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La termorregulación es la capacidad de un organismo para mantener su temperatura corporal dentro de ciertos límites, incluso cuando la temperatura circundante es muy diferente. Un organismo termoconformador, por el contrario, simplemente adopta la temperatura circundante como su propia temperatura corporal, evitando así la necesidad de termorregulación interna. El proceso de termorregulación interna es un aspecto de la homeostasis : un estado de estabilidad dinámica en las condiciones internas de un organismo, mantenido lejos del equilibrio térmico con su entorno (el estudio de tales procesos en zoología se ha llamado ecología fisiológica ). Si el cuerpo no puede mantener una temperatura normal.y aumenta significativamente por encima de lo normal, se produce una condición conocida como hipertermia . Los seres humanos también pueden experimentar hipertermia letal cuando la temperatura del bulbo húmedo se mantiene por encima de 35 ° C (95 ° F) durante seis horas. [1] La condición opuesta, cuando la temperatura corporal desciende por debajo de los niveles normales, se conoce como hipotermia . Se produce cuando los mecanismos de control homeostático del calor dentro del cuerpo no funcionan correctamente, lo que hace que el cuerpo pierda calor más rápido de lo que lo produce. La temperatura corporal normal es de alrededor de 37 ° C (99 ° F) y la hipotermia se establece cuando la temperatura corporal central es inferior a 35 ° C (95 ° F). [2] Por lo general, causada por una exposición prolongada a temperaturas frías, la hipotermia generalmente se trata con métodos que intentan elevar la temperatura corporal a un rango normal. [3]

No fue hasta la introducción de los termómetros que se pudieron obtener datos exactos sobre la temperatura de los animales. Luego se encontró que existían diferencias locales, ya que la producción de calor y la pérdida de calor varían considerablemente en diferentes partes del cuerpo, aunque la circulación de la sangre tiende a producir una temperatura media de las partes internas. Por lo tanto, es importante identificar las partes del cuerpo que reflejan más fielmente la temperatura de los órganos internos . Además, para que dichos resultados sean comparables, las mediciones deben realizarse en condiciones comparables. El recto se ha considerado tradicionalmente para reflejar con mayor precisión la temperatura de los componentes internos, o en algunos casos de sexo o especie, la vagina, ,útero o vejiga . [4]

Algunos animales se someten a una de las diversas formas de inactividad en las que el proceso de termorregulación permite que la temperatura corporal descienda temporalmente, conservando así energía. Los ejemplos incluyen osos en hibernación y letargo en murciélagos .

Clasificación de animales por características térmicas [ editar ]

Endotermia versus ectotermia [ editar ]

La termorregulación en los organismos se extiende a lo largo de un espectro que va desde la endotermia hasta la ectotermia . Los endotermos crean la mayor parte de su calor a través de procesos metabólicos y se les conoce coloquialmente como de sangre caliente . Cuando las temperaturas circundantes son frías, las endotermas aumentan la producción de calor metabólico para mantener la temperatura corporal constante, lo que hace que la temperatura corporal interna de una endotermia sea más o menos independiente de la temperatura del medio ambiente. [5] Una actividad metabólica, en términos de generar calor, que los endotermos pueden realizar es que poseen una mayor cantidad de mitocondrias por célula que los ectotermos, lo que les permite generar más calor al aumentar la velocidad a la que metabolizan grasas y azúcares. .[6] Los ectotermos utilizan fuentes externas de temperatura para regular la temperatura corporal. Se les conoce coloquialmente como de sangre fríaa pesar de que la temperatura corporal a menudo se mantiene dentro de los mismos rangos de temperatura que los animales de sangre caliente. Los ectotermos son lo opuesto a los endotermos cuando se trata de regular las temperaturas internas. En los ectotermos, las fuentes fisiológicas internas de calor tienen una importancia insignificante; el factor más importante que les permite mantener una temperatura corporal adecuada se debe a las influencias ambientales. Vivir en áreas que mantienen una temperatura constante durante todo el año, como los trópicos o el océano, ha permitido que los ectotermos desarrollen una amplia gama de mecanismos de comportamiento que les permiten responder a las temperaturas externas, como tomar el sol para aumentar la temperatura corporal, o buscando la cobertura de sombra para bajar la temperatura corporal. [6] [5]

Ectotermos [ editar ]

Buscar sombra es un método de enfriamiento. Aquí, los polluelos de charrán negro utilizan un polluelo de albatros de patas negras como sombra.

