A termorregulação é um sistema integrado de mecanismos biológicos, responsável por manter uma temperatura interna quase constante, independentemente das condições climáticas externas ao organismo. Esses mecanismos - particularmente eficazes em aves e mamíferos (todos os animais homeotérmicos), menos em peixes, anfíbios e répteis ( animais poiquilotérmicos) - incluem processos de Produção, armazenar E dispersão de calor.
Como o obeso frequentemente não se alimenta de forma anormal quando comparado a outros eutróficos, que às vezes comem ainda mais, é presumível que - com a mesma atividade física - as alterações dos processos termorregulatórios possam levar a um menor consumo de energia, com acúmulo de excesso de energia na forma de gordura. Os indivíduos magros, ao contrário dos obesos, seriam, portanto, melhores em descartar o excesso de comida (ver tecido adiposo marrom) na forma de calor.
A termorregulação pode, antes de mais nada, ser voluntária ou involuntária. No primeiro caso, é o próprio animal que voluntariamente aciona estratégias comportamentais adequadas, como a busca por uma toca protegida das intempéries ou a migração para os locais mais adequados para a manutenção da própria temperatura corporal.
Mesmo as respostas termorregulatórias involuntárias podem ser evocadas pela exposição a ambientes frios ou quentes. Em qualquer caso, envolvem a intervenção do centro termorregulador hipotalâmico, capaz de capturar e processar os sinais provenientes dos termorreceptores cutâneos e centrais (localizados no cérebro, espinhal cordão e órgãos centrais), coordenando a resposta fisiológica mais adequada para manter a temperatura corporal.
Termorregulação em ambientes frios
As adaptações termorregulatórias ao frio têm a finalidade de conservar e / ou produzir calor.
A capacidade de um organismo de produzir calor é chamada termogênese; é amplamente obrigatório e está ligado aos processos fisiológicos e metabólicos responsáveis pelo movimento, digestão, absorção e processamento dos nutrientes introduzidos na dieta.
Os mamíferos têm a capacidade de aumentar a produção de calor (termogênese opcional), envolvendo ou não o mecanismo de emoção. No primeiro caso, falamos de termogênese trêmula. Esse mecanismo leva à produção de calor por meio de uma contração rítmica e isométrica do tecido muscular, não direcionada ao movimento. A alternância de contrações e relaxamento leva a um tremor característico denominado calafrio, que aparece quando a temperatura corporal tende a diminuir "visivelmente". O calafrio gera uma quantidade de calor até 6 a 8 vezes maior do que a produzida pelo músculo em repouso. Normalmente , ocorre apenas quando a vasoconstrição máxima (veja abaixo) não foi capaz de manter a temperatura corporal.
A termogênese sem emoção, também chamada de termogênese química, envolve a produção de calor por meio de reações bioquímicas exotérmicas (geradoras de calor). Essas reações ocorrem em órgãos específicos, como tecido adiposo marrom (MTD), fígado e músculos.
O tecido adiposo marrom, típico de animais em hibernação e escasso em humanos (maior em bebês), é assim definido pela pigmentação marrom característica (visível a olho nu) dada pelos carotenóides presentes no nível mitocondrial, centros de energia do marrom células adiposas se distinguem por uma outra característica, a presença da proteína mitocondrial UCP1. Essa proteína, localizada ao nível da membrana mitocondrial, tem a característica de desacoplar a fosforilação oxidativa, favorecendo a produção de calor em detrimento da formação de Moléculas de ATP., O tecido adiposo marrom tem a finalidade de queimar nutrientes (principalmente gordura) para aumentar a produção de calor. A ativação do tecido adiposo marrom, estimulada pelo frio, está ligada principalmente à liberação de noradrenalina e sua interação com os receptores β3, mas também garantidos por mecanismos endócrinos como a liberação de T3 e T4 da tireóide. Os maiores depósitos de tecido adiposo marrom são registrados na região interescapular, periaórtica e perirrenal; nesses níveis, eles estão localizados próximos aos vasos sanguíneos, para os quais liberam calor para que seja transportado com o fluxo sanguíneo para as áreas periféricas do corpo.
