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TERMOGÊNESE A temperatura varia ao longo do dia e ao longo dos ciclos circadianos que nós temos, então a termogênese biológica é a termogênese produzida pelos organismos biológicos e os organismos homeotérmicos tendem a aumentar a produção de calor quando expostos a uma situação de frio. O calor é produzido basicamente de duas formas: através da termogênese mecânica e na termogênese química. Existem reações químicas que são exotérmicas, ou seja, liberam calor e nós fazemos uso desse calor liberado em reações no nosso corpo. A termogênese mecânica é o calafrio, por exemplo, quando somos submetidos a temperaturas muito baixas e essa contração muscular esquenta o corpo de maneira mais rápida do que aumentar o metabolismo através de reações químicas. Essa resposta muscular é involuntária. Alguns animais não possuem essa resposta para conservação de calor, como por exemplo os coelhos, mas eles possuem outras formas de responder a manutenção corporal, como o aprisionamento do ar nos pelos – o que também ocorre nos seres humanos quando nos arrepiamos – e esse ar aprisionado funciona como um isolante térmico que mantem o ar quente próximo a pele, esquentando-o. A termogênese química pode ser exemplificada como a transformação da energia proveniente de um alimento que ingerimos e parte dessa energia transformada é dissipada na forma de calor. Essa forma de termogênese é mais relevante na exposição a um resfriamento lento. (Por exemplo se nós passarmos muito tempo expostos a uma situação de frio, acabamos nos acostumando aquele frio porque o nosso metabolismo muda e se regula). Além desses mecanismos de manutenção da temperatura corporal, o nosso organismo ainda pode acelerar esse processo de manutenção queimando gorduras, carboidratos e proteínas. Um tecido adiposo especifico, o tecido adiposo marrom, que está presente nos mamíferos, provê a melhor relação de quantidade de calor x a queima dele. Esse tecido é o primeiro tecido queimado em situações de frio. Já os órgãos que mais produzem calor são o fígado, o cérebro, o coração e os músculos esqueléticos. No caso do fígado e dos músculos, essa alta produção de calor se deve ao armazenamento de glicose sob a forma de glicogênio, que é usado nos períodos entre refeições. A reação de queima de glicogênio produz alta quantidade de calor. (?) Vários fatores afetam a termogênese: • Privação de sono: se o sono está desregulado, o sistema endócrino acaba se desregulando também e o corpo controla a termogênese química através dos hormônios, que serão produzidos através do sistema endócrino. • Alimentação: causa desregulação do sistema endócrino e baixo armazenamento de energia • Exercício: muda o metabolismo, levando ao suor. Termólise biológica Acontece principalmente de quatro formas: vaporização, radiação, condução e convecção, ou seja, o calor é dissipado principalmente através dessas quatro formas. Vaporização: passagem do estado liquido para o estado gasoso e o que acontece no corpo é principalmente a evaporação, que é um processo lento de vaporização, pois não precisa atingir a temperatura de ebulição daquele liquido para que ocorra. A evaporação no organismo ocorre com a evaporação da agua – suor – na nossa pele e nos pulmões. Pessoas com queimaduras graves tem problemas de hipertermia, ou seja, alta temperatura corporal pois elas não conseguem fazer a evaporação com eficiência, por causa de um liquido viscoso que elas produzem rico em proteínas – principalmente albumina – que impede a troca de calor por suor. Radiação: caracterizada por ondas eletromagnéticas que se dissipam em energia térmica sob a forma de calor e a perda de calor corporal por radiação equivale a 60% da perda total. Essa dissipação obedece a 2ª Lei da Termodinâmica, ou seja, a perda de calor ocorre do ambiente mais quente para o mais frio e dificilmente o ambiente está mais quente que o nosso corpo mas pode acontecer, como por exemplo, em uma sauna, e nessas situações, nós ganhamos calor do ambiente e a sudorese aumenta, já que o corpo estaria tentando se livrar dessa temperatura que está recebendo. Então em temperaturas elevadas o corpo ganha calor e em temperaturas baixas o corpo perde calor para o meio. A pele é a principal fonte de emissão do calor corpóreo, principalmente pelo suprimento de sangue abundante na superfície corporal e principalmente nas extremidades. Convecção: transferência de calor de um sistema para o outro através da movimentação de fluidos. Condução: transferencia de calor quando há contato entre um corpo frio e um corpo quente. Ela é especialmente relevante quando se está imerso em água e contato com a neve, pois são situações que vão fazer com que o calor seja dissipado mais rapido do que quando em contato somente com o ar. O corpo controla a temperatura corporal atraves dessas formas de produção de calor e dissipação de calor. O balanço entre esses processos é controlado pelo hipotalamo – uma região do cerebro que está muito associada ao sistema endócrino. Estudos em casos de pacientes que sofreram lesões na região anterior do hipotalamo, mostraram que essas pessoas tinham dificuldade em perder calor para o ambiente e apresentavam casos de hipertemia com uma facilidade muito grande. Já pessoas que possuiam lesoes na região posterior do hipotalamo, tinham facilidade de entrar em quadros de hipotermia, pois tinham dificuldade em regular a produção de calor, uma vez que ocorresse a mudança de temperatura. Hoje se sabe que as regiões mais anteriores controlam a termólise, enquanto que as mais posteriores controlam a termogênese. A termólise então é controlada basicamente pela vasodilatação periférica - para perder mais calor por radiação do sistema circular da pele para o ambiente – e sudorese e a termogenese é controlada pelos calafrios e liberação de hormonio que aumentam a taxa metabólica. Variações circadianas são variações que ocorrem ao longo de um dia. O controle da temperatura depende também da superfície corporal e do gradiente de calor corpo-ambiente. Quanto maior for a superfície corporal, mais área de troca do corpo com o ambiente existe e quanto maior for o gradiente de temperatura do corpo para o ambiente externo, mais intensa será a troca. A regulação se dá mais pela modulação da termólise – dissipação de calor do organismo – do que pela produção de calor, que é relativamente constante. A troca de calor do corpo para o meio é influenciada pela temperatura, velocidade, umidade do ar, vestuário, etc. Fatores que afetam a temperatura da pele: • Roupa • Temperatura e umidade do ar • Movimento do ar • Característica física da pele (como a cor da pele) • Circulação sanguínea • Ingestão de alimentos Quando o calor corpóreo aumenta e quando a homeostase é quebrada, acontece o estresse térmico, que pode ser por calor ou por frio. A princípio isso pode levar só a uma alteração da temperatura corporal e não levar a nenhum sintoma clinico ou podem ocorrer sintomas clínicos, como brotoejas, cãibras, entre outros e um dos mais graves é a sincope – caracterizada por pressão baixa, turvação da visão, náuseas, sudorese intensa e desmaio. – no caso de elevações da temperatura. Fatores Externos Fatores Internos No caso de lesões por frio, as mais comuns são: • Urticária • Lesões bolhosas • Congelamento • Gangrena isquêmica • Hipotermia
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