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REGULAÇÃO DA TEMPERATURA CORPORAL PROF.ª DR.ª NICOLE RIBEIRO CURSO DE MEDICINA DISCIPLINA DE APOIO AO ESTUDO DOS CASOS IV – FISIOLOGIA HUMANA INTRODUÇÃO Poucos fatores ambientais têm tanta influência sobre a fisiologia animal como a temperatura; A Temperatura Corporal (TC) afeta de tal forma os parâmetros fisiológicos e bioquímicos que sua manutenção torna-se especialmente importante; Animais homeotérmicos mantêm a temperatura do corpo constante; Sistema composto por um centro regulador, aferências e órgãos eferentes. BERNE, R. M., LEVY, M. N., KOEPPEN, B. M. & STANTON, B. A. (2004). Fisiologia (*), 5ª ed., Ed. Elsevier, Rio de Janeiro, RJ Profa. Dra. Nicole Ribeiro CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE ANIMAIS HOMEOTÉRMICOS É muito comum observarmos diferentes gradientes de temperatura no corpo: a temperatura do fígado, por exemplo, varia até certo ponto da temperatura encontrada em partes externas do corpo; A perda de calor poderá se dar pelas vias respiratórias e ainda pela excreção de urina e fezes. SILVERTHORN, D. U. (2010) Fisiologia Humana – uma abordagem integrada(**), 5ª ed., Ed. Artmed, RS Algumas condições do ambiente são capazes de causar alterações na temperatura corpórea Profa. Dra. Nicole Ribeiro A produção interna de calor vem do metabolismo normal e do calor liberado durante a contração muscular. A entrada de calor externo vem do ambiente por radiação ou condução. SILVERTHORN, D. U. (2010) Fisiologia Humana – uma abordagem integrada(**), 5ª ed., Ed. Artmed, RS Profa. Dra. Nicole Ribeiro (corrente aérea) Mecanismos Termoefetores Autonômicos Mecanismos Termoefetores comportamentais ou motivados Regulação da Temperatura Corporal (TC) Em ambientes extremamente frios ou quentes, contudo, o Controle Comportamental da temperatura corporal é o mais eficiente. O indivíduo pode fazer adaptações ambientais apropriadas para restabelecer sua sensação de conforto. GUYTON, A.C., HALL, J.E Tratado De Fisiologia Médica 10. Ed. Rj . Guanabara Koogan, 2002 Profa. Dra. Nicole Ribeiro TIPOS DE MECANISMOS MECANISMOS AUTONÔMICOS Taxa metabólica basal; A termogênese dependente e independente de tremor (produção de calor); A vasoconstrição e a piloereção (conservação de energia térmica); A sudorese e a ofegação (perda de energia térmica). MECANISMOS COMPORTAMENTAIS Busca por um ambiente mais frio ou mais quente ou mais ou menos ventilados; Adoção de posturas corporais que facilitam ou dificultam a transferência de calor para o ambiente; Aproximação ou distanciamento entre membros de um grupo; Aumento da atividade motora. http://www.revistaneurociencias.com.br/edicoes/2005/RN%2013%20SUPLEMENTO/Pages%20from%20RN%2013%20SUPLEMENTO-2.pdf Profa. Dra. Nicole Ribeiro DISTRIBUIÇÃO DO CALOR NO CORPO É o sangue que perfunde um órgão que então capta o calor e redistribui para as partes mais frias do corpo; A condução de calor através do sangue para a superfície corporal é regulada pelo Sistema Nervoso Simpático (controla o grau de vasoconstrição); O controle local influencia o fluxo sanguíneo através de vasodilatadores produzidos pelo endotélio vascular; A transferência é dificultada pela pele e tecidos subcutâneos. http://www.uff.br/fisiovet/Conteudos/termorregulacao.htm Profa. Dra. Nicole Ribeiro Ganho de calor INTENSIDADE BASAL DO METABOLISMO CONTRAÇÃO DA MUSCULATURA (incluindo o calafrio) Perda de calor VARIAÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO CUTÂNEO SUDORESE A TC é controlada pelo balanço entre a produção