Funcionamiento del Organismo 2005

Las aves y mamferos son los nicos animales endotermos u homeotermos (que mantienen una temperatura corporal [TC] aprox. constante). La constancia de la temperatura es importante porque: 1) La tasa de los procesos metablicos depende de la TC y 2) las variaciones extremas de TC producen dao tisular directo. En reposo la TC es de 36,5 a 37,5 C. Valores mayores a 38 C constituyen hipertermia. Durante el ejercicio fsico intenso o la fiebre puede ascender a 38-41 C. Mayores TC causan colapso trmico y dao cerebral; el lmite compatible con la vida es de 44 C. Existe hipotermia cuando TC es inferior a 36 C, y se produce muerte por depresin cardiorrespiratoria o arritmia cardaca cuando la TC es menor de 28 C. La temperatura de un cuerpo puede determinarse por el cociente entre su contenido calrico QT (energa trmica) y su capacidad calorfica CT. La CT es el producto de la masa m por el calor especfico Ce (la cantidad de calor necesaria para variar en 1 C la temperatura por cada unidad de masa). Debido principalmente a su contenido acuoso, el cuerpo humano tiene un alto Ce (0,82 kCal/C/kg 3,45 kJ/C/kg). El equilibrio trmico depende del balance de los procesos de produccin de calor (termognicos) y de los de eliminacin de calor (termolticos). Termognesis. El metabolismo normal es una fuente produccin continua de calor. En condicin basal se produce aprox. 1 kCal/h/kg (1,2 W/kg). Un sujeto de 70 kg produce entonces aprox. 80 W de calor que, para mantener la TC constante, debe ser disipado a la misma tasa que es producido. En reposo, los principales generadores de calor son el cerebro, el hgado y el corazn. El msculo esqueltico slo contribuye con aprox. 20 %. La digestin y procesamiento de nutrientes (sobre todo protenas) aumenta en 20 % el metabolismo basal (fenmeno llamado accin dinmica de los alimentos) Durante el ejercicio fsico la termognesis aumenta, y la mayor parte del calor es generado por el msculo activo (90 % cuando la tasa metablica es 10 veces superior a la basal). Si el calor generado no fuese eliminado, la TC aumentara aprox. 1 C/h en reposo y 10 C/h en el ejercicio. Termolisis. El calor puede transferirse por: 1) conduccin; 2) conveccin y 3) radiacin. La conduccin es la transferencia de una parte de un cuerpo a otra, o entre dos cuerpos en contacto entre s, y depende directamente de la diferencia de temperatura, del rea de contacto y de la conductividad trmica del material. La grasa posee baja conductividad, por lo que el tejido celular subcutneo es un buen aislante trmico. La conveccin es transferencia mediada por desplazamiento de fluidos. En la conveccin espontnea el desplazamiento se debe al empuje en el campo gravitatorio. El aire en contacto con la piel se dilata al entibiarse, su densidad disminuye y por tanto asciende y es reemplazado por aire fro. En la conveccin forzada existe una fuerza impulsora independiente del empuje. En el cuerpo la conveccin forzada es producida por la circulacin (la energa es provista por el corazn). La sangre que irriga los rganos incorpora calor y aumenta su temperatura en proporcin directa al metabolismo del rgano e inversa al caudal. La sangre venosa proveniente del cerebro, p.ej., tiene una temperatura 0,4 C mayor que la arterial. La radiacin consiste en la emisin de ondas infrarrojas hacia el medio en un monto que depende de la diferencia de temperatura entre la superficie del cuerpo y el entorno, de la superficie de emisin y de una variable fsica llamada emisividad. Se denomina cuerpo negro a aqul que es capaz de absorber toda la radiacin que le llega. Un cuerpo negro es tambin un perfecto emisor de radiacin. En el infrarrojo, la piel humana se comporta como un cuerpo negro casi perfecto, independientemente de la pigmentacin cutnea. Un cuarto mecanismo muy importante de prdida de calor es la evaporacin: la evaporacin de 1 kg (1 L) de H2O requiere aprox. 600 kCal. En realidad en un individuo dado no existe una nica TC, ya que la temperatura es mayor en los sitios de termognesis y menor en la piel, donde el calor es disipado. Conceptualmente puede distinguirse entre una temperatura mayor, nuclear o central, propia del cerebro y las vsceras tracoabdominales, y una temperatura manor, cortical o perifrica, en la piel y los tejidos superficiales. El calor se transfiere de las vsceras hacia la superficie cutnea donde es disipado al medio. La transferencia es en parte por conduccin (limitada por la aislacin provista por el tejido subcutneo), pero principalmente por conveccin forzada (flujo sanguneo cutneo). En un ambiente templado, sin viento y con una humedad baja, la prdida de calor se debe principalmente a conveccin espontnea y radiacin (70 %) y en menor medida por evaporacin (perspiracin insensible). Otra va termoltica es el aparato respiratorio, que disipa aprox. 15 % del calor producido en reposo, principalmente por evaporacin (la sangre reduce 0,2 C su temperatura al pasar por los pulmones).

