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Biotermologia Profª Adriana Paula Braz de Souza Homeostase • Equilíbrio e Homeostase • Estado de Saúde X Estado de Doença; • Homeostasia é conceituado como sendo processos fisiológicos que atuam para manter o organismo em constante equilíbrio. Biofísica das trocas de calor corporal • A busca pelo entendimento sobre os processos básicos que suportam e mantêm a vida; • Termogênese: mecanismo orgânico que produz calor; • Termólise: mecanismo orgânico que dissipa calor; • As primeiras observações experimentais mostraram que a termogênese dependia das reações envolvidas com o metabolismo; • Lavoisier propôs que o consumo de O2 seria pequeno quando o indivíduo, em jejum, estivesse em ambiente com temperatura confortável; • Todavia, a demanda de O2 aumentaria durante os exercícios, após ingestão de alimentos ou em temperatura ambiente baixa; • Metabolismo basal: demanda de gás (oxigênio) mínima e constante de indivíduos postos em ambiente confortável e sob condições controladas de alimentação; • Temperatura corporal: regulada graças aos mecanismos que produzem e eliminam o calor corporal - termorreceptores; • 36,7°C e 37°C – axilas; • Homeotermos ou Endotermos: seres capazes de controlar a própria temperatura; Termogênese biológica • Termogênese mecânica – Baseia-se na produção de calor proveniente do calafrio – resposta muscular quando há exposição ao frio; – O calafrio é caracterizado por contrações desorganizadas dos músculos esqueléticos – aumento de 2 a 5 vezes no consumo de O2; • Termogênese química – Meio mais importante para a manutenção da temperatura corporal, apesar de mais lenta do que a termogênese mecânica; – O calor é produzido no corpo pelas reações exotérmicas – metabolismo da gordura, açúcar e proteína; Termogênese biológica • Todos os fatores que alteram a termogênese se relacionam com o metabolismo interno dos alimentos; • Redução do metabolismo basal: sono, subnutrição, mixedema pela hipofunção da tireóide; • Por outro lado o bócio exoftálmico (hiperfuncionamento da tireoide) provoca um aumento do metabolismo; Termólise biológica O corpo humano perde calor pelos seguintes mecanismos: • Vaporização • Radiação • Convecção • Condução Termólise biológica Vaporização • Passagem de uma substância do estado líquido para o estado gasoso; • Pode ser realizada por ebulição, calefação ou evaporação - processo lento realizado a baixas temperaturas; • No corpo humano a vaporização se faz por evaporação da água ao nível da pele e dos pulmões; Termólise biológica Perda de calor corporal por evaporação • 20 a 25% da perda de calor; • Nas febres e nas doenças que cursam com hiperventilação essa perda está aumentada; • Nos grandes queimados, ao contrário, a perda de calor por evaporação está prejudicada; • Isso ocorre porque a quantidade de líquido que chega à superfície do corpo é muito grande e não há tempo suficiente para sua completa evaporação. Termólise biológica Radiação • O calor é dissipado por meio de ondas EM; • 60% da perda de calor é por radiação; • Todo corpo com temperatura maior que 0°K emite radiações caloríficas (raios infravermelhos); • O fluxo de calor resultante se dirige do corpo mais quente para o mais frio; • A pele é a principal fonte de radiação calorífica do corpo humano; Termólise biológica Convecção • É a transferência de energia térmica de um sistema para outro que se faz através da movimentação de massas de fluido; • As correntes se deslocam das regiões mais frias para as mais quentes e vice-versa; • Quando as moléculas de ar entram em contato com a pele e são aquecidas por condução, elas se expandem rarefazendo o meio e criando os gradientes de pressão necessários à formação das correntes de convecção – efeito refrigerador sobre a pele: clima privado; Termólise biológica Termólise biológica Controle da temperatura corporal • O hipotálamo mantém o balanço entre os processos de produção e eliminação de calor; • O controle da produção de calor é feito através de hormônios que aumentam o metabolismo e por meio do calafrio, enquanto a dissipação de calor é controlada pelos processos de vasodilatação periférica e sudorese; • Graças ao controle térmico, a temperatura interna do corpo mantém-se dentro de limites que apresentam pequenas variações; O estresse térmico • A manutenção da temperatura interna na faixa fisiológica muitas vezes fica comprometida; • Isso ocorre quando o corpo é exposto a ambientes muito quentes ou muito frios; • Essas situações podem existir eventualmente ou ser comuns em determinadas regiões ou profissões; • Ambientes quentes; Ambientes frios. O estresse térmico Ambientes quentes • Elevam a temperatura do sangue e isso faz com que os sensores situados no hipotálamo determinem uma modulação do SNA para que o organismo promova a perda de calor; • As modificações da atividade nervosa levam a alterações no