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Aluna: Carolline Terra de Andrade Fisiopatologia da termorregulação Introdução: A temperatura corporal diz respeito à produção de calor e os mecanismos de regulação e manutenção da temperatura interna do organismo, conhecida como termorregulação, que são cruciais para manter a homeostase sistêmica do organismo (estabilidade fisiológica). Animais ectodérmicos, como répteis, anfíbios, invertebrados e peixes são incapazes de regular sua própria temperatura sem que haja fontes externas que os aqueçam. Já animais endotérmicos, como aves e mamíferos, são capazes de gerar calor metabólico e conseguem controlar sua temperatura em torno de valores constantes independente da temperatura do meio (homeotermia), possibilitando que estes explorem os mais variados ambientes. A manutenção da temperatura normal nos animais homeotermos, como o homem, é uma função muito importante do sistema nervoso autônomo. Pois, com pequenas alterações da temperatura central, podem ocorrer alterações metabólicas e enzimáticas, como sua própria velocidade, condicionando diversos processos biológicos: atividade enzimática, permeabilidade das membranas celulares, taxa das trocas respiratórias, produção de energia a nível celular, produção de espermatozóides entre muito outros processos. No entanto, há variáveis que podem merecer uma adaptação dos valores considerados normais numa medição de temperatura corporal. Estas variáveis podem ter menos influência, como o gênero e a temperatura ambiente, ou ter uma maior influência, como a idade, o ritmo circadiano, estado pós-prandial, o exercício físico, a gravidez, alterações endócrinas, bem como o local do corpo e os métodos utilizados para a medição da temperatura. A termorregulação é a capacidade de manutenção da temperatura corporal dentro dos limites fisiológicos da espécie. Nela a temperatura corporal é dividida em: 1. Cutânea: aumenta e diminui com a temperatura do ambiente, ou seja, capacidade da pele de perder calor para o ambiente. 2. Temperatura Central: tecidos profundos do corpo têm temperatura diferente, e permanecem constantes, exceto em casos de febre ou em certas condições ambientais transitórias (ex: elevada situação de exercício físico ou ambiente). O equilíbrio térmico varia de acordo com o aumento do metabolismo (termogênese) ou aumento de gasto energético, denominado termólise. 1. Fatores da Termogênese (produção de calor causando aumento da temperatura corporal): -Calafrios, vasoconstrição e ereção dos pêlos (termogênese mecânica); -Transformação de energia proveniente do alimento e ação de hormônios como a tiroxina, epinefrina, noraepinefrina (termogênese química). 2. Fatores da Termólise (perda de calor que diminui a temperatura do corpo): -Evaporação: perda de calor pela vaporização do suor; -Irradiação: troca de calor sob forma de raios térmicos infravermelhos; -Condução: toca de calor por contato direto. Pele com superfícies ou ar. -Convecção: troca de calor pelo movimento de moléculas de gases (ar frio que venta) ou líquidos (correntes de convecção). Processos fisiológicos da termorregulação: O homem necessita que a temperatura interna seja constante e o seu sistema termorregulador mantém a temperatura central próxima de 37ºC, para conservação das funções metabólicas. Existe uma faixa interlimiar de temperatura, definida geralmente entre 36,7º a 37,1ºC, na qual não há resposta efetora. Temperaturas abaixo ou acima desses limiares desencadeiam respostas efetoras, como valores abaixo de 35 ºC geram hipotermia, ou acima de 38 ºC geram hipertermia, podendo trazer problemas de saúde e devem ser acompanhados e evitados. Normalmente, a temperatura corporal é menor pela manhã, aumenta ao longo do dia e é máxima pelo início da noite. A termorregulação é realizada por um sistema de controle fisiológico, que consiste em termorreceptores centrais e periféricos, um sistema de condução aferente, o controle central de integração dos impulsos térmicos e um sistema de respostas eferentes levando a respostas compensatórias. No hipotálamo situa-se o sistema de controle central, que regula a temperatura do corpo ao integrar os impulsos térmicos provenientes de quase todos os tecidos do organismo, e não apenas em relação à temperatura central do organismo, como também o periférico. Quando o impulso integrado excede ou fica abaixo da faixa limiar de temperatura, ocorrem respostas termorreguladoras autonômicas, que mantêm a temperatura do corpo em valor adequado. Os impulsos termais aferentes provêm de receptores anatomicamente distintos ao frio e ao calor, os quais podem ser periféricos ou centrais. Também existem receptores termossensíveis localizados na pele e