Aula 04 termorregulacao

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Termodinâmica
Prof. Me. Antonio Gomes da Silva Neto
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Exemplos de termodinâmica
Energia interna e externa:
Exemplo 1. Se o sistema é uma bomba, tanto faz ela estar no alto(energia potencial externa), como ser lançada(energia cinética externa), que a sua energia interna é a mesma até o momento da explosão.
Exemplo 2. Se um macaco come uma banana, no alto de uma árvore, sobre o solo, correndo ou parado, ele só aproveita a EI da banana. Diferença faz se ele comer a banana com casca ou sem casca.
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Propriedades Intensivas e extensivas
A EI de um sistema, em seus parâmetros macroscópicos, pode ou não depender de massa do sistema.
Propriedades Intensivas (Independem da massa) – Pressão, temperatura, voltagem e viscosidade.
Propriedades Extensivas (Dependem da massa) – Volume, quantidade de matéria, densidade e quantidade de energia.
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Entalpia, Entropia e Energia Livre
Entalpia é o conteúdo de calor de um sistema. Quando a mudança libera calor, ela é exotérmica e o sinal é de negatividade. Quando a mudança absorve calor, ela é endotérmica e o sinal é de positividade.
Entropia é uma qualidade de energia incapaz de realizar trabalho.
Entalpia e Entropia podem ser combinadas em uma relação que fornece a energia livre de um processo ou reação:
Energia Livre = Entalpia - Entropia
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Todo trabalho biológico começa a nível molecular
Os seres vivos vivem enquanto lutam pelo abaixamento de sua Entropia. Isto resulta em aumento da entropia ambiental. Viver é retirar organização do ambiente, é estar em permanente não equilíbrio com o meio. O equilíbrio é a morte do sistema biológico.
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Aumento de Entropia Alterações Fisiopatológicas
Arterioesclerose: Depósito de gordura e cálcio nas artérias, com alterações estruturais, endurecimento da parede, hipertensão.
Cárie: Corrosão das camadas dentárias.
	
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Sistemas
Fechado: trocam energia e trabalho com o ambiente. Uma garrafa térmica, um calorímetro, uma reação em solução de despreendimento de gases ou formação de precipitados, uma reação eletroquímica, uma fotorreação, etc.
Aberto: Trocam energia, trabalho e matéria com o ambiente. Um fogareiro a gás ou carvão, um motor de combustão e todos os seres vivos.
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Trabalho ativo e passivo
O critério da termodinâmica se baseia na variação da energia interna do sistema e suas relações com o entorno.
Trabalho ativo: Energia interna diminui. O sistema realizou trabalho sobre o ambiente.
Trabalho passivo: Energia interna aumenta. O ambiente realizou trabalho sobre o sistema.
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Termogênese e Termólise
Termogênese: produção de calor;
Termólise: dissipação do calor;
Lavoisier propôs que o consumo de oxigênio seria pequeno quando o homem, em jejum, estivesse mantido em ambiente com temperatura confortável. Todavia, a demanda de oxigênio aumentaria durante os exercícios após a ingestão de alimentos ou em temperatura ambiental baixa.
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Metabolismo basal
A energia dos alimentos serve, entre outras funções, para manter os processos vitais, para aquecer e para movimentar o corpo (Rubner);
O consumo de oxigênio era praticamente constante nos indivíduos postos em ambiente confortável e sob condições controladas de alimentação.
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Temperatura corporal
Homeotermia x Pecilotermia.
O homem mantém, a despeito das variações da temperatura ambiente, a sua temperatura interna varia entre 36,7 e 37ºC, quando medida na boca, ou entre 37,3 e 37,6ºC para medições retais.
Calor conservado e calor dissipado.
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Termogênese biológica
Termogênese mecânica: está baseada na produção 	de calor que ocorre durante o calafrio;
O calafrio é uma resposta muscular apresentada por muitos animais, entre os quais o homem, quando subtamente expostos ao frio; 
O calafrio é caracterizado por uma contração desorganizada dos músculos esqueléticos, tratando-se de uma resposta involuntária e resultante de uma atividade nervosa descontrolada. 
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Trata-se de uma resposta involuntária e, durante o seu período de estado, o consumo de oxigênio pode elevar-se de 2 a 5 vezes;
O cão, o coelho e a cobaia não utilizam a termogênese mecânica durante a adaptação ao frio.
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Termogênese química 
É um processo mais lento do que a termogênese mecânica, é o meio mais importante para a manutenção da temperatura corporal;
Metabolismo de gorduras, dos açúcares e das proteínas;
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As gorduras são uma fonte muito importante de energia térmica, sobretudo aquelas localizadas no tecido adiposo marrom, pois convertem com facilidade a energia de seus estoques sendo importantíssimo para a geração de calor no organismo homeotermo. 
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A produção de calor em situação de metabolismo basal é de aproximadamente 1,5 kcal/min em um homem de 70Kg, sendo este calor gerado principalmente no fígado, cérebro, coração e músculos esqueléticos. 
São numerosos os fatores que afetam a termogênese, mas todos estão relacionados com o metabolismo interno dos alimentos. Algumas situações alteram a taxa basal de produção e de perda do calor. 
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Termólise biológica
		Perda de calor:
Vaporização
Radiação
Convecção
Condução
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Vaporização
		É a passagem de uma substância do estado líquido para o estado gasoso.
Ebulição;
Calefação;
Evaporação;
		A vaporização se faz por evaporação da água ao nível da pele e dos pulmões.
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Vaporização
No corpo humano, a vaporização se faz por evaporação da água ao nível da pele e dos pulmões. Esta perda de calor corporal por evaporação normalmente equivale a cerca de 20 a 25% do calor total perdido pelo corpo humano. Deste modo, a perda calor por evaporação está prejudicada pelo motivo da grande quantidade de líquido, rico em proteínas, que chega a superfície da pele, aumentando a tensão superficial e prejudicando a evaporação completa. 
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Radiação
Cerca de 60% da perda de calor corporal é feita por radiação calorífera (raios infravermelhos). A capacidade que a pele tem para receber calor do corpo e, em seguida, dissipá-lo sob forma de radiação eletromagnética é fundamental na transferência de calor entre o corpo e o meio. 
Os raios infravermelhos emitidos pela pele humana possuem comprimento de onda entre 5 a 20 μm, onde as radiações de 9 μm são as de maior amplitude, significando que ela apresenta um excelente poder emissivo. 
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Convecção
É a transferência de energia térmica de um sistema para outro que se faz através da movimentação de massas de fluido. A força para esse movimento provém da diferença entre o empuxo do meio e o peso das partículas do fluído. O efeito refrigerador, que a convecção de ar exerce sobre a pele, é chamado de clima privado. 
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		Dos mecanismos de transferência de calor (vaporização, convecção e radiação), a convecção é a que apresenta maior dificuldade para ser adequadamente medida. Isso se deve à dificuldade para determinar a quantidade de ar que, por unidade de tempo, entra em contato com a pele.
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Condução
É a forma de transferir calor quando há contato direto entre um corpo frio e outro quente. 
Auxilia na formação das correntes de convecção por aquecer a moléculas de ar que entram em contato com a pele. 
A condução é importante quando se estuda a perda de calor através das roupas e em situações especiais, como as que ocorrem nos trabalhos ou nos esportes sob a água. 
Também é importante para a avaliação de pacientes acamados que estão sobre colchão de água.
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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