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Text File  |  1993-08-06  |  13KB  |  388 lines
  1. D:Created 14.14 06/08/1993
  2. D:Subject     : Physiology
  3. D:Topic       : Temperature regulation
  4. D:Level       : Moderate
  5. D:
  6. D:Authors     : Department of Physiology
  7. D:              The University
  8. D:              Leeds LS2 9NQ
  9. I:MCQ SB 1
  10. G:3
  11. G:1:Dental Students
  12. Q:
  13. G:2:Medical Students
  14. Q:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12
  15. G:3:Science Students
  16. Q:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12
  17. T:A
  18. L:2
  19. #:1
  20. G: 2 3
  21. S:3
  22.  :If a man has a sustained fever and is placed
  23.  :successively in rooms imposing first a heat stress and then a
  24.  :cold stress, one would expect that he:
  25. B:N:5
  26. B:1:F:2
  27.  :could increase heat production in the cold room, but could
  28.  :not eliminate more heat in the hot room
  29. B:2:F:2
  30.  :could eliminate more heat in the hot room but could not 
  31.  :increase heat production in the cold
  32. B:3:F:2
  33.  :could increase neither heat production nor heat
  34.  :elimination in either situation 
  35. B:4:T:2
  36.  :could regulate body temperature reasonably efficiently at
  37.  :the new elevated level in either condition
  38. B:5:F:3
  39.  :would shiver more easily in response to small downward
  40.  :changes in temperature than he would sweat in response to
  41.  :similar small upward changes in temperature
  42. F:6
  43.  :The increased temperatures in a fever are conventionally
  44.  :thought to arise because the infecting pyrogen has caused an
  45.  :increase in the set point at which deep body temperature is
  46.  :regulated.   Thermoregulation occurs normally therefore in
  47.  :response to small temperature stresses but at body
  48.  :temperature above normal.
  49. E:------
  50. #:2
  51. G: 2 3
  52. S:1
  53.  :Cooling the anterior hypothalamus results in:
  54. B:N:5
  55. B:1:T:1
  56.  :an increase in oxygen consumption
  57. B:2:T:1
  58.  :shivering
  59. B:3:F:1
  60.  :a release of vasoconstrictor tone to skin blood vessels
  61. B:4:F:1
  62.  :sweating
  63. B:5:F:1
  64.  :none of the above
  65. F:8
  66.  :The anterior hypothalamus, particularly the preoptic area,
  67.  :contains important central receptors for both cooling and
  68.  :warming.   Cooling this area will therefore activate
  69.  :effectors for heat production, shivering and non-shivering
  70.  :thermogenesis, and heat conservation - vasoconstriction, and
  71.  :inhibit effectors for heat elimination - vasodilatation and
  72.  :sweating.   The occurrence of shivering will cause an
  73.  :increase in oxygen production.
  74. E:------
  75. #:3
  76. G: 2 3
  77. S:2
  78.  :A good circulation of blood to the skin is important
  79.  :for maximum ability to lose heat by:
  80. B:N:5
  81. B:1:T:1
  82.  :conduction
  83. B:2:T:1
  84.  :evaporation
  85. B:3:T:1
  86.  :convection
  87. B:4:T:1
  88.  :radiation
  89. B:5:F:1
  90.  :condensation
  91. F:10
  92.  :Heat losses from the body by conduction, convection and to
  93.  :a major extent by radiation depend on the temperature
  94.  :difference between the surface of the body and the
  95.  :environment.   Heat losses by evaporation depend on the
  96.  :vapour pressure gradient between the air immediately above
  97.  :the skin and the atmosphere in general:  this is influenced
  98.  :by the respective temperatures which govern how much water
  99.  :vapour the air can hold.   The blood circulation to the skin
  100.  :generally has the effect of raising skin temperature and will
  101.  :promote heat loss by all these routes.
