A termorregulação é um sistema integrado de mecanismos biológicos, responsável por manter uma temperatura interna quase constante, independentemente das condições climáticas externas ao organismo. Estes mecanismos - particularmente eficazes em aves e mamíferos (todos os animais homeotermos), menos em peixes, anfíbios e répteis (animais poi-liotérmicos) - incluem processos de produção, conservação e dispersão do calor.
Como freqüentemente a pessoa obesa não se alimenta de forma anormal quando comparada a outros indivíduos de peso normal, que às vezes comem ainda mais, é presumível que - com a mesma atividade física - as alterações dos processos termorregulatórios podem levar a um consumo reduzido de energia, com acúmulo excesso de energia na forma de gordura. Os indivíduos magros, ao contrário dos obesos, seriam, portanto, melhores em descartar o excesso de comida (ver tecido adiposo marrom) na forma de calor.
A termorregulação pode ser voluntária ou involuntária em primeiro lugar. No primeiro caso, é o próprio animal que aciona voluntariamente estratégias comportamentais apropriadas, como a busca de um abrigo abrigado dos elementos ou a migração nos lugares mais apropriados para manter sua temperatura corporal.
Mesmo respostas termorregulatórias involuntárias podem ser evocadas pela exposição a ambientes frios ou a ambientes quentes. De qualquer forma, eles prevêem a intervenção do centro termorregulador hipotalâmico, capaz de captar e processar os sinais provenientes dos termorreceptores cutâneos e centrais (localizados no cérebro, medula espinhal e órgãos centrais), coordenando a resposta fisiológica mais adequada para manter a temperatura corporal.
Termorregulação em ambientes frios
As adaptações de frio termorregulador são projetadas para conservar e / ou produzir calor.
A capacidade de um organismo de produzir calor é chamada de termogênese; é em grande parte obrigatório e ligado aos processos fisiológicos e metabólicos responsáveis pelo movimento, digestão, absorção e processamento dos nutrientes introduzidos com a dieta.
Mamíferos têm a capacidade de aumentar a produção de calor (termogênese opcional), envolvendo ou não o mecanismo do frio. No primeiro caso, falamos de termogênese arrepiante (tremores). Esse mecanismo leva à produção de calor por meio de uma contração rítmica e isométrica do tecido muscular, não direcionada ao movimento. A alternância de contrações e relaxamentos leva a um tremor característico chamado de tremor, que aparece quando a temperatura do corpo tende a diminuir "significativamente". O arrepio gera uma quota de calor até 6-8 vezes maior do que a produzida pelo músculo em repouso. Normalmente, isso ocorre apenas quando a vasoconstrição máxima (ver adiante) não foi capaz de manter a temperatura corporal.
A termogênese sem refrigeração, também chamada de termogênese química, envolve a produção de calor através de reações bioquímicas exotérmicas (que geram calor). Estas reações ocorrem em órgãos específicos, como o tecido adiposo marrom (BAT), fígado e músculo.
O tecido adiposo marrom, típico de animais em hibernação e escasso em humanos (maior em lactentes), é assim definido pela característica pigmentação marrom (visível a olho nu) dada pelos carotenóides presentes no nível mitocondrial. Estas plantas de energia da célula adiposa marrom são distinguidas por uma característica adicional, a presença da proteína mitocondrial UCP1. Esta proteína, localizada no nível da membrana mitocondrial, tem a característica de desacoplar a fosforilação oxidativa, favorecendo a produção de calor às custas da formação de moléculas de ATP. Em suma, o tecido adiposo marrom é projetado para queimar nutrientes (principalmente gordura), a fim de aumentar a produção de calor. A ativação do tecido adiposo marrom, estimulado pelo frio, está ligada principalmente à liberação de noradrenalina e sua interação com os receptores β3, mas também garantida por mecanismos endócrinos, como a liberação de T3 e T4 da tireoide. Os maiores depósitos de tecido adiposo marrom são registrados nos sítios interescapular, periaórtico e perirrenal; nesses níveis, eles são colocados próximos aos vasos sanguíneos, aos quais eles dão calor, de modo que isso é transportado com o fluxo sanguíneo para as áreas periféricas do corpo.
