Introdução
A termorregulação é a representação de equilíbrio dinâmico entre fatores que acrescentam ou subtraem o calor. Existe uma integração de mecanismos responsáveis pela retenção e dissipação do calor, sendo os responsáveis pela prevenção do superaquecimento ou do super-resfriamento do corpo.
A manutenção da temperatura corporal constante exige que a perda de calor esteja coordenada com a taxa de produção de calor. O corpo humano utiliza mecanismos nervosos e hormonais para garantir que o corpo mantenha a temperatura interna constante, ocasionando calafrios, tremores e outros meios, chamados de termogênese.
O calor corporal pode ser perdido por radiação, convecção, condução e evaporação sendo esta a principal via de perda de calor durante o exercício físico em um ambiente frio.
Termostato do corpo – Hipotálamo
O centro termorregulador do corpo está localizado no hipotálamo, ele tenta manter uma temperatura central constante em torno do “ponto de ajuste”. A temperatura do ponto de ajuste dos seres humanos é de aproximadamente 37°C . O hipotálamo anterior é responsável por controlar o aumento do calor corporal e, o hipotálamo posterior rege as respostas do corpo às diminuições da temperatura.
O aumento da temperatura central faz com que o hipotálamo anterior inicie uma série de ações fisiológicas destinadas a aumentar a perda de calor. Essas ações incluem: o inicio da sudorese e o aumento do fluxo sanguíneo cutâneo.
A exposição ao frio faz com que o hipotálamo posterior promova alterações fisiológicas que aumentam a produção de calor corporal (tremor) e reduzem a sua perda (vasoconstrição cutânea).
Visão geral do equilíbrio térmico durante o exercício
O objetivo da regulação da temperatura é a manutenção de uma temperatura interna constante e para que isto ocorra a quantidade de calor perdido deve ser proporcional a quantidade de calor ganho.
Durante o exercício, a temperatura corporal é regulada por meio de ajustes da quantidade de calor perdida. Uma das funções importantes do sistema circulatório é o transporte de calor. O sangue é muito eficaz nessa função por possuir alta capacidade de armazenar calor. Quando o corpo tende a perder calor, o fluxo sanguíneo cutâneo aumenta como um meio de promover a perda de calor para o meio ambiente. Em contraste, quando o objetivo da regulação da temperatura é impedir a perda de calor, o sangue é desviado da pele e direcionado para o interior do corpo a fim de evitar a perda adicional de calor.
A temperatura varia bastante em nosso corpo. Existe um gradiente térmico entra a temperatura interna (áreas centrais profundas, incluindo o coração, os pulmões e os órgãos abdominais) e a temperatura superficial (pele).
Produção de Calor
O corpo produz calor interno em decorrência dos processos metabólicos normais. Em repouso ou durante o sono, a produção metabólica de calor é pequena. No entanto, durante o exercício intenso, ela é grande.
A produção de calor pode ser classificada como: voluntária (exercício) ou involuntária (tremores ou produção bioquímica de calor causada pela secreção de hormônios como a tiroxina e as catecolaminas).
Como o corpo é no máximo 20-30% eficiente, 70-80% da energia gasta durante o exercício aparece como calor. No exercício intenso, isso pode resultar numa grande carga de calor.
A produção involuntária de calor pelos tremores é a principal forma de aumento da produção de calor durante a exposição ao frio. O aumento da produção de calor pode ocorrer também através da termogênese sem tremor, decorrente da combinação das influencias da tiroxina e das catecolaminas, que fazem um aumento na taxa do metabolismo.
Perda de calor
A perda de calor pode ocorrer por quatro processos: Radiação, condução, convecção e evaporação.
Radiação: é a perda de calor sob a forma de raios infravermelhos. Ela inclui a transferência de calor de uma superfície de um objeto para a superfície de outro sem que haja contato físico. Em repouso num ambiente confortável, 60% da perda de calor ocorre por meio da radiação.
Condução: é a transferência de calor do corpo para as moléculas de objetos mais frios em contato com a sua superfície. Um exemplo é a transferência de calor do nosso corpo para uma cadeira metálica ao nos sentarmos. Em geral, o corpo perde somente pequenas quantidades de calor em decorrência desse processo.
