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INTRODUCCIÓNEl control de la temperatura corporal es una función del hipotálamo, tanto las neuronas de su porción anterior preóptica como las de la porción posteriorreciben dos tipos de señales: una procedente de los receptores de calor y frío que llega porlos nervios periféricos, y otra de la tempe...

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INTRODUCCIÓN El control de la temperatura corporal es una función del hipotálamo, tanto las neuronas de su porción anterior preóptica como las de la porción posterior reciben dos tipos de señales: una procedente de los receptores de calor y frío que llega por los nervios periféricos, y otra de la temperatura de la sangre, que riega la región. Estos tipos de señales se integran en el centro termorregulador del hipotálamo para mantener la temperatura normal. En un ambiente neutro, el metabolismo humano produce siempre más calor del necesario para mantener la temperatura corporal central entre 36.5 y 37.5°C. En condiciones normales y a pesar de las variaciones ambientales, el organismo mantiene la temperatura normal porque el centro termorregulador hipotalámico equilibra el exceso de producción de calor derivado de la actividad metabólica en los músculos y el hígado con la pérdida de calor producida a partir de la piel y los pulmones. Asimismo, existen otros mecanismos y formas de producción y pérdida de calor, que el cuerpo implementa para mantener un correcto equilibrio homeostático. En el presente documento, se abordarán los conceptos generales de la termorregulación, así como los distintos mecanismos que el cuerpo pone en práctica para su correcto funcionamiento, y aspectos importantes que intervienen en el análisis de este tema, como los efectos fisiológicos de la fiebre y la hipertermia.

OBJETIVOS  Diferenciar los procesos físicos y metabólicos que participan en el balance térmico.  Describir el funcionamiento del sistema termorregulador.  Diferenciar los procesos de hipertermia y fiebre.  Aplicar los conocimientos de termorregulación en la discusión de aspectos farmacológicos y clínicos.

GUÍA DIDÁCTICA DE SEMINARIO 1. Aspectos generales: Conceptos de temperatura corporal, importancia fisiológica. Variaciones fisiológicas y tolerancia a los cambios de temperatura corporal.

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Temperatura corporal:

Es una magnitud física que refleja el grado de calor de un cuerpo. Los humanos, como organismos homeotermos, son capaces de mantener una temperatura más o menos constante alrededor de unos 36,5 ºC y 37,3 ºC, aproximadamente. Esta capacidad se debe a la energía en forma de calor que se desprende de las reacciones bioquímicas del interior del cuerpo, y la capacidad para retenerla evitando su pérdida a través de la piel y la respiración, principalmente.

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Importancia fisiológica de la temperatura corporal y la termorregulación:

La temperatura es una dimensión física y un requisito previo básico para todas las formas de vida. Las características físicas de la materia dependen de la temperatura. Incluso pequeñas variaciones pueden provocar cambios considerables, como los observados durante la transformación de un estado de agregación a otro. La temperatura puede afectar en gran medida al metabolismo de los organismos vivos; por ejemplo, las temperaturas excesivamente altas o excesivamente bajas, pueden modificar las tasas metabólicas, alterar la función de los órganos y provocar daños en los tejidos. Por lo tanto, la temperatura corporal y la temperatura del entorno del cuerpo adquieren una importancia fundamental para la vida y la salud. La regulación de la temperatura corporal figura entre las funciones más importantes de cualquier organismo. La temperatura corporal es un parámetro vital, tan esencial como la frecuencia respiratoria, el ritmo cardíaco o la presión sanguínea. El centro termorregulador se encuentra en el hipotálamo. En este lugar se procesa la información recibida desde otras regiones del cerebro, la médula espinal, los tejidos y los sensores térmicos periféricos en la piel. Para lograr el equilibrio entre generación y disipación de calor, se emplean cambios de comportamiento conscientes (p. ej., vestir prendas) y mecanismos impulsados de forma autónoma. Estos mecanismos incluyen la transpiración y la vasodilatación para controlar el sobrecalentamiento y los temblores (termogénesis) y la vasoconstricción para evitar una temperatura demasiado baja. El organismo humano sano regula la temperatura corporal central con una diferencia de +/- 0,2°C con respecto al valor normal.

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Variaciones fisiológicas y tolerancia a los cambios de temperatura corporal:

Condiciones de salud diversas, actividades y procesos fisiológicos normales modifican la temperatura corporal. 