e a perda de calor Respostas são mediadas pelos sistemas autonômico, somático e endócrino http://www.fisfar.ufc.br/petmedicina/images/stories/febre.pdf GUYTON, A.C., HALL, J.E Tratado De Fisiologia Médica 10. Ed. Rj . Guanabara Koogan, 2002 Profa. Dra. Nicole Ribeiro IMPORTÂNCIA DA TERMORREGULAÇÃO Processos que envolvem proteínas, enzimas, reações químicas e físicas correm mais rapidamente ou lentamente em função do gradiente de temperatura; Hipotermia (reações ficam lentas) X hipertermia (desnaturar proteínas e comprometer a integridade do organismo); Calor é sempre um catalizador de reações químicas em geral. http://www.uff.br/fisiovet/Conteudos/termorregulacao.htm http://www.antigomoodle.ufba.br/file.php/12665/termorregulacao_exercicio.pdf Profa. Dra. Nicole Ribeiro Sistema de informação Centro integrador Sistema de órgão efetuadores Via eferente + sistema de músculos e glândulas que produzem a resposta regulatória Sistema Nervoso Central + Sistema Endócrino que analisam e processam os parâmetros fisiológicos e geram comandos de ação ao sistema de órgãos efetuadores Sistema de órgãos sensoriais somáticos e viscerais mais as vias aferentes periféricas que detectam e monitoram continuamente os sinais ambientais internos e externos ao corpo e enviam as informações para um centro integrador SILVERTHORN, D. U. (2010) Fisiologia Humana – uma abordagem integrada(**), 5ª ed., Ed. Artmed, RS Profa. Dra. Nicole Ribeiro SISTEMA DE INFORMAÇÃO – TERMORRECEPTORES CENTRAIS E PERIFÉRICOS Os impulsos termais aferentes provêm de receptores anatomicamente distintos ao frio e ao calor, os quais podem ser periféricos ou centrais. Áreas receptores térmicas: Hipotálamo anterior (integração das informações); Hipotálamo posterior (início das respostas efetoras); Pele: receptores periféricos – calor, frio ou dor; (existem mais receptores para o frio*) Medula espinal/vísceras abdominais/grandes veias: receptores profundos (detectam também mais o frio que o calor*). revistaneurociencias.com.br/edicoes/2005/RN%2013%20SUPLEMENTO/Pages%20from%20RN%2013%20SUPLEMENTO-2.pdf Sistema de informação Centro integrador Sistema de órgãos efetuadores *Prevenção da hipotermia Profa. Dra. Nicole Ribeiro SISTEMA DE INFORMAÇÃO: VIAS AFERENTES http://www.ibb.unesp.br/Home/Departamentos/Fisiologia/Neuro/06.somestesia.pdf FRIO CALOR Profa. Dra. Nicole Ribeiro CENTRO INTEGRADOR Existe uma região no SNC chamada área pré-óptica do hipotálamo anterior (APO) que é, especialmente em mamíferos, de extrema importância para a termorregulação. A APO situa-se na transição entre o diencéfalo e o telencéfalo e é sugerida ser termossensível, pois detecta as alterações térmicas locais, além de termointegradora, já que recebe informações térmicas de várias regiões do organismo por meio dos receptores periféricos. http://www.ibb.unesp.br/Home/Departamentos/Fisiologia/Neuro/aula26.homeostasiafuncoes_integrativas_hipotalamicas.pdf Sistema de informação Centro integrador Sistema de órgãos efetuadores Profa. Dra. Nicole Ribeiro SISTEMA DE ÓRGÃOS EFETUADORES Os efetores térmicos corrigem (restauram) a temperatura central; Músculos esqueléticos; Músculos lisos que circundam as arteríolas que irrigam a pele; Glândulas sudoríparas; Algumas glândulas endócrinas (tireóide, supra-renal, testículos). Sistema de informação Centro integrador Sistema de órgãos efetuadores SILVERTHORN, D. U. (2010) Fisiologia Humana – uma abordagem integrada(**), 5ª ed., Ed. Artmed, RS Profa. Dra. Nicole Ribeiro AJUSTES CIRCULATÓRIOS Muitas arteríolas estão sob controle