Biofísica das Trocas de Calor Corporal

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Biofísica das Trocas de Calor Corporal
Introdução
Estudos iniciais investigaram os mecanismos de produção (termogênese) e dissipação (termólise) de calor;
Observações de Lavoisier:
Consumo de oxigênio pequeno quando o homem, em jejum, é mantido em ambiente com temperatura confortável;
O consumo de oxigênio aumenta em exercício, após ingestão de alimentos ou em temperatura ambiental baixa.
Metabolismo basal: relacionado à respiração celular, combinação do oxigênio com hidrogênio para formar água endógena. A conservação de energia existe entre os seres vivos, a fonte energética é a alimentação e serve para manutenção de processos vitais, para aquecer e movimentar o corpo;
Temperatura corporal: 
	Temperatura interna humana
	36,7-37 0C
	Medida na boca
	37,3-37,60C
	Medidas retais
Existem mecanismos reguladores da temperatura que controlam eficientemente a produção e a eliminação de calor corporal, mantendo controle interno, característica de homeotermos;
Ambiente frio: manutenção do calor interno;
Ambiente quente: dissipação de calor para o meio.
Termogênese Biológica:
Animais expostos ao frio apresentam seguinte resposta:
Termogênese mecânica (calafrio): baseia-se na produção de calor durante o calafrio. É resultante de uma resposta nervosa descontrolada.
É oriunda da contração desorganizada dos músculos esquelético;
É uma resposta involuntária;
Pode elevar o consumo de oxigênio de 2-5x;
Pode ocorrer durante febre súbita.
Termogênese química: é o meio mais importante de manutenção da temperatura corporal. É uma resposta lenta, resultante do aumento do metabolismo interno, pela degradação de gordura, açucares e proteína.
Estão relacionadas com a gordura do tecido adiposo marrom (ex.região axilares), presente no recém-nascido e no homem;
Gordura marron: principal substrato para termogênese química apresenta grande quantidade de mitocôndrias em suas células;
Fatores que influenciam (no metabolismo basal): o sono, subnutrição, alimentação e exercício.
	Produção metabólica de calor
	Situação 
	Produção de calor (kcal/min)
	Sentado 
	0,3 
	Em pé
	0,6
	Andando 
	2-3 
	Subindo ladeira
	+0,8 por cada metro de altura
Fonte: Garcia
*necessidades diárias mulher (	1.800-2000) e homem (2.100-2.700) kcal.
Termólise biológica:
O corpo humano perde calor pelos seguintes mecanismos:
vaporização
radiação
convecção
condução
obs: poder emissivo ou potência emissiva.
Vaporização
Mudança do estado líquido para o gasoso;
Homem: evaporação da água ao nível da pele e dos pulmões, equivale a 20-25 % do total de perda;
Aumenta quando ocorre taquipnéia;
Ex. Queimados de grande superfície, tem pele com tensão superficial (exsudato, rico em albumina), prejudicando a termólise e aumentando a temperatura.
Radiação:
60% da perda de calor corporal é por radiação(raios infravermelhos);
O fluxo de calor será mais intenso quanto maior for o gradiente térmico;
Pele: principal fonte de radiação calorífera do corpo humano (suprimento sanguíneo abundante, principalmente nas extremidades;
Convecção 
Transferência de Energia térmica de um sistema para o outro pela movimentação de massas de fluido;
As moléculas de ar entram em contato com a pele e são aquecidas por condução (efeito refrigeração);
Condução:
Forma de transferência de calor através de contato direto entre o corpo frio e quente;
Movimento do calor: 
Do mais quente para o mais frio
CONTROLE DA TEMPERATURA CORPORAL
A importância do hipotálamo
A produção de calor ocorre através de hormônio que afetam o metabolismo;
A temperatura não é constante, mas devido mecanismo de controle térmico a mesma apresenta variação;
O valor mínimo da temperatura interna ocorre às 4h da manhã e no final da tarde ocorre os valores máximos;
Profissionais que trabalham a noite: altas temperaturas de manhã e menores á tarde;
A pele é um órgão vital no corpo humano, pois além de várias funções, tem capacidade de atuar como órgão refrigerador do corpo;
Quando há aumento da termogênese ou da temperatura ambiente, o organismo eleva sua taxa de perda de calor, mantendo estável sua temperatura interna;
O inverso acontece em baixas temperaturas: mecanismo de eliminação do calor são desativados, para reduzir perda térmica e garantir estabilidade da temperatura corporal.
TROCAS DE CALOR COM O AMBIENTE:
É influenciado pelos seguintes fatores:
Temperatura;
Velocidade e umidade do ar;
Temperatura da pele;
Características do vestuário e outros.
Influência do Vestuário
Taxa metabólica permaneceu constante;
Indivíduo vestido perde menos calor ( 200C);
Indivíduo despido, a 400C, perdeu calor por evaporação;
Obs: A roupa dificulta a perda por radiação, convecção e evaporação;
Fatores que afetam a temperatura da pele:
Externos 
Internos 
Externos:
Roupa:
Protege a pele das variações rápidas da temperatura;
Evita dissipação de calor por radiação (efeito bloqueio), exceto a roupa de algodão;
As roupas possuem efeito isolante (Clo/cloth);
Temperatura e umidade do ar:
A pele apresenta uma variação de 0,60C a cada um grau de alteração da temperatura do ar;
A umidade relativa do ar altera as propriedades térmicas do ar;
Quanto maior a umidade, maior a sensação térmica (60-100%);
Movimentos do ar:
Influenciam na temperatura da pele, pois as correntes aéreas aumentam a evaporação e promovem troca da camada de ar;
Sofrem efeito da velocidade do vento;
Internos 
Característica Física da pele:
Pele branca reflete de 40 a 50% da luz incidente sobre ela;
Pele negra com menor poder refletor;
Em relação a emissão térmica, funcionam como corpo negro quase perfeito. Cada parte do corpo tem uma capacidade calorífica (fluxo de calor radiante);
Circulação Sanguínea:
Simpático: vasoconstrição, diminuição de sangue nos vasos;
Aterosclerose- diminuição dos vasos e da circulação local ;
Ação Anestésica:
Exemplificado pelo éter, como vasodilatador superficial.
A ingesta de alimento, que aumenta metabolismo (taxa) e apresenta elevação da temperatura.
EXERCÍCIO SOBRE ESTRESSE TÉRMICO (resumo)
Respostas corporais ao calor ambiental;
Respostas corporais a ambientes frios.