nas membranas mucosas, que medeiam a sensação térmica e contribuem para a ocorrência dos reflexos termorregulatórios. Esses receptores também respondem à sensação mecânica. Os receptores para frio têm descargas de impulsos a temperaturas entre 25º- 30ºC e são inervados por fibras Aδ. Já os receptores para calor têm descargas de impulsos a temperaturas entre 45º-50ºC e são inervados por fibras desmielinizadas C. No hipotálamo anterior é feita a integração das informações aferentes térmicas, enquanto no hipotálamo posterior iniciam-se as respostas efetoras. Na área pré-óptica do hipotálamo existem neurônios sensíveis e não sensíveis à temperatura, sendo que os primeiros podem ser classificados em neurônios sensíveis ao calor e neurônios sensíveis ao frio, estes últimos predominantes. Ressalte-se ainda a presença de neurônios sensíveis à estimulação térmica local no hipotálamo posterior, na formação reticular e na região medular. Resumindo, sinais enviados pelos termorreceptores localizados por toda a pele e a temperatura do sangue passam pelo hipotálamo, descrevem a condição de aquecimento ou esfriamento corpóreo, em que resultará em ações para regular essa temperatura. A resposta comportamental é a resposta termorregulatória quantitativamente mais eficaz, porém há vários outros mecanismos, também eficazes, como a resposta vasomotora (calor/frio), piloereção (frio), tremor (frio) e sudorese (calor). Distúbios na termorregulação Hipertermia: A hipertermia pode ocorrer de forma normal (fisiológica), como por exemplo, após refeições, exercício físico ou mesmo exposição excessiva à fonte de calor ou como uma deficiência nos mecanismos de termorregulação, resultando na produção excessiva ou na diminuição da dissipação de calor. Isso ocorre devido a um aumento da temperatura corpórea acima de 38°C, no entanto, o ponto de ajuste da termorregulação permanece inalterado, ou seja, o hipotálamo não é "enganado”. No calor, o aumento de temperatura central e periférica, que tem detecção feita pelos receptores térmicos, enviam sinais para o hipotálamo e ativam o centro de perda de calor. Esta região inibe o centro de produção de calor, há a inibição da atividade simpática e depressão da medula suprarrenal com diminuição de epinefrina. A primeira defesa autonômica é a vasodilatação cutânea, aumentando o fluxo sanguíneo, o que por muitas vezes pode ser o suficiente para regular a temperatura. Caso o corpo continue quente, glândulas sudoríparas aumentam a sudorese via colinérgica, sendo considerado o mecanismo mais importante. A sudorese é um processo muito efetivo de perda de calor por causa do elevado calor latente de evaporação da água. Cada grama de suor que se evapora absorve 584 calorias, portanto, sua evaporação causa o resfriamento do organismo. Consequentemente, a sudorese pode dissipar facilmente ocalor especialmente se o ambiente estiver seco. A eficiência da sudorese é aumentada pela própria vasodilatação, que é regulada por fatores como a bradicinina e o óxido nítrico. Ela aumenta, em muito, o fluxo sanguíneo cutâneo para facilitar a transferência do calor central para a pele. Em outros mamíferos, como cães, existe ainda o estímulo de respiração arfante, que amplia a superfície de perda de calor pela língua e cavidade bucal. A hipertermia pode apresentar-se sob a forma de cãibras, esgotamento por calor e golpe de calor. As cãibras são contrações involuntárias resultantes da perda de sódio pela sudorese intensa, ocorrendo em músculos de maior atividade. Já o esgotamento por calor é uma síndrome resultante de um conjunto de fatores como idade avançada, exercício intenso, temperatura elevada, ambiente com alta humidade e ventos escassos, consistindo em sede intensa, cansaço, hipotensão arterial, taquicardia e síncope, devido à hipovolemia. Nos golpes de calor, a temperatura sobe acima de 40°C, resultante de uma resposta inflamatória de fase aguda com aumento da temperatura nuclear e com termólise ineficaz relacionada a uma predisposição genética e a par de um de temperatura elevada. Seus principais sintomas resultam de uma resposta inflamatória generalizada risco de hipoperfusão de órgãos e necrose isquêmica, desidratação, citotoxicidade por temperaturas elevadas, lesão de glândulas sudoríparas, diminuição proteicas de choque térmico e libertação de citocinas pró-inflamatórias e radicais livres de oxigênio. Hipertemia maligna: A hipertermia maligna é uma doença de herança autossômica dominante em que a exposição a anestésicos e à succinilcolina (relaxante muscular) dispara a liberação intensa de cálcio no retículo sarcoplasmático das fibras esqueléticas, causando tremores incontroláveis e excessiva produção de calor, de lactato e de CO2, além