BIOFÍSICA DAS TROCAS DE CALOR Professora:
Luana Kárem Ferreira de Souza
"A felicidade não está em viver, mas em saber viver. Não vive mais o que mais vive, mas o que melhor vive." (Mahatma Gandhi)
Princípios da Física
Quando um sistema cede ou recebe calor variação da Temperatura
Temperatura é a medida do grau de agitação de um átomo ou molécula
Caloria (cal): quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 1g de água de 14,5°C a 15,5°C,sob pressão normal.
SI: unidade de quantidade de calor é o joule(J) 1cal = 4,186J
Princípios Físicos
Trocas de calor: “Lei Zero da Termodinâmica”
http://biologototal.blogspot.com/2009/03/circulacao-de-materia-e-fluxo-de.html
http://gracienelacerda.blogspot.com/2010_06_01_archive.html
Biofísica das trocas de calor corporal
Mecanismos Orgânicos: Termogênese: produção de calor Termólise: dissipam calor
Processos básicos que suportam e mantêm a vida, onde a termogênese depende das reações envolvidas com os metabolismos e a homeostase exige uma oferta adequada de oxigênio para os tecidos.
(WESCHENFELDER , 2001)
Biofísica das trocas de calor corporal
Metabolismo basal: Consumo de oxigênio na transformação
metabólica dos alimentos Mecanismos reguladores que produzem e
dissipam calor corporal Equilíbrio da temperatura interna do corpo.
(WESCHENFELDER , 2001)
Termogênese Biológica
Termogênese mecânico: Produção de calor (ex. calafrio)
Contração desorganizada dos músculos esqueléticos
Resposta involuntária Resultante de uma atividade nervosa descontrolada
Termogênese química Mais lenta que a termogênese mecânica Meio mais importante para a manutenção da
temperatura corporal Gorduras - tecido adiposo marrom
(WESCHENFELDER , 2001)
Termogênese Biológica
O calor é um subproduto de todos os processos metabólicos Metabolismo de carboidratos, gorduras e
proteínas Exterior através de radiação, condução e
convecção Taxa metabólica basal: taxa de liberação
de calor durante as reações químicas 35% da energia dos alimentos calor
(GUYTON & HALL, 2006)
Termogênese Biológica
Produção de calor - metabolismo basal Cerca 1,5 kcal/min em um homem de 70Kg Calor gerado principalmente no fígado,
cérebro, coração e músculos esqueléticos Fatores que afetam a termogênese biológica:
Metabolismo muscular Influencia da tiroxina, hormônio do crescimento e
testosterona Efeito da epinefrina, norepinefrina e a
estimulação simpática Termogênese dos alimentos
(GUYTON & HALL, 2006)
Termólise Biológica
Velocidade da perda de calor: Velocidade da condução do calor dos órgão
profundos para a pele Velocidade de transferência do calor entre
a pele e o meio ambiente Sistema de Isolamento do corpo:
Pele, tecido subcutâneo e tecido adiposo Fluxo sanguíneo – Transferência de calor:
Plexo venoso e anastomoses arteriovenosas
(GUYTON & HALL, 2006)
(Guyton & Hall, 2006)
Termólise Biológica
Radiação: Cerca de 60% da perda de calor corporal -
radiação calorífera (raios infravermelhos) Raios infravermelhos emitidos pela pele
humana Comprimento de onda entre 5 a 20 μm
Receber calor do corpo dissipá-lo sob forma de radiação eletromagnética - fundamental na transferência de calor entre o corpo e o meio.
(GUYTON & HALL, 2006)
Termólise Biológica
Condução Transferência de calor por contato direto
entre um corpo frio e outro quente Auxilia na formação das correntes de
convecção por aquecer a moléculas de ar que entram em contato com a pele
Perda de 3% para objetos sólidos 15% para o ar
(GUYTON & HALL, 2006)
Termólise Biológica
Convecção Transferência de energia térmica de um
sistema para outro Movimentação de massas de ar Força: diferença entre o empuxo do meio e
o peso das partículas do ar Clima Privado: efeito refrigerador que a
convecção de ar exerce sobre a pele
(GUYTON & HALL, 2006)
Termólise Biológica
Vaporização Evaporação da água ao nível da pele e dos
pulmões Cerca de 20 a 25% do calor total perdido
pelo corpo humano Grandes queimados -perda calor está
prejudicada Mecanismo necessário em altas
temperaturas Evaporação do suor – Taxa de Sudorese
(GUYTON & HALL, 2006)
(Guyton & Hall, 2006)
Controle da Temperatura Corporal
Pecilotérmicos Não dispõe de mecanismos controladores de
temperatura corporal Atividade metabólica varia com a temperatura
ambiente Controlam essa variação por métodos
comportamentais Homeotérmicos
Possuem mecanismos controladores de temperatura corporal – atividade metabólica mesmo em grandes variações térmicas
Precisam ingerir mais alimento que outros animais(CAMBRAIA, 1998)
Controle da Temperatura Corporal
Pele: Órgão de vital importância - capacidade de
atuar como órgão refrigerador do corpo. Termorreceptores
Receptores para o calor e para o frio (10x mais) Pele fria evocação de reflexos imediatos Estímulos para Calafrios Inibição da Sudorese Vasoconstrição da pele
(WESCHENFELDER , 2001)
Controle da Temperatura Corporal
Receptores Corporais Profundos: Medula espinhal, vísceras abdominais e ao
redor de grandes veias Expostos à temperatura central Prevenção de Hipotermia
(GUYTON & HALL, 2006)
Controle da Temperatura Corporal
Hipotálamo: Balanço entre os processos de produção e
eliminação de calor Controle da produção de calor Regulação Vasomotora Regulação Sudomotora Regulação Metabólica
Hormônios que aumentam o metabolismo
WESCHENFELDER (2001); CAMBRAIA (1998)
Controle da Temperatura Corporal
Fig.: Mecanismo hipotalâmico e tronco cerebralFonte: Guyton, A.C, 1988, p.45
(GUYTON & HALL, 2006)
Acabou!!!
Referências Bibliográficas
CAMBRAIA, J., RIBEIRO, M. OLIVEIRA, J.A. E PACHECO, S. Introdução à Biofísica. Caderno Didático. Ed. UFV, 2005.
DOUGLAS, C.R. Tratado de Fisiologia Aplicada às Ciências da Saúde. 1ªed., São Paulo: Robe Editorial, 1994, p. 219 –48; 775-98; 1315-43.
GUYTON, A.C. Fisiologia Humana. 6ª. ed., Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1988, p.443 -530
GUYTON, A.C.; HALL, J.E. Tratado de Fisiologia Médica. 11ª ed. Rio de Janeiro, Elsevier Ed., 2006
OKUNO,Caldas e Chow. Física para Ciências Biológicas e Biomédicas. São Paulo: Editora Harper e Row, 1982
http://www.cuidaresaude.com.br/noticia.php?id=005
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