Convecção: é uma forma de perda condutiva de calor na qual o este é transmitido para as moléculas do ar ou da água que estão em contato com o corpo. Na perda de calor por convecção, as moléculas do ar ou da água são aquecidas e se distanciam da fonte de calor, sendo substituídas por moléculas mais frias.
A quantidade de perda de calor por convecção depende do fluxo de ar sobre a pele. Assim, sob as mesmas condições de vento, o ciclismo em alta velocidade aumenta o resfriamento por convecção comparado com o ciclismo em baixa velocidade. O nado em água fria também resulta numa perda de calor por convecção. A eficácia da água no resfriamento é cerca de 25 vezes superior à do ar na mesma temperatura.
Evaporação: responsável por aproximadamente 25% da perda de calor em repouso, mas na maioria das condições ambientais, é o meio mais importante de perda de calor durante o exercício.
O resfriamento por evaporação durante o exercício ocorre da seguinte forma: Quando a temperatura corporal aumenta além do normal, o sistema nervoso estimula as glândulas sudoríparas a secretar suor sobre a superfície cutânea. Quando o suor evapora, o calor é perdido para o meio ambiente, o qual, por sua vez, reduz a temperatura cutânea. A evaporação do suor da pele depende de três fatores: da temperatura e da umidade relativa, das correntes convectivas em torno do corpo e da quantidade de superfície cutânea exposta ao meio ambiente.
A umidade relativa elevada reduz a taxa de evaporação, por essa razão, o resfriamento por evaporação é mais efetivo em condições de umidade baixa.
Exercício no calor
O exercício contínuo num ambiente quente/úmido representa um desafio para a manutenção da temperatura corporal normal. O calor e a umidade elevados reduzem a capacidade de o corpo perder calor por radiação/convecção e evaporação. O efeito combinado da perda líquida e da temperatura central elevada aumenta os riscos de hipertermia e de lesão pelo calor.
Desempenho do exercício em um ambiente quente
A hipertermia pode diretamente diminuir o desempenho do exercício em razão de dano ao sistema nervoso central. Especificamente, a hipertermia pode atuar no sistema nervoso central reduzindo o controle mental sobre o desempenho motor.
Apesar das controvérsias, um recente estudo indica que o fluxo sanguíneo dos músculos é reduzido durante um exercício prolongado em um ambiente quente. Como a temperatura aumenta durante o exercício em um ambiente quente, o fluxo sanguíneo se move dos músculos contráteis para a pele para auxiliar no resfriamento do corpo.
Comparado ao exercício e um ambiente frio, o trabalho no calor acarreta um início mais rápido da fadiga muscular. O exercício no calor também aumenta o uso do glicogênio muscular e eleva a produção de lactato.
Diferenças de sexo e de idade na termorregulação
A maioria das mulheres parece menos tolerante ao calor do que os homens. Os fatores que contribuem para essa tolerância limitada das mulheres ao calor incluem as menores taxas de transpiração e, geralmente uma maior porcentagem de gordura corporal.
No entanto, estudos recentes que examinam a regulação da temperatura durante o exercício em idosos e jovens bem-condicionados revelaram pouca diferença na termorregulação entre esses grupos etários. Baseando-se nesses resultados, parece que a falta de condicionamento e de aclimatização ao calor em indivíduos mais velhos pode explicar porque alguns dos estudos mais antigos relataram uma diminuição da termoregulação com a idade.
Aclimatação ao calor
O exercício regular em um ambiente quente produz uma série de ajustes fisiológicos destinados a minimizar os distúrbios da homeostasia decorrentes do estresse térmico. O resultado da aclimatização ao calor é uma menor frequência cardíaca e uma menor temperatura central durante o exercício submáximo.
As adaptações iniciais durante a aclimatação ao calor, são o aumento do volume plasmático, o início mais precoce da transpiração mais elevada, a redução da perda de sal no suor, a redução do fluxo sanguíneo cutâneo e o aumento da síntese de proteínas de choque térmico. O interessante é que a aclimatação ao calor ocorre rapidamente. A aclimatação ao calor acarreta um aumento de 10-12% do volume plasmático.
