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Dr. Fernando D. Saraví Las aves y mamíferos son los únicos animales endotermos u homeotermos, es decir, capaces de mantener una temperatura corporal [TC] constante y relativamente independiente de la temperatura ambiental. La independencia de la temperatura ambiental tiene la ventaja de mantener la constancia de diversos procesos fisiológicos, incluido el funcionamiento del sistema nervioso y los músculos. Una desventaja obvia es que los animales homeotermos no pueden soportar temperaturas bajas que no causan inconvenientes a los animales poiquiotermos (ectotermos). Un ser humano flotando en el agua fría muere en poco tiempo de hipotermia (Fig. 1), mientras los peces pueden nadar sin problemas en las mismas aguas. Nótese que incluso en condiciones óptimas de aislación térmica, el tiempo de supervivencia es breve si la temperatura del agua es próxima a 0 ºC. La relativa constancia de la TC en los homeotermos es importante porque: 1. La tasa de los procesos metabólicos depende de la TC. 2. Las variaciones extremas de TC producen daño tisular directo. La temperatura corporal influye en la actividad enzimática. Dentro del rango fisiológico de temperatura, las reacciones metabólicas aumentan su tasa entre 2 y 3 veces por cada 10 ºC de aumento en la TC; este factor se denomina Q10. La temperatura aumenta las demandas metabólicas. En la práctica clínica, en los pacientes con fiebre se estima que el requerimiento de líquidos y calorías de los alimentos aumenta 13 % por cada grado de aumento en la TC. Las temperaturas muy bajas o muy elevadas causan daño directo a las células y tejidos. Las temperaturas de 45 ºC o superiores causan desnaturalización de las proteínas (como le pasa a la albúmina de la clara en un huevo duro). Las temperaturas de congelación causan la formación de cristales de hielo, que afectan las células tanto por el daño mecánico que tales cristales pueden causar como por concentración de los solutos (ver FISICOQUÍMICA DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES) y desnaturalización de las proteínas por deshidratación. En las décadas recientes, los avances técnicos permiten mantener células viables a temperaturas muy bajas por tiempo indefinido (por ej., óvulos, espermatozoides y aún embriones). No obstante, en general el ser humano es mucho menos resistente a la hipotermia que sus células individuales, ya que la muerte se produce por paro cardíaco o depresión respiratoria a temperaturas inferiores a 28 ºC, muy por encima del punto de congelación. LAS TEMPERATURAS CORPORALES Aunque en la práctica se habla de “la temperatura corporal”, en realidad los diferentes órganos y tejidos se encuentran a temperaturas diferentes. Esto es obvio por una consideración termodinámica básica, a saber: que el calor sólo puede fluir espontáneamente de un sitio con mayor temperatura a un sitio con menor temperatura. Por tanto, los órganos que producen más calor (en reposo, el cerebro, el hígado y el corazón) deben hallarse a una temperatura mayor que la sangre y los tejidos que los circundan. A pesar de lo dicho, en la práctica se considera el organismo como formado por dos Intercambio de calor con el ambiente y regulación de la temperatura corporal Posgrado-00 Sello Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 2 partes desde el punto de vista térmico: un centro con mayor temperatura y una corteza con menor temperatura. El centro está conformado por el sistema nervioso central y las vísceras y posee una temperatura central próxima a 37 ºC en reposo. En el resto del cuerpo las temperaturas son menores; por ej., en un ambiente en un ambiente térmicamente confortable o neutro (20 a 25 ºC), donde el individuo con ropa liviana no experimenta frío ni calor, la temperatura de la piel es de 32 a 34 ºC. La extensión del centro y de la corteza varía con la temperatura externa (Fig. 2). En un ambiente frío, el centro se limita a los órganos centrales y la corteza se extiende varios centímetros por debajo de la superficie corporal. Por el contrario, en un ambiente caluroso, una mayor proporción del cuerpo se encuentra a la temperatura central y la corteza se adelgaza notablemente. La misma temperatura central tampoco es totalmente constante ni siquiera en reposo, pues está sujeta a una variación circadiana de 1 ºC en el adulto joven y algo menor en el anciano. Las temperaturas mayores se alcanzan al atardecer (Fig. 3). En la mujer en edad reproductiva, la temperatura central es de 0.3 a 0.7 ºC mayor durante la fase lútea del ciclo, aunque el ciclo circadiano se conserva. TERMOMETRÍA Los cambios en la temperatura corporal han sido tenidos en cuenta como signo de enfermedad desde el tiempo de Hipócrates. Sin embargo, no fue sino hasta la segunda mitad del siglo XIX que dichos cambios fueron cuantificados. En 1868, Carl Wunderlich publicó los resultados de lecturas de temperatura axilar con un termómetro de 30 cm en 25 000 pacientes y estableció que la temperatura axilar normal es de 36.3 a 37.5 ºC. Por la misma época, Thomas C. Allbutt inventó un termómetro de 15 cm, mucho más práctico. Termómetro clínico El termómetro clínico clásico es de tipo analógico. Se basa en la dilatación volumétrica de un líquido, que se produce cuando aumenta su temperatura. Un líquido tal, ahora en desuso por ser un contaminante ambiental, era el mercurio. No obstante, puede reemplazarse por otros fluidos, adecuadamente coloreados, cuyo coeficiente de dilatación se conozca para poder calibrar la escala de temperatura. Al igual que los termómetros corrientes de uso en el laboratorio, los termómetros clínicos constan de un reservorio con el líquido dilatante y una columna con una escala de temperatura. El termómetro clínico se caracteriza por una escala menos amplia que un termómetro de laboratorio, pero principalmente porque es lo que se denomina un termómetro de máxima, cuya columna líquida queda en el nivel máximo de temperatura que haya registrado, a menos que se lo sacuda vigorosamente. Esto se logra mediante una constricción que impide el retorno espontáneo del líquido al reservorio. Para mejorar la visualización de la columna líquida, el termómetro está construido como una lente cilíndrica (Fig. 4). Los termómetros clínicos demoran 3 a 5 min en equilibrarse. Termómetros electrónicos Hay dos clases de termómetros electrónicos, según el elemento sensor, aunque en ambos casos la temperatura medida se lee en una pantalla digital. En general, permiten una lectura más rápida, aunque no necesariamente más exacta, que los Los termómetros con termistores se colocan en contacto con el sitio a medir y se basan en el cambio de resistencia del circuito causado por la temperatura. Un segundo tipo de termómetro electrónico es el llamado infrarrojo, que emplea un sensor para estimar la temperatura del objeto a medir según el espectro de emisión en el rango infrarrojo. Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 3 Sitios de determinación Desde el punto de vista clínico interesa obtener una estimación confiable de la temperatura central. Los lugares más frecuentemente empleados a tal efecto son la boca, la axila, el recto y el tímpano. En investigación se emplea también la temperatura esofágica. A los efectos de evaluar la exactitud de cada sitio, la referencia más confiable es la temperatura de la sangre en la arteria pulmonar, la cual desde luego exige un procedimiento invasivo. La temperatura oral es ~ 0.4 ºC inferior a la temperatura en la arteria pulmonar. El termómetro tarda 5 min en equilibrarse. La temperatura oral puede ser infuenciada por la respiración, la temperatura ambiental en la cara, y la ingesta de líquidos fríos o calientes antes de la determinación. Este sitio no debe emplearse en niños pequeños, porque ellos a menudo muerden el termómetro (también puede ocurrir lo mismo, involuntariamente, en un pacientecon escalofríos). La temperatura axilar es accesible y segura, pero no muy confiable. Es influenciada por la temperatura y humedad ambientales, el sudor y el vello axilar. Tiene escasa sensibilidad para detectar fiebre. La temperatura rectal es probablemente, de los sitios usuales, la que mejor indica la temperatura central. El termómetro debe insertarse varios centímetros por dentro del esfínter anal externo. Su principal limitación es la molestia asociada con su obtención, por razones obvias. También se ha asociado con brotes de infección por contaminación (esto puede impedirse con el uso de sondas descartables). La temperatura timpánica se determina con un termómetro digital de tipo infrarrojo. Se puede emplear en niños mayores de 3 años y puede estimar adecuadamente la temperatura central, pero su exactitud depende de la destreza del operador. Temperaturas normales en reposo La Tabla 1 proporciona valores medios y rangos normales de temperatura para hombres y mujeres. En la interpretación de la temperatura corporal, debe siempre recordarse la variación circadiana. Una temperatura de 37.4 ºC puede ser anormal a las 8, pero está dentro de lo normal a las 18. EQUILIBRIO TÉRMICO El mantenimiento de una TC normal exige que el cuerpo disipe en la unidad de tiempo la misma cantidad de calor que produce. Si la cantidad de calor producida es mayor que la eliminada, la TC aumenta; y si la cantidad eliminada es mayor que la producida, la TC disminuye. El equilibrio térmico del cuerpo se resume en la siguiente ecuación: A = M – (E + R + C + K + W) (Ec. 1) Donde: A = Calor extra almacenado M = Tasa metabólica (energía disipada) E = Transferencia de calor por evaporación R = Transferencia de calor por radiación C = Transferencia de calor por convección K = Transferencia de calor por conducción W = Trabajo externo En condiciones de equilibrio térmico, A es cero