TERMORREGULACIÓN

 

La vida se produce en medio hídrico. El agua congela a 0º C y por debajo, la vida es imposible. A 45 ºC se desnaturalizan las proteínas y tampoco es posible la vida.

La vida se puede desarrollar por encima y por debajo de estos límites.

La termorregulación sólo es aplicable en los animales homeotermos (aves y mamíferos). El resto de animales no regulan la temperatura de su cuerpo.

Los diferentes tipos de animales, según si son homeotermos y poiquilotermos:

 

 

 

 

 

Los poiquilotermos a temperatura ambiental más alta, más alta será su TM.

En los homeotermos, a temperatura ambiental más alta, más baja será la TM.

Un homeotermo donde la temperatura es corporal, a temperatura baja perderá mucho calor y tiene que producir mucho calor (alta TM). Si la temperatura aumenta, la TM disminuye porque cada vez la temperatura ambiental está más cercan a la del organismo y se tiene que producir cada vez menos calor.

En realidad hay:

-Poiquilotermia: temperatura corporal varía con la temperatura ambiental.

-Ectotermia: control comportamental de la captación de calor. Han de captar calor para aumentar la TM.

-Endotermia primitiva: los animales tienen un importante incremento del metabolismo tisular. Producen más calor pero se les escapa porque no tienen mecanismos de aislamiento.

-Homeotermia primitiva: control del flujo de calor desde el organismo.

-Homeotermia: control fino de la temperatura corporal.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MECANISMOS DE INTERCAMBIO DE CALOR

· Radiación: el sol emite longitudes de onda largas (IR) que calientan. La transferencia de calor es por radiación.

· Conducción: transferencia de calor por contacto directo.

· Convección: un objeto cualquiera calienta el aire de su alrededor y este aire sube, hay corrientes de convección. Son más importantes en posición  vertical que en horizontal.

· Evaporación: se pone en marcha por encima de determinadas temperaturas. Se produce sudor que se evapora por el calor.

 

 

 

CONTROL DE LA PÉRDIDA DE CALOR

MECANISMOS NO EVAPORATIVOS: No implican agua. Se llevan a cabo mediante regulación de los cambios en velocidad, volumen, temperatura y distribución de la irrigación sanguínea cutánea y mediante cambios de comportamiento.

Se deja que las áreas superficiales que intercambian calor disminuyan la irrigación y disminuyen el gradiente que hace perder calor. Los cambios comportamentales ofrecen la mínima superficie corporal posible de intercambio.

MECANISMOS EVAPORATIVOS:

· Sudoración: las glándulas sudoríparas inervadas por le SNA que secretan sudor hacen que disminuya la temperatura. Se pierde H2O y sales minerales que se tienen que reponer por la ingesta.

· Jadeo: refrigera porque de la cavidad nasal hasta los alvéolos hay un espacio muerto respiratorio. El perro mueve el aire por el espacio muerto y refrigera. No tiene significado respiratorio. Sólo pierde agua que evapora por las vías respiratorias.

· Chapoteo: los cerdos que se forman una costra de barro  para evaporar el agua lentamente sin perder líquido corporal o agua y sales minerales.

CONTROL DE LA PRODUCCIÓN DE CALOR

POR INFLUENCIA DE LAS ESTRUCTURAS MUSCULARES EXOTÉRMICAS

     -Voluntarias.

     -Involuntarias: escalofríos y temblores. Se tiembla hasta que se ha producido el calor que se ha perdido. La musculatura esquelética se escapa del control voluntario y queda sometido al hipotálamo.

INDEPENDIENTE DE LA ACTIVIDAD MUSCULAR:

     -Metabolización del hígado que produce calor.

     -Tejido marrón: produce mucho calor cuando se oxida.

 

Cuando hace frío sólo hay 37ºC en el núcleo corporal (toracoabdominal), porque como más frío haya, más bajas estarán las áreas corporales. La vasoconstricción hace un gradiente de temperatura entre el núcleo corporal y el resto. Para conservar el calor, se tiene que enfriar la superficie corporal

Lo que define la homeotermia es la temperatura rectal.

Las arterias y las venas están cercanas porque irradian calor porque se puede irrigar con sangre fría conservando el calor.

Los delfines y las focas tienen un mecanismo de circulación contra corriente. Las venas vuelven alrededor de la arteria de forma que se irriga con sangre fría, conservando todo el calor. Esto funciona con mucho tejido adiposo.

El control de la irrigación cutánea es uno de los mecanismos de control de la homeotermia en animales del Ártico.

Los animales con pelo cambian cíclicamente el pelo para pasar más o menos frío y calor. Mantienen constante la temperatura corporal.

 

 

 

 

 

La temperatura corporal es detectada por receptores térmicos centrales y periféricos y mediante el hipotálamo, se ponen en marcha los efectores de pérdida o producción de calor, según las necesidades. Las neuronas del cerebro funcionan a 37ºC. El incremento de la temperatura en niños produce convulsiones.

 

 

 

 

 

 

A temperatura ambiental baja, el consumo de oxígeno es muy elevado porque pierden mucho calor y tienen que incrementar la termeogénesis (mediante procesoso oxidativos). A partir del mínimo, hay temperatura ambiental a partir de la cual, aunque suba, no varía la TM. La TM vuelve a subir a temperaturas más altas.

