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Pourquoi les humains ont la température qu'ils ont ?

Pourquoi les humains ont la température qu'ils ont ?


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Il est évidemment très onéreux de générer de la chaleur, même si cela présente des avantages. Nous n'avons pas besoin de nous allonger au soleil comme un crocodile pour nous réchauffer. Et nous évitons le gel de notre eau corporelle par nos propres moyens. Mais un peu de chaleur ne suffirait-il pas ?

Pourquoi les humains vont-ils jusqu'à 37°C ? Ne pourrions-nous pas simplement avoir une température de 10 C pour éviter le gel mais y rester ?


Il n'est tout simplement pas possible pour les humains de vivre avec une température corporelle absolue inférieure à 20 ° C pour la simple raison biophysique que cela empêcherait le flux de protéines à travers le Golgi et donc les voies biosynthétiques et sécrétoires, ainsi que l'endocytose. Les membranes lipidiques deviennent trop "rigides" pour fonctionner correctement.

Mon propre sentiment est que la température corporelle nominale de 37 ° C est le résultat de toutes les réactions d'hydrolyse de l'ATP qui se produisent tout le temps. La réaction chimique n'est pas efficace et une partie de cette énergie est absorbée, chauffant le tissu.

Il existe différents degrés d'hypothermie, de légère (33-35 °C) à sévère (< 28 °C). La mort par hypothermie ne résulte que d'une exposition prolongée, par exemple, être dans de l'eau glacée entraîne la mort après 50 à 100 minutes. Le mécanisme de base est que le corps meurt d'une combinaison d'une diminution de la conductance électrique des nerfs du stimulateur cardiaque dans le cœur et d'un ralentissement de la fréquence cardiaque incompatible avec le maintien de la vie. En fin de compte, la mort par hypothermie est un dérèglement du mécanisme de thermorégulation du corps, plutôt qu'un problème biochimique immédiat comme je l'ai souligné ci-dessus. Pour une revue détaillée, il existe un article en accès libre détaillant l'étiologie et la physiopathologie de l'hypothermie.

M.L. Maillet. Physiopathologie de l'hypothermie accidentelle. QJM (2002) 95 (12) : 775-785.


Si je devais deviner, la raison pour laquelle les humains ont la température corporelle que nous avons, c'est parce que les ancêtres des mammifères placentaires avaient cette température corporelle. Vous remarquerez que tous les mammifères placentaires ont presque la même température corporelle http://www.infonet-biovision.org/AnimalHealth/Tools-livestock-care-and-treatment

Cela étant dit, les oiseaux ont une température corporelle plus élevée que les mammifères placentaires http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/030096299190122S

Mais pourquoi la température corporelle plus élevée… comme vous dites pourquoi pas juste assez élevée pour l'activité musculaire ?

Une réponse potentielle est qu'à une température plus élevée, les animaux sont mieux à même de résister aux infections fongiques pour la simple raison que la plupart des espèces de champignons ne poussent pas bien à une température supérieure à la température ambiante. Diminution de 6% des espèces pour chaque augmentation de 1C https://www.sciencedaily.com/releases/2010/12/1012222121610.htm. L'optimum calculé en termes de coût énergétique pour maintenir cette température corporelle élevée par rapport au nombre d'espèces fongiques contre lesquelles lutter a été estimé à 36,7 °C, environ la température corporelle pour les mammifères et la température corporelle au repos pour les oiseaux.


Comment votre environnement affecte le sommeil

Jusqu'à récemment, la plupart des humains supposaient que nous contrôlons le moment où nous dormons. Vous commencez à vous sentir fatigué, vous vous allongez et le sommeil vient tout simplement. Maintenant, cependant, nous savons que le processus d'endormissement est beaucoup plus compliqué.

Votre environnement détermine la qualité de votre sommeil, ainsi que si vous vous endormez en premier lieu, dans une mesure stupéfiante. D'une part, les niveaux d'éclairage jouent un rôle énorme. Lorsque vos rétines détectent la lumière, elles envoient des signaux à l'hypothalamus de votre cerveau. Cela se traduit par une diminution de la production d'hormones qui vous aident à dormir (comme la mélatonine) et davantage de celles qui vous empêchent de dormir.

