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Biología

Cómo podemos regular la temperatura corporal

El control de la temperatura es muy importante en los seres vivos. En este artículo voy a hablar de la temperatura y de los mecanismos que podemos llevar a cabo para regularla. La semana pasada se han registrado acontecimientos únicos de temperatura, como el valle de la Muerte que se han alcanzado los 54,4 º de temperatura.

Tipos de control de temperatura

No todos los animales tienen un control igual de la temperatura. Se puede crear una clasificación como la siguiente según cómo llevan a cabo ese control:

  • Homeotermos. Son animales de sangre caliente, mantienen su temperatura corporal con independencia de la temperatura ambiental. Los mamíferos y aves entrarían en esta definición.
  • Poiquilotermos. Tienen un control pobre de su temperatura corporal. Siguen los cambios del medio ambiente, depende del ambiente.

El control de la temperatura corporal no es idéntico en todos los organismos. En los homeotermos se distinguen dos tipos de temperatura:

  • Temperatura central, siempre constante, en torno a 37 ºC en humanos. Las partes del cuerpo con esta temperatura sería la cabeza, tórax y cavidad abdominal.
  • Temperatura superficial, piel y músculo. Las variaciones de temperaturas pueden ser importantes. Es más variable.

Los mecanismos de génesis (generación) de calor ocurren en el compartimento central. Las pérdidas ocurren en el compartimento superficial. La temperatura corporal va a ser una suma ponderada de los 2 factores.

El controlador de la temperatura

En el control de la temperatura, vamos a tener un centro termorregulador que es el hipotálamo. Llegan aferencias cutáneas que informan cual es la temperatura de la piel. Al hipotálamo llega información del compartimento central, en función de esta información el hipotálamo regula la termogénesis (generación de calor) y la termolisis (el calor corporal es eliminado).

Termolisis

Para eliminar el calor el cuerpo puede realizar varias acciones:

  • Conducción de calor. El organismo entra en contacto directo con otro cuerpo con una temperatura menor. La piel conduce bastante mal el calor que es una forma de ayudar a mantener nuestra temperatura interna.
  • Radiación. El cuerpo emite radiaciones de longitud de onda características que caen en los rayos infrarrojos. Tambien podemos captar energía del ambiente tendidos al sol.
  • Convección. Ocurre siempre que el cuerpo está en contacto con un fluído. Cuando estos se calientan establecen corrientes convectivas.
  • Evaporación de agua o sudoración. Es muy efectivo y siempre se utiliza para la termolisis. Cuando los fluídos cambian de estado captan una gran cantidad de calor. Se puede perder hasta un litro de agua por la sudoración.
  • Otro mecanismo termolítico es para calentar aire/agua. El aire que entra esta a 25 ºC y el que sale a 37 ºC. Tambien calentamos grandes cantidades de agua. Podemos llegar a eliminar hata tres litros de agua diarios que es lo que se elimina.
  • Además podemos perder calor por las heces y orina (a 37 ºC). Además, los alimentos no siempre se ingieren a 37 ºC.

Termogénesis

La termogénesis son mecanismos de generación de calor. Entre ellos encontramos:

  • Radiación. Recibimos radiación infrarroja del sol.
  • Conducción. Temperatura de la manta eléctrica, por ejemplo.
  • Ingestión de alimentos calientes, suministra calor al organismo.
  • Metabolismo basal. Las células producen una gran cantidad de calor. La eficacia metabólica de las células no excede del 20%. La energía potencial solo el 20% se usa en trabajo, el resto se elimina como calor.
  • Tono muscular. Si se necesita calor, aumenta el tono muscular. Si tenemos frío empezamos a tiritar, contracción involuntaria, aprovechamiento energético muy alto, se provocan escalofríos, etc..
  • Mecanismo neuroendocrino. Modifica el metabolismo basal y tono muscular. Se usan la hormona triyodotironina (T3) y las hormonas catecolaminas. Modifican el metabolismo mitocondrial, acoplan o desacoplan determinadas enzimas. Las células utilizan la energía para producir calor. Uno de los estímulos de estas hormonas son la bajada de la temperatura. Las catecolaminas cooperan con las hormonas tiroideas. La grasa parda se localiza en los pulmones, corazón, se utiliza exclusivamente en la producción de calor, reguladas por las catecolaminas. Dentro del organismo hay transferencia de calor entre los distintos órganos.

