Biotermologia

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Biotermologia @dudairoldi - Medicina - 2 semestre
Organismos homeotérmicos ou endotérmicos: temperatura “constante”
Organismos pecilotérmicos ou ectotérmicos: temperatura varia com o meio
Temperatura central normal varia entre 36,7 a 37 graus
 (produção de calor + absorção de calor) - perda de calor
—> A manutenção da temperatura central só e ṕossível quando a produção de calor + absorção de 
calor podem ser mantidas em equilíbrio com a liberação de calor 
Variações relacionadas ao local em que é aferida 
- temperatura oral: 36,7 a 37°C 
- temperatura retal: 37,3 a 37,6°C 
- temperatura axilar: 36 a 37° 
Variações de acordo com a atividade 
do indivíduo e o ambiente 
Após exercício intenso: 38,3 a 40°C 
Exposição ao frio excessivo: < 35,5°C 
Variação normal de temperatura corporal ao 
longo do dia
Mecanismos de regulação da temperatura
Termogênese: produção de calor interno e 
retenção do calor interno produzido —> 
temperatura corporal diminui ativa a 
termogênese
Termólise: dissipação do calor interno produzido 
para o meio —> temperatura corporal aumenta 
ativa a termólise
Papel central do hipotálamo
Integração termoceptores-hipotálamo: 
termorregulação 
Termoceptores: parte do Sistema Sensorial 
Somático 
Há termoceptores para frio e calor, centrais e 
periféricos; 
Localização dos termorreceptores 
1) Receptores de superfície/periféricos:
→ São como terminações nervosas livres na 
pele;
→Receptores de frio são 10x mais 
abundantes que os de calor em várias partes 
da pele;
→O resfriamento rápido da pele provoca 
efeitos imediatos para aumentar a 
temperatura corporal: calafrios; inibição da 
sudorese e vasoconstrição periférica (na 
pele).
2) Receptores profundos ou centrais:
→Na medula espinhal, nas vísceras 
abdominais ou ao redor de grandes veias na 
região abdominal e torácica;
→Detectam a temperatura das estruturas relacionadas ao esqueleto 
axial do indivíduo, ou seja, aquele eixo onde a temperatura deve ser claramente regulada e 
representa a verdadeira homeotermia do indivíduo, pois contém os órgãos internos cujo 
funcionamento garante a homeostasia do indivíduo e a vida. 
→ Em sua maioria também são ativados pela diminuição da temperatura, nesse caso a temperatura 
central, portanto, são de frio. 
De modo geral, pode-se supor, que essa grande quantidade de receptores de frio presentes sejam 
importantes para evitar os efeitos da hipotermia. 
Hipotálamo
Área Pré-Óptica e Núcleo Anterior: centro de perda de calor
Núcleo Posterior: centro de produção e conservação
Área Pré-óptica do Hipotálamo 
→Apresenta a maioria dos neurônios sensíveis ao calor, embora possa conter alguns (até 30%) de 
frio; 
→Os neurônios sensíveis ao calor aumentam a sua atividade de 2x a 10x quando ocorre o aumento 
da temperatura corporal em até 10oC; 
→A resposta é uma intensa sudorese, vasodilatação periférica intensa, bem como a inibição dos 
mecanismos produtores de calor, ou seja, ativação dos mecanismos termolíticos. 
@dudairoldi - Medicina - 2 semestre
Área Posterior do Hipotálamo 
→Núcleos bilateralmente dispostos e próximos dos corpos mamilares hipotalâmicos recebem a 
informação dos neurônios sensíveis ao frio; 
→ Esses núcleos também recebem informações oriundas da área pré-óptica; 
→Essas informações são integradas para gerar os controles de produção e conservação de calor do 
corpo, evitando o abaixamento da temperatura central. 
→Algumas dessas respostas podem ser contrações musculares involuntárias como calafrios, 
vasoconstrição, bem como o aumento da termogênese química pela ativação do metabolismo o que
pode ser reforçado pela ação dos hormônios tireoidianos e das 
catecolaminas como a adrenalina. 
Termogênese e a Produção Basal de Calor 
- Aproximadamente 1,5 Kcal/min num homem de 70 Kg e 1,8 m2 de superfície corporal -> produção 
de ATP para as funções vitais - 
Principalmente no fígado, cérebro e músculos esqueléticos. 
Principais mecanismos da temogênese 
Química 
→principal mecanismo termogênico 
→processos lentos
→baixo gasto energético 
→relacionada ao metabolismo basal 
→Influenciada por sinais químicos e neurais 
(epinefrina, norepinefrina, tiroxina, testosterona..)
