Člověk je v neustálém kontaktu s okolím a vyměňuje si při tom nejen látky, informace, ale především energii. Podstatnou část energie získává organizmus z potravy v podobě energie chemické, nepatrnou část energie z okolního prostředí tvoří energie světelná (viditelné, UV a infračervené záření), mechanická a tepelná. Dodaná energie se v organismu buď akumuluje v tukových tkáních k pozdějšímu využití nebo je přímo využitá k udržení všech životních funkcí organismu. Zároveň dochází k tepelným ztrátám buď přímo (vyzařováním, vedením a prouděním) nebo nepřímo (odpařování z plic, pocení).
Teplotu objektů, které se dostanou do kontaktu s kůží, vnímáme prostřednictvím termoreceptorů (vlastních teplotních receptorů) a nociceptorů (receptory pro bolest). Termoreceptory i nociceptory jsou volná nervová zakončení. Intenzita vjemu teploty či chladu závisí na frekvenci impulsů vysílaných do mozku termoreceptory. U člověka je maximální počet impulsů za sekundu poměrně malý (řádově desítky). U některých živočichů je ale výrazně větší. Např. u rejnoka při konstantní teplotě kůže je frekvence impulsů 50, při rychlém ochlazení stoupá až na 200 Hz. Z tohoto důvodu dokáží někteří živočichové vnímat změny teploty mnohem jemněji řádově až v setinách stupňů.
Na tělech živočichů existují obvykle dva typy termoreceptorů – chladové a tepelné. Pro ty lidské platí, že chladovými vnímáme teplotu v oblasti 10 – 30 °C, a teploty v oblasti nad 45 °C (to vysvětluje proč teplotu nad 45 °C vnímáme jako chlad) a tepelnými vnímáme teplotu v rozmezí 25 – 40 °C. Nociceptory vnímáme teploty v oblastech pod 10 °C a nad 45 °C jako bolest. Hustota termoreceptorů i nociceptorů není všude stejná, proto jsou různá místa těla různě citlivá na změny teploty.
Termoreceptory.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Under Creative Commons.
Receptory vnímající teplo jsou hlouběji než ty pro chlad, kterých je navíc řádově více. Nejvíce termoreceptorů se na lidské kůži nachází kolem očí, nosu, rtů, a uší (asi 20/cm2), naopak na trupu jich je poměrně málo. Pokud termoreceptory zjistí příliš nízkou nebo příliš vysokou teplotu, nervová soustava určitým způsobem zakročí. Nejen u člověka se to v případě chladu projevuje změnou chování (snaha se schovat do tepla), vstáváním chlupů, stažením cév v kůži, třesem a zvýšenou produkcí tepla. Naopak v teplém prostředí nastupuje pocení, někdy i zvýšené dýchání či slinění (u zvířat).
Teplota žen a mužů se liší. Vnitřní tělesná teplota žen je o 0,2 °C vyšší než tělesná teplota u mužů, ale teplota ženských rukou je o 1,5 °C nižší. Průměrná teplota mužských rukou je 32,2 °C a průměrná teplota ženských rukou je 30,7 °C. Rozdíl je pravděpodobně způsoben rozdílným hormonálním složením těla nebo rozdílným množstvím svalové hmoty. Ženy také pětkrát častěji trpí tzv. Raynaudovým syndromem, který se projevuje dočasným křečovitým stažením drobných tepen při nízkých teplotách, nebo dokonce při emočním stresu. Prsty žen trpících Raynaudovým syndromem mohou zbělet, zmodrat nebo zrudnout dokonce i při mírném ochlazení, které vznikne při otevření chladničky.
Průměrná tělesná teplota povrchu člověka se pohybuje v rozmezí 35,8 °C až 37,3 °C. Tato teplota zaručuje správné fungování všech tělesných orgánů a reakcí, které v nich probíhají. Člověk, stejně jako každý jiný teplokrevný živočich, je schopný pomocí termoregulačních mechanismů udržovat teplotu jádra (tj. hluboko uložených orgánů) na stálé teplotě nezávislé na okolních změnách. Tato teplota je u člověka nastavena na 37 °C. Regulační centrum umístěné v hypothalamu neustále kontroluje a vyrovnává tuto teplotu. Na základě toho pak řídí příjem a výdej energie. Čidla v hypothalamu reagují přímo na teplotu protékající krve. Při vzestupu teploty nad 37 °C se tělo brání buď přehřátí nebo infekci, až při překročení teploty 38 °C je nutné teplotu začít srážet. Při horečce je v hypothalamu změněno nastavení vnitřní teploty. V tomto okamžiku je porušena rovnováha a organismus je zdánlivě podchlazený a spustí se tedy všechny mechanismy zvyšující teplotu, typickým vnějším projevem je chladový třes. Jakmile je centrum teploty v hypothalamu nastaveno na správnou teplotu, tak nastává opačná reakce, organismus je přehrátý a začne se intenzivně potit.