Refrigeración ectotérmica [ editar ]

  • Vaporización:
    • Evaporación de sudor y otros fluidos corporales.
  • Convección:
    • Aumento del flujo sanguíneo a las superficies corporales para maximizar la transferencia de calor a través del gradiente advectivo.
  • Conducción:
    • Perder calor al estar en contacto con una superficie más fría. Por ejemplo:
      • Tumbado en suelo fresco.
      • Permanecer mojado en un río, lago o mar.
      • Cubrir con barro fresco.
  • Radiación:
    • Liberar calor al irradiarlo lejos del cuerpo.

Calentamiento ectotérmico (o minimización de la pérdida de calor) [ editar ]

  • Convección:
    • Subir a terrenos más altos, árboles, crestas, rocas.
    • Entrar en una corriente de agua o aire caliente.
    • Construir un nido o una madriguera aislada.
La línea roja representa la temperatura del aire.
La línea violeta representa la temperatura corporal del lagarto.
La línea verde representa la temperatura base de la madriguera.
Los lagartos son ectotermos y utilizan adaptaciones de comportamiento para controlar su temperatura. Regulan su comportamiento en función de la temperatura exterior, si hace calor saldrán hasta cierto punto y volverán a su madriguera según sea necesario.
  • Conducción:
    • Acostado sobre una superficie caliente.
  • Radiación:
    • Tumbarse al sol (el calentamiento de esta manera se ve afectado por el ángulo del cuerpo en relación con el sol).
    • Piel plegable para reducir la exposición.
    • Ocultación de las superficies de las alas.
    • Exposición de las superficies de las alas.
  • Aislamiento:
    • Cambio de forma para alterar la relación superficie / volumen.
    • Inflar el cuerpo.
Imagen termográfica de una serpiente alrededor de un brazo

Para hacer frente a las bajas temperaturas, algunos peces han desarrollado la capacidad de permanecer funcionales incluso cuando la temperatura del agua está por debajo del punto de congelación; algunos usan anticongelantes naturales o proteínas anticongelantes para resistir la formación de cristales de hielo en sus tejidos. [7] Los anfibios y reptiles hacen frente a la pérdida de calor por enfriamiento evaporativo y adaptaciones de comportamiento. Un ejemplo de adaptación conductual es el de un lagarto tumbado al sol sobre una roca caliente para calentarse mediante radiación y conducción.

Endotermia [ editar ]

Un endotermo es un animal que regula su propia temperatura corporal, por lo general manteniéndola a un nivel constante. Para regular la temperatura corporal, un organismo puede necesitar prevenir las ganancias de calor en ambientes áridos. La evaporación del agua, ya sea a través de las superficies respiratorias o a través de la piel en aquellos animales que poseen glándulas sudoríparas , ayuda a enfriar la temperatura corporal dentro del rango de tolerancia del organismo. Los animales con el cuerpo cubierto de pelo tienen una capacidad limitada para sudar y dependen en gran medida del jadeo.para aumentar la evaporación del agua a través de las superficies húmedas de los pulmones y la lengua y la boca. Los mamíferos como gatos, perros y cerdos dependen del jadeo u otros medios para la regulación térmica y tienen glándulas sudoríparas solo en las almohadillas de las patas y el hocico. El sudor producido en las almohadillas de las patas y en las palmas y las plantas de los pies sirve principalmente para aumentar la fricción y mejorar el agarre. Las aves también contrarrestan el sobrecalentamiento mediante el aleteo gular o vibraciones rápidas de la piel gular (garganta) . Plumas de plumónAtrapan el aire caliente actuando como excelentes aislantes al igual que el pelo en los mamíferos actúa como un buen aislante. La piel de los mamíferos es mucho más gruesa que la de las aves y, a menudo, tiene una capa continua de grasa aislante debajo de la dermis. En los mamíferos marinos, como las ballenas, o en los animales que viven en regiones muy frías, como los osos polares, a esto se le llama grasa . Los abrigos densos que se encuentran en los endotermos del desierto también ayudan a prevenir la ganancia de calor, como en el caso de los camellos.