tônico simpático; Se a temperatura cai, os vasos contraem, aumentando sua resistência ao fluxo sanguíneo e desviando o sangue para o interior do corpo = redução da perda de calor; Em altas temperaturas, o oposto é esperado: as arteríolas cutâneas dilatam (vasodilatação ativa); Vasodilatação ativa é mediada por neurônios simpáticos especiais que secretam acetilcolina: Sistema Vasodilatador Colinérgico Simpático. SILVERTHORN, D. U. (2010) Fisiologia Humana – uma abordagem integrada(**), 5ª ed., Ed. Artmed, RS Profa. Dra. Nicole Ribeiro AJUSTES CIRCULATÓRIOS VASOCONTRIÇÃO PERIFÉRICA (CONSERVAÇÃO DE ENERGIA) A vasoconstrição periférica implica em um menor fluxo sanguíneo para a pele causando uma queda natemperatura deste órgão e, dessa forma, a diferença termal entre a pele e o ambiente é reduzida. É a resposta mais importante na hipotermia. https://repositorio.ufscar.br/bitstream/handle/ufscar/7353/TeseCSS.pdf?sequence=1&isAllowed=y VASODILATAÇÃO PERIFÉRICA (PERDA DE ENERGIA) Na vasodilatação ocorre exatamente o contrário do que acontece na vasoconstrição: o fluxo sanguíneo periférico é aumentado e, consequentemente, a temperatura da pele também, contribuindo assim para a transferência de calor para o ambiente, sendo este mecanismo de extrema importância. Profa. Dra. Nicole Ribeiro ANASTOMOSE ARTERIOVENOSA Curtos vasos sanguíneos que fornecem uma ligação direta entre as arteríolas e as vênulas da pele; Especialmente nas mãos, pés e na face; Anastomoses abertas: fluxo sanguíneo desvia dos capilares que estão nas camadas superficiais da epiderme; Anastomoses fechadas: circulação é direcionada para a superfície da pele, de onde o calor corporal pode ser liberado para o ambiente. SILVERTHORN, D. U. (2010) Fisiologia Humana – uma abordagem integrada(**), 5ª ed., Ed. Artmed, RS GUYTON, A.C., HALL, J.E Tratado De Fisiologia Médica 10. Ed. Rj . Guanabara Koogan, 2002 Profa. Dra. Nicole Ribeiro SUDORESE Processo mais efetivo e importante para perda de calor; Sua eficiência é aumentada pela vasodilatação capilar; As glândulas estão presentes em maior concentração na região frontal, couro cabeludo, axilas, palmas das mãos e pés; Os neurônios simpáticos controlam as glândulas sudoríparas (fibras nervosas colinérgicas que secretam acetilcolina e seguem seu trajeto pelos nervos simpáticos juntamente com as fibras adrenérgicas = Fibras nervosas simpáticas colinérgicas; Não há inervação parassimpática nessas glândulas; Produção de bradicinina (substância vasodilatadora parácrina) que pode contribuir para a resposta. SILVERTHORN, D. U. (2010) Fisiologia Humana – uma abordagem integrada(**), 5ª ed., Ed. Artmed, RS GUYTON, A.C., HALL, J.E Tratado De Fisiologia Médica 10. Ed. Rj . Guanabara Koogan, 2002 Profa. Dra. Nicole Ribeiro ACLIMATAÇÃO DO MECANISMO DA SUDORESE AO CALOR – O PAPEL DA ALDOSTERONA A evaporação de grande quantidade de suor pode remover o calor do corpo, com velocidade de mais de 10 vezes a velocidade basal normal de produção de calor; Maior eficiência do mecanismo de sudorese: alteração nas próprias células internas das glândulas sudoríparas, que aumentam sua capacidade de sudorese; Ocorre também maior redução da concentração de cloreto de sódio do suor, permitindo conservação progressivamente maior de sal; Aumento da secreção de aldosterona pelo córtex adrenal; A pessoa não-aclimatada que transpira profusamente muitas vezes perde 15 a 30g de sal diariamente, durante os primeiros dias. GUYTON, A.C., HALL, J.E Tratado De Fisiologia Médica 10. Ed. Rj . Guanabara Koogan, 2002 Grau de adaptação