Bien que la lumière soit l'influence la plus connue et la plus étudiée sur le sommeil, il existe également d'autres facteurs. Le moment où vous mangez semble jouer un rôle dans la régulation de votre rythme circadien et de votre cycle veille-sommeil. Étonnamment, la température autour de vous semble également jouer un rôle.

Au fur et à mesure que l'humanité a évolué, nos corps ont évolué pour s'endormir à la tombée de la nuit. Cela signifiait sentir tous les changements autour de nous le soir et réagir avec une augmentation des produits biochimiques qui nous aident à profiter d'un sommeil de qualité. Dans la plupart des cas, la tombée de la nuit s'accompagne non seulement d'une diminution de la lumière, mais également d'une diminution de la température.


Température corporelle

Il est important de maintenir une température constante afin que les organismes vivants puissent maintenir leur métabolisme. Il existe deux types de régulation thermique : endothermique où l'espèce contrôle sa propre température (mammifères, oiseaux), et ectotherme où la température reflète la température ambiante (lézards, poissons).

La température chez les mammifères est détectée par thermorécepteurs dans la peau et le hypothalamus qui est dans le cerveau. Les changements de température entraînent des impulsions nerveuses du cerveau vers les muscles et les glandes qui entraîneront des changements selon qu'il fait chaud ou froid.


Qu'est-ce qu'une fièvre ?

Vous rentrez de l'école en vous sentant mal à la gorge. Ta maman prend ta température avec un thermomètre. En quelques minutes, vous entendez le mot fièvre.

Mais que sont les fièvres, exactement ? Pourquoi les enfants en ont-ils ? Pourquoi les parents et les médecins se soucient-ils autant d'eux ? Découvrons-le.

Qu'est-ce qui cause la fièvre ?

La plupart des êtres humains ont une température corporelle d'environ 98,6°F (37°C). Certaines personnes auront une température normale un peu plus élevée, d'autres auront une température normale un peu plus basse.

La température corporelle de la plupart des gens change même un peu au cours de la journée : elle est généralement un peu plus basse le matin et un peu plus élevée le soir. Pour la plupart des enfants, leur température corporelle reste à peu près la même d'un jour à l'autre jusqu'à ce que les germes entrent en scène.

Vous vous souvenez de cette angine streptococcique qui vous a fait vous sentir si pourri ? Ou une autre fois où la grippe vous a fait vous sentir fatigué et endolori ? Ces types d'infections sont causés par des germes qui pénètrent dans votre corps, généralement sous la forme de bactéries (disons : bak-TEER-ee-uh) ou de virus.

Lorsque ces germes pénètrent et vous rendent malade, le thermostat de votre corps augmente. Au lieu de dire que votre corps devrait être à 98,6°F (37°C), le thermostat de votre corps pourrait dire qu'il devrait être à 102°F (38,9°C).

Pourquoi votre corps change-t-il à une nouvelle température ? Les chercheurs pensent que le fait d'augmenter la chaleur est la façon dont le corps combat les germes et fait de votre corps un endroit moins confortable pour eux.

Une fièvre est également un bon signal pour vous, vos parents et votre médecin que vous êtes malade. Sans fièvre, il est beaucoup plus difficile de dire si une personne a une infection. C'est pourquoi les adultes sont inquiets quand on a de la fièvre.

Combattre la fièvre

Pour presque tous les enfants, les fièvres ne sont pas un gros problème. Lorsque la cause de la fièvre est traitée ou disparaît d'elle-même, votre température corporelle revient à la normale et vous vous sentez à nouveau comme avant. La plupart des médecins s'accordent à dire que de nombreux enfants fiévreux n'ont pas besoin de prendre de médicaments spéciaux, à moins que leur fièvre ne les rende mal à l'aise.

