Stări de deficit de micronutrienți și termoreglare la rece - Nevoi nutriționale la rece și la interior

Bibliotecă NCBI. Un serviciu al Bibliotecii Naționale de Medicină, Institutele Naționale de Sănătate.

micronutrienți

Comitetul Institutului de Medicină (SUA) pentru cercetarea nutriției militare; Marriott BM, Carlson SJ, editori. Necesități nutriționale în medii reci și în altitudine: aplicații pentru personalul militar în operațiuni de teren. Washington (DC): National Academies Press (SUA); 1996.

Necesități nutriționale în medii reci și în altitudine: aplicații pentru personalul militar în operațiuni de teren.

John L. Barba 1

INTRODUCERE

Vitaminele și mineralele sunt esențiale pentru o multitudine de funcții fiziologice, iar o deficiență duce la o mare varietate de tulburări. Printre aceste tulburări se numără incapacitatea mamiferelor de a menține temperatura corpului în mod adecvat la frig. Scopul acestei revizuiri este de a prezenta conceptele actuale în reglarea temperaturii, cu accent deosebit pe menținerea temperaturii în medii reci și de a raporta modificările fiziologice cauzate de deficiența de micronutrienți cu termoreglarea.

Este bine stabilit într-o serie de specii că limitarea unui singur micronutrient poate duce la performanțe termoreglare slabe (Lukaski și Smith, în presă). Cu toate acestea, frecvent nu se cunoaște relația de cauzalitate între modificările metabolice specifice care rezultă din acea deficiență de nutrienți și performanța funcțională scăzută a individului. Multe dintre stările de deficit de micronutrienți care vor fi abordate în acest capitol modifică aproape toate procesele de producere și conservare a căldurii. Dintre micronutrienții care trebuie discutați, doar deficiența de fier are o prevalență semnificativă în populația umană, deși deficiența de seleniu este observată în anumite regiuni specifice din China. Cu toate acestea, în ciuda dovezilor recente care arată că conversia periferică a hormonului tiroidian tiroxina (T4) în tri-iodotizonină (T3) este efectuată de o enzimă dependentă de seleniu, nu există dovezi care să asocieze deficitul de seleniu cu termoreglarea slabă la om.

Exercițiile fizice profunde și severe, în special a tipurilor întreprinse de personalul militar în cursul activităților lor, pot provoca, de asemenea, o modificare dramatică a concentrațiilor plasmatice a unora dintre acești micronutrienți, ceea ce poate duce la stări de deficiență tranzitorie acută în anumite țesuturi. Această noțiune nu a fost paradigma experimentală pentru niciunul dintre aceste studii și, prin urmare, justifică investigații suplimentare.

ECHILIBRUL TERMIC

Temperatura corpului unui animal depinde de echilibrul dintre procesele de câștig de căldură și pierderi de căldură. Acestea pot fi descrise matematic prin ecuația echilibrului căldurii:

Unde = rata netă de stocare a căldurii, M = producția de căldură metabolică, W = muncă mecanică transferată în mediu, E = transfer de căldură evaporativă, C = transfer convectiv de căldură, K = transfer conductiv de căldură și R = schimb de căldură radiantă.

Într-un mediu care este sub termoneutralitate, singurul mijloc de câștig de căldură pentru homeoterme 2 este producția de căldură metabolică. Pierderea de căldură poate apărea prin evaporare, convecție, conducție, radiații și lucrări mecanice. Căldura metabolică la mamifere provine din următoarele surse metabolice: metabolismul bazal, termogeneza postprandială, termogeneza indusă de dietă, termogeneza tremurândă și termogeneza fără frisoane (Gordon, 1993).

Termogeneza și tremuratul sunt principalele surse de producere a căldurii utilizate în timpul expunerii la frig și ambele pot fi afectate de stări de deficit de micronutrienți. La rece, tonusul vasomotor periferic este crescut prin controlul sistemului nervos central al mușchilor netezi în arteriole și anastomoze arteriovenoase, ducând la o scădere a pierderii de căldură convectivă și conductivă (Grayson, 1990). Există motive să credem că eșecul de a controla acest proces este motivul fundamental pentru care oamenii anemici cu deficit de fier (și modelele animale) nu reușesc să termoregleze în mod adecvat (Beard și colab., 1990a, b; Lukaski și colab., 1990).

Tremurul este declanșat de o scădere a temperaturii sângelui, din cauza temperaturii corpului, determinând hipotalamusul să stimuleze activitatea neuronilor motori. Ulterior, creșterea tonusului muscular scheletic în grupurile musculare antagoniste duce la o oscilație ritmică, probabil ca urmare a feedback-ului din mecanismul reflex al fusului muscular (Guyton, 1986). Incapacitatea mușchilor de a efectua această contracție musculară ritmică poate fi rezultatul unor stări de deficit de nutrienți care duc la o scădere a metabolismului oxidativ. Acesta poate fi în mod clar cazul deficienței de fier, cupru și zinc, așa cum este descris în acest capitol, precum și deficienței de piridoxină și tiamină (Lukaski și Smith, în presă), deși numai stările de deficiență minerală au fost caracterizate în ceea ce privește termoreglarea.

Termogeneza fără frisoane apare în principal în țesutul adipos maro, un tip de țesut adipos care produce căldură prin decuplarea fosforilării oxidative în mitocondrii (Himms-Hagen, 1981, 1986, 1990). În plus față de furnizarea căldurii pentru reglarea temperaturii, țesutul adipos maro cheltuiește, de asemenea, excesul de energie din aportul caloric excesiv, numit termogeneza indusă de dietă (Rothwell și Stock, 1983, 1986; Stock și Rothwell, 1991). Țesutul adipos maro este principalul organ pentru termogeneza fără frisoane la rozătoare și mamifere nou-născute (Nedergaard și colab., 1986), dar majoritatea mamiferelor adulte, inclusiv oamenii adulți, au doar o cantitate mică de țesut adipos maro detectabil (Lean și James, 1986) .