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REGULACIÓN DE LA TEMPERATURA CORPORAL Y FIEBRE
Temperatura normal del organismo
Temperatura central y temperatura periférica (cutánea): t = temperatura(s) La t de los tejidos profundos del organismo (central) permanece constante (margen de ±0,6 °C). Excepto cuando se tiene una enfermedad febril. Nos podemos exponer desnudos a t desde 13 °C - 54 °C con aire seco y mantener la t central constante. La t de la piel, a diferencia de la t central, aumenta y desciende con la temperatura del entorno. La t de la piel tiene interés por la capacidad de la piel de desprender calor al entorno. Temperatura central normal o No hay t central que pueda considerarse normal, pues, suele variar 36 - 37,5 °C si se mide en la boca y resulta 0,6 °C más alta si se mide en el recto. o La t corporal aumenta con el ejercicio (38,3-40 °C.), varía con la t ambiental (los mecanismos termorreguladores no son perfectos). Si se expone a un frío extremo, la t desciende de 35,5°C.
La temperatura corporal se regula por el equilibrio entre la producción y la pérdida de calor
Si la producción calorífica excede la de la pérdida, se aumenta la t corporal. Si la pérdida calorífica es mayor que la producción, descienden t corporales. Producción de calor Resultado del metabolismo.
1. Tasa metabólica basal de todas las células corporales. 2. Actividad muscular, incluidas las contracciones musculares determinadas por la tiritona. 3. Metabolismo añadido (efecto de la tiroxina y en menor grado la hormona de crecimiento y la testosterona) sobre las células 4. Metabolismo extra (efecto de la adrenalina, la noradrenalina y la estimulación simpática) sobre las células 5. Metabolismo adicional (mayor actividad química de las células, sobre todo cuando aumenta la temperatura celular) 6. Efecto termógeno de los alimentos (digestión, absorción y almacenamiento de los alimentos) Pérdida de calor El calor producido en el organismo se genera en los órganos profundos (hígado, cerebro, corazón, músculos esqueléticos). El calor pasa hacia la piel, donde se pierde hacia la atmósfera y el entorno. La velocidad a la que desaparece el calor depende de dos factores: 1) La rapidez del transporte del calor desde el lugar de producción hacia la piel. 2) La rapidez con que la piel ceda el calor al entorno. Sistema aislante del organismo Piel, tejidos subcutáneos y grasa de los tejidos subcutáneos son aislantes térmicos del organismo. Grasa: conduce el calor a 1/3 de la velocidad de los otros tejidos. La sangre de los órganos internos calentados fluye hacia la piel. El sexo femenino cuenta con un aislamiento aún mejor.
El flujo sanguíneo desde el centro del organismo hacia la piel transfiere el calor La capa inferior de la piel está generosamente vascularizada. En las áreas expuestas (manos, pies y orejas) las pequeñas arterias también aportan sangre al plexo a través de anastomosis arteriovenosas provistas de mucho tejido muscular. La velocidad con la que fluye la sangre hacia la piel por el plexo venoso varía mucho (0 - 30% del gasto cardíaco total). Si el flujo cutáneo aumenta, el calor se conduce con enorme eficiencia desde el centro del cuerpo hasta la piel. Si la tasa de perfusión de la piel se reduce, la conducción de calor es mínima. El SN simpático controla la conducción de calor hacia la piel o La vasoconstricción depende del SN simpático o Responde a las variaciones de la t central y de la t ambiental.