Si un enfant a une fièvre plus élevée et se sent mal à l'aise, le médecin peut dire à un parent de lui donner des médicaments. Les deux médicaments les plus souvent recommandés sont acétaminophène (dites : euh-VOIR-tuh-min-uh-fen) ou ibuprofène (dites : eye-byoo-PRO-fen). Le médicament bloque les produits chimiques qui demandent au corps d'augmenter la chaleur. Les enfants devraient jamais prendre de l'aspirine pour traiter la fièvre car elle peut provoquer une maladie rare mais grave.

Si vous avez de la fièvre, votre mère ou votre père vous demandera probablement de boire plus que d'habitude. C'est important parce que lorsque votre corps se réchauffe, il est facile déshydraté (dites : dee-HI-dray-ted). Cela signifie qu'il n'y a pas assez d'eau dans votre corps. Vous avez beaucoup de choix en matière de liquides et de jus de fruits, d'eau, de boissons pour sportifs, de soupe, de gélatine aromatisée et même de sucettes glacées.

Avant que vous ne vous en rendiez compte, votre mère ou votre père retirera le thermomètre de votre bouche et dira : « Votre température est normale. Plus de fièvre ! »


Exemples d'homéostasie

Presque tous les organismes vivants présentent largement l'homéostasie. Cela se produit constamment, ce qui est presque impossible de trouver un organisme qui ne l'exécute pas. Ce qui suit ne sont que quelques exemples du corps humain et de nos écosystèmes.

1. Maintien de la température corporelle

L'un des exemples les plus courants d'homéostasie est la régulation de la température corporelle. Chez l'homme, la plage normale tombe sur 37 degrés Celsius ou 98, 6 degrés Fahrenheit. Afin de maintenir cela, le corps contrôle la température soit en produisant de la chaleur, soit en libérant un excès de chaleur. Lorsque la température corporelle dépasse 98.6F, la personne obtiendrait fièvre et s'il descend en dessous de cette limite, la personne obtiendra hypothermie.

2. Maintien du taux de glucose

Un type spécial de sucre dans notre circulation sanguine appelé Glucose et il doit être de niveau pour que la personne soit en bonne santé. Si ce taux de sucre devient trop élevé, le pancréas libère une hormone appelée insuline pour équilibrer le glucose dans le sang. En revanche, si le niveau de sucre tombe trop bas, alors le glycogène stocké (forme de sucre) dans le foie et muscles se convertir en glucose pour maintenir l'équilibre optimal.

3. Protection contre l'infection

Le système immunitaire entre en action pour maintenir l'homéostasie lorsqu'un virus voyou ou bactéries pénètre dans le corps, il combat et protège des infections avant qu'elles ne rendent la personne malade.

4. Maintien de la pression artérielle

La pression artérielle (PA) saine pour l'homme est de 120/80 (120 – pression systolique / 80 – pression diastolique). Si la TA est trop élevée, le cerveau envoie des signaux au cœur pour ralentir le pompage cardiaque afin de normaliser la pression. De même, si la TA est trop basse, le cœur compense en augmentant la pression dans les artères pour maintenir l'équilibre. Toute cette orchestration se fait via la nervosité et systèmes endocriniens.

5. Maintien du volume de fluide

L'homéostasie est également importante pour réguler les fluides (c'est-à-dire l'eau) ainsi que la concentration d'ions dans le corps. Dans animaux, les principaux organes affectés à cette tâche sont les reins. Outre ces fonctions, le rein maintient également l'homéostasie en contenant des substances essentielles (par exemple, les sucres et protéines) donc ils sont ne pas expulsé du corps.

6. Maintien des schémas respiratoires

La respiration est une action involontaire et le système nerveux aide à maintenir l'homéostasie en s'assurant que le corps reçoit son oxygène le plus essentiel (O2) par le bon modes de respiration.

7. Élimination des déchets/toxines

Le système lymphatique (réseau de tissus et d'organes pour aider à se débarrasser des toxines du corps) maintient l'homéostasie en se débarrassant des toxines telles que l'urine, les matières fécales, le CO2, la bile, la sueur et les cellules usées du corps.