Una estrategia para el clima frío es disminuir temporalmente la tasa metabólica, disminuyendo la diferencia de temperatura entre el animal y el aire y, por lo tanto, minimizando la pérdida de calor. Además, tener una tasa metabólica más baja es menos costoso energéticamente. Muchos animales sobreviven a las noches frías y heladas a través del letargo , una caída temporal a corto plazo de la temperatura corporal. Los organismos, cuando se les presenta el problema de regular la temperatura corporal, no solo tienen adaptaciones conductuales, fisiológicas y estructurales, sino también un sistema de retroalimentación para desencadenar estas adaptaciones para regular la temperatura en consecuencia. Las principales características de este sistema son estímulo, receptor, modulador, efector y luego la retroalimentación de la temperatura recién ajustada al estímulo. Este proceso cíclico ayuda a la homeostasis.

Homeotermia comparada con poiquilotermia [ editar ]

La homeotermia y la poiquilotermia se refieren a la estabilidad de la temperatura corporal profunda de un organismo. La mayoría de los organismos endotérmicos son homeotérmicos, como los mamíferos . Sin embargo, los animales con endotermia facultativa suelen ser poiquilotérmicos, lo que significa que su temperatura puede variar considerablemente. La mayoría de los peces son ectotermos, ya que la mayor parte de su calor proviene del agua circundante. Sin embargo, casi todos los peces son poiquilotérmicos.

Vertebrados [ editar ]

Mediante numerosas observaciones sobre humanos y otros animales, John Hunter demostró que la diferencia esencial entre los llamados animales de sangre caliente y de sangre fría radica en la constancia observada de la temperatura de los primeros y la variabilidad observada de la temperatura de los últimos. . Casi todas las aves y mamíferos tienen una temperatura alta casi constante e independiente de la del aire circundante ( homeotermia ). Casi todos los demás animales muestran una variación de la temperatura corporal, que depende de su entorno ( poiquilotermia ). [8]

Control cerebral [ editar ]

La termorregulación tanto en ectotermos como en endotermos está controlada principalmente por el área preóptica del hipotálamo anterior . [9] Este control homeostático es independiente de la sensación de temperatura . [9]

En aves y mamíferos [ editar ]

Canguro lamiendo sus brazos para refrescarse

En ambientes fríos, las aves y los mamíferos emplean las siguientes adaptaciones y estrategias para minimizar la pérdida de calor:

  1. Utilizando pequeños músculos lisos ( arrector pili en mamíferos), que se adhieren a los tallos de las plumas o del pelo; esto distorsiona la superficie de la piel y hace que el tallo de la pluma / cabello se ponga erguido (lo que se denomina piel de gallina o granos), lo que ralentiza el movimiento del aire a través de la piel y minimiza la pérdida de calor.
  2. Aumento del tamaño corporal para mantener más fácilmente la temperatura corporal central (los animales de sangre caliente en climas fríos tienden a ser más grandes que especies similares en climas cálidos (ver Regla de Bergmann ))
  3. Tener la capacidad de almacenar energía en forma de grasa para el metabolismo.
  4. Tiene extremidades acortadas
  5. Tienen flujo sanguíneo en contracorriente en las extremidades: aquí es donde la sangre arterial caliente que viaja a la extremidad pasa a la sangre venosa más fría de la extremidad y se intercambia calor calentando la sangre venosa y enfriando la arterial (p. Ej., Lobo ártico [10] o pingüinos [11 ] [12] )

En ambientes cálidos, las aves y los mamíferos emplean las siguientes adaptaciones y estrategias para maximizar la pérdida de calor:

  1. Adaptaciones de comportamiento como vivir en madrigueras durante el día y ser nocturno
  2. Enfriamiento evaporativo por transpiración y jadeo.
  3. Almacenar las reservas de grasa en un solo lugar (p. Ej., Joroba de camello) para evitar su efecto aislante
  4. Extremidades alargadas, a menudo vascularizadas para conducir el calor corporal al aire.