  102. E:------
  103. #:4
  104. G: 2 3
  105. S:1
  106.  :Shivering:
  107. B:N:5
  108. B:1:F:2
  109.  :results from the release of acetylcholine from sympathetic
  110.  :nerve fibres
  111. B:2:T:2
  112.  :is not very efficient because much of the increased heat
  113.  :production is immediately lost
  114. B:3:T:2
  115.  :usually results in a decreased thermal resistance between
  116.  :core and skin
  117. B:4:T:1
  118.  :and locomotion in the same muscle group are incompatible
  119. B:5:F:1
  120.  :can only double resting heat production at maximum
  121. F:11
  122.  :Shivering is a special kind of contraction of skeletal
  123.  :muscle and occurs in response to activity in motor nerves
  124.  :which release acetyl choline at their nerve endings.   The
  125.  :contracting muscle requires an increased blood supply which
  126.  :leads to a decreased thermal resistance (insulation). 
  127.  :Shivering disturbs the skin/air boundary, increasing heat
  128.  :loss by convection so that not all the additional heat
  129.  :produced is retained by the body.   Since the motorneurone
  130.  :arising in the anterior horn of the spinal cord is the final
  131.  :common path for locomotor activity as well as for shivering
  132.  :the two cannot occur together.
  133. E:------
  134. #:5
  135. G: 2 3
  136. S:1
  137.  :In normal man the eccrine sweat glands:
  138. B:N:5
  139. B:1:F:2
  140.  :are activated by sympathetic, postganglionic, adrenergic
  141.  :neurones
  142. B:2:T:1
  143.  :are inhibited by atropine
  144. B:3:T:2
  145.  :produce a primary sweat which is identical in composition
  146.  :to plasma
  147. B:4:F:1
  148.  :produce a primary sweat by a process of ultrafiltration
  149. B:5:T:2
  150.  :can produce up to 1 litre  of fluid every hour in
  151.  :adequately hydrated acclimatised man
  152. F:9
  153.  :The eccrine sweat glands are innervated by postganglionic
  154.  :sympathetic nerve fibres which, unusually, liberate acetyl
  155.  :choline at their nerve endings and therefore are inhibited by
  156.  :atropine.   Sweat is formed in the lumen of the secretory
  157.  :portion of the gland by a complex process of ion secretion
  158.  :accompanied passively by water to maintain osmotic
  159.  :equilibrium.   If water transport is not hindered by
  160.  :dehydration, maximally active glands can easily secrete at 1
  161.  :litre per hour, almost indefinitely.  
  162. E:------
  163. #:6
  164. G: 2 3
  165. S:5
  166.  :A student feels unwell and visits the Health Centre
  167.  :where she is found to have a deep body temperature of 39.5
  168.  :degrees C.  She is put to bed in the Sick Bay which has an
  169.  :environmental temperature of 21 degrees C.  If, after 24
  170.  :hours, her body temperature was unchanged:
  171. B:N:5
  172. B:1:F:2
  173.  :this could be due to a maintained imbalance between heat
  174.  :loss and heat production
  175. B:2:F:2
  176.  :she would be in danger of becoming dehydrated due to
  177.  :continued profuse sweating
  178. B:3:F:2
  179.  :her physiological temperature regulator would be incapable
  180.  :of handling any imposed mild temperature stress
  181. B:4:T:2
  182.  :her tissue thermal resistance would probably be similar to
  183.  :what it was at normal temperature
  184. B:5:F:1
  185.  :it could be reduced by administering a muscle relaxant
  186. F:13
  187.  :Normal body temperature is 37 degrees C, so having a
  188.  :temperature of 39.5 degrees C for 24 hours would indicate the
  189.  :existence of a fever.   This is usually thought to occur
  190.  :because a pyrogen has caused the set point temperature for
  191.  :thermoregulation to increase without interfering with the
  192.  :process of thermoregulation itself.   As the patient's
  193.  :temperature was unchanged after 24 hours, she was still in
  194.  :thermal balance although at a raised level of temperature.  
