TERMOREGULACION Y ACTIVIDAD FISICA

PROF. EDGAR LOPATEGUI CORSINO
M.A., Fisiología del Ejercicio
Universidad Interamericana de PR - Metro, Facultad de Educación, Dept. de Educación Física
PO Box 191293, San Juan, PR 00919-1293
[Tel: 250-1912, X2286; Fax: 250-1197]


INTRODUCCIÓN

        Muchas personas se ejercitan de forma peligrosa en ambientes calurosos y húmedos, inclusive en un ambiente tropical como el nuestro. Debido a la falta de educación y a la propaganda incorrecta sobre las formas de bajar de peso y de hacer ejercicios, un gran números de individuos no se hidratan adecuadamente y emplean vestimentas de ejercicio inaedecuadas. Bajo este tópico se habrá de discutir la manera segura de hacer los ejercicio y la importancia de ingerir líquidos antes durante y duspués del ejercicio. Para un ejercicio seguro, hay que tambien conocer como nuestro cuerpo funciona bajos ambientes de alta temperatura y humedad. En esta sección se mencionarán las medidas y recomendaciones que se deben se seguir para prevenir una condición relacionda con el calor. Esperemos que estose a de beneficio para aquellos deportitas recreativos y competitivos.



CONCEPTOS BÁSICO

        Antes de comenzar a discutir sobre los factores termoregulatorios y el ejercicio, debemos primero defininir ciertos conceptos importantes

         Sin duda alguna, es de vital importancia primero explicar lo que significa termoregulación o regulación de la temperatura. Al discutir sobre termoregulación nos referimos al mantenimiento de la temperatura corporal dentro una zona específica bajo condiciones que involucran cargas térmicas internas (metabólicas) o externas (ambientales). Calor implica aquello que produce un cambio en temperatura si se le añade a una sustancia; también significa el aumento en la colisión de moléculas moviendose al azar. El calor se puede expresar mediante la escala Fahrenheit (grados Fahrenheit, °F) o  Centígrado (Celcius o grados Centígrado, °C). Las fórmulas de conversión para ambas escalas: °C  =  5/9 ( F - 32)°F  = (9/5  x  C) + 32. Para moder medir el calor o la energía que produce un sistema, necesitamos una unidad de medida estándar. Una de las más comunes es la kilocaloría (kcal ó Cal), la cual se refiere a la cantidad de calor necesario para hacer que un (1) kilogramo de  agua aumente un (1) grado centígrado (de 14° a 15 C°), a la  presión de la atmósfera y a nivel del mar (1 atmósfera o 760 mm de Hg). Por otro lado, cuando hablamos de calor específico nos referimos a  la proporción en el cambio de temperatura del agua al cambio de temperatura de esa sustancia cuando se mezclan volúmenes iguales de ambas. El calor específico del agua es el aquel requerido para cambiar la temperatura de una unidad de masa de agua a un grado. Su unidad de medida o de expresión es una kilocaloría por kilogramo de agua por grado centígrado (1 kcal/kg/C°). Los tejidos de nuestro organismo también poseen calor específico. El calor específico de los tejidos corporales es  0.83 kcal/kg/C°. Esto significa que la temperatura corporal aumenta 1 C° por cada 0.83 kcal de calor almacenado por kg de peso corporal. La cantidad de calor requerido (calor específico) para elevar la temperatura corporal 1 C a una persona que posea un peso de 70 kg es 58 kilocalorías (0.83  x 70 kg).

        Durante la discusión bajo este tópico sobre de los factores termoregulatorios que interviennen en descanso y durante el ejercicio en un ambiente caluroso, es impresindible de mencionar las estructuras corporales involucradas en la regulación térmica del ser humano. Uno de los órganos más importante con respecto a esta función es el hipotálamo. Esta estructura representa la      porción del cerebro que rige el control de las actividades viscerales, temperatura corporal, equilibrio de agua, entre otras. El cuerpo disipa (libera) y obtiene (gana) calor a través de diversos mecanismos químico-fisiológicos. Estos son evaporación, conducción, convección, y radiación. Evaporación el mecanismo en el cual ocurre pérdida de calor mediante la conversión de sudor (agua) a vapor sobre la superficie cutánea (piel). Es la forma más rápida y comun para perder calor durante un ejercicio en ambiente aire. Por otros lado, en un ambiente agua, la vía más común para la pérdida de calor es la conducción. Durante la conducción, la transferencia de calor cuando ocurre contacto entre objetos (e.g., el agua y la piel de una persona), i.e., para poder  disipar la energía, el paso de calor se lleva a cabo directamente desde un objeto caliente a otro más frío. Convección s refiere al intercambio de calor (perder o ganar) mediante el            contacto cutáneo, ya sea con moleculas de aire o de agua. También se puede describir como el flujo de aire que recorre la piel (e.g., el aire desplazado sobre la piel por un abanico o por el           viendo). Finalmente, radiación es la transferencia de calor entre objetos sin que ocurra un          contacto físico directo y en proporción al gradiente en temperatura entre estos. Perdemos calor mediante esta vía cuando ocurre la difusión del calor de la piel al aire más frío. El ser humano tiene la capacidad de adaptarse a diversos ambientes extremos, tales como altas temperaturas y humedad. Se dice que un individuo se encuentra aclimatado cuandos éstos responden con ajustes fisiológicos y  metabólicos como resultado de una exposición contínua y repetida a condiciones ambientales experimentales y controladas.


PRINCIPIOS TERMOREGULATORIOS

Objetivos de la Regulación de la Temperatura

        Nuestro cuerpo es una máquina muy efeiciente. Posee unos mecanismos de autoregulación cuando algún estímulo induce una alteración en la homeostasia. Uno de los cambios homeostáticos que contínuamente el organimo trata de controlar es el aumento en la temperatura corporal. Básicamente, la temperatura interna o del núcleo de nuesto cuerpo se mantiene constrante gracias a una diversidad de mecanismos termoregulatorios. Una vez haya ocurrido la alteración de la temperatura normal, el organismo, entonces, activa los sistema de control con el fin de fundamentamente manterner la temperatura interna relativamente constante, evitanndo cambios drásticos sobre ésta. Estos cambios pueden ser el sobrecalentamiento o el  sobreenfriamiento.

 Homeostasia de la Temperatura

        Según fue previamente mencionado, la homestasis de la temperatura se refiere al mantenimiento/equilibrio a niveles constantes de la temperatura interna del cuerpo. Se trata de llegar a una equilibrio térmico y calórico. El equilibro térmico ocurre cual ocurre cuando la ganancia de calor es igual a la pérdida/disipación de calor. Por otro lado, el equilibrios calórico se alcanza
cuando la intensidad de calor producido es exactamente igual a la intensidad de calor perdido.        Este equilibrio en la temperatura dependerá de la magnitud en el calor ganado comparado con  el calor disipado.

        Calor ganado:

        Básicamente, el cuerpo gana calor a través de aquel que generan las reacciones bioquímicas a nivel celular (calor metabólico) y por medio del calor que el cuearpo obtiene del ambiente físico (calor ambiental).

           Calor metabólico. Durante el ejercicio en un ambiente aire o agua, el organismo humano obtiene calor metabólico generado mediante la acción voluntaria de los músculos esqueléticos activos. 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. Otro medio involuntario que produce calor derivado del metabolismo celular se conoce como termogénesis involuntaria. Esto se refiere al sistema nervioso (estimulación simpática), hormonal, temperatura corporal,efecto Q10.

           Calor del medio ambiente. El cuerpo absorbe calor de objetos que están más                   caliente que él, tales como durante la radiación directa del sol; la radiación refleja del cielo;
los alimentos, bebidas y baños calientes; el aire caliente en climas cálidos; mediante el contacto directo del cuerpo con suelos calientes (vía el mecanismo de conducción)

        Calor disipado/perdido:

        El cuerpo pierde calor a través de la piel, respiración (vapor de aire liberado durante la fase de espiración),  la orina y heces fecales.

           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 tamaño (diámetros) de los vasos sanguíneos, i.e, 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.

           El aire espirado. Este aire está saturado con vapor de agua a la temperatura del cuerpo. Observado que los perros disipan mucho calor a través de este mecanismo porque los vemos contínuamente con la boca abierta.

           En la orina y las heces fecales. Representan una vía regur\lar aunque no significativa para la disipación de calor.

Gradación Térmica Corporal

        Se refiere al  flujo contínuo de calor desde el centro hasta la periferia. La gradación térmica permite que la temperatura interna se mantenga relativamente constante, mientras la la temperatura de la periferia (la piel) cambia conforme sea la temperatura ambiental.

El Concepto de la Temperatura Corporal

        Temperatura interna (central o del núcleo):

        Representa la temperatura media en áreas corporales profundas centrales (ejemplos: cerebro, corazón,  pulmones, organos abdominales). Se encuentra constituída por las regioenes del cráneo,
torácica, abdominal, pélvica y las porciones más profundas de las masas musculares de las extremidades. La temperatura central de nuestro organismo se mantiene relativamente constante
(varía en menos de 0.5 °C/día). Aproximadamente, la temperatura corporal interna se mantiene en un promedio de 37 °C (98.6 °F). Puede flutuar entre 36 °C y 37 °C (97 °F y 99 °F). Además, varía durante el día. Durante las primeras horas de la mañana se registra el nivel más bajo de la
temperatura (se produce la temperatura mínima). Por el otro lado, en la tarde, se priduce el nivel más alto de la temperatura (temperatura máxima).

        Comunmente, la temperatura interna se mide en la cavidad rectal y oral de nuestro cuerpo. Otras áreas incluyen la auditiva (timpánica), axilar, esofageal y estomacal. Dependiendo del ambiente/aire circulante, las temperaturaras oral y axilar son aproximadamente 0.5 °C (1.0 °F) más baja que las temperaturas rectales. La temperatura corporal varía considerablemente bajo diferentes condiciones y entre individuos.