8. Régulation de l'entrée de lumière dans les yeux

La façon dont l'homéostasie est maintenue par les yeux consiste à contracter la pupille lorsqu'un excès de lumière entre en contraste, la pupille se dilate lorsqu'elle est exposée à l'obscurité pour avoir une idée du visuel.

9. Population stable dans un écosystème

Dans une perspective écologique, un écosystème maintient l'équilibre d'une manière différente. Un écosystème dans l'homéostasie se produit lorsqu'il existe un nombre relativement stable de population d'organismes. Un exemple de ceci se produit lorsqu'un grand nombre de la population est anéanti en raison de catastrophes naturelles de anthropique Activités.


Moyens de transfert de chaleur

La chaleur peut être échangée entre un animal et son environnement par quatre mécanismes : le rayonnement, l'évaporation, la convection et la conduction. Le rayonnement est l'émission d'ondes électromagnétiques et de chaleur. La chaleur rayonne du soleil et de la peau sèche de la même manière. Lorsqu'un mammifère transpire, l'évaporation élimine la chaleur d'une surface avec un liquide. Les courants d'air de convection éliminent la chaleur de la surface de la peau sèche lorsque l'air passe dessus. La chaleur peut être conduite d'une surface à une autre lors d'un contact direct avec les surfaces, comme un animal se reposant sur une roche chaude.

Figure (PageIndex<1>) : Mécanismes d'échange de chaleur : La chaleur peut être échangée par quatre mécanismes : (a) rayonnement, (b) évaporation, (c) convection ou (d) conduction.


Les Inuits vivent dans des climats très froids, pourquoi ont-ils la peau foncée ?

Malgré le paysage glacial et couvert de glace du nord du Canada et de l'Alaska, les Inuits restent au chaud sous des parkas en peau d'animal. Chaud et bronzé. Bien qu'ils voient à peine la lumière du jour, la peau des autochtones conserve un éclat bronzé.

Même au début du 20e siècle, les scientifiques essayaient de comprendre et de cartographier la couleur de la peau. Felix Von Luschan, médecin et anthropologue, a créé une distribution de couleur de peau humaine contenant 36 carreaux de couleurs différentes pour caractériser les tons de peau. Plus les ancêtres d'une personne sont éloignés de l'équateur, plus la peau de la personne doit être claire, selon son échelle.

Plus récemment, les anthropologues de Penn State Nina Jablonski et George Chaplin ont écrit dans une édition 2000 de Science qu'il existe une corrélation entre la couleur de la peau des personnes résidant dans une région depuis plus de 500 ans et leur exposition à la lumière ultraviolette. Ils ont même proposé une équation qui déterminait les pigments d'une population en fonction de l'exposition au soleil et du temps passé à vivre dans une région. Mais ni leurs recherches ni celles de Von Luschan n'ont répondu à la question du teint bronze d'un Inuk sans exposition à beaucoup de soleil.

Jablonski et Chaplin étaient sur quelque chose quand ils ont réalisé que l'interaction du corps avec les rayons UV du soleil était liée au teint de la peau. La couleur de la peau est déterminée génétiquement. Les gènes indiquent au corps quelle quantité des deux types de mélanine, le pigment qui aide à déterminer la couleur de la peau, à produire. La phéomélanine provoque des pigments jaunes rougeâtres et l'eumélanine donne une coloration brun foncé. Mais le teint de la peau n'est pas entièrement génétique : plus de mélanine est produite lorsque vous êtes au soleil. L'exposition au soleil amène le nerf optique à signaler à l'hypophyse qu'elle est heureuse de libérer plus de mélanine. Ainsi, vous bronzez.

Les rayons ultraviolets ou UV du soleil sont responsables de l'activation de la mélanine. À mesure que les niveaux de mélanine augmentent et que le pigment naturel de notre corps s'assombrit, la protection contre les rayons du soleil augmente. Une exposition excessive aux UV peut épuiser la vitamine B folate, utilisée par les cellules pour créer l'ADN. À plus petite échelle, les rayons peuvent également provoquer des coups de soleil douloureux, une trop grande exposition conduisant au cancer.

