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.
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