En humanos [ editar ]

Circuito de control simplificado de la termorregulación humana. [13]

Como en otros mamíferos, la termorregulación es un aspecto importante de la homeostasis humana . La mayor parte del calor corporal se genera en los órganos profundos, especialmente el hígado, el cerebro y el corazón, y en la contracción de los músculos esqueléticos. [14] 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, lo que lo coloca en un gran peligro de lesiones o incluso de muerte. Por ejemplo, una de las reacciones más comunes a las altas temperaturas es el agotamiento por calor, que es una enfermedad que puede ocurrir si uno se expone a altas temperaturas, lo que resulta en algunos síntomas como mareos, desmayos o latidos cardíacos rápidos. [15] [16] Para los humanos, la adaptacióna diferentes condiciones climáticas incluye tanto los mecanismos fisiológicos resultantes de la evolución como los mecanismos de comportamiento resultantes de adaptaciones culturales conscientes. [17] [18] El control fisiológico de la temperatura central del cuerpo tiene lugar principalmente a través del hipotálamo, que asume el papel de "termostato" del cuerpo. [19] Este órgano posee mecanismos de control, así como sensores de temperatura clave, que están conectados a células nerviosas llamadas termorreceptores. [20]Los termorreceptores vienen en dos subcategorías; los que responden a temperaturas frías y los que responden a temperaturas cálidas. Dispersas por todo el cuerpo en los sistemas nerviosos central y periférico, estas células nerviosas son sensibles a los cambios de temperatura y pueden proporcionar información útil al hipotálamo a través del proceso de retroalimentación negativa, manteniendo así una temperatura central constante. [21] [22]

Hay cuatro vías de pérdida de calor: evaporación, convección, conducción y radiación. Si la temperatura de la piel es mayor que la temperatura del aire circundante, el cuerpo puede perder calor por convección y conducción. Pero, si la temperatura del aire del entorno es mayor que la de la piel, el cuerpo gana calor por convección y conducción. En tales condiciones, el único medio por el cual el cuerpo puede deshacerse del calor es la evaporación. Entonces, cuando la temperatura circundante es más alta que la temperatura de la piel, cualquier cosa que impida una evaporación adecuada hará que la temperatura interna del cuerpo aumente. [23] Durante la actividad física intensa (por ejemplo, deportes), la evaporación se convierte en la principal vía de pérdida de calor. [24]La humedad afecta la termorregulación al limitar la evaporación del sudor y, por lo tanto, la pérdida de calor. [25]

Reproducir medios
Un perro jadeando después del ejercicio.

En plantas [ editar ]

La termogénesis ocurre en las flores de muchas plantas de la familia Araceae , así como en los conos de cícadas . [26] Además, el loto sagrado ( Nelumbo nucifera ) es capaz de termorregularse a sí mismo, [27] permaneciendo en promedio 20 ° C (36 ° F) por encima de la temperatura del aire durante la floración. El calor se produce al descomponer el almidón que estaba almacenado en sus raíces, [28] lo que requiere el consumo de oxígeno a un ritmo cercano al de un colibrí volador . [29]

Una posible explicación para la termorregulación de la planta es proporcionar protección contra las bajas temperaturas. Por ejemplo, la col mofeta no es resistente a las heladas, pero comienza a crecer y florecer cuando todavía hay nieve en el suelo. [26] Otra teoría es que la termogenicidad ayuda a atraer a los polinizadores, lo que se confirma con las observaciones de que la producción de calor va acompañada de la llegada de escarabajos o moscas. [30]