  195.  :She would not be sweating and her tissue thermal resistance
  196.  :(insulation) would be normal.   Her raised temperature would
  197.  :not be due to increased heat production from muscle
  198.  :contractions of any sort so administering a muscle relaxant
  199.  :would be an ineffective means of reducing it.
  200. E:------
  201. #:7
  202. G: 2 3
  203. S:1
  204.  :Hypothalamic centres controlling body temperature:
  205. B:N:5
  206. B:1:T:1
  207.  :respond to hypothalamic temperature
  208. B:2:F:2
  209.  :have efferent outflow only through the parasympathetic
  210.  :systems
  211. B:3:T:2
  212.  :respond to information from peripheral temperature
  213.  :receptors
  214. B:4:F:1
  215.  :respond by altering heat loss rather than heat production
  216. B:5:T:2
  217.  :appear to act by comparing sensory information about
  218.  :temperature with some notional 'reference' temperature
  219. F:9
  220.  :The hypothalamus contains temperature receptors for both
  221.  :warming and cooling stimuli and acts as an integrating centre
  222.  :for these and for information coming from receptors in the
  223.  :periphery.   Whether the response should be heat conservation
  224.  :or production appears to depend on a comparison with some
  225.  :notional ideal temperature and is effected as appropriate via
  226.  :the sympathetic nervous system to blood vessels or sweat
  227.  :glands in the skin, or the motor nerve system to skeletal
  228.  :muscle.
  229. E:------
  230. #:8
  231. G: 2 3
  232. S:4
  233.  :Prolonged physical exercise in a normal man was
  234.  :accompanied by elevation in central body temperature to
  235.  :febrile levels (39 - 41 degrees C):  Such marked elevations
  236.  :imply:
  237. B:N:5
  238. B:1:T:2
  239.  :greatly augmented energy release with only a minor
  240.  :fraction appearing as external work
  241. B:2:F:2
  242.  :deficiencies in normal physical mechanisms for heat
  243.  :dissipation
  244. B:3:T:2
  245.  :resetting of hypothalamic control systems to a higher
  246.  :temperature
  247. B:4:F:1
  248.  :failure of hypothalamic control systems
  249. B:5:F:2
  250.  :the exercise must have been carried out in an extremely
  251.  :humid environment
  252. F:9
  253.  :The mechanical efficiency of exercise is not thought to
  254.  :exceed 25 percent.   The remaining energy production is
  255.  :released as heat which at first is retained in the body, i.e.
  256.  :heat loss is not commensurately increased.   This raises body
  257.  :temperature until a new set point is reached, the level of
  258.  :which depends on the intensity of the exercise but is
  259.  :independent of the environment.    Thereafter
  260.  :thermoregulation occurs normally at this raised body
  261.  :temperature.
  262. E:------
  263. #:9
  264. G: 2 3
  265. S:2
  266.  :The reduction of heat loss from the limbs by
  267.  :countercurrent heat exchange refers to:
  268. B:N:5
  269. B:1:T:2
  270.  :conductive transfer of heat between arteries and deep
  271.  :veins
  272. B:2:F:2
  273.  :shunting of blood from arteries to veins without passing
  274.  :through the capillaries
  275. B:3:F:2
  276.  :reversal of blood flow so that cool venous blood enters
  277.  :the capillaries
  278. B:4:F:2
  279.  :constriction of cutaneous arterioles and precapillary
  280.  :sphincters
  281. B:5:F:2
  282.  :reduced blood flow to the skin due to the release of
  283.  :adrenaline
  284. F:11
  285.  :In a cold environment blood returning to the heart from
  286.  :the periphery (skin) may be redirected from superficial veins
  287.  :lying just under the skin to veins deep in the limb in close
  288.  :proximity to arteries carrying warm blood travelling in the
  289.  :opposite direction.   The arterial blood loses some of its
  290.  :heat by conduction to the veins and in the process warms the
  291.  :blood they contain.   By this process of countercurrent heat
  292.  :exchange blood reaching the skin is cooler than it would
  293.  :otherwise have been:  conversely blood returning to the heart
  294.  :is warmer.   The term does not refer to other effects which
  295.  :may occur concurrently in the skin.
