Termorregulacion

Capítulo 7: TERMOREGULACION María Laura Ferreira TEMPERATURA CORPORAL La temperatura es una magnitud que refleja el nivel térmico de un cuerpo, es decir, su capacidad para ceder energía calorífica. La temperatura depende del movimiento de las moléculas que componen a la sustancia, si éstas están en mayor o menor movimiento, será mayor o menor su temperatura respectivamente, es decir, estará más o menos caliente. El calor es la energía que se pierde o gana en ciertos procesos. Por tanto, los términos de temperatura y calor, aunque relacionados entre sí, se refieren a conceptos diferentes: la temperatura es una propiedad de un cuerpo y el calor es un flujo de energía entre dos cuerpos a diferentes temperaturas. La temperatura corporal es la medida del grado de calor de un organismo, y desempeña un papel importante para determinar las condiciones de supervivencia de los seres vivos. Así, los seres humanos necesitan un rango muy limitado de temperatura corporal para poder sobrevivir, y tienen que estar protegidos de temperaturas extremas. La temperatura se puede expresar mediante la escala Kelvin (°K), Celsius (°C) o Fahrenheit (°F). Las equivalencias entre estos sistemas son: °C = 0.555 (°F – 32), °F = 1.8 (°C) + 32 y °K = °C + 273.15. El astrónomo sueco Anders Celsius ideó la escala de temperatura centígrada asignando el valor 0 al punto de congelación del agua (0 ºC) y el valor 100 al de ebullición (100 ºC). Figura 7.1: Las escalas más usadas para medir temperatura. Para poder hablar de temperatura normal del cuerpo, debemos establecer una diferencia entre la temperatura de los tejidos profundos del cuerpo y la temperatura cutánea. Esto justifica establecer una división: temperatura interna, con una temperatura constante y fuertemente regulada; y temperatura cutánea de los tejidos periféricos, cuya temperatura puede oscilar dentro de unos límites amplios, dependiendo tanto de la temperatura del medio ambiente como del grado de defensa ante la pérdida de calor y de las actividades particulares. De este modo, el término temperatura corporal no debe puede emplearse sin tener en cuenta en qué parte del cuerpo tiene lugar la medición. Temperatura periférica o superficial: es la de los constituyentes del revestimiento periférico, como la piel, el tejido subcutáneo y las porciones superficiales de las masas musculares cuya función principal es la de mantener una temperatura central constante. La temperatura periférica muestra considerables variaciones, subiendo y bajando según el medio ambiente. La temperatura media de la piel para una persona promedio en un cuarto con temperatura ambiente de 25 °C es de 33 °C. La temperatura de la piel se puede medir mediante termocuplas o termistores montados en contacto con la epidermis. Temperatura central: la temperatura central representa la temperatura media en áreas corporales profundas centrales (ejemplos: cerebro, corazón, pulmones, órganos abdominales). Se encuentra constituida por las regiones del cráneo, torácica, abdominal, pélvica y las porciones más profundas de las masas musculares de las extremidades. Los seres humanos somos homeotérmicos lo que significa que la temperatura corporal interna se mantiene casi constante. En condiciones normales, la temperatura interna del cuerpo fluctúa entre 36.5 - 37.5 °C. Factores que afectan la temperatura corporal Edad: los niños tienden a tener temperaturas rectales y orales más altas (37.5 a 38.0 °C) que los adultos. Las variaciones diarias cambian a medida que los niños crecen: En niños menores de 6 meses, la variación diaria es pequeña. En niños de 6 meses a 2 años de edad, la variación diaria es de aproximadamente 1°C. A la edad de 6 años, las variaciones diarias se incrementan gradualmente a 2 °C por día. Por otra parte, en los adultos mayores la temperatura corporal suele estar disminuida (36 oC). Rítmo diurno/circadiano (ciclo de 24 horas): a lo largo de la jornada las variaciones de la temperatura suelen ser inferiores a 1.5 oC. La temperatura máxima del organismo se alcanza entre las 18 y las 22 horas y la mínima entre las 2 y las 4 horas. Este ritmo circadiano es muy constante y se mantiene incluso en los pacientes febriles. La temperatura ambiente: altas temperaturas o frío extremo La indumentaria El estrés: las emociones intensas como el enojo o la ira activan el sistema nervioso autónomo, pudiendo aumentar la temperatura. Las enfermedades: ciertas enfermedades metabólicas (hipertiroidismo) y aquellas que impliquen estados febriles, aumentan la temperatura, mientras que otras enfermedades metabólicas (hipotiroidismo) pueden conducir a un descenso de la temperatura. Cambios menstruales en las mujeres: en la segunda mitad del ciclo, desde la ovulación hasta la menstruación, la temperatura se puede elevar entre 0.3-0.5 oC. El ejercicio físico: la actividad muscular incrementa transitoriamente la temperatura corporal. Por el contrario, durante una inactividad prolongada (dormir), la temperatura disminuye. Medición de la temperatura corporal Los lugares anatómicos utilizados como referencia de temperatura corporal interna son: El recto: se considera que la temperatura rectal es un buen criterio para determinar la temperatura interna ya que es un buen indicador del almacenamiento del calor metabólico durante el ejercicio. La temperatura rectal es aproximadamente 0.6 °C mayor que la temperatura oral-sublingual. El canal auditivo: por su proximidad del canal auditivo del hipotálamo, la temperatura timpánica puede utilizarse como criterio para la estimación de la temperatura interna. De menor precisión que la toma rectal. La cavidad oral-sublingual: es un buen indicador de la temperatura corporal central y suele oscilar entre 35,8 y 37,2 °C. El esófago: diversos investigadores consideran que la temperatura del esófago es preferible a la timpánica debido a que nos permite obtener una medida indirecta de la temperatura de la sangre arterial según es bombeada por el corazón. Axilar: es la más cómoda y segura, aunque la menos exacta. Es poco representativa de la temperatura interna, ya que aumenta y desciende con la temperatura del entorno, y tiende a ser 1°C inferior a la rectal. Temperatura Rectal 0.5°C > Temperatura oral o auditiva 0.5°C > Temperatura axilar36.3 – 37.7°C 35.8 - 37.2 °C ~36.7°CEn síntesis, las diferencias usuales entre los valores de temperatura de los diferentes lugares de medición son: Los instrumentos más comúnmente usados son: Termómetro de vidrio de mercurio: es un cilindro de vidrio hueco con un depósito de mercurio en el fondo y el extremo superior cerrado. Tiene una escala graduada que va desde los 35 hasta los 42 oC. En un termómetro se distinguen dos partes: el tallo, que comprende la zona de la escala graduada y el bulbo, que es donde se aloja el mercurio. Al aumentar la temperatura el mercurio se dilata y asciende por el capilar; una escala graduada permite leer directamente el valor de la temperatura. Este termómetro es el más usado, aunque no el más preciso. Existen dos tipos de termómetros de mercurio: el bucoaxilar y el rectal. La única diferencia entre ambos es la forma del bulbo, que en el rectal es más redondeado y corto. Para realizar la medición, se toma el extremo opuesto al bulbo, se sacude el termómetro hacia abajo hasta leer 35°C o menos. El termómetro se debe leer sujetándolo por el extremo opuesto al bulbo, de forma que se puedan ver los números, luego se gira entre los dedos hacia atrás hasta poder ver un reflejo rojo o plateado en la columna. El extremo de la columna se debe comparar con el grado que se marca en las líneas que se encuentran en el termómetro. Termómetro digital: es una alternativa segura frente a los termómetros de vidrio con mercurio, ya que no se debe temer al riesgo de vidrio roto o intoxicación por mercurio. La lectura es muy sencilla y rápida. Se utiliza de la misma manera que el termómetro de vidrio, pero la lectura se realiza a través de un dispositivo visual digital. Es importante comprobar su calibración. Termómetro de tira plástica: las tiras plásticas contienen un cristal líquido sensible al calor, el cual cambia de color para indicar la temperatura. La tira se debe colocar en la frente y se lee cuando todavía está en su lugar después de un minuto. Este método no es muy confiable. Termómetro de oído: son digitales y la lectura se realiza en un display a los pocos segundos de situado el instrumento en el canal auditivo. Para realizar la medición, la persona debe estar quieta y tranquila. Es conveniente esperar al menos una hora después de realizar ejercicio intenso o después de un baño caliente. Se debe esperar de 20 a 30 minutos después de fumar, comer o tomar un líquido caliente o frío. La técnica de medición, difiere según el lugar en el cuál se realice, así en la boca se coloca el termómetro bajo la lengua y se cierra la boca utilizando los labios para mantener el termómetro fijo. La persona debe respirar por la nariz. Se debe dejar el termómetro en la boca por 3-5 minutos. En la axila se debe colocar el termómetro de tal modo que el bulbo quede en el centro de la axila, con el brazo presionado contra el cuerpo durante 5 minutos y posteriormente se realiza la lectura. Antes de introducir el termómetro en el recto debe lubricarse el extremo del bulbo con vaselina. La persona debe colocarse en decúbito lateral, flexionando la pierna situada en el plano superior. El encargado de realizar la medición debe exponga el ano elevando la nalga superior con su mano no dominante. La persona debe realizar una inspiración profunda, que provocará la relajación del esfínter, y en ese momento se introduce el termómetro lentamente, sin forzar. La longitud a introducir dependerá de la edad y la constitución del individuo: 1.5 cm en los bebés, 2.5 cm en los niños y 3.5 cm en los adultos. El termómetro debe mantenerse en dicha posición durante 2-3 minutos. Es conveniente sujetar todo el tiempo el termómetro y cuidar que la persona no se mueva. REGULACIÓN DE LA TEMPERATURA CORPORAL El concepto termorregulación hace referencia al mantenimiento de la temperatura corporal dentro una zona específica bajo condiciones que involucran cargas térmicas internas (metabólicas) o externas (ambientales). En otras palabras, es la homeostasis de la temperatura, la cuál implica el mantenimiento y equilibrio de la temperatura interna del cuerpo en niveles constantes. El mantenimiento de la temperatura corporal es posible por la capacidad que tiene el cuerpo para poner en marcha una serie de mecanismos que favorecen el equilibrio entre la producción y la pérdida de calor. Cuando la producción de calor en el cuerpo es mayor a la velocidad a la que se está perdiendo, se acumula el calor dentro del cuerpo y aumenta la temperatura corporal. Al contrario, cuando la pérdida de calor es mayor, descienden el calor y la temperatura corporal. Producción de calor La termogénesis, o generación de la temperatura se realiza por dos vías: Termogénesis física, producida actividad muscular y el descenso del flujo sanguíneo periférico. También puede denominarse vía rápida. Termogénesis química, de origen hormonal y movilización de sustratos procedentes del metabolismo celular (reacciones metabólicas). También puede denominarse vía lenta. La tasa productora de calor se denomina índice metabólico. Los factores que lo establecen son el metabolismo basal de las células del cuerpo, pero la producción de calor se incrementa durante el ejercicio por la acción voluntaria de los músculos esqueléticos activos. El ejercicio produce un aumento significativo de la temperatura que tiene una estricta proporcionalidad con la intensidad del trabajo realizado, pero también con la eficacia mecánica intrínseca de la tarea y de quien la realiza. En condiciones basales, la producción total de calor genera entre 65-80 calorías por hora, que pueden incrementarse hasta 300-600-900 durante el ejercicio. Un ejercicio intenso puede elevar la temperatura rectal a 40 ºC. En condiciones ambientales de baja temperatura, la contracción involuntaria de los músculos esqueléticos (escalofríos) ayuda a generar calor metabólico, de manera que se pueda mantener constante la temperatura del núcleo, también se produce el aumento del metabolismo basal por la acción de las hormonas tiroideas (y en menor grado por la hormona de crecimiento y la testosterona) sobre las células, también colabora el metabolismo extra ocasionado por el efecto de la adrenalina, en menor grado la noradrenalina, y la estimulación simpática sobre las células. La ingesta de alimentos también actúa como un factor termogénico. Pérdida de calor El calor debe ser disipado en orden a mantener la homeostasis y por tanto el rendimiento. El calor puede eliminarse por distintas vías: Aire espirado: se pierde calor por calentamiento del aire espirado. Orina y heces: representan una vía regular aunque no significativa para la disipación de calor. Piel: la vía cutánea libera calor principalmente mediante los mecanismos de evaporación, convección, conducción y radiación. El mecanismo autoregulatorio funciona al hacer variar la cantidad de sangre que pasa por la piel cuando se modifica el diámetro de los vasos sanguíneos, a través de la vasodilatación y vasoconstricción refleja de los vasos arteriales periféricos. Este mecanismo dependerá del tipo y cantidad de ropa que cubre la superficie dérmica. En síntesis, la homeostasis de la temperatura se refiere al mantenimiento/equilibrio a niveles constantes de la temperatura interna del cuerpo. Este equilibrio térmico ocurre cuando la ganancia de calor es igual a la pérdida/disipación de calor, y depende de la magnitud en el calor ganado comparado con el calor disipado. Los mecanismos físicos de transferencia del calor desde el interior hacia el entorno a través de la piel son: Conducción El calor se transfiere por contacto físico a través del contacto molecular directo. El flujo o gradiente de calor ocurre desde un desde un objeto más caliente a uno más frío. De esta manera, el calor generado en el interior de nuestro cuerpo es conducido por los tejidos en contacto hasta llegar a la piel y de allí a la ropa o al aire que está en contacto directo con nuestra piel. Si el aire circundante está más caliente que nuestra piel, la calentará. Una vez que la temperatura de un objeto y otro se igualan, ya no se pierde más calor por esta vía, es decir, se auto limita. Convección Es la transferencia de calor por movimiento de un gas o un líquido en contacto con el cuerpo. Cuando el aire circula alrededor del cuerpo, favorece la eliminación de calor. Cuanto más se mueve el aire y más aire frío circule, mayor es el ritmo de eliminación del calor por convección. El agua posee un calor específico varios miles de veces mayor que el del aire, por lo que por porción unitaria de agua adyacente a la piel puede absorber mucho más calor que el aire. Además la conductividad de calor del agua es mayor que la del aire. Por eso es muy difícil que el cuerpo pueda calentar una capa fina de agua próxima al cuerpo para formar una zona aislante. De aquí que, generalmente, la tasa de pérdida de calor en el agua es muy superior a la del aire. Radiación Es la transferencia de calor entre objetos sin que ocurra un contacto físico directo y en proporción al gradiente en temperatura entre estos. Este es el principal método para eliminar calor del organismo en reposo. Una persona desnuda en una habitación con temperatura ambiente normal (21 y 25°C), pierde un 60% de todo el calor por efecto de la radiación. El mecanismo de la radiación se basa sobre la teoría que las moléculas dentro de un cuerpo están continuamente vibrando, y como consecuencia, el calor en la forma de ondas electromagnéticas se disipa. El cuerpo puede irradiar calor al medio o puede ganarlo si los objetos circundantes están más calientes, por ejemplo durante la exposición al sol. La radiación depende de la diferencia de la temperatura del individuo y del entorno. El calor se pierde hacia dónde existe un gradiente de temperatura negativo, es decir, un objeto que tenga mayor temperatura perderá calor para entregárselo a otro con menor temperatura, para que de esta manera se equilibren. Evaporación Es la pérdida de calor mediante la conversión de sudor (agua) a vapor sobre la superficie cutánea (piel). Mediante la evaporación, el cuerpo pierde alrededor de 0.58 kcal de calor por cada gramo de agua evaporada. Es la forma más eficiente para perder calor durante un ejercicio, para evitar el sobrecalentamiento. Es el 80 % de la pérdida total de calor en actividad y el 20 % en reposo. Cuando la temperatura corporal se eleva durante el ejercicio, la producción de sudor aumenta. Con el sudor en la piel, pasa de su forma líquida a la de vapor. Por lo tanto la evaporación del sudor adquiere una importancia creciente a medida que la temperatura corporal aumenta. Existe una pérdida de calor inconsciente a través de los pulmones y las mucosas (boca, nariz, piel), que representa un 10 % del total, y que también ayudan a eliminar el calor por medio de la evaporación. Cuando la temperatura ambiental excede a la corporal, el calor se gana por el metabolismo, radiación, convección y conducción y solo se pierde por la evaporación asociada al sudor. El grado de humedad del aire influye en la pérdida de calor por sudoración, ya que cuanto mayor sea la humedad del medio ambiente menor cantidad de calor podrá eliminarse por este mecanismo. La adaptación del organismo a temperaturas extremas es fundamental en los deportes en los que se requiere un trabajo continuo (carreras de fondo, ciclismo, carreras de esquí, natación de aguas abiertas).Es necesario un conocimiento detallado sobre la influencia que ejercen el calor y el frío en el organismo del deportista, sobretodo durante la ejecución de cargas de entrenamiento y de competición de gran magnitud, así como nociones acerca de los mecanismos y de las vías de suministro utilizables para conseguir una eficaz adaptación individual a temperaturas altas y bajas. La aclimatación del organismo del deportista a los cambios de temperatura del medio ambiente está orientada, básicamente, a la disipación de calor cuando la temperatura es alta y a mantener el calor si la temperatura es baja. Del total de energía generada por el organismo de una persona, entre un 60 y un 80% se transforma en calor que va al medio, y el resto, entre 20 y 40%, se transforma en energía útil para el trabajo. Cuando la temperatura ambiente es menor que la de la piel, la conservación del balance térmico no supone ningún problema para el organismo de la persona, ya que la pérdida de calor se facilita por la suma de la convección y la radiación, siendo las pérdidas por conducción marginales. En el ejercicio, la intensidad de trabajo determina una mayor producción de calor, y esta carga de calor es tan grande que este mecanismo, aunque es el primero en activarse, no alcanza para eliminar el calor circulante que la sangre lleva hasta la piel. En estas condiciones, el único medio del que dispone el cuerpo para liberarse del calor es la evaporación. Para ello, se activan las glándulas sudoríparas, que serán las encargadas de eliminar el calor por medio del sudor. Por lo tanto, la evaporación es la forma más eficaz que el organismo tiene para disipar el calor durante el ejercicio, y la posibilidad de realizar este trabajo de termorregulación con eficacia es crucial para el deportista. El termostato hipotalámico La vía principal de los impulsos que implican los mecanismos de producción y pérdida de calor llega al hipotálamo lateral, de ahí a la porción media cerebral, tegumento pontino, formación reticular, médula y desde las fibras simpáticas a los vasos cutáneos, glándulas sudoríparas y fibras motoras musculares. La temperatura corporal está regulada casi en su totalidad por mecanismos nerviosos de retroalimentación que operan, en su mayoría, a través de centros termorreguladores situados en el hipotálamo. Para que estos mecanismos de retroalimentación actúen, se necesitan detectores de temperatura que indiquen el momento en que la temperatura corporal sea demasiado alta o demasiado baja. Por ejemplo, durante un ejercicio intenso, dado que el cuerpo no puede disipar el calor tan rápidamente como lo produce, la temperatura interna puede elevarse hasta 40°C, con una temperatura muscular de 42°C. Los termorreceptores detectan este cambio de temperatura corporal y trasmiten esa información al termostato de nuestro cuerpo, el hipotálamo, y este activa los mecanismos que regulan las temperaturas corporales. El mantenimiento de la temperatura y las reacciones necesarias para conservarla se realiza a través de impulsos que llegan de la periferia y de la temperatura con que la sangre llega al hipotálamo, siendo estos impulsos conducidos hacia la región posterior hipotalámica (conservadora de calor), encargada de predeterminar la temperatura de 37ºC. Entonces, los cambios en la temperatura corporal son detectados por medio de termorreceptores centrales y periféricos. Los primeros se encuentran en el hipotálamo y controlan la temperatura de la sangre cuando circula a través del cerebro. Los periféricos se encuentran en la piel, ejercen una función complementaria informando sobre la temperatura exterior. El principal determinante de la respuesta corporal a los cambios climáticos, es la temperatura con que la sangre alcanza al hipotálamo. La zona preóptica, del hipotálamo anterior, contiene multitud de neuronas sensibles al calor y hasta un tercio de neuronas sensibles al frío, y detectan el cambio de la temperatura de la sangre que pasa por esa zona. El hipotálamo tiene un doble sistema de regulación de la temperatura, la porción anterior, compuesta por centros parasimpáticos, es la encargada de disipar el calor, mientras que la posterior, con centros simpáticos, conserva y mantiene la temperatura corporal. De esta manera, la irritación de la parte anterior del hipotálamo activa el proceso de irradiación del calor, y la de la parte posterior el de termoformación. Cuando la temperatura corporal fluctúa, la temperatura normal puede restablecerse por las acciones de cuatro efectores que son: Las glándulas del sudor Los músculos lisos de las arteriolas Los músculos esqueléticos Varias glándulas endocrinas Estos efectores, por medio de diversas acciones, van regulando nuestra temperatura. Cuando la temperatura corporal aumenta, las neuronas del centro hipotalámico anterior o (sensibles al calor) se excitan y se ponen en marcha una serie de mecanismos encaminados a la pérdida de calor, inhibiéndose el centro hipotalámico posterior (conservador de la temperatura), lo que origina una inoperancia de todos los mecanismos termogénicos, disminuyendo el metabolismo, el tono muscular y de forma progresiva, la producción de hormona tiroidea. La inhibición de los centros simpáticos hipotalámicos conduce a una vasodilatación tal, que puede aumentar hasta ocho veces el índice de transferencia de calor a la piel. Todo ello conduce a una disminución de la temperatura. La estimulación del centro anterior disminuye la temperatura mediante la activación de la producción de sudor. Las glándulas sudoríparas están bajo el control del sistema nervioso simpático, e influidas por estímulos colinérgicos. La región preóptica del hipotálamo, quien envía impulsos a las glándulas sudoríparas para que aumenten la producción de sudor. La piel de todo el organismo empieza a sudar y los vasos sanguíneos de todo el cuerpo se dilatan, y de esta manera, el organismo pierde calor permitiendo que la temperatura corporal se normalice. La evaporación de esta humedad permite eliminar el calor de la superficie de la piel. El incremento adicional de 1°C de la temperatura corporal causa la sudoración suficiente para eliminar 10 veces la tasa basal de producción de calor. Además, inhibe todo exceso de producción de calor. Otra adaptación está dada por los músculos lisos que rodean las arteriolas que abastecen de sangre a la piel. Cuando la piel se calienta, la sangre también lo hace. Frente a esta situación el hipotálamo envía señales para que los músculos lisos se dilaten. Como resultado aumenta el flujo sanguíneo, que permite que la sangre lleve el calor desde el interior hacia la piel, y así se disipe hacia el ambiente mediante conducción, convección, radiación o evaporación. La tasa de transferencia de calor se multiplica hasta 8 veces cuando la temperatura interna es muy elevada. Por otro lado, cuando la temperatura corporal diminuye, los termorreceptores de la piel envían señales al hipotálamo, y a su vez, este descenso de la temperatura es advertido por los receptores centrales del hipotálamo. En la piel, hay mayor cantidad de receptores para el frío que para el calor. Por eso, los receptores de la piel se encargan de detectar básicamente temperaturas frescas y frías. Frente a esta situación, el hipotálamo responde por medio de la activación de los centros cerebrales que controlan el tono muscular. Estos centros estimulan el temblor, que es un ciclo rápido de contracción y relajación involuntaria de los músculos esqueléticos (escalofríos). Esta mayor actividad genera calor para mantener o aumentar la temperatura corporal. Otra respuesta al frío es la inhibición del proceso de sudoración. Asimismo, los efectos de varias hormonas hacen que las células aumenten sus ritmos metabólicos, lo cuál incrementa la producción de calor. La respuesta hormonal a los cambios de temperatura es mediada por el sistema hipotálamo-hipofisario. El enfriamiento estimula la liberación de la TSH, hormona estimulante del tiroides, que se produce en la hipófisis. El resultado de su acción será la liberación de tiroxina, sintetizada desde la glándula tiroides. Esta hormona es capaz de elevar el ritmo metabólico de todo el cuerpo en más del 100%. Es decir, que en condiciones de frío, la tiroides aumenta la producción de tiroxina con el fin de incrementar la producción de calor metabólico. Las catecolaminas son una grupo de hormonas (y neurotransmisores) liberadas por las glándulas suprarrenales. Dentro de la familia de las catecolaminas encontramos la adrenalina y noradrenalina. En esta situación de bajas temperaturas, la médula adrenal aumenta la producción adrenalina y noradrenalina, que aumentan la actividad del sistema nervioso simpático. La adrenalina incrementa la producción de calor, y la noradrenalina provoca vasoconstricción de la piel para reducir la pérdida de calor e incrementa la tasa metabólica en las células, con el fin de aumentar la conservación de calor. En situaciones de hipotermia se produciría liberación de TSH, ACTH (adrenocorticotropa o corticotropina: hormona polipeptídica, producida por la hipófisis y que estimula a las glándulas suprarrenales) y consecuentemente de hormonas tiroideas y corticoides. Además de los mecanismos subconscientes de control de la temperatura corporal descriptos, el centro termorregulador hipotalámico también envía estímulos a la corteza cerebral para modificar las pautas de conducta (búsqueda de refugio e hidratación, uso de ropa adecuada). Figura 7.2: Mecanismos de regulación de la temperatura corporal. LA TEMPERATURA AMBIENTAL Efectos del ambiente sobre la termorregulación La producción corporal de calor durante la actividad física está directamente relacionada con la intensidad del ejercicio. La capacidad de disipar este calor depende de la transferencia de calor del núcleo del cuerpo a la piel, de la vestimenta, y del estrés por calor ambiental. Existen algunas variables que deben considerarse al realizar ejercicio en ambientes calurosos. La temperatura del aire: la temperatura óptima del aire oscila entre los 18 y 22°C. La actividad física intensa está relacionada con la disminución de la temperatura óptima del aire. El trabajo a una frecuencia cardiaca de 140-150 lpm se lleva a cabo con mayor éxito si la temperatura del aire es de 16-17°C. Para mayores intensidades de trabajo, 170-180 lpm se desplaza la zona de confortabilidad hasta los 13-14°C. Cuando supera los 27°C se altera el rendimiento si el deportista no se hidrata adecuadamente. La humedad: la humedad afecta nuestra percepción térmica. Para nuestro organismo no es lo mismo una temperatura ambiente de 32°C con una humedad relativa de 10% que, igual temperatura pero con un 90% de humedad relativa. En la primera situación, sudaremos profusamente pero no nos daremos cuenta ya que la evaporación se produce muy rápidamente. En la segunda situación, la evaporación se ve dificultada porque el aire ya está saturado con un 90% de agua. El resultado es un continuo baño de sudor que gotea desde la piel, que impide la pérdida de calor, y que no proporciona enfriamiento alguno. El sudor debe evaporarse para producir enfriamiento. El contenido del vapor de agua en el aire (humedad), desempeña un papel fundamental en la pérdida de calor. Cuando la humedad del aire es demasiado elevada, significa que hay muchas moléculas de agua, y esta situación reduce la capacidad del aire para recibir más moléculas ya que el gradiente de concentración se reduce. Este elevado nivel de humedad limita la evaporación del sudor y la pérdida de calor. Pero, en el caso contrario, si la humedad es muy baja, se favorece la pérdida de calor por evaporación. Esto puede también ser un inconveniente si la velocidad de evaporación del agua es superior a la de traspiración, pues la piel puede volverse muy seca. Entonces, la tasa de pérdida de calor de la superficie de la piel depende de las propiedades físicas del ambiente. Si la temperatura del ambiente es templada (12-22°C) y la humedad es baja, la tasa de transferencia convectiva de calor y de evaporación de sudor es alta, y la temperatura corporal está bien controlada. Sin embargo, en condiciones más cálidas (> 26°C) el gradiente entre la temperatura de la piel (usualmente cerca de 30°C) y del ambiente se reduce. Además, si la humedad es alta (> 70 %), los fluidos son evaporados con menor facilidad de la superficie de la piel y la pérdida de calor empeora. Por esta razón, el deportista resiste mejor una temperatura del aire muy elevada con una humedad relativa no muy alta que una temperatura baja pero con una humedad relativa del aire alta. La velocidad del aire (viento): la eliminación de calor por convección se favorece cuando hay movimiento de aire alrededor de quien está realizando actividad física. La cantidad de radiación: el sol es una fuente adicional de calor sobre el organismo. Medición de la temperatura ambiental Por lo tanto, el estrés por calor ambiental a que se somete un individuo es una función de la temperatura del aire, la velocidad del viento, la humedad relativa, y la radiación solar. Existe una medida práctica combinada del estrés por calor ambiental, que permite cuantificar las variables atmosféricas en un solo índice, la temperatura de humedad global (THG), que informa simultáneamente sobre la conducción, convección, evaporación y radiación. Facilita una sola lectura de la temperatura para estimar la capacidad de enfriamiento del ambiente. El Psicrómetro es un instrumento que sirve para determinar la tensión ambiental debida al calor. Consta de gres partes: Un globo seco, un globo húmedo y un globo negro. Primeramente se debe establecer la temperatura del bulbo húmedo (TBH). Esto se lleva a cabo al humedecer una mecha que rodea el bulbo de un termómetro. Para determinar los efectos de la evaporación de la humedad en la mecha sobre las escalas de temperatura del termómetro se hace girar el psicrómetro que aloja el termómetro, tomándolo por el mango durante 1½ minuto. A medida que el agua de la mecha se evapora, el bulbo del termómetro se enfría, del mismo modo que la piel se enfría cuando se evapora el sudor. Para la interpretación se debe tener en cuenta que el globo negro mide la temperatura real del aire. El globo húmedo se mantiene humedecido. Cuando se evapora agua de este globo, su temperatura será menor que la del globo seco, simulando el efecto de la evaporación sobre nuestra piel. La diferencia entre las temperaturas del globo húmedo y el globo seco indica la capacidad del ambiente para enfriar mediante la evaporación. Cuando la humedad del aire es de 100%, la evaporación es imposible, por lo tanto las temperaturas de estos dos globos será igual. Un menor grado de humedad y mayor movimiento del aire facilitan la evaporación, aumentando la diferencia entre ambos globos. Para poder determinar la humedad relativa (HR) utilizando el psicrómetro, se requiere primero medir la temperatura del bulbo húmedo y la temperatura del bulbo seco (TBS). TBS - TBH HR (%) = -------------------- TBS La temperatura del globo del bulbo húmedo (TGBH) es un índice que combina mediciones de temperatura del aire (Tbs), humedad (Tgh) y radiación solar (Tg) (American College of Sports Medicine, 1987) y representa la temperatura calculada a partir de las temperaturas del bulbo seco, el bulbo húmedo y el bulbo negro. Se compone de la temperatura ordinaria del ambiente aire (empleando el termómetro de bulbo seco como instrumento de medición), la temperatura que se encuentra afectada o determinada por el viento y la humedad (empleando el termómetro del bulbo húmedo) y finalmente la temperatura que se encuentra afectada o determinada por el calor / energía radiante del sol (obtenida por el termómetro del globo negro). THBG= 0.1 Tbs + 0.7 Tgh + 0.2 Tg Como este índice utiliza temperaturas no ventiladas de bulbo húmedo y de globo negro, es decir, el único movimiento de aire alrededor de los termómetros se debe a las condiciones naturales de la velocidad del viento, el índice también incluye una medida indirecta del efecto de enfriamiento del viento. El THBG permite presumir el riesgo de problemas por calor para corredores de larga distancia, si es mayor a 28o C existe un riesgo muy alto; cuando el THBG está entre 23C° y 28o C el riesgo es alto. Un índice THBG de 18-23oC indica un riesgo moderado, y si THBG < 18o C, el riesgo es bajo. Figura 7.3: Psicrómetro. La muselina debe permanecer siempre húmeda. Tabla 7.1: PRECAUCIONES PARA CORREDORES DE ACUERDO AL TGBHTGBHPrecauciones27 a 29°C (80 a 85°F)Cautela; frecuentes interrupciones para tomar agua; estar alerta ante síntomas enfermedad por calor.29 a 31°C (85 a 88°F)Suspensión de la actividad para deportistas no aclimatados. Actividad muy limitada de quienes están entrenados y aclimatados. Frecuentes interrupciones para tomar agua.Más de 31°C (Más de 88°F)Suspensión de la actividad.Modificado de: American College of Sports Medicine, 1987. Tabla 7.2: BANDERAS DE ADVERTENCIAExiste un sistema de advertencia con banderas con el propósito de alertar a los participantes del riesgo potencial de diversas condiciones de temperatura. Color de banderaObservacionesRojoTGBH 23-28°C(73-82°F)Alto de riesgo. Todos los corredores deben estar alerta de la posibilidad de una lesión o condición producida por el calor y las personas particularmente sensibles al calor o humedad no deberían correr.AmbarTGBH 18-23°C(65-73°F)Moderado riesgo. Recordar que la temperatura del ambiente aire, posiblemente también la humedad, y casi con seguridad el calor radiante, aumentará durante el curso del evento si se lleva a cabo temprano en la mañana o en la tarde. VerdeTGBH < 18°C(65°F).Bajo riesgo. Indica que existe un bajo riesgo para condiciones producidas por el calorBlancaTGBG < 10°C(50°F)Bajo de riesgo de hipertermia pero posible riesgo de hipotermia.Modificado de: American College of Sports Medicine, 1987. EJERCICIO EN AMBIENTES CALUROSOS El incremento de la temperatura corporal se puede presentar como fiebre, que ocurre cuando el incremento de la temperatura depende de una regulación transitoria hacia el límite superior del centro termostático en el hipotálamo, sin embargo, el centro termorregulador funciona de forma correcta. La fiebre es una reacción positiva del organismo frente a un agresor. Por otro lado, la hipertermia, sucede cuando el centro hipotalámico no es capaz de compensar un exceso de temperatura corporal. El daño por el calor ocurre cuando el balance hacia la acumulación de calor es excesivo, apareciendo cuadros clínicos de distinta gravedad (lesiones hipertérmicas). El trabajo intenso en condiciones de calor está relacionado con la acumulación de calor en el organismo a consecuencia, principalmente, del intenso trabajo muscular, de la intensificación del metabolismo y de la influencia de la alta temperatura exterior. El término estrés por calor se refiere a cualquier condición ambiental que produce un incremento de la temperatura corporal que pone en peligro la homeostasis. En condiciones basales la producción de calor corporal es de unas 70 kcal/m2/h. El ejercicio físico puede generar 300-900 kcal/h, mientras que la capacidad disipadora de la sudación es de unas 500-600 kcal/h; por lo tanto, una termogénesis excesiva, especialmente si el ambiente es caluroso y húmedo, puede sobrepasar la capacidad termorreguladora del organismo. Adaptaciones cardiovasculares y metabólicas El ejercicio aumenta la demanda sobre el sistema cardiovascular, más aún cuando lo sometemos en ambientes calurosos. Es el encargado de llevar el calor desde el interior del cuerpo hacia la piel. Durante el ejercicio, hay demanda de sangre hacia los músculo pero la piel también necesita sangre para facilitar la pérdida de calor, lo que crea competencia por el volumen minuto cardíaco. Puesto que el volumen sanguíneo es limitado, en el organismo tiene lugar una redistribución aumentando la circulación cutánea y reduciendo el flujo en los órganos internos. El trabajo físico con temperatura superior a los 40°C provoca un descenso del riego sanguíneo en los riñones del 40 al 50 %. Los vasos sanguíneos en la piel incrementan su diámetro. La reducción sanguínea a causa de la pérdida de volumen por la nueva redistribución reduce el volumen diastólico, lo que a su vez afecta el volumen sistólico. El gasto cardíaco permanece constante por un gradual aumento de la frecuencia cardiaca para conservar el gasto cardíaco. Sin embargo es difícil seguir compensando la creciente demanda y cualquier factor que interfiera con la disipación de calor, perjudica el rendimiento y aumentar el riesgo de lesiones por calor. La respuesta cardiovascular al calor consiste en un aumento de la frecuencia y el gasto cardíaco, un incremento de la volemia del 6-7 %, por activación de la hormona antidiurética y del sistema renina-angiotensina-aldosterona. Debido a la redistribución del flujo sanguíneo aumenta la cantidad de oxígeno en piel, que caracterizada por un bajo nivel en procesos de intercambio, y disminuye en los órganos internos con un alto nivel de intercambio (hipoxia tisular relativa). La disminución en la velocidad del consumo de oxígeno estimula en el hígado y en los riñones la activación de la glucólisis, desarrollándose una reacción-estrés que contribuye a un aumento adicional de la termoformación. El trabajo intensivo en condiciones de alta temperatura aumenta la velocidad de respiración mitocondrial e incrementa la velocidad del consumo de oxígeno celular muscular. Esta situación lleva hacia procesos menos económicos de formación energética, y un aumento de la termoformación. La elevación de la frecuencia cardíaca sumada a una mayor producción de sudor y una mayor intensidad de la respiración demandan más energía, lo cual requiere un mayor consumo de oxígeno y un mayor gasto de glucógeno muscular con acumulación de lactato. La fatiga muscular y el agotamiento se desarrollan con rapidez, disminuyendo la intensidad y duración del ejercicio. Sudoración En reposo, la orina representa la mayor forma de eliminación de líquido (60 %), seguida por la piel (15 %), la respiración (15 %), la materia fecal (5 %) y el sudor (5 %). En un ejercicio intenso y prolongado, el sudor elimina el 90 % del agua. En climas muy cálidos, la temperatura ambiente puede superar la de la piel y las partes profundas del cuerpo, determinando que la pérdida de calor por radiación, convección y conducción resulte menos efectiva. La evaporación se convierta en el mecanismo más importante para la disipación de calor. El sudor está constituido en un 99% por agua y es hipotónico en comparación con los demás líquidos corporales. Los principales electrolitos presentes son el sodio y el cloro, hay cantidades pequeñas de potasio, magnesio, calcio, hierro, cobre y zinc; además se puede encontrar aminoácidos, nitrógeno, urea, ácido láctico y algunas vitaminas hidrosolubles. Tiene un peso específico de 1,002 y un pH que oscila entre 4.2 y 7.5. TABLA 7.3: SUDOR Y EL PLASMAelectrolitos (mEq/L) y osmolaridad (mOsm/L)SodioCloroPotasioOsmolaridad Plasma1401014300Sudor40-6030-504-680-185 Las zonas más favorables para la emisión de calor son las extremidades. En ellas se denota un incremento más intenso del riego sanguíneo cutáneo y una mayor actividad de cada glándula sudorípara. Por eso es conveniente que el deportista utilice ropa liviana, y que deje sus extremidades descubiertas facilitando la evaporación del sudor. Las glándulas sudoríparas ecrinas o sudoríferas son estructuras tubulares que se extienden a través de la dermis y de la epidermis, abriéndose hacia la piel. Se encuentran en toda la superficie de la piel, principalmente en manos y plantas de los pies. Son glándulas tubulares simples, con una región secretoria (adenómero) donde se encuentran las células claras (sudor ecrino acuoso) y las células oscuras (secreción mucinosa). Figura 7.3: Glándula sudorípara ecrina. Desemboca en las crestas epidérmicas por finos orificios. Existen aproximadamente unos 3 a 5 millones de glándulas sudoríparas en cada persona, aunque solo poco más de la mitad se encuentra activa. Esta cantidad se fija desde temprana edad y cuanto más expuesto a las influencias térmicas está la persona mayor cantidad de glándulas sudoríparas activas poseerá. Estas glándulas están controladas por el hipotálamo que responde a la temperatura elevada de la sangre y entonces les transmite impulsos a través de las fibras nerviosas simpáticas. Las glándulas sudoríparas apocrinas, por otro lado, se encuentran en axilas, región genital, ano, conducto auditivo externo, aréolas mamarias y párpados. Son estímuladas por hormonas sexuales y secretan un sudor blanquecino grisáceo que carece de olor pero lo adquiere por degradación bacteriana. El sudor se forma por la filtración del plasma y al pasar a través de la glándula, el sodio y el cloruro son reabsorbidos hacia los tejidos circundantes y la sangre. Cuando se traspira ligeramente el sudor viaja lentamente y hay una completa reabsorción de estos minerales. Pero durante el ejercicio, las sustancias filtradas viajan a mayor rapidez por los