Při použití vhodného oděvu by se zdálo, že člověk může žít v místě s libovolně nízkou teplotou. Není tomu tak, protože dochází ke ztrátám tepla dechem a z kůže v okolí očí. Ztráta tepla je tím větší, čím lepší je tepelná izolace ostatních částí těla. Hranice je tak dána na asi -50 °C. Za podchlazení se u člověka považuje pokles teploty pod 35 °C. Při poklesu tělesné teploty pod 35,5 °C nastupuje svalový třes, jehož účelem je zvýšit teplotu těla, zrychlí se tep. Při delším působení nízkých teplot dochází naopak ke zpomalení tepu, ke ztrátě reflexů, útlumu a později i ke spánku. Za kritickou teplotu se považuje 28 °C. Pokles celkové teploty lidského organismu pod 20 °C je považován za smrtelný. Pokud je chladu po delší dobu vystavena jen část lidského těla, tak může dojít ke vzniku omrzlin. K těm dochází většinou na místech s malých objemem, která velmi rychle prochladnou – prsty, nos a uši. Během vzniku omrzlin postupně člověk ztrácí v těchto místech cit, dochází ke změně barvy z růžové na bílou a červenou a později může dojít i k poškození tkáně. Základním předpokladem pro vznik omrzlin je nižší teplota okolí než je teplota organismu. U člověka je to teplota pod 15 °C, ale většinou musí být mnohem nižší, a to pod 4 °C. Urychlujícím faktorem je působení větru, jehož proudění odnímá tepelnou vrstvu vytvořenou okolo těla a rychleji ochlazuje organismus, čímž uspíší vznik omrzlin. Podobně funguje i vlhkost, která také snadno snižuje teplotu organismu.
Pro většinu organismů je nejpřijatelnější teplota od 0 do 40 °C. Existují živočichové, kteří si libují v extrémně teplých nebo chladných oblastech. Tito tzv. extrémofilové jsou nejčastěji mikroorganismy a rozdělují se na termofily (milují horko, např. bakterie Strain 121) a psychrofily (milují chlad).
Tělesná teplota je u různých živočichů rozdílná, závisí na tělesné stavbě, metabolismu, životním prostředí apod. Termoregulace živočichů udržuje tělesnou teplotu nezávisle na počasí, jen při prudkých změnách může dojít k přehřátí nebo podchlazení. Proti přehřátí bojují živočichové například dlouhými končetinami, různým způsobem chlazení, letním spánkem, nočním životem. Proti podchlazení se většina živočichů brání srstí, vrstvou podkožního tuku nebo zimním spánkem.
Kachní mláďata mohou bez problému v zimě cupitat holýma nohama po ledu a nepřimrznou. Malé kachničky totiž mají studené nohy. Kachna má v noze výměník, díky kterému přichází krev do nohy ochlazená.
Když tělesná teplota organismu klesne pod bod mrazu, pak voda v organismu vytvoří ledové krystalky, které protrhnou buňky a způsobí tak smrt. Existují však živočichové, kteří se s teplotami pod nulou dokáží vyrovnat. Nejznámějším nemrznoucím živočichem je skokan lesní (Rana sylvatica), který vydrží teploty až -14 °C. Aby se skokan ubránil chladu, tak se mu v krvi tvoří látky, které brání vzniku ledových krystalků. Dalším mechanismem, který využívají třeba antarktičtí pakomáři (Belgica antarctica), je zbavení organismu vody. Jediným savcem, který dokáže přežít, i když teplota jeho těla klesne na velmi nízkou hodnotu (při hybernaci až -3 °C, je sysel Parryův (Spermophilus parryii). Jaký mechanismus využívá není zatím známo.
Sysel Parryův.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Autor: Ianaré Sévi. Under Creative Commons.