da pessoa ao ambiente Profa. Dra. Nicole Ribeiro PERDA DE CALOR PELA RESPIRAÇÃO OFEGANTE Inspiração e expiração mais frequentes, de modo que grande quantidade de ar novo entra em contato com as vias aéreas superiores, dissipando mais o calor; Apesar do aumento na frequência respiratória, não há aumento da ventilação alveolar significativo pois cada respiração é extremamente superficial; Pouco frequente em seres humanos; Animais inferiores que têm pouca capacidade de perder calor pela superfície do corpo: corpo coberto por pêlos e ausência de glândulas sudoríparas. GUYTON, A.C., HALL, J.E Tratado De Fisiologia Médica 10. Ed. Rj . Guanabara Koogan, 2002 Profa. Dra. Nicole Ribeiro O TERMOSTATO DO CORPO PODE SER REGULADO As variações na regulação da temperatura corporal podem ser fisiológicas e patológicas; Variações fisiológicas: ritmos circadianos, variações do ciclo menstrual, calorões da pós- menopausa e febre; A febre é considerada, atualmente, uma resposta imune corporal do corpo. SILVERTHORN, D. U. (2010) Fisiologia Humana – uma abordagem integrada(**), 5ª ed., Ed. Artmed, RS Profa. Dra. Nicole Ribeiro Eutermia: termo que se refere à condição em que o animal (em repouso) apresenta a *Tc típica da espécie. Hipertermia: quando ocorre aumento extremo da *Ta, a Tc pode acompanhar essas alterações e não mais se manter em eutermia. Hipotermia: quando ocorre redução extrema da Ta, a Tc pode acompanhar essas alterações e não mais se manter em eutermia. Febre: mecanismos de ganho de energia térmica são ativados para elevar a Tc (Ex: infecção). Anapirexia: ativação de mecanismos de perda de energia térmica para reduzir a Tc (Ex: queda no aporte de O2). https://www.researchgate.net/publication/272951932_Regulacao_da_temperatura_corporal_em_diferentes_estados_termicos_enfase_na_anapirexia Atualmente, existem 5 estados térmicos descritos: Alterações reguladas “Falhas” do sistema Há situações em que uma alteração regulada da Tc é mais vantajosa para o organismo, comparada à manutenção da eutermia. *Ta= Temperatura ambiente; Tc= Temperatura corporal. Profa. Dra. Nicole Ribeiro Febre: mecanismos de ganho de energia térmica são ativados para elevar a Tc (Ex: infecção). https://www.researchgate.net/publication/272951932_Regulacao_da_temperatura_corporal_em_diferentes_estados_termicos_enfase_na_anapirexia aumento das funções do sistema imune e da sobrevivência Na febre, o ponto de calibração para a temperatura do corpo está elevado, o que pode ser causado pela liberação de pirogênio por microorganismos. BERNE, R. M., LEVY, M. N., KOEPPEN, B. M. & STANTON, B. A. (2004). Fisiologia (*), 5ª ed., Ed. Elsevier, Rio de Janeiro, RJ Profa. Dra. Nicole Ribeiro FEBRE Também chamada de pirexia, constitui uma resposta natural adaptativa e sistêmica; Temperatura corporal acima da faixa normal habitual; Pode ser causada por anormalidades no próprio encéfalo ou por substâncias tóxicas que afetam os centros reguladores; Elevação da temperatura corporal que ultrapassa a variação diária normal e ocorre associada a aumento do ponto de ajuste hipotalâmico; Toxinas produzidas por bactérias e outros patógenos levam à liberação de agentes químicos conhecidos como pirogênios. SILVERTHORN, D. U. (2010) Fisiologia Humana – uma abordagem integrada(**), 5ª ed., Ed. Artmed, RS Kasper, DL. et al. Harrison Medicina Interna, v.2. 