y la TC permanece constante. Si A es positivo, la TC se eleva. M es siempre positiva. Los términos Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 4 dentro del paréntesis son generalmente positivos y representan pérdidas de energía como calor o como trabajo externo. No obstante, en condiciones particulares pueden ser negativos – es decir, representar ganancias de calor. Por ej., en un ser humano expuesto a una fuente intensa de radiación infrarroja, R es negativa; en un ambiente caluroso y muy húmedo, en lugar de evaporación puede haber condensación de agua sobre la piel y E es negativa; un viento caliente puede hacer que C sea negativa, y el contacto con una superficie con mayor temperatura que la piel torna a K negativa. Cuando A es diferente de cero, la TC se eleva cuando A es positiva y decrece si A es negativa. Normalmente los cambios de A son pasajeros y la TC varía solamente de manera transitoria hasta que se ponen en marcha los mecanismos fisiológicos de ajuste. No obstante, si los cambios en A son intensos y sostenidos, los mecanismos termorreguladores pueden ser superados y se producirá hipertermia o hipotermia crecientes, que persistirán hasta que el estrés térmico ceda o se produzca el deceso. La unidad de energía en el Sistema Internacional de unidades es el joule (J), aunque en metabolismo y termorregulación también se emplea la caloría (cantidad de calor necesaria para elevar 1 ºC la temperatura de 1 g de agua); una caloria equivale a aproximadamente 4.2 J y, por tanto, 1 kCal ~ 4.2 kJ. El contenido calórico QT (energía térmica) de un cuerpo a la temperatura T es el producto entre T y su capacidad calorífica CT. La capacidad calorífica es el producto de la masa m del cuerpo por el calor específico CE del mismo. El calor específico es la cantidad de calor necesaria para aumentar en 1 ºC la temperatura por cada unidad de masa. Así, QT = m . CE . T QT = CT . T (Ec. 2) Debido principalmente a su contenido acuoso, el cuerpo humano tiene un alto calor específico (0,82 kCal/ºC/kg ≅ 3,45 kJ/ºC/kg). Por tanto, un sujeto de 70 kg con una temperatura de 36.5 ºC (309.65 K; 1 ºC = 1 K) tiene un contenido calórico de: 70 kg . 0.82 kCal/ºC/kg . 309.65 K ~ 18 000 kCal Lo cual equivale a 75 MJ. Intercambio de calor A continuación se reseñan los mecanismos de producción y de disipación de calor, llamados termogénesis y termolisis, respectivamente. MECANISMOS TERMOGÉNICOS Los procesos que generan calor en el cuerpo son: 1. El metabolismo basal 2. La acción dinámica de los alimentos 3. La actividad muscular voluntaria 4. Los escalofríos (actividad muscular involuntaria). 5. La producción de calor en la grasa parda. Metabolismo basal El metabolismo basal o tasa metabólica basal corresponde al calor disipado por un individuo sano, despierto pero inmóvil, en un ambiente tranquilo y térmicamente confortable. El sujeto debe tener un ayuno de 12 h y no haber realizado actividad física en la hora anterior a la determinación. Corresponde entonces al gasto metabólico en ausencia de estímulos ambientales, procesos digestivos y actividad física. El metabolismo basal no es, como a veces se afirma, el mínimo compatible con la vida. Por ej., el metabolismo disminuye 30 % durante el sueño. Los procesos fisiológicos responsables de generar calor en condición basal incluyen reacciones químicas, transporte activo transmembrana y actividad muscular, principalmente de los músculos respiratorios y del miocardio. En reposo, los principales generadores de calor en proporción a su tamaño son el cerebro y el hígado (16 % cada uno) y el corazón y los riñones (8 % cada uno). La contribución del músculo esquelético es importante (20 %), pero debido principalmente a Tabla 1: Temperaturas corporales normales. Varones Mujeres Sitio Media Rango Media Rango Oral 36.7 35.7 a 37.7 36.2 33.2 a 38.1 Rectal 37.0 36.7 a 37.5 37.0 36.8 a 37.1 Timpánico 36.5 35.5 a 37.5 36.6 35.7 a 37.5 Sund-Levander M y col. Scand J Caring Sci 16: 122-128, 2002. Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 5 su masa (30 kg en la mujer joven y 45 kg en el varón joven, en término medio). Durante el ejercicio, la producción de calor en el músculo esquelético corresponde a 90 % del total (Tabla 2). La tasa metabólica basal depende del tamaño de la persona, por lo cual se lo suele expresar por m2 de superficie corporal o por kg de masa corporal. Así expresada, es mayor en el varón que en la mujer; además, se observa que, en ambos sexos es máximo en el nacimiento y se reduce progresivamente con la edad. La disminución es más acentuada durante las primeras dos décadas en las mujeres y las primeras tres décadas en los varones (Fig. 5). En un adulto joven, en condición basal se produce aprox. 1 kCal/h/kg (≅ 1.2 W/kg). Un sujeto de 70 kg produce entonces aprox. 80 W de calor, es decir, aproximadamente el mismo calor que una lámpara incandescente. Acción dinámica de los alimentos La digestión y procesamiento metabólico de nutrientes absorbidos en el tubo digestivo aumenta en 20 a 30 % el metabolismo basal (fenómeno llamado acción dinámica de los alimentos). Las proteínas son los nutrientes con mayor acción dinámica (Fig. 6). Parte del aumento del metabolismo causada por los alimentos puede deberse a la termogénesis en la grasa parda (que se trata luego). Contracción muscular voluntaria Durante el ejercicio físico la termogénesis aumenta, y la mayor parte del calor es generado por el músculo activo (90 % cuando la tasa metabólica es 10 veces superior a la basal). Durante el ejercicio intenso, la producción de calor puede llegar a 1200 W, el mismo calor que produce una plancha o una estufa eléctrica. La contribución de la actividad física voluntaria al gasto energético total es variable. En un sujeto moderadamente activo, es de ~ 30 % (Fig. 7). En un sujeto sedentario, puede ser ~ 15 %, y el 75 % corresponder a la tasa metabólica basal. Contracciónmuscular involuntaria Los escalofríos son una forma involuntaria de contracción del músculo esquelético iniciada en forma refleja frente a la exposición al frío. Estas contracciones no producen trabajo externo pero generan calor derivado de la síntesis e hidrólisis de ATP. Termogénesis en la grasa parda La producción de calor en la grasa parda es un mecanismo termogénico especial, que se denomina termogénesis facultativa y es independiente de la actividad muscular. La grasa parda es un tejido adiposo exclusivo de los mamíferos y metabólicamente diferente de la grasa blanca. La función conocida de la grasa parda es la de contribuir al mantenimiento de la TC en ambientes fríos. Se ha postulado que la grasa parda también puede participar en la regulación de la masa corporal. Aunque esta función no se ha demostrado, es tema de activa investigación. La grasa parda debe su color a los citocromos de sus abundantes mitocondrias. Las mitocondrias de la grasa parda expresan la proteína termogenina o proteína desacoplante 1 (UCP1). Como se explica en FISIOLOGÍA DE LA GLÁNDULA TIROIDES, la termogenina permite desacoplar la fosforilación oxidativa de la síntesis de ATP para producir, en cambio, calor (Fig. 8). Además de ser estimulada por las hormonas tiroideas, la grasa parda posee una abundante inervación simpática y expresa β3- adrenoceptores. Tabla 2: Generación de calor en el cuerpo. Producción de calor (% del total) Órgano o tejido % de la masa corporal Reposo Ejercicio intenso Cerebro 2 16 1 Vísceras del tronco 34 56 8 Músculo y piel 56 18 90 Otros tejidos 8 10 1 Según C. B. Wenger (1998). Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 6 Pese a que varios estudios morfológicos habían sugerido la existencia de grasa parda en humanos adultos, el consenso era que este tejido solamente estaba presente y era funcional en recién nacidos y lactantes. No obstante, en 2009 se demostró, mediante tomografía de emisión de positrones, la existencia de grasa parda en adultos. Su distribución es similar a la observada en lactantes, con excepción de que los adultos carecen de la almohadilla de grasa parda interescapular (Fig. 9). También se hallan algunos adipocitos de grasa parda entre los adipocitos de la grasa blanca. La grasa parda constituye 2 a 5 % de la masa corporal en bebés, pero sólo 0.05 a 0.1 % de la masa corporal de los adultos. La grasa parda humana es más abundante en el sexo femenino que en el masculino (lo mismo ocurre en la rata). En ambos sexos, la masa de grasa parda tiende a decrecer con la edad y además es inversamente proporcional al índice de masa corporal. Aunque un humano de 70 kg posee sólo 35 a 70 g de grasa parda, se estima que cuando está estimulada al máximo puede generar calor equivalente a 20 % de la tasa metabólica basal (0.4 W/kg ó 16 W en un sujeto de 70 kg). Por tanto, la grasa parda puede contribuir significativamente a la producción de calor. Un estudio reciente demostró la activación metabólica de la grasa parda de seres humanos expuestos al frío. Se observó una relación inversa entre la magnitud de la activación de la grasa parda y los escalofríos, lo que sugiere que la termogénesis por la grasa parda es un mecanismo complementario a los escalofríos para aumentar la termogénesis. MECANISMOS TERMOLÍTICOS Considerando la capacidad calorífica del cuerpo, si se impidiera por completo la pérdida de calor, la temperatura corporal aumentaría 1 ºC/h en reposo y 10 ºC/h durante un ejercicio intenso. En otras palabras, si se suprimiese la pérdida de calor, se alcanzaría una TC incompatible con la vida al cabo de 7 h en reposo y de menos de 45 min en el ejercicio (suponiendo, claro, que el individuo pudiera mantener el nivel de actividad con semejante hipertermia). Estos ejemplos se mencionan para subrayar la importancia de la pérdida de calor. Las formas de pérdida de calor, ya mencionadas en