Termorregulação

(Newton da Cruz Rocha)

Todos os processos que ocorrem em um organismo para manter seu funcionamento necessitam de uma temperatura adequada. Isso se deve ao fato de tais processos envolverem proteínas, enzimas, reações químicas e físicas que ocorrem mais rapidamente ou de forma muito lenta de acordo com a temperatura do meio em que se encontram. Por exemplo, se a temperatura baixar muito as reações ficam lentas e podem ate cessar parando a função corporal. Por outro lado, temperaturas elevadas podem desnaturar proteínas comprometendo a integridade do organismo.

Assim, é fundamental que os seres vivos disponham de estratégias para regular a temperatura do corpo e de acordo com elas os animais são classificados como homeotérmicos ou pecilotérmicos.

Os pecilotérmicos variam sua temperatura corporal de acordo com a temperatura do ambiente, mas controlam essa variação por métodos comportamentais. Por exemplo, o lagarto fica exposto ao sol pela manha e se esconde do sol durante o resto do dia para evitar o hiperaquecimento. Às vezes veterinários são solicitados a opinar sobre o manejo de pecilotérmicos de cativeiro, é importante aconselhar os proprietários a providenciar fonte de aquecimento para que os animais fiquem ativos nas épocas frias do ano.

Os homeotérmicos conseguem manter sua temperatura corporal constante na presença de variações significativas de temperatura ambiente Essa característica traz vantagens e desvantagens. Os homeotérmicos podem sobreviver em uma ampla variedade de ambientes e podem ficar ativos no inverno. Porém, eles precisam ingerir mais alimento que outros animais, pois para manter sua temperatura necessitam de processos metabólicos que demandam grande quantidade de energia. Já os pecilotérmicos são capazes de sobreviver a longos períodos sem alimento porque precisam de muito menos energia.

Mas, de onde vem o calor do corpo, o calor que os homeotérmicos mantém dentro de  uma faixa estreita, graças a estratégias típicas desses animais, e que os pecilotérmicos controlam por comportamento?

O calor é um subproduto de todos os processos metabólicos, do metabolismo de carboidratos, gorduras e proteínas. Pode entrar também a partir do exterior através de radiação, condução e convecção.

Um organismo esta sempre “queimando”as substâncias citadas, mesmo em jejum e em repouso. Esse metabolismo mínimo que mantém o organismo vivo pode ser medido pela taxa metabólica basal. O metabolismo basal é maior nos homeotérmicos devido ao custo energético extra que estes animais tem para gerar calor e manter a temperatura. Também é maior nos pequenos mamíferos que nos grandes porque a superfície de perda de calor dos pequenos animais é relativamente maior que nos grandes animais. Assim precisam gerar mais calor, pois trocam mais facilmente com o meio.

Durante um exercício, a taxa metabólica se eleva, pois a necessidade energética para atender o corpo é maior. Então, parte das transformações bioquímicas dos nutrientes geram o trabalho da musculatura e parte gera calor, elevando a temperatura corporal final. A partir desse principio o organismo pode  aumentar a produção de calor quando a temperatura ambiente estiver baixa. São os tremores! Músculos antagônicos se contraindo sem produzir trabalho útil, elevando a temperatura do corpo pela transformação de energia química de carboidratos, gorduras e proteínas em calor. Para reagir a situações de frio o organismo também eleva sua produção metabólica de calor, sendo uma forma de elevar a temperatura sem ocorrer tremores. É um método mais eficiente uma vez que a energia metabolizada é mais concentrada para produção de energia térmica e não para trabalho (contrações da musculatura).

O aumento do metabolismo é medido pela secreção de tiroxina e pelos efeitos calorigênicos das catecolaminas sobre os lipídeos.


Os lipídeos são extremamente calóricos. A metabolização de gorduras produz mais calorias do que carboidratos e proteínas.

Em geral em alguns órgãos como o fígado e o coração, a produção de calor é relativamente constante. O músculo esquelético dá uma contribuição variável para a produção de calor: durante o trabalho muscular, mais de 80% do calor do corpo são produzidos no músculo esquelético; durante o repouso o percentual é muito menor. A temperatura do fígado pode estar 1 a 2 graus acima da retal e a do cérebro em geral é um pouco mais alta que a do sangue carotídeo. Essas regiões são, portanto, mais resfriadas que aquecidas  pelo sangue arterial. Em ruminantes a temperatura intra ruminal é mais alta do que a retal devido ao calor extra produzido pelos microorganismos ruminais. A temperatura das partes mais periféricas do corpo, assim como os membros, pode ser, em um ambiente frio, 10 graus ou mais baixa que a temperatura profunda(é mais fácil obter um índice da temperatura pelo reto. Embora ela não represente sempre uma média da temperatura corporal profunda o equilíbrio ocorre mais lentamente do que em outras partes profundas do corpo. Assim torna-se um bom índice de equilíbrio dinâmico verdadeiro).

