Termogênese e Métodos biofísicos de estudo

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Biofísica das trocas de calor corporal 
Biotermologia 
• Estudo de mecanismos que produzem e 
dissipam calor 
 
– Termogênese 
– Termólise 
Biotermologia 
• 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. 
Biotermologia 
• Termogênese 
– Metabolismo 
– Consumo de O2 
 
• 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; 
Biotermologia 
• 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; 
Biotermologia 
• Todos os fatores que alteram a termogênese se 
relacionam com o metabolismo interno dos 
alimentos; 
 
• Redução do metabolismo basal: 
– sono, subnutrição, hipofunção da tireóide; 
Biotermologia 
• O corpo humano perde calor pelos seguintes 
mecanismos: 
• Vaporização 
• Radiação 
• Convecção 
• Condução 
 
Biotermologia 
• 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; 
Biotermologia 
• 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. 
Biotermologia 
• Radiação 
• O calor é dissipado por meio de ondas EM; 
• 60% da perda de calor é por radiação; 
• 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; 
Biotermologia 
• 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 
Biotermologia 
• TEXTO 
Biotermologia 
• 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; 
 
Biotermologia 
• 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; 
Biotermologia 
• 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; 
 
• Com o aquecimento o déficit cardíaco aumenta e 
os vasos cutâneos se dilatam aumentando o fluxo 
sanguíneo para a periferia; 
Biotermologia 
• 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; 
 
• Cãimbras: espasmos musculares dolorosos devido 
principalmente ao distúrbio hidroeletrolítico provocado 
pelo calor. 
Biotermologia 
• 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; 
• Exaustão: fadiga, náusea, dor de cabeça e 
tontura, pele úmida, frequência cardíaca elevada, 
PA baixa e temperatura retal normal ou 
ligeiramente elevada; 
Biotermologia 
• O estresse térmico 
• Ambientes frios 
 
• Os danos acometem pessoas que vivem em regiões de 
baixa temperatura, como as que trabalham em 
ambientes frios; 
 
• 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; 
Biotermologia 
• 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; 
Biotermologia 
• Termômetro clínico 
• 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 
Biotermologia 
• TEXTO 
Biotermologia 
• 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, reto 
• Os valores normais da temperatura do corpo 
humano variam de acordo com o local. 
Biotermologia 
• 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. 
 
Biotermologia 
• Fatores que podem interferir na temperatura 
corporal 
• Ritmo nectemeral: a temperatura corporal em 
geral é mais 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. 
Biotermologia 
• Ciclo menstrual: na segunda metade desse 
ciclo, a temperatura corporal se eleva em face 
dos hormônios próprios dessa fase. 
• Ambiente: quentes e frios. 
• O controleda temperatura pode apresentar 
grande significação clínica. 
Biotermologia 
• 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; 
Biotermologia 
• 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. 
Métodos biofísicos de estudo 
(Eletroforese) 
 
• Definição: 
 
– É uma técnica laboratorial de separação de 
frações de proteínas, enzimas, DNA e RNA. 
Baseada na migração das moléculas carregadas, 
numa solução, em função de aplicação de um 
campo elétrico. 
 
• Consiste na separação dos componentes de 
um sistema pela aplicação de um campo 
elétrico. 
 
• É aplicável á:Todos os íons, desde inorgânicos até 
moléculas mais complexas, incluindo também 
partículas macroscópicas portadoras de carga 
elétrica. 
• Pesquisas na área da biologia e bioquímica, tendo 
em vista estudos de: 
– 1. Proteínas, 
– 2. Farmacologia, 
– 3. Medicina forense, 
– 4. Exames clínicos, 
– 5. Biologia molecular 
 
• Consiste na migração e separação de 
partículas em uma matriz (suporte), 
submetidas a uma diferença de potencial 
elétrico; 
• A migração das partículas depende do seu 
tamanho e carga. 
 
 Eletroforese  Consiste na migração e separação de 
partículas em uma matriz (suporte), submetidas a uma 
diferença de potencial elétrico; 
 
 Os suportes podem ser: 
 Papel de filtro 
 Acetato de celulose 
 Gel de agarose 
 Gel de poliacrilamida 
 
 A migração das partículas depende do seu tamanho e 
carga, além da DDP a que foram submetidas 
 
 Eletroforese em gel é eficiente em promover a separação de 
partículas de acordo com o seu tamanho 
 Gel de poliacrilamida 
 Usado em separação de proteínas ou partículas muito pequenas 
 
 Gel de agarose 
 Utilizado para separação de partículas relativamente pequenas e partículas 
grandes 
 
 O DNA contém carga negativa, portanto migra para o pólo positivo 
 
 Quanto mais concentrado o gel, mais “fechada’’ é sua malha, 
portanto a partícula terá mais dificuldade em atravessá-la 
 
 
A amostra é inserida 
nos “pocinhos” 
Uma corrente 
elétrica é aplicada 
Partículas de menor 
tamanho ou carga 
mais negativa corre 
primeiro 
 
 Quando submetidas a luz UV o gel apresenta um padrão de 
bandas. Cada banda é um fragmento de DNA de determinado 
tamanho. 
 
• A agarose, um polissacarídeo extraído de uma alga marinha 
vermelha; 
• Dissolve em água fervente e então gelifica quando esfria; 
• Mais utilizada para separação de fragmentos longos de DNA 
 
• É utilizado em uma cuba horizontal ligada a uma fonte 
• Uma solução tampão é adicionada à cuba, onde irá manter 
estáveis as condições de pH do meio 
Visualização do gel de agarose em luz UV 
 
 A poliacrilamida também pode ser utilizada com gel 
para a eletroforese. A poliacrilamida é uma mistura de 
dois polímeros, acrilamida e bisacrilamida; 
 
 Utilizada para observação de fragmentos menores 
(poucos pares de bases ou proteínas); 
 
 Melhor resolução do que a eletroforese em gel de 
agarose; 
 
 Desvantagem: Neurotóxica 
 
 
• É realizada em uma cuba de eletroforese vertical. 
 
 
 
 
• Representação esquemática de um gel representando o resultado de um sistema de STR para investigação 
criminal. Três suspeitos estão sendo investigados num caso de estupor e uma amostra de sangue está 
disponível. A primeira coluna tem marcadores alélicos padrão, equivalentes aos marcadores de peso molecular. 
As colunas 2, 3 e 4 mostram o resultado da amplificação de um sistema para os possíveis criminosos, sempre em 
mistura com o DNA da vítima.. A coluna 5 mostra o resultado do mesmo sistema para a amostra colhida no corpo 
de delito que, supostamente contendo DNA da vítima e do criminoso. A última coluna da direita é a amplificação 
apenas do DNA da vítima. O padrão de quatro bandas da amostra é idêntico ao do suspeito 3 e exclui os demais