la ecuación de equilibrio térmico, son (Fig. 10): 1. Conducción 2. Convección 3. Radiación 4. Evaporación La transferencia de calor entre el cuerpo y el ambiente obedece a principios biofísicos y siempre es directamente proporcional a la superficie en la cual se produce. Conducción La conducción es la transferencia de una parte de un cuerpo a otra, o entre dos cuerpos sólidos en contacto entre sí. En la superficie del cuerpo, la tasa de transferencia por conducción (K) depende directamente de la diferencia de temperatura (ΔT) entre la piel y el cuerpo en contacto con ella, de la superficie de contacto (S) y de la conductividad térmica del material (GT, (W/m2/ºC)), como sigue: K = S . GT . ΔT (Ec. 3: Conducción) Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 7 En un individuo de pie, rodeado de aire, la conducción solamente se produce en la superficie de contacto de los pies con el piso. La tasa de pérdida por conducción sería mayor si el individuo estuviera en decúbito (mayor superficie de intercambio). Por ej., un sujeto en decúbito sobre una superficie de madera (GT ~ 0.17 W/m2/ºC) con una superficie de contacto de 0.5 m2 y una diferencia de temperatura de 7 ºC tendrá una pérdida por conducción de sólo ~ 0.6 W. Si el material en contacto con la piel posee alta conductividad térmica GT la tasa de transferencia es mayor. Esto explica la sensación de frío que experimentamos al contacto con una superficie metálica (alta GT), en comparación con otras superficies, como madera o tela (baja GT) a igual temperatura. Convección La convección es una forma de transferencia de calor que se produce cuando la piel está en contacto con un medio fluido, como aire o agua. Existen dos formas de convección, llamadas espontánea (natural) y forzada. Para que se produzca convección, el calor debe primero conducirse al fluido. La convección espontánea solamente se produce en el campo gravitatorio. Depende de la propiedad del fluido de dilatarse y reducir su densidad. El aire en contacto con la piel se dilata, asciende por empuje y es reemplazado por aire frío, que a su vez se entibia y repite el ciclo (la convección natural es una razón por la cual conviene colocar los calefactores cerca del piso y los acondicionadores que emiten aire frío cerca del techo). La transferencia de calor por convección (C) natural se calcula según la siguiente ecuación: C = S . hC . ΔT (Ec. 4: Convección) donde ΔT es la diferencia de temperatura entre la piel y la capa superficial de fluido y hC es el coeficiente de transferencia de calor por convección (W/m2/ºC). El valor de hC depende del fluido; por ej. hC es decenas de veces mayor para el agua que para el aire, de modo que la pérdida por convección en el agua es mucho mayor que en el aire. La convección forzada se produce cuando el fluido en contacto con la piel está en movimiento. En este caso, para igual ΔT la transferencia de calor es mucho mayor, ya que depende de la energía cinética del fluido y no del empuje causado por el cambio de densidad. Son ejemplos de convección forzada el efecto refrigerante de un ventilador y el efecto refrigerante del agua corriente (comparado con el del agua en reposo). El valor de hC aumenta con la velocidad del fluido. Por ej., es de 5 W/m2/ºC con el aire en reposo, pero alcanza 20 W/m2/ºC con una brisa de sólo 9 km/h. En esta última condición, la pérdida por convección será cuatro veces mayor. Radiación Todo cuerpo que se encuentra por encima de 0 K emite radiación electromagnética, con una longitud de onda que depende inversamente de la temperatura absoluta. Dado que la velocidad de propagación de una onda es el producto de su longitud de onda y su frecuencia, también puede decirse que su frecuencia depende directamente de la temperatura absoluta. La radiación es una forma de transporte de energia que puede propagarse incluso en el vacío. Dado que las ondas electromagnéticas no necesitanun medio material para propagarse, la magnitud de la radiación no depende del aire que Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 8 rodea el cuerpo (excepto porque el vapor de agua y el CO2 del aire pueden absorber una pequeña parte de la energía irradiada). La transferencia de energía por radiación se calcula según la siguiente ecuación: R = S. δ . eP . (TP4 – TA4) (Ec. 5: Radiación) donde δ es la constante de Stefan-Boltzmann (~ 5.7 . 10-8 W/m2/ºC) y eP es la emisividad de la piel. La emisividad es una medida de la eficiencia de una superficie radiante, que varía entre 0 y 1. Para cualquier superficie, el valor de la emisividad es idéntico al de la absorbancia, es decir la capacidad de incorporar energía radiante. Una absorbancia de 1 significa que la superficie absorbe toda la energía radiante que llega. Una superficie que tiene una absorbancia 1 para la luz visible se ve negra, por lo cual los cuerpos con absorbancia 1 se denominan cuerpos negros. Los diferentes colores de la piel humana indican que la absorbancia para la luz visible es variable. No obstante, a la temperatura corporal el cuerpo irradia en frecuencias correspondientes al infrarrojo. Sin importar el color de la piel humana, su absorbancia y emisividad para el infrarrojo es de 0.97 a 0.99. Esto significa que, para la porción infrarroja del espectro, la piel se comporta como un cuerpo negro casi perfecto. La mayoría de las superficies – con la notable excepción de los metales pulidos – tiene absorbancia próxima a 1 para el infrarrojo. En el presente contexto, el término “superficie” se emplea en sentido amplio: una pared es una superficie, pero también lo es una llama o el cielo abierto. La superficie del cuerpo irradia hacia el ambiente, pero las superficies ambientales también irradian hacia el cuerpo. La ecuación 5 permite calcular la transferencia neta de energía radiante. Nótese que las temperaturas están elevadas a la cuarta potencia, lo que significa que pequeños cambios en las temperaturas producen grandes cambios en la energía transferida. Por ej., un sujeto con S = 1.8 m2, eP = 0.98 y TP = 32 ºC irradia en forma neta: 129 W si TA es de 20 ºC 77 W si TA es de 25 ºC y 22 W si TA es de 30 ºC. En la mayoría de las posturas corporales, sin embargo, la superficie radiante efectiva es menor que la superficie corporal. Esto se debe a que algunas partes del cuerpo se irradian mutuamente en lugar de irradiar al ambiente. Por ejemplo, en un individuo en posición de firme, se produce radiación entre el flanco y la cara interna de los miembros superiores y entre las caras internas de ambos miembros inferiores. La superficie radiante efectiva es máxima en posición erecta con las piernas separadas y los brazos en abducción. Los cambios en el calor perdido por radiación son la causa de la sensación de frío que se experimenta cuando uno ingresa en una habitación previamente fría, cuando la calefacción ya ha calentado el aire pero aún no calienta las paredes. La diferencia de temperatura entre la piel y las paredes aumenta sensiblemente la pérdida de calor por radiación. Evaporación Para que un líquido se evapore, debe absorber la energía calórica suficiente para cancelar las fuerzas de unión entre sus moléculas. La energía calórica necesaria para evaporar una unidad de masa líquida se denomina calor latente de evaporación Cev (se llama latente porque el calor se emplea para el cambio de estado, no para incrementar la temperatura del líquido). Por Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 9 ejemplo, el calor latente de evaporación del etanol es de 832 J/g. El Cev del agua es tres veces mayor que el del etanol. El Cev disminuye con la temperatura a la cual se produce la evaporación. A 100 ºC es de 2.26 kJ/g (0.54 kCal/g). A la temperatura de la piel, el Cev del agua es de ~ 2.43 kJ/g ó 0.58 kCal/g. Esto significa que cada gramo de agua que se evapora consume (disipa) 0.58 kCal de energía térmica. Por el contrario, cada gramo de agua que se condensa sobre la piel añade 0.58 kCal. La tasa neta de transferencia de agua evaporada al medio depende directamente de la diferencia entre la presión de vapor de agua de la piel (PV,P) y la presión de vapor del ambiente (PV,A). La correspondiente ecuación es: E = hev . S . (PV,P – PV,A) (Ec. 6: Evaporación) donde hev es un coeficiente que vale ~ 3 . 10-3 W/m2/Pa (ó 0.435 W/m2/mmHg si la presión se expresa en mmHg) . En la superficie de nuestro organismo se produce continuamente evaporación debido a la difusión de agua a través del estrato córneo de la piel, hasta la superficie. Este proceso se produce de manera imperceptible y no llega a humedecer la piel, pues el agua se evapora tan pronto difunde. Por ello se denomina perspiración insensible. Las manos y los pies son los sitios que presentan mayores tasas de perspiración insensible, seguidos por la cabeza y el cuello. Existe otra vía de pérdida de calor por evaporación, que es el aire espirado. En este caso, la evaporación se produce dentro de las vías aéreas, desde las mucosas húmedas hacia el aire. El aire que se exhala está saturado de vapor de agua a la temperatura corporal (a 37 ºC, PV = 47 mmHg ó ~ 6270 Pa). El calor empleado en entibiar el aire (seco) es ínfimo, debido al bajo calor especifico del aire (~ 1 kJ/kg/ºC). Con una temperatura ambiental de 25 ºC y una ventilación pulmonar de 6 L/min, solamente se disipan 12 kJ/día (~ 3 kCal/día). En ausencia de sudoración, el ser humano evapora diariamente 1 L (1 kg) de agua (55 % por perspiración y 45 % por espiración). Esto exige una energía de 540 kCal (2270 kJ). La pérdida de calor por evaporación alcanza valores muy superiores al mencionado cuando hay sudoración (ver más adelante). Aunque pueda parecer obvio, conviene subrayar que la sudoración es un efectivo mecanismo de termólisis solamente cuando el agua se deja evaporar. Si el