Se sabe que algunas plantas se protegen contra temperaturas más frías utilizando proteínas anticongelantes . Esto ocurre en el trigo ( Triticum aestivum), las patatas ( Solanum tuberosum ) y varias otras especies de angiospermas . [7]

Regulación conductual de la temperatura [ editar ]

Los animales distintos de los humanos regulan y mantienen su temperatura corporal con ajustes fisiológicos y comportamiento. Los lagartos del desierto son ectotermos y, por lo tanto, no pueden controlar metabólicamente su temperatura, pero pueden hacerlo alterando su ubicación. Pueden hacer esto, por la mañana solo levantando la cabeza de su madriguera y luego exponiendo todo su cuerpo. Al tomar el sol, el lagarto absorbe el calor solar. También puede absorber calor por conducción de rocas calientes que han almacenado energía solar radiante. Para bajar su temperatura, las lagartijas exhiben comportamientos variados. Mares de arena o ergios, producen hasta 57.7 ° C (135.9 ° F), y el lagarto de arena mantendrá sus pies en el aire para enfriarse, buscar objetos más fríos con los que contactar, encontrar sombra o regresar a su madriguera. También van a sus madrigueras para evitar refrescarse cuando se pone el sol o baja la temperatura. Los animales acuáticos también pueden regular su temperatura de forma conductual cambiando su posición en el gradiente térmico. [31]

Durante el clima frío, muchos animales aumentan su inercia térmica acurrucándose.

Los animales también participan en la cleptotermia en la que comparten o incluso se roban el calor corporal de los demás. En endotermos como murciélagos [32] y pájaros (como el pájaro ratón [33] y el pingüino emperador [34] ) permite compartir el calor corporal (particularmente entre los juveniles). Esto permite a los individuos aumentar su inercia térmica (como ocurre con la gigantotermia ) y así reducir la pérdida de calor . [35] Algunos ectotermos comparten madrigueras de ectotermos. Otros animales explotan los termiteros . [36] [37]

Algunos animales que viven en ambientes fríos mantienen su temperatura corporal evitando la pérdida de calor. Su pelaje crece más densamente para aumentar la cantidad de aislamiento . Algunos animales son regionalmente heterotérmicos y pueden permitir que sus extremidades menos aisladas se enfríen a temperaturas mucho más bajas que su temperatura central, casi a 0 ° C (32 ° F). Esto minimiza la pérdida de calor a través de partes del cuerpo menos aisladas, como las piernas, los pies (o cascos) y la nariz.

Diferentes especies de Drosophila del desierto de Sonora explotarán diferentes especies de cactus en función de las diferencias de termotolerancia entre especies y huéspedes. Por ejemplo, Drosophila mettleri se encuentra en cactus como Saguaro y Senita; estos dos cactus se mantienen frescos al almacenar agua. Con el tiempo, los genes seleccionados para una mayor tolerancia al calor se redujeron en la población debido al clima más frío del hospedador que la mosca es capaz de explotar.

Algunas moscas, como Lucilia sericata , ponen sus huevos en masa. El grupo de larvas resultante, dependiendo de su tamaño, es capaz de termorregularse y mantenerse a la temperatura óptima para su desarrollo.

Un avestruz puede mantener su temperatura corporal relativamente constante, aunque el ambiente puede ser muy caluroso durante el día y frío durante la noche.

Hibernación, estivación y letargo diario [ editar ]

Para hacer frente a los recursos alimentarios limitados y las bajas temperaturas, algunos mamíferos hibernan durante los períodos fríos. Para permanecer en "estasis" durante períodos prolongados, estos animales acumulan reservas de grasa marrón y ralentizan todas las funciones corporales. Los verdaderos hibernadores (p. Ej., Marmotas) mantienen baja la temperatura corporal durante la hibernación, mientras que la temperatura central de los falsos hibernadores (p. Ej., Osos) varía; ocasionalmente el animal puede salir de su guarida por breves períodos. Algunos murciélagos son verdaderos hibernadores y dependen de una termogénesis rápida y sin temblores de su depósito de grasa marrón para sacarlos de la hibernación.