Aspectos físicos elementales acerca de la pérdida de calor desde la superficie
cutánea
Radiación: provoca pérdida de calor en forma de radiaciones infrarrojas (tipo de onda electromagnética, que sale del organismo) en un 60%. Estas también son emitidas por las paredes de las habitaciones y otros objetos en dirección al cuerpo. Conducción: contacto directo con un objeto, se pierde en torno al 3% en conducción directa y por conducción aérea un 15%. Conducción y convección del calor por una persona suspendida en el agua: El calor específico del agua es mayor que la del aire, por lo que el agua adyacente a la piel absorbe más calor que el aire. Convección: procede del movimiento del aire (el calor de la piel es conducido hacia el aire y se aleja por las corrientes de aire) se pierde el 15% total de calor. Efecto refrigerador del viento: la capa de aire en contacto inmediato con la piel se sustituye por otra nueva y, en consecuencia, se da la pérdida de calor por convección. La pérdida es casi proporcional a la raíz cuadrada de la velocidad del viento. Evaporación: por cada gramo de agua evaporado de la superficie cutánea desaparecen 0,58 cal (kcal) de calor. Evaporación insensible: a través de la piel y los pulmones (V aprox de 600 a 700 ml/día). Aunque no se sude, hay una pérdida de calor continua (de 16 a 19 cal por h) gracias a la difusión continua de las moléculas de agua a través de los epitelios cutáneo y respiratorio. Evaporación para temperaturas atmosféricas muy altas : Cuando la t del ambiente es mayor que la de la piel, el cuerpo lo recibe por radiación y conducción, por lo tanto, llega a actuar la evaporación. Cuando no hay una evaporación adecuada cuando la t ambiente excede la de la piel, provocará un aumento de la t corporal interna. (Así sucede con los niños que nacen con ausencia congénita de glándulas sudoríparas, pueden morir de un golpe de calor) La indumentaria reduce la pérdida de calor por conducción y convección: La ropa atrapa el aire cercano a la piel dentro del tejido y aumenta el espesor de la denominada zona privada de aire próxima a la piel y reduce el flujo de las corrientes de convección (la pérdida de calor del organismo disminuye). La eficacia de esta desaparece cuando se humedece la ropa (por la gran conductividad del agua).
U N I D A
Regulación de la temperatura corporal: importancia del hipotálamo
En general, un cuerpo desnudo mantenido en una atmósfera seca entre 12 y 55 °C puede mantener una temperatura central normal de 36 a 37,5 °C. Esta temperatura del cuerpo está regulada casi exclusivamente por mecanismos nerviosos de retroalimentación que operan, en su mayoría, a través de centros termorreguladores situados en el hipotálamo. Importancia de las regiones hipotalámica anterior y preóptica en la detección termostática de la temperatura Se han realizado experimentos para calentar o enfriar zonas minúsculas del encéfalo animal con un termodo. La zona hipotalámica anterior y preóptica contiene neuronas sensibles al calor y neuronas sensibles al frío (1/3), de acuerdo con el termodo. La velocidad de descarga de las neuronas termosensibles se multiplica de 2 a 10 veces cuando la temperatura corporal aumenta 10 °C. Si se calienta la región preóptica, la piel de todo el orga nismo empieza a sudar de manera profusa y, al mismo tiempo, todos los vasos sanguíneos cutáneos experimentan una enorme dilatación. En conclusión, este es el centro termostático
Detección de la temperatura por los receptores de la piel y de los tejidos corporales profundos
la piel está dotada de receptores para el frío (abundan más) y para el calor. Cuando se enfría la piel de todo el organismo, se desencadenan de inmediato efectos reflejos que aumentan la temperatura corporal por diversas vías: 1) estimulan con intensidad el escalofrío, con lo que aumenta la tasa de producción de calor del organismo 2) inhiben la sudoración, si es que esta ya se había manifestado 3) inducen una vasoconstricción de la piel para reducir la pérdida del calor orgánico a través de la misma. Los receptores profundos de la temperatura corporal se encuentran sobre todo en la médula espinal, en las vísceras abdominales y en o alrededor de las grandes venas de la parte superior del abdomen y del tórax.
El hipotálamo posterior integra las señales termosensibles centrales y periféricas
La zona del hipotálamo estimulada es la región hipotalámica posterior, a ambos lados, aproximadamente a la altura de los cuerpos mamilares. Las señales detectaras de temperatura de la región hipotalámica anterior y preóptica también se transmiten hasta esta zona hipotalámica posterior.
Mecanismos neuronales efectores que reducen o aumentan la temperatura corporal
Cuando los centros hipotalámicos de la temperatura detectan una temperatura excesivamente alta o baja, desencadenan los procedimientos pertinentes para que la temperatura disminuya o aumente.
Mecanismos para reducir la temperatura cuando el cuerpo alcanza un calor excesivo
- Vasodilatación de la piel. Los vasos sanguíneos de la piel de casi todas las regiones corporales se dilatan con intensidad, debido a la inhibición de los centros simpáticos del hipotálamo posterior, que produce una vasoconstricción.