Conducción del calor internamente

El calor se genera en el compartimento central y se elimina en el compartimento superficial. Desde el compartimento central hasta el compartimento superficial es calor es movido por:

  • La sangre. La sangre recoge el calor en la cavidad abdominal y lo distribuye por los miembros. El sistema circulatorio transporta calor.
  • Por conducción entre los distintos órganos se pueden calentar o enfriar. La mano se puede utilizar para transmitir calor que es antiinflamatorio a otras zonas del cuerpo.
  • Contracorriente afecta al sistema circulatorio. En un brazo, las arterias y venas van por caminos diferentes. La más importante es la arterial braquial, la arteria del brazo. Por la distribución de los vasos, que llevan sentido contrario, la sangre tiene una temperatura de 37 ºC mientras que la sangre de la mano está cerca de 20 ºC. Por el recorrido por el brazo en el hombre hay transferencia de calor de arterias a venas de tal manera que mayor es el gradiente mayor transferencia de calor. Este mecanismo facilita que se forme un gradiente de temperatura desde el compartimento central al compartimento superficial.

Respuestas térmicas

Además, hay respuestas térmicas que van a permitir enfriarse o calentarse al cuerpo. Las respuestas térmicas más importantes son:

  • Vaso motilidad cutánea (anastomosis arterio-venosas).
  • Sudoración.
  • Actividad neuroendocrina.

A nivel de la piel hay un plexo de capilares bastante denso. Más en profundo hay anastomosis arteriovenosas, pequeños vasos que conectan el circuíto arterial con el circuíto venoso.

Podemos evitar el enfriamiento si evitamos que pasen cerca de la piel, que es la zona donde se pierde calor de tal manera que segun las necesidades del organismo se puede producir entrada y salida al circuíto subcutáneo. Este mecanismo de vaso motilidad es el principal mecanismo de ajuste de las pérdidas de calor.

Descenso de temperatura

Cuando ocurre un descenso de la temperatura nuestro cuerpo tiene mecanismos para contrarrestar ese descenso. La acción general se llama hipotermia. Se trata de una temperatura corporal menor de 35 ºC. Ocurre cuando la temperatura ambiente es muy baja y estamos mal abrigados y además hay corrientes de aire y disipación del calor en formas considerables. Un viento de 20 ºC es como si tuviéramos una temperatura ambiente de 4 ºC. El viento complica la situación.

Si estamos en contacto con el agua, el cuerpo pierde por conducción grandes cantidades de calor. La nieve es baja conductora de calor. Las pérdidas de calor se minimizan.

Puede ocurrir un fracaso termogénico. No ocurre en personas normales pero si en ancianos, o niños. Los ancianos tienen una actividad muscular menor, control general de la temperatura peor, menos grasa y deficiencias en el hipotálamo. En niños la relación masa-superficie se reduce con el tamaño. La relación entre superficie y volumen es mayor cuanto menor es el radio. Una paloma tiene mayor relación superficie volumen que nosotros. En los niños tambien ocurre y tienen un control térmico peor. Tambien puede haber lesiones hipotalámicas. Por tanto, el control térmico es deficiente.

