Aula 4 Biofísica da Termorregulação

Prévia do material em texto

Biofísica aplicada à Biomedicina
Prof. Eduardo de Matos Rodrigues
eduardo.rodrigues@unifran.edu.br
Biofísica da Termorregulação
Grandeza física
Introdução
Mecanismos de troca de calor entre o corpo e o ambiente
Mecanismos de termorregulação corporal
1
Biofísica da Termorregulação
Grandeza física
Derivada
Calor
Definição: Energia térmica em trânsito de um corpo de maior temperatura para um corpo de menor temperatura
Nome da unidade: joule 
Símbolo da unidade: J
Derivação: massa, comprimento e tempo
2
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Grandeza física
Derivada
Calor
Processos de propagação de calor:
Condução
Convecção
Irradiação
3
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Grandeza física
Derivada
Calor
Processos de propagação de calor:
Condução: Processo de transferência de energia térmica através de um meio material, sem transporte de matéria.
A energia térmica se propaga de partícula para partícula, ocorrendo principalmente nos sólidos
4
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Grandeza física
Derivada
Calor
Processos de propagação de calor:
Condução:
5
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Grandeza física
Derivada
Calor
Processos de propagação de calor:
Convecção: Processo de transferência de energia térmica através da movimentação de um fluido (líquido ou gás), envolvendo transporte de matéria.
O fluido se movimenta devido à diferença de densidade
6
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Grandeza física
Derivada
Calor
Processos de propagação de calor:
Convecção:
7
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Grandeza física
Derivada
Calor
Processos de propagação de calor:
Irradiação: Processo de transferência de energia térmica na forma de ondas eletromagnéticas
Permite transportar energia no vácuo
8
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Grandeza física
Derivada
Calor
Processos de propagação de calor:
Irradiação:
9
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Grandeza física
Derivada
Calor
Processos de propagação de calor:
10
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Introdução
Os seres humanos , assim como outros mamíferos, têm a capacidade de manter suas temperaturas corporais normais dentro de uma pequena variação aceitável por meio da termorregulação
Termorregulação: Capacidade de regular as taxas de produção e perda de calor
11
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Introdução
Normotermia: Temperatura normal do corpo humano
37 ºC, com variações de 0,2 a 0,4 ºC para manutenção das funções metabólicas
Taxa de perda de calor
Taxa de produção de calor
Temperatura normal constante
(Normotermia)
12
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Introdução
Hipotermia: Temperaturas menores que 36 ºC
Taxa de perda de calor
Taxa de produção de calor
Equilíbrio negativo
(Hipotermia)
>
13
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Introdução
Hipotermia: Temperaturas menores que 36 ºC
Causas: 
Exposição prolongada a ambientes frios
Consequências:
Leve (34ºC a 35.9ºC): Hipertensão, tremor, taquicardia, taquipneia
Moderada (30ºC a 33,9 ºC): Arritmia atrial, redução da FC, redução da FR, redução do nível de consciência
Grave (Abaixo de 29,9ºC): Apneia, coma, redução de atividades do ECG e assistolia
14
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Introdução
Hipertermia: Temperaturas maiores que 38 ºC
Taxa de perda de calor
Taxa de produção de calor
Equilíbrio positivo
(Hipertermia)
>
15
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Introdução
Hipertermia: Temperaturas maiores que 38 ºC
Causas:
Exposição à ambientes com elevada temperatura
Prática excessiva de atividade física
Desidratação
Intoxicação
Drogas (depressores, anfetaminas...)