- Sudoración. El efecto sudoríparo del incremento de la temperatura corporal. Todo incremento adicional de 1 °C de la temperatura corporal causa la sudo- ración suficiente para eliminar 10 veces la tasa basal de producción corporal de calor.
- Disminución de la producción de calor. Los mecanismos que exageran la producción de calor, como la tiritona y la termogenia química, se inhiben de manera poderosa.
Mecanismos que aumentan la temperatura cuando el cuerpo se enfría
demasiado
- Vasoconstricción de toda la piel. Los centros simpáticos situados en la porción posterior del hipotálamo estimulan esta reacción.
- Piloerección. Piloerección significa «erección» de la parte terminal del pelo. La estimulación simpática determina una contracción de los músculos erectores del pelo, adheridos a los folículos pilosos; por eso, el pelo se endereza.
- Aumento de la termogenia (producción de calor). La producción de calor por los sistemas metabólicos se eleva con la tiritona, la estimulación simpática de dicha producción y la secreción de tiroxina.
Estimulación hipotalámica de la tiritona. En la porción dorsomedial del hipotálamo posterior y cerca de la pared del tercer
ventrículo se encuentra una región denominada centro motor primario de la tiritona. De ordinario, esta región está inhibida por las señales del centro de calor de la región hipotalámica anterior-preóptica, pero las señales de frío de la piel y de la médula espinal lo
estimulan. Así pues, este centro se activa cuando la temperatura corporal desciende. Luego transmite las señales causantes de la tiritona a través de tractos bilaterales que bajan desde el tronco encefálico por los cordones laterales de la médula y acaban en las motoneuronas anteriores. Cuando la tiritona es máxima, la producción de calor del cuerpo aumenta de cuatro a cinco veces.
Excitación «química» simpática de la producción de calor. el incremento de la estimulación simpática o de los valores
circulantes de noradrenalina y adrenalina de la sangre puede inducir un aumento inmediato de la tasa metabólica celular. Este efecto se conoce como termogenia química , o termogenia sin escalofríos , y obedece, al menos en parte, a la capacidad de la noradrenalina y de la adrenalina para desacoplar la fosforilación oxidativa. El grado de termogenia química de un animal se relaciona de forma casi directamente proporcional a la cantidad de grasa parda de sus tejidos. La aclimatación influye de manera notable en la intensidad de la termogenia química Los adultos apenas poseen grasa parda; por eso, es raro que la termogenia química aumente la producción de calor más allá de un 10-15%.
La mayor liberación de tiroxina aumenta la producción de calor a largo plazo. La refrigeración de la región hipotalámica
anterior y preóptica aumenta también la producción de la hormona neurosecretora que libera la tirotro- pina en el hipotálamo. Esta hormona es transportada por las venas porta del hipotálamo hacia la adenohipófisis, donde estimula la secreción de la tirotropina. La tirotropina, a su vez, estimula una mayor liberación de tiroxina por la glándula tiroides. La exposición de los animales a un frío extremo durante varias semanas induce un aumento de tamaño de las glándulas tiroideas del 20-40%.
El concepto de «punto de ajuste» para el control de la temperatura
todos los mecanismos termorreguladores tratan, en todo momento, de llevar la temperatura corporal al punto de ajuste (37.1°C)
Ganancia por retroalimentación para el control de la temperatura corporal. La ganancia por retroalimentación mide la
eficiencia de un sistema de control, en el caso del control de la temperatura, conviene que la temperatura central cambie lo menos posible, aunque la ambiental pueda hacerlo de manera brusca de un día para otro o incluso de una hora a la siguiente (varia en 1°C en el lapso de 25 a 30°C).
La temperatura cutánea puede modificar ligeramente el punto de ajuste para el control de la temperatura
central
El punto de ajuste crítico de la temperatura en el hipotálamo, a partir del cual se inicia la sudoración y por debajo del cual comienza la tiritona depende, sobre todo, del grado de actividad de los receptores para el calor de la región hipotalámica anterior y preóptica. Con la tiritona sucede algo análogo; es decir, si la piel se enfría, impulsa los centros hipotalámicos hasta el umbral de la tiritona, aunque la temperatura hipotalámica continúe en el intervalo caliente de la normalidad.