sudor se enjuga o chorrea, se pierde agua y electrolitos pero no calor. Importancia relativa de las formas de pérdida de calor En un ambiente a 20 ºC, sin viento y con una humedad baja, la pérdida de calor se debe principalmente a la radiación (60 %). La mayor parte del resto (30 %) se debe a la evaporación (perspiración insensible + vapor en el aire espirado). El resto corresponde principalmente a la convección espontánea y a la conducción. Sin embargo, a 28 ºC la pérdida por evaporación es mayor que por radiación y convección (Fig. 11). Si existe movimiento del aire, la convección forzada adquiere importancia. Por otra parte, si la humedad relativa del ambiente es alta, la evaporación neta se reduce. Por esta razón el calor es mejor tolerado en aire seco que en aire húmedo. TRANSFERENCIA DE CALOR DENTRO DEL CUERPO Y HACIA LA PIEL La superficie de la piel puede estimarse a partir de la masa corporal y la talla mediante la ecuación de Dubois: S = 0.202/kg . M0.425 . A0.725 Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 10 (Ec. 7) donde M es la masa corporal en kg y A la talla en m; S queda expresada en m2. Un adulto de 1.60 m y 56 kg tiene una superficie corporal de 1.57 m2. Un adulto de 1.8 m y 85 kg tiene una superficie corporal de 2.04 m2. La contribución de cada segmento corporal a la superficie total se estima por la “regla de los 9”: 9 % la cabeza 9 % cada miembro superior 18 % la cara anterior del tronco 18 % la cara posterior del tronco 18 % cada miembro inferior A lo cual se le añade 1 % del periné. Debido a sus diferentes proporciones corporales, en los niños se considera que la cabeza es 18 % y cada miembro inferior 14 % (el resto se estima igual). El calor que se genera en el interior del cuerpo debe ser transferido a la superficie cutánea para su eliminación. Las formas de transferencia son la conducción y la convección circulatoria. Conducción La conductividad térmica es una medidade la capacidad de transferencia de calor por conducción, y se expresa usualmente en W/m/ºC, como los vatios trasferidos por m2 de superficie y por ºC de diferencia de temperatura, a través de un espesor de 0.01 m. La conductividad térmica de los tejidos es relativamente baja (0.46 W/m/ºC para el músculo y 0.38 W/m/ºC para la dermis). Adicionalmente, la grasa tiene una conductividad mucho menor (0.17 W/m/ºC), próxima a la de la madera. Por esta razón, el panículo adiposo subcutáneo se comporta efectivamente como un aislante térmico. En resumen, la conducción es una forma relativamente ineficiente de transferencia de calor desde la profundidad hacia la piel. El calor transmitido a través de la corteza térmica desde las fuentes centrales (Fig. 2) se ha estimado en 5 a 9 W/m2/ºC de superficie corporal. Suponiendo un valor medio de 7 W/m2/ºC, una superficie de 1.8 m2 y una producción de calor de 80 W, esto exige una diferencia de temperatura entre el centro y la piel de: 80 W/(1.8 m2 . 7 W/m2/ºC) = 6.35 ºC. En un ambiente fresco (18 ºC), esta diferencia se puede alcanzar en condición de reposo, sin un aumento importante en la temperatura central. Sin embargo, si la temperatura ambiental fuera de 33 ºC (cuando la temperatura de la piel es de ~ 35 ºC), el equilibro térmico exigiría una temperatura central mayor de 41 ºC. La conducción también sería obviamente insuficiente durante el ejercicio. Por ej., un ejercicio moderado que llevase la producción de calor a 320 W exigiría una imposible diferencia de ~ 25 ºC entre la temperatura central y la temperatura cutánea. Convección circulatoria Una función insuficientemente reconocida del aparato circulatorio es el transporte de calor desde los órganos y tejidos hacia la piel. La energía que permite este transporte convectivo es el trabajo mecánico del corazón. En la mayoría de los órganos, el caudal sanguíneo incorpora el exceso de calor generado por el metabolismo, de modo que la sangre venosa tiene una temperatura mayor que la sangre arterial (la excepción es la circulación pulmonar, donde la temperatura en las venas es menor que en la arteria). Por ej., el cerebro genera calor con una tasa de ~ 13 W (0.780 kJ/min). El caudal sanguíneo cerebral es de ~ 0.7 L/min. El calor específico de la sangre es de 3.85 kJ/L/ºC (0.92 kCal/L/ºC). A su paso por el cerebro la sangre debe aumentar su temperatura en: Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 11 0.78 kJ/min/(0.7 L/min . 3.85 kJ/L/ºC)= 0.289 ºC Este valor teórico es muy próximo a la diferencia de temperatura – determinada directamente – entre la sangre aórtica y la sangre en la vena yugular interna (0.3 ºC). El transporte de calor por convección circulatoria depende del caudal sanguíneo cutáneo y de la diferencia entre la temperatura central y la temperatura de la piel. Si estos valores fueran de 0.25 L/min (0.0042 L/s) y 5 ºC, respectivamente, y no hubiera pérdida por conducción, la cantidad de calor transportada sería: 5 ºC . 0.0042 L/s . 3.85 kJ/L/ºC ~ 80 W En realidad, la cantidad de calor transportada hacia la piel depende conjuntamente de la conducción y la convección. Con temperaturas ambientales elevadas y cuando se incrementa la producción endógena de calor, el caudal sanguíneo cutáneo puede incrementarse notablemente y la convección se torna el mecanismo dominante de transporte. LA CIRCULACIÓN CUTÁNEA Como se explicó antes, el caudal sanguíneo cutáneo es un mediador importante en la transferencia de calor entre el cuerpo y el ambiente. Las necesidades metabólicas de las células dérmicas y epidérmicas son relativamente pequeñas. Puede afirmarse entonces que la función primaria de la circulación cutánea es la regulación de la temperatura corporal. Si bien la circulación cutánea cumple funciones nutricias para la dermis y la epidermis, su caudal sanguíneo es poco influido por autorregulación metabólica y en cambio puede ser drásticamente modificado por cambios en la temperatura ambiental. En efecto, el caudal sanguíneo cutáneo puede variar de unas pocas decenas de mL/min (prácticamente cero) durante la exposición al frío hasta 7 000 mL/min (más que todo el gasto cardíaco de reposo) durante el ejercicio en un ambiene caluroso. Vasos de resistencia La piel tiene dos tipos de vasos de resistencia, cuyo estado contráctil regula la resistencia vascular y por ende el caudal sanguíneo: las arteriolas (similares a las de otros lechos vasculares) y las anastomosis arteriovenosas (Fig. 12). Estas últimas, que son propias de la circulación cutánea, son vasos cortos o espiralados, que poseen abundante músculo liso y muy escasas fibras colágenas o elásticas. Debido a la falta de sostén conectivo, el calibre de las anastomosis arteriovenosas no es regulable. Poseen solamente dos estados funcionales: cerradas si su músculo liso está contraído o abiertas si está relajado. Cuando están abiertas, su diámetro es de 20 a 40 μm. El efecto de la apertura de las anastomosis arteriovenosas es aumentar el caudal sanguíneo cutáneo sin aumentar el caudal sanguíneo nutricio (capilar), ya que las anastomosis son cortocircuitos entre pequeñas arterias y venas. Las anastomosis arteriovenosas se encuentran en la piel de las denominadas regiones acrales: manos, pies, orejas, nariz y labios. Vasos de capacitancia En los miembros existe una doble circulación venosa (ver SISTEMAS VENOSO Y LINFÁTICO): Las venas profundas, que cursan muy próximas a las arterias, y las venas superficiales. Ambos sistemas están conectados por venas comunicantes. La exposición al frío ambiental causa venoconstricción cutánea y en Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 12 consecuencia el retorno venoso se produce principalmente por el sistema profundo, que permite el intercambio de calor entre arterias y venas. Como consecuencia, se pierde menos calor en las extremidades y la sangre venosa retorna con mayor temperatura (Fig. 13 A). Por el contrario, frente a la exposición al calor se produce reflejamente venodilatación cutánea, con lo cual la sangre venosa no es entibiada por la sangre arterial y además continúa perdiendo calor durante su retorno (Fig. 13 B). Inervación autónoma La circulación cutánea está controlada principalmente por los nervios simpáticos. El ser humano posee, como otras especies, eferentes simpáticos vasoconstrictores. El músculo liso de los vasos cutáneos posee α1- y α2 -adrenoceptores, por lo cual la noradrenalina y la adrenalina tienen siempre sobre ellos un efecto vasoconstrictor. Además, los nervios noradrenérgicos liberan otros vasoconstrictores: neuropéptido Y y ATP. En el ser humano – pero no en otras especies – hay además un sistema de eferentes simpáticos vasodilatadores a toda la piel, excepto las zonas de piel glabra (como palmas y plantas), que sólo reciben inervación vasoconstrictora. Las neuronas postganglionares de este sistema exclusivo del ser humano son colinérgicas, pero la acetilcolina no es responsable de la vasodilatación, ya que ésta no es impedida por el bloqueo de los receptores muscarínicos con atropina. Al presente no es claro cuáles son los mediadores, aunque hay evidencia de que participan el óxido nítrico de origen neuronal, la sustancia P (receptores NK1), la histamina (receptores H1), derivados del ácido araquidónico, el VIP y el factor hiperpolarizante derivado del endotelio (EDHF). La principal función de la descarga simpática es la termorregulación. A diferencia de otros territorios vasculares, como el esplácnico y el renal, la circulación cutánea tiene escasa participación en la regulación refleja de la presión arterial en condiciones normales de reposo y normotermia; los eferentes vasoconstrictores cutáneos solamente son reclutados ante hipotensión severa. Por otra parte, durante la exposición al calor, la vasodilataciónactiva (ver más abajo) puede ser inhibida para mantener la