Agentes patológicos
Consequências: 
Leve (38ºC): Sudorese excessiva, espasmos musculares, exaustão, pulso fraco, desmaio
Moderada (40ºC): Tontura, náusea, vômito, confusão e perda de consciência
Grave (42ºC): Coma, morte
16
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Mecanismos de troca de calor entre o corpo e o ambiente
Radiação
Em dias frios, o corpo emite energia radiante para as moléculas de ar ao redor 
Ao sentar em frente a uma fogueira, o corpo absorve a energia radiante emitida pelo fogo
Condução
Ao pegar uma pedra de gelo, sentimos o frio porque estamos perdendo calor para ela
Em dias quentes, quando pisamos em um chão quente, o calor é transferido do chão para nossos pés
Convecção
Em dias que está ventando mais, a sensação térmica é menor
O ar-condicionado funciona esfriando e movimentando o ar para resfriar o ambiente
17
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Mecanismos de troca de calor entre o corpo e o ambiente
Evaporação
O calor é perdido na evaporação do suor (solução salina secretada pelas glândulas sudoríparas) da superfície do corpo, já que é necessário que o corpo ceda energia térmica para a evaporação ocorrer
A produção de suor é regulada de acordo com a necessidade do corpo
18
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Mecanismos de troca de calor entre o corpo e o ambiente
Evaporação
19
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Mecanismos de troca de calor entre o corpo e o ambiente
20
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Mecanismos de termorregulação corporal
Fisiológicos: O organismo utiliza mudanças fisiológicas para controle da temperatura corpórea
Mecanismos primários e secundários
Comportamentais: O ser humano utiliza estratégias comportamentais para controle da temperatura corpórea
Abrigar-se do Sol
Ligar o ventilador/ar-condicionado
Molhar-se na água/piscina/mar
Proteger-se com vestimentas
21
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Mecanismos de termorregulação corporal
FisiológicosPrimário (Temperatura ambiente entre 25 ºC e 30 ºC)
Variação da quantidade de fluxo sanguíneo para a pele através da vasodilatação e vasoconstrição cutânea
Dias quentes: Ocorre uma vasodilatação cutânea para facilitar a transferência de calor entre o sangue e o ambiente e diminuir a temperatura corporal
22
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Mecanismos de termorregulação corporal
Fisiológicos
Primário (Temperatura ambiente entre 25 ºC e 30 ºC)
Variação da quantidade de fluxo sanguíneo para a pele através da vasodilatação e vasoconstrição cutânea
Dias frios: Ocorre uma vasoconstrição cutânea para dificultar a transferência de calor entre o sangue e o ambiente e aumentar a temperatura corporal
23
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Mecanismos de termorregulação corporal
Fisiológicos
Secundário 
Termogênese (Temperatura ambiente menor que 25 ºC)
Produção de calafrios
Contração rítmica e rápida dos músculos esqueléticos, gerando calor
Diminuição da produção de suor
24
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Mecanismos de termorregulação corporal
Fisiológicos
Secundário 
Termogênese (Temperatura ambiente menor que 25 ºC)
25
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Mecanismos de termorregulação corporal
Fisiológicos
Secundário 
Termólise (Temperatura ambiente maior que 30 ºC)
Produção de suor
26
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Mecanismos de termorregulação corporal
Alterações na regulação da temperatura 
Febre: É uma resposta fisiológica na qual a temperatura corporal é aumentada devido a um reajuste do ponto preestabelecido de regulação do calor no hipotálamo (“Set point”). 
Durante uma infecção, os leucócitos produzem uma substância química que induz à febre para combater a infecção
Na febre os mecanismos periféricos de perda e/ou conservação de calor encontram-se intactos, pois a alteração ocorrida dá-se a nível central no reajuste do “Set point” hipotalâmico. 
Quando uma pessoa está com febre, ela parece mais pálida devido à vasoconstrição cutânea, e também pode sentir calafrios
27
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Exercícios 
O que é calor?
Por que é errado falar “Eu estou com calor!”?
Quais são os processos de propagação de calor? Dê dois exemplos de cada processo.
Qual é a definição de termorregulação?
O que é normotermia? Como ela é mantida?
O que é hipotermia? Quais são as suas causas?
Quais são as consequências de uma hipotermia:
Leve
Moderada
Grave
28
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
Biofísica da Termorregulação
Exercícios 
O que é hipertermia? Quais são as suas causas?
Quais são as consequências de uma hipertermia:
Leve
Moderada
Grave
Quais são os mecanismos de troca de calor entre o corpo e o ambiente? Dê dois exemplos de cada mecanismo.
Quais são os mecanismos fisiológicos primários de termorregulação corporal? Como ele funciona em dias quentes e frios?
Quais são os mecanismos fisiológicos secundários de termorregulação corporal? Como ele funciona em dias quentes e frios?
Qual é a diferença entre febre e hiptertermia?
29
Figura 1 – Retirada do site http://ciencias-e-diversao.forumeiros.com/t11-video-atividades no dia 25/02/2016
www.unifran.edu.br
Av. Dr. Armando Salles Oliveira, 201
14404 600
Franca SP Brasil
T 55 16 3711 8888
F 55 16 3711 8886
30