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Termodinámica del ser vivo

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by

camila roa

on 25 June 2013

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Transcript of Termodinámica del ser vivo

TERMORREGULACIÓN
LA TEMPERATURA
EL CALOR
FACTORES QUE INFLUYEN
TERMODINÁMICA DEL SER VIVO
PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR
Radiación
Es la propagación de energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas subatómicas a través del vacío o de un medio material.
Conducción
Convección
Natural
Forzada
Evaporación
MECANISMOS DE REGULACIÓN DE
LA TEMPERATURA

Hipotálamo
Mecanismos de perdida de calor
SUDORACIÓN
VASODILATACIÓN
Mecanismos de conservación de calor
VASOCONSTRICCIÓN
INTERCAMBIO DE CALOR POR CONTRACORRIENTE
PILOERECCIÓN
Mecanismos de producción de calor
TERMOGÉNESIS OBLIGATORIA
MECANISMOS DE CONTROL DE LA TEMPERATURA
Zona de regulación vasomotora
CAPACIDAD TÉRMICA DEL CUERPO
HUMANO

Zona de regulación sudomotora
Zona de regulación metabólica
Producción de calor en el cuerpo humano
Equilibrio térmico y procesos de perdida / ganancias
La vestimenta
Otras variables que afectan el confort
ENFERMEDADES PRODUCIDAS POR ALTERACIONES EN LA TEMPERATURA
Enfermedades producidas por el calor
Enfermedades producidas por el frío
Hipotermia
Congelamiento
Pie de trinchera
Eritema pernio
Hipertermia
Sincope de calor
Calambres por calor
Edema por calor
Agotamiento por calor
Golpe de Calor
Fiebre
Alexandra Cardona 100100012013
Camila Alejandra Roa 100100362013
Laura Juliana Martínez 100100112013
Jenny Camila Aldana 100100352013
Elizabeth Céspedez 100100382013

Conductividad térmica
La temperatura
Regulación
HORMONAS
MODELOS DE HOMEOSTASIS
Punto balanceado
Control Proporcional
FUENTES DE CALOR QUE ALTERAN LA TEMPERATURA CORPORAL
MECANISMOS DE HOMEOSTASIS UTILIZADOS POR EL HOMBRE
GRACIAS

¿QUE ES?:


Región nuclear del cerebro que forma parte del diencefalo y se sitúa debajo del tálamo.
¿QUE HACE?
Regula la liberación de hormonas de la hipófisis, es el regulador central además es el que mantiene la temperatura corporal.

NEUROANATOMÍA
LIMITES:
POR DELANTE: Lamina terminal o lamina supraoptica.
POR DETRAS: Trigono.
LATERALMENTE: Cápsulas internas.
INFERIOR: Quiasma óptico y tallo hipofisiario.
FUNCIONES
Emociones.
Hambre y saciedad.
Sueño.
Hormonas.
Temperatura: El hipotálamo anterior difunde el calor y el hipotálamo posterior se encarga de mantener la temperatura corporal constante aumentando o disminuyendo la frecuencia respiratoria y la sudoración.
NUCLEO NEURONAL PARAVENTRICULAR: Produce hormona antidiuretica, oxitocina y regula la temperatura corporal


Estas afectan la termorregulación pero están asociadas principalmente a la climatización a largo plazo

HAY TRES MODELOS:
El primero y segundo, plantean que la temperatura es la variable regulada el cual busca un punto de ajuste por el mecanismo termorregulador.
El tercero, plantea que el contenido de calor es la variable regulada, en donde la temperatura es un subproducto la regulación corporal.

TEORIAS
Ambas plantean que la temperatura es controlada por un sistema proporcional de control de retroalimentación : multi-sensor, multi-procesador y multi-efector.

Generación de calor interno.
Calentamiento o enfriamiento ambiental.

Termorregulación comportamental
Termorregulación autónoma
Termorregulación técnica

ZONA TERMONEUTRAL
Temperatura critica superior
Temperatura critica inferior

Comprende los cambios de T° que producirían perturbaciones serias en la homeostasis, poniendo en peligro la vida.