  296. E:------
  297. #:10
  298. G: 2 3
  299. S:3
  300.  :Experimental results in dogs show that raising the
  301.  :temperature of the anterior hypothalamus to 40 degrees C will
  302.  :produce:
  303. B:N:5
  304. B:1:T:1
  305.  :a fall in body temperature
  306. B:2:T:1
  307.  :vasodilatation in the skin
  308. B:3:T:1
  309.  :panting
  310. B:4:F:1
  311.  :piloerection
  312. B:5:F:1
  313.  :non-shivering thermogenesis
  314. F:8
  315.  :The anterior hypothalamus contains central nervous system
  316.  :temperature receptors for cooling and warming stimuli and
  317.  :responds by activating the appropriate effectors.   On being
  318.  :warmed, processes of heat elimination will be set in train -
  319.  :panting and vasodilatation (limited in the dog) - and these
  320.  :will result in a fall in body temperature.   Heat
  321.  :conservation - piloerection - or production will be
  322.  :inhibited.
  323. E:------
  324. #:11
  325. G: 2 3
  326. S:5
  327.  :If a man clad only in swimming trunks moves from a
  328.  :room with an environmental temperature of 28 degrees C to one
  329.  :with a temperature of 10 degrees C a rise in deep body
  330.  :temperature is frequently seen during the first few minutes. 
  331.  :This is most likely due to:
  332. B:N:5
  333. B:1:F:1
  334.  :non-shivering thermogenesis
  335. B:2:F:1
  336.  :an increased output of thyroxine
  337. B:3:T:1
  338.  :muscular contraction
  339. B:4:T:1
  340.  :constriction of cutaneous blood vessels
  341. B:5:F:2
  342.  :increase in the heat increment of food (specific dynamic
  343.  :action)
  344. F:7
  345.  :An unclothed person entering a cold room would
  346.  :vasoconstrict and begin to shiver.   This increase in heat
  347.  :production and reduction in heat loss would immediately cause
  348.  :body temperature to begin to rise.   There is not thought to
  349.  :be any non-shivering heat production in adult humans and the
  350.  :effects of hormones and digestion are probably to slow to
  351.  :cause the rises in temperature seen.
  352. E:------
  353. #:12
  354. G: 2 3
  355. S:2
  356.  :One experiences difficulty in maintaining normal body
  357.  :temperatures in a hot wet climate because:
  358. B:N:5
  359. B:1:T:1
  360.  :the vapour pressure gradient from skin to air is low
  361. B:2:T:1
  362.  :the ambient relative humidity is high
  363. B:3:T:1
  364.  :sweat drips from the body
  365. B:4:F:1
  366.  :not enough sweat is produced
  367. B:5:F:1
  368.  :vasodilatation is not likely to be maximal
  369. F:16
  370.  :When air temperature is above skin temperature heat cannot
  371.  :be lost by conduction and convection and probably not by
  372.  :radiation.   This leaves evaporation of sweat as the only
  373.  :means available for controlling body temperature.    For
  374.  :evaporation to be effective the vapour pressure gradient
  375.  :between the air at the skin surface and the atmosphere
  376.  :generally must be as large as possible.   Since air at the
  377.  :skin surface is usually saturated with water vapour this
  378.  :means that ambient relative humidity should be low.   The
  379.  :heat will usually stimulate the production of copious sweat: 
  380.  :if it does not evaporate it will drip uselessly from the
  381.  :body.    Sweating begins when vasodilatation is no longer
  382.  :adequate in controlling body temperature on its own and
  383.  :enhances the removal of vasoconstrictor tone by secreting
  384.  :bradykinin forming enzymes (vasodilating) into the tissue
  385.  :fluids.
  386. E:------
  387. ::
  388.