        Los instrumentos de medición para la temperatura incluyen los termómetros de mercurio, las
termocúpulas y termistores.

        Temperatura periférica, superficial, cubierta externa o caparazón:

        Representa los constituyentes del revestimiento periférico, a saber, la piel, el tejido  subcutáneo y las porciones superficiales de las masas musculares. Su 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 cómoda (24 a 25  °C, 75 a 77  °F) es de 33.0  °C (91.4  °F).

           Medición. Esta temperatura de la piel se puede medir mediante termocuplas o termistores montados en contacto con la epidermis o con un radiómetro. Es posible determinar la temperatura de la capa externa de la piel utilizando agujas termistoras insertadas a profundidades diversas por debajo de la piel.

           Las extremidades. Representan áreas principales para la disipaciónn del calor. La comodidad térmica en éstas regiones se mantiene por medio medio de los reflejos de
vasodilatación y vasoconstricción. Ademas, los actos conscientes ayudan a este respecto, tal como eliminar parte de la vestimenta cuando hace calor o añadir más ropa en caso de frío. Cuando aumenta la pérdida de calor, la  vasodilatación cutánea (aumento en el flujo sanguíneo) y el desalojo de la vestimenta ayuda a mantener la comodidad térmica en las extremidades. Por el contrario,  la  vasoconstricción y añadir más ropa mejora la comodidad térmica cuando se reduce la pérdida de calor en las extremidades:

        Temperatura media del cuerpo:

        Se refiere a las diferencias entre las temperaturas de las  principales áreas de los órganos internos, masas de los músculos esquielético y la piel.

        Se determina empleando la siguiente fórmula:

                     Tb  =  0.67Tr + 0.33Ts, donde:

                                       Tb  =  Temperatura media del cuerpo.

                                       Tr  =  Temperatura rectal (interna).

                                       Ts  =  Temperatura superficial (piel).

                         0.67 y 0.33  =  Factores asignados a las temperaturas rectal y dérmica media,
                                                 respectivamente.

        Factores que afectan la temperatura corporal:

           Rítmo diurno/circadiano (ciclo de 24 horas).  Durante el sueño de la mañana ee presenta el nivel más bajo (mínimo) de la temperatura. Durante las primeras horas después de despertar la temperatura es ligeramente más alta. Por la tarde temprana o media durante la capacidad                máxima de la actividad  se encuentra el nivel más lato de la temperatura.

           Condiciones que aumentan la temperatura rectal, oral y de la piel. Estos incluyen la
exposición prolongada a temperaturas ambientales altas, el estrés emocional (placentero y no placentero), estados febriles de enfermedades (fiebre) y estados no febriles de enfermedades
(hipertiroidismo).

           Condiciones que disminuyen la temperatura rectal, oral y de la piel. Incluye la exposición prolongada a frío severo (e g., congelamiento), durante una inactividad prolongada
(e.g., al dormir), enfermedades metabólicas (e.g., hipotiroidismo/mixedema) y pacientes con obstrucción circulatoria periférica.

           Edad. Los niños tienden a tener temperaturas rectales y orales más altas (37.5 a 38.0  C) que los adultos. La temperatura de los niños varía más.

           Cambios menstruales en las mujeres. Pocos días antes de la menstruación: la temperatura disminuye 0.6  °C. Pocos días antes de la ovulación la temperatura disminuye otros 0.2 °C.

Mantenimiento de la Temperatura Interna del Cuerpo Humano

        Temperatura interna del cuerpo:

        Fundamentalmente se refiere a la temperatura del hipotálamo, centro regulador de la             temperatura corporal.

        Temperatura corporal interna constante:

        Ocurre cuando existe un equilibrio entre el calor que se incorpora en el cuerpo y el que se
desprende/disipa de él.

           Temperatura interna de referencia. Se conserva en 37  °C (98.6  °F). Bajo condiciones normales, la temperaura interna del cuerpo fluctúa entre 36.5 - 37.5  C.  Durante el ejercicio la temperatura interna puede exceder los 40 °C (Brooks & Fahey, 1984).  La pérdida de 1 porciento del peso corporal  ocasiona un aumento de aproximadamente 0.3  °C en la temperatura rectal durante el ejercicio en aire/tierra (Noakes, 1993).

        Medición de la temperatura interna:

           Los lugares anatómicos utilizados como referencia de temperatura corporal interna (Sawka & Wenger,1988) son:

Temperatura de la Piel

         Medición:

        La temperatura de la piel se emplea en una diversidad de situaciones (Sawka & Wenger, 1988). Esta medición comunmente se obtiene para estudiar los mecanismos de intercambiode calor entre el interior del cuerpo y en el medio ambiente en el cual se efectua el ejercicio. Además, con esta medida, se puede estudiar la razón de evaporación y la disipación de calor en la superficie       cutánea.

