Blackboard aula 1 Termorregulação

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<p>TERMORREGULAÇÃO</p><p>aula 01 - Fisiologia Animal II</p><p>Prof. Jair Camargo Ferreira</p><p>Animais endotérmicos e ectotérmicos</p><p>1. Animais endotérmicos</p><p>• Homeotérmicos</p><p>✓ sangue quente</p><p>✓ alta taxa metabólica</p><p>• Temperatura corporal independente da</p><p>temperatura ambiental</p><p>• Produção de calor 7 a 10 vezes maior do que</p><p>ectotérmicos</p><p>2. Animais ectotérmicos</p><p>• Pecilotérmicos</p><p>✓ sangue frio</p><p>✓ temperatura corporal depende da</p><p>temperatura ambiente</p><p>Termograma de uma cobra em volta de um braço humano,</p><p>mostrando como a temperatura da cobra é semelhante à do</p><p>ambiente</p><p>Animais endotérmicos e ectotérmicos</p><p>Termorregulação em endodérmicos</p><p>1. Termogênese</p><p>• Mecanismos de produção de calor</p><p>• Tipos</p><p>1. Obrigatória</p><p>2. Facultativa</p><p>• Fontes externas</p><p>2. Termólise</p><p>• Mecanismos de perda de calor</p><p>• Exemplos</p><p>1. evaporação</p><p>2. ofegação</p><p>3. sudação</p><p>Termogênese obrigatória</p><p>o Calor liberado em seu estado em repouso e temperatura ambiente</p><p>o Energia dos alimentos é convertida em calor e utilizada para trabalho interno</p><p>o Importância:</p><p>1. Reações metabólicas essenciais para a vida</p><p>• Taxa de metabolismo basal (TMB)</p><p>2. Manutenção da integridade dos sistemas</p><p>• Exemplos (função hepática, contração muscular)</p><p>Taxa de metabolismo basal</p><p>Termogênese facultativa</p><p>o Respostas a estímulos externos</p><p>• Gastos além da TMB</p><p>o Reações rápidas e de curta duração</p><p>• aumento na ingestão de alimentos</p><p>• oxidação de gorduras para produção de calor</p><p>• contração e tremores dos músculos esqueléticos</p><p>• exercícios físicos</p><p>Homeostase térmica</p><p>• Animais homeotérmicos são capazes de regular a temperatura</p><p>corporal</p><p>• Função exercida pelo hipotálamo (SN simpático)</p><p>• Reações fisiológicas para manter a temperatura corporal</p><p>controlada</p><p>• Troca física de calor entre o animal e seu ambiente</p><p>Homeostase térmica</p><p>1. Temperatura</p><p>• Intensidade da energia térmica do corpo</p><p>• Quanto maior a energia cinética, maior a</p><p>temperatura</p><p>2. Calor</p><p>• Transferência de energia térmica até atingir</p><p>o equilíbrio (mesma temperatura)</p><p>3. Temperatura corporal</p><p>• Capacidade de produção de calor endógeno</p><p>energia térmica é a energia</p><p>associada ao movimento das</p><p>partículas que compõem um</p><p>corpo</p><p>Mecanismos de troca de calor</p><p>Mecanismos de troca de calor</p><p>1. Irradiação</p><p>• emissão de calor sob forma de ondas eletromagnéticas</p><p>2. Condução</p><p>• Transferência direta de calor</p><p>• Gordura: baixa velocidade de condução (isolante</p><p>térmico)</p><p>• H2O: alta capacidade de absorção e condução de calor</p><p>3. Convecção</p><p>• Substituição do meio já equilibrado</p><p>• Ar removidas da superfície em contato com a pele.</p><p>4. Evaporação</p><p>• Sudorese, ofegação</p><p>Mecanismos de troca de calor</p><p>Mecanismos de troca de calor</p><p>Mecanismos de troca de calor</p><p>Mecanismos de troca de calor</p><p>o Resfriamento por convecção</p><p>• ar ou água em contato com a pele são aquecidos, expondo a pele a líquidos mais frios.