QCM : Thermorégulation humaine (28 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quel profil thermique caractérise un ectotherme comme un reptile ?

Une température interne indépendante des échanges avec l’environnement
Une température cutanée toujours supérieure à celle des organes profonds
Une température profonde relativement constante dans un intervalle donné
Une température interne variable avec celle du milieu extérieur

Une température interne variable avec celle du milieu extérieur

Explication

Chez les ectothermes, la température du milieu intérieur poïkilotherme varie avec celle du milieu extérieur. La stabilité relative de la température profonde caractérise plutôt les endothermes.

2. Quelle propriété définit un endotherme lorsque la température extérieure reste dans un certain intervalle ?

Il maintient approximativement constante la température de ses parties profondes
Il laisse sa température interne suivre les variations du milieu extérieur
Il produit une température interne qui dépend principalement de l’humidité ambiante
Il conserve une température cutanée identique à celle de ses organes profonds

Il maintient approximativement constante la température de ses parties profondes

Explication

Les endothermes, aussi appelés homothermes, maintiennent approximativement constante la température de leurs parties profondes dans certaines conditions extérieures. Une température interne variable avec le milieu correspond plutôt aux ectothermes.

3. Quelle fonction caractérise principalement le noyau thermique ?

Il regroupe les tissus à température stable et constitue le siège de la thermogenèse
Il maintient une température inférieure afin d’accélérer la thermolyse cutanée
Il regroupe les surfaces variables qui échangent la chaleur avec l’environnement
Il assure le refroidissement du corps par évaporation au contact de l’air

Il regroupe les tissus à température stable et constitue le siège de la thermogenèse

Explication

Le noyau thermique comprend les organes et tissus dont la température reste constante et où se produit la thermogenèse. Les zones d’échange avec l’environnement appartiennent plutôt à l’écorce thermique.

4. Quelle répartition de l’énergie résulte de l’oxydation des substrats énergétiques chez le corps ?

40 % devient énergie chimique et 60 % devient énergie thermique
50 % devient énergie chimique et 50 % devient énergie thermique
20 % devient énergie chimique et 80 % devient énergie thermique
60 % devient énergie chimique et 40 % devient énergie thermique

40 % devient énergie chimique et 60 % devient énergie thermique

Explication

L’oxydation des substrats énergétiques fournit 40 % d’énergie chimique et 60 % d’énergie thermique. La proportion thermique est donc supérieure à la proportion chimique.

5. Comment se caractérise l’écorce thermique par rapport au noyau ?

Elle correspond aux surfaces isolées, à température variable mais supérieure à celle du noyau
Elle correspond aux organes producteurs de chaleur, à température stable et supérieure au noyau
Elle correspond aux tissus internes, à température constante et identique à celle du noyau
Elle correspond aux zones d’échange, à température variable et inférieure à celle du noyau

Elle correspond aux zones d’échange, à température variable et inférieure à celle du noyau

Explication

L’écorce thermique regroupe les zones d’échange avec l’environnement, dont la température varie et reste inférieure à celle du noyau. Les organes à température stable et producteurs de chaleur appartiennent au noyau.

6. Dans quel ordre général la chaleur circule-t-elle lors de la thermorégulation ?

Transfert dans l’environnement, thermogenèse dans l’écorce, puis thermolyse dans le noyau
Thermolyse dans le noyau, transfert vers l’environnement, puis thermogenèse dans l’écorce
Thermogenèse dans le noyau, transfert vers l’écorce, puis thermolyse dans l’environnement
Thermogenèse dans l’écorce, transfert vers le noyau, puis thermolyse dans le sang

Thermogenèse dans le noyau, transfert vers l’écorce, puis thermolyse dans l’environnement

Explication

La thermorégulation suit une succession allant de la production de chaleur dans le noyau à son transfert vers l’écorce, puis à sa perte par thermolyse dans l’environnement. Les autres séquences inversent les lieux ou l’ordre de ces étapes.

