biofisica - biotermologia parte 1

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Biotermologia 
Parte 1 
Compreende ao estudo do controle da temperatura corporal. 
4.1 Introdução 
Biotermologia 
Os mecanismos orgânicos que produzem e dissipam calor são respectivamente: 
 
- Termogênese (produção). 
- Termólise (liberação). 
 
 
Estes mecanismos auxiliam na manutenção do metabolismo basal por meio do 
equilíbrio da temperatura interna do corpo. 
Os seres vivos são classificados de acordo com o controle da temperatura 
interna corporal em: 
 
- Pecilotérmicos (temperatura varia de acordo com o ambiente). 
- Ex. insetos, répteis, peixes e anfíbios. 
- Homeotérmicos (temperatura se mantém constante, há o controle da 
temperatura corporal). 
- Ex. aves e mamíferos. 
 
Obs. O homem possui a temperatura do corpo constante entre 35,6 a 36,5°C. 
4.1 Introdução 
4.1.1 – Classificação dos seres em relação ao controle da temperatura 
4.1.2 – Termogênese biológica 
 
É a energia sob forma de calor proveniente do metabolismo corporal. 
 
- A energia química presente nos alimentos é liberada por reações de oxidação de 
açúcares e gorduras, sendo armazenada na forma de trifosfato de adenosina 
(ATP). 
- Quando necessário a hidrólise do ATP, há liberação de energia contida na ligação 
química e ocorrerá a transformação da energia química em trabalho biológico 
(ex. transporte de íons, bomba de sódio e potássio, síntese de lipídeos, proteínas 
e ácidos nucléicos, contração muscular). 
- Contudo, parte dessa energia “não é utilizada” sendo dissipada na forma de calor. 
 
Obs. Calor é definido como a energia em trânsito devido a diferença de temperatura. 
Além disso, o calor flui do local de maior quantidade para o de menos quantidade. 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
A termogênese biológica pode ser classificada em: 
 
- Mecânica 
- Química 
 
 a) Termogênese mecânica 
 
Baseada na resposta muscular pela contração involuntária para produção de calor. 
 
- Quando o ser humano é “exposto ao frio”, produzem calor corporal através da 
contração muscular. 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
4.1.2 – Termogênese biológica 
Baseada nas reações bioquímicas exotérmicas, que ocorrem no metabolismo de 
gorduras, açucares e proteínas. 
 
- Quando o ser humano é exposto ao frio há o aumento do metabolismo de modo 
a promover a regulação da temperatura corporal. 
 
- Os principais órgãos envolvidos são o fígado, cérebro, coração e músculos. 
 
- Comparando a termogênese mecânica e química, verifica-se que a termogênese 
química é um mecanismo mais lento, porém, mais importante para a 
manutenção da temperatura corporal. 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
4.1.2 – Termogênese biológica 
b) Termogênese química 
Corresponde a perda de energia térmica para o meio externo, por absorção ou 
dissipação a favor do gradiente térmico. 
 
- Os principais mecanismos envolvidos na termólise são: 
 
- Radiação. 
- Condução. 
- Vaporização. 
- Convecção. 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
4.1.3 – Termólise 
a) Radiação 
 
Ocorre a emissão de calor sob a forma de ondas eletromagnéticas (ondas 
infravermelhas). 
 
- Em torno de 60% da perda de calor corporal é realizada por meio deste processo 
- O fluxo de calor acontece do corpo mais quente para o corpo menos 
quente. 
- Dependente, do poder emissivo e área dos corpos. 
 
Obs. o fluxo de calor para o meio será mais intenso quanto maior for a área do 
emissor e maior for o gradiente térmico entre ele e o meio. 
 
A pele humana, independentemente da cor, apresenta cerca de 97% de potência de 
irradiação, o que representa um excelente poder emissivo. 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
4.1.3 – Termólise 
b) Condução 
 
A condução é o processo físico de transferência direta de calor. 
 
