La termorregulación es un sistema integrado de mecanismos biológicos, responsable de mantener una temperatura interna casi constante independientemente de las condiciones climáticas externas al organismo. Estos mecanismos - particularmente efectivos en aves y mamíferos (todos animales homeotermos), menos en peces, anfibios y reptiles ( animales poiquilotérmicos) - incluyen procesos de producción, almacenamiento Y dispersión de calor.
Dado que el sujeto obeso con frecuencia no come de forma anormal en comparación con otros individuos de peso normal, que en ocasiones comen incluso más, es de presumir que, con la misma actividad física, las alteraciones de los procesos termorreguladores pueden conducir a un menor consumo de energía, con acumulación de exceso de energía en forma de grasa Por lo tanto, los sujetos delgados, a diferencia de los obesos, serían mejores para eliminar el exceso de comida (ver tejido adiposo marrón) en forma de calor.
La termorregulación puede ser ante todo voluntaria o involuntaria. En el primer caso es el propio animal el que voluntariamente pone en marcha estrategias de comportamiento adecuadas, como la búsqueda de una guarida al abrigo de los elementos o la migración a los lugares más adecuados para mantener su propia temperatura corporal.
Incluso las respuestas termorreguladoras involuntarias pueden ser evocadas por la exposición a ambientes fríos o calientes. En todo caso, implican la intervención del centro termorregulador hipotalámico, capaz de captar y procesar las señales provenientes de los termorreceptores cutáneos y centrales (ubicados en el cerebro, columna vertebral). cordón y órganos centrales), coordinando la respuesta fisiológica más adecuada para mantener la temperatura corporal.
Termorregulación en ambientes fríos
Las adaptaciones termorreguladoras al frío tienen como finalidad conservar y / o producir calor.
La capacidad de un organismo para producir calor se llama termogénesis; es en gran parte obligatorio y está vinculado a los procesos fisiológicos y metabólicos responsables del movimiento, digestión, absorción y procesamiento de los nutrientes introducidos con la dieta.
Los mamíferos tienen la capacidad de aumentar la producción de calor (termogénesis opcional), ya sea que implique o no el mecanismo de emoción. En el primer caso hablamos de termogénesis escalofriante. Este mecanismo conduce a la producción de calor a través de una contracción rítmica e isométrica del tejido muscular, no dirigida al movimiento. La alternancia de contracciones y relajación conduce a un temblor característico llamado escalofrío, que aparece cuando la temperatura corporal tiende a disminuir "notablemente". El escalofrío genera una cantidad de calor hasta 6-8 veces mayor que la producida por el músculo en reposo. Normalmente , ocurre solo cuando la vasoconstricción máxima (ver más abajo) no ha podido mantener la temperatura corporal.
La termogénesis sin emoción, también llamada termogénesis química, implica la producción de calor a través de reacciones bioquímicas exotérmicas (generadoras de calor). Estas reacciones se producen en determinados órganos, como el tejido adiposo pardo (BAT), el hígado y los músculos.
El tejido adiposo pardo, propio de los animales en hibernación y escaso en el ser humano (mayor en los lactantes), se define así por la característica pigmentación parda (visible a simple vista) que dan los carotenoides presentes a nivel mitocondrial. Estos centros energéticos del pardo Las células adiposas se distinguen por una característica más, la presencia de la proteína mitocondrial UCP1. Esta proteína, ubicada a nivel de la membrana mitocondrial, tiene la característica de desacoplar la fosforilación oxidativa, favoreciendo así la producción de calor a expensas de la formación de Moléculas de ATP., El tejido adiposo pardo tiene la finalidad de quemar nutrientes (principalmente grasas) con el fin de aumentar la producción de calor. La activación del tejido adiposo pardo, estimulado por el frío, está principalmente ligada a la liberación de noradrenalina y su interacción con los receptores β3, pero también garantizado por mecanismos endocrinos como la liberación de T3 e T4 de la tiroides. Los mayores depósitos de tejido adiposo pardo se registran en el área interescapular, periaórtica y perirrenal; en estos niveles, se ubican cerca de los vasos sanguíneos, a los que liberan calor para que sea transportado con el flujo sanguíneo a las áreas periféricas del cuerpo.
