Como ocurre en otros mamíferos, la termorregulación en humanos es un aspecto importante de la homeostasis . En la termorregulación , el calor corporal se genera principalmente en los órganos profundos, especialmente el hígado, el cerebro y el corazón, y en la contracción de los músculos esqueléticos. [1] Los seres humanos han podido adaptarse a una gran diversidad de climas, incluidos los cálidos, húmedos y cálidos áridos. Las altas temperaturas suponen un estrés grave para el cuerpo humano, exponiéndolo a un gran peligro de sufrir lesiones o incluso la muerte. Para los humanos, la adaptación a condiciones climáticas variables incluye tanto mecanismos fisiológicos resultantes de la evolución como mecanismos conductuales resultantes de adaptaciones culturales conscientes. [2] [3]
Hay cuatro vías de pérdida de calor: convección , conducción , radiación y evaporación. Si la temperatura de la piel es mayor que la del entorno, el cuerpo puede perder calor por radiación y conducción. Pero, si la temperatura del entorno es mayor que la de la piel, el cuerpo en realidad gana calor por radiación y conducción. En tales condiciones, el único medio por el cual el cuerpo puede deshacerse del calor es mediante la evaporación. Entonces, cuando la temperatura ambiente es más alta que la temperatura de la piel, cualquier cosa que impida una evaporación adecuada hará que la temperatura interna del cuerpo aumente. [4] Durante las actividades deportivas, la evaporación se convierte en la principal vía de pérdida de calor. [5] La humedad afecta la termorregulación al limitar la evaporación del sudor y, por lo tanto, la pérdida de calor. [6]
Los seres humanos no pueden sobrevivir a una exposición prolongada a una temperatura de bulbo húmedo superior a 35 °C (95 °F). Se pensaba que tal temperatura no ocurría en la superficie de la Tierra, pero se ha registrado en algunas partes del valle del Indo y el Golfo Pérsico . Se espera que en el futuro aumente la aparición de condiciones demasiado cálidas y húmedas para la vida humana debido al calentamiento global . [7]
La temperatura central de un ser humano está regulada y estabilizada principalmente por el hipotálamo , una región del cerebro que une el sistema endocrino con el sistema nervioso, [9] y más específicamente por el núcleo hipotalámico anterior y las regiones adyacentes del área preóptica del hipotálamo. A medida que la temperatura central varía con respecto al punto de ajuste, la producción endocrina inicia mecanismos de control para aumentar o disminuir la producción/disipación de energía según sea necesario para devolver la temperatura al punto de ajuste (ver figura). [8]
Las glándulas sudoríparas ecrinas debajo de la piel secretan sudor (un líquido que contiene principalmente agua con algunos iones disueltos), que sube por el conducto sudoríparo, a través del poro del sudor y llega a la superficie de la piel. Esto provoca la pérdida de calor mediante enfriamiento por evaporación ; sin embargo, se pierde mucha agua esencial. [10]
El pelo de la piel queda plano, evitando que el calor quede atrapado por la capa de aire quieto entre los pelos. Esto es causado por pequeños músculos debajo de la superficie de la piel llamados músculos erectores del pelo que se relajan para que los folículos pilosos adheridos no estén erectos. Estos pelos planos aumentan el flujo de aire junto a la piel aumentando la pérdida de calor por convección. Cuando la temperatura ambiental está por encima de la temperatura corporal central, la sudoración es la única forma fisiológica que tienen los humanos de perder calor. [10]
Se produce vasodilatación arteriolar. Las paredes del músculo liso de las arteriolas se relajan permitiendo un mayor flujo sanguíneo a través de la arteria. Esto redirige la sangre hacia los capilares superficiales de la piel, aumentando la pérdida de calor por convección y conducción.
En condiciones cálidas y húmedas
En general, los humanos parecen fisiológicamente bien adaptados a condiciones cálidas y secas. [11] Sin embargo, la termorregulación efectiva se reduce en ambientes cálidos y húmedos como el Mar Rojo y el Golfo Pérsico (donde las temperaturas de verano moderadamente altas van acompañadas de presiones de vapor inusualmente altas), ambientes tropicales y minas profundas donde la atmósfera puede ser acuosa. saturado. [11] [2] En condiciones de calor y humedad, la ropa puede impedir una evaporación eficiente. [3] En tales ambientes, ayuda usar ropa ligera como algodón, que sea permeable al sudor pero impermeable al calor radiante del sol. Esto minimiza la ganancia de calor radiante, al tiempo que permite que se produzca tanta evaporación como lo permita el entorno. La ropa, como las telas plásticas, que son impermeables al sudor y, por lo tanto, no facilitan la pérdida de calor por evaporación, en realidad pueden contribuir al estrés por calor. [6]
En condiciones de frio
El calor se pierde principalmente por las manos y los pies.
La producción de sudor disminuye.