Cependant, les rayons UV ne sont pas tous mauvais pour nous : ils transforment naturellement le cholestérol en vitamine D, qui est cruciale pour protéger le corps contre certains cancers, maladies cardiaques, diabète et maladies mentales.

Lorsque les ancêtres de l'homme moderne se sont séparés des singes, ils étaient couverts de poils. Peu de lumière UV a atteint leur peau et, par conséquent, les anthropologues pensent qu'ils avaient la peau claire. Au fur et à mesure que les humains modernes ont évolué, leurs poils sont devenus de plus en plus fins, laissant leur peau plus exposée au soleil équatorial. Pour s'adapter, leur corps produisait plus de mélanine pour se protéger des rayons UV nocifs. L'augmentation de la mélanine a rendu leur peau plus foncée.

Lorsque les premiers humains ont commencé à migrer vers le nord en Europe et vers l'est en Asie, ils ont été exposés à différentes quantités de soleil. Ceux qui sont allés vers le nord ont trouvé que leur peau foncée jouait contre eux, les empêchant d'absorber suffisamment de lumière du soleil pour créer de la vitamine D. Pour s'adapter, ces humains ont commencé à produire moins de mélanine.

Mais l'apport en vitamine D des Inuits ne dépendait pas du soleil. Ils tirent tout ce dont ils ont besoin de leur alimentation, riche en types de poissons gras naturellement riches en vitamine D. Les quantités abondantes de vitamine les ont empêchés de développer moins de mélanine. En fait, avant que le lait ne soit enrichi en D, les personnes vivant à l'extérieur du nord du Canada et de l'Alaska chargeaient leur alimentation de produits à base de poisson, tels que l'huile de foie de morue, pour obtenir leur supplément quotidien. Ainsi, malgré leur climat froid et leur manque d'exposition au soleil, c'est le régime inuit qui les a maintenus dans leur éclat naturel.

Note de l'éditeur : le contenu de cette histoire a été modifié en fonction du commentaire d'un lecteur sur l'utilisation au pluriel et au singulier du mot Inuit. Là où ‘Inuit’ faisait à l'origine référence à une seule personne, le mot a été remplacé par Inuk.


Comment fonctionne le métabolisme

Le métabolisme a deux voies métaboliques. La première est la voie catabolique, qui décompose les composés complexes, tels que le glucose et les protéines, en composés simples. Cela rend l'énergie disponible pour le fonctionnement de la cellule. La deuxième voie est la voie anabolique, qui construit des composés complexes nécessaires à l'organisme, tels que les protéines musculaires, à partir de ces composés simples. Parce que les réactions chimiques sont imprévisibles - elles peuvent ne pas produire les bons composés, ou la quantité requise - les cellules ont besoin d'enzymes pour réguler l'activité métabolique. Les enzymes rassemblent les bons produits chimiques et accélèrent les réactions chimiques. Les enzymes sont donc des catalyseurs de réactions chimiques.


Exemples d'Ectotherme

Iguanes des Galapagos

L'iguane des Galapagos (Amblyrhynchus cristatus), aussi appelé Iguane marin, est un parfait exemple d'ectotherme thermorégulateur. Au matin, l'iguane sort de son terrier, et prend position sur une roche de lave noire. La température de l'iguane est vraiment basse, car l'iguane la laisse tomber pendant la nuit. Lorsque le soleil frappe l'iguane et les rochers qui l'entourent, l'iguane absorbe le rayonnement solaire et infrarouge qui frappe son corps. Il tournera même la plus grande surface de son corps vers le soleil, un peu comme un panneau solaire, pour absorber le maximum de chaleur. Finalement, l'iguane est chaud et prêt à être actif, comme le montre l'image ci-dessous. Les iguanes marins ont la particularité de se nourrir sous l'eau d'algues.

