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terça-feira, 1 de janeiro de 2008 - 00:00

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A Homeotermia

por: Colunista Portal - Educação

1. A Geração de Calor

Um animal pode se aquecer recolhendo calor do meio onde vive ou graças ao calor produzido em seu próprio corpo. Em todos os processos bioquímicos, uma parte da energia é perdida na forma de calor. Na respiração celular, menos da metade da energia da glicose é transferida para as moléculas de ATP; o restante é dissipado.

Na maioria dos animais, a taxa metabólica é baixa e a perda de calor para o meio é maior que sua capacidade de geração de calor; seu balanço térmico é negativo e sua temperatura é inferior à do meio. Animais cujos tecidos são bem nutridos e ricamente oxigenados, em função da eficiência de seus sistemas circulatório e respiratório, mantêm uma taxa metabólica muito alta, com elevada produção de calor. Esses animais apresentam balanço térmico positivo: geram uma quantidade de calor maior que a que perdem para o meio.

Apenas aves e mamíferos são homeotermos, o que se relaciona com seu tipo de respiração e de circulação: têm pulmões com grande área de trocas gasosas e circulação dupla e completa. Dessa forma, mantêm seus tecidos ricamente oxigenados, condição necessária para a manutenção da taxa metabólica elevada. Eles obtêm o oxigênio do ar atmosférico, muito mais rico nesse gás que a água.

Um animal pecilotermo tem a temperatura corporal variando de acordo com a temperatura ambiente. Como a atividade das enzimas depende da temperatura corporal, a taxa metabólica será tanto maior quanto maior for a temperatura ambiente.

2. O hipotálamo e a Homeotermia

O hipotálamo é uma das regiões do sistema nervoso central responsáveis pela manutenção da vida. Controla a sede, a fome, as glândulas endócrinas, as gônadas e a temperatura corporal. Nele está localizado o grupo de neurônios que formam o centro termorregulador, que é ao mesmo tempo sensor e controlador da temperatura corporal. Ali existem neurônios que avaliam a temperatura do sangue que passa pelo hipotálamo, o que reflete a temperatura corporal. Recebe informações sobre a temperatura do ambiente, vindas dos receptores cutâneos, e a partir dessas informações, integrando a temperatura ambiente com a temperatura corporal, desencadeia mecanismos de ajustes que aumentam ou diminuem a geração e a dissipação de calor. Tais ajustes são possíveis graças às conexões que o centro termorregulador estabelece com o córtex cerebral, com o sistema nervoso autônomo e com a hipófise, como veremos a seguir.

Cada animal homeotermo tem uma temperatura corporal ótima, na qual seu corpo é mantido. Essa temperatura constitui o ponto de ajuste do centro hipotalâmico, chamada set point que, no ser humano, é 36,7 º C.

Poucas atividades metabólicas acontecem em temperaturas diferentes de 36,7 ºC. Uma delas é a espermatogênese, que ocorre em temperatura 1 a 2 ºC inferior à temperatura corporal. Os testículos permanecem na bolsa escrotal, fora da cavidade abdominal e, portanto, mais frios que o restante do corpo.

3. A Termorregulação

Manter a temperatura corporal constante depende de um equilíbrio entre a geração e a dissipação de calor. Se um animal está em um ambiente frio, haverá aumento em sua termogênese e diminuição na perda de calor. Em locais quentes, ocorrerá o contrário: a dissipação aumentará e a geração de calor diminuirá. Os processos implicados nesse controle são classificados em duas categorias: mecanismos inespecíficos e mecanismos específicos de termorregulação.

Mecanismos Inespecíficos

Os mecanismos inespecíficos não estão sob controle neurológico, e dependem apenas de algumas propriedades físicas das substâncias que compõem o corpo dos animais.

Uma dessas substâncias é a água, que representa a maior porcentagem da massa dos animais. A água tem um elevado calor específico, ou seja, perde ou recebe muita energia sem que sua temperatura varie muito. Dessa forma, a presença de grandes quantidades de água atua como um "amortecedor térmico", evitando grandes oscilações. O corpo dos animais tem grande capacidade térmica. Mesmo que ganhe ou perca muita energia, como seu calor específico é alto, a temperatura corporal pouco varia.

Outro mecanismo inespecífico de controle de temperatura é a existência, embaixo da epiderme, de uma camada de gordura, que conduz mal o calor. Essa camada subcutânea funciona como isolante térmico, diminuindo a intensidade das trocas e, principalmente, da dissipação de calor para o ambiente. Além disso, as gorduras são moléculas orgânicas ricas em energia, e sua oxidação é uma importante forma de gerar calor.

Mecanismos Específicos

Trata-se de um grande conjunto de ajustes fisiológicos presentes apenas nas aves e nos mamíferos, embora se acredite que os grandes répteis primitivos apresentavam alguma capacidade de termorregulação.

Os mecanismos específicos dependem do papel controlador do hipotálamo, que analisa as informações recebidas sobre as temperaturas corporal e do ambiente. Dependem, ainda, das conexões existentes entre o hipotálamo, outras estruturas controladoras e as estruturas efetoras.

Tremores e transpiração representam alguns dos mecanismos específicos de termorregulação. Para facilitar o entendimento desses mecanismos, vamos dividi-los em duas categorias: adaptações ao frio e adaptações ao calor.

 a- Adaptações ao Frio

Baixas temperaturas tendem a esfriar o corpo, o que é percebido pelos receptores hipotalâmicos e informado aos neurônios controladores. A geração de calor nos animais homeotermos aumenta, e a dissipação de calor diminui. O córtex cerebral, conectado ao hipotálamo, desencadeia ajustes comportamentais úteis, como encolher o corpo, procurar locais abrigados, etc..

As arteríolas da pele se contraem (vasoconstrição superficial), diminuindo a chegada de sangue na superfície, e quanto menos sangue chega à pele, menos calor é dissipado. Logo, a vasoconstrição superficial permite a retenção de calor.

O sistema nervoso simpático determina a contração do músculo eretor dos pêlos, nos mamíferos, ou das penas, nas aves, estruturas que atuam como isolantes térmicos. O eriçamento (ou "arrepio") aumenta a eficiência do isolamento, criando ao redor do corpo um "bolsão de ar" entre os pêlos ou as penas. Quanto mais pêlos ou penas o animal tiver, mais eficaz será esse sistema de proteção.

Ambientes frios também estimulam a geração de calor. Há uma nítida elevação do tônus muscular, os músculos ficam mais tensos e chegam mesmo a tremer. Os tremores são uma forma importante de aumentar a geração de calor e aquecer o corpo.

O aumento na geração de calor ainda pode ser obtido pela elevação na taxa metabólica. No frio, a hipófise aumenta a secreção de TSH e a de ACTH, que estimulam a produção de tiroxina e de cortisol pela tireóide e pela adrenal, respectivamente. A tiroxina eleva a taxa metabólica e o cortisol aumenta a oferta de ácidos graxos e de carboidratos, elevando a capacidade de geração de calor. A adrenalina também é liberada em maior quantidade, no frio intenso, com efeitos semelhantes aos desses dois outros hormônios.
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