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Durante el ejercicio la temperatura corporal aumenta por la producción de calor por los músculos esqueléticos. Si el ejercicio agotador aumenta en exceso la temperatura corporal, esta puede elevarse hasta 38,3-40°C. Las emociones intensas como el enojo elevan la temperatura corporal La ingesta de alimentos aumenta el índice metabólico y por tanto la temperatura. No toda la energía de los alimentos se transfiere al ATP, sino que una gran parte se convierte en calor. Por término medio, el 35% de la energía contenida en los alimentos se convierte en calor durante la síntesis de ATP Por otra parte, el reposo y el sueño disminuyen el metabolismo y en consecuencia la temperatura corporal. La tasa metabólica disminuye de un 10 a un 15% , con respecto a la normal, durante el sueño. Este descenso obedece a dos factores esenciales: 1) Disminución del tono de la musculatura esquelética durante el sueño. 2) Disminución de la actividad del SNC. La edad, de tal forma que en las personas mayores la temperatura corporal suele ser más baja que en adultos jóvenes.

Los principales factores que alteran la temperatura son:  Edad.  Ejercicio  Hormonas (p.ej. la hormona sexual masculina testosterona, la hormona del crecimiento somatotropina, la hormona tiroidea tiroxina, entre otras)  Estrés (liberación de adrenalina, cortisol)  Medio ambiente  Estado nutritivo  Ritmo circadiano  Embarazo

Para que la temperatura se mantenga constante y dentro de los límites normales debe mantenerse la relación entre la producción de calor y la pérdida de calor. Una persona desnuda puede exponerse a temperaturas tan bajas como 13°C, o tan altas como de 54°C con un aire seco y mantener una temperatura casi constante. El rango normal para la temperatura corporal central fluctúa entre 36,5 y 37,2°C, según la definición. No obstante, la temperatura corporal central varía en función de la hora del día. En esta función circadiana, el valor mínimo se registra por la mañana temprano y alcanza un valor máximo por la tarde. El ciclo menstrual de la mujer también guarda relación con

las oscilaciones regulares de la temperatura corporal central. Asimismo, la forma física, el estrés agudo, la edad, la alimentación y los hábitos de sueño influyen en la temperatura corporal central. El rango de temperaturas externas a las que la temperatura corporal central puede mantenerse sin la ayuda de temblores o sudoración se conoce como la zona termo neutral y abarca un rango de entre 27 y 32°C para una persona adulta sin ropa en reposo.

2. Balance térmico: Formas de producción de calor, mecanismos de transferencia externa e interna del calor. Conceptos de conducción, convección, radiación y evaporación. Determinantes fisiológicas de cada uno de los mecanismos de transferencia.  Balance térmico: El balance térmico es el equilibrio entre la producción y la pérdida de calor.

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Formas de producción de calor:

La producción o ganancia de calor del cuerpo depende fundamentalmente de tres fuentes, dos de tipo directas y una indirecta. Las fuentes de tipo directas se corresponden con la actividad muscular y las reacciones bioquímicas de los procesos metabólicos mientras que la fuente indirecta está dada por la ganancia del calor del medio ambiente. La contracción muscular es un proceso exotérmico que implica el consumo de energía liberada por el músculo a partir del ATP y con origen principalmente en la combustión aeróbica de la glucosa por lo que todo aumento en la actividad muscular, tal como ocurre en el ejercicio, implica un aumento en el consumo de oxígeno. El simple hecho de mantener la postura erguida o en pie, determina una actividad muscular que aumenta la termogénesis. El metabolismo basal se corresponde con los procesos que garantizan la vida misma al mantener constantes las condiciones del medio interno en un mínimo de actividad asegurando el recambio dinámico de los constituyentes celulares y de las estructuras de sus órganos, la conservación de los gradientes de concentración, las secreciones glandulares básicas, el tono muscular mínimo, los movimientos respiratorios, la actividad cardiaca, etc. El incremento del metabolismo basal que traduce su transformación en metabolismo activo, produce un aumento importante en la producción de calor con el lógico incremento en el consumo de oxígeno. La ingestión de alimentos aumenta la producción de calor tanto por procesos físicos (masticación, deglución, actividad motora gastrointestinal) como por procesos químicos (digestión y absorción de nutrientes). En condiciones naturales les corresponde a los rayos solares ser la fuente más importante de ganancia de calor directa para los seres vivos.

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Mecanismos de transferencia:

Cuando dos cuerpos que tienen distintas temperaturas se ponen en contacto entre sí, se produce transferencia de calor desde el cuerpo de mayor a temperatura al de menor temperatura. Se puede realizar por los siguientes mecanismos:     

Transferencia Externa. Conducción. Convección. Radiación. Evaporización.

 Transferencia Interna.  Conducción  Convección Forzada: fenómenos como la vasodilatación y la vasoconstricción de las arterias propician el aumento o la poca frecuencia de transferencia de calor.