El área termostática cuando se sobre calienta aumenta la tasa de perdida de calor en dos proceso:

Cuando el cuerpo se calienta de forma excesiva se envía información al área pre óptica por delante del hipotálamo haciendo que se produzca sudor.

Cuando la temperatura aumenta los vasos periféricos se dilatan y la sangre fluye en mayor cantidad cerca de la piel, favoreciendo la transferencia del calor al ambiente.

Actúan principalmente nivelando las fluctuaciones de T° que ocurren continuamente, sobre todo cuando el cuerpo se enfría mas de lo normal.

Se efectúa en los vasos epidérmicos.
Cuando la temperatura disminuye se activa el hipotálamo posterior a través del sistema nervioso simpático haciendo vasoconstricción.

El calor de la sangre arterial circula del núcleo a la periferia, mientras que la sangre venosa se difunde de la periferia al núcleo.
La sangre arterial calienta la venosa que retorna de las extremidades, así el calor es regresado a la región central del cuerpo.

Debido a la estimulación del sistema nervioso simpático se produce contracción de los músculos erectores que se encuentran en la base de los folículos pilosos.

Amplia la capa de aire en contacto con la piel, disminuyendo los movimientos de convección del aire.

El gasto energético se divide en dos categorías de termogénesis:

Termogénesis obligatoria
Termogénesis facultativa

Provisto por la tasa metabólica basal.
Inducida por el alimento y se deriva de la digestión, absorción y metabolismo.

A TEMPERATURA TERMONEUTRAL LA TIROIDES ES EL PRINCIPAL REGULADOR DEL GASTO ENERGÉTICO:
Modulando el oxigeno de las mitocondrias en diversos tejidos.
Actuando de forma sinérgica con la norepinefrina en donde se requiere calor adicional para mantener normotermia durante la exposición al frio.

TERMOGÉNESIS FACULTATIVA:
Puede ser activada o no.
Tiene lugar solo en dos tejidos:
1. musculo esquelético
2. tejido adiposo o grasa parda

Cuando la temperatura es muy baja se produce calor en el musculo esquelético y grasa parda a partir de dos mecanismos:

TERMOGENESIS TIRITANTE
TERMOGENESIS NO TIRITANTE

TERMOGENESIS TIRITANTE
Se produce en el hipotálamo posterior.
El estrés por el frio aumenta el tono muscular y comienza la tiritación.
Así se evitan grandes movimientos evitando que se realice W externo, y así la energía aparece en forma de calor.

TERMOGÉNESIS NO TIRITANTE
Ocurre principalmente en NEONATOS.
Se produce por el desacoplamiento mitocondrial en el tejido adiposo (produce grasa parda).
Regulada por el sistema nervioso simpático.

Producción de calor se da gracias a la proteína desacoplante UCP1.
Evita que se produzca ATP sino que la energía se disipe en forma de calor.
Se requiere activación del sistema simpático, secreción de hormonas (norepinefrina, insulina) y la expresión de la UCP1.
Aunque esta actividad de la grasa parda disminuye con la edad.

TEMPERATURA
La temperatura es regulada por mecanismos nerviosos de retroalimentación negativa, que actúan a través de los cetros termorreguladores de hipotálamo

Entender el concepto de radiación ionizante
ION: partícula (átomo o molécula) cargada positiva o negativamente.
Mediante el proceso Físico, la radiación ionizante puede separar los electrones de una molécula neutra.
Así la luz ultravioleta, rayos-X o irradiación radiactiva tipo alfa, beta o gama, producen cambios iónicos en las estructuras de los tejidos vivos. Ya que transfieren mucha energía y son de gran penetración.
En cambio la radiación no ionizante, son ondas electromagnéticas que no son capaces de producir iones de manera directa o indirectamente a su paso a través de la materia

¿Dónde encontramos la radiación en la vida diaria?
Electricidad
Pantallas de televisión
Wifi
Radio y TV
Celulares
Microondas
Infrarroja (solar y de estufas)
Luz visible
Ultravioleta (uv, uvb, uva)
Rayos X
Rayos gamma (energía nuclear)


De menor a mayor frecuencia de las ondas del espectro:
RADIOBIOLOGÍA
Es la ciencia que estudia los fenómenos que se producen en los seres vivos tras la absorción de energía procedente de las radiaciones ionizantes.
Las razones que han impulsado la investigación de los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes son Protección Radiológica, Radioterapia, medicina nuclear, medicina física.

Efectos de la radiación ionizante en los mamíferos
Si los animales han sido irradiados a los pocos días o semanas presentarán diarreas, irritabilidad, pérdida de apetito y apatía, pudiendo quedar estériles para más o menos tiempo según su grado de exposición.

Beneficios de la radiación
Radiovacunas
Radiofármacos
Estudios Hídricos

Beneficios de la radiación para el hombre
Medicina en el diagnóstico. (Rayos X)
Medicina Nuclear.
Radioterapia

Efectos negativos de la radiación en el Hombre
Según la intensidad de la radiación y su localización, el hombre puede llegar a morir dentro de horas, días o semanas.
Si sobrevive su esperanza de vida se ve reducida drásticamente.
Son acumulativos.

Efectos nocivos
· Náuseas
· Vómitos
· Convulsiones
· Delirios
· Dolores de cabeza
· Diarrea
· Pérdida de pelo
· Pérdida de dentadura
· Reducción de los glóbulos rojo en la sangre (anemia)
· Reducción de glóbulos blancos en la sangre (leucopenia)
· Daño a la mucosa gastrointestinal.
· Hemorragias

· Esterilidad
· Infecciones bacterianas
· Cáncer
· Leucemia
· Cataratas
· Daño genéticos
· Mutaciones genéticas
· Niños anormales
· Daño cerebral
· Daños al sistema nervioso
· Cambio de color de pelo a gris

Clasificación de la radiación
La radiación se divide en cuatro grupos:
Los que producen cáncer.
Los que producen mutaciones genéticas.
Los que producen efectos al embrión durante el embarazo.
Los que provocan quemaduras por exposiciones excesivas.

Efectos Estocásticos, probabilísticos (tardíos o a largo plazo)
Son aquellos cuya ocurrencia está en función de la dosis, es decir, la probabilidad de ocurrencia del efecto es proporcional a la dosis recibida.
Los efectos estocásticos se producen sin umbral, es decir, que incluso la dosis más pequeña implica algún riesgo.

Ejemplo: el cáncer y mutaciones genéticas.

 En Hiroshima se observó que en más del 60% de las personas expuestas a una dosis entre 0,2 y 0,4 Gray presentaron leucemia.

Efectos Determinísticos, agudos (a corto plazo)
Los efectos determinísticos tienen tres características.
En primer lugar, los efectos se presentan a partir de una dosis mínima (dosis umbral) que para una exposición de cuerpo entero el umbral es de aproximadamente 500 mSv y en un corto período de latencia.
En segundo lugar, la severidad o gravedad del efecto aumenta a partir de la dosis umbral.
Finalmente, se establece una relación clara entre el agente causante y el efecto.

Factores de dependencia de los efectos biológicos
1.Poder penetrante de la radiación.
2. Energía y nivel de exposición a la radiación. 
3. Propiedades químicas de la fuente radiactiva. 
4. Poder ionizante de la radiación

Catástrofes Nucleares y sus consecuencias:
Bomba atómica: es un dispositivo que obtiene una gran cantidad de energía explosiva con reacciones nucleares.
Accidente de Chernobyl: fue un accidente nuclear sucedido en la central nuclear de Chernóbil (Ucrania) el sábado 26 de abril de 1986.
Lluvia radiactiva: Es la caída de partículas radioactivas a la atmósfera proveniente de un accidente nuclear.

Etapas de la acción biológica de la radiación
Los efectos de las radiaciones ionizantes sobre la materia viva son el resultado final de las interacciones físicas (ionización) y (excitación) de los fotones o partículas con los átomos que la componen.
Etapa Física: Es una respuesta inmediata que ocurre entre billonésimas y millonésimas de segundo.
Etapa Química: Esta etapa es de un orden ligeramente mayor estando en una escala de entre una millonésima de segundo y un segundo.
Etapa biológica: La etapa biológica se inicia con la activación de reacciones enzimáticas para reparar el daño producido por las radiaciones.

La conducción es la transferencia de calor por contacto con el aire, la ropa, el agua, u otros objetos (una silla, por ejemplo).
debido a la interacción entre las moléculas que conforman los cuerpos, así aquellas moléculas que están a mayor temperatura vibran con mayor rapidez chocando con aquellas menos energéticas (con temperaturas más bajas) transfiriendo parte de su energía.
SE PRODUCE:
Si la temperatura del medio circundante es inferior a la del cuerpo, la transferencia ocurre del cuerpo al ambiente (pérdida), sino, la transferencia se invierte (ganancia).
En este proceso se pierde el 3% del calor, si el medio circundante es aire a temperatura normal.
Si el medio circundante es agua, la transferencia aumenta considerablemente porque el coeficiente de transmisión térmica del agua es mayor que el del aire. Es el flujo de calor por gradiente.
El fundamento físico es la transferencia de energía calorífica entre moléculas.
La Temperatura es una propiedad de la materia que está relacionada con la sensación de calor o frío que se siente en contacto con ella.
Medida
Escala
Sin embargo, aunque tengan una estrecha relación, no debemos confundir la temperatura con el calor.
El calor es una forma de energía. Es la "energía calorífica, que fluye de los cuerpos que se encuentran a mayor temperatura a los de menor temperatura. Para que fluya se requiere una diferencia de temperatura. El cuerpo que recibe calor aumenta su temperatura, el que cede calor disminuye su temperatura.
¿QUÉ ES TERMORREGULACIÓN?
TEMPERATURA CORPORAL NORMAL
FACTORES BIOFISIOLÓGICOS
EDAD
VARIACIONES DIURNAS
EJERCICIO
SEXO
NUTRICIÓN
LAS EMOCIONES
Estrés
Llanto y Gritos
Ansiedad
CONSUMO DE TABACO
ESTADO DE SALUD
FACTORES PSICOLÓGICOS
FACTORES SOCIOCULTURALES
Temperatura ambiental
Vivienda
Humedad
Lugar de trabajo
Tipo de profesión
TERMODINÁMICA
Es uno de los mecanismos de transferencia de calor básicos, implica el transporte de energía por el movimiento del medio de transferencia de calor, en este caso el aire que rodea el cuerpo
Cuando la temperatura ambiente está por encima de la corporal, entonces toda la transferencia del calor por radiación, conducción y convección se dirige hacia el interior del cuerpo en vez de hacia fuera
La evaporación de agua en el organismo se produce por los siguientes mecanismos:
Evaporación insensible o perspiración:

se realiza en todo momento y a través de los poros de la piel, siempre que la humedad del aire sea inferior al 100%. También se pierde agua a través de las vías respiratorias.
Evaporación superficial:

Formación del sudor por parte de las glándulas sudoríparas, que están distribuidas por todo el cuerpo, pero especialmente en la frente, palmas de manos, pies, axilas y pubis
Para funcionar de manera adecuada el cuerpo humano debe mantener en su núcleo interno una temperatura próxima a los 37°C, independientemente de las condiciones ambientales de su entorno.
Para mantener el confort, en el cuerpo humano las ganancias de calor internas del cuerpo deben ser equivalentes al calor que pierde hacia el exterior; Y se da por diferentes mecanismos:
Convección
Radiación
Conducción
Evaporación
La ropa


La aclimatación
La edad y el género
Estado corporal y grasa subcutánea
Estado de salud
Color de la piel
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