</p><p>• A quantidade de calor perdida por convecção depende da diferença de temperatura entre a pele do</p><p>animal e o líquido que a recobre</p><p>• um gradiente térmico maior resulta em uma perda maior de calor</p><p>o Convecção natural</p><p>• ar ou a água aquecidos se elevam da superfície do animal porque são menos densos do que o líquido</p><p>mais frio</p><p>Mecanismos de troca de calor</p><p>1. Condução</p><p>• Ganho ou dissipação de calor por contato direto do animal com um objeto ou substrato que possui boas</p><p>propriedades condutivas</p><p>• Exemplos:</p><p>1. leitões recém-nascidos podem perder muito calor deitando-se sobre um chão frio de concreto e</p><p>podem conservar o calor se amontoam-se.</p><p>2. porcos adultos se resfriam rapidamente por condução quando chafurdam em poças de lama fria e</p><p>se aquecem por condução quando em contato com uma garrafa de água quente</p><p>Mecanismos de troca de calor</p><p>Mecanismos de troca de calor</p><p>Conforto térmico</p><p>1. Temperatura corporal ideal</p><p>• Ideal: entre 33 a 40°C</p><p>• Letal: entre 43 a 45°C</p><p>2. Hipertermia</p><p>• Aumento de temperatura corporal devido a incapacidade do organismo de promover troca imediata de calor</p><p>com o ambiente</p><p>• incapacidade de reduzir e manter a produção interna de energia térmica a um patamar aceitável</p><p>3. Intermação</p><p>• hipertermia acompanhada por resposta sistêmica inflamatória, causando múltiplas disfunções orgânicas e pode</p><p>resultar em morte</p><p>Mecanismos de troca de calor</p><p>Temperatura corporal de acordo com o ambiente</p><p>Respostas básicas à variações de temperatura</p><p>Conforto térmico em animais domésticos</p><p>Conforto e estresse térmico</p><p>Febre é diferente de hipertermia</p><p>Mecanismos de manter o conforto térmico</p><p>Conforto térmico em cães</p><p>o Polipneia ou ofegação</p><p>• Mecanismo fisiológico para perda de calor.</p><p>• Etapas</p><p>1. entrada rápida de ar para a superfície das</p><p>membranas convolutas ao redor dos ossos nasais</p><p>2. resfriamento por condução e evaporação</p><p>3. Expiração pela boca</p><p>4. cães, gatos, ruminantes, aves</p><p>* pequenos roedores não ofegam ou suam</p><p>* pequenos roedores perdem calor por evaporação</p><p>(lambuzando de saliva ou água)</p><p>Conforto térmico em vacas</p><p>Controle da temperatura corporal</p><p>Perda de calor</p><p>1. Dos órgãos para a pele</p><p>• Grande quantidade de vasos abaixo da</p><p>epiderme</p><p>• Calor produzido pelos órgãos é dissipado por</p><p>condução para pele</p><p>• Sistema simpático (vasoconstrição de</p><p>arteríolas)</p><p>2. Da pele para o ambiente</p><p>• Radiação</p><p>• Evaporação</p><p>• Condução</p><p>Perda de calor</p><p>Mecanismos efetores de aumento da temperatura corporal</p><p>o Inibição dos centros simpáticos</p><p>• vasodilatação</p><p>o Sudorese</p><p>• Intensificação da evaporação</p><p>o Diminuição da termogênese</p><p>• queda do metabolismo</p><p>• ausência de calafrios</p><p>Mecanismos efetores de diminuição da temperatura corporal</p><p>o Estimulo dos centros simpáticos</p><p>• vasoconstrição</p><p>o Piloereção</p><p>• camada de ar próximo à superfície corporal</p><p>• menor perda de calor por condução</p><p>o Aumento da termogênese</p><p>• aumento do metabolismo</p><p>• calafrios</p><p>• tecido adiposo marrom</p><p>Controle neural da temperatura</p><p>o Exercido pelo hipotálamo</p><p>o Termorreceptores na pele , SNC e alguns órgãos</p><p>• enviam informações para o hipotálamo</p><p>• animal codifica as alterações de temperatura e modifica o comportamento</p><p>1. Receptor de calor</p><p>• maior frequência de disparo à medida que a temperatura aumenta</p><p>2. Receptor de frio</p><p>• maior frequência de disparo à medida que a temperatura dimunui</p><p>Controle neural da temperatura</p><p>Controle neural da temperatura</p><p>Mecanismo de propagação de calor</p><p>1. Condução