Exposição ao Frio e Termorregulação

Os seres humanos mantêm uma temperatura central quase constante contra a perda de calor para um ambiente frio. Quando exposto ao frio, o corpo primeiro conserva o calor contraindo os vasos sanguíneos da pele e depois gera calor através de tremores; com exposição repetida, ele se aclimata parcialmente. Esta entrada descreve a termorregulação no frio e as respostas fisiológicas à exposição ao ar frio e à água fria.

Definition

A termorregulação no frio é o conjunto integrado de respostas autonômicas e comportamentais — vasoconstrição periférica, tremores e termogênese sem tremores, e comportamento de conservação de calor — que defendem a temperatura corporal central quando a perda de calor para um ambiente frio ameaça exceder a produção de calor.

Scope

A entrada abrange o balanço de calor humano no frio, as defesas autonômicas e comportamentais contra a perda de calor (vasoconstrição, tremores e termogênese sem tremores), o perigo especial da imersão em água fria e a aclimatação parcial que se segue à exposição repetida ao frio. É um relato de referência da fisiologia e não fornece instruções de sobrevivência, reaquecimento ou tratamento.

Core questions

• Como o balanço de calor é defendido quando o ambiente remove o calor mais rapidamente do que ele é produzido?
• Quais são os papéis relativos da vasoconstrição, tremores e termogênese sem tremores?
• Por que a imersão em água fria é muito mais perigosa do que a exposição ao ar frio?
• Que mudanças ocorrem com a exposição repetida ao frio e como elas alteram a tolerância?

Key concepts

• Temperatura central versus temperatura da superfície
• Vasoconstrição periférica e isolamento
• Termogênese por tremores
• Termogênese sem tremores (tecido adiposo marrom)
• Resposta de choque pelo frio e imersão em água fria
• Hipotermia
• Aclimatação ao frio (padrões metabólicos, isolantes, hipotérmicos)

Mechanisms

A queda das temperaturas da pele e do núcleo é detectada por termorreceptores, e o hipotálamo impulsiona respostas de conservação e geração de calor. A vasoconstrição cutânea reduz o fluxo sanguíneo para a superfície, diminuindo a perda de calor condutiva e aumentando o isolamento; se isso for insuficiente, os tremores aumentam a produção de calor metabólico, suplementada em algumas circunstâncias pela termogênese sem tremores (Castellani & Young, 2016). A água fria conduz o calor muito mais rapidamente do que o ar, então a imersão provoca uma resposta imediata de choque pelo frio — ofegar, hiperventilação e taquicardia — que pode ser letal antes que a hipotermia se desenvolva, enquanto a imersão contínua resfria progressivamente o núcleo (Tipton & Golden, 2003). A exposição repetida ao frio produz aclimatação parcial, descrita como padrões metabólicos, isolantes ou hipotérmicos, dependendo se a termogênese, a vasoconstrição ou uma temperatura central mais baixa tolerada predomina (Castellani & Young, 2016; Parsons, 2014).

Clinical relevance

A fisiologia da defesa contra o frio sustenta o reconhecimento da hipotermia e dos perigos da imersão em água fria, e informa a interpretação do exercício e do desempenho em condições de frio. Esta entrada explica os mecanismos e a base de evidências; o reconhecimento, reaquecimento e manejo da hipotermia e lesões por frio são questões clínicas regidas por diretrizes atuais e estão fora de seu escopo.

Evidence & guidelines

Os mecanismos e a aclimatação são resumidos em uma revisão fisiológica (Castellani & Young, 2016), os perigos da imersão em água fria em trabalhos de fisiologia da imersão (Tipton & Golden, 2003), e o campo mais amplo das respostas humanas a ambientes frios em textos de referência (Parsons, 2014). O manejo clínico da hipotermia segue as diretrizes atuais não reproduzidas aqui.

History

A fisiologia humana do frio foi moldada pela exploração polar, experiência marítima e militar, e estudos laboratoriais de exposição ao frio ao longo do século XX, que estabeleceram a sequência de vasoconstrição e tremores, distinguiram padrões de aclimatação ao frio entre populações e esclareceram por que a imersão súbita em água fria é singularmente perigosa.

Debates

Significado da termogênese sem tremores em humanos adultos

A descoberta de tecido adiposo marrom ativo em adultos reabriu o debate sobre o quanto a termogênese sem tremores contribui para a defesa contra o frio e se ela pode ser recrutada pela aclimatação ao frio, em relação aos papéis estabelecidos da vasoconstrição e dos tremores.

Key figures

• John W. Castellani
• Andrew J. Young
• Michael J. Tipton

Seminal works

• castellani-young-2016
• tipton-2003

Frequently asked questions

Qual é a primeira defesa do corpo contra o frio?

A constrição dos vasos sanguíneos na pele, que reduz o fluxo sanguíneo para a superfície do corpo e aumenta a espessura isolante da camada mais fria, conservando o calor no núcleo antes que os tremores sejam acionados para gerar calor adicional.

Por que cair em água fria é tão perigoso tão rapidamente?

A água conduz o calor muito mais rapidamente do que o ar, e a imersão súbita desencadeia uma resposta de choque pelo frio — ofegar involuntariamente, respiração rápida e um aumento na frequência cardíaca — que pode causar afogamento ou eventos cardíacos nos primeiros minutos, antes que o núcleo tenha resfriado a níveis hipotérmicos.