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Regulación de la Temperatura Corporal

La temperatura corporal se puede dividir en temperatura externa, que involucra la piel, y temperatura central, que involucra el sistema nervioso central (SNC) y las vísceras. Si bien la temperatura externa puede ser variable, la temperatura central se mantiene dentro de un rango estrecho de 36,5–37,5°C (97,7–99,5°F). Aunque se desconocen las razones, se ha planteado la hipótesis de que se mantiene un rango de temperatura estrecho para la tasa metabólica necesaria para el funcionamiento y optimización de los procesos celulares. La regulación de la temperatura central es una de las funciones más críticas del sistema nervioso y se logra mediante mecanismos de retroalimentación fisiológica y conductual y de prealimentación que están regulados principalmente por el hipotálamo. Cualquier cambio en la temperatura corporal o la temperatura ambiental desencadena respuestas que conducen al restablecimiento rápido y eficiente de la homeostasis.

Última actualización: Mar 1, 2022

Responsabilidad editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Introducción

Descripción general

  • Los seres humanos tienen una temperatura interna central normal de aproximadamente 37ºC (98,6ºF).
  • Termorregulación:
    • La regulación de la temperatura corporal es independiente de la temperatura exterior.
    • Vía de 3 pasos:
      • Sensores aferentes
      • Control central
      • Respuestas eferentes
  • El hipotálamo es el principal centro termorregulador del cerebro.

Procesos fisiológicos relacionados con la termorregulación

  • Fiebre:
    • Aumento controlado de la temperatura corporal más comúnmente debido a una infección
    • Desencadenada por pirógenos (e.g., moléculas bacterianas y no bacterianas)
    • Los pirógenos que alcanzan el área preóptica del hipotálamo estimulan la ciclooxigenasa-2 (COX-2).
    • La expresión de la COX-2 en las células endoteliales del área preóptica del hipotálamo da como resultado la producción de prostaglandina (PG)E2.
    • La PGE2 actúa a través de los receptores EP3 locales para inhibir la actividad de las neuronas de áreas preópticas hipotalámicas que funcionan para reducir la temperatura corporal, lo que provoca fiebre.
  • Sueño:
    • El inicio del sueño coincide con una disminución de la temperatura corporal.
    • Durante las fases del sueño (i.e., fase de movimientos oculares rápidos), la termorregulación se inhibe significativamente.
  • Apetito y regulación de la ingesta de alimentos: la energía generada a partir de los alimentos se utiliza para la homeostasis de la temperatura.
  • Homeostasis de fluidos: es necesaria una hidratación adecuada para una producción eficaz de sudor.
Actividad cox-2

Diagrama que muestra los mecanismos centrales y periféricos a través de los cuales aumenta la actividad de la COX-2, lo que lleva a un aumento de los niveles de PGE2 y la fiebre resultante
COX: ciclooxigenasa
PG: prostaglandina
RANK: receptor activador del factor nuclear kappa-Β
RANKL: ligando del receptor activador del factor nuclear kappa-B

Imagen por Lecturio.

Vía Termorreguladora Aferente

Detección de la temperatura periférica

  • La señalización aferente comienza en los tejidos periféricos.
  • Tejidos que proporcionan información termorreguladora:
    • Piel
    • Médula espinal
    • Vísceras abdominales
    • Cerebro:
      • El área preóptica del hipotálamo es el sitio más termosensible del cuerpo.
      • El área preóptica del hipotálamo recibe señales de los tejidos periféricos y también actúa como un autosensor.
  • Hay 2 clases de neuronas sensoriales aferentes sensibles a la temperatura:
    • Neuronas activadas por el calor (aproximadamente 34–42°C (93–107°F))
    • Neuronas activadas por el frío (aproximadamente 14–30°C (57–86°F))
    • Las neuronas sensoriales tienen cuerpos celulares localizados en:
      • Ganglio del trigémino (para la inervación de la cabeza y la cara)
      • Ganglios de la raíz dorsal (para la inervación del resto del cuerpo)
    • Los axones se dividen en 2 ramas:
      • La 1era rama inerva la piel o las vísceras.
      • La otra rama se proyecta hacia el asta dorsal de la médula espinal o el núcleo del trigémino en el tronco encefálico.