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Conceptos de conducción, convección, radiación y evaporación: 

Conducción

Consiste en una de las formas físicas más comunes para perder calor, ya que esta necesita del contacto directo entre dos cuerpos para poder llevarse a cabo, es el mecanismo de transferencia de calor que se origina por la energía cinética de las moléculas, está generada por el choque de unas entre otras, donde las partículas que poseen cantidades de energía más significativa le transfieren a aquellas que poseen menos, por tanto. La conducción es el mecanismo que utilizan los cuerpos sólidos para transferir calor, y esto solamente se puede realizar si y solo si, un cuerpo posee menos energía que otro. 

Convección

Es el proceso de transferencia de calor, por movimiento de masa o circulación dentro de una sustancia, proceso de transferencia encargada por las moléculas que poseen más energía (caliente), a aquellas que no tienen (fría). Ocurre cuando del cuerpo es quitado o trasladado parte del calor por un fluido, de esta forma se lleva el calor por corrientes que pueden alterar o disminuir la temperatura. 

Radiación

Es la energía que emite un cuerpo que se encuentra a una temperatura dada, la cual se produce desde su medio interno en todas las direcciones del exterior, depende de la emisión de ondas del organismo y del intercambio que se da entre este y los objetos que se

encuentran en el entorno. Es una de las formas más eficaces de pérdida de calor, puesto que esta se realiza de forma involuntaria. 

Evaporación

Es un proceso de transición de fase que experimenta una sustancia a partir de un estado líquido a un estado de vapor o gas.es un proceso endotérmico ya que requiere calor para generar la transición de fase, es decir, el calor necesario para vencer las fuerzas de cohesión molecular que se encuentran en la fase líquida y en el trabajo de expansión cuando se vaporiza el líquido.

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Determinantes fisiológicas de cada uno de los mecanismos de transferencia: Conducción:

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Es la pérdida de pequeñas cantidades de calor corporal al entrar en contacto directo la superficie del cuerpo con otros objetos más fríos como una silla, el suelo, una cama, etc. Habitualmente, por este mecanismo, se puede llegar a una pérdida de calor corporal del 3%. Cuando el cuerpo humano entra en contacto con una superficie que posee menos temperatura, se produce la conducción de calor hacia el objeto hasta alcanzar un equilibrio térmico, al alcanzar una estabilidad térmica el objeto con el que se encuentra en contacto el cuerpo humano, actúa como un aislante, esto con el objetivo, para evitar más pérdidas de calor por parte del cuerpo humano. Esta forma de transferencia de calor es posible gracias a la estructura de nuestro cuerpo, de las distintas capas que posee (músculo, hueso, grasa y piel), las que se unen para poder llevar a cabo la conducción. 

Convección:

Es la transferencia de calor desde el cuerpo hasta las partículas de aire o agua que entran en contacto con él. Estas partículas se calientan al entrar en contacto con la superficie corporal y posteriormente, cuando la abandonan, su lugar es ocupado por otras más frías que a su vez son calentadas y así sucesivamente. En cuanto, al cuerpo humano, las moléculas de fluidos, al no ser estáticas, es decir, al estar en movimientos, estas chocan con la superficie de nuestro cuerpo (piel) y se desplazan, pudiendo de esta forma tomar cierta cantidad de calor de nuestro cuerpo. La pérdida de calor es proporcional a la superficie expuesta y puede llegar a suponer una pérdida de hasta el 12%. Convección Forzada: fenómenos como la vasodilatación y la vasoconstricción de las arterias propician el aumento o la poca frecuencia de transferencia de calor. 

Radiación:

La pérdida de calor por radiación significa pérdida de calor en forma de rayos infrarrojos, que son ondas electromagnéticas. Es decir, existe un intercambio de energía electromagnética entre el cuerpo y el medio ambiente u objetos más fríos y situados a distancia. La cantidad de radiación emitida varía en relación al gradiente que se establece entre el cuerpo y el medio ambiente. Hasta el 60% de la pérdida de calor corporal puede tener lugar por este mecanismo. Algunas de las razones por las que el cuerpo transfiere y recibe calor por medio de la radiación se la debe a la piel, ya que por medio de ella puede recibir o transferir calor, ya que la piel absorbe estas ondas electromagnéticas y por medio de la piel también las irradia, cabe recalcar que nuestro cuerpo es un sistema abierto, es decir, que intercambia tanto materia como sustancia con el entorno. La cantidad de calor que se puede transferir va a depender del grado de temperatura en el que se encuentre el cuerpo, a mayor temperatura, mayor radiación va a enviar y/o recibir. Por tanto, la transferencia de calor por medio de radiación depende demasiado de la temperatura en la que se encuentren los cuerpos ya sea que reciba o que transfiera. 