túbulos, hay menor tiempo para filtrado y reabsorción, entonces el contenido de minerales del sudor es mayor. Sin embargo, el contenido de mineral del sudor no es igual en sujetos entrenados y no entrenados, ya que con el entrenamiento y la exposición continua al calor la aldosterona estimula vigorosamente a las glándulas sudoríparas para que reabsorban mayor cantidad de sodio y de cloruro. Como las glándulas sudoríparas carecen de un mecanismo para conservar potasio, calcio y magnesio, estos electrolitos se hallan en iguales concentraciones en sudor y en plasma. En ejercicios intensos en condiciones calurosas el cuerpo puede perder más de 1 litro de sudor por hora y por metro cuadrado de superficie corporal, entre el 2 y el 4 % del peso corporal (1.5 – 2.5 litros) de sudor en un individuo de 50 – 75 Kg. En corredores de fondo las pérdidas de sudor pueden llegar a ser del 6 al 10 % del peso corporal. Si la producción de calor supera 15 kcal por minuto el cuerpo tiene que perder 1.55 litros por hora si todo el sudor se evaporase y todo el calor metabólico se eliminase por evaporación (900 kcal de calor producido / 580 kcal eliminadas por litro de sudor = 1.55 litros). La pérdida de agua y minerales estimulan la liberación de aldosterona (corteza adrenal) y de hormona antidiurética (glándula pituitaria posterior). La aldosterona es responsable del mantenimiento de niveles apropiados de sodio ya que en ejercicios intensos en ambientes calurosos limita la excreción renal, lo que a su vez favorece la retención de agua (los volúmenes de fluidos en el plasma y en los líquidos intersticiales pueden aumentar en un 10 a un 20 %). La hormona antidiurética es responsable de mantener el equilibrio adecuado de los fluidos al actuar estimulando la reabsorción de agua desde los riñones reduciendo sus pérdidas por la orina. La indumentaria debe ser adecuada para cumplir una función protectora reduciendo la ganancia de calor por radiación sin restringir la evaporación del sudor. Es común observar individuos que se ejercitan utilizando accesorios plásticos para promover la pérdida de peso. Los plásticos crean un microclima donde la humedad es muy alta y la evaporación del sudor es prácticamente imposible, limitando la disipación del calor por lo que la temperatura central del cuerpo aumenta rápidamente. Este procedimiento es inútil para facilitar la pérdida de grasa y afecta la termorregulación promoviendo los problemas por calor. La ropa debe ser liviana, y debe dejar pasar el sudor para evitar el calentamiento en climas cálidos, y el enfriamiento en clima fríos. La industria textil, está desarrollando nuevas textura, géneros y diseños para la indumentaria deportiva, entre los cuales se destaca el tejido dry fit, que permite la evaporación del sudor, anulando el efecto de barrera característico de la ropa convencional. Lesiones hipertérmicas Los deportistas bien adaptados son capaces de soportar un aumento considerable de la temperatura interna que puede alcanzar los 40.5-41.0°C, pero se consideran los 39-40°C como una temperatura a partir de la cual aumentan la probabilidades de lesiones hipertérmicas. El calambre por calor se caracteriza por fuertes contracturas de los músculos esqueléticos por la pérdida de microelementos y la deshidratación. En el síncope por calor los sistemas reguladores son insuficientes para disipar calor con rapidez porque es escaso el volumen sanguíneo para permitir una distribución adecuada hacia la piel. Los cambios hemodinámicos producen hipoperfusión cerebral, responsable del síncope por calor. Los síntomas incluyen fatiga extrema, vértigo, vómitos, desmayos, piel fría y húmeda o caliente y seca, pulso débil y rápido, hipotensión. El golpe de calor es un trastorno que pone en peligro la vida y requiere atención inmediata. Se caracteriza por una elevación de la temperatura corporal interna hasta valores superiores a los 40°C (la temperatura rectal suele superar los 40.6°C), en el que el deportista se encuentra confuso o inconsciente aunque a veces predomine un cuadro de agitación psicomotora. Hay aumento de la frecuencia cardiaca y respiratoria. La piel esta caliente y seca por el cese de sudoración (anhidrosis) como consecuencia del daño térmico sobre las glándulas sudoríparas. El daño del golpe de calor resulta de la toxicidad directa celular al exponerse a temperaturas superiores a los 42ºC, ya que a partir de estas temperaturas, la función celular se deteriora cesando la actividad mitocondrial, apareciendo alteraciones en las reacciones enzimáticas, desnaturalización proteica, alteraciones de los fosfolípidos y pérdida de la estabilidad de las membranas celulares con aumento de su permeabilidad. La inestabilidad hemodinámica es responsable de hipoxemia y acidosis, originando en su conjunto la aparición de un fallo hemodinámico, renal, hepático, alteraciones neurológicas y de la coagulación. Es decir, es una falla multisistémica. Todos los deportistas deben ser capaces de reconocer los síntomas de hipertermia. Aunque la temperatura corporal se encuentre por debajo de los 40°C, la presencia de escalofríos y dolores punzantes en la cabeza, deben ser tomadas como un indicador de que se está acercando a una situación peligrosa que puede resultar fatal si se continúa haciendo ejercicio. Los deportistas que están más expuestos a sufrir un trauma hipertérmico son los insuficientemente aclimatados a las condiciones de calor, mal entrenados, los de peso excesivo y los niños. Aclimatación al calor La realización de actividad bajo condiciones de calor y humedad conducen al desarrollo de las correspondientes reacciones de adaptación, que permite a los sujetos aumentar su capacidad de disipación de calor metabólico a través de la evaporación de sudor, mejorar el desempeño, y reducir el riesgo a sufrir golpe de calor. La aclimatación al calor ocurre como resultado a una estancia frecuente y un entrenamiento bajo condiciones de alta temperatura que aumentan la termoestabilidad del organismo del individuo. Si ese ambiente es natural se denomina aclimatización al proceso de adaptación fisiológica, mientras que si es un ambiente controlado artificialmente se le dice aclimatación. Aunque habitualmente los términos se utilizan indistintamente. El sistema, destinado al mantenimiento del equilibrio de la temperatura, incluye: Un eslabón aferente: termorreceptores de la piel y de las vías respiratorias superiores. Eslabón central-hipotálamo (centro de termorregulación). Eslabón eferente: órganos del suministro de sangre y aparato de enfriamiento por evaporación. En el desarrollo de la adaptación es de suma importancia que el perfecto equilibrio entre la generación y la pérdida de calor, cuanto mejor funcione el sistema de termotransferencia, se tolera mayor intensidad de trabajo y se eleva el nivel admisible de termoformación. Los deportistas aclimatados al calor húmedo transfieren mejor el calor del cuerpo hacia el ambiente. El aumento en el volumen plasmático de 10 a 12 %., como consecuencia de la transferencia de agua y proteínas hacia el volumen vascular, permite disipar el calor de forma más efectiva. A medida que se va desarrollando la adaptación la frecuencia cardiaca y el riego sanguíneo a la periferia disminuyen significativamente mejorando la irrigación de los órganos internos y los músculos activos. Esto está condicionado por un aumento de la eficacia de la radiación del calor y de la evaporación, a consecuencia de lo cual la eliminación de una cantidad indispensable de calor se realiza con un volumen menor de riego sanguíneo cutáneo. La aclimatación reduce el umbral para el inicio de la sudoración, es decir, que el deportista aclimatado empieza a sudar antes y en mayor cantidad alcanzando una tasa máxima de 2-3 L/hora. La evaporación de esta cantidad de sudor elimina el calor del organismo a una velocidad 10 veces superior a la tasa normal de producción de calor. Disminuye la concentración de sodio en el sudor a consecuencia de una mayor secreción de aldosterona. El sudor de un apersona aclimatada es hipotónico, tiene una menor concentración de sodio (5 mEq/L) que los individuos no aclimatados (10-80 mEq/L). Las personas no entrenadas ni aclimatadas llegan a la fatiga a una temperatura corporal central generalmente de 38-39°C, pero la aclimatación permite que el deportista alcance la fatiga a una temperatura corporal central de 40°C, trabajando a un 50-60% de VO2 max. Se requiere el uso de más glucógeno muscular que el mismo ejercicio en un ambiente fresco, sin embargo, la aclimatación reduce el ritmo de utilización de glucógeno muscular entre un 50 y un 60%. El período suficiente para una eficaz adaptación al calor es de 10-15 días, aunque puede llevar el doble de tiempo en algunos casos. Los efectos de la adaptación a condiciones de calor, son duraderos y se mantienen entre 3 y 4 semanas. La aclimatación al calor mejora la adaptación a climas fríos. Tabla 7.4: SECUENCIA DE ADAPTACIONES AL CALORDurante el período de tiempo de aclimatación, se observan una serie de adaptaciones del organismo al medio ambiente caluroso y húmedo.Primeros tres díasEs frecuente que inicialmente aparezca una gran congestión en cabeza y cara; la temperatura rectal y la frecuencia cardiaca están elevadas, la sudoración es baja y pueden existir algunas molestias. En los días siguientes disminuye el malestar, desciende la temperatura rectal, aumentando la sudoración debido al aumento de la función de las glándulas sudoríparas. Tercer al sexto díaAumento en el volumen plasmático. Reducción en la frecuencia cardiaca.Del quinto al octavo díaEstabilización de la temperatura interna.Entre el sexto ydécimo díaAdaptación individual a la temperatura elevada: la capacidad de trabajo se restablece, la frecuencia cardiaca y la temperatura se aproximan a las habituales. Aumento del volumen sistólico, estabilización del gasto cardíaco y del consumo de oxígeno. Aumenta la eliminación de calor por evaporación. Disminución de la temperatura de la piel y la rectal. Reducción de la concentración de cloruro de sodio en el sudor. Días 10-12Se normaliza el consumo de glucógeno, y al décimo día, el contenido de glucógeno es el del nivel inicial. La aclimatación al calor requiere hacer ejercicio en un ambiente caluroso. Los baños de vapor y de aire seco favorecen la adaptación, por desarrollar una mayor capacidad de sudoración, debido a una reacción más eficiente del sistema cardiovascular frente a altas temperaturas, así como por una menor generación de calor. Si la competencia se desarrollará en un ambiente caluroso pero húmedo, los baños de vapor son los indicados. Al inicio del proceso de aclimatación, la duración e intensidad de las sesiones de ejercicio deben ser más bajas de lo acostumbrado. La intensidad del esfuerzo debe reducirse entre un 60 y un 70% para evitar el estrés por calor aumentando en forma gradual e medida que mejora la tolerancia al calor incluyendo descansos más largos y frecuentes. Debe asegurarse una correcta hidratación durante todo el período de aclimatación. Existe una relación inversa entre consumo de oxigeno y el número de días necesarios para aclimatarse. Otro factor que disminuye la temperatura corporal central inicial, y por lo tanto, prolonga el tiempo de actividad, es la fase folicular del ciclo menstrual en la mujer, mientras que la fase lútea está asociado con menores tiempos de tolerancia a la actividad. La cantidad de tejido adiposo también influye en el aumento de la temperatura corporal. El tejido adiposo tiene una menor capacidad calorífica comparado con el tejido libre de grasa (sangre, músculo, agua y hueso), por lo que aquellas personas con mayor porcentaje de tejido adiposo, sufrirán un aumento de la temperatura central más rápido. Las mujeres poseen un mayor porcentaje de tejido adiposo que los hombres, lo que representa una desventaja para la tolerancia al calor durante el ejercicio. EJERCICIO EN AMBIENTES FRÍOS El estrés por el frío se define como cualquier condición ambiental que produce una pérdida de calor corporal que amenaza la homeostasis y es un aspecto importante en deportes como triatlón, ciclismo y natación de fondo. Los dos principales estresores son el aire y el agua. La temperatura corporal se mantiene dentro de cierto límite estrecho, con fluctuaciones diarias de normales de hasta 1°C. Una reducción en la temperatura de la piel o de la sangre estimula al hipotálamo a activar los mecanismos conservadores de la temperatura corporal, aumentando la producción (termoformación) y disminuyendo la disipación de calor. Las adaptaciones metabólicas en un ambiente frío incluyen los escalofríos o temblor, la termogénesis independiente de la producida por el temblor y la vasoconstricción periférica. Las contracciones musculares involuntarias incrementan la producción de calor metabólico de 4 a 5 veces el ritmo de reposo. La termogénesis alternativa logra el mismo resultado mediante la estimulación del sistema nervioso simpático y la acción de hormonas como la tiroxina y las catecolaminas. La vasoconstricción periférica se produce como consecuencia de la estimulación simpática de los músculos lisos que rodean las arteriolas de la piel, los que se contraen al igual que las arteriolas, y de esta manera se reduce el flujo sanguíneo hacia la periferia del cuerpo determinando una reducción de la transferencia de calor. La disminución del riego sanguíneo cutáneo va acompañado de un aumento del mismo en los órganos internos y en los músculos esqueléticos, para aumentar la producción de calor y el calentamiento de los órganos vitales. El aumento de la capacidad aislante de la piel, debida al cierre de los vasos cutáneos, es la principal reacción del organismo para conservar calor. Esto disminuye la diferencia de temperaturas entre la superficie del cuerpo y el ambiente. Recordemos que cuanto más grande es esa diferencia, mayor será la pérdida de calor. Los mecanismos que habitualmente se encargan de eliminar calor como la conducción, radiación, convección y evaporación, funcionan de manera ineficaz en un ambiente frío, disipando el calor más rápido de lo que el cuerpo puede generarlo. Existen ciertos factores anatómicos y ambientales que pueden influir en el ritmo de pérdida de calor. La grasa corporal La grasa subcutánea es una excelente fuente de aislamiento contra el frío ya que la conductividad térmica de la grasa es relativamente baja. Las personas que tienen más grasa conservan más eficazmente el calor en ambientes fríos. Las mediciones de los pliegues cutáneos para conocer la cantidad de grasa subcutánea son un buen indicador de la tolerancia de un individuo a la exposición al frío. La capacidad aislante del cuerpo consta de la capa superficial de la piel con la grasa subcutánea y el músculo subyacente. Cuando la temperatura de la piel desciende la constricción de los vasos sanguíneos de la piel y la contracción de los músculos esqueléticos incrementan las propiedades aislantes. La vasoconstricción de los músculos inactivos constituye hasta un 85% del aislamiento total del cuerpo lo que representa una resistencia a la pérdida de calor que es dos o tres veces mayor que la de la grasa y la piel. El tamaño y la composición corporal El ritmo de pérdida de calor depende de la razón entre la superficie corporal y la masa corporal. Los individuos altos y pesados tienen una razón pequeña entre la superficie corporal y la masa corporal, lo que los hace menos susceptibles a la hipotermia. Pero los niños, suelen tener una razón más grande que los adultos, lo que determina una mayor dificultad para mantener la temperatura corporal. Las diferencias entre sexos en cuanto a la tolerancia al frío son mínimas si se comparan mujeres y varones con masa grasa, tamaño y nivel de fitness similares. Viento El viento crea un factor de enfriamiento debido a la pérdida de calor por convección y conducción. La humedad del aire, agrava el estrés fisiológico. Agua La pérdida de calor por conducción es 26 veces más rápida en el agua que en el aire, pero considerando todos los mecanismos de pérdida de calor en un ambiente y otro, el cuerpo pierde calor cuatro veces más rápido en el agua que en el aire a igual temperatura. Cuando la temperatura del agua desciende por debajo de los 32°C, el individuo se vuelve hipotérmico a un ritmo proporcional a la duración de la exposición, que se acelera si el agua está en movimiento alrededor del individuo, ya que la pérdida por convección aumenta. Los individuos sumergidos en agua a 15°C experimentan una reducción de la temperatura rectal de 2.1°C por hora. El ejercicio aumenta la tasa metabólica y compensa una parte de la pérdida de calor. Pero a medida que avanza la duración de la actividad, la intensidad del ejercicio disminuye, anulando parcialmente este efecto. Las temperaturas del agua ideales para la competencia se encuentran entre 23.9 – 27.8°C. La indumentaria Habitualmente la tendencia es abrigarse en exceso, pero si el sudor empapa y atraviesa la ropa, la evaporación elimina el calor rápidamente y la persona se enfría más. Cuando el tiempo es ventoso y