Los diminutos músculos debajo de la superficie de la piel llamados músculos erectores del pelo (unidos a un folículo piloso individual) se contraen ( piloerección ), levantando el folículo piloso en posición vertical. Esto hace que los pelos se pongan de punta, lo que actúa como una capa aislante, atrapando el calor. Esto es lo que también provoca la piel de gallina, ya que los humanos no tenemos mucho pelo y los músculos contraídos se pueden ver fácilmente.
Las arteriolas que transportan sangre a los capilares superficiales debajo de la superficie de la piel pueden encogerse (contraerse), desviando así la sangre desde la piel hacia el núcleo más cálido del cuerpo. Esto evita que la sangre pierda calor hacia el entorno y también evita que la temperatura central baje aún más. Este proceso se llama vasoconstricción. Es imposible evitar toda la pérdida de calor de la sangre, sólo reducirla. En condiciones de frío extremo, la vasoconstricción excesiva provoca entumecimiento y piel pálida. La congelación ocurre sólo cuando el agua dentro de las células comienza a congelarse. Esto destruye la célula causando daño.
Los músculos también pueden recibir mensajes del centro termorregulador del cerebro (el hipotálamo ) para provocar escalofríos. Esto aumenta la producción de calor ya que la respiración es una reacción exotérmica en las células musculares. Temblar es más eficaz que el ejercicio para producir calor porque el animal (incluidos los humanos) permanece quieto. Esto significa que se pierde menos calor al medio ambiente por convección . Hay dos tipos de escalofríos: de baja intensidad y de alta intensidad. Durante los escalofríos de baja intensidad, los animales tiemblan constantemente a un nivel bajo durante meses en condiciones de frío. Durante los escalofríos de alta intensidad, los animales tiemblan violentamente durante un tiempo relativamente corto. Ambos procesos consumen energía, sin embargo, los escalofríos de alta intensidad utilizan glucosa como fuente de combustible y los de baja intensidad tienden a utilizar grasas. Ésta es la razón principal por la que los animales almacenan comida durante el invierno. [ cita necesaria ]
Los adipocitos marrones también son capaces de producir calor mediante un proceso llamado termogénesis sin temblores . En este proceso, los triglicéridos se queman para generar calor, aumentando así la temperatura corporal.
Factores relacionados
Aptitud física
Cuanto mejor físicamente esté una persona, mayor será su capacidad para adaptarse a las variaciones de temperatura. Esto incluye adaptarse al calor (mantenerse fresco) [12] y al frío (mantenerse caliente). [13]
Edad
La edad puede ser un factor en la capacidad de una persona para adaptarse a las variaciones de temperatura. Los estudios han demostrado que los más jóvenes se adaptan más eficazmente al contacto con superficies frías que las personas mayores. En particular, un buen nivel de condición física permitió a las personas mayores afrontar mejor la situación y compensar en cierta medida la disminución de su capacidad de termorregulación debido a la vejez. [14]
Masa corporal
Se ha descubierto que una masa corporal elevada ayuda con la termorregulación con respecto a la adaptación a ambientes cálidos. Esto se considera sobre la base de que los niveles de grasa corporal estaban dentro de rangos saludables, es decir, la proporción entre músculo y grasa de la persona era saludable. [15] Sin embargo, se ha demostrado que la grasa corporal adicional ofrece algunos beneficios en términos de mantener el calor, especialmente durante la inmersión en agua fría. Por esta razón, los nadadores de larga distancia al aire libre suelen tener una generosa capa de grasa corporal. Sin embargo, este no es necesariamente siempre el caso, y los altos niveles de condición física pueden permitir que los nadadores más delgados también se desempeñen eficazmente en ambientes de agua fría. [dieciséis]
Usos de la hipotermia
La reducción de la temperatura del cuerpo humano se ha utilizado terapéuticamente, en particular, como método para estabilizar un cuerpo después de un trauma. Se ha sugerido que ajustar el receptor de adenosina A1 del hipotálamo puede permitir que los humanos entren en un estado similar a la hibernación de temperatura corporal reducida, lo que podría ser útil para aplicaciones como vuelos espaciales de larga duración. [17]
Pruebas relacionadas
La prueba termorreguladora del sudor (TST) se puede utilizar para diagnosticar ciertas afecciones que causan una regulación anormal de la temperatura y defectos en la producción de sudor en el cuerpo. Para realizar la prueba, se coloca al paciente en una cámara cuya temperatura aumenta lentamente. Antes de calentar la cámara, se recubre al paciente con un tipo especial de polvo indicador que cambiará de color cuando se produzca sudor. Este polvo, al cambiar de color, será útil para visualizar qué piel suda y qué piel no suda. Los resultados del patrón de sudoración del paciente se documentarán mediante fotografía digital y los patrones anormales de TST pueden indicar si existe una disfunción en el sistema nervioso autónomo. Se pueden hacer ciertas diferencias dependiendo del tipo de patrón de sudor encontrado en la PT (junto con la historia y la presentación clínica), incluyendo hiperhidrosis, neuropatías autonómicas y de fibras pequeñas, atrofia multisistémica, enfermedad de Parkinson con disfunción autonómica e insuficiencia autonómica pura. [18]
Procesos fisiológicos, enfermedades y síndromes relacionados.
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