Acredita-se atualmente que o fígado também participa da termorregulação, aumentando sua atividade metabólica - resultando na produção de calor - quando o corpo humano é exposto a baixas temperaturas. Outra descoberta recente tem sido a descoberta das isoformas da proteína UCP1 no músculo, o que sugere um presumido papel termogênico de origem metabólica (além da capacidade de produzir calor através do arrepio). Finalmente, a exposição a baixas temperaturas aumenta a atividade cardíaca, necessária para suportar as demandas metabólicas de tecidos ativos nessas circunstâncias (como a TAM) e para aumentar o transporte de calor produzido em todos os distritos anatômicos. Além de garantir tudo isso, o aumento da atividade cardíaca é capaz de produzir uma quantidade não desprezível de calor.
O controle das perdas de calor é regido pelas leis físicas de condução, convecção, radiação e evaporação.
CONDUÇÃO : transferência de calor entre dois objetos em diferentes temperaturas, em contato um com o outro através de uma superfície.
RADIAÇÃO ou IRRADIAÇÃO : transferência de calor entre dois objetos a diferentes temperaturas, que NÃO estão em contato. A perda ou a aquisição de calor ocorre sob a forma de radiação com comprimentos de onda na faixa visível ou infravermelha; por assim dizer, é a mesma maneira pela qual o sol aquece a terra através do espaço. A perda de calor pela radiação constitui mais da metade do calor perdido pelo corpo humano.
CONVECÇÃO : transferência de calor de um corpo para uma fonte que se move através dele (correntes de ar ou água). O movimento da água ou do ar frio através da pele mais quente causa a eliminação contínua do calor.
EVAPORAÇÃO : transferência de calor passando do líquido para o estado gasoso de fluidos perdidos através da transpiração, perdas insensíveis através da pele e do trato respiratório.
A redução da dispersão térmica no meio ambiente ocorre essencialmente através da contenção do fluxo sanguíneo cutâneo (vasoconstrição) e da piloereção (em animais de pelo, entre a pele quente e o ambiente frio, cria-se um colchão de ar que funciona do isolamento térmico).
O aumento do apetite, por outro lado, aumenta a produção de calor através dos mecanismos termogênicos induzidos pela dieta, e suporta as necessidades energéticas dos órgãos termogênicos.
Termorregulação em ambientes quentes
Durante a permanência em ambientes quentes, o corpo reage através de uma série de mecanismos termodispersivos, em muitos aspectos contrários aos que acabamos de ilustrar; Além disso, há uma suspensão dos processos metabólicos subjacentes à termogênese opcional. Entre estes lembramos a vasodilatação cutânea e o aumento da sudorese, da frequência e da profundidade da respiração (polipneia), todos processos que visam aumentar a dispersão do calor por evaporação. Nestas circunstâncias, o apetite e a freqüência cardíaca também diminuem, em resposta a uma menor demanda por oxigênio dos órgãos termogênicos.
Entre os processos de adaptação a longo prazo, podemos também apreciar a diminuição da secreção hipofisária do hormônio hipofisário, com consequente desaceleração do metabolismo e, portanto, da produção de calor.
Como mencionado no capítulo anterior, o processo de vasoconstrição é amplamente controlado pelo sistema nervoso simpático. O músculo liso ao nível dos esfíncteres pré-capilares e das arteríolas recebe aferentes dos neurônios simpáticos pós-ganglionares (adrenérgicos). Se a temperatura cai (exposição ao frio), o hipotálamo seletivamente ativa esses neurônios, que através da liberação de noradrenalina determinam a contração do músculo liso arteriolar, reduzindo o fluxo sanguíneo cutâneo. Esta resposta termorreguladora mantém o sangue mais quente para os órgãos internos, minimizando o fluxo sanguíneo na superfície da pele gelada pelo tempo. Enquanto a vasoconstrição é um processo ativo, a vasodilatação é um processo predominantemente passivo, que depende da suspensão da atividade vasoconstritora pela inibição da atividade simpática. Se esse processo é típico das extremidades do corpo, em outras partes do corpo a vasodilatação é favorecida por neurônios especializados que secretam acetilcolina. Casos particulares também são representados pela dilatação local de alguns distritos vasculares após a liberação de monóxido de nitrogênio (NO) ou outras substâncias parácrinas vasodilatadoras.
No contexto da termorregulação, o fluxo sanguíneo cutâneo varia de valores próximos a zero, quando é necessário conservar calor, até quase 1/3 do débito cardíaco, quando o calor deve ser liberado para o meio ambiente.
