איך הגוף שומר על 37 מעלות: חדר קר ולילה קפוא, מה קורה כשהתרמוסטט כבוי, למה זיעה מקררת, הטווח שבו לא רועדים ולא מזיעים, ומהו משוב שלילי.
שלב 1 מתוך 6 · שלושים ושבע מעלות
שלב 1 מתוך 6
שלושים ושבע מעלות
התאים בגוף עובדים בתנאים צרים: טמפרטורה, כמות מים, סוכר ומלחים בדם. אנזימים, למשל, פועלים הכי טוב סביב 37 °C. השמירה על התנאים האלה למרות כל מה שקורה בחוץ נקראת הומאוסטזיס.
בסצנה אדם עומד שעה בחדר. המדחום מראה את טמפרטורת הליבה, של המוח והאיברים הפנימיים, והתרשים מראה איך היא משתנה לאורך השעה. החדר קריר עכשיו, 10 °C, כמו לילה של חורף בבית לא מחומם.
שלב 2 מתוך 6
לילה קפוא
הטמפרטורה נמדדת בהיפותלמוס, אזור קטן בבסיס המוח, וגם בחיישנים בעור. כשהגוף מתקרר, ההיפותלמוס מצמצם את כלי הדם בעור, כך שפחות דם חם מגיע לפני השטח, ומפעיל רעד: כיווצים מהירים של שרירים שמייצרים חום. בחום הוא עושה את ההפך: מרחיב את כלי הדם בעור ומפעיל את בלוטות הזיעה.
שלב 3 מתוך 6
התרמוסטט
ההיפותלמוס עובד כמו תרמוסטט בבית: הוא משווה את הטמפרטורה לערך רצוי ומפעיל חימום או קירור. מה קורה כשהוא לא עובד? בסצנה אפשר לכבות אותו: זרימת הדם בעור, ההזעה והרעד נשארים כפי שהיו בחדר נעים, מה שלא יהיה בחוץ.
שלב 4 מתוך 6
חם יותר מהעור
התקרבות לעור עומדת על העור מקרוב: שכבות העור, כלי הדם, בלוטות הזיעה ושרירי השערות. חום עובר תמיד מחם לקר. כל עוד האוויר קר מהעור, העור מוסר לו חום בקרינה ובהסעה. אבל ביום של 40 °C האוויר חם מהעור.
שלב 5 מתוך 6
הטווח הנוח
בין הקור שבו רועדים לחום שבו מזיעים יש טווח שבו הגוף מסתדר בדרך הזולה ביותר: רק מרחיב ומצמצם את כלי הדם בעור, וכך מווסת כמה חום מגיע לפני השטח. מאמץ ותרמוסטט קבועים, וטמפרטורת האוויר בידיכם.
שלב 6 מתוך 6
משוב שלילי
כל מה שראיתם בנוי מאותה לולאה: חיישן מודד, מרכז בקרה משווה לערך הרצוי, ומבצעים משנים את המצב בכיוון ההפוך לסטייה. הלולאה הזאת נקראת משוב שלילי, והיא שומרת בגוף גם על הסוכר בדם, על כמות המים ועל לחץ הדם.
הגרסה האינטראקטיבית נטענת…
הגרסה האינטראקטיבית נטענת…
כל שלב מכין לכם את הסצנה, ובקר שמסומן „קבוע” נשאר במקומו בשלב הזה.
תרגול · חשבו
אדם עומד שעה בחדר שבו טמפרטורת האוויר 283 K, כלומר 10 °C. מה טמפרטורת הליבה שלו בסוף השעה, במעלות צלזיוס?
תרגול · חשבו
אדם עומד שעה בחדר שבו טמפרטורת האוויר 283 K, כלומר 10 °C. מה טמפרטורת הליבה שלו בסוף השעה, במעלות צלזיוס?
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
עכשיו טמפרטורת האוויר תרד ל־263 K, לילה קפוא של −10 °C, למשך שעה. מה יקרה לטמפרטורת הליבה?
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
עכשיו טמפרטורת האוויר תרד ל־263 K, לילה קפוא של −10 °C, למשך שעה. מה יקרה לטמפרטורת הליבה?
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
אותו לילה קפוא. עכשיו תרמוסטט יעבור לכבוי: זרימת הדם בעור, ההזעה והרעד יישארו כפי שהיו בחדר נעים. מה יקרה לליבה בתוך שעה?
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
אותו לילה קפוא. עכשיו תרמוסטט יעבור לכבוי: זרימת הדם בעור, ההזעה והרעד יישארו כפי שהיו בחדר נעים. מה יקרה לליבה בתוך שעה?
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
טמפרטורת האוויר תעלה ל־313 K, כלומר 40 °C: חם יותר מהעור. איך הגוף יאבד את החום שהוא מייצר?
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
טמפרטורת האוויר תעלה ל־313 K, כלומר 40 °C: חם יותר מהעור. איך הגוף יאבד את החום שהוא מייצר?
תרגול · הגיעו למטרה
מאמץ ותרמוסטט קבועים. שנו את טמפרטורת האוויר עד שהגוף לא רועד וגם לא מזיע, ולחצו על בדיקה.
תרגול · הגיעו למטרה
מאמץ ותרמוסטט קבועים. שנו את טמפרטורת האוויר עד שהגוף לא רועד וגם לא מזיע, ולחצו על בדיקה.
תרגול · בחרו
בקרת החום בגוף היא דוגמה למשוב שלילי. מה הופך אותה למשוב שלילי?
תרגול · בחרו
בקרת החום בגוף היא דוגמה למשוב שלילי. מה הופך אותה למשוב שלילי?
השיעור הושלם. עניתם על כל שאלות התרגול בו.