Órganos circunventriculares

  • Áreas del cerebro con barrera hematoencefálica ausente o muy limitada
  • Pueden detectar señales en la sangre y transmitir esa información de forma neuronal a otras áreas del cerebro
  • Permeables a prostaglandinas
  • 2 órganos circunventriculares importantes para la termorregulación debido a su proximidad al hipotálamo:
    • Órgano subfornical
    • Órgano vascular de la lámina terminal
  • Otros órganos circunventriculares:
    • Eminencia media
    • Glándula hipófisis posterior
    • Glándula pineal
    • Área postrema
Corte sagital del cerebro resaltando los órganos circunventriculares

Corte sagital del cerebro resaltando los órganos circunventriculares

Imagen por Lecturio.

Control Central y Respuestas Eferentes

Control central

  • El área preóptica y el hipotálamo anterior son sitios de control clave para la termorregulación en el cerebro.
  • Las vías eferentes de los efectores termorreguladores activan respuestas de retroalimentación negativa si la temperatura corporal central se desvía de los 37°C (98°F).

Respuestas eferentes

Cuatro efectores fisiológicos son particularmente importantes para la termorregulación en los mamíferos:

  • Tejido adiposo pardo:
    • Órgano especializado para la producción rápida de calor
    • Altamente inervado por nervios simpáticos
    • La liberación de norepinefrina induce una fuga mitocondrial que produce calor.
    • El rafe pálido rostral es el sitio principal dentro del núcleo preóptico por donde las señales descendentes salen del cerebro hacia el tejido adiposo pardo.
  • Control del flujo sanguíneo a la piel:
    • El intercambio de calor entre la piel y el medio ambiente depende del flujo de sangre a la piel.
    • La vasoconstricción evita la pérdida de calor en ambientes fríos.
    • La vasodilatación permite la pérdida de calor en ambientes cálidos.
    • Controlado por la inervación adrenérgica y colinérgica de los vasos sanguíneos de la piel
  • Temblores:
    • Contracción rápida y repetitiva del músculo esquelético para generar calor (“escalofríos”)
    • Ocurre cuando la temperatura central del cuerpo cae por debajo de los 35ºC (95ºF)
  • Pérdida de calor por evaporación:
    • Estrategia termorreguladora para disipar el calor
    • Se logra principalmente mediante la sudoración
    • Ocurre a través de la estimulación de las glándulas sudoríparas por la inervación posganglionar colinérgica

Condiciones Que Alteran la Termorregulación

  • Edad: el envejecimiento se asocia con una disminución de la termorregulación inducida por el frío, que se debe a una combinación de una mayor pérdida de calor y una menor producción metabólica de calor.
  • Ejercicio
  • Condiciones ambientales extremas que conducen a:
    • Hipotermia
    • Golpe de calor
  • Niveles hormonales: la menopausia se asocia con una termorregulación alterada y ocurre debido al agotamiento de estrógenos y una estimulación simpática central elevada.
  • Los medicamentos pueden afectar la termorregulación a través de:
    • Diuresis y desequilibrio electrolítico
    • Sedación y deterioro cognitivo
    • Reducción del reconocimiento de la sed
    • Reducción de la producción de sudor
    • Hipotensión y reducción del gasto cardíaco
    • Medicamentos comúnmente implicados:
      • Diuréticos
      • Inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina (IECA)
      • Antagonistas de los receptores de angiotensina (ARA)
      • Anticolinérgicos
      • Psicotrópicos
  • Consumo de alcohol:
    • Deterioro de la sudoración y vasodilatación de la piel
    • Cambios de comportamiento
  • Afecciones metabólicas:
    • Diabetes mellitus
    • Hipotiroidismo
    • Hipertiroidismo
    • Hipoadrenalismo
    • Hipopituitarismo
El hipotálamo controla la termorregulación

Diagrama que muestra las vías de retroalimentación reguladoras utilizadas por el hipotálamo para mantener la homeostasis de la temperatura

Imagen:The Hypothalamus Controls Thermoregulation” por Phil Schatz. Licencia: CC BY 4.0

Medición de la Temperatura

Tabla: Sitios para la medición de temperatura
Sitio Fortalezas Debilidades
Axila
  • Fácil de usar
  • Se utiliza cuando es la única opción.
  • Depende de la temperatura de la piel
  • Necesita tiempo adicional (3–5 min)
Sangre
  • Más preciso
  • Invasivo, necesita un catéter permanente
Esófago
  • Preciso, excepto cuando se ingirió comida o agua recientemente
  • Invasivo, contraindicado en patología esofágica
Oral
  • No invasivo y fácil de usar
  • Más frecuentemente utilizado
  • Lecturas de temperatura más bajas (0,4°C) en comparación con las obtenidas en la sangre
  • Afectado por la hiperventilación
Rectal
  • Preciso
  • Se usa principalmente en lactantes
  • Menos sensible a los cambios de temperatura
Membrana timpánica
  • Fácil de usar
  • Lecturas de temperatura más bajas (0,8°C) en comparación con las obtenidas en la sangre

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Relevancia Clínica

Las siguientes afecciones ocurren cuando los mecanismos de termorregulación se ven abrumados por las condiciones ambientales:

  • Hipertermia: ocurre cuando la temperatura corporal central aumenta debido a un estrés físico intenso y los mecanismos de emisión de calor son insuficientes. En su estado extremo, la hipertermia se conoce como golpe de calor y se acompaña de una respuesta inflamatoria sistémica que provoca una disfunción de múltiples órganos que puede conducir a la muerte. El tratamiento incluye enfriamiento externo e interno rápido.
  • Hipotermia: disminución de la temperatura corporal central hasta < 35ºC (95°F) se puede clasificar como leve (32–35°C (90–95°F)), moderada (28–32°C (82–90°F)) o severa (< 28°C (82°F)) hipotermia. Los síntomas progresan de escalofríos a confusión, letargo, coma y finalmente la muerte. Las personas con trastornos por consumo de alcohol o sustancias que pierden el conocimiento en ambientes fríos son particularmente susceptibles. El tratamiento requiere recalentamiento pasivo y activo.
  • Congelación: una lesión por congelación directa en los tejidos periféricos que se produce cuando la temperatura de la piel desciende por debajo de -0,5°C (31,1°F). Los sitios comunes de congelación incluyen la nariz, orejas, dedos de las manos y de los pies. Puede desarrollarse gangrena y el tejido gravemente afectado puede autoamputarse. El tratamiento es con recalentamiento y cuidado local de los tejidos. La cirugía a veces es necesaria si se produce necrosis.

Referencias

  1. Barrett, K.E., Barman, S.M., Brooks, H.L., Yuan, J.X. (2019). Hypothalamic regulation of hormonal functions. In: Barrett, K.E., et al. (Ed.), Ganong’s Review of Medical Physiology (26th ed.). McGraw-Hill Education. accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?aid=1159052715
  2. Osilla, E.V., Marsidi, J.L., Sharma, S. (2021). Physiology, Temperature Regulation. StatPearls Publishing. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29939615/
  3. Stotter, M.L. (2004). The effects of drugs on thermoregulation. AACN Clin Issues Apr-Jun 2004; 15, 238–253. https://doi.org/10.1097/00044067-200404000-00010
  4. Tamae, Y.T., et al. (Ed.) (2005). Effects of alcohol on thermoregulation during mild heat exposure in humans. Alcohol 36, 195–200. https://doi.org/10.1016/j.alcohol.2005.09.002
  5. Tan C.L., Knight, Z.A. (2018). Regulation of Body Temperature by the Nervous System. Neuron. Apr 4; 98, 31–48. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2018.02.022

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