- Não há movimento de massa, ou seja, o contato é necessário para transferir o calor 
de um corpo quente para um corpo frio. 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
4.1.3 – Termólise 
c) Vaporização 
 
A vaporização corresponde a mudança de estado físico da substância de liquido para 
gasoso. 
 
Esta pode ser realizada por: 
- Evaporação (lento) 
- Ebulição (intermediário) 
- Calefação (rápido) 
 
 
Obs. No corpo humano, o processo de vaporização ocorre nos pulmões e na pele 
por evaporação da água, sendo esta correspondente a uma perda de 20 a 25% do 
calor total perdido pelo corpo humano. 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
4.1.3 – Termólise 
d) Convecção 
 
A transferência de calor ocorre com o movimento de massa, que tendem a se 
deslocar da região mais fria para a mais quente. 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
4.1.3 – Termólise 
É a capacidade de manutenção da temperatura do organismo, independentemente, 
da temperatura do meio externo. 
 
O processo de termorregulação pode ser: 
 
- Fisiológicos 
- O organismo utiliza alterações metabólicas para manter a temperatura 
corporal (ex. suor e calafrios). 
- Comportamental 
- O indivíduo busca alternativas no meio externo para conter as variações 
térmicas (ex. vestuários, abrigo ao sol, dentre outros). 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
4.1.4 – Termorregulação 
a) Mecanismos de regulação da temperatura corporal 
 
O controle fisiológico abrange a participação de termorreceptores, sistema de 
condução, controle de conexão dos impulsos térmicos e um sistema de respostas 
capaz de transmitir a resposta fisiológica à variação de temperatura corporal. 
 
 
Hipotálamo 
 
- É responsável por manter o equilíbrio entre os processos de produção e 
eliminação de calor. 
- A produção de calor ocorre através de hormônios que aumentam o metabolismo, 
enquanto, a eliminação é controlada realizada pela vasodilatação periférica. 
 
- Desta forma, o hipotálamo é denominado o sistema de controle central, apto a 
regular a temperatura do corpo integrando os impulsos térmicos oriundos dos 
tecidos do organismo. 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
4.1.4 – Termorregulação 
O organismo possui receptores termossensíveis na pele e nas membranas das 
mucosas, responsáveis por mediar à sensação térmica e contribuir para os reflexos 
termorregulatórios e resposta à sensação mecânica. 
 
O controle da termorregulação é similar entre homens e mulheres, no entanto, é 
alterada em idosos e pacientes diagnosticados com obesidade, doenças 
cardiovasculares, diabetes mellitus, hipertireoidismo, doenças renais, dentre outras. 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
a) Mecanismos de regulação da temperatura corporal 
4.1.4 – Termorregulação 
Dentre as respostas efetoras enviadas estão: 
- Em resposta ao calor verifica-se uma resposta vasomotora (vasodilatação). 
- Em resposta ao frio, ocorre a piloereção e a vasoconstrição, geração de calafrios e 
tremor de modo a aumentar o consumo de oxigênio e a taxa metabólica. 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
a) Mecanismos de regulação da temperatura corporal 
4.1.4 – Termorregulação 
Há variações circadianas da temperatura corporal. 
 
Ex. Indivíduo de hábitos diurnos com horário regular de sono de 8h. 
a) Mecanismos de regulação da temperatura corporal 
4.1.4 – Termorregulação 
- Durante o sono, a temperatura 
interna corporal atinge o valor 
mínimo, enquanto, atinge o limiar 
máximo de modo gradual, ao longo 
do dia. 
- Se o indivíduo possui atividades 
noturnas, apresentaria os picos 
invertidos. 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
A variação da temperatura corporal depende da superfície corporal e do gradiente 
de temperatura estabelecido entre o corpo e o meio, estes fatores influenciam no 
modo de operação dos mecanismos de controle da temperatura corporal. 
 