16ª. Edição. Rio de Janeiro: McGrawHill, 2006. Profa. Dra. Nicole Ribeiro PIROGÊNIOS Qualquer substância que cause febre; Podem ser exógenas (produzidos por microorganismos) ou endógenas (liberados por tecidos do organismo em degeneração); As citocinas pirogênicas são proteínas pequenas que regulam os processos imunes, inflamatórios e hematopoiéticos (exemplos: IL- 1, IL-6, fator de necrose tumoral (FNT). Kasper, DL. et al. Harrison Medicina Interna, v.2. 16ª. Edição. Rio de Janeiro: McGrawHill, 2006 GUYTON, A.C., HALL, J.E Tratado De Fisiologia Médica 10. Ed. Rj . Guanabara Koogan, 2002 Profa. Dra. Nicole Ribeiro Microorganismos ou produtos de degradação nos tecidos Fagocitados pelos leucócitos circulantes, macrófagos teciduais e linfócitos destruidores Digestão de produtos bacterianos e liberação de interleucina-1 (pirogênio leucocitário) Indução da formação de prostaglandinas Ao atingir o hipotálamo, as prostaglandinas ativam processos para a produção de febre GUYTON, A.C., HALL, J.E Tratado De Fisiologia Médica 10. Ed. Rj . Guanabara Koogan, 2002 Profa. Dra. Nicole Ribeiro PERÍODOS DE REAÇÃO FEBRIL FEBRE PRÓDROMOS: caracteriza- se por fadiga e mal-estar geral, mialgias e cefaleias, com vasoconstrição e piloereção. CALAFRIOS: ocorre com tremores até que seja gerada a quantidade de calor necessária. RUBOR: com vasodilatação cutânea, numa tentativa de dissipar calor. DEFERVESCÊNCIA: se inicia por sudação, complementando a dissipação de calor para o regresso a valores de temperatura eutérmicos. http://revista.fmrp.usp.br/1994/vol27n1e2/febre.pdfComo a temperatura do sangue é inferior ao ponto de ajuste da temperatura Temperatura do corpo é maior que a do centro hipotalâmico Aumento dos níveis de prostaglandinas Mecanismo de dissipação de calor Profa. Dra. Nicole Ribeiro PAPEL DA FEBRE NAS DEFESAS ORGÂNICAS Em vertebrados homeotermos, demonstrou-se a ação da febre nas seguintes funções da resposta imune: a) Aceleração da quimiotaxia de neutrófilos e da secreção de substâncias antibacterianas (peróxidos, superóxidos, lisozima e lactoferrina*); b) Aumento da produção e das ações antiviral e antitumoral dos interferons; c) Estimulação das fases de reconhecimento e sensibilização da resposta imunológica; d) Diminuição da disponibilidade de ferro, a qual limita a proliferação bacteriana e de alguns tumores. http://revista.fmrp.usp.br/1994/vol27n1e2/febre.pdf Potencializam a defesa do organismo contra agentes infecciosos e células neoplásicas. *tem a capacidade de reter átomos de ferro Profa. Dra. Nicole Ribeiro Sintomas desconfortáveis da reação febril aguda, sem grandes consequências patológicas Estados febris de longa duração, as ações metabólicas dos pirogênios podem ter significativa morbidade, causando desnutrição, osteoporose, anemia da doença crônica e fibrose em tecidos inflamados. http://revista.fmrp.usp.br/1994/vol27n1e2/febre.pdf Profa. Dra. Nicole Ribeiro Qual a temperatura corporal atingida? Excede 40ºC (hiperpirexia)? Na maioria dos pacientes portadores de infecções agudas, de qualquer etiologia, que apresentam respostas febris de grau leve ou moderado e cujos sintomas acompanhantes sejam toleráveis, não parece haver benefício da terapia antipirética; Em doenças crônicas, o processo inflamatório associado à febre prolongada também produz significativa morbidade, causando consumo de massa muscular e desnutrição, que pode chegar a caquexia e osteoporose. O aumento de temperatura observado constitui realmente febre ou hipertermia? métodos físicos de resfriamento risco de lesões graves e irreversíveis, principalmente no SNC http://revista.fmrp.usp.br/1994/vol27n1e2/febre.pdf Profa. Dra. Nicole Ribeiro PRÓS E CONTRAS AO USO DE ANTIPIRÉTICOS Febre estimula uma série de funções