presión arterial cuando ésta desciende de manera importante. En la cara, cuello y parte superior del tórax también hay reacciones vasomotoras generadas por centros superiores que carecen de función termorreguladora: la palidez por aumento de la descarga simpática por miedo o ansiedad y el enrojecimiento por vergüenza, ira o excitación sexual. Respuestas autónomas termorreguladoras En un ambiente confortable, los vasos sanguíneos cutáneos reciben una descarga simpática de baja frecuencia (1 ó 2 impulsos/s ó Hz) que mantiene un tono vasoconstrictor basal. El bloqueo de los α1-adrenoceptores causa vasodilatación. Pequeños aumentos de la frecuencia de descarga simpática causan importantes cambios en la resistencia vascular cutánea. La resistencia alcanza el máximo con una frecuencia de descarga simpática de sólo 10 Hz (Fig. 14). Por otra parte, el sistema vasodilatador no se encuentra activo en la zona de neutralidad térmica (carece de tono basal). Por esta razón, en un ambiente frío la vasoconstricción se debe sólo a un aumento de la descarga vasoconstrictora. En la zona de neutralidad térmica también pueden producirse cambios sutiles en la frecuencia de descarga de los eferentes vasoconstrictores que bastan para el ajuste fino de la pérdida de calor. En cambio, con temperaturas crecientes el caudal aumenta inicialmente por supresión del tono vasoconstrictor y, con temperaturas mayores, con una creciente descarga Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 13 vasodilatadora. El umbral para la activación del sistema vasodilatador es próximo al umbral para el inicio de la sudoración (ver más abajo). Frente a temperaturas elevadas, solamente 10 a 20 % de la disminución de la resistencia vascular cutánea se debe a supresión del tono vasoconstrictor, mientras que 80 a 90 % de la respuesta se debe a aumento de la descarga vasodilatadora (Fig. 14). En un tiempo se pensó que, como e umbral para la vasodilatación coincide de modo aproximado con el umbral para la sudoración, alguna sustancia liberada por las glándulas sudoríparas (en particular bradikinina) podía ser responsable por parte de la vasodilatación, pero esta hipótesis se ha descartado. Aunque el control simpático de las arteriolas cutáneas es dominante, en menor medida estos vasos tienen cierta actividad espontánea (miógena) y también responden a metabolitos locales (autorregulación) y agentes vasoactivos circulantes. Si se interrumpe por algunos minutos la circulación arterial en un miembro (por ej., con el manguito de un esfigmomanómetro), una vez que cesa la obstrucción hay un aumento del caudal cutáneo por vasodilatación, de origen probablemente miógeno. En cambio, las anastomosis arteriovenosas no muestran respuestas miógenas ni sensibilidad a metabolitos, sino que están bajo control exclusivo de la densa inervación simpática vasoconstrictora de su músculo liso. Respuestas locales Además de las respuestas vasomotoras observadas frente a la exposición al frío o al calor de toda o gran parte de la superficie cutánea, existen efectos sobre la circulación cutánea causados por la variación localizada de la temperatura de la piel. El entibiamiento local de la piel causa una respuesta vasodilatadora inicial que luego cede transitoriamente pero es reemplazada por una respuesta vasodilatadora sostenida. La magnitud de las respuestas es proporcional al grado de entibiamiento de la piel, con una respuesta máxima a 42 ºC (Fig. 15). La respuesta inicial depende de un reflejo axónico. Los axones responsables son aferentes sensibles al calor. Al parecer, tanto aferentes nociceptivos como no nociceptivos (de bajo umbral) participan en la respuesta. Los mediadores químicos presuntos son sustancia P y el péptido relacionado con el gen de calcitonina (CGRP). La respuesta tardía sostenida es abolida por inhibidores de la síntesis de óxido nítrico. El Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 14 efecto vasodilatador del NO en la piel y se ejerce en parte por relajación directa del músculo liso vascular, en parte porque el NO inhibe la respuesta vasoconstrictora a la noradrenalina y en parte porque el NO estimula la síntesis de prostaglandinas vasodilatadoras. Por su parte, el enfriamiento local de la piel causa una respuesta vasoconstrictora local, que también muestra una fase inicial seguida de una vasodilatación transitoria, que es seguida por una fase de vasoconstricción sostenida (Fig. 16 A). La fase inicial de vasoconstricción se debe a activación de la kinasa Rho, que estimula la inserción de receptores adrenérgicos de tipo α2c en la membrana del músculo liso y aumenta su sensibilidad a la noradrenalina. Estos adrenoceptores continúan activos en la fase tardía, pero en ésta se suma la inhibición de la síntesis de óxido nítrico (Fig. 16 B). Es posible que existan mecanismos adicionales, aún no bien comprendidos. GLÁNDULAS SUDORÍPARAS Existen dos clases de glándulas sudoríparas: apocrinas y eccrinas. Las primeras son mayores y más profundas. Su secreción contiene aceites y proteínas; es inodora cuando se produce, pero adquiere un olor característico cuando sus componentes son degradados por las bacterias de la piel. Las glándulas apocrinas desembocan en la porción infundibular de los folículos pilosos (con algunas excepciones) y solamente están presentes en las axilas y la zona genital (incluido el escroto). Las glándulas areolares, las glándulas mamarias, las glándulas de los párpados y las glándulas que producen la cera en el conducto auditivo son glándulas apocrinas modificadas. En la especie humana, las glándulas apocrinas carecen de importancia en la termorregulación, por lo que no serán tratadas aquí. Por otra parte, las glándulas sudoríparas eccrinas (GSE) secretan una solución acuosa hipotónica y son fundamentales para la regulación térmica en ambientes calurosos. De todas las especies, la humana es la que posee mayor capacidad de regular la temperatura corporal por medio de la sudoración (seguida por la especie equina). A partir de la pubertad, se desarrolla en las axilas un tipo de glándula mixta, llamada apoeccrina, que desemboca en la piel (no en los folículos pilosos) y también parece contribuir a la termorregulación. El ser humano posee dos millones de GSE, que pueden llegar a producir – frente a una estimulación máxima, en un sujeto adaptado al calor – hasta 4 L/h de sudor, el cual si se evaporase completamente disiparía por hora 9.6 MJ (2300 kCal) ó 2.6 kW. Las GSE no están distribuidas uniformemente. Son mucho más abundantes en las palmas y plantas, seguidas de la cabeza y del dorso de manos y pies (Fig. 17). Estructura de las glándulas sudoríparas Las GSE están formadas por un ovillo secretor de varios mm de largo, de fondo ciego, y un ducto que se abre a la superficie cutánea. El ovillo está formado por un epitelio simple que posee células oscuras (con gránulos de función desconocida) y un número mayor de células claras, que son las responsables de la formación inicial del sudor. Estas células están rodeadas por células mioepiteliales, las cuales proporcionan sostén Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 15 mecánico pero no tienen un papel importante en la secreción sudoral en sí. Las GSE están rodeadas por una densa red capilar. Están inervadas por fibras simpáticas postganglionares colinérgicas. En la frente, las palmas y las plantas de los pies, las GSE también reciben inervación noradrenérgica. Los receptores para acetilcolina son de tipo muscarínico y los adrenoceptores son de tipo β. El epitelio ductal tiene dos capas de células epiteliales. La células de la capas interna y externa están conectadas por nexos (uniones comunicantes). Las células están unidas entre sí por uniones estrechas de escasa permeabilidad.La función de las células ductales es modificar la composición de la secreción primaria proveniente del ovillo. Secreción de sudor La secreción del epitelio de los ovillos tiene una composición electrolítica similar a la del plasma y es isotónica con éste, pero carece de proteínas. En la Fig. 18 se esquematiza la producción de esta secreción (que no es un ultrafiltrado, ya que no hay gradiente favorable de presión hidrostática). La acetilcolina liberada por las terminales simpáticas estimula receptores muscarínicos M3, acoplados a fosfolipasa C (PLC), que produce inositol trifosfato y aumenta la concentración de Ca2+ intracelular, en parte por liberación desde el retículo endoplásmico y en parte por ingreso desde el líquido extracelular. El Ca2+ produce simultáneamente una activación del cotransporte Na, Cl, 2Cl de la membrana basolateral y un aumento de la conductancia al Cl- en la membrana apical. Ambas acciones promueven la secreción apical de Cl- hacia la luz glandular. Además, el Ca2+ reduce la conductancia basolateral al K+, con lo cual la célula se hiperpolariza (este efecto no se muestra en la Fig. 18). La hiperpolarización promueve la secreción de Cl- porque aumenta el gradiente electroquímico para la salida de Cl- en la membrana apical. Como resultado de la secreción de Cl-, la luz se torna negativa con respecto al intersticio y esta diferencia de potencial provoca el pasaje paracelular de Na+. El aumento de la concentración de NaCl origina un gradiente osmótico que, causa el movimiento de agua hacia la luz a través de la acuaporina 5. El epitelio de los ductos (Fig. 19) es impermeable al agua pero su membrana apical tiene canales epiteliales de Na+ (ENaC) y de Cl-. Estos últimos son de tipo CFTR, que son los canales ausentes o defectuosos en la fibrosis quística. La membrana basolateral, por su parte, también tiene canales CFTR. El Cl- atraviesa el epitelio porque la luz del ducto es negativa (– 30 mV) con respecto al intersticio. El Na+ que ingresa a las células ductales es transportado al intersticio por la Na,K-ATPasa. La salida de NaCl no acompañada de una cantidad equivalente de agua hace que la secreción se torne hipotónica (hasta 114 mOsm/L). Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 16 La baja concentración de NaCl en el sudor (la secreción más hipotónica del cuerpo) tiene dos ventajas: Por un lado permite conservar NaCl, que es la sal más importante del compartimiento extracelular. Por otra parte, un fluido hipotónico tiene una mayor presión de vapor de agua y por tanto, se evapora con mayor facilidad que uno isotónico o hipertónico (ver FISICOQUÍMICA DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES). Cuando aumenta la tasa de producción de sudor, la concentración de NaCl en el sudor final tiende a aumentar, presumiblemente porque se saturan los mecanismos de reabsorción (Fig. 20). De todos modos, incluso en tal condición la osmolaridad no alcanza a 200 mOsm/L. En la fibrosis quística, el defecto en el canal CFTR reduce o cancela la reabsorción de NaCl, por lo cual la concentración final de NaCl (y la osmolaridad) permanecen elevadas (Fig. 20). En la Tabla 3 se muestra la composición del sudor en sujetos normales y en pacientes con fibrosis quística. La prueba diagnóstica más sensible y específica para esta enfermedad es la concentración de Cl- en el sudor (estimulado por un agente colinérgico) que es mayor de 60 mEq/L en los afectados. El epitelio de los ovillos también tiene β- adrenoceptores (acoplados por proteína Gs a la adenilato ciclasa), pero el efecto secretor de la adrenalina o noradrenalina es menor y más breve que el de la acetilcolina, ya que solamente aumentan la conductancia de los canales de Cl- (por fosforilación mediada por cAMP y proteína kinasa A), sin estimular el cotransporte Na, K, 2 Cl ni aumentar la conductancia al K+. Las glandulas sudoríparas de la frente, las palmas y las manos reciben inervación noradrenérgica, además de la inervación colinérgica. Es posible que la inervación adrenérgica sea responsable por la sudoración que aparece en estados de miedo o ansiedad. De todos modos, la inervación adrenérgica no parece importante para la respuesta sudorípara aguda o crónica (aclimatación) al calor. Regulación de la temperatura corporal En los organismos homeotermos la TC es, por definición, una variable regulada dentro de ciertos límites precisos. Más precisamente, lo que se regula es la temperatura central, mientras que la temperatura de la corteza térmica (Fig. 2) puede variar dentro de un rango mucho más amplio. En términos generales (Fig 21), el sistema termorregulador requiere información de sensores térmicos que, por medio de aferentes sensoriales proporcionan al sistema nervioso central información continua sobre la temperatura central y cutánea. El sistema nervioso central procesa e integra esta información y modifica la actividad eferente simpática que controla efectores viscerales y somática que controla la musculatura esquelética. Las acciones realizadas por los efectores tienden a restaurar cualquier alteración de la temperatura central y por tanto cierran asas de retroalimentación negativa. Cabe destacar que, en forma paralela a la regulación refleja de la TC, existe una regulación Tabla 3: Composición del sudor Normal Fibrosis quística pH 6.8 a 7.3 4.5 a 7.3 Osmolaridad (mOsm/L) 114 a 194 299 Na+ (mmol/L) 10 a 40 60 a 145 Cl- (mmol/L) 0 a 30 70 a 120 K+ (mmol/L) 2 a 25 5 a 60 HCO3-, lactato (mmol/L) 21 a 41 2 a 24 Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 17 conductual, que cobra mayor importancia frente a cambios grandes en la temperatura ambiental. Los mecanismos efectores ya han sido tratados. Por tanto, en lo que sigue se resume lo concerniente a los sensores y aferentes, la integración central y la organización de los comandos eferentes que permiten una termorregulación eficaz. SENSORES Y AFERENTES TERMOSENSIBLES La información acerca de la temperatura corporal proviene de sensores térmicos cutáneos y viscerales. Estos sensores cumplen funciones complementarias. Los sensores cutáneos informan sobre la temperatura ambiental – tal como es percibida en la piel – y por tanto cumplen dos funciones: En primer lugar, la percepción subjetiva de la temperatura (confortable, fría o calurosa). En segundo lugar, frente a un aumento o una disminución de la temperatura ambiental proporcionan una señal de anteroalimentación que le permite al sistema nervioso predecir probables cambios en la temperatura central y efectuar las correcciones pertinentes antes de que la temperatura central misma se modifique. Los sensores viscerales informan sobre la temperatura central y proporcionan señales de retroalimentación que permiten al sistema nervioso efectuar los ajustes necesarios cuando se producen variaciones. Existen terminaciones nerviosas sensibles al calor o al frío que cursan por los nervios vagos y esplácnicos. Estas terminaciones se localizan en el abdomen. No está claro si también existen en el tórax. Termosensibilidad cutánea En el rango de termoneutralidad, en general la temperatura de la piel no origina sensaciones conscientes. El enfriamiento progresivo de la piel genera sucesivamente sensación de frescura (temperatura < 30 ºC), frialdad (< 20 ºC) y gelidez dolorosa (< 15 ºC). En el sentido opuesto, el calentamiento progresivo de la piel produce sucesivamente sensación de tibieza (> 35 º C), calor (> 38 ºC) y quemadura (> 42 ºC). Las sensaciones percibidas dependen del patrón de activación y la frecuencia de descarga de receptores de membrana que se encuentran en terminaciones nerviosas libres, que clásicamente se clasifican en forma dicotómica en receptores para frío o calor. Las terminaciones de los receptores para frío se localizan más superficialmente, a 150 μm de la superficie cutánea, enla unión dermoepidérmica. Los receptores para calor se encuentran en la dermis, 300 a 600 μm por debajo de la superficie. Los campos receptivos de los termorreceptores no cubren toda la superficie de Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 18 la piel, sino que se encuentran en pequeñas áreas discretas de ~ 1 mm de diámetro (Fig. 22). Un hecho notable es que existen, en término medio, cinco veces más receptores para el frío que para el calor, lo que sugiere que la percepción del frío ambiental es más importante que la del calor a los efectos adaptativos. La densidad de receptores, es decir el número de puntos sensibles al frío por unidad de superficie, es máxima en el rostro (en particular en los labios), intermedia en el tronco y los miembros superiores y mínima en los miembros inferiores. La distribución de los puntos sensibles al calor es más uniforme. En general, los termorreceptores para temperaturas inocuas se adaptan con relativa rapidez, de modo que son más eficaces para informar sobre cambios de la temperatura cutánea que de su valor estable. Por ej., frente a una disminución de la temperatura de la piel, un receptor para frío aumenta rápidamente su frecuencia de descarga. Luego la frecuencia decrece, aunque continúa elevada con respecto a valor inicial en proporción al descenso de temperatura. Con igual estimulo, un receptor para calor cesaría su descarga inicialmente, pero luego volvería a descargar, aunque con una frecuencia menor que la inicial (Fig. 23). Receptores y fibras aferentes Los receptores de membrana que posibilitan la sensibilidad a la temperatura son canales iónicos del tipo de potencial transitorio (TPR; Fig. 24). El principal canal para el frío inocuo es el TRPM8, por un mecanismo dependiente de fosfatidilinositol. Estos canales se activan por debajo de 26 ºC. El mentol (principio activo de la menta), disminuye la temperatura umbral de activación y aumenta la respuesta. Estos efectos son probablemente responsables por la sensación de frescura que provoca el mentol. La sensación de frescura y frío no doloroso es conducida principalmente por fibras mielínicas A δ, aunque también hay una contribución de fibras C (amielínicas). La frecuencia de la descarga aferente es proporcional a la magnitud de la reducción de la temperatura (Fig. 25). El principal canal para el frío doloroso es el TRPA1, que comienza a activarse por debajo de 17 ºC. Para la conducción de esta información hacia el sistema nervioso central es crítico un canal de Na+ insensible a la tetrodotoxina llamado NaV1.8. La sensación de frío doloroso es conducida por nociceptores A δ y C de tipo polimodal. La integración de ambas aferencias son necesarias para la percepción de frío doloroso. Si se bloquean los aferentes A δ, un estímulo frío doloroso se percibe como una quemadura, sin sensación de frío. Las temperaturas entre 33 ºC y 42 ºC causan sensación de tibieza o calor inocuo. Un canal activado por estas temperaturas es TRPV3, que también es activado por alcanfor (compuesto que causa sensación de tibieza cuando se aplica a la piel). La aplicación reiterada de calor Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 19 moderado sensibiliza al canal por un mecanismo que depende de la fosfolipasa C. El canal TRPV4 puede ser activado a temperaturas superiores a 24 ºC y también contribuye a la percepción de tibieza y calor. TRPV3 se expresa en neuronas de la raíz dorsal, pero además tanto TRPV3 como TRPV4 se expresan fuertemente en keratinocitos, por lo cual se ha postulado que estas células actuarían como sensores cutáneos de calor inocuo y liberarían algún mediador – como ATP – que estimularía los aferentes. No obstante, en el ser humano, la liberación de ATP no se correlaciona con la percepción de calor, por lo cual aún no es claro el mecanismo de transducción. La información relacionada con la percepción de tibieza o calor inocuo es conducida solamente por fibras C que poseen campos receptivos pequeños y