Ex. Em uma área de maior ventilação há um aumento do volume de ar que está em 
contato com o corpo, isto favorece a transferência de calor por condução. 
 
Nesta condição a pele adquire mais uma função na termorregulação, atuando como 
órgão refrigerador do corpo. A refrigeração do sangue ao nível da pele se faz 
principalmentepor radiação e por vaporização, uma vez que o calor sendo 
produzido constantemente necessita ser dissipado para que haja a manutenção 
da temperatura corporal. 
a) Mecanismos de regulação da temperatura corporal 
4.1.4 – Termorregulação 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
Foi desenvolvida uma equação da troca de calor estabelecida entre o homem e o meio, 
que depende da temperatura, velocidade e umidade do ar, da temperatura da pele, da 
taxa de evaporação do suor e das características biofísicas do vestuário. 
a) Mecanismos de regulação da temperatura corporal 
4.1.4 – Termorregulação 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
Vestuário: 
 
A roupa pode atuar como um isolante térmico nos processos de trocas de calor por 
meio da conveccão e radiação. 
 
 
A temperatura da pele é influenciada por fatores externos e internos ao corpo. 
 
- F. externos: Vestuário, temperatura e umidade do ar e movimento do ar. 
- F. internos: Cor da pele, circulação Sanguínea e ingestão de alimentos 
a) Mecanismos de regulação da temperatura corporal 
4.1.4 – Termorregulação 
Fatores externos 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
Temperatura e umidade do ar: 
 
A pele tende a variar de 0,6 °C para cada 1 °C de temperatura do ar alterada, isso 
ocorre devido alteração das propriedades térmicas do ar serem alteradas pelo vapor 
d’água. Ambientes frios e úmidos, a umidade confere uma sensação térmica de frio 
mais intenso devido ao equilíbrio térmico ocorrer por meio da transferência de calor 
para o meio e, em ambientes quentes e úmidos, a umidade confere maior sensação 
térmica ao calor dado o impedimento do suor ser evaporado para o meio externo. 
 
Movimento do ar: 
 
As correntes de ar interferem na temperatura da pele por promoverem o aumento 
da evaporação e, consequentemente, das trocas da camada de ar em situação de 
equilíbrio térmico. 
a) Mecanismos de regulação da temperatura corporal 
4.1.4 – Termorregulação 
Fatores externos 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
Cor da pele: 
 
A pele branca reflete cerca de 40 a 50% da luz incidente, enquanto, a pele negra 
apresenta menor capacidade refletora. 
 
Circulação Sanguínea: 
 
O aumento do ritmo de batimentos cardíacos, promove o aumento do 
bombeamento de sangue, a dilatação dos vasos periféricos e favorece o aumento da 
taxa de troca de calor permitindo a perda de calor corporal. 
 
O inverso também é verdadeiro, ou seja, a diminuição do ritmo de batimentos 
cardíacos promove a vasoconstrição periférica e concentração do sangue, a 
diminuição das trocas de ar favorecendo o acúmulo de calor corporal. 
a) Mecanismos de regulação da temperatura corporal 
4.1.4 – Termorregulação 
Fatores internos 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
Ingestão de alimentos: 
 
Há alimentos cuja ingestão favorecem a produção de calor, tais como, o álcool e, os 
alimentos denominados termogênicos (café, canela, pimenta, curry, chás de hibisco 
e verde, gengibre e linhaça). 
 
Obs. A ingestão de álcool altera a temperatura da face, dos membros posteriores e 
inferiores. 
Obs. Os alimentos termogênicos necessitam de maior consumo energético para 
serem digeridos, e seu consumo favorece o aquecimento corporal, além de serem 
utilizados como aliados em dietas de emagrecimento. 
a) Mecanismos de regulação da temperatura corporal 
4.1.4 – Termorregulação 
4.1 Biofísica das trocas de calor corporal 
Continua na próxima aula!!!!!!!!!!!