Mas e quanto a perda de calor para manter o equilíbrio? Como ocorre?

O corpo perde calor por meio de radiação, condução, evaporação da água das vias aéreas e pele, excreção de fezes e urina. Respostas fisiológicas do organismo que ocorrem sempre procurando manter a temperatura dentro de uma faixa desejada. Ajustes circulatórios promovem a vasodilatação cutânea elevando a temperatura da pele e assim favorecendo a troca de calor com o meio ambiente. Essa resposta é mediada principalmente por nervos vasoconstritores simpáticos. A vasodilatação periférica é, portanto resultado da inibição do tônus simpático. O calor pode diminuir esse tônus por meio de um aumento da temperatura do SNC ou de forma reflexa, pela mediação de termorreceptores na pele

A evaporação de água é  outro meio eficiente de perder calor . Enquanto apenas um caloria é necessária para elevar a temperatura de 1 grama de água em 1 grau ceulsius , quase 600 calorias são necessárias para a evaporação de água no corpo. A água evaporada a partir da vias aéreas e pele contribui com cerca de 25% da perda do calor produzido em mamíferos. No cão a piloteia trata-se da forma mais importante de regular o calor, já em humanos a sudorese tem esse papel principal.

Avaliando todas as vias de produção de calor podemos imaginar que a concentração dos processos está na musculatura e no fígado. Então, como toda essa energia térmica é distribuída para as outras partes do organismo? Afinal, todo o corpo precisa do calor produzido e precisa também perder esse calor para manter a temperatura em estreitas variações. Os tecidos tem uma condutividade semelhante a da cortiça, portanto, a condução não e um meio eficiente de redistribuir o calor. É o sangue que perfunde um órgão que então capta o calor e redistribui para as partes mais frias do corpo.

Febre

Febre é uma elevação da temperatura corpórea, resultante de modificações provocadas por pirogenicos que são substancias extremamente potentes que atuam sobre o hipotalamo, aumentando o ponto fixo para a temperatura corpórea. Incluem produtos bacterianos como endotoxinas de bactérias Gram negativas e proteínas produzidas pelos próprios tecidos do corpo, em particular por leucócitos. Os pirogenicos exógenos, como a endotoxina, podem estimular os leucócitos a produzirem pirogenio endógeno.

Quando o hipotalamo é exposto ao pirogenio, o ponto fixo se eleva e o animal inicia respostas para conservar e produzir o calor ate que a temperatura corpórea alcance o novo ponto fixo, o animal mantém seu corpo à nova temperatura ate que o pirogenio seja metabolizado e sua produção cesse. Quando isso ocorre, o ponto fixo abaixa novamente para o normal, e o animal inicia mecanismos  de perda de calor para diminuir a temperatura corpórea.

Acredita-se que a produção de prostaglandina E1 no hipotalmo esteja envolvida na elevação de ponto fixo. Por essa razão os bloqueadores da ciclooxigenase como aspirina e fenilbutazona são usados para tratar a febre.  

Ocorre choque pelo calor quando a produção do mesmo ou seu ganho excede o debito, resultando em aumento da temperatura corpórea para níveis perigosos

Em climas quentes e úmidos, é difícil os animais conseguirem trocar calor , porque não pode ocorrer resfriamento eficaz por evaporação. Cães que ficam fechados dentro de carros ao sol, seu ofego satura o ar com vapor de água, impossibilitando qualquer perda adicional de calor. À medida que a temperatura corporal aumenta, a taxa metabólica também aumenta, produzindo mais calor . Ale disso, o ofego ou a sudorese, ou ambos, acarretam desidratação e colapso circulatório, dificultando ainda mais a transferencia de calor para a pele. Quando a temperatura corpórea ultrapassa 41,5 a 42,5 a função celular fica seriamente prejudicada e o animal perde a consciência.

Ocorre hipotermia quando o debito de calor ultrapassa sua produção, de forma que a temperatura corpórea cai a níveis perigosos. Na natureza , a hipotermia em geral ocorre devido a exaustão dos mecanismos metabólicos de defesa contra o frio. O tremor pode persistir por longos períodos , causando depleçao de reservas de glicogenio do músculo esquelético e do figado, bem como queda do glicogenio do músculo cardíaco.

