Estudo Diridigido ICS003 - Biotermologia

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE BIOFÍSICA E BIOQUÍMICA
DOCENTES: MÁRCIA BARBOSA DA SILVA; SIMONE GARCIA MACAMBIRA;
CLARISSA DE SAMPAIO SCHITINE
DISCENTES:
ALINE CARVALHO SILVA (P02) - MATRÍCULA: 217221089
ANNE CAROLIN HONÓRIO DE OLIVEIRA (P3) - MATRÍCULA: 218117372
THIAGO FONSECA GEANIZELLE FIGUEIREDO (P3) - MATRÍCULA 218117434
CURSO:
BACHARELADO INTERDISCIPLINAR EM SAÚDE (TODOS)
Estudo dirigido: BIOTERMOLOGIA
01. Qual é a diferença entre termogênese e termólise?
Ambos mecanismos são essenciais para a manutenção de condições necessárias para a
vida. A termogênese está diretamente envolvida com o metabolismo e é a produção de calor.
Já a termólise é a dissipação desse calor para o organismo.
02. O que é metabolismo basal?
É a demanda de oxigênio para a transformação metabólica dos alimentos em energia
que irá servir para manter os processos vitais, para aquecer e para movimentar o corpo
(GARCIA,1998). Esse metabolismo pode ser calculado através da taxa de metabolismo basal
e é essencial para a manutenção das condições necessárias para o funcionamento do corpo.
03. Como o calafrio auxilia na termogênese mecânica dos homeotermos?
Caracterizado por uma contração desorganizada dos músculos esqueléticos,
tratando-se de uma resposta involuntária e resultante de uma atividade nervosa descontrolada.
Sua função é fabricar uma camada isolante sobre a pele, para não perdermos mais calor do
que estamos perdendo naquele momento específico (GARCIA,1998). Esse mecanismo é
fundamental para a homeostase térmica e pode aumentar por até 5 vezes a produção de calor
muscular (AIRES, 2012).
04. Como se dá a termogênese química?
Pode ser considerada como o principal meio para a manutenção da temperatura e
ocorre através do calor produzido pelo organismo a partir das reações exotérmicas na qual
metaboliza as gorduras, açúcares e proteínas. Diante disso, as gorduras são as principais
fontes de energia térmica, principalmente as do tecido adiposo marrom que possuem células
com facilidade de conversão de energia presentes neles (GARCIA,1998). Esse tecido é
considerado o principal substrato para a termogênese química, sendo ricos em mitocôndrias e
em gotículas de triglicerídeos que serão transformados em ácidos graxos e através da
termogênese transformado em calor.
05. Dê exemplos de termólise biológica do corpo humano. *
O corpo pode realizar a termólise biológica através de 4 mecanismos, sendo eles:
vaporização, radiação, convecção e condução. A vaporização ocorre pela evaporação da água
na pele (suor) e dos pulmões e é um mecanismo importante para manutenção da temperatura
corporal e não ocorrer o super aquecimento. A radiação é responsável pela dissipação do
calor através de ondas eletromagnéticas, onde o fluxo de calor vai do corpo mais quente para
o mais frio. A convecção é realizada através da movimentação de massas e fluidos e é a
transferência da energia térmica de um sistema para o outro. Por último, a condução é a
transferência de calor com o contato entre dois corpos em temperaturas diferentes
(GARCIA,1998).
06. A pele pode perder calor por irradiação? Se sim, descreva esse processo *
Sim. O processo de radiação térmica refere-se a troca de calor por meio da emissão de
ondas eletromagnéticas, sendo que o corpo ao mesmo tempo é capaz de emitir e receber calor
por esse meio. Em situações onde o corpo apresenta temperaturas maiores que as
temperaturas do ambiente, ele tende a perder calor para o meio. Isso acontece porque a
superfície corporal acaba sendo a principal forma de troca de calor entre o corpo e o
ambiente. Logo, o controle do fluxo sanguíneo epitelial acaba sendo um aliado no controle da
perda de calor para o meio. Quando um corpo está submetido a condições em que o ambiente
demanda uma maior “recepção” do que emissão de calor, o diâmetro dos vasos sanguíneos
tendem a diminuir e suprir a pele, reduzindo o fluxo sanguíneo e aumentando a retenção de
calor a partir do processo denominado de vasoconstrição.