térmica</p><p>• Transferência de temperatura entre átomos sem transferência de matéria</p><p>• Contato físico entre sólidos</p><p>** átomos do corpo quente transferem energia e</p><p>aumentam a vibração dos seus átomos frios</p><p>Mecanismo de propagação de calor</p><p>2. Convecção térmica</p><p>• Transferência de temperatura pelo movimento de gás ou líquido sobre a pele</p><p>• Contato físico entre sólidos</p><p>Mecanismo de propagação de calor</p><p>2. Convecção térmica</p><p>• transferência de calor por movimento de contra corrente</p><p>Resfriamento por mecanismo de contra-corrente</p><p>Piloereção</p><p>o Mecanismo de retenção de calor</p><p>o Dificulta a convecção</p><p>• Impede a substituição da camada de ar quente por ar frio</p><p>o SN simpático estimula os músculos piloeretores</p><p>Mecanismo de propagação de calor</p><p>3. Irradiação térmica</p><p>• Propagação de calor por ondas eletromagnéticas</p><p>• depende das características da pele</p><p>Mecanismo de propagação de calor</p><p>4. Respiração</p><p>• Mecanismo evaporativo</p><p>• Ofegação</p><p>• Eliminação de energia pela expiração</p><p>1. aumenta a evaporação pelas vias respiratórias</p><p>2. vasodilatação das mucosas oral e nasal</p><p>3. aumento da salivação</p><p>** Aves, suínos, caprinos, ovinos e cães: principal meio</p><p>de perda de calor pela evaporação</p><p>Mecanismo de propagação de calor</p><p>Mecanismo de propagação de calor</p><p>5. Sudação</p><p>• Mecanismo evaporativo</p><p>• Sudorese</p><p>• Cães e suínos: glândulas sudoríparas pouco desenvolvidas</p><p>Sudorese</p><p>• Estimulação das glândulas sudoríparas:</p><p>a. Sistema Nervoso Simpático colinérgico</p><p>b. adrenalina circulante.</p><p>• Etapas</p><p>1. parede do túbulo (base) secretam Na+ no lúmen</p><p>2. íons Na+ atraem Cl- para o lúmen glandular</p><p>3. H2O é carreada secundariamente para o lúmen (osmose)</p><p>4. ducto dessa glândula:</p><p>reabsorção somente dos íons (região</p><p>é impermeáveis à H2O)</p><p>5. H2O é escoada até o poro (ambiente)</p><p>* Calor intenso</p><p>➢ o ritmo da sudorese aumenta</p><p>➢ reabsorção iônica é prejudicado</p><p>➢ suor isosmótico devido ao aumento acentuado da</p><p>sudorese.</p><p>Perda de calor em seres humanos</p><p>Termogênese por calafrios</p><p>o centro motor primário para os calafrios</p><p>• localizado no hipotálamo</p><p>• normalmente é mantido inativo</p><p>• ativado por sinais de frio oriundos da pele e da</p><p>medula espinhal</p><p>o centro motor primário ATIVADO inicia um ciclo</p><p>• transmite sinais que aumentam o tônus muscular</p><p>• fuso muscular percebe que o músculo está com o</p><p>tônus aumentado e manda sinais sensitivos que</p><p>induzem o relaxamento muscular</p><p>• músculo recebe novo sinal de contração</p><p>Tecido adiposo marrom</p><p>o tecido adiposo especializado na produção de calor (termogênese)</p><p>• participa ativamente na regulação da temperatura corporal</p><p>• maior quantidade em recém-nascidos e animais hibernantes.</p><p>• ação dependente da TERMOGENINA (enzima encontrada na membrana interna da mitocôndria</p><p>das células adiposas do TAM)</p><p>o Principal função</p><p>• gerar calor corporal em situações extremas em que o animal precisa se aquecer</p><p>➢ severa restrição energética ou demanda crônica de calor</p><p>Termogênese na hibernação</p><p>o Fase 1: Pré-hibernação</p><p>• energia que será consumida futuramente deverá ser armazenada na forma de lipídeos</p><p>• Abastecimento do reservatório de tecido adiposo marrom (TAM)</p><p>o Fase 2: Ingresso na hibernação</p><p>• TAM é inativado (ligação da GPD a UCP-1), ocasionando alterações nas mitocôndrias desse tecido.