Animais pequenos o doentes expostos a um ambiente frio podem perder mais calor que são capazes de gerar e a temperatura corpórea pode cair a um ponto em que o animal não consiga invocar os mecanismos termorreguladores. A capacidade hipotalâmica de regular a temperatura do corpo fica bastante prejudicada a um temperatura abaixo de 29 graus . Ocorre parada cardíaca em torno de 20 graus. Os recém nascidos parecem ser mais capazes de sobreviver a baixas temperaturas corpóreas que animais adultos e, aparentemente , cordeiros leitões e filhotes de caes em coma podem ser reaquecidos e reviver.

Hibernação

Alguns mamíferos mantém uma alta temperatura corporal, principalmente sob condições de temperatura ambiental favorável, mas abandonam a homeotermia no frio. Entre esses hibernadores estão a marmota européia e americana, o hamster e o ouriço caixeiro. O urso, por outro lado não e um verdadeiro hibernador, visto que permanece de sangue quente durante seu sono de invento. A temperatura dos hibernadores apresenta grandes variações, mesmo no estado de sangue quente e depende muito da atividade do animal. Durante o sono de inverno, ela cai e permanece em nível apenas ligeiramente acima da temperatura ambiental. Mas está presente mesmo nos hibernadores que dormem durante o inverno um mecanismo protetor contra o resfriamento profundo. Se a temperatura corporal cai  a níveis  próximos ao congelamento, o animal acorda e se reaquece rapidamente. A maioria dos hibernadores acorda periodicamente  de modo rítmico e cada breve despertar envolve considerável dispêndio de energia. A capacidade de acordar usando calor apenas de suas próprias fontes parece dever-se à preponderância de gordura parda e suas características metabólicas nesses animais. As células do tecido gordurosos pardo são ricas em mitocondrias e inervados por fibras do simpático. Quando estimuladas, essas células consomem oxigênio e produzem calor rapidamente. Durante o despertar da hibernaçao a temperatura desse tecido, localizado entre os omoplatas, é a mais elevada do corpo.

Nos ruminantes:

A formação de calor nos diversos tecidos corporais é variável. Nos pré-estomagos os ruminantes a formação de calo aumenta  no decorrer dos processos microbianos da digestão da forragem, de maneira que a temperatura do rumem se situar 1 a 2 graus acima da temperatura retal.

Com aumento da produção de leite aumenta nos bovinos a formação de calor no fígado e nas glandulas mamarias de forma acentuada. No fígado aumenta neoglicogenese e sintese de lipoproteinas. Com aumento de produção de leite, os bovinos ficam mais sensíveis a um aumento da temperatura  ambiente acima da zona térmica neutra, reduzindo a secreção de tirocina; assim conseguem reduzir  formação de calor mas também ocorre redução na síntese do leite um vez que a tiroxina é via comum para ambos eventos.

Quando os animais permanecem por períodos prolongados no frio, aumenta a assimilação de alimentos, a secreção de tiroxina e a extensão dos processos de combustão tambem aumentam. Os ruminantes possuem uma boa adaptação a baixas temperaturas caso as necessidades energeticas sejam supridas por meio de uma administração suficiente de alimentos. Mesmo com queda de temperatura a 0 graus havendo alimentos, não ocorre redução na capacidade de produção d leite.

Nos ruminantes são formados quantidades convidareis de calor no rumem através de transformações dos ácidos graxos voláteis. A extensão do calor obtido depende do volume de alimentos e da digestibilidade da ração.

Com aumento temperatura ambiente acima de 30 graus , diminui a ingestão de alimentos e a produção de leite cai. Animais mantidos no pasto procuram locais com sombra, reduzindo o pastejo e aumentando também a necessidade de água.

Ao falarmos sobre tolerância o calor, lembramos das raças dos países tropicais que se adaptam a determinado aumento de temperatura ambiente sem a perda acentuada de sua capacidade produtiva. Os fatores que dão tais característica a essas raças são:

-o pequeno grau de transformação energética sob condições de manutenção , causado por uma redução da secreçao de tiroxina por Kg de massa corporal;

-o elevado numero de glândulas sudoríparas na pele, que promovem maior evaporação de agua e conseqüente perda de calor;

-uma redução na capacidade aumentar a mas corporal ou leite e com isso reduzir a formação de calor.

Disponibilizado no site em 21.12.2005