de elevar os níveis séricos de potássio e de creatinofosfocinase. O defeito genético é resultado de uma mutação no gene que codifica uma proteína que interfere no controle do transporte de cálcio no retículo sarcoplasmático. Febre: A febre ou pirexia é um sintoma descrito como um aumento na temperatura corporal para níveis acima de 37°C, sendo composta por vários sinais, como dor muscular, apatia, falta de apetite, inapetência e aumento da temperatura corpórea. As causas de febre são amplas, como infeções, neoplasias, hemorragias, doenças metabólicas agudas, traumatismos, distúrbios autoimunes, fármacos, drogas, obstrução vascular, distúrbios endócrinos e estresse psicológico. O "estado de febre" ocorre como uma resposta do organismo a algum processo anormal, ou seja, patológico, como doenças bacterianas, alergias, tumores, fatores psicológicos, reação a medicamento até o contato com alguma toxina, e outras condições ambientais diversas. Na febre há uma alteração da atividade pré-optica do cérebro, que recebe sinais como se a temperatura estivesse mais baixa do que deveria ser, há então uma mudança do ponto homeostático de temperatura (ao invés de 37 °C ser o normal se torna 38°C) ocasionando um aumento nos mecanismos de geração de calor para aumentar a temperatura no organismo. O indivíduo, falsamente, começa a sentir frio e os mecanismos para atingir o novo equilíbrio são, principalmente, tremores, vasoconstrição e aumento do metabolismo celular. As substâncias capazes de induzirem a febre são denominadas de pirogênios, podendo ser endógenos ou exógenos.Os pirogênios endógenos são substâncias produzidas pelo hospedeiro, conhecidas como citocinas (as mais importantes são as interleucinas 1α e 1β, fator de necrose tumoral α, interferon α e interleucina 6). Trata- se de polipeptídios produzidos por uma grande variedade de células do hospedeiro, sendo os monócitos e os macrófagos os mais importantes. Além de induzirem febre, apresentam outros tipos de efeitos como hematopoiéticos, inflamatórios e de regulação do metabolismo celular. Pode originar-se de células neoplásicas, o que explica a existência de febre em associação a doenças malignas. Já os pirogênios exógenos são substâncias externas ao hospedeiro, podendo se tratar de microorganismo e seus produtos, toxinas liberadas por bactérias, e agentes químicos. Ressaltando que, os pirogênios exógenos são responsáveis por induzirem a liberação de pirogênios endógenos pelas células do hospedeiro. Em muitas circunstâncias a elevação da temperatura corporal aumenta as possibilidades de sobrevida numa situação de infecção. Este efeito é conseguido devido à diminuição do crescimento e da virulência de várias espécies bacterianas e ao aumento da capacidade fagocítica e bactericida dos neutrófilos e dos efeitos citotóxicos dos linfócitos, promovidos pela febre. Contudo, o aumento da temperatura corporal tem os seus malefícios, pois o aumento da temperatura de 1ºC, leva ao acréscimo de 13% no consumo de oxigênio e a maiores necessidades hídricas e calóricas, o que pode ser trágico para pessoas com função vascular cerebral e cardíaca marginal. Após a alteração no hipotálamo pelos pirogênios e a atuação dos mecanismos para manter a temperatura do corpo alta, pode ocorrer resolução da febre, gerando a crise (volta do ponto fixo ao normal, gerando suor e vasodilatação, diminuindo a temperatura corporal). Hipotermia: Define-se hipotermia quando a temperatura corporal é menor de 36°C, na qual o corpo é incapaz de gerar calor suficiente para a realização de suas funções. A causa principal da hipotermia é a exposição intensa ao frio sem vestimentas corretas ou a imersão completa ou parcial em água congelada. Porém, há outras causas para a hipotermia, como crianças e idosos (predispostos); doentes mentais; tumores; uso de álcool e drogas; uso de medicamentos antidepressivos e sedativos; diabetes; lesões em medula espinhal; hipotireoidismo; desnutrição e doença de Parkinson, sendo estas as causas não intencionais. A hipotermia intencional ou terapêutica é aplicada pela equipe médica em casos de hipertensão intracraniana refratária, proteção neurológica pós-ressuscitação cardiopulmonar, durante cirurgias neurológicas ou cardíacas de maior complexidade etc. No frio há a diminuição da temperatura da pele, e consequentemente da temperatura central, que ativa os termorreceptores periféricos e centrais que enviam sinais para o hipotálamo na área pré-óptica, o centro de produção de calor do hipotálamo é ativado, enviando estímulos elétricos através dos nervos simpáticos (estímulo simpático=aumento de epinefrina) que aumenta a termogênese. Na hipotermia, a resposta vasoconstritora é a primeira a ser deflagrada