imunológicas = defesa contra infecções e neoplasias; Manutenção da febre redução da morbidade/mortalidade em uma variedade de infecções; Temperaturas de até 42ºC por 4 horas têm sido toleradas sem produzir lesões irreversíveis. http://revista.fmrp.usp.br/1994/vol27n1e2/febre.pdf Profa. Dra. Nicole Ribeiro PRÓS E CONTRAS AO USO DE ANTIPIRÉTICOS A febre produz várias manifestações desagradáveis; Aumenta o metabolismo basal (13% de elevação do consumo de oxigênio para cada 1ºC acima de 37ºC); Pode agravar cardiopatias, pneumopatias e encefalopatias pré- existentes; Causa desidratação; Delírios em idosos, convulsões em crianças e efeitos teratogênicos no feto; Em situações crônicas, a febre é acompanhada de várias alterações metabólicas que podem ter consequências patológicas. http://revista.fmrp.usp.br/1994/vol27n1e2/febre.pdf Profa. Dra. Nicole Ribeiro Anapirexia: ativação de mecanismos de perda de energia térmica para reduzir a TC (Ex: queda no aporte de O2 *, baixa disponibilidade de H2O e alimentos ou isquemia tecidual). • diminuição do consumo de oxigênio; • diminuição da formação de radicais livres e de edema tecidual; • redução da toxicidade de várias substâncias, (constitui efeito protetor para tecidos isquêmicos); • atenuação da hiperventilação; • diminuição do débito cardíaco. https://www.researchgate.net/publication/272951932_Regulacao_da_temperatura_corporal_em_diferentes_estados_termicos_enfase_na_anapirexia Elevadas altitudes, insuficiência circulatória, respiratória e/ou metabólica, DPOC, traumatismos cranianos ou AVE. Profa. Dra. Nicole Ribeiro HIPERTERMIA X FEBRE HIPERTERMIA Não há alteração no ajuste do centro termorregulador hipotalâmico; Não envolve a presença de moléculas pirogênicas; Não responde a antipiréticos; Exemplos: exposição ao calor exógeno e geração de calor endógeno (trabalho ou exercício em ambientes aquecidos); FEBRE Há alteração no ajuste do centro termorregulador hipotalâmico; Envolve a presença de moléculas pirogênicas; Responde a antipiréticos; Exemplos: processos inflamatórios, infecções, traumas, necrose tecidual. Kasper, DL. et al. Harrison Medicina Interna, v.2. 16ª. Edição. Rio de Janeiro: McGrawHill, 2006. Aumento descontrolado da TC que excede a capacidade do corpo de perder calor. Profa. Dra. Nicole Ribeiro REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 1. Kasper, DL. et al. Harrison Medicina Interna, v.2. 16ª. Edição. Rio de Janeiro: McGrawHill, 2006; 2. HALL, J. E. (2011) Guyton & Hall: Tratado de Fisiologia Médica (*), 12ª ed., Ed. Elsevier, Rio de Janeiro, RJ. ISBN: 978-85-352-3735-1; 3. 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E.; HOUSSAY, A. B. (2003). Fisiologia Humana de Houssay(***), 7ª ed., Ed. Artmed, Porto Alegre. ISBN: 8536300760. NR Profa. Dra. Nicole Ribeiro LEITURA COMPLEMENTAR Profa. Dra. Nicole Ribeiro A hipotermia é também uma condição perigosa: Reações enzimáticas diminuem; Perda da consciência; Diminuição do metabolismo – consumo de oxigênio decresce. SILVERTHORN, D. U. (2010) Fisiologia Humana – uma abordagem integrada(**), 5ª ed., Ed. Artmed, RS http://www.scielo.br/pdf/rbti/v27n4/0103-507X-rbti-27-04-0322.pdf Recuperação neurológica após um período de anóxia; Define-se hipotermia como leve (32 - 34°C), moderada (28 - 32°C) ou profunda (< 28°C). Num contexto clínico, em situações em que o O2 constitui um fator limitante, como hemorragias, anemias, isquemias, envenenamentos e em alguns procedimentos cirúrgicos, uma das terapêuticas empregadas é a Hipotermia forçada. Profa. Dra. Nicole Ribeiro