</p><p>• Queda da temperatura corporal a 5 °C sem necessidade de produção de calor extra</p><p>• Em caso de temperatura corporal < 5 °C ativa a termogênese do TAM</p><p>o Fase 3: Ciclos do período hibernal e despertar da hibernação</p><p>• TAM tem sua maior importância</p><p>• Ativação da enzima UCP-1 induz termogênese TAM</p><p>• Aumento da temperatura corporal resulta no fim hibernação</p><p>Termogênese pelo tecido adiposo marrom</p><p>o Termogênese química</p><p>• Estimulação sináptica</p><p>• epinefrina e a noraepinefrina induzem a biossíntese</p><p>da termogenina</p><p>o Termogenina</p><p>• proteína mitocondrial (membrana)</p><p>• via alternativa para passagem intermembrana de</p><p>prótons (H+) sem ação da enzima ATP sintase</p><p>Tecido adiposo marrom</p><p>Tecido adiposo marrom Tecido adiposo amarelo</p><p>Tecido adiposo marrom</p><p>Tipos de tecido adiposo</p><p>Tecido adiposo marrom</p><p>Outras funções do tecido adiposo marrom</p><p>1. Secreção de batocinas</p><p>• Mediador de comunicação intercelular</p><p>2. regula expressão gênica e funções em órgãos</p><p>• coração, fígado, músculos e cérebro</p><p>3. Sumidouro metabólico</p><p>• Glicose, lipídeos e BCAAs</p><p>TAM e distúrbios metabólicos</p><p>Estresse térmico por calor em vacas leiteiras</p><p>• Zona termoneutra, e pontos críticos de temperaturas para bovinos leiteiros</p><p>Estresse térmico em vacas leiteiras</p><p>Estresse térmico e saúde intestinal</p><p>• Vacas leiteiras têm intensa atividade metabólica e produz muito calor, o qual deve ser dissipado</p><p>• ambientais muito desafiadores comprometem a dissipação de calor</p><p>• Índice de temperatura e umidade (ITU): sensação produzida pela mistura de temperatura e umidade</p><p>ambientais</p><p>Estresse térmico em vacas leiteiras</p><p>Estresse térmico em vacas leiteiras</p><p>o ITU > 68 = estresse térmico em gado leiteiro</p><p>1. Altera a integridade e permeabilidade intestinal</p><p>• maior risco de toxemia e distúrbios metabólicos</p><p>2. Reduz a ingestão de alimentos e a absorção de nutrientes (35 a 50%)</p><p>• diminuição no desempenho produtivo e reprodutivo</p><p>3. Reduz a síntese de IGF-1</p><p>• diminuição do crescimento e produção de leite (0,5 a 7,9 kg/vaca/dia)</p><p>4. Comprometimento da eficiência do metabolismo energético</p><p>• animal passa a usar seu armazenamento endógeno de glicogênio</p><p>Estresse térmico e saúde intestinal</p><p>Estresse térmico e status reprodutivo</p><p>Imunidade e resistência ao calor</p><p>*</p><p>H</p><p>SP</p><p>=</p><p>p</p><p>ro</p><p>te</p><p>ín</p><p>as</p><p>d</p><p>e</p><p>ch</p><p>o</p><p>q</p><p>u</p><p>e</p><p>té</p><p>rm</p><p>ic</p><p>o</p><p>Troca de calor com o ambiente</p><p>Estresse térmico em vacas leiteiras</p><p>Medidas para diminuir o estresse térmico em vacas leiteiras</p><p>1. Sombreamento adequado</p><p>2. Disponibilidade de água</p><p>• principalmente após a ordenha e nas horas mais quentes do dia;</p><p>3. Vacas em Free stall</p><p>• sistema de resfriamento com ventiladores e aspersores ligados nas horas mais quentes do dia</p><p>4. Vacas que não estão no Free stall</p><p>• molhar bem os animais em estado mais crítico pode ajudar no resfriamento</p><p>5. Reduzir distâncias de deslocamento do animal</p><p>Medidas para diminuir o estresse térmico em vacas leiteiras</p><p>Medidas para diminuir o estresse térmico em vacas leiteiras</p><p>Medidas para diminuir o estresse térmico em vacas leiteiras</p><p>Medidas para diminuir o estresse térmico em vacas leiteiras</p><p>TERMORREGULAÇÃO</p><p>aula 01 - Fisiologia Animal II</p><p>Prof. Jair Camargo Ferreira</p>