Em situações opostas, quando o corpo está superaquecido e precisa perder calor para
o ambiente, como quando o indivíduo acaba de sair de uma corrida ou de um exercício
intenso, os vasos sanguíneos tendem a se dilatar. Isso ocorre por meio do processo de
vasodilatação, que aumenta o fluxo sanguíneo para o ambiente e auxilia a perda de calor extra
do corpo para o meio. ( KHAN ACADEMY, 2021).
07. Explique a troca de calor por convecção. *
A convecção térmica é um processo de troca de calor que ocorre em líquidos e gases,
recebendo este nome devido a seu modo de transmissão de calor que se dá a partir das
correntes de convecção, formadas por meio da diferente densidade existente entre os fluidos.
Ela surge quando há um gradiente de temperatura no determinado fluido, em que as regiões
que estão mais quentes tendem a se mover por terem menor densidade (já que o fluido se
expande), enquanto que as mais frias tendem a descer por serem mais densas. Essa diferença
de densidade faz com que o fluxo ascenda devido a força de empuxo, sendo que o movimento
da convecção irá ocorrer até que o fluido apresente a mesma temperatura (HELERBROCK,
2021).
Um exemplo de troca de calor por convecção é o funcionamento do ar-condicionado.
08. Qual a importância do hipotálamo no controle da temperatura corporal? *
Para que as funções metabólicas do organismo ocorram de forma eficiente, é de
fundamental importância que a temperatura corporal interna se mantenha na faixa de 37ºC,
essa função de normotermia é importante pois uma pequena mudança na temperatura, pode
levar consequências danosas causando alterações metabólicas e enzimáticas afetando a
fisiologia do corpo (BRAZ, 2005). Desse modo, hipotálamo uma glândula situada no Sistema
Nervoso Central, localizada nas paredes e no teto do terceiro ventrículo cerebral, exercerá
dentre as suas funções a termorregulação. Esse controle se dá a partir do balanço entre os
processos de produção e eliminação do calor em que as regiões mais anteriores do hipotálamo
controlam a termólise em que é controlada pelos processos de vasodilatação periférica e
sudorese enquanto que as regiões posteriores estão relacionadas com a termogênese, de modo
que a produção de calor é realizada através da produção de hormônios que irão aumentar o
metabolismo além de ocorrer por meio do calafrio e horripilação (GARCIA, 1998). Nessa
perspectiva, pode-se observar que os mecanismos de regulação são essenciais para
manutenção e estabilidade do sistema fisiológico como um todo, ou seja, determinante para
manter a homeostase evitando surgimento de patologias.
09. As variações circadianas da temperatura corporal dependem da rotina das pessoas?
Justifique sua resposta.
Para Garcia (1998), no indivíduo a temperatura corporal pode sofrer alterações, de
acordo com diversos fatores que acontecem no seu dia a dia. Nesse contexto, a temperatura
corporal não se mantém constante, no entanto apresenta algumas variações relacionadas a
fatores externos e internos. Pode-se exemplificar esse fato a partir do sono, em que a
temperatura interna sofre diminuição alcançando um valor mínimo em torno das 4 horas da
manhã, e chegando ao valor máximo no turno do final da tarde. Pessoas que possuem turno
de trabalho à noite podem ter sua variação na temperatura corporal invertida, em que sua
curva térmica máxima ocorre pela manhã e a mínima à tarde. Diante dessa questão, fica
evidente que os relógios biológicos ao realizarem mudanças a nível plasmático de algumas
substâncias como: testosterona, estrogênio, triiodotironina, melatonina dentre outros
hormônios, são capazes de interferir diretamente nos processos de regulação da temperatura
corpórea (GARCIA, 1998).
10. Quais são os fatores que afetam a temperatura da pele? *
Segundo Garcia (1998), a temperatura corpórea pode ser modificada por diversos
fatores classificados em: externos e internos.