Pérdida de Calor

        Conducción:

        La conducción implica la transferencia directa de calor (entre dos objetos) de molécula a molécula desde el objeto más caliente hacia el objeto más frío. El flujo o gradiente de calor ocurre desde un desde un objeto más caliente a uno más frío. Por ejemplo,  cuando uno toca con la mano un hielo, el flujo/gradiente de calor pasa de la mano hacia el hielo (pérdida de calor).

        Durante el ejercicio en ambiente agua el mecanismo de disipación del caclor es la convección, pues la conductividad del agua es 25 veces mayor que la del aire (McMurray & Horvath, 1979).

        Convección:

        Ocurre convección cuando el aire fresco sopla sobre la superficie de la piel, removiendo así el aire calentado por el cuerpo y reemplazandolo por aire fresco.

        El aire en contacto con la piel es calentado por el cuerpo y se amplía al reducirse su densidad.
El aire calentado se eleva y es desplazado por el aire más denso y más frío que está junto a él.
El movimiento de aire puede ser auxiliado por un abanico o un ventilador. Por ejemplo,
sosteniendo tu brazo fuera de la ventana de un auto en movimiento.

        En reposo,  representa el mecanismo principal (junto a la radiación) para la disipación de calor del cuerpo. Durante el ejercicio no representa un medio suficientemente efectivo para               la disipación del calor generado por el metabolismo celular.

        Radiación:

        En la radiación,  el calor perdido por transferencia desde un cuerpo caliente (ejemplo: el Sol) hacia un cuerpo más frío (e.g., el ser humano), y viceversa. Ocurre la pérdida de calor del cuerpo mediante rayos infrarrojos (ondas electromagnéticas de calor) que emite el sol.

        El mecanismo de la radiación se basa sobre la teoría que las moléculas dentro de un cuerpo estan continuamente vibrando, y como consecuencia, el calor en la forma de ondas electromagnéticas se disipa.

        Un ejemplo de radiación es evidente cuando estamos sentados en el salón de clase, nosotros
radiamos calor hacia las paredes del cuarto, mientras que al mismo tiempo se radía calor desde las paredes  hacia nosotros.

        Durante el reposo, la radiación representa el mecanismo principal (junto a la                      convección) para la disipación de calor del cuerpo. La mayor parte de la pérdida de calor de una
persona desnuda en reposo se efectúa por este mecanismo. Por el otro lado, durante el ejercicio
no representa un medio suficientemente efectivo para la disipación del calor generado por el metabolismo celular.

        Evaporación:

        Consiste en el cambio de estado de un líquido (por ejemplo: agua) desde este estado hacia el gaseoso. la evaporación es la disipación del calor corporal a través de la evaporación (líquido convertido en vapor de agua) directamente del sudor secretado sobre la superficie de la piel.

        Durante el proceso de la evaporación, el líquido (agua del sudor y los pulmones) debe           incrementar su contenido de calor con objeto de evaporarse. La transformación de un líquido en vapor requiere calor, que se extrae de los alrededores inmediatos. Mediante la evaporación, el cuerpo pierde alrededor de 0.58 kcal de calor por cada gramo de agua evaporada.

        Existen diversos factores que afectan la evaporación del sudor. Entre éstos encontramos el movimiento del aire y la gradiente de la presión del vapor de agua entre la piel y el medio ambiente.

        La vía de evaporación representa el mecanismo menos operativo cuando la humedad elevada (aire saturado) impide que se evapore el sudor. En un medio ambiente húmedo o de aire                   estacionario el sudor tiende a acumularse sobre la piel debido a que se ve afectado el mecanismo     físico asociado con el proceso evaporativo.

            Hidromeiosis. Representa el fénomeno que ocurre cuando la acumulación excesiva de sudor o agua sobre la piel causa una reducción en la razón de producción de sudor (Brown & Sargent, 1965; González, Pandolf & Gagge, 1974; Nadel & Stolwijk, 1973; Sawka & Wenger, 1988, p. 130; Taylor, 1986). Posiblemente, la hidromeiosis resulta de la obstrucción de los poros causado por la  absorción de agua en la capa celular superior de la epidermis (estrato córneo),      provocando la hinchazón de la queratina o la reabsorción del agua de los ductos secretorios dentro
de las capas más profundas de la piel (Brown & Sargent, 1965; Collins & Weiner, 1962 citado en
Taylor, 1986, p.393; Hertig, Riedesel, % Belding, 1961). Otra posible causa sea la existencia de un circuito de retroalimentación negativa que actúa a nivel central causando la inhibición del  mecanismo productor de sudor cuando éste se torna ineficiente (Nadel et al 1977 citado en Taylor, 1986, p.393).

        La evaporación del sudor en la piel representa el mecanismo principal para la pérdida de calor
(enfriamiento) durante el ejercicio (Grandjean, 1988, p. 59; Nadel, 1988). El contínuo enfriamiento  por la evaporación del sudor en la superficie cutánea también contribuye al gradiente de             temperatura.

