Termorregulação
Referência : Moreira, C., (2015) Termorregulação, Rev. Ciência Elem., V3(3):156
Autor: Catarina Moreira
Editor: José Feijó
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2015.156]
Conjunto de mecanismos fisiológicos, estruturais e comportamentais que permitem a alguns animais manter a temperatura corporal dentro de alguns limites, independentemente das oscilações de temperatura do meio externo. A termorregulação é por isso um mecanismo de homeostasia.
Os animais de acordo com as estratégias adoptadas face às alterações da temperatura ambientais, podem ser classificados como:
- homeotérmicos: animais que têm a capacidade de regular a temperatura corporal a um nível constante
- poiquilotérmicos: animais cuja temperatura corporal varia com as alterações de temperatura do meio
- heterotérmicos: animais que têm uma capacidade temporária de de regular a temperatura corporal a um nível constante (por exemplo, um animal durante o período de hibernação)
outra classificação possível baseia-se nas fontes de calor que determinam a temperatura corporal, e neste caso os animais podem ser:
- ectotérmicos: dependem largamente das fontes de calor externas para manter a temperatura
- endotérmicos: conseguem regular a temperatura corporal produzindo calor metabólico ou adoptando mecanismos que induzam a perda de calor activamente.
Os mamíferos e as aves são endotérmicos, todos os outros animais são ectotérmicos, em regra.
Ectotérmicos
Os animais ectotérmicos por vezes usam estratégias comportamentais para regular a temperatura corporal. Por exemplo, os lagartos expõem-se ao sol muito vezes em cima de rochas para aquecerem rapidamente e quando a temperatura é muito alta refugiam-se à sombra ou mesmo nas tocas mais frescas. À noite, quando a temperatura baixa, muitas vezes refugiam-se em tocas subterrâneas uma vez que a temperatura do solo é superior à do ar. Os endotérmicos também utilizam muitas vezes mecanismos comportamentais, por exemplo, os humanos vestem roupas diferentes consoante a estacão do ano.
A termorregulação fisiológica não é exclusiva dos endotérmicos. Ambos ecto e endotérmicos podem alterar a taxa de trocas de calor entre o corpo e o ambiente controlando o fluxo sanguíneo superficial. As iguanas marinhas das Galápagos, por exemplo, controlam o fluxo sanguíneo superficial. Quando a temperatura do corpo é próxima da temperatura da água do mar, isto é, relativamente baixa, ficam mais lentas e mais vulneráveis a predadores, e com um digestão menos eficiente. Assim, alternam entre se alimentarem de algas no mar e a exposição ao sol nas rochas. Para ajustar a temperatura do corpo os vasos sanguíneos superficiais contraem – vasoconstrição, quando a iguana mergulha e dilatam – vasodilatação, quando se expõe ao sol. Adicionalmente, alteram a taxa cardíaca, quando mergulham o seu batimento cardíaco é reduzido o que em conjunto com a vasoconstrição reduz o fluxo de sangue na superfície e osangue mais quente circula no interior do corpo, perdendo menos calor.
Alguns peixes , como o atum e o tubarão branco, são velozes nadadores e conseguem manter a temperatura do corpo 10-15 ºC superior à da água envolvente. O calor é produzido nos músculos natatórios é mantido por um mecanismo de circulação sanguínea de contracorrente.
Endotérmicos
Os animais endotérmicos respondem às alterações de temperatura ambiental variando a taxa de produção de calor metabólico. Dentro de um intervalo de temperaturas reduzido – zona termoneutra – a taxa metabólica é baixa e independente da temperatura. A taxa metabólica de um animal em repouso à temperatura neutra denomina-se taxa metabólica basal. Um animal a hibernar consome apenas a energia necessária para manter as funções metabólicas vitais.
Os mamíferos utilizam dois mecanismos para produzir calor: tremores e calor metabólico. As aves utilizam apenas o tremor para produzir calor: os músculos esqueléticos contraem-se um contra os outros em movimentos mínimos sem produzir um comportamento observável, consumindo ATP que é convertido em ADP e calor. Os animais que não usam os tremores como mecanismo termorregulador variam de estratégias: alguns possuem um tecido especializado, a gordura castanha, rica em mitocôndrias e altamente vascularizada. Outros alteram o seu isolamento térmico, nos humanos a roupa, noutros mamíferos a pelagem. Podem também alterar o fluxo sanguíneo superficial, como a iguana. Existem ainda outros mecanismos: por exemplo, o lobo no inverno quando anda sobre a neve mantém a temperatura das almofadas palmares acima dos zero graus por vasoconstrição, mantendo o fluxo mínimo do resto do corpo para as patas. Quando a temperatura atinge quase os zero graus dilata um pouco os vasos permitindo a circulação de sangue mais quente naquela zona. Para perder calor um dos mecanismos mais efectivos é a perda de água por evaporação. Através da transpiração ou de arfar os animais podem perder quantidades de água suficientes para baixar a temperatura do corpo. No entanto, estes são também processos activos e por isso produzem calor metabólico em simultâneo.
Todos estes mecanismos termorregulatórios e adaptações são comandadas por um sistema central que integra a informação, o termóstato dos vertebrados, o hipotálamo. A temperatura do hipotálamo é o factor de feedback mais importante. Por exemplo, o arrefecimento nos mamíferos leva o hipotálamo a estimular a vasoconstrição cutânea e aumento da taxa metabólica com produção de calor. Nos seres humanos, assim como na maioria dos mamíferos, a regulação da temperatura é feita através da interacção coordenada do sistema nervoso e o sistema endócrino. A temperatura é mantida perto dos 36-37ºC, mobilizando um rede de interacções que inclui as seguintes etapas:
O sistema nervoso regula a temperatura corporal dentro de determinados valores por um mecanismo de retroacção negativa. Quando a temperatura sobe os órgãos efectores desencadeiam acções destinadas a fazê-la baixar e quando ela baixa o inverso.
Materiais relacionados disponíveis na Casa das Ciências:
- Trocas de calor em contracorrente e vasoconstrição seletiva, veja diferentes estratégias de termorregulação fisiológica.
Criada em 20 de Outubro de 2009
Revista em 15 de Setembro de 2010
Aceite pelo editor em 06 de Fevereiro de 2012