L'iguane s'enfuit des falaises et plonge dans l'eau froide de l'océan. L'eau commence rapidement à extraire la chaleur du corps de l'iguane. Il doit se dépêcher de se nourrir avant qu'il ne fasse trop froid pour bouger ses muscles. Alors que les iguanes peuvent retenir leur souffle pendant plus de 30 minutes, ils doivent retourner sur le rivage peu de temps après pour commencer à reprendre de la chaleur. L'iguane revient à la surface après s'être nourri et nage jusqu'au rivage. Il doit maintenant remonter les falaises et commencer à réabsorber la chaleur. De cette façon, l'iguane régule activement sa température pour se fournir suffisamment de chaleur pour se nourrir efficacement. La nuit, l'iguane retournera dans son terrier et prendra une température corporelle beaucoup plus basse, proche de celle de l'air.

Rainettes

Les rainettes sont un ectotherme qui a un ensemble différent de problèmes. La forêt tropicale est un endroit très chaud, même la nuit. La plupart des rainettes n'ont pas nécessairement à réduire leur niveau d'activité la nuit. Leur cycle de température est généralement basé sur un phénomène différent : celui de l'évaporation. Pendant la journée, les arbres absorbent l'eau du sol et la transfèrent dans l'air au-dessus de la canopée. L'après-midi, l'air est saturé et il commence à pleuvoir. Ce cycle constant de l'eau affecte également les rainettes. Au fur et à mesure que l'air se dessèche dans la partie la plus chaude de la journée, l'eau de la grenouille commence à s'évaporer. Cela sèche non seulement la grenouille, mais réduit également la température corporelle de la grenouille.

Mais les rainettes ne sont pas sans astuces. Certaines grenouilles sauteront dans les plans d'eau pendant cette partie de la journée, car l'eau stagnante est généralement assez chaude et elles ne perdront pas d'eau par évaporation. D'autres grenouilles ont adapté des poses étranges, qui protègent leurs zones les plus sensibles de la perte d'eau. Ensuite, lorsque les pluies de l'après-midi commencent à tomber, les grenouilles peuvent commencer à chasser et à se nourrir d'insectes. Cette fois parfaitement avec l'arrivée de la nuit, lorsque de nombreux insectes émergent.

Congeler du poisson

Le dernier exemple est celui d'un ectotherme non régulateur. Plusieurs espèces de poissons existent dans des eaux si froides que les poissons normaux gèleraient. Pour que l'eau devienne de la glace, elle a besoin de quelques facteurs pour exister. Premièrement, il doit être suffisamment froid. Deuxièmement, il doit y avoir une sorte de molécule qui agit comme une « graine » sur laquelle les cristaux de glace s'établissent. Enfin, l'eau ne doit pas contenir de molécules empêchant la formation de glace. Les poissons qui existent dans ces conditions sont des poïkilothermes, ou des ectothermes qui ne régulent pas. Bien que ces animaux n'aient pas besoin de beaucoup de chaleur pour maintenir leur niveau d'activité, ils s'empêchent de geler.

Ces animaux filtrent activement les impuretés de leur sang et créent des protéines spéciales qui empêchent la formation de glace. Cela permet aux animaux d'exister à des températures bien inférieures au point de congélation, avec le gel eux-mêmes. L'eau salée ne gèle pas avant des températures beaucoup plus basses à cause des sels dissous, mais l'eau à l'intérieur des cellules animales est beaucoup moins salée et devrait geler avant l'eau salée. Un poisson normal gèlerait des branchies presque instantanément dans ces eaux. Ces poissons empêchent que cela se produise et sont capables de prospérer dans une niche que d'autres ne peuvent pas atteindre.

1. Lequel des énoncés suivants est un ectotherme ?
UNE. Zèbre
B. Autruche
C. Serpent

2. Quel est l'un des avantages d'être un ectotherme ?
UNE. Tu es au chaud tout le temps
B. Vous utilisez beaucoup moins d'énergie pour réguler votre température
C. Vous pouvez cueillir de la nourriture à n'importe quelle température

3. Vous avez trouvé un nouvel animal. Vous le surveillez tout au long de la journée et constatez que sa température fluctue beaucoup. Vous voyez également qu'il se déplace activement vers différentes positions lorsque sa température atteint certains extrêmes. Cet animal est un :
UNE. Poïkilotherme
B. Endotherme
C. Ectotherme


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