Actualmente se cree que el hígado también participa en la termorregulación, aumentando su actividad metabólica - resultando en la producción de calor - cuando el cuerpo humano está expuesto a bajas temperaturas. Otro descubrimiento reciente fue el descubrimiento de isoformas de la proteína UCP1 en el músculo, lo que sugiere un supuesto papel termogenético de origen metabólico (además de la capacidad de producir calor a través de los escalofríos). Finalmente, "la exposición a bajas temperaturas aumenta la" actividad cardíaca, necesario para soportar las demandas metabólicas de los tejidos activos en estas circunstancias (como las MTD) y para incrementar el transporte del calor producido en ellos en todos los distritos anatómicos. Además de garantizar todo esto, el aumento de la actividad cardíaca es por sí mismo capaz de produciendo una cantidad no despreciable de calor.
El control de las pérdidas de calor se rige por las leyes físicas de conducción, convección, radiación y evaporación.
CONDUCCIÓN: transferencia de calor entre dos objetos a diferentes temperaturas, en contacto entre sí a través de una superficie.
RADIACIÓN o RADIACIÓN: transferencia de calor entre dos objetos a diferentes temperaturas, que NO están en contacto. La pérdida o adquisición de calor se produce en forma de radiación con longitudes de onda en el rango visible o infrarrojo; para ser claros, es la misma forma en que el sol calienta la tierra a través del espacio.constituye más de la mitad de la cantidad de calor perdido por el cuerpo humano.
CONVECCIÓN: transferencia de calor de un cuerpo a una fuente que lo atraviesa (corrientes de aire o agua). El movimiento del agua o del aire frío a través de la piel más cálida provoca la eliminación continua del calor.
EVAPORACIÓN: transferencia de calor por paso del líquido al estado gaseoso de los fluidos perdidos por sudoración, pérdidas insensibles a través de la piel y vías respiratorias.
La reducción de la dispersión de calor en el ambiente se produce esencialmente a través de la contención del flujo sanguíneo cutáneo (vasoconstricción) y la piloerección (en los animales de piel, entre la piel cálida y el ambiente frío, se crea un colchón de aire que actúa como aislante térmico) .
El aumento del apetito, por su parte, aumenta la producción de calor a través de los mecanismos termogenéticos inducidos por la dieta, y apoya las demandas energéticas de los órganos termogenéticos.
Termorregulación en ambientes calurosos
Durante la estancia en ambientes cálidos el organismo reacciona a través de una serie de mecanismos termodispersivos, en muchos sentidos contrarios a los que se acaban de ilustrar; además, existe la suspensión de los procesos metabólicos subyacentes a la termogénesis opcional. Entre estos recordamos la vasodilatación cutánea y el aumento de la sudoración, frecuencia y profundidad de la respiración (polipnea), todos procesos que tienen como objetivo aumentar la dispersión del calor a través de la evaporación. En estas circunstancias, el apetito y la frecuencia cardíaca también disminuyen, en respuesta a una menor demanda de oxígeno por parte de los órganos termogenéticos.
Entre los procesos de adaptación a largo plazo también se puede apreciar una disminución en la secreción hipofisaria de hormona tirotrópica, con la consecuente ralentización del metabolismo, por tanto de la producción de calor.
Como se mencionó en el capítulo anterior, el proceso de vasoconstricción está controlado en gran medida por el sistema nervioso simpático. El músculo liso de los esfínteres precapilares y las arteriolas recibe impulsos de las neuronas simpáticas (adrenérgicas) posganglionares. Si baja la temperatura profunda (exposición al frío), el hipotálamo activa selectivamente estas neuronas, que mediante la liberación de noradrenalina determinan la contracción del músculo liso arteriolar, reduciendo el flujo sanguíneo cutáneo. Esta respuesta termorreguladora mantiene la sangre más caliente hacia los órganos internos ., minimizando el flujo sanguíneo en la superficie de la piel enfriada por el clima. Si bien la vasoconstricción es un proceso activo, la vasodilatación es un proceso predominantemente pasivo, que depende de la suspensión de la actividad vasoconstrictora mediante la inhibición de la actividad simpática. Si este proceso es típico de los simpáticos extremidades corporales, en otras partes del cuerpo la vasodilatación se ve favorecida por neuronas especializadas que secretan acetilcolina.También casos especiales están representados por la dilatación local de algunos distritos vasculares tras la liberación de monóxido de nitrógeno (NO) u otras sustancias paracrinas vasodilatadoras.
En el contexto de la termorregulación, el flujo sanguíneo cutáneo varía desde valores cercanos a cero, cuando es necesario conservar calor, hasta casi 1/3 del gasto cardíaco cuando el calor debe liberarse al ambiente.