Mecânica 
→produzir calor, ou evitar a sua dissipação 
→atividade muscular esquelética (calafrios) 
→pilo ereção: a ereção de pêlos na superfície do 
corpo imobiliza a camada de ar 
→contração desorganizada dos músculos 
esqueléticos (involuntária) 
@dudairoldi - Medicina - 2 semestre
Produção de calor em diferentes situações
Em repouso:
→órgãos internos: ~56%
→musculatura esquelética: ~18%
→cérebro: ~16%
→demais estruturas: 10%
No trabalho físico:
→órgãos internos: ~8%
→musculatura esquelética: ~90%
→cérebro: ~1%
→demais estruturas: 1%
Termogênese Química
→ Processos mais lentos, porém mais eficientes
→ Calor produzido pela oxidação de substratos energéticos em reações exotérmicas:
- Oxidação de ácidos graxos, aminoácidos e carboidratos
- No tecido adiposo marrom: ocorre lipólise sem produção de ATP (importante para o neonato e o 
lactente). Devido a presença da proteína termogenina, a β-oxidação dos ácidos graxos ocorre, 
mas a termogenina impede a formação do gradiente de prótons H+ na mitocôndria e portanto a 
formação de ATP, pela ATP sintetase na membrana mitocondrial interna. Diz-se que com a 
termogenina ocorre uma lipólise desacoplada da síntese de ATP (só no tecido adiposo marrom - 
rico em mitocôndrias).
- A lipólise da gordura amarela também pode representar uma fonte de calor, mas só é ativada 
para suprir a demanda energética do organismo, assim, a gordura amarela tem importante função 
de reserva, entretanto a sua localização subcutânea é de extrema importante na manutenção do 
calor endógeno produzido, evitando a sua dissipação em direção a superfície emissiva de calor no 
corpo: a pele.
O calor produzido no corpo aumenta a vibração molecular da água. Desta forma ele pode ser 
conduzidopelo corpo através da corrente sanguínea em direção da superfície do corpo. Este fluxo de 
calor só acontece devido a temperatura da pele ser inferior a central. A dissipação de calor pelas 
superfícies do corpo sempre tende a ocorrer, porém o organismo regula, aumentando ou diminuindo 
a eficiência, a fim de manter a sua temperatura central constante.
A produção de calor total no indivíduo é afetada por diferentes fatores
1. metabolismo basal de todas as células do organismo
2. intensidade adicional ao metabolismo basal em decorrência da contração muscular esquelética
3. metabolismo aumentado em decorrência de tiroxina, testosterona e hormônio de crescimento.
4. metabolismo adicional causado pelo efeito da epinefrina e/ou norepinefrina
5. aumento do metabolismo em decorrência da atividade química celular
Efeito da gordura marrom em adultos X neonatos
No adulto, que quase não tem gordura marrom, é raro que a termogênese química aumente a 
produção de calor por mais de 10% a 15%. Entretanto, neonatos que têm pequena quantidade de 
gordura marrom no espaço interescapular, a termogênese química pode aumentar a produção de 
calor em 100%, o que gera um importante fator na manutenção de temperatura normal nos neonatos.
@dudairoldi - Medicina - 2 semestre
Recém-Nascido e a Temperatura Corporal
→Amplitude térmica maior (mecanismos 
regulatórios falhos).
→Área de Superfície grande em relação à 
Massa.
→Rápida perda de calor pelo corpo.
→Cuidado adicional com prematuros.
Termólise Biológica:
→ Os mecanismos dissipadores de calor são 
chamados de termolíticos.
→ Existem quatro mecanismos principais, a saber: 
vaporização, radiação, convecção e condução
Obs.: com exceção da evaporação, os demais 
também podem em situações especiais se 
comportarem como termogênicos, por exemplo, a 
absorção de calor da radiação infravermelha do 
espectro solar.
Termorregulação
Uma vez conhecidos os princípios físicos e 
os mecanismos envolvidos na transferência 
de calor pode-se estudar a sua regulação. A 
troca de calor entre o corpo humano e o 
meio depende de:
→ fatores do meio: temperatura ambiente,
→ fatores do indivíduo: temperatura da pele, 
radiação da pele, características do
radiante do meio.
taxa de evaporação do suor, poder emissivo de
vestuário do indivíduo.
Porção Ductal
→Na porção ductal ocorre uma intensa reabsorção dos íons Na+ e Cl-; 
→ A concentração final desses íons no suor secretado sobre a pele depende da intensidade da 
sudorese 
Na porção glandular
→Fibras nervosas simpáticas colinérgicas atuam sobre a glândula ativando a secreção.