Em primeiro plano especificando os fatores externospode-se citar a roupa em que
protege a pele das variações rápidas de temperatura, devido às trocas de calor por convecção,
em que a vestimenta possui um poder de isolante térmico sendo capaz de reduzir o fluxo de
calor trocado entre o corpo e o ambiente externo. Essa observação pode ser feita quando a
temperatura externa era menor que 25ºC, a superfície externa da roupa apresentava uma
temperatura menor do que a temperatura da pele, por outro lado quando o local estava com
uma temperatura acima dos 36 ocorria o inverso. Outro fator externo que influencia é a
umidade do ar através do vapor de água, em que quanto maior for a umidade relativa do ar,
maior será a capacidade térmica e consequentemente terá um aumento na tensão do vapor de
água no meio, além disso essa elevação da umidade do ar ocasiona também um aumento na
condutividade térmica das roupas elevando a taxa de transferência de calor do corpo para o
ambiente externo. Ainda com relação aos fatores externos, as correntes de ar, ou seja, o
movimento do ar, podem modificar a temperatura da pele à medida em que, aumenta a
evaporação e promove a troca da camada de ar que está em situação de quase- equilíbrio
térmico, esse fato pôde ser observado através da velocidade do vento não só com a
temperatura (GARCIA, 1998).
Já os fatores internos que afetam a temperatura estão relacionados com o sistema
fisiológico do indivíduo. Nesse viés, a característica da pele é considerada um fator em que
dependendo da cor da pele terá uma maior reflectância da luz que incide na pele, a pele
branca irá refletir mais a luz que a pele negra além disso o tamanho da região por unidade de
área da pele também influencia diretamente na quantidade de calor dissipado. Para além
disso a circulação sanguínea exerce um papel fundamental através das das fístulas
arteriovenosas das extremidades na termogênese biológica em que a transferência de calor
das extremidades para o meio irá depender do fluxo de sangue das fístulas, com isso a pele
fria determina uma perfusão capilar reduzida, já a quente evidencia maior fluxo sanguíneo.
Ainda no que se refere à circulação sanguínea os vasos sanguíneos principalmente arteríolas
participam do controle térmico, em que um estímulo no nervo do sistema simpático, produz
vasoconstrição e redução do fluxo de sangue nos vasos, algumas doenças arteriais como
aterosclerose e tromboangeíte obliterante causam redução da luz vasos ocorrendo
complicações na circulação sanguínea. (GARCIA, 1998).
O uso de anestésicos, também é considerado fator interno, que a partir do seu uso,
promove a vasodilatação nos vasos e consequentemente aumentam a transferência de calor do
corpo para o meio externo. E por fim, a ingestão de alimentos, em que dependendo do tipo de
alimento ingerido as taxas térmicas corporais podem mudar, em geral a temperatura dos
dedos dos pés varia de acordo com o metabolismo do indivídúo.No entando, alguns alimentos
como por exemplo o álcool que provoca uma alteração primeiramente na temperatura da face
e posteriormente nos membros superiores e só depois nas extremidades como dedos e mãos
(GARCIA, 1998).
11. Qual é o papel das fístulas arteriovenosas das extremidades na termogênese
biológica? Existe alguma influência de anestésicos, como o éter, neste processo? *
As comunicações anômalas entre uma artéria e veia denominada de fístulas arteriovenosas
pode ocorrer nas extremidades do corpo influenciando diretamente na produção de calor. A
capacidade de produzir alterações no calibre dos vasos, ou seja, a vasomotricidade periférica
interfere na regulação térmica do organismo, em que a transferência de calor das
extremidades para o meio depende do fluxo sanguíneo nas fístulas. Nesse sentido, uma pele
branca e fria pode determinar uma perfusão capilar reduzida, em contrapartida a pele quente
evidencia a predominância de fluxo sanguíneo através das fístulas arteriovenosas (GARCIA,
1998).
Para Garcia ( 1998), os anestésicos podem ser determinantes nas trocas de calor do corpo
com o meio. O indivíduo ao utilizar uma medicação anestésica como por exemplo o éter, é
provocado em seu organismo uma vasodilatação e consequentemente há uma maior
transferência de calor do meio interno para o externo. Essa técnica é bastante utilizada em
crianças de baixo peso, que por apresentar pouca massa também terá menos capacidade
térmica, no entanto, ao utilizar um anestésico há uma dissipação do calor no corpo induzindo
ao resfriamento corporal, mas as extremidades como os dedos e pés, a temperatura torna-se
elevada, ou seja, os processos termolíticos têm mais influência do que os termogênicos.