La estivación es similar a la hibernación, sin embargo, generalmente ocurre en períodos cálidos para permitir que los animales eviten las altas temperaturas y la desecación . Los invertebrados y vertebrados terrestres y acuáticos entran en la estivación. Los ejemplos incluyen las mariquitas ( Coccinellidae ), [38] tortugas de América del Norte del desierto , cocodrilos , salamandras , sapos de caña , [39] y la rana de retención de agua . [40]

El letargo diario ocurre en pequeños endotermos como murciélagos y colibríes , lo que reduce temporalmente sus altas tasas metabólicas para conservar energía. [41]

Variación en animales [ editar ]

Gráfico que muestra la variación diurna de la temperatura corporal.

Temperatura humana normal [ editar ]

Anteriormente, la temperatura oral promedio para adultos sanos se había considerado 37.0 ° C (98.6 ° F), mientras que los rangos normales son 36.1 a 37.8 ° C (97.0 a 100.0 ° F). En Polonia y Rusia, la temperatura se había medido de forma axilar (debajo del brazo). 36,6 ° C (97,9 ° F) se consideró la temperatura "ideal" en estos países, mientras que los rangos normales son de 36,0 a 36,9 ° C (96,8 a 98,4 ° F). [ cita requerida ]

Estudios recientes sugieren que la temperatura promedio para adultos sanos es de 36,8 ° C (98,2 ° F) (el mismo resultado en tres estudios diferentes). Las variaciones (una desviación estándar ) de otros tres estudios son:

  • 36,4–37,1 ° C (97,5–98,8 ° F)
  • 36,3–37,1 ° C (97,3–98,8 ° F) para hombres,
    36,5–37,3 ° C (97,7–99,1 ° F) para mujeres
  • 36,6–37,3 ° C (97,9–99,1 ° F) [42]

La temperatura medida varía según la ubicación del termómetro, siendo la temperatura rectal 0,3–0,6 ° C (0,5–1,1 ° F) más alta que la temperatura oral, mientras que la temperatura axilar es 0,3–0,6 ° C (0,5–1,1 ° F) más baja que la temperatura oral. [43] Se encontró que la diferencia promedio entre la temperatura oral y axilar de los niños indios de 6 a 12 años era de solo 0,1 ° C (desviación estándar de 0,2 ° C), [44] y la diferencia media en los niños malteses de 4 a 14 años entre y la temperatura axilar fue de 0,56 ° C, mientras que la diferencia media entre la temperatura rectal y axilar para los niños menores de 4 años fue de 0,38 ° C. [45]

Variaciones debidas a los ritmos circadianos [ editar ]

En los seres humanos, una variación diurna se ha observado depende de los períodos de descanso y actividad, menor a las 11 pm a 3 am y en horas pico a las 10 am a 6 pm Los monos también tienen una variación diurna bien marcado y regular de la temperatura corporal que sigue a períodos de descanso y actividad, y no depende de la incidencia del día y la noche; Los monos nocturnos alcanzan su temperatura corporal más alta durante la noche y la más baja durante el día. Sutherland Simpson y JJ Galbraith observaron que todos los animales y aves nocturnos, cuyos períodos de descanso y actividad se invierten naturalmente a través del hábito y no por interferencias externas, experimentan su temperatura más alta durante el período natural de actividad (noche) y la más baja durante el período de descanso. (día). [8]Esas temperaturas diurnas se pueden revertir invirtiendo su rutina diaria. [46]

En esencia, la curva de temperatura de las aves diurnas es similar a la del hombre y otros animales homoeotermales, excepto que el máximo ocurre más temprano en la tarde y el mínimo más temprano en la mañana. Además, las curvas obtenidas de conejos, cobayas y perros fueron bastante similares a las del hombre. [8] Estas observaciones indican que la temperatura corporal está parcialmente regulada por ritmos circadianos .