Respuestas al frío

Son bastante constantes. Las más frecuentes son:

  • La vasoconstricción cutánea (puede aumentar el nivel de aislamiento hasta 6 veces), estrechamiento de los vasos sanguíneos.
  • Piloerección es importante porque genera una capa debajo del pelo que aisla al individuo del exterior. El aire es un mal conductor del calor.
  • Aumento en la producción de calor metabólico, debido a la secreción de hormonas tiroideas y catecolaminas.
  • Aumento en la actividad muscular, es decir la tiritona. Se logra producir calor. Esta tiritona aumenta la temperatura central hasta 0,5 ºC.
  • Aumento actividad respiratoria, cardio-vascular.
  • Conducta de protección que están implicadas en la reducción de la superficie corporal, podemos reducir la superficie corporal a menos de la mitad. En condiciones de frío extremo la cabeza es por donde se pierde más calor (incluso más de la mitad del calor) y posiblemente en el hombre el único sitio donde se mantiene pelo es en zonas que hay pérdidas de calor.

La exposición continuada al frío conduce a la aclimatación al frío. El hombre a colonizado climas tan agresivos como las zonas polares y los desiertos. Supone un aumento de la tasa metabólica a expensas de un aumento de la producción tiroidea.

Fases de la hipotermia

La hipotermia ocurre en tres fases:

  1. Fase de lucha o adaptación, el individuo tiene sensación de frío interno y dolor en las extremidades. Se manifiestan las respuestas al frío. Hay taquicardia (aumento de la frecuencia cardíaca), taquipnea (respiración acelerada), aumento de la presión arterial, etc.. El cuerpo se encoge.
  2. Fase de instauración. Depresión de funciones, descenso del gasto cardíaco. Enlotamiento sensorial y se entra en un período de apatía. Los músculos se vuelven rígidos y poco funcionales.
  3. Si esto no se restaura se pasa a una fase de poiquilotermia. La temperatura central varía con la atmosférica, que puede llevar a la inconsciencia.

Tipos de descensos de temperatura

En este caso hay descensos de temperatura grandes y afectan al compartimento superficial, sobre todo las extremidades. Puede ser:

Directa

La más importante es la congelación que afecta a las partes aéreas, partes salientes de la estructura corportal, las extremidades. Están más alejadas del compartimento central, pierden calor más fácilmente. El efecto de la congelación se debe a distintos procesos, el agua de las células cristaliza e impide la transferencia de información y el funcionamiento normal. Los cristales facilitan la desnaturalización de las proteínas y las organulos del citoplasma.

Rotura unida a vasoconstricción produce isquemia en las partes distales (falta de aporte sanguíneo, asociado a anoxia). Una isquemia son los infartos, muertes de las células por falta de aporte sanguíneo. Tambien va a facilitar la agregación de los linfocitos que es una embolia, partículas extrañas en el interior de un vaso o contenido. El problema aparece cuando las embolias obstruyen pequeños vasos produciendo isquemia. Esto ocurre sobre todo en la arteriosclerosis.

Las congelaciones ponen en marcha la reacción inflamatoria. Según la gravedad de la congelación se clasifican en tres grupos:

  1. Primer grado: Enrojecimiento y dolor, síntomas de la reacción inflamatoria.
  2. Segundo grado: Ampollas por edemas subcutáneos.
  3. Tercer grado: Gangrena del miembro. Incluyen procesos isquémicos graves. La gangrena suele incluir infecciones por determinados patógenos que producen gas. Los Clostridium son anaerobios y atacan a zonas que no reciben suficiente aporte de oxígeno.

Hay tambien congelaciones como pie de trinchera. Se produce porque el pie se enfría en un ambiente húmedo y poco higiénico, produce isquemia en los pies y el ambiente húmedo facilita la infección y se forman yagas infectadas, pero sin dolor.

Hay también la aparición de sabañones. Lesiones con aspecto rojo-azulado y que pican se debe a pequeñas varices en las venas superficiales.

Indirecta

El frío pone en marcha procesos fisiopatológicos no son frecuentes pero que no se deben a la bajada de temperatura. Efecto de rojez, fenómeno Raynoud, si metemos la mano en agua fría y se produce un proceso vascular progresivo, vasoconstricción y vasodilatación despues, se produce edemas mano blanca, azul y roja.