no son sensibles a estímulos mecánicos. La actividad propagada de estas fibras comienza a aumentar por encima de 30 ºC, alcanza su máximo con temperaturas de 40 a 43 ºC y luego decrece hasta desaparecer cerca de 50 ºC. Frente a un aumento brusco de temperatura, hay una respuesta inicial intensa (fásica) seguida de una frecuencia menor de descarga que indica adaptación (en este sentido, la respuesta es similar a la de los aferentes que indican frescura o frialdad: Fig. 25). La sensación de calor quemante depende de canales TRPV1 y TRPV2. TRPV1 se activa por encima de 43 ºC y también puede activarse por capsaicina (el compuesto irritante del ají picante). Tiene un papel importante en la sensibilización de los nociceptores a estímulos térmicos y a la inflamación. TRPV2 se activa por encima de 52 ºC y no es estimulado por capsaicina. Los canales TRPV3, que participan en la percepción de calor inocuo, también pueden intervenir en la percepción de calor nocivo. Los aferentes para la percepción de calor nocivo son fibras Aδ y C. Cuando se aplica un estímulo térmico potencialmente nocivo en regiones distales, se perciben dos sensaciones diferentes; una inicial, punzante (latencia ~ 0.4 s) y otra tardía de quemadura (latencia 1 a 2 s), que presumiblemente indican las diferentes velocidades de conducción de las fibras Aδ y C. Cuando el mismo estímulo se aplica a regiones más próximas, ambas sensaciones se perciben de manera simultánea. Los aferentes Aδ que median la sensación de calor quemante se clasifican en tipo I y tipo II. Los de tipo II solamente se encuentran en la piel vellosa. Su umbral es de 47 ºC y responden rápidamente al estímulo, mostrando cierto grado de adaptación. Algunos de estos aferentes también responden a estímulos mecánicos intensos. Los de tipo I tienen mayor umbral (53 ºC) y se encuentran en la piel vellosa y glabra. Su respuesta es retardada (5 s) y su Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 20 actividad crece con la duración de la estimulación. Estos aferentes son responsables de la hiperalgesia térmica en la piel glabra (como los pulpejos de los dedos). Las fibras C que median sensación de calor nocivo son de tipo polimodal. Carecen de actividad en ausencia de estímulos. Su umbral térmico es inferior al de la sensación dolorosa, por lo cual es probable que se requiera un reclutamiento de aferentes activos para mediar la percepción. Estas fibras C pueden ser de adaptación rápida o de adaptación lenta. Algunas fibras C que responden al frío inocuo también se activan con temperaturas altas, y pueden ser responsables por la sensación paradójica de frío que a veces acompaña una quemadura (Fig. 26). Vías ascendentes Los aferentes termosensibles de frío o calor inocuo establecen sinapsis con neuronas de segundo orden en la lámina I de Rexed del asta posterior de la médula. En la lámina I, estas neuronas termosensibles de segundo orden están segregadas de sus homólogas que relevan información nociceptiva e información de aferentes polimodales, incluidos aquéllos que median la sensación de frío o calor dolorosos. Otro tanto ocurre en el núcleo espinal del trigémino. Los axones con información térmica cruzan la línea media y ascienden por el tracto espinotalámico lateral, dando colaterales a la formación reticular bulbar (donde influyen en el control respiratorio y circulatorio) y a las partes laterales de la sustancia gris central del mesencéfalo. Estas ramas colaterales también hacen sinapsis con neuronas de tercer orden que, desde el núcleo parabraquial lateral (NPBL) se dirigen al área hipotalámica de regulación de la temperatura. Los aferentes térmicos al NPBL están segregados: los activados por entibiamiento de la piel establecen sinapsis en la porción dorsal (d) del NPBL, mientras que los activados por enfriamiento de la piel lo hacen en la porción externolateral(el) del citado núcleo. El NPBL también recibe aferentes viscerales (incluidos algunos termosensibles) de la porción caudal del núcleo del tracto solitario. En el tálamo, los axones con información térmica inocua terminan en la parte posterior del núcleo ventromedial. En cambio, los axones que llevan información polimodal, incluida la de estímulos térmicos dolorosos, terminan en la parte ventrocaudal del núcleo medial dorsal. Los aferentes nociceptivos hacen sinapsis en el núcleo ventral posteroinferior (Fig. 27). Cabe notar que, para la percepción de un estímulo térmico doloroso como tal, es necesaria la información Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 21 que proporcionan los aferentes de temperatura inocua. De lo contrario, el dolor causado por frío o calor se interpreta simplemente como dolor, sin la cualidad térmica. Los axones talámicos que conducen información sobre estímulos térmicos dolorosos se dirige a la corteza cingular anterior (área 24c), que no está relacionada con la percepción de estímulos térmicos inocuos. Es bien sabido que la aplicación de frío o calor a la piel puede reducir la percepción de estímulos dolorosos, incluso en dolores de origen visceral. Hay una conexión inhibitoria entre la parte posterior del núcleo ventromedial del tálamo, que releva información térmica inocua, y la parte ventrocaudal del núcleo talámico medial dorsal, que releva información nociceptiva. Las lesiones de la parte posterior del núcleo ventromedial no solamente causan pérdida de la sensibilidad térmica, sino también un síndrome doloroso central, probablemente por la pérdida de dicha influencia inhibitoria. REPRESENTACIÓN CORTICAL Aunque la información térmica se transmita a la corteza somestésica, la percepción de la temperatura cutánea depende críticamente del lóbulo de la ínsula (Fig. 28 A). En la región dorsal de la parte posterior del lóbulo de la ínsula hay una representación somatotópica de la información térmica, que no solamente permite detectar y cuantificar estímulos térmicos, sino también localizarlos en la superficie del cuerpo (Fig. 28 B). La somatotopía es importante porque la influencia de los estímulos térmicos sobre el confort subjetivo depende de la región cuya temperatura varíe. Por ejemplo, la incomodidad originada por la exposición al calor es francamente atenuada cuando se mantiene fresca la piel de la cara. A la inversa, la incomodidad por la exposición al frío se atenúa si se mantiene tibio el tronco (supongo que este fenómeno fisiológico es lo que les permite a las damas usar faldas cortas en invierno). Es interesante que las lesiones a este nivel, que causan pérdida de la sensibilidad a estímulos térmicos inocuos, también se asocian con síndromes dolorosos centrales, lo cual indica una probable interacción inhibitoria – a nivel cortical – entre información térmica inocua e información nociceptiva, similar a la mencionada para el tálamo. Ciertas zonas más anteriores de la ínsula, vinculadas con el sistema límbico y cognitivo (amígdala, corteza cingular anterior y corteza órbitofrontal) están vinculadas con la valoración de los estimulos térmicos como placenteros o desagradables (valoración hedónica). Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 22 La cuantificación de un estímulo térmico es diferente de su valoración hedónica, ya que los seres humanos pueden identificar correctamente la temperatura de un estímulo cutáneo en forma independiente de sus propias temperaturas centrales (Fig. 29 A). Sin embargo, los mismos sujetos atribuyen diferente valor hedónico a los mismos estímulos cutáneos, según sus propias temperaturas centrales. Los sujetos con hipotermia estiman más placenteros estímulos calientes y aquellos con hipertermia, los estímulos fríos (Fig. 29 B). ÁREA PREÓPTICA DEL HIPOTÁLAMO: INTEGRACIÓN HOMEOSTÁTICA La TC normal se mantiene, a pesar de las fluctuaciones en la temperatura ambiental, debido a que el hipotálamo mantiene el contenido calórico del cuerpo mediante ajustes en la producción y disipación de calor. Los aferentes termosensibles cutáneos y viscerales convergen en el área preóptica del hipotálamo, en la cual también una población de neuronas termosensibles (Fig. 30). El hipotálamo mantiene la TC en un valor fijado (set point) y, en caso de perturbaciones, desencadena respuestas que tienden a restaurar el valor fijado. El valor fijado es aumentado por la progesterona y, en condiciones anormales, por la fiebre. En general, las neuronas hipotalámicas termosensibles descargan tónicamente y su frecuencia de descarga aumenta con la temperatura. Adicionalmente, su respuesta a la temperatura local es modificada por aferencias termosensibles de la periferia. Por tanto, esta población neuronal es capaz de integrar información térmica central y periférica y de iniciar cambios en la descarga eferente a los mecanismos termorreguladores. Cuando solamente se afecta la temperatura cutánea y aún no se ha producido aumento de la temperatura central, la información periférica proporciona una señal de anteroalimentación que activa mecanismos termolíticos que previenen el cambio de la temperatura central. En cambio, si ya ha variado la temperatura central los ajustes se realizan por retroalimentación (Fig. 20). En caso que las temperaturas cutánea y central tiendan a modificarse en el mismo sentido, la respuesta termorreguladora puede ser más intensa. Por el contrario, cuando la tendencia es opuesta, la respuesta termorreguladora neta será menos intensa. Por ejemplo, si un individuo realiza ejercicio físico (aumento de la producción de calor), para igual nivel de actividad su temperatura central ascenderá más cuando la cara esté siendo refrigerada que cuando esté térmicamente aislada, porque en este último caso la respuesta vasodilatadora periférica es más intensa. Como se mencionó antes, la información sobre la temperatura de la piel (y probablemente de las