Evaporación:

Es la pérdida de calor por evaporación de agua. En lo dicho anteriormente sobre la radiación, convección y conducción observamos que mientras la temperatura del cuerpo es mayor que la que tiene el medio vecino, se produce pérdida de calor por estos mecanismos. Pero cuando la temperatura del medio es mayor que la de la superficie corporal, en lugar de perder calor el cuerpo lo gana por radiación, convección y conducción procedente del medio vecino. En tales circunstancias, el único medio por el cual el cuerpo puede perder calor es la evaporación, esto con el objetivo de evitar la variación de la temperatura interior; llegando entonces a perderse más del 20% del calor corporal por este mecanismo.

3. Sistema Termorregulador: componentes. termorreguladoras al frio y al calor.

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Funcionamiento.

Componentes del sistema termorregulador y funcionamiento.

Respuestas

Se define la TERMORREGULACIÓN como un complejo sistema encargado de mantener constante la temperatura (Tª) del medio interno. Dicho sistema está constituido por tres componentes:  VÍAS AFERENTES TERMOCEPTIVAS: Distintos tipos de sistemas de recogida de información térmica que la dirigen hasta los centros de integración. 

Termorreceptores profundos:

Corpúsculos de Ruffini Son receptores sensoriales cutáneos, es decir localizados en la piel, siendo especializados en percibir variaciones de temperatura por encima o por debajo de la temperatura corporal. Se localizan tanto en la dermis como en la hipodermis de la piel

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Termorreceptores superficiales:

Corpúsculos de Krause se ocupan de la sensación de frío en la piel.

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Las Fibras tipo delta y fibras C:

Son las encargadas de conducir las sensaciones térmicas hacia la medula espinal

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Fascículo espinotalámico lateral:

Neuronas encargadas de conducir la información hacia el centro integrador.

 CENTROS DE INTEGRACIÓN:

Centros coordinados encargados de integrar la información térmica aferente, elaborar un juicio sobre la situación de la temperatura corporal, y emitir respuestas que o bien modifican la Tª corporal (aumentándola o reduciéndola) o bien la mantienen intacta. El hipotálamo es el órgano de control de la homeostasia corporal, a través del sistema nervioso autónomo y neuroendocrino.

 VÍAS EFERENTES TERMOEFECTORAS: Distintos tipos de sistemas que permiten elevar o reducir temperatura corporal según el dictado de los centros reguladores. 

Vías eferentes simpáticas: Se manifiestan a través de tejido adiposo pardo, vasos sanguíneos, corazón.

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Vías eferentes somáticas: A través del músculo Esquelético.

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Respuestas termorreguladoras al frio y al calor

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Respuesta termorreguladora al calor

Casi todo el calor producido en el organismo se genera en los organos profundos, en particular en el hígado, el cerebro y el corazón, y también en los musculos esqueléticos durante elejercicio. Luego, este calor pasa de los organos y tejidos internos hasta la piel, donde se pierde hacia la atmósfera y el entorno. Como ya se ha dicho antes, el ser humano desprende calor al medio ambiente principalmente mediante una combinación de procesos secos (radiación y convección) y evaporación. Para facilitar este intercambio, se activan y regulan los dos principales sistemas efectores: vasodilatación periférica y sudoración. Aunque la vasodilatación periférica suele producir pequeños aumentos en la pérdida de calor seco (radiactivo y conectivo), su principal función es transferir calor del interior del cuerpo a la periferia (transferencia interna de calor), mientras que la evaporación de sudor constituye un medio extremadamente eficaz para enfriar la sangre antes de que regrese a los tejidos corporales profundos (transferencia externa de calor).

 Vasodilatación periférica La cantidad de calor transferido del núcleo a la periferia depende del flujo sanguíneo periférico (FSP), el gradiente de temperatura entre el centro y la periferia y el calor específico de la sangre (algo inferior a 4 Kg/°C por litro de sangre). El calor metabólico es transmitido constantemente a la piel por convección para su disipación. Por el contrario, en condiciones de hipertermia severa, como cuando se realiza un trabajo pesado en condiciones de calor, el gradiente térmico del centro a la piel es menor y la transferencia de calor necesaria se consigue con un gran aumento del Flujo Sanguíneo Periférico. En la vasodilatación activa intervienen las señales de los nervios simpáticos enviadas del hipotálamo a las arteriolas de la piel, aunque se desconoce cuál es el neurotransmisor que participa en este proceso. Como ya se mencionó antes, el FSP es el principal responsable del aumento de Tc  Sudoración En el ser humano, el sudor es secretado por entre2y4 millones de glándulas sudoríparas ecrinas repartidas de manera no uniforme por la superficie del cuerpo, secretan sudor directamente a la superficie de la piel. Es un sudor inodoro, incoloro y relativamente diluido, puesto que se ...