33.13: Homeostasis - Termorregulación
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La termorregulación interna contribuye a la capacidad del animal para mantener la homeostasis dentro de un cierto rango de temperaturas. A medida que aumenta la temperatura corporal interna, los procesos fisiológicos se ven afectados, como la actividad enzimática. Aunque la actividad enzimática inicialmente aumenta con la temperatura, las enzimas comienzan a desnaturalizarse y pierden su función a temperaturas más altas (alrededor de 40-50 C para los mamíferos). A medida que la temperatura corporal interna disminuye por debajo de los niveles normales, ocurre hipotermia y otros procesos fisiológicos se ven afectados. Existen diversos mecanismos de termorregulación que utilizan los animales para regular su temperatura corporal interna.
Tipos de Termorregulación (Ectotermia vs Endