggunakan istilah pengesan, pusat kawalan, efektor dan maklum balas negatif.

Soalan esei lazimnya meminta anda membandingkan tindak balas kulit apabila badan terlalu panas dan terlalu sejuk. Jawapan lengkap menyatakan rangsangan, menamakan hipotalamus, menerangkan setiap tindak balas efektor, dan mengaitkan setiap tindak balas dengan penambahan atau kehilangan haba.

Markah hilang apabila mekanisme kehilangan haba (penyejatan, radiasi) tidak dinyatakan.

Salah faham biasa

Contoh soalan bergaya peperiksaan

Soalan. Seorang pelajar berlari selama 20 minit pada petang yang panas. Kulitnya menjadi kemerahan dan basah dengan peluh.

(a) Namakan bahagian otak yang mengesan kenaikan suhu darahnya. (b) Terangkan mengapa kulitnya kelihatan kemerahan.

(c) Terangkan bagaimana berpeluh menurunkan suhu badannya. (d) Selepas dia berehat di tempat teduh, warna kulitnya kembali normal.

Terangkan, menggunakan istilah maklum balas negatif, mengapa ini berlaku.

Jawapan model. (a) Hipotalamus. (b) Hipotalamus menghantar impuls saraf ke arteriol yang membekalkan kulit, yang melebar (vasodilatasi).

Lebih banyak darah mengalir melalui kapilari berhampiran permukaan kulit, jadi kulit kelihatan merah dan lebih banyak haba hilang melalui radiasi. (c) Kelenjar peluh merembeskan lebih banyak peluh ke permukaan kulit.

Apabila peluh menyejat ia menyerap haba pendam daripada kulit, jadi kulit dan darah yang mengalir melaluinya disejukkan. (d) Sebaik sahaja suhu darah kembali ke titik tetap kira-kira 37°C, hipotalamus mengesannya dan berhenti menghantar impuls; arteriol menyempit kembali ke keadaan normal.

Tindak balas itu membalikkan perubahan asal, iaitu takrif maklum balas negatif.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim