Cuando te encuentras haciendo actividad física tu cuerpo puede tener la necesidad de perder o ganar calor dependiendo del ambiente donde te encuentres, un lugar caluroso o frio; en esta entrada hablaremos de los mecanismos que nuestro cuerpo utiliza para poder conservar una adecuada temperatura corporal.
Temperatura corporal
El
concepto básico del que tenemos que partir es que el ser humano es
homeotermo; es decir que regula constantemente su temperatura
corporal, manteniendo el ritmo de generación de calor con la perdida de calor,
o en sentido contrario, aumentar la perdida de calor por encima de la que se
está generando o acumulando, dependiendo del ambiente.
El
objetivo de la regulación térmica del organismo es mantener una temperatura
corporal central constante y prevenir un sobrecalentamiento o un
sobreenfriamiento, la temperatura ideal para nuestro cuerpo y la cual
busca mantener es de entre 36° a 37°C, pudiendo llegar a 37.8° durante una
actividad física, además se tiene una variación entre dos zonas
distintas, la zona central y la periférica.
Temperatura central
comprende las áreas internas de nuestro organismo, corazón, pulmones, órganos abdominales, en general todo lo que se encuentre por debajo de la capa subcutánea
Temperatura periférica
se encontrará en las áreas de la piel y la capa subcutánea.
La
diferencia de la temperatura central y la periférica puede llegar a ser
de unos 4°C a 6°C en condiciones normales con un poco de
frio o un poco de calor, pero esta diferencia puede llegar a ser de
20°C en condiciones extremas de frio, cosa que no ocurre comúnmente.
El cuerpo
humano a pesar de buscar tener una temperatura constante y poco variable dentro
del organismo es capaz de soportar temperaturas internas inferiores a
35°C o superiores a 41°C solo durante periodos muy breves. Incluso se
ha encontrado que la temperatura en músculos muy activos puede llegar a 42°C,
pero una temperatura superior a 40°C puede afectar negativamente el sistema
nervioso central.
En condiciones extremas
Hablando de condiciones extremas de temperatura corporal si llegara a los 45°C las proteínas de las enzimas se rompen y por consiguiente pueden causarnos la muerte, por el otro extremo, temperaturas inferiores a los 34°C ralentiza el metabolismo y provoca un funcionamiento cardiaco anormal como las arritmias, lo cual también puede causar la muerte.
Control de la temperatura
El
termostato de nuestro cuerpo que se encarga de regular la temperatura corporal
se encuentra en el diencéfalo, por encima del mesencéfalo, se extiende desde el
tronco encefálico y el cerebelo rodeando el tercer ventrículo, se encuentra
compuesto por el tálamo, hipotálamo y epitálamo.
El
hipotálamo es el regulador de la temperatura corporal.
El
hipotálamo controla muchas funciones orgánicas y es uno de los reguladores más
importantes en la homeostasis, los impulsos sensoriales, viscerales, incluso
los receptores olfativos, gustativos y visuales llegan al hipotálamo, también
teniendo receptores que se encargan dentro del mismo hipotálamo de controlar le
presión osmótica, la concentración de la glucosa y de la temperatura de la
sangre(por mencionar algunas funciones de muchas otras de las que se encarga),
cada uno en diferentes regiones y núcleos.
Para entender de mejor manera que parte del hipotálamo se encarga de la regulación de la temperatura corporal, es necesario saber que el hipotálamo se encuentra dividido en cuatro regiones: región mamilar, región tuberal, región supraóptica y región preóptica.
Específicamente la región del hipotálamo que se
encarga de la regulación de la temperatura corporal es la región supraóptica
Si la
temperatura de la sangre que atraviesa el hipotálamo es más alta de lo normal,
el hipotálamo manda la orden al sistema nervioso autónomo para que estimule la
perdida de calor. Y a la inversa, cuando la temperatura de la sangre es más baja
de lo normal manda impulsos que generan la retención de calor.
Los
receptores que perciben la información de la temperatura corporal son
conocidos como termorreceptores y se dividen en receptores centrales
que responden a cambios mínimos en la temperatura sanguínea de 0.01°C.
Las
señales que recibe sobre la temperatura corporal no solo vienen de la sangre
que pasa por el hipotálamo, también de los miles de termorreceptores que se
encuentran en todo el cuerpo, encontrándose principalmente en el sistema
nervioso central y en la piel; nombrándose como receptores periféricos
encargados de controlar la temperatura cutánea.
La temperatura cutánea es la que tiene variaciones con los cambios térmicos del ambiente en los que se encuentra la persona, estos receptores no solo envían información a la región preóptica del hipotálamo, también envían información a la corteza cerebral, permitiéndonos percibir conscientemente la temperatura y controlar a voluntad la exposición al frio o al calor, siendo los primero receptores en poder detectar un cambio en la temperatura ambiente, son el primer mecanismo para evitar un cambio en la temperatura central causada por el entorno.
Ganancia y perdida de calor
Ahora que
sabemos que parte de nuestro cuerpo se encarga de regular la temperatura
corporal, debemos conocer cómo podemos producir calor o como se pierde este
calor.
Para la ganancia y perdida de calor corporal existen varios mecanismos, pero para la producción propia de calor, solo tenemos dos maneras, producto de los procesos metabólicos normales; de manera voluntaria por medio de la actividad física y de manera involuntaria, por medio de temblores o la producción de calor bioquímico causada por las secreciones hormonales como la tiroxina y catecolaminas, siendo un mecanismo para cuando nos exponemos al frio.
Durante la actividad física nuestro cuerpo tiene una eficiencia entre un 20 y 30% mientras el 70 a 80% de la energía utiliza aparece como calor, la producción de este calor se le conoce como producción de calor metabólico. Gran parte del calor que no se pierde es almacenado en los tejidos corporales.
De manera
contraria para le perdida de calor existen varios mecanismos, pero también
algunos de estos pueden ayudarnos a ganar calor dependiendo del ambiente, estas
pérdidas de calor ocurren por medio de la radiación, conducción, convección y
evaporación.
Radiación.
Es la
perdida de calor por medio de rallos infrarrojos, implicando la transferencia
de calor de una superficie a otra, por ejemplo, el sol nos transfiere calor a
través de la irradiación, la piel también irradia calor. En reposo es
uno de los principales métodos de eliminación del exceso de calor corporal, en
una temperatura ambiente de 21 a 25°C el cuerpo desnudo puede perder
aproximadamente 60% del exceso de calor, pero si la temperatura de los
objetos que rodean el cuerpo tiene una mayor temperatura, el cuerpo tendrá una
ganancia de calor.
Conducción
Es la
transferencia de calor de un cuerpo con mayor temperatura a otro con menor
temperatura a través del contacto directo. Por ejemplo, el cuerpo pierde calor
cuando la piel entra en contacto con un material frio como puede ser una banca
o una pared, ropa o cualquier otro material sólido con menor temperatura.
Convección
Consiste
en la trasferencia de calor mediante el movimiento de un gas o un líquido a
través de una superficie caliente. Las moléculas de del gas o del líquido que
entran en contacto con la piel se calientan y se alejan de la fuente de calor,
pasando otras moléculas que ocupan su lugar y así sucesivamente.
La
efectividad del aire para enfriar un cuerpo es menor que la de un líquido,
siendo este último 25 veces superior, aunque cuanto mayor sea el movimiento del
aire mejorará su eficiencia para enfriar un objeto, siendo un ejemplo claro
cuando se utiliza un ventilador.
Entre la
conducción y la convección se puede perder hasta el 15% de calor cuando uno se
encuentra en reposo, pero al igual que en la radiación, dependiendo de la
temperatura del líquido o materiales con los que la piel entra en contacto,
puede ganarse calor en lugar de perderse.
Evaporación
En reposo
representa el 20% de la perdida de calor, el cual ocurre sin que tengamos conciencia
de ello, aproximadamente se pierden 300 mililitros en el aire exhalado y 400
mililitros desde la superficie cutánea diariamente, conociéndose como perdida
de calor insensible de agua, pero es el mecanismo que mayor protagonismo
tiene para la perdida de calor durante la actividad física, pudiendo llegar a
ser el responsable de aproximadamente el 80% de la pérdida total de calor.
Para que esto ocurra el sudor que se produce durante la actividad física debe evaporarse, por lo que a mayor temperatura corporal el proceso de evaporación cobra mayor relevancia en la regulación de la temperatura corporal, pero para que el sudor de la superficie de la piel se evapore, el ambiente tiene un papel importante, teniendo en cuenta la temperatura y la humedad relativa.
A
mayores temperaturas la humedad relativa influye en gran medida en la perdida
de calor por evaporación, por lo que, a mayor humedad relativa la
evaporación del sudor es menor siendo menos efectivo el enfriamiento.
El sudor
que no se evapora queda en la superficie de la piel o en la ropa, teniendo una
menor capacidad de enfriamiento. En condiciones extremas el cuerpo
puede producir hasta 3 L. de sudor cada hora, situación que se puede
llegar a presentar en los triatletas.
La
evaporación es el principal mecanismo de eliminación de calor en ambientes
fríos y moderados, incluso cuando el ambiente es caluroso en la que la
temperatura del aire supera a la temperatura cutánea, la evaporación es el
único modo de perdida de calor, sin embargo, en la natación es distinto
el principal método de enfriamiento al estar en contacto con un líquido es la
convención.
Regulación de la temperatura corporal y ambiente
Dentro de
la actividad física la temperatura del ambiente tiene gran influencia, y mucho
más cuando hablamos de deporte de alta competencia, teniendo gran repercusión
sobre deportes de resistencia de larga duración practicados al aire libre;
también influyen el viento y la humedad.
El cuerpo
puede experimentar mayor calor o frio a una misma temperatura, pero
con una variación de estos factores, a mayor velocidad de viento más sensación
de frio se tiene y a mayor humedad mayor sensación de calor, es por ello que
además de calcularse la temperatura real existe el cálculo de temperatura de
sensación; siendo un índice que combina los efectos de la temperatura y la
velocidad del viento. El viento por sí solo es un factor favorable para la
convección, pero hay que agregarle la humedad relativa, la combinación de estos
factores podrán ayudar a determinar a qué estrés podría entrar el organismo en
un entrenamiento o una competencia.
El peor
de los casos que se puede presentar es una alta temperatura con poco viento y
alta humedad, el cuerpo tendría que enfrentarse a una elevada
temperatura por una pobre evaporación del sudor, por lo que se tendrían que
tener estrategias para conseguir que el cuerpo no se sobrecaliente.
Cuando la
humedad en la atmosfera es alta, esta se encuentra saturada de moléculas de
agua, siendo justamente esto lo que limita la evaporación, al estar
saturada de moléculas de agua la transferencia de más moléculas de agua es
limitada.
Ahora que
conoces que influye en la temperatura corporal, es necesario saber cómo afronta
el cuerpo la situación de frio o calor. Dependiendo de las situaciones
se modifican las arteriolas de la piel, se pueden activar las glándulas
sudoríparas ecrinas, el musculo esquelético puede activarse generando un mayor
tono muscular y las glándulas endocrinas pueden comenzar a secretar hormona
para aumentar la tasa metabólica celular.
Entraremos
a mayor detalle de lo que ocurre en nuestro organismo y los mecanismos que
utiliza nuestro cuerpo en situaciones de frío o calor en próximos artículos.
Bibliografía Recomendada
- K. Powers, S., & T. Howley, E.
(2014). Fisiología del Ejercicio . Paidotribo.
- Kenney, L., Wilmore, J., & Costill, D. (2014). Físiología del Deporte y el Ejercicio (5 ed.). Médica Panamerica.
- Tortora, G., & Derrickson, B. (2018). Principios de anatomía y Fisiología (15 ed.). Médica Panamericana.
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