7. Quel mécanisme décrit la conduction tissulaire entre le noyau et la peau ?

Un déplacement de sang qui transporte la chaleur vers les régions cutanées
Une évaporation de l’eau cutanée qui retire directement la chaleur des tissus
Un transfert de chaleur de proche en proche entre molécules en contact dans les tissus
Une émission de rayonnement thermique entre surfaces séparées par de l’air

Un transfert de chaleur de proche en proche entre molécules en contact dans les tissus

Explication

La conduction tissulaire transmet la chaleur de proche en proche entre molécules en contact au sein des tissus. Le déplacement de matière, notamment celui du sang, relève plutôt de la convection.

8. Quelle expression représente la conductance tissulaire entre le rectum et la peau ?

Ktis′=htis(Tcut−Tre)+Qcut′K'_{tis}=h_{tis}(T_{cut}-T_{re})+Q'_{cut}
Ktis′=Qcut′⋅c⋅(Tre−Tcut)K'_{tis}=Q'_{cut}\cdot c\cdot(T_{re}-T_{cut})
Ktis′=htis(Tre−Tcut)K'_{tis}=h_{tis}(T_{re}-T_{cut})
Ktis′=c(Tre+Tcut)/htisK'_{tis}=c(T_{re}+T_{cut})/h_{tis}

$$K'_{tis}=h_{tis}(T_{re}-T_{cut})$$

Explication

La conductance tissulaire est le produit de htish_{tis} par la différence de température entre le rectum et la peau. L’expression utilisant le débit sanguin et la capacité thermique décrit plutôt le transport de chaleur par le sang.

9. Quelle relation permet de calculer le débit de chaleur transporté par le sang ?

Csang′=c(Tre+Tcut)/Qcut′C'_{sang}=c(T_{re}+T_{cut})/Q'_{cut}
Csang′=htis(Tre−Tcut)C'_{sang}=h_{tis}(T_{re}-T_{cut})
Csang′=Qcut′/[c(Tre−Tcut)]C'_{sang}=Q'_{cut}/[c(T_{re}-T_{cut})]
Csang′=Qcut′⋅c⋅(Tre−Tcut)C'_{sang}=Q'_{cut}\cdot c\cdot(T_{re}-T_{cut})

$$C'_{sang}=Q'_{cut}\cdot c\cdot(T_{re}-T_{cut})$$

Explication

Le débit de chaleur sanguin dépend du débit sanguin cutané, de la capacité thermique du sang et du gradient entre le rectum et la peau. La conductance tissulaire s’exprime plutôt avec htish_{tis} et ce gradient.

10. Quelle équation exprime le bilan de production métabolique de chaleur ?

M′=Ktis′⋅Csang′=[Qcut′+c+htis](Tre−Tcut)M'=K'_{tis}\cdot C'_{sang}=[Q'_{cut}+c+h_{tis}](T_{re}-T_{cut})
M′=Ktis′+Csang′=[Qcut′⋅c+htis](Tre−Tcut)M'=K'_{tis}+C'_{sang}=[Q'_{cut}\cdot c+h_{tis}](T_{re}-T_{cut})
M′=Ktis′/Csang′=[Qcut′⋅c+htis]/(Tre−Tcut)M'=K'_{tis}/C'_{sang}=[Q'_{cut}\cdot c+h_{tis}]/(T_{re}-T_{cut})
M′=Ktis′−Csang′=[Qcut′⋅c−htis](Tre+Tcut)M'=K'_{tis}-C'_{sang}=[Q'_{cut}\cdot c-h_{tis}](T_{re}+T_{cut})

$$M'=K'_{tis}+C'_{sang}=[Q'_{cut}\cdot c+h_{tis}](T_{re}-T_{cut})$$

Explication

La production métabolique de chaleur est la somme des transferts par conduction tissulaire et par convection sanguine, ce qui conduit à l’expression factorisée donnée. Les autres relations modifient à tort l’addition des contributions ou la place du gradient thermique.

11. Dans l’expression du débit de chaleur par conduction entre la peau et l’environnement, que représente la relation correcte ?