helado, conviene utilizar ropa que evite la pérdida de calor. Cuando las temperaturas son bajas, pero no heladas, y no hay demasiado viento, es mejor utilizar ropa liviana. Repuestas del cuerpo al ejercicio en frío extremo La exposición al frío activa la vasoconstricción de los vasos que abastecen la piel y el tejido subcutáneo, que es el principal depósito para los lípidos, por lo que su concentración en sangre no aumenta proporcionalmente al aumento de las catecolaminas. Sin embargo, la realización repetida de ejercicios en ambientes fríos aumenta el metabolismo de las grasas. Durante la exposición al frío, el principal combustible metabólico utilizado es el glucógeno que se utiliza a un ritmo más elevado. Una disminución de la temperatura interna, disminuye sustancialmente el consumo máximo de oxígeno, el gasto cardíaco, frecuencia cardiaca y la eficiencia del trabajo físico. El sistema nervioso responde al enfriamiento muscular alterando los modelos de movilización de fibras musculares. Se produce una disminución en la velocidad de contracción muscular, en el nivel de la fuerza muscular y en la capacidad para conseguir una eficaz coordinación de los movimientos. Si el deportista intenta ejercitar a la misma velocidad y con la misma producción de fuerza en temperaturas bajas se fatiga antes. Debe desarrollar la actividad a menor velocidad o consumir mayor cantidad de energía. El incremento en la intensidad del metabolismo producto de la actividad física, permite conservar el equilibrio térmico a temperaturas bajas y si el aislamiento proporcionado por la ropa es suficiente para mantener la temperatura corporal, entonces el rendimiento del ejercicio puede no verse muy perjudicado. La producción de calor disminuye gradualmente, a medida que las reservas de glucógeno van disminuyendo y se reduce la intensidad de trabajo, y la producción de calor metabólico. Hipotermia La hipotermia aparee cuando la temperatura interna desciende por debajo de los 35°C. Una vez que la temperatura corporal es inferior a los 34.5°C, el hipotálamo paulatinamente pierde su capacidad de regulación de la temperatura corporal que desaparece a los 30°C. Cuando la exposición al frío es prolongada y severa, cesa el tiritar (hacia los 30ºC de temperatura corporal), y los músculos pierden su tensión, quedando paralizados porque la tasa de producción química de calor por cada célula, se reduce casi a la mitad por cada descenso de 5°C. Se observa somnolencia al principio y por último coma, que deprime la actividad de los mecanismos de control del calor del sistema nervioso central. La muerte suele acaecer cuando la temperatura rectal cae a 23.5ºC, aunque hay casos de supervivencia con temperaturas aún inferiores. El efecto más importante de la hipotermia es sobre el corazón ya que la muerte por hipotermia se produce por paro cardiaco sin paro respiratorio. El enfriamiento afecta principalmente en el nódulo senoauricular, reduciendo la frecuencia cardíaca y por lo tanto disminución del gasto cardíaco. Respirar aire frío no congela los conductos respiratorios ni los pulmones, aunque reduce el ritmo y el volumen respiratorio. Cuando la temperatura de los tejidos desciende hasta cerca de la congelación, el músculo liso de la pared vascular se paraliza por el frío y ocurre una vasodilatación repentina, que suele manifestarse por una rubefacción en la piel. Este mecanismo contribuye a evitar el sabañón (congelamiento de la superficie corporal, generalmente lobulillo de la oreja o de los dedos de la mano), porque aporta sangre caliente a la piel. Pero cuando la temperatura de la piel desciende por debajo de tan sólo unos pocos grados del punto de congelación (0°C), ésta se congela. La congelación se produce como consecuencia de los intentos del cuerpo de prevenir la pérdida de calor como con la vasoconstricción hacia la piel que ocasiona un menor flujo sanguíneo, por lo que la piel se enfría con rapidez y sumado a la falta de oxígeno, produce la muerte de tejido. Aclimatación al frío La exposición repetida al frío altera el flujo sanguíneo periférico y la temperatura de la piel, permitiendo una mejor tolerancia la frío. La adaptación estable al frío está vinculada con la activación equilibrada de los procesos de generación de calor en los órganos internos, con la mejora del transporte de oxígeno y la utilización de los sustratos de la oxidación, que favorece la conservación de la homeostasis de temperatura, la capacidad de coordinación, las cualidades de velocidad-fuerza y la movilidad articular. El aumento en la generación de calor se debe principalmente a la intensificación del efecto catecolamínico aunque el incremento en la secreción de las hormonas tiroideas es otro importante factor de adaptación. El sistema nervioso central aumenta la función de las glándulas tiroideas y el consumo incrementado de tirosina por los tejidos adaptados al frío, contribuye a un incremento de la capacidad de oxidación mitocondrial que compensa la alteración de la fosforilación oxidativa. Como resultado de una adaptación prolongada al frío, que aumenta la capacidad de producir y conservar el calor, es posible el aumento de la masa de las mitocondrias por unidad de masa corporal. En síntesis, la adaptación al frío es el resultado del incremento del potencial funcional de los órganos, y de la hipertrofia del sistema simpático-adrenalínico, de las glándulas tiroideas y del sistema mitocondrial en los músculos. El proceso de adaptación al frío se desarrolla efectivamente cuando se produce el efecto del frío y del trabajo físico intensivo simultáneamente. El entrenamiento aumenta el coeficiente de rendimiento, tanto en la actividad termorreguladora como en la actividad de los músculos. Una prolongada adaptación al frío que no esté relacionada con una intensa actividad muscular, disminuye el coeficiente de rendimiento del trabajo muscular. La eficaz adaptación que responde a condiciones reales tiene lugar sólo con la acción simultánea en el organismo del frío y del trabajo muscular. La combinación con una dieta adecuada, es otra estrategia para controlar la depleción de glucógeno. Lo importante… El astrónomo sueco Anders Celsius ideó la escala de temperatura centígrada asignando el valor 0 al punto de congelación del agua (0 ºC) y el valor 100 al de ebullición (100 ºC). La temperatura axilar es de ~36.7°C. Temperatura rectal > Temperatura oral o auditiva > Temperatura axilar. El sudor debe evaporarse para producir enfriamiento. La aclimatación al calor reduce el umbral para el inicio de la sudoración, es decir, que el deportista aclimatado empieza a sudar antes y en mayor cantidad. Los deportistas bien adaptados son capaces de soportar un aumento considerable de la temperatura interna que puede alcanzar los 40.5-41.0°C. Se consideran los 39-40°C como una temperatura a partir de la cual aumentan las probabilidades de lesiones hipertérmicas. El golpe de calor es un trastorno que pone en peligro la vida y requiere atención inmediata. Se caracteriza por una elevación de la temperatura corporal interna hasta valores superiores a los 40°C (la temperatura rectal suele superar los 40.6°C). Las adaptaciones metabólicas en un ambiente frío incluyen los escalofríos o temblor, la termogénesis independiente de la producida por el temblor y la vasoconstricción periférica. BIBLIOGRAFÍA American College of Sports Medicine. (1987). Prevention of thermal injuries during distance running. Medicine and Science in Sports and Excercise, 19: 529-533. Fortney SM, Vroman NB. (1985). Exercise, performance and temperature control: temperature regulation during exercise and implications for sports performance and training. Sports Med., Jan-Feb;2(1):8-20. Gavin TP. (2003). Clothing and thermoregulation during exercise. Sports Med., 33(13): 941-7. Gleeson M. (1998). Temperature regulation during exercise. Int J Sports Med., Jun;19 Suppl 2:S96-9.Guyton AC, Hall JE. (2003). Tratado de fisiología médica. 10ª Edición, México DF: Mc Graw Hill – Interamericana. Kay D, Martino FE. (2000). Fluid ingestion and exercise hyperthermia: implications for performance, thermoregulation, metabolism and the development of fatigue. J Sports Sc.; 18:71-82. Martinez García P, Perales Recio S, Ruiz-Cabello Jiménez A. Síndromes hipertérmicos, en Gil J, Díaz-Alersi Rosety R, Coma MJ, Principios de urgencias, emergencias y cuidados críticos. Andalucía: Alhulia. Disponible en http://tratado.uninet.edu/c0903i.html. (Acceso: 7/11/05) Shephard RJ. (1993). 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