e é considerada a mais importante, sendo que os capilares da pele reduz o fluxo de sangue superficial e mantém o calor do corpo nos órgãos localizados mais profundamente. O fluxo sanguíneo das extremidades epidérmicas pode ser dividido em dois compartimentos: o nutricional, representado pelos capilares e o termorregulador, e os curtos-circuitos arteriovenosos situados, principalmente, nos dedos das mãos e dos pés, nas orelhas e no nariz. Assim, nesse caso, o fluxo sanguíneo pode ser diminuído em até 100 vezes por meio desse curto-circuitos. Esse fluxo é mediado primariamente pela noradrenalina liberada nas terminações adrenérgicas pré-sinápticas que, ao ligar- se aos receptores α1-adrenérgicos, determina vasoconstrição. Embora ocorra diminuição da perfusão cutânea pela vasoconstrição termorreguladora, a redução da perda de calor pelo organismo é pequena, ao redor de 25%. As perdas pelas mãos e pelos pés diminuem ao redor de 50%, mas somente 17% pelo tronco.Há a contração dos músculos eretores dos pelos para criar uma camada de ar que gera isolamento térmico, sendo esta ação mais eficiente em mamíferos que possuem o corpo coberto de pelagem (piloereção). Além disso, há também a diminuição da sudorese para reduzir a perda de calor e ocorrem estímulos nervosos para a contração da musculatura, os chamados tremores, que auxiliam a gerar calor no corpo. No caso de uma exposição prolongada ao frio, pode-se levar a uma regulação hormonal controlada pelo hipotálamo, que induz a hipófise a secretar o hormônio tireoestimulante (TSH) fazendo com que a taxa metabólica aumente e mais calor seja produzido pelo corpo. A hipotermia com uma diminuição de temperatura muito abaixo do normal proporciona grandes riscos. Nesses casos, a capacidade de regulação da temperatura é perdida pelo hipotálamo. O corpo abaixo de 34ºC faz com que haja a perda da capacidade de regulação térmica, diminuindo a intensidade de produção de calor pelas células. Numa fase inicial da hipotermia, verifica-se uma resposta no sentido de contrapor a perca de calor, como os mecanismos fisiológicos já mencionados, levando a um aumento da frequência cardíaca, do débito cardíaco e da pressão arterial média. No entanto, com a permanência da temperatura abaixo do normal, esta resposta é suplantada pelos efeitos inotrópicos e cronotrópicos negativos da hipotermia, o que resulta na diminuição do débito cardíaco e da perfusão tecidual. A hipotermia pode ocorrer de maneira tópica ou sistêmica e é classificada quanto à temperatura como: - Hipotermia aguda: A temperatura corporal fica entre 35ºC e 33ºC e é caracterizada pela perda brusca de temperatura corporal e se deve a alta exposição ao frio. A hipotermia aguda ocorre porque o corpo perde muito mais calor do que é capaz de gerar. Os sintomas são: sensação de frio, tremores, letargia motora, espasmos musculares, confusão mental, extremidades corporais em tom acidentado, pele fria. - Hipotermia subaguda: A temperatura corporal fica entre 33ºC e 30ºC e tem como característica a perda gradual e em períodos mais longos da temperatura corporal. Os sintomas são: sonolência, rigidez muscular, alterações na memória e fala. - Hipotermia crônica: Temperatura corporal fica inferior à 30ºC e ocorre devido à agravação de doenças em estações frias do ano. Os sintomas são: imobilidade e inconsciência, pupilas dilatadas e frequência cardíaca baixa. A sonolência e o coma são características da hipotermia, devido a uma diminuição dos mecanismos de controle térmico pelo Sistema Nervoso Central.Pode haver fibrilação e morte por parada cardíaca quando há exposição ao frio intenso por períodos prolongados. A hipotermia causa diminuição da atividade enzimática, vasoconstrição periférica e ineficiência das vias metabólicas dependentes de oxigênio. A vasoconstrição pode originar queimaduras pelo frio, principalmente, em regiões de extremidade corporal o que pode finalizar em gangrena nessas áreas. Além de que, a diminuição da perfusão tecidual e do aporte de oxigênio leva ao sofrimento celular e pode progredir para uma falência multiorgânica. Bibliografia: DEXTRO, R. B. Temperatura corporal, 2019. Disponível em: <https://www.infoescola.com/fisiologia/temperatura-corporal/> Acesso em: 20 junho de 2019. MARTINS, R. C. Febre e hipertermia, 2018. Disponível em: < Imagem ilustrativa de alguns mecanismos de regulação da temperatura corporal. http://www.jornaldosudoeste.com.br/noticia.php?codigo=2956> Acesso em: 20 junho de 2019. MAGALHÃES, S.; ALBUQUERQUE, R. R.; PINTO, J. G.; MOREIRA, A. L. Termorregulação, 2001. Disponível em: < https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/7/7139/tde-23082012- 141615/publico/01.pdf> > Acesso em: 20 junho de 2019.