K′=hk(Tcut−Tg)K'=h_k(T_{cut}-T_g)
K′=hk(Tcut+Tg)K'=h_k(T_{cut}+T_g)
K′=Tcut−TghkK'=\frac{T_{cut}-T_g}{h_k}
K′=hk(Tg−Tcut)K'=h_k(T_g-T_{cut})

$$K'=h_k(T_{cut}-T_g)$$

Explication

Le débit conductif dépend du coefficient conductif et de la différence entre la température cutanée et la température du milieu. L’inversion des températures modifierait le signe du transfert et ne correspond pas à la relation donnée.

12. Quelle situation illustre une convection forcée entre la peau et l’environnement ?

L’air se déplace spontanément sous l’effet d’une différence de densité
Un rayonnement infrarouge traverse l’air ambiant
La sueur absorbe de la chaleur en s’évaporant
Un ventilateur met l’air en mouvement autour de la peau

Un ventilateur met l’air en mouvement autour de la peau

Explication

La convection forcée résulte du déplacement d’un fluide provoqué par le vent ou par un dispositif, comme un ventilateur. Un mouvement spontané lié aux différences de densité correspond à la convection naturelle.

13. Comment l’approximation de la loi de Newton regroupe-t-elle les échanges par radiation et convection ?

R′+C′=Tcut−Tgh(R+C)R'+C'=\frac{T_{cut}-T_g}{h_{(R+C)}}
R′+C′=h(R+C)(Tg−Tcut)R'+C'=h_{(R+C)}(T_g-T_{cut})
R′−C′=h(R+C)(Tcut−Tg)R'-C'=h_{(R+C)}(T_{cut}-T_g)
R′+C′=h(R+C)(Tcut−Tg)R'+C'=h_{(R+C)}(T_{cut}-T_g)

$$R'+C'=h_{(R+C)}(T_{cut}-T_g)$$

Explication

L’approximation additionne les débits de radiation et de convection et les relie à la différence de température par un coefficient global. Utiliser une différence inversée ou soustraire les deux transferts ne respecte pas cette formulation.

14. Quelle quantité de chaleur est absorbée par l’évaporation de 1 g d’eau à la surface de la peau ?

Environ 2,5 kJ
Environ 250 kJ
Environ 25 kJ
Environ 0,25 kJ

Environ 2,5 kJ

Explication

L’évaporation d’un gramme d’eau absorbe environ 2,5 kJ, ce qui retire de la chaleur à la peau et contribue à son refroidissement. Une valeur de 0,25 kJ sous-estime d’un facteur dix l’effet thermique indiqué.

15. Quelle séquence décrit correctement l’organisation réflexe de la thermorégulation ?

Les thermorécepteurs commandent les effecteurs sans intervention hypothalamique
L’hypothalamus mesure directement la température, puis inhibe les effecteurs
Les effecteurs informent l’hypothalamus, qui commande les thermorécepteurs
Les thermorécepteurs informent l’hypothalamus, qui commande des effecteurs

Les thermorécepteurs informent l’hypothalamus, qui commande des effecteurs

Explication

La régulation suit une boucle dans laquelle les thermorécepteurs transmettent les informations à l’hypothalamus, puis celui-ci active des effecteurs correcteurs. Les thermorécepteurs détectent et transmettent l’information, mais ne commandent pas directement les effecteurs.

16. Quelle caractéristique distingue les récepteurs cutanés au froid ?

Ils sont minoritaires, superficiels et culminent autour de 30 °C
Ils sont majoritaires, profonds et culminent autour de 45 °C
Ils sont majoritaires, superficiels et culminent autour de 30 °C
Ils sont minoritaires, profonds et culminent autour de 45 °C

Ils sont majoritaires, superficiels et culminent autour de 30 °C

Explication

Les récepteurs cutanés au froid sont les plus nombreux, se trouvent sous l’épiderme et présentent un maximum d’activité autour de 30 °C. Les récepteurs au chaud sont moins nombreux, plus profonds et culminent à une température plus élevée.

17. Quelle réponse est principalement activée par l’hypothalamus antérieur lors d’une exposition à la chaleur ?

La thermogenèse de la graisse brune par l’hypothalamus postérieur
La sudation par le système sympathique cholinergique
La vasoconstriction cutanée par le système sympathique adrénergique
Le frisson par le système moteur somatique

La sudation par le système sympathique cholinergique

Explication

En situation de chaleur, l’hypothalamus antérieur favorise la sudation par l’intermédiaire du système sympathique cholinergique. Le frisson et la vasoconstriction cutanée sont plutôt des réponses au froid associées à l’hypothalamus postérieur.