Control conductual de la temperatura corporal
Aparte de los mecanismos subconscientes de control de la temperatura corporal, el organismo dispone de otro mecanismo termorregulador aún más potente; se trata del control conductual de la temperatura que se puede explicar de la manera siguiente. Cuando la temperatura interna del cuerpo se eleva en exceso, las señales de las regiones encefálicas que regulan la temperatura otorgan a la persona una sensación psíquica de sobrecalentamiento. Por el contrario, cuando el organismo se enfría mucho, las señales de la piel y quizá de otros receptores profundos inducen una sensación molesta de frío. Así pues, la persona procede a la adaptación ambien tal pertinente para restablecer la situación: se traslada a una habitación caliente o se coloca una ropa bien aislada si el clima es frío.
trabajo duro, la t es de 29 a 32 °C. Cuando la temperatura corporal se eleva por encima de un valor crítico, en el intervalo de 40,5 a 42 °C, es muy fácil sufrir un golpe de calor. Los síntomas consisten en mareos, molestias abdominales, acompañadas a veces de vómitos, confusión mental e incluso pérdida del conocimiento Si no disminuye la t corporal se pasa a producir un shock circulatorio por la pérdida exagerada de líquidos y electrólitos con el sudor (hiperpirexia) resulta dañina para los tejidos corporales mayormente al encéfalo, y puede llegar a la muerte
Efectos nocivos de las temperaturas elevadas: Muerte por hiperpirexia, el estudio anatomopatológico revela hemorragias
locales y degeneración parenquimatosa de las células de todo el cuerpo, pero sobre todo del encéfalo. Las neuronas destruidas no se pueden reponer. Por otro lado, el daño del hígado, riñones y otros órganos suele ser tan intenso que su fracaso acaba con la vida del paciente, aunque a veces solo varios días después del golpe de calor.
Aclimatación al calor: Una persona expuesta al calor durante varias horas al día, que realice un trabajo físico intenso, muestra una
tolerancia cada vez mayor al calor y a la humedad al cabo de 1 a 3 semanas.
Exposición del cuerpo a fríos extremos Si no se trata de inmediato a una persona expuesta al frio por 20 a 30 min, esta fallecerá
casi siempre por una parada cardíaca o por una fibrilación ventricular. Sucede cuando la t esta igual o por debajo de 25 °C.
Pérdida de la regulación térmica con las temperaturas bajas cuanto la t corporal esta < 29,5 °C, desaparece la capacidad del
hipotálamo para regular la temperatura del cuerpo; se observa somnolencia (seguida después por coma), que reduce la actividad de los mecanismos de control del calor del sistema nervioso central y evita la tiritona.
Congelación Si el cuerpo se expone a temperaturas muy frías, se puede congelar la superficie, en un fenómeno conocido como
sabañones. Este problema afecta sobre todo al lobulillo de la oreja y a los dedos de las manos y de los pies. Si la congelación tiene intensidad suficiente como para que se formen múltiples cristales de hielo en las células, se produce un daño permanente, por ejemplo, de la circulación, así como lesiones tisulares locales. A menudo, después de la descongelación ocurre una gangrena y hay que extirpar las zonas de sabañón.
La vasodilatación inducida por el frío constituye una protección final frente al sabañón. Contribuye a evitar el sabañón, porque
aporta sangre caliente a la piel
Hipotermia artificial Es muy fácil reducir la temperatura de una persona administrando primero un sedante intenso para disminuir
la reactividad del centro hipotalámico termorregulador y después proceder a la refrigeración con hielo o sábanas frías hasta que descienda la temperatura. Entonces, la temperatura se puede mantener por debajo de 32 °C entre varios días y 1 semana o más rociando en todo momento agua fría o alcohol sobre el cuerpo. Este tipo de refrigeración artificial se ha aplicado durante la cirugía cardíaca para detener artificialmente el latido del corazón durante bastantes minutos en una misma sesión. Este tipo de enfriamiento no causa ningún daño tisular, pero retrasa los latidos del corazón y reduce mucho el metabolismo celular, por lo que las células pueden sobrevivir desde 30 min hasta más de 1 h sin ningún flujo de sangre, es decir, mientras dura la intervención quirúrgica