padrão de trabalho do sistema cardiovascular, endócrino e glândulas sudoríparas; • Com o aquecimento o déficit cardíaco aumenta e os vasos cutâneos se dilatam aumentando o fluxo sanguíneo para a periferia; O estresse térmico Ambientes quentes • Brotoejas: pequenas vesículas claras que se formam na pele por ruptura dos ductos das glândulas sudoríparas. Em algumas situações se apresentam avermelhadas e com prurido; • Edema: o calor pode produzir edema de membros em decorrência de uma alteração vasomotora periférica; • Cãibras: espasmos musculares dolorosos devido principalmente ao distúrbio hidroeletrolítico provocado pelo calor excessivo; O estresse térmico Ambientes quentes • Síncopes: ocorrem geralmente em indivíduos que permanecem em pé por longos períodos em ambiente quente. Devem-se à redução do retorno venoso pela vasoplegia; • Exaustão: fadiga, náusea, dor de cabeça e tontura, pele úmida, frequência cardíaca elevada, PA baixa e temperatura retal normal ou ligeiramente elevada; • Golpe térmico: a forma mais grave dentre as perturbações orgânicas provocadas pelo calor. Ocorre sobretudo em crianças e idosos durante o verão. Os sintomas são: confusão mental, temperatura retal superior a 40-42°C, delírio, convulsão, coma e até mesmo a morte. O estresse térmico Ambientes frios • Os danos acometem pessoas que vivem em regiões de baixa temperatura, como as que trabalham em ambientes frios; • Dois fatores são indispensáveis na avaliação do estresse pelo frio: temperatura central e o vento no processo de resfriamento; • Durante o frio, a primeira reação é a de vasoconstrição, para em seguida, haver uma termogênese mecânica pelo calafrio; • Estudos mostram que o organismo humano se adapta melhor ao calor do que ao frio; O estresse térmico Ambientes frios • Os efeitos produzidas pelo frio vão desde urticária até o congelamento de regiões do corpo; • Hipotermia é a redução da temperatura corporal abaixo dos 35°C e acontece numa velocidade muito maior quando o indivíduo é submergido em água gelada; • Os resfriamentos localizados são causas de lesões cutâneas/ulcerativas e acontecem quando uma área do corpo é posta em contato com um objeto frio ou é resfriada pela ação do vento gelado; • O pé-de-trincheira é uma das patologias causadas pelo frio excessivo e se caracteriza por isquemia grave levando à gangrena da região afetada; Eletroterapia • 1. Eletroestimulação de músculos: estimulação dos processos biológicos causados pela corrente elétrica. • 2. Consolidação de fraturas: aplicação de pequenos potenciais através de eletrólitos especiais é usada como adjuvante efetivo na formação de calos ósseos. • 3. Ionoforese: é a introdução de substâncias no organismo, através da corrente elétrica, e não tem aplicação clínica hoje em dia. Termoterapia • A aplicação de calor tem indicação em várias condições patológicas. O efeito do calor é o aumento geral do metabolismo. Essa elevação do metabolismo vem de vários fenômenos físico-químicos, que resulta em aceleração de todas as reações biológicas. O calor pode ser aplicado devárias formas: • Fontes condutoras: esse método pode ser aplicado como compressas quentes que podem ser úmidas ou secas, outra forma seria o banho de parafina (sete partes de parafina e uma de óleo mineral), o uso do termômetro é fundamental. • Calor radiante: a energia radiante tem temperatura do ambiente (é a absorção e tranferencia, da energia que fornece a elevação da temperatura), uso de lâmpadas específicas para emissão de raios IV. • Diatermia: é a passagem de calor através dos tecidos e órgãos, o calor é gerado por campos eletromagnéticos que fazem os elétrons se agitarem de maneira semelhante ao da radiação IV. • Crioterapia: é o mecanismo de ação do frio. A retirada do excesso de calor produzido pelos sistemas biológicos é também importante método terapêutico. É indicada em estados inflamatórios para analgesia de traumas e infecções, e até para a diminuição da febre. Precauções importantes - Termoterapia • 1. Portadores de marca-passo cardíaco e próteses metálicas; • 2. Fontes de Infravermelho – se usados continuamente sobre os olhos, podem provocar catarata; • 3. Zonas isquêmicas – não devem ser aquecidas ( se não houver vasodilatação podem causar necrose tissular). Termometria clínica Prof. Adriana Paula Braz de Souza Termômetro clínico • Em 1850, na França, Baudin construiu um termômetro de vidro e mercúrio capaz de manter fixa a temperatura registrada. • O termômetro clínico apresenta um bulbo de vidro – que serve como reservatório de mercúrio – acoplado a uma haste cilíndrica também de vidro. • Os termômetros clínicos possuem escala que vai dos 35°C aos 41°C e cada grau é subdividido em décimos. Tipos de termômetros Temperatura corporal normal • A temperatura do corpo é medida preferencialmente nas regiões com irrigação sanguínea abundante e superficial ou regiões próximas a um grande