18. Dans quelle condition la sudation constitue-t-elle le mécanisme thermorégulateur efficace lorsque la température opérative dépasse la température cutanée ?

Lorsque la sudation augmente sans perte de chaleur latente
Lorsque l’humidité empêche l’évaporation de la sueur
Lorsque la sueur peut s’évaporer de la surface cutanée
Lorsque le corps est immergé dans une eau plus chaude

Lorsque la sueur peut s’évaporer de la surface cutanée

Explication

Dans cette situation, la sudation refroidit le corps grâce à l’évaporation de l’eau, qui absorbe de la chaleur. Une atmosphère très humide ou l’immersion limite l’évaporation et réduit donc l’efficacité du refroidissement.

19. Quelle combinaison de réponses est déclenchée par l’hypothalamus postérieur en cas de froid ?

Respiration ralentie, sudation et diminution de l’oxydation de la graisse brune
Frisson, vasoconstriction cutanée adrénergique et thermogenèse de la graisse brune
Vasoconstriction cutanée cholinergique, sudation et refroidissement évaporatif
Sudation, vasodilatation cutanée et inhibition de la thermogenèse

Frisson, vasoconstriction cutanée adrénergique et thermogenèse de la graisse brune

Explication

Lors du froid, l’hypothalamus postérieur coordonne le frisson, la vasoconstriction cutanée adrénergique et la production de chaleur par la graisse brune. La sudation et la vasodilatation sont plutôt associées à la dissipation de chaleur.

20. Quelle affirmation décrit correctement l’effet et la limite du frisson sur le métabolisme ?

Il peut multiplier le métabolisme par cinq, mais provoque rapidement un épuisement
Il double le métabolisme et maintient durablement l’effort musculaire
Il multiplie le métabolisme par dix sans entraîner de fatigue importante
Il réduit le métabolisme et préserve les réserves énergétiques

Il peut multiplier le métabolisme par cinq, mais provoque rapidement un épuisement

Explication

Le frisson augmente fortement la production métabolique, jusqu’à environ cinq fois, mais cette réponse fatigue rapidement l’organisme. Il ne constitue donc pas une stratégie durable malgré son efficacité initiale.

21. Entre quelles températures opératives se situe la zone de neutralité thermique chez l’être humain ?

Entre 10 et 24 °C
Entre 32 et 45 °C
Entre 25 et 40 °C
Entre 18 et 32 °C

Entre 18 et 32 °C

Explication

La zone de neutralité thermique s’étend de 18 à 32 °C. Une plage débutant à 25 °C correspondrait déjà à des conditions plus chaudes, où d’autres mécanismes thermolytiques peuvent intervenir.

22. Que se passe-t-il entre 18 et 32 °C de température opérative lorsque la thermorégulation est sollicitée ?

La ventilation pulmonaire devient le principal mécanisme d’évacuation thermique
La sudation augmente pour compenser une vasodilatation cutanée importante
Le frisson apparaît afin de maintenir la production de chaleur métabolique
La vasomotricité cutanée équilibre la thermogenèse et la thermolyse sans sudation ni frisson

La vasomotricité cutanée équilibre la thermogenèse et la thermolyse sans sudation ni frisson

Explication

Dans cette plage, les ajustements vasomoteurs cutanés suffisent à équilibrer production et perte de chaleur, sans déclencher de sudation ni de frisson. La sudation et le frisson sont mobilisés lorsque les ajustements vasculaires ne suffisent plus.

23. Quelle variation de température centrale survient habituellement autour de l’ovulation pendant la phase progestative du cycle menstruel ?

Une hausse d’environ 2 °C
Une baisse d’environ 2 °C
Une baisse d’environ 0,5 °C
Une hausse d’environ 0,5 °C

Une hausse d’environ 0,5 °C

Explication

La phase progestative s’accompagne autour de l’ovulation d’une augmentation d’environ 0,5 °C de la température centrale. Une baisse de température ne correspond pas à l’effet physiologique décrit pour cette phase.