Atualmente, acredita-se que o fígado também participe da termorregulação, aumentando sua atividade metabólica - resultando na produção de calor - quando o corpo humano é exposto a baixas temperaturas. Outra descoberta recente foi a descoberta de isoformas da proteína UCP1 no músculo, o que sugere um suposto papel termogenético de origem metabólica (além da capacidade de produzir calor por tremores). Por fim, "a exposição a baixas temperaturas aumenta a" atividade cardíaca, necessário para suportar as demandas metabólicas dos tecidos ativos nessas circunstâncias (como o BAT) e aumentar o transporte do calor ali produzido em todos os distritos anatômicos. Além de garantir tudo isso, o aumento da atividade cardíaca é por si só capaz de produzindo uma quantidade não desprezível de calor.
O controle das perdas de calor é regido pelas leis físicas de condução, convecção, radiação e evaporação.
CONDUÇÃO: transferência de calor entre dois objetos em temperaturas diferentes, em contato um com o outro através de uma superfície.
RADIAÇÃO ou RADIAÇÃO: transferência de calor entre dois objetos em diferentes temperaturas, que NÃO estão em contato. A perda ou aquisição de calor ocorre na forma de radiação com comprimentos de onda na faixa do visível ou infravermelho; para ser claro, é da mesma forma pela qual o sol aquece a terra através do espaço. Constitui mais da metade da quantidade de calor perdida por o corpo humano.
CONVECÇÃO: transferência de calor de um corpo para uma fonte que se move através dele (correntes de ar ou água). O movimento da água ou do ar frio através da pele mais quente causa a eliminação contínua do calor.
EVAPORAÇÃO: transferência de calor pela passagem do estado líquido para o gasoso dos fluidos perdidos pela sudorese, perdas insensíveis pela pele e vias respiratórias.
A redução da dispersão do calor no ambiente ocorre essencialmente através da contenção do fluxo sanguíneo cutâneo (vasoconstrição) e da piloereção (em peles de animais, entre a pele quente e o ambiente frio, é criada uma almofada de ar que atua como isolante térmico) .
O aumento do apetite, por sua vez, aumenta a produção de calor pelos mecanismos termogenéticos induzidos pela dieta e atende às demandas de energia dos órgãos termogenéticos.
Termorregulação em ambientes quentes
Durante a permanência em ambientes quentes o organismo reage através de uma série de mecanismos termodispersivos, em muitas formas contrárias às que acabamos de ilustrar; além disso, há a suspensão dos processos metabólicos subjacentes à termogênese opcional. Dentre estes, lembramos a vasodilatação cutânea e o aumento da sudorese, frequência e profundidade da respiração (polipneia), processos que visam aumentar a dispersão do calor por evaporação. Nessas circunstâncias, o apetite e a frequência cardíaca também diminuem, em resposta a uma menor demanda de oxigênio pelos órgãos termogenéticos.
Dentre os processos de adaptação de longo prazo também é possível observar uma diminuição da secreção hipofisária do hormônio tireotrópico, com conseqüente desaceleração do metabolismo, portanto da produção de calor.
Conforme mencionado no capítulo anterior, o processo de vasoconstrição é amplamente controlado pelo sistema nervoso simpático. O músculo liso nos esfíncteres e arteríolas pré-capilares recebe dados de neurônios simpáticos pós-ganglionares (adrenérgicos). Se a temperatura profunda cai (exposição ao frio), o hipotálamo ativa seletivamente esses neurônios, que através da liberação de noradrenalina determinam a contração do músculo liso arteriolar, reduzindo o fluxo sanguíneo cutâneo. Essa resposta termorreguladora mantém o sangue mais quente para os órgãos internos ., minimizando o fluxo sanguíneo na superfície da pele tornada fria pelo clima. Embora a vasoconstrição seja um processo ativo, a vasodilatação é um processo predominantemente passivo, que depende da suspensão da atividade vasoconstritora pela inibição da atividade simpática. Se esse processo for típico do simpático atividade. extremidades do corpo, em outras partes do corpo, a vasodilatação é favorecida por neurônios especializados que secretam acetilcolina. Casos especiais também são representados pela dilatação local de alguns distritos vasculares após a liberação de monóxido de nitrogênio (NO) ou outras substâncias vasodilatadoras parácrinas.
No contexto da termorregulação, o fluxo sanguíneo cutâneo varia de valores próximos a zero, quando é necessário conservar o calor, até quase 1/3 do débito cardíaco quando o calor deve ser liberado para o meio ambiente.