102. REGULACIN DE LA TEMPERATURA CORPORAL Dr. Fernando D. Sarav

Funcionamiento del Organismo 2005 Control de la temperatura corporal. En l intervienen sensores trmicos (termorreceptores), mecanismos de integracin central y efectores. Existen termorreceptores cutneos y profundos. Los primeros incluyen receptores para fro y calor que se encuentran distribuidos en toda la piel, especialmente en manos, pies y rostro. Las vas aferentes ascienden principalmente por el sistema anterolateral hacia el tlamo y la corteza somestsica. Existen receptores profundos en diferentes localizaciones, pero los ms importantes son neuronas sensibles al calor de la regin anterior del hipotlamo, cuya frecuencia de descarga aumenta con la temperatura de la sangre que irriga el cerebro. Estas neuronas reciben tambin aferencias de termorreceptores cutneos, lo cual les permite mediar respuestas integradas segn el estado trmico central y perifrico. El ncleo supraquiasmtico del hipotlamo es asimismo el origen del ritmo circadiano de la temperatura corporal, que es mxima hacia las 16 y mnima hacia las 4; la variacin es de aprox. 0,7 C (en la mujer hay un aumento de 0,5 C en la fase ltea del ciclo menstrual). El control de los mecanismos efectores de la retencin o conservacin de calor se encuentran principalmente en el hipotlamo posterior, que influencia el tono vasomotor cutneo, la actividad de las glndulas sudorparas y el tono muscular esqueltico. La temperatura central y la cutnea tienen aprox. igual influencia en la percepcin subjetiva del confort trmico y en las respuestas termorreguladoras conductuales, pero la termorrecepcin central es ms importante que la perifrica en determinar respuestas fisiolgicas. Respuesta fisiolgica al aumento de TC. Los aumentos pequeos de TC se compensan simplemente con reduccin en el tono vasoconstrictor que regula el caudal sanguneo cutneo. Si la TC aumenta ms, a lo anterior se aade vasodilatacin activa y otra respuesta autonmica, la sudoracin El sudor, una secrecin hipotnica con 5 a 60 mEq/L de Na) es un eficaz termoltico siempre que se evapore. El organismo puede producir hasta 2 L/h de sudor, que al evaporarse disipan 1200 kCal. La sudoracin puede sostenerse siempre que el individuo se mantenga hidratado. El ejercicio en un ambiente clido plantea problemas de homeostasis cardiovascular por la vasodilatacin cutnea que desva el flujo hacia la piel y la prdida hidroelectroltica que reduce la volemia. Respuesta fisiolgica a la disminucin de TC. Depende de la activacin de neuronas hipotalmicas tnicamente inhibidas por las neuronas sensibles al calor. Pequeas disminuciones de la TC slo causan vasoconstriccin cutnea. Reducciones mayores producen ms vasoconstriccin perifrica, con un aumento del espesor de la corteza trmica y un retorno venoso por las venas profundas, que reciben calor de las arterias (intercambio por contracorriente) y hace que la sangre llegue ms fra a las extremidades y ms tibia al ncleo central. Adems aumenta el tono muscular esqueltico (ms en tronco y cuello) y, si la temperatura disminuye ms, escalofros. Estos son termognicos pero no muy eficaces ni persistentes. Adicionalmente hay una respuesta neuroendocrina con liberacin de catecolaminas, cortisol y hormonas tiroideas. En el recin nacido, las catecolaminas estimulan la termognesis por la grasa parda, pero sta no existe en el adulto. En general, las respuestas fisiolgicas le permiten al ser humano una adaptacin mucho ms eficaz a climas clidos que a climas fros. En estos ltimos la termorregulacin eficaz es fuertemente dependiente del comportamiento, como adopcin de posturas que reducen la prdida trmica, uso de ropa y calzado, actividad fsica voluntaria, bsqueda o construccin de refugios y generacin de fuentes de calefaccin. El comportamiento tiene tambin un papel en la adaptacin al calor, aunque menos crtico que en la adaptacin al fro. En la aclimatacin al calor tienen probablemente un papel importante las molculas llamadas protenas del golpe de calor o heat shock proteins (HSP). Las HSP son molculas cuya sntesis aumenta con la exposicin al calor y otras formas de estrs. Cumplen diversas funciones como estabilizacin de microfilamentos, transporte intracelular (chaperonas), plegamiento de protenas, regulacin de la transcripcin e inhibicin de la apoptosis, que tienden a aumentar la resistencia celular al estrs trmico. Comparadas con quienes se exponen inicialmente al calor intenso, las personas aclimatadas al calor tienen menor TC central y menor frecuencia cardaca. Se reduce el umbral para la vasodilatacin cutnea y la sudoracin. Disminuye la concentracin de sodio en el sudor (respuesta dependiente de aldosterona) y aumenta la capacidad de sudoracin. En el individuo no adaptado la sudoracin es mayor en tronco y cabeza, mientras que en adaptado al calor predomina la sudoracin en los miembros, que es ms eficaz como termoltico. La aclimatacin es reversible y desaparece si el individuo se traslada a un ambiente templado o fro. Los ancianos son propensos a la hipotermia por una menor sensibilidad al fro y una menor capacidad de respuesta autonmica y conductual. Los recin nacidos son susceptibles a la hipotermia porque sus mecanismos termognicos no se adecuan a su alta relacin superficie/volumen. No obstante, tampoco hay que abrigarlos en exceso porque su capacidad termoltica es tambin limitada.