24. Une personne dépense Mexercice′−Mrepos′M'_{exercice}-M'_{repos} d’énergie métabolique pendant un exercice et fournit un travail mécanique WmeˊcaniqueW_{mécanique} égal à 25 % de cette dépense ; quel est son rendement ?

ρ=50%\rho=50\%
ρ=25%\rho=25\%
ρ=75%\rho=75\%
ρ=100%\rho=100\%

$$\rho=25\%$$

Explication

Le rendement se calcule par ρ=WmeˊcaniqueMexercice′−Mrepos′\rho=\frac{W_{mécanique}}{M'_{exercice}-M'_{repos}} et vaut ici 25 %. Les 75 % restants de l’énergie sont principalement dissipés sous forme de chaleur, et non convertis en travail mécanique.

25. Quelle caractéristique permet de distinguer la fièvre de l’hyperthermie ?

La fièvre augmente la température sans modifier la consigne centrale
La fièvre correspond à une défaillance complète de la thermorégulation
La fièvre résulte principalement d’une perte de chaleur par évaporation
La fièvre élève la consigne centrale sous l’action de cytokines

La fièvre élève la consigne centrale sous l’action de cytokines

Explication

La fièvre est une réponse de défense dans laquelle des cytokines modifient vers le haut la consigne de température du système nerveux central. L’élévation thermique sans modification nécessaire de cette consigne caractérise plutôt l’hyperthermie.

26. Lors d’une fièvre, quelle succession de réponses se produit lorsque la consigne augmente puis diminue brutalement ?

Une inhibition de la thermogenèse précède une vasoconstriction et une sécheresse cutanée
Une sudation apparaît d’abord, puis un frisson et une vasoconstriction
Des réponses au froid apparaissent d’abord, puis une vasodilatation et une sudation
Une vasodilatation survient d’abord, puis une réduction de la perte de chaleur

Des réponses au froid apparaissent d’abord, puis une vasodilatation et une sudation

Explication

L’élévation de la consigne est interprétée comme un déficit thermique et déclenche des réponses au froid. Lorsque la consigne redescend, la vasodilatation et la sudation favorisent l’évacuation de la chaleur.

27. Quel ensemble de signes caractérise le coup de chaleur ?

Une température rectale supérieure à 40 °C, une thermorégulation inefficace, une déshydratation et une encéphalopathie
Une température basse, une vasoconstriction périphérique, une hydratation normale et une confusion transitoire
Une température supérieure à 40 °C, une thermorégulation efficace, une hyperhydratation et une absence de signes neurologiques
Une température modérément élevée, une consigne augmentée, une sudation efficace et une vigilance conservée

Une température rectale supérieure à 40 °C, une thermorégulation inefficace, une déshydratation et une encéphalopathie

Explication

Le coup de chaleur associe une hyperthermie rectale dépassant 40 °C à une thermorégulation inefficace, une déshydratation et des signes d’encéphalopathie. Une fièvre peut augmenter la température, mais la consigne y est modifiée et la thermorégulation reste active.

28. Quelle prise en charge favorise le refroidissement d’une personne victime d’un coup de chaleur ?

Administrer un apport hydrique limité et favoriser la production métabolique de chaleur
Réhydrater et augmenter les pertes par conduction, convection forcée et évaporation
Réduire les pertes cutanées et attendre la normalisation spontanée de la température
Stimuler le frisson et maintenir la peau sèche pour conserver la chaleur corporelle

Réhydrater et augmenter les pertes par conduction, convection forcée et évaporation

Explication

Le traitement repose sur la réhydratation et sur l’augmentation des pertes thermiques par conduction, convection forcée et évaporation. Réduire les pertes de chaleur ou stimuler le frisson aggraverait l’élévation de la température corporelle.

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Qu'est-ce qui caractérise la température des ectothermes ?

Elle varie avec celle du milieu extérieur.

Quels animaux sont des exemples d'ectothermes ?

Les poissons, les reptiles et les amphibiens.

Comment s'appelle aussi le groupe des endothermes ?

Les homothermes.

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