           El sudor. Se compone de  cloruro sódico, urea y ácido láctico en solución diluída. Es secretado de las glándulas ecrinas (sudoríparas) distribuídas por toda la piel. El sudor se produce cuando se dilatan los vasos de la piel como resultado de un estimulo nervioso. El control neural puede estar en el hipotálamo, corteza cerebral u otras partes del sistema nervioso central. Otras causas o estímulos para la secreción de sudor es la elevación de la temperatura del cuerpo, los
estados emocionales, el ejercicio, desmayos, náuseas, vómitos, e hipoglucemia. En condiciones extremas de calor, la cantidad estimada de sudor perdido puede alcanzar los 1.7 litros de sudor por hora (1,000 kcal) o 12 litros por día (24 horas) (7,000 kcal). Solo se pierde calor si el sudor puede evaporarse. Si se seca el sudor no hay pérdida/disipación de calor, sino solo de líquido.

           Vías de evaporación en el cuerpo. La evaporación puede manifestarse por medio de la respiración (evaporación respiratoria) y a  través de la piel (evaporación cutánea). La perspiración insensible no puede sentirse ni verse. A través de la perspiración, se pierde aproximadamente 240 mililitros (ml) de agua por día (24 horas) y se gastan/pieden 140 kcal diariamente (24  horas). La
perspiración sensible o sudoración es realizada por las glándulas ecrinas. Los estímulos para la sudoración fisiológica incluyen el sudor termoregulatorio, la sudoración por estrés y la sudoración gustativa.  El sudor termoregulatorio está  regulado por el centro termoregulador hipotalámico, influenciado por su propia temperatura y por los receptores de la piel. Por otro lado, la sudoración mental o emocional, que esta controlada por la porción frontal de la corteza, ocurre principalmente en las  palmas, en las plantas y en las axilas y en  menor intensidad en las ingles y en la cara  y aumento generalizado de la sudoración que cesa con el sueño. Finalmente, la udoración gustativa, tiene poca importancia en el hombre y se limita exclusivamente a la cara.


MECANISMOS NEURO-HUMORALES PARA LA
REGULACIÓN DE LA TEMPERATURA CORPORAL

El Sistema Nervioso

        Enfriamiento y calentamiento de la piel:

        Esto estimula las terminaciones nerviosas sensibles a la temperatura (termoreceptores). Como consecuencia, se producen respuestas apropiadas de los efectores correspondientes (músculos esqueléticos y glándulas ecrinas). La respuesta musculoesquelética consiste en tiritar (escalofrío) con el fin de controlar el frío. Las glándulas ecrinas producen sudor con fines para disipar el                    calor.

        El hipotálamo:

        En el centro de regulación de la temperatura. Se estimula cuando la temperatura de la sangre que pasa por sus capilares. El hipotalapo se compone de dos centros para la regulación del calor.
Uno de esos centros produce vasodilatación y, por tanto, pérdida de calor ante un aumento de la     temperatura. El otro centro induce vasoconstricción y un  aumento en la temperatura ante una reducción de la  temperatura.

        A través de las conexiones del hipotálamo en el cerebro el hipotálamo recibe estímulos del tálamo, como resultado, ocurre la modificación de la catividad pulmonar a  través del sistema nervioso autónomo. Una analogía/ejemplo de esto es el jadeo de un perro cuando tiene calor.
Otros efectos de estos estímulos proveniente del tálamo son la modificación en la secreción de sudor y la modificación en la actividad glandular y muscular.

        Receptores de temperatura:

        Existen dos tipos de receptores de temperatura, a saber uno central y otro periférico. El
receptores central (en el hipotálamo) consiste de neuronas sensibles al calor y neuronas sensibles al frío. Los receptores periféricos o cutáneos son sensibles al calor y frío. Estos envian impulsos (aferentes) hacia la médula espinal. El impulso continúa hasta llegar a la región hipotalámica del cerebro.

        Conección cortical (corteza del cerebro):

            Actos conscientes/control voluntario. Poe ejemplo,  cuando hace calor la persona se coloca frente a un abanico; cuando hace frío, se tiende a vestirse con ropa pesada (ejemplo: un abrigo).

        Efectores de la temperatura:

        Los efectores de la temperatura son los músculos esqueléticos, los músculos lisos arteriales, la glandulas ecrinas de sudor y las glándulas del sistema endocrino (e.g., la tiroide y la médula suprarenal).

         Los Músculos esqueléticos comienzan a temblar en un ambiente frío, con el fin de aumentar la producción metabólica de calor. En condiciones de calor, los músculos lisos que revisten las paredes de las arteriolas que suplen sangre a la piel se dilatan (vasodilatación de las arteriolas cutáneas). El propósito/efecto es a aumentar el flujo de sangre caliente desde el centro (temperatura interna) hacia la periferia (piel), con el fin de perder calor mediante conducción, convección y radiación.

        Cuando hace calor, las glándulas ecrinas de sudo aumentan la secreción de sudor con el fin de enfriar la temperatura periférica (piel) mediante evaporación.

          En condiciones de frío, la tiroide aumenta la producción de tiroxina con el fin de                   incrementar la producción de calor metabólico. Por otro lado, bajo estas mismas condiciones, la
médula adrenal aumenta la producción de epinefrina, la cual incrementa la producción de calor.
La médula también aumenta la producción de norepinefrina, la cual provoca vasoconstricción cutánea con el fin de aumentar la conservación de calor.

Sistema Endocrino

        Médula suprarrenal:

        El frío aumenta la secreción de epinefrina (adrenalina), la cual estimula el metabolismo y aumenta con ello la producción de calor.

Glándula tiroide:

           El frío aumenta la secreción de tiroxina, aumentando el  metabolismo y la producción de calor.


RESPUESTAS FISIOLOLÓGICAS TERMOREGULATORIAS DEL CUERPO AL          EJERCICIO AGUDO DURANTE LA EXPOSICIÓN AL CALOR

Consideraciones Preliminares

        Mecanismos que regulan la temperatura durante el ejercicio
        (Kenney & Johnson, 1992):

        Durante un ejercicio agudo ocurre una variedad de respuestas fisiológicas como resultado de cambios en la temperatura corporal, específicamente la temperatura de la periferia. La temperatura interna o central se mantiene relativamente constante. Para evitar un aumento en la temperatura central del cuerpo, se activan en forma refleja ciertos mecanismos termoregulatorias, tales como la vasodilatación periferal, el fenómeno de la gradiente de temperatura y otros mecanismos para la disipación del calor (e.g., sudoración y evaporación).

        La vasodilatación periferal. Esta vía termoregulatoria permite una aumento en el espacio
vascular, lo cual  incrementa la cantidad de sangre en la periferia. Esto facilita la disipación del calor   metabólico hacia el ambiente externo al evaporarse el sudor (Kenney & Johnson, 1992).

        La gradiente de temperatura. La disipación del calor metabólico se facilita debido al
gradiente o la diferencia de temperatura entre la  piel y el interior del cuerpo.

        La sudoración y la evaporación. La evaporación de 1 gramo de agua de la superficie de la piel remueve alrededor de 2.5 kilojulios de  energía del cuerpo humano (Nadel, 1988).

Respuestas Vasculares

        El calor corporal interno producido por el hígado y el metabolismo muscular es llevado por la sangre hacia la superficie.  Los vasos sanguíneos superficiales de la piel se dilatan, lo que da por resultado "rubor" (enrojecimiento de la piel). El calor se pierde por conducción, convección y           radiación. A continuación la sangre enfriada vuelve al interior del cuerpo, más caliente, y se repite el ciclo. Para que la sangre enfriada desde la periferia pueda llegar a las regiones internas del cuerpo, se activas en forma refleja otras respuestas cardiovasculares y hemodinámicas, tales como un aumento en la frecuencia cardíaca y en la presión arterial.

Sudoración

        Se produce este fenómeno cuando debe disiparse más calor que lo que puede lograrse por conducción y radiación. Como resultado, se pierde más agua que sal. Con objetivo de conservar el equilibrio osmótico, el agua sale de las células y deja a la sal.

        Aproximadamente 80% de la pérdida de calor ocurre a través de la piel; el resto ocurre a través de la mucosa de vías respiratorias, digestivas y urinarias.

        El mecanismo vasomotor junto al incremento en la producción de sudor son los responsables de la disipación del calor metabólico durante el ejercicio (Kenney & Johnson, 1992; Mellion, & Shelton, 1988; Werner, 1993). La temperatura interna provee la señal primaria al centro termoregulador para la producción de sudor. La piel también provee información para la producción de sudor pero esta es de segunda importancia. La modificación de la producción de sudor ocurre debido a cambios en la temperatura del músculo activo (Sawka & Wenger, 1988 p.131).

Temperatura

        Temperatura interna:

        La temperatura interna del cuerpo aumenta de manera proporcional a la carga de trabajo y a la tasa metabólica durante el ejercicio, independientemente de las condiciones ambientales (Gisolfi, 1983a; Nielsen & Davies, 1976). Consecuentemente, este incremento en la carga ergométrica produce un aumento en la temperatura interna del cuerpo debido a que la producción de calor metabólico excede la razón de disipación del mismo (Werner, 1993).


ADAPTACIÓN (ACLIMATACIÓN) DEL CUERPO A LA TENSIÓN POR CALOR

Consideraciones Preliminares

        Algunas persona emplean de forma intercambiable los términos de aclimatación y aclimatización. La realidad es que son conceptos diferentes. La aclimatación se refiere al proceso en el cual un sujeto es expuesto de manera repetida y progresiva a un estrés termal en un medio ambiente controlado artificialmente (Bligh & Johnson,1987). Por ejemplo, la aclimatación ocurre cuando se observan las respuestas y adaptaciones termoregulatorios de un individuo en una cámara o cuarto de laboratorio donde se controla la temperatura y humedad del mismo. Por otro lado, si al mismo individuo lo exponenos a un ambiente natural para determinar sun cambios fisiológicos ante una temparatura y humedad extrema, entonces podemos decir que ocurre el fenómeno de aclimatización. Este fenémeno fisiológico es, pues, el proceso de adaptación fisiológica y metabólica que le ocurre a un organismo durante su vida cotidiana al exponerse a un medio ambiente natural (caluroso o frío), lo cual permite una mejor tolerancia de la temperatura (Åstrand & Rodahl, 1986).

Adaptaciones Fisiológicas

        La literatura científica ha reportado un diversidad de adaptaciones fisiológicas que ayudan a tolerar el calor (Åstrand & Rodahl, 1986; Judy, 1975; Libert, Amoros, Di Nisi, Muzet, Fukuda, & Ehrhart, 1988; Cedaro, 1992; Seals, 1993). Este proceso aclimatorio es de suma importancia ya que  permite a los sujetos aumentar su capacidad de disipación de calor metabólico a través de la
evaporación de sudor (Cedaro, 1992; Seals, 1993).

        Adaptaciones fisiológicas observadas de estos estudios:

        La exposición contínua en un ambiente caluroso y húmedo produce varios cambios metabólicos, cardiovasculares y respiratorios que permiten al organismo tolerar más efectivamente este tipo de medio ambiente. Estas adaptaciones se describe a continuación:

Tiempo Requerido para el Proceso de Aclimatación

        Consideraciones preliminares:

       Si un atleta desea alcanzar el máximo beneficio del proceso de aclimatación este debe de ejercitarse a una intensidad equivalente al 70-75 por ciento de su VO2máx por una duracíon de 30-35 minutos por dia.  Este proceso debe comenzar tres semanas antes del evento competitivo o práctica del ejercicio/deporte (Houmard, Costill, Davis, Mitchell, Pascoe & Robergs, 1990).

        Tiempo mínimo:

        Se require por lo menos de 8 a12 días para tolerar intensidades de trabajo equivalentes (Armstrong & Pandolf, 1988; Wenger, 1988). Esta duración es mayor en niños.

        Adaptaciones fisiológicas durante los días del proceso de aclimatación:

        Durante este período de tiempo mínimo, se observan una serie de adaptaciónes del organismo ante este medio ambiente caluroso y húmedo. Estas adaptaciones por día son:


FACTORES QUE DETERMINAN LA MAGNITUD DE
CALOR PRODUCIDO POR EL CUERPO

        Existen diversos mecanismos fisiológicos a través de los cuales el organismo produce y gana calor. Estas vías son el matabolismo basal, el aumento en la acción de los músculos esqueléticos, la actividad del sistema nervioso, la liberación de ciertas hormonas y el efecto Q10.

Metabolismo Basal

        Representa el producto secundario (producción de calor interno) que proviene de las reacciones metabólicas de todas la células del cuerpo.

Ejercicio Físico/Actividad Muscular

        Una mayor actividad muscular produce un incremento en el metabolismo (y producción de calor) por contracción muscular voluntaria (ejemplo: ejercicio) e involuntaria (ejemplo: escalofrío).
La cantidad de calor que produce el cuerpo puede incrementar hasta cuarenta veces por arriba de lo normal cuando se llevan a cabo ejercicios físicos de alta intensidad.

Sistema Nervioso

        La sobre-tensión o estrés de la porción simpática del sistema nervioso autonómico mediante el
cual su terminaciones nerviosas liberan noredrenalina, la cual cual incrementa la producción de calor por el cuerpo.

Hormonas

        Una variedad de hormonas inducen un aumento en la temperatura corporal, tales como la tiroxina, las catecolaminas, entre otras. La glándula tiroide secreta tiroxina, la cual aumenta la tasa metabólica de todas las células del cuerpo. Las catecolaminas son una grupo de hormonas (y neurotransmisores) liberadas por las glándulas supradrenales. Dentro de la familia de las catecolaminas entramos la epinefrina (adrenalina) y norepinefrina (noradrenalina). Particularmente la norepinefrina, ocasiona un incremento en la producción de calor metabólico (tasa metabólica) en las células. Este efecto es el resultado de la liberación de los ácidos grasos mediante la mobilización
(catabolismo/degradación) del tejido adiposo. La producción de calor aumenta debido a que las
grasas son un combustible menos eficiente para metabolizar.

Temperatura Corporal

        El aumento en la temperatura del cuerpo estimula a la actividad metabólica corporal, lo cual aumenta el calor total producido por el organismo. El efecto que tiene la temperatura en múltiplos de 10 C) sobre la velocidad de las reacciones biológicas o enzimáticas se conoce con el nombre de efecto Q10 (Brooks, & Fahey, 1985, p. 20-22, 447-448). Por regla general,  el aumento en temperatura de 10 C duplicará la velocidad de las reacciones ensimáticas.


EXPOSICIÓN AL CALOR

         La exposición a una temperatura excesiva puede afectar de tal forma al organismo que constituya una emergencia, dando lugar a calambres, agotamiento e insolación.

        El nivel de gravedad de las condiciones producidas por el calor dependerá de: (1) el calor (temperatura ambiental), (2) la temperatura ambiental, (3) la cantidad de aire circulante, (4)  la humedad ambiental y (5) la clase y cantidad de ropa que use la víctima.