Variaciones debidas a los ciclos menstruales humanos [ editar ]

Durante la fase folicular (que dura desde el primer día de la menstruación hasta el día de la ovulación ), la temperatura corporal basal promedio en las mujeres varía de 36,45 a 36,7 ° C (97,61 a 98,06 ° F). Dentro de las 24 horas posteriores a la ovulación, las mujeres experimentan una elevación de 0.15–0.45 ° C (0.27–0.81 ° F) debido al aumento de la tasa metabólica causado por niveles muy elevados de progesterona . La temperatura corporal basal varía entre 36,7 y 37,3 ° C (98,1–99,1 ° F) durante la fase lútea y desciende a niveles preovulatorios a los pocos días de la menstruación. [47] Las mujeres pueden registrar este fenómeno para determinar si están ovulando y cuándo, a fin de ayudar a la concepción o la anticoncepción.

Variaciones debidas a la fiebre [ editar ]

La fiebre es una elevación regulada del punto de ajuste de la temperatura central en el hipotálamo , causada por pirógenos circulantes producidos por el sistema inmunológico. Para el sujeto, un aumento en la temperatura central debido a la fiebre puede resultar en una sensación de frío en un ambiente donde las personas sin fiebre no lo sienten.

Variaciones debidas a la biorretroalimentación [ editar ]

Se sabe que algunos monjes practican Tummo , técnicas de meditación de biorretroalimentación , que les permiten elevar sustancialmente la temperatura de su cuerpo. [48]

La temperatura corporal baja aumenta la esperanza de vida [ editar ]

Se ha teorizado que la temperatura corporal baja puede aumentar la esperanza de vida. En 2006, se informó que los ratones transgénicos con una temperatura corporal de 0,3 a 0,5 ° C (0,5 a 0,9 ° F) más baja que los ratones normales vivieron más tiempo que los ratones normales. [49] Este mecanismo se debe a la sobreexpresión de la proteína de desacoplamiento 2 en las neuronas de hipocretina (Hcrt-UCP2), que elevó la temperatura hipotalámica, lo que obligó al hipotálamo a bajar la temperatura corporal. La esperanza de vida se incrementó en un 12% y un 20% para hombres y mujeres, respectivamente. Los ratones se alimentaron ad libitum . [50] [51]Los efectos de tal cambio genético en la temperatura corporal sobre la longevidad son más difíciles de estudiar en humanos; en 2011, los alelos genéticos UCP2 en humanos se asociaron con la obesidad. [52]

Límites compatibles con la vida [ editar ]

Hay límites tanto de calor como de frío que un animal endotérmico puede soportar y otros límites mucho más amplios que un animal ectotérmico puede soportar y aún vivir. El efecto de un resfriado demasiado extremo es disminuir el metabolismo y, por lo tanto, disminuir la producción de calor. Tanto las vías catabólicas como las anabólicas comparten esta depresión metabólica y, aunque se gasta menos energía, se genera aún menos energía. Los efectos de este metabolismo disminuido se vuelven notorios primero en el sistema nervioso central , especialmente en el cerebro y en aquellas partes que se relacionan con la conciencia; [53] , tanto la frecuencia cardiaca y la tasa de respiracióndisminución; el juicio se deteriora a medida que sobreviene la somnolencia, que se vuelve cada vez más profunda hasta que el individuo pierde el conocimiento; sin intervención médica, la muerte por hipotermia sigue rápidamente. De vez en cuando, sin embargo, las convulsiones pueden aparecer hacia el final y la muerte es causada por asfixia . [54] [53]

En experimentos con gatos realizados por Sutherland Simpson y Percy T. Herring, los animales no pudieron sobrevivir cuando la temperatura rectal cayó por debajo de los 16 ° C (61 ° F). [53] A esta baja temperatura, la respiración se volvió cada vez más débil; el impulso cardíaco generalmente continuaba después de que la respiración había cesado, los latidos se volvían muy irregulares, parecían cesar y luego comenzaban de nuevo. La muerte parecía deberse principalmente a la asfixia , y el único signo seguro de que había tenido lugar era la pérdida de los reflejos instintivos. [54]