Y= temperatura crítica inferior.

Z= temperatura crítica superior.

Dentro de la zona de neutralidad térmicam no varía la  tasa metabólica (energía=0), aunque varíe la temperatura.

A partir de Z, para termorrregular, se tiene que evaporar agua. La mayoría de animales tienen que jadear porque el jadeo implica contracción de estructuras vasculares respiratorias (incrementa el O2). A más jadeo, más consumo de energía.

CONDUCTANCIA TÉRMICA

 es la ley de Newton del enfriamiento: el intercambio de calor por unidad de tiempo es:

 

 

 

como más alta sea la diferencia entre c y a, más cantidad de calor se perderá.

En un animal homeotermo  es equilibrio térmico (siendo la Ta<Tc):

Pérdida de calor= C (Tc-Ta) = tasa metabólica (calor que pierde el individuo)

 

 

la conductancia térmica es la cantidad de calor intercambiado por grado centígrado de diferencia entre la temperatura corporal y la temperatura ambiental.

 

 

 

 

Si TM= cte, Tc= cte y Ta es variable, la conductancia varía.

La conductancia térmica se puede modificar por:

· Dilatación de estructuras vasculares cutáneas: pérdida de calor. No afecta a la TM.

En Y la conductancia es mínima. En Z es máxima. A partir de Z se tienen que usar otros mecanismos.

El flujo sanguíneo es directamente proporcional a la 3 ó 4 potencia del radio.

El consumo mínimo de energia es lo que se necesita para mantener las funciones vitales.

La zona de neutralidad térmica es diferente para cada especie animal. El conjunto de factores que intervienen en el balance teórico son:

Factores que incrementan la porducción de calor (necesidad por debajo de Y):

· Ejercicio físico.

· Escalofrío.

· Tensión muscular imperceptible.

· Incremento químico de la TM.

· Acción dinámica específica de los alimentos (inversión de energía suplementaria).

· Estados patológicos (fiebre).

Factores que disminuyen la pérdida de calor:

· Cambios en la distribución del flujo sanguíneo cutáneo: disminuye la conductancia térmica.

· Disminución en la conductancia tisular.

· Intercambio calórico a contracorriente para evitar pérdidas de calor.

Factores que aumentan la pérdida de calor:

· Sudoración.

· Jadeo.

· Disminución de la temperatura ambiental. 

· Incremento de la movilidad del aire (convección).

· Incremento de la conductancia térmica.

· Incremento de la pérdida insensible de agua.

· Incremento de la circulación cutánea.

· Incremento de la superficie de radiación.

El equilibrio térmico significa que tanto calor se produce como se pierde.

Producción>pérdida => hipertermia.

Pérdida>producción => Hipotermia.

HIBERNACIÓN

 

 

 

 

 

 

 

 

La temperatura corporal disminye porque el metabolismo disminuye.

Se modifica el sistema de referencia del feed-back. La falta de alimentos provoca una hibernación.

Antes de entrar en hibernación se hartan de semillas y materiales con alto contenido lipídico. Estos animales tienen un microclima más confortable que el del exterior. Cuando queman los lípidos, producen H2O metabólica. Las respiración implica perder agua. La respiración dsminuye mucho en la hibernación: respiran una vez cada 15 min. El corazón bate con una frecuencia muy baja (1 batido/min). Cuando las reservas energéticas del animal se acaban, sale de la hibernación.

En la rata canguro:

 

 

 

 

No bebe nunca agua. Por el día no respira para no perder agua. Baja la TM durante el día y casi no respira. Come semillas con alto contenido lipídico y vive del agua metabólica. Tienen las asas de Henle muy largas y extraen más agua de la orina. Pueden secar las heces y no perder agua.

La morfología de las vías nasales hace que con la inspiración y espiración se condense el agua y pierda la mínima posible.

El camello deja que aumente la temperatura corporal y no evapora agua. A la noche, la temperatura disminuye y el animal pierde calor (ahorra agua).

Los camellos tienen la joroba llena de grasa i vive mediante el agua metabólica. Pierde hasta 100Kg de peso con el agua evaporada. Después beben hasta 120 l.. el camello tiene eritrocitos más resistentes a los cambios osmóticos. Pierden agua tisular sin que el volumen de agua circulante descienda casi nada.

Cuando aumenta la temperatura corporal, las neuronas dejan de funcionar, para refrigerar, la sangre arterial que irriga el cerebro está a 37º. La rete mirabilis se enfría mediante la respiración en la fosa nasal y se hace un sinusoide que través del cual pasa la arteria carótida que enfría la sangre que va al cerebro.

Estos procesos permiten que determinados animales puedan vivir en determinadas condiciones climáticas.

La adaptación de un individuo humano al frío se mide mediante el tiempo que tarda hasta que comience a temblar. Los más adpatados son los que viven en el desierto porque baja mucho la temperatura.

La ropa blanca deja pasar las radiaciones y calienta.

La ropa negra no deja pasar las radiaciones.

La especie humana no tiene adaptación.

 

 

Sábado, 21 Septiembre, 2002 18:18

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