→Algumas glândulas também contém células que respondem a adrenalina e noradrenalina oriundas 
da circulação
→ A secreção ativa de ions do LEC para o ácino tubular da glândula favorece a osmose de água
→Assim a concentração de Na+ e Cl- nesta porção se assemelha ao LEC com 142 mM de Na+ e 104 
mM de Cl-, além de outros solutos plasmáticos em menor concentração como lactato, ureia e etc.
velocidade do ar, umidade do ar e energia
Sudorese fraca ou insensível:
→Quando a glândula é fracamente estimulada a secreção 
aquosa passa lentamente pelo ducto podendo haver uma 
maior reabsorção de sal
→A alta reabsorção de sal leva a produção se uma 
secreção com baixa concentração de sal no ducto (~5 mM 
para cada íon). Quando a concentração do ducto fica assim 
baixa, também ocorre o favorecimento da osmose do 
líquido tubular em direção ao LEC e assim diminuindo 
também a perda de água., entretanto como os outros 
solutos (ureia, lactato e potássio) não são reabsorvidos a 
secreção final fica concentrada com eles.
Sudorese intensa:
→A grande quantidade de secreção produzida pela 
estimulação simpática aumenta a velocidade com que a 
secreção se desloca pelo ducto em direção ao poro.
Efeito da Roupa na dissipação do calor
→Altera pouco a dissipação de calor por radiação 
→Influencia a troca por convecção
→Protege a pele das variações rápidas de temperatura 
→O poder isolante em unidades de clo.
→Um clo é o isolamento capaz de reduzir em 5,5 Kcal/m2/h o fluxo de calor trocado entre a pele e o 
ambiente
Emissão Calorífica do Corpo Humano e as 
Características físicas da pele
→Pele branca reflete 40 a 50% da luz
→Devido a essa velocidade ocorre baixa reabsorção ductal 
levando a alta concentração de sal no ducto (~50 a 60 mM 
para cada ion) com diminuição da osmose para o LEC, 
portanto a sudorese fica mais intensa.
→Em uma pessoa aclimatada ao calor elevado, a 
sudorese pode se tornar muito mais profusa, podendo 
passar de 1 L/hora para 2 a 3 L/h. Além disso, esse 
indivíduo diminui a perda de sal pela compensação feita 
pelo hormônio aldosterona secretado pelo córtex da 
suprarrenal e responsável por aumentar a reabsorção de 
Na+ e por conseguinte Cl-, evitando perda de sal no 
organismo.
→Emissão térmica 97% independente da cor → todos tipos seguem a Lei de Stefan-Boltzmann (fluxo 
de calor emitido por uma determinada área da pele) 
→Calor dissipado varia de acordo com a região do corpo
Regulação Térmica
→ O ajuste da temperatura central é realizado pelo 
hipotálamo que é responsável por determinar o ponto 
de ajuste.
→Em situações patológicas, como na febre, o 
hipotálamo muda o seu ponto de ajuste de 
temperatura em resposta a presença de substâncias 
pirogênicas.
→Os pirogênios podem ser exógenos ou 
endógenos:
→Pirogênios exógenos: toxinas bacterianas (p. 
ex., a endotoxina LPS, um lipopolissacarídeo 
de bactérias Gram-) ou até peptídeos 
antigênicos (virais e bacterianos)
@dudairoldi - Medicina - 2 semestre
→Pirogênios endógenos como por exemplo as substâncias 
do tipo citocinas, interleucinas, destacando-se a IL-1 entre outros 
inflamatórios que ativam o processo febril pela ativação das prostaglandinas (p. ex, PGE2).
→É importante lembrar que o ajuste de temperatura no quadro febril é diferente da situação em que 
a temperatura interna aumenta por produção exagerada de calor (exercício intenso) ou quando o 
corpo absorve muito calor do meio (intermação).
Febre ou pirexia
Mecanismo de Formação:
 → Fagócitos englobam substâncias exógenas, por 
exemplo, bactérias, e assim se tornam ”fagócitos 
ativados” que produzem citocinas (IL-1, IL-6, TNF�). A 
IL-1 secretada pelos macrófagos dirige-se a área pré-
óptica (APO) e altera para cima o ponto de ajuste 
hipotalâmico provavelmente por estimular a produção de 
prostaglandinas (PGE2) nesta área. 
→A IL1 secretada pelos macrófagos interage com seu 
receptor junto a microvasculatura na área hipotalâmica
→PGE2 são produzidas pelo estímulo de células 
endoteliais do capilar;
→ PGE2 agem diretamente na Área Pré-Óptica (APO), 
reduzindo termossensibilidade dos neurônios sensíveis 
ao calor;
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fatores
A Transdução do Sinal no Hipotálamo
→PGE2 interage com receptores EP3 na APO (Área pré-óptica)
→EP3 ativa proteína G inibitória (Gi)
→Proteína Gi inibe a adenilato ciclase o que diminui a concentração do AMPc;;
→ A diminuição na concentração desses dois segundos mensageiros (AMPc e GMPc) promove a 
diminuição na atividade do neurônio, inibindo a termossensibilidade dele e, por conseguinte, elevando 
o ponte de ajuste da temperatura central.