Um resfriamento por evaporação muito maior é possível, o qual é uma grande vantagem na minimização do armazenamento de calor durante o trabalho prolongado. As perdas de sódio e de cloreto no suor são reduzidas após a aclimatação ao calor em decorrência do aumento da secreção de aldosterona.
Perda de aclimatação
A taxa de perda da aclimatação ao calor é rápida, com reduções da tolerância ao calor ocorrendo em poucos dias de inatividade revelaram que a tolerância ao calor pode diminuir significativamente em sete dias de não-exposição e a perda total de tolerância pode ocorrer após 28 dias de não-exposição ao calor.
Exercício em um ambiente frio
O exercício num ambiente frio melhora a capacidade de o atleta perder o calor e, consequentemente, reduz bastante as chances de lesão pelo calor. Em geral, a combinação da produção metabólica de calor e as roupas quentes impedem o desenvolvimento da hipotermia, durante o trabalho de curta duração num dia frio. No entanto, o exercício no frio durante longos períodos ou o nado em água fria pode superar a capacidade de o corpo impedir a perda de calor e gerar hipotermia.
Os indivíduos com uma porcentagem elevada de gordura corporal apresentam uma vantagem em comparação com os magros no que concerne a tolerância ao frio.
A participação em atividades esportivas no frio pode apresentar vários outros tipos de problema para o atleta. O corpo exposto é suscetível ao congelamento, o qual pode representar uma condição clínica grave.
Aclimatação ao frio
Nos seres humanos expostos de forma crônica ao frio ocorrem pelo menos três adaptações fisiológicas á exposição ao frio. Primeiro, a adaptações ao frio acarreta uma redução da temperatura cutânea média na qual o tremor começa.
Um segundo ajuste fisiológico que ocorre em razão da aclimatação ao frio é que os indivíduos ajustados ao frio mantêm uma maior temperatura média das mãos e dos pés durante a exposição ao frio em comparação com as pessoas não aclimatadas.
A terceira adaptação fisiológica ao frio é o aumento da capacidade de dormir em ambientes frios.
Existem características da termorregulação da criança e adolescentes que devem ser destacadas. A velocidade de troca de calor com o meio é maior nas crianças e adolescentes do que em adultos, uma vez que possuem maior superfície corporal por unidade de massa corporal. Assim sendo, não só a perda de calor em ambientes frios, mas também o ganho de calor em climas muito quentes são mais acelerados em crianças e adolescentes, aumentando o risco de complicações.
Como agravamento, a criança tende a ter menos sede do que o adulto, levando mais facilmente a desidratação e conseqüente redução da volemia, com prejuízo do desempenho e do mecanismo de termorregulação, já o adolescente sente um pouco mais de sede e tende a “reclamar”. Por isso a reidratação durante e após a atividade física e extremamente importante para manter os líquidos corporais e para não dificultar a termorregulação.
Outra diferença da termorregulação entre crianças e adolescentes, por exemplo, é transpiração mais baixa por parte das crianças que ainda não tem suas glândulas sudoríparas totalmente desenvolvidas, já o adolescente irá transpirar mais do que a criança, além da sudorese os odores são mais constantes nos adolescentes.
Do ponto de vista prático, a intensidade do exercício deve ser reduzida para as crianças expostas ao calor, elas também necessitam também de mais tempo para se aclimatar. Com o adolescente as mesmas precauções devem ser tomadas sendo que a hidratação para ambas as faixas etárias devem ser constantes, por isso estratégias devem ser adotadas pelo professor para evitar tal estresse na criança ou adolescente.
Referencias
POWERS, Scott K.; HOWLEY, Edward T.;Fisiologia do exercício: teoria e aplicação ao condicionamento e ao desempenho. 5. ed. Barueri: Manole, 2005.
SILVERTHORN, Andrew C; Fisiologia Humana: Uma abordagem Integrada. Barueri, 2. ed. Ed. Manole: SP, 2003.