vaso. • Boca, axila, sulco inframamário, prega inguinal, esôfago, reto, vagina, membrana timpânica, nasofaringe. • Os valores normais da temperatura do corpo humano variam de acordo com o local. Temperatura corporal normal • Pela manhã, um adulto normal apresenta temperatura axilar entre 36 e 37°C, enquanto, durante a noite, esse intervalo se desloca para 36,5 a 37,3°C. • A temperatura axilar é 0,3 a 0,5°C menor do que a retal e 0,15 a 0,25°C menor do que a bucal. • Temperatura superficial: axila, sulco inframamário e virilha; • Temperatura interna: reto, vagina, nasofaringe e membrana timpânica; Fatores que podem interferir na temperatura corporal • Ritmo nectemeral: a temperatura corporal em geral é amis baixa durante a madrugada, e mais elevada ao final da tarde. Esse ritmo pode ser invertido nas pessoas que trabalham à noite e dormem pelo dia. • Esforço físico: produz elevação da temperatura graças ao aumento do metabolismo interno. • Idade: os indivíduos muito jovens apresentam uma curva térmica muito irregular e variável. • Ciclo menstrual: na segunda metade desse ciclo, a temperatura corporal se eleva em face dos hormônios próprios dessa fase. • Ambiente: quentes e frios. • Doenças mentais: algumas doenças mentais chegam a produzir temperaturas de 38 a 39°C. • O controle da temperatura pode apresentar grande significação clínica. • Por isso, é importante construir a curva térmica do paciente, registrando-se a sua temperatura a intervalos regulares durante o dia. Desequilíbrio do centro termorregulador • Processos infecciosos produzidos por bactérias, fungos ou vírus; • Patologias que produzem morte tissular tais como queimaduras, tumores malignos, traumatismos graves, infarto; • Processos imunoalérgicos; Temperatura corporal, a hipertermia e a febre • Determinação da temperatura corporal: dá-se preferencia a regiões com irrigação sanguínea abundante e superficial ou regiões próximas a um grande vaso. • Assim a temperatura pode ser medida na boca, axila, sulco inframamário, prega inguinal, esôfago, reto, vagina, membrana timpânica, nasofaringe. Temperatura superficial e profunda • Os valores normais da temperatura do corpo humano variam de acordo com o local da sua determinação e em conformidade com a fisiologia do indivíduo. • Pela manhã, um adulto normal apresenta temperatura axilar entre 36 e 37°C, enquanto, durante a noite, esse intervalo se desloca para 36,5 a 37,3°C. • A temperatura axilar é 0,3 a 0,5°C menor do que a retal e 0,15 a 0,25°C menor do que a bucal. • Temperatura superficial: axila, sulco inframamário e virilha; • Temperatura interna: reto, vagina, nasofaringe e membrana timpânica; Observações na avaliação da temperatura: • Axila; • Termômetro bucal; • Temperatura interna. • O controle da temperatura pode apresentar grande significação clínica. • Por isso, é importante construir a curva térmica do paciente, registrando-se a sua temperatura a intervalos regulares durante o dia e inscrevendo-se os resultados em gráfico. Tipos de febre • Febre contínua: caracteriza-se por uma temperatura corporal elevada com pequenas variações de poucos décimos de grau durante o dia. • Febre intermitente: quando toxinas e restos celulares termogênicos são liberados. • Febre remitente: Quando a febre é mais baixa pela manhã do que pela tarde, havendo uma diferença de mais que 1 ºC entre as medidas. A sensação “quente” e “frio” • O corpo humano dispõe de sensores térmicos localizados principalmente na pele; • Ruffini e Krause descreveram corpúsculos nervosos que seriam especializados, respectivamente, para o quente e o frio; • Assim existem regiões sensíveis ao calor e outras ao frio; • As sensações de calor e frio não são absolutas, mas relativas; A sensação “quente” e “frio” Como o corpo humano sente as diversas faixas de temperatura durante o banho de imersão. Condutividade térmica • A sensação de quente ou de frio depende também da velocidade com que o nosso corpo ganha ou perde calor; • Esta velocidade de ganho ou perda está relacionada com a constante de condutividade térmica (k); Substância Condutividade térmica (cal/(m . s .°C) Gordura subcutânea 0,45 Pele 0,89 Sangue total 1,31 Músculo 1,53 Osso 2,78 Fluxo de calor • A velocidade com que o calor flui através de um corpo é dada pela equação: H= k . S . T . G D H – tx de transferência de calor k – cte de condutividade térmica do corpo S – área de secção transversa do corpo (m2) T – intervalo de tempo G – diferença entre as temperaturas das extremidades do corpo (°C) D – comprimento do corpo (m) • DURAN, J. E. R. Biofísica: Fundamentos e Aplicações. São Paulo: Prentice Hall Brasil, 2005. • HEINENE, I. F. Biofísica Básica. São Paulo: Atheneu Editora, 2002. • GARCIA, E. A. C. Biofísica. São Paulo: Sarvier, 2002. • SING, Glenan. Fisiologia Dinâmica. São Paulo: Atheneu, 2001. Bibliografia
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