Sin embargo, una temperatura demasiado alta acelera el metabolismo de diferentes tejidos a tal velocidad que pronto se agota su capital metabólico. La sangre demasiado caliente produce disnea al agotar el capital metabólico del centro respiratorio; [ cita requerida ] la frecuencia cardíaca aumenta; los latidos se vuelven arrítmicos y finalmente cesan. El sistema nervioso central también se ve profundamente afectado por la hipertermia y el delirio , y pueden aparecer convulsiones. También se puede perder la conciencia, llevando a la persona a una condición comatosa . A veces, estos cambios también se pueden observar en pacientes que padecen fiebre aguda . [ cita requerida] El músculo de los mamíferos se vuelve rígido con el rigor del calor a unos 50 ° C, y la repentina rigidez de todo el cuerpo hace que la vida sea imposible. [54]

HM Vernon realizó un trabajo sobre la temperatura de muerte y la temperatura de parálisis (temperatura de rigor térmico) de varios animales. Encontró que especies de la misma clase mostraban valores de temperatura muy similares, siendo los de los anfibios examinados 38,5 ° C, los peces 39 ° C, los reptiles 45 ° C y varios moluscos 46 ° C. [ cita requerida ] Además, en el caso de los animales pelágicos , mostró una relación entre la temperatura de muerte y la cantidad de componentes sólidos del cuerpo. En animales superiores, sin embargo, sus experimentos tienden a mostrar que existe una mayor variación tanto en las características químicas como físicas del protoplasma.y, por tanto, mayor variación de la temperatura extrema compatible con la vida. [54]

Artrópodos [ editar ]

Las temperaturas máximas toleradas por ciertos artrópodos termofílicos superan las temperaturas letales para la mayoría de los vertebrados. [55]

Los insectos más resistentes al calor son tres géneros de hormigas del desierto registrados en tres partes diferentes del mundo. Las hormigas han desarrollado un estilo de vida de carroña por breves períodos durante las horas más calurosas del día, por encima de los 50 ° C (122 ° F), para los cadáveres de insectos y otras formas de vida que han sucumbido al estrés por calor. [56]

En abril de 2014, el ácaro del sur de California Paratarsotomus macropalpis se registró como el animal terrestre más rápido del mundo en relación con la longitud corporal, a una velocidad de 322 longitudes corporales por segundo. Además de la velocidad inusualmente grande de los ácaros, los investigadores se sorprendieron al encontrar los ácaros corriendo a tales velocidades en el concreto a temperaturas de hasta 60 ° C (140 ° F), lo cual es significativo porque esta temperatura está muy por encima del límite letal para el mayoría de especies animales. Además, los ácaros pueden detenerse y cambiar de dirección muy rápidamente. [55]

Las arañas como Nephila pilipes exhiben un comportamiento de regulación térmica activa. [57] Durante los días soleados de alta temperatura, alinea su cuerpo con la dirección de la luz solar para reducir el área del cuerpo bajo la luz solar directa. [57]

Ver también [ editar ]

  • Calor innato
  • Temperatura del cuerpo humano
  • Zona neutra térmica
  • Termorregulación de insectos

Referencias [ editar ]

  1. ^ "Calentamiento global: las temperaturas futuras podrían superar los límites habitables, los investigadores encuentran" .
  2. ^ "Hipotermia" . Mayo Clinic . Consultado el 1 de mayo de 2017 .
  3. ^ "Hipotermia: causas, síntomas y tratamiento" . WebMD . Consultado el 1 de mayo de 2017 .
  4. ^ Chisholm , 1911 , p. 48.
  5. ^ a b "Academia Khan" . Khan Academy . Consultado el 3 de abril de 2017 .
  6. ↑ a b Boundless (20 de septiembre de 2016). "Homeostasis: termorregulación" . Sin límites .
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Lectura adicional [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

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