LA EVALUACIÓN DE LA TENSIÓN DEBIDA AL CALOR AMBIENTAL

        Durante la práctica de ejercicios y competencias deportivas es de vital importancia monitorear las condiciones ambientales de ese día en particular. Esto nos ayudará a prevenir en gran medida las incidencias sobre condiciones relacionadas con el calor. Existen varios métodos para determinar el nivel de tensión de calor ambiental, los cuales serán discutidos en los próximos párrafos.

Psicrómetro

        Descripción:

        Es un instrumento que sirve para determinar la tensión ambiental debida al calor. 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, i.e., se sumerge la mecha del termómetro en agua. Para derminar los efectos de la evaporación de la humedad en la mecha sobre las escalasde temperatura del termómetro se hace girar el psicrómetro que aloja el termómetro, tomándolo por el mango durante 1½ min.  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.

        Interpretación:

        Una alta temperatura del bulbo húmedo refleja una considerable humedad del aire. Por el contrario, una baja temperatura del bulbo indica poca humedad, lo cual implica que es posible una
gran evaporación.

        La temperatura del bulbo húmedo es igual a la temperatura del bulbo seco. El aire se encuentra
saturado por completo con vapor de agua (humedad relativa: 100%) y no resulta posible ninguna evaporacción.

        Cálculo de la humedad relativa (HR):

        Para poder determinar la humedad relativa (HR) utilizando el psicrómetro, se requiere primero medir las siguientes variables:

       Luego de registrar las variables arriba mencionadas, se necesita una tabla especial para la conversión a humedad relativa.  Con el resultado se va a la tabla para la conversión a la humedad relativa. También se puede utilizar la siguiente fórmula:

                                                 TBS   -   TBH
                         HR (%)   =    --------------------
                                                         TBS
 

         Indice de la temperatura del bulbo húmedo (TBH):

        Es una guía para el grado de tensión ambiental sobre personas que llevan ropas pesadas y protectoras como un uniforme de fútbol americano (Murphy & Ashe, 1965, citado en: Fox, Bowers & Foss, 1988, p.494). Estas guías del índice TBH se describen en la siguiente tabla:
 
 

Temperatura del Bulbo Húmedo Precauciones
Menos de 16 a 19 ° C
(Menos de 60 ° F)
No es necesario tomar precausiones.
16 a 19 ° C
(61 a 66 ° F)
Observación atenta de todos los miembros del equipo, especialmente de los que pierden mucho peso.
19 a 22 ° C
(67 a 72 ° F)
Insiste en se suministre agua en el campo.
22 a 25 ° C
(73 a 77 ° F) 
Despué de la práctica programa períodos de reposo cada 30 minutos, además de las precauciones anteriores.
Más de 25 ° C
(Más de 78 ° F)
Posponer la práctica o realizarla en pantalones cortos.

Temperatura del Globo del Bulbo Húmedo (TGBH)

        Representa la temperatura calculada a partir de las temperaturas del bulbo seco, el bulbo húmedo y el bulbo negro, que indica la carga calórica ambiental.

        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/determinada
por el viento y  la humedad (empleando el termómetro del bulbo húmedo) y finalmente la temperatura que se encuentra afectada/determinada por el calor/energía radiante del sol (obtenida por el termómetro del globo negro).

        Cálculo del TGBH:

         Se utiliza la siguiente fórmula:

               TGBH ( ° C)  =  (0.7  x  bh)  +  (0.2  x  g)  +  (0.1  x  bs),

               DONDE:
                                   bh   =   Temperatura del Bulbo Húmedo
                                     g   =   Temperatura del Globo Negro
                                   bs   =   Temperatura del Bulbo Seco

        Indice de la temperatura del globo del bulbo húmedo (TGBH):

        Son unas guías para identificar condiciones de tensión debida al calor. Se aplica a casi todos
los deportes practicados en el ambiente aire, tales como tenis, las actividades de pista y capmo, el   fútbol, el hockey sobre césped, las sesiones de entrenamiento y las actividades en las cuales la  ropa protectora pesada no constituye un problema. Estas guías del índice TGBH se describen en la siguiente tabla:
 

Indice del TGBH Precauciones
27 a 29 ° C
(80 a 85 ° F)
Cautéla; frecuentes interrupciones para tomar agua; estar alerta ante síntomas de una enfermedad debida al calor.
29 a 31 ° C
(85 a 88 ° F)
Suspensión de la actividad para el personal no condicionado y no aclimatado. Actividad muy limitada de quienes están condicionados y acostumbrados a rabajar en un ambiente caluroso (aclimatados). Frecuentes interrupciones para tomar agua.
Más de 31 ° C
(Más de 88 ° F)
Suspensión de la actividad para todo el personal

        Normas (abreviadas) para las carreras de larga distancia (ACSM, 1987):

        Según el Colegio Americano de Medicina del Deporte ("American College of Sports Medicine"):


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