vísceras) llega al hipotálamo principalmente por relevos del NPBL dorsal (calor) o externolateral (frío) a grupos diferentes del núcleo preóptico mediano y generan respuestas en general antagónicas. Una excepción es que tanto la exposición al frío como al calor ambiental tienden a causar taquicardia. En el caso del frío, la taquicardia aumenta la termogénesis cárdíaca y el aporte de nutrientes a órganos termogénicos como el hígado y el músculo esquelético. En el caso de la exposición al calor, la taquicardia permite mantener la presión arterial cuando aumenta el caudal sanguíneo cutáneo (y por tanto disminuye la resistencia periférica total). Estas respuestas cronotrópicas cardíacas no parecen depender del hipotálamo sino de conexiones del NPBL con las áreas bulbares que regulan la descarga parasimpática y simpática al corazón. Respuesta al calor (Fig. 31 A) El aumento de la temperatura central (incluida la del propio hipotálamo) y el entibiamiento de la piel causan un aumento de la frecuencia de descarga de las neuronas termosensibles del núcleo preóptico mediano, cuyos axones estimulan neuronas inhibitorias del área preóptica medial. A su vez, estas neuronas inhiben la descarga simpática termogénica, con lo cual disminuye el tono vasoconstrictor y la descarga simpática a la grasa parda. Si el Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 23 estímulo cálido supera cierto umbral, en el ser humano también se inicia la sudoración y se produce vasodilatación activa. Respuesta al frío (Fig. 31 B) El descenso de la temperatura hipotalámica o de la temperatura de la piel reduce la descarga de las neuronas termosensibles, con lo cual se reduce la actividad de las neuronas inhibitorias del área preóptica medial. Esto causa, a partir de eferentes del área hipotalámica dorsomedial, vasoconstricción cutánea y aumento de la descarga simpática a la grasa parda. Si la disminución de temperatura esimportante, los eferentes hipotalámicos activan núcleos motores del tallo cerebral que estimulan las motoneuronas espinales y causan escalofríos. Además hay una respuesta neuroendocrina, con aumento de la secreción de tirotropina, corticotropina y la liberación de catecolaminas adrenales. REGULACIÓN CONDUCTUAL Frente a cambios en la temperatura ambiental, los animales pueden contribuir activamente a la termorregulación mediante conductas que atenúen el impacto de la temperatura ambiental. Obviamente, la especie humana es la que tiene la mayor capacidad de regulación conductual, que le ha permitido sobrevivir a temperaturas tan extremas como la superficie de la Luna (-110 ºC). La regulación conductual incluye, según el caso, la adopción de posturas que minimizan o maximizan la pérdida de calor, la búsqueda de fuentes de calor o de frío y también el empleo de vestimenta, la construcción de edificios y vehículos con buena aislación térmica y la generación de fuentes artificiales de calor o de frío (como estufas y acondicionadores). Desde el punto de vista de la supervivencia, la resistencia al frío es el mayor problema. Nuestro sistema termorregulador es incapaz de mantener la temperatura corporal por un tiempo prolongado en un ambiente moderada o intensamente frío. En este caso, la vestimenta es esencial, ya que reduce la pérdida de calor por varios mecanismos: 1. Refleja parte de la radiación que emite nuestro cuerpo. 2. Limita la evaporación. 3. Permite la existencia de capas de aire estáticas que limitan la pérdida por convección. Se conoce menos acerca de la regulación conductual que de la regulación homeostática (hipotalámica). No obstante, experimentos en animales indican que la regulación conductual persiste aunque se destruya el área preóptica. Esto indica que la regulación conductual no depende del hipotálamo. A la inversa, los Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 24 animales descerebrados, en los cuales se conserva el hipotálamo, pierden la regulación conductual pero conservan la regulación homeostática. Por supuesto, en la situación normal de integridad del sistema nervioso, la regulación autónoma (homeostática) y conductual actúan de manera sinérgica. Las áreas corticales relacionadas con la regulación conductual son el lóbulo de la ínsula – donde se percibe tanto la temperatura ambiental como el grado de confort térmico) y sus conexiones con la región órbitofrontal, la región prefrontal lateral y la región anterior de la circunvolución del cíngulo, y sus conexiones subcorticales como el “circuito de recompensa” (ver COMPORTAMIENTO EMOCIONAL E INSTINTIVO). ADAPTACIÓN AL FRÍO Y AL CALOR Fisiológicamente, los seres humanos se encuentran térmicamente más confortables en climas subtropicales. Como se notó antes, para la supervivencia en ambientes fríos es indispensable la regulación conductual. De todos modos, existe una adaptación metabólica al frío. La tasa metabólica basal muestra una relación en “U” con la temperatura ambiental (Fig. 32). Esta relación existe tanto en poblaciones que viven en ambientes térmicamente confortables como en aquellas que viven en ambientes muy fríos o muy cálidos. La diferencia estriba en el nivel de temperatura ambiental en la cual la tasa metabólica comienza a aumentar. Frente a temperaturas ambientales en descenso, los humanos que viven habitualmente en ambientes cálidos comienzan a aumentar más precozmente su metabolismo basal. En la situación crónica, el aumento del metabolismo se produce principalmente por mayor secreción de hormonas tiroideas y activación de mecanismos hipotalámicos que regulan el metabolismo energético. El paradójico aumento del metabolismo basal con temperaturas crecientes se vincula principalmente con el mayor gasto cardíaco para aumentar el caudal sanguíneo cutáneo y la aceleración de los procesos metabólicos causados por la temperatura. En la aclimatación al calor tienen probablemente un papel importante las moléculas llamadas “proteínas del golpe de calor” o heat shock proteins (HSP). Las HSP son moléculas cuya síntesis aumenta con la exposición al calor y otras formas de estrés. Cumplen diversas funciones como estabilización de microfilamentos, transporte intracelular (chaperonas), plegamiento de proteínas, regulación de la transcripción e inhibición de la apoptosis, que en general tienden a aumentar la resistencia celular al estrés térmico. Comparadas con quienes se exponen inicialmente al calor intenso, las personas aclimatadas al calor tienen menor TC central, menor frecuencia cardíaca y menor percepción subjetiva de calor. Además se produce un aumento del volumen de líquido extracelular. La respuesta vasodilatadora el aumento de temperatura se produce con un menor umbral y es más intensa en el individuo aclimatado al calor (Fig. 33), lo cual aumenta la eficacia de la disipación de calor. No obstante, la principal adaptación a un ambiente caluroso estriba en la capacidad de respuesta de las glándulas sudoríparas. Se reduce el umbral para la vasodilatación cutánea y la sudoración (Fig. 34). Aumenta la capacidad máxima de sudoración y disminuye la concentración de sodio y cloruro en el sudor (respuesta dependiente de aldosterona). Esto reduce la pérdida de electrolitos en la sudoración y aumenta la eficacia de la evaporación. Además, en el individuo no adaptado la sudoración es Termorregulación Dr. Fernando D. Saraví 25 mayor en tronco y cabeza, mientras que en el adaptado al calor predomina la sudoración en los miembros, que es más eficaz como termolítico. HIPOTERMIA, FIEBRE E HIPERTERMIA Las anormalidades de la TC son un problema frecuente en medicina, de consecuencias a veces graves y aún letales. Hipotermia La hipotermia se define como la condición en la cual la temperatura central es inferior al mínimo normal (en la práctica, < 35 ºC). La hipotermia accidental primaria es causada por exposición a baja temperatura ambiental y puede ocurrir en adultos jóvenes y sanos, aunque los lactantes y los ancianos son mucho más vulnerables. Los lactantes tienen mayor relación entre superficie corporal y volumen que los adultos, escasa o nula capacidad de generar escalofríos y falta de respuesta conductual adaptativa. Los ancianos pueden tener una defectuosa percepción de la temperatura y sufren con mayor frecuencia de enfermedades sistémicas o psiquiátricas que los predisponen a la hipotermia. También es frecuente la desnutrición, que es un riesgo para desarrollar hipotermia a cualquier edad. La intoxicación con fármacos depresores del sistema nervioso – en particular etanol- predispone a la hipotermia. El alcohol causa vasodilatación que aumenta la pérdida de calor, deprime la termogénesis y reduce la capacidad de ajustes conductuales. Otras causas de hipotermia o que predisponen a su desarrollo son el hipotiroidismo severo, la hipoglucemia sintomática, la cetoacidosis diabética, la insuficiencia suprarrenal y las lesiones neurológicas, especialmente si afectan la médula espinal o el hipotálamo. Fiebre La fiebre es una respuesta adaptativa a infecciones y estados inflamatorios. Se caracteriza por una elevación de la temperatura corporal por encima de los límites normales (en la práctica 37.5 ºC) asociada con un aumento en el valor fijado de temperatura en el hipotálamo, causada por diversas sustancias denominadas pirógenos. Como consecuencia de dicho aumento, se activan mecanismos de retención (vasoconstricción cutánea) y producción de calor (termogénesis con escalofríos o sin ellos); Fig. 35 A. Como el individuo experimenta frío, la regulación conductual (abrigarse, buscar fuentes de calor) puede contribuir al aumento de temperatura. Una vez que la temperatura alcanza el nuevo valor fijado, se mantiene elevada hasta que desaparecen los pirógenos y se retorna al valor fijado
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