Aumento de temperatura

Cuando hay un aumento de calor tenemos tres mecanismos fundamentales:

  • Vasodilatación cutánea.
  • Sudoración.
  • Conducta, quitarse las ropas.

Además las personas que viven en climas cálidos, sufren procesos de aclimatación que son optimizaciones de los individuos. Se basa en el descenso del umbral de temperatura para producir sudoración. Se refrigeran antes. Tambien aumenta la sudoración, tiene un riesgo que es la deshidratación.

La humedad ambiental puede ser un factor coadyuvante del calor. El aire se satura a una determinada temperatura. Cuanto más baja es esa temperatura, el aire se satura antes. El mejor mecanismos para eliminar calor es la sudoración que depende de la humedad ambiental. La capacidad de sudoración se reduce bastante.

El calor puede tener una acción general directa que recibe el nombre de golpe de calor que se debe a la incapacidad del organismos para refrigerarse a determinadas temperaturas. Ocurre a los corredores de maratón. La temperatura no era muy alta pero la atmósfera completamente saturada y no se podían refrigerar adecuadamente. Tambien vertidos inadecuados en una atmósfera húmeda y cálida. Afecta a atletas, soldadores y los soldados.

Mecanismo de acción

Se debe a la incapacidad de refrigeración y si la temperatura mayor de 41 ºC se desnaturalizan las proteínas. Cuando se fríe un huevo se produce un cambio de aspecto, las proteínas son afuncionales, dejan de realizar su función.

Existe un aumento del metabolismo, asi como la aumento producción de calor. El metabolismo es el principal generador de calor. Se entra en un círculo vicioso y eso agrava la situación. Esto va a afectar a los órganos que forman el organismo, los más sensibles son el sistema nervioso central, músculo, hígado, pancreas y riñón.

Además otra alteración es que por efecto de calor esta libera grandes cantidades de proteínas de la coagulación. En condiciones normales la sangre no coagula ya que los factores anticoagulantes si el equilibrio se rompe existen coagulaciones intravasculares diseminadas, de tal manera que ante cualquier situación se produce la coagulación que produce la coagulación intravascular vascular diseminada. Produce embolias generalizadas y va a afectar a la función de los órganos. Una situación es la que se produce es en determinados niños que sufren de meningitis. Puede llevar a la muerte en muy poco tiempo.

Manifestaciones del golpe de calor

Hay 2 fases:

  1. Fase de adaptación. El individuo siente bochorno, piel enrojecida, y muy caliente, sudoración profusa, taquicardia y puede aparecer deshidratación. Da lugar a calambres musculares y al agotamiento.
  2. Fase de sufrimiento orgánico. Si se supera esta fase de adaptación se llega a la fase de sufrimiento orgánico por desnaturalización de proteínas. Se caracterizan por hipotensión, apatía, insuficiencia hepática renal, coagulación C.I.D., coma, muerte, cefalea, astenia, falta de apetito, embotellamiento sensorial.

Acciones indirectas del calor

La más habitual es síncope por calor. Se produce por un conflicto fisiológico entre 2 estímulos diferentes. Ocurre en personas que están de pie. El calor produce vasodilatación. La posición de bipedestación implica la vasoconstricción de las arterias de los medios superiores.

A veces predomina la vasodilatación, desplazamiento del volumen de líquido a las piernas, cae la presión arterial, el individuo se marea.

Existe también agotamiento. Se deben a los trastornos electrolíticos. El sudor está compuesto por agua y es salado. Debido a esta pérdida de sal ocurren trastornos en los potenciales de membrana en las células. La vasodilatación en el descenso en vez de recuperar el volumen con líquido salado ya que el agua necesita agua y sales. Si toman agua, sufren de calambres y agotamiento por falta de electrolitos.

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