12. Explique o que é estresse térmico. *
O estresse térmico pode ser compreendido como uma situação psicofisiológica em
que o indivíduo está submetido a situações ambientais de extremo frio ou calor, sendo
considerado ainda como resultado da diminuição da capacidade de o indivíduo controlar sua
condição homeotérmica (JOSIPOVIC; LUDWIG, 2012).
Ainda, de acordo com a ISO 7243/1989, o estresse térmico gerado por calor depende
da produção interna de calor por meio de práticas de atividades físicas ou de condições dos
contextos de trabalho em que a pessoa se encontra, onde se permite a troca de calor entre o
ambiente e o corpo. Assim, o estresse térmico tende a depender de alguns fatores, tais como:
1) carga interna térmica do organismo, que diz respeito ao resultado da produção de energia
metabólica que é causada pela atividade; e 2) características ambientais, referente a condições
como temperatura, umidade e velocidade do ar, além da temperatura média radiante
(LAMBERTS et al., 2011).
13. Descreva três estados patológicos em decorrência do estresse térmico.
De acordo com a Sociedade Brasileira de Medicina da Comunidade e da Família
(2019), quando o corpo atinge cerca de 40°C, alguns órgãos podem acabar entrando em
falência ou perda de funcionalidade. Além disso, o estresse devido ao calor pode causar
algumas alterações fisiológicas, tais como: 1) desidratação, que devido a perda de sais e
líquido pode acarretar em desmaios, e até mesmo lesões renais; 2) coceira e irritações na pele;
3) agravamento de doenças crônicas como hipertensão e diabetes - já que elas tomam
remédios que podem sofrer alterações quando expostos ao calor extremo; e 4) falência de
órgãos caso a condição evolua para insolação.
14. O que é hipotermia? *
Hipotermia se trata de uma situação em que observa-se a queda na temperatura
corporal de uma pessoa. Considera-se uma pessoa num estado hipotérmico quando a
temperatura central de seu organismo - referente à temperatura do coração, cérebro, pulmão e
vísceras - encontra-se igual ou menor que 35°C. Quando em condições normais de
manutenção do equilíbrio interno, a temperatura central geralmente está entre 36,6°C e
37,6°C. Ainda, a hipotermia pode ser classificada de acordo com sua gravidade em: leve,
quando a temperatura central está entre 35°C e 32°C; moderada, quando está entre 31,9°C e
28°C; e grave, quando a temperatura central está abaixo de 28°C. Essa alteração na
temperatura corporal pode ter efeitos sobre o ritmo cardíaco, podendo causar também colapso
circulatório. Alguns grupos de pessoas são considerados como pessoas em condição de risco
para apresentar casos de hipotermia, que são os idosos, doentes crônicos, alcoólatras e
pessoas em situação de rua (SANTOS, 2021).
Ainda segundo a autora, os sintomas apresentados por uma pessoa em condição
hipotérmica podem ser: dificuldade na respiração, bradicardia, fala lenta e confusa, tremores,
pele fria, confusão mental, fraqueza e sonolência.
15. Cite e explique técnicas terapêuticas que tenham como base a produção e dissipação
de calor.
O uso de técnicas baseadas na produção e dissipação do calor envolve o estudo das
fontes de calor, que podem ser química, mecânica, elétrica ou magnética, e dos efeitos que
elas produzem sobre o organismo.
Com relação às técnicas terapêuticas de produção de calor, elassão utilizadas na
reabilitação que, através de fontes de calor, aumentam a agitação molecular e o metabolismo,
consequentemente aumentando a produção do calor e a elevação da temperatura corporal. O
princípio mediador dessas práticas é a noção de vasoconstrição e vasodilatação em que há
presença ou ausência de calor, além da alteração na velocidade das reações celulares, pelo
aumento da cinética química. Essa técnica denomina-se hipertermoterapia, e pode ser
aplicada de duas formas:aplicação no corpo inteiro e aplicação localizada do calor
(GUYTON,2017).
A aplicação no corpo inteiro apresenta-se de diversas maneiras: compressas quentes
que transfere calor para o corpo quando este entra em contato com as bolsas de água quente;
diatermia emite ondas eletromagnéticas que se transformam em calor nos tecidos biológicos
através da rápida rotação de dipolos; raios infravermelhos, os corpos quentes que emitem
radiações caloríficas ricas em raios infravermelhos; ultrassom através de ondas mecânicas
que se transformam em calor nos tecidos biológicos pela conversão; banhos quentes, saunas
e banhos de lama que transferem o calor para o corpo através da condução e convecção, além
de impedir a termólise pelo processo de evaporação (GUYTON, 2017).
Já nas aplicações localizadas de calor a temperatura é elevada a partir também de
compressas quentes, que é uma fonte condutora que transfere calor para o corpo quando este
entra em contato com as bolsas de água quente, além da parafina derretida podendo chegar a
54°C e como visto anteriormente a radiação infravermelha em que corpos quentes que
emitem radiações caloríficas icas em raios infravermelhos. Essas técnicas citadas, terão
efeitos diretamente sobre a modulação da circulação sanguínea (aumentando o fluxo
sanguíneo superficial e a eliminação de catabólitos), com o relaxamento muscular, e
diminuição da atividade do sistema nervoso central, sendo indicadas para diagnósticos de
inflamações de articulações e tendões, doenças de estiramento e contusões musculares,
inflamações da pele, além de evitado em locais onde existem tumores, já que o aumento do
fluxo sanguíneo pode ajudar na disseminação das células neoplásicas (GUYTON, 2017).
Por outro lado, as técnicas terapêuticas de dissipação do calor, vem sendo utilizadas
desde a época de Hipócrates e se caracteriza como técnicas de resfriamento dos tecidos ou
regiões do corpo pela dissipação do calor, o que causa a redução do metabolismo celular e da
necessidade de oxigênio.
Esse procedimento possui dois princípios básicos: o calor sempre flui do corpo mais
quente para o mais frio e corpos de diferentes temperaturas buscam um equilíbrio entre a
diferença de temperatura, e pode ser denominada como hipertermoterapia, terapia pelo frio,
ou ainda crioterapia, podendo ser aplicadas na fase aguda, subaguda e crônica de algumas
patologias através dos seguintes métodos: cold Pack, uma bolsa de termogel contendo uma
substância altamente condutiva a energia térmica é capaz de manter uma certa temperatura
por um tempo, que após ser resfriada e entrar em contato com a pele, rapidamente resfria o
local; spray em que os gases se tornam muito frios ante uma rápida expansão em volume;
compressa frio; bolsa de borracha semelhante com o cold pack, parte mas o conteúdo dentro
do invólucro é uma mistura de água e gelo, ao invés do termogel; criocinética que consiste
na aplicação de bolsas responsáveis por diminuir ou anular a sensibilidade à dor em
pacientes com lesões, com isso o paciente passa a realizar atividades físicas de reabilitação,
de modo a fortalecer a musculatura e acelerar a recuperação sem sentir a dor, dentre outras
técnicas (GUYTON, 2017).
REFERÊNCIAS:
BRAZ, C.R.S. Fisiologia da termorregulação normal. Revista Neurociências V13 N3.
Universidade Estadual de São Paulo- UNESP, jul/set, 2005.
GUYTON, A.C.; HALL, J.E. Tratado de fisiologia médica. 13. ed. Rio de Janeiro:
Elsevier, 2017.
HELERBROCK, R. Convecção. Brasil Escola. 2021. Disponível em:
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conveccao.htm. Acesso em: 30 mar. 2021.
JOSIPOVIC, S.; LUDWIG, E. Heat Stress: Causes, Treatment and Prevention. Hauppauge,
NY, USA: Nova Science Publishers, Inc., 2012.
KHAN ACADEMY. Estratégias de controle de temperatura. 2021. Disponível em:
https://pt.khanacademy.org/science/biology/principles-of-physiology/metabolism-and-thermo
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LAMBERTS, R. et al. (2011). Conforto e stress térmico. LabEEE, UFSC.
SBMFC. Estresse ao calor: como temperaturas altas afetam a saúde da população. 2019.
Disponível em:
<https://www.sbmfc.org.br/noticias/estresse-ao-calor-como-temperaturas-altas-afetam-a-saud
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SANTOS, V. S. Hipotermia. Brasil Escola. Disponível em:
https://brasilescola.uol.com.br/saude/hipotermia.htm. Acesso em: 30 de mar. de 2021.
GARCIA, E. A. C. Biofísica. 1998
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https://www.sbmfc.org.br/noticias/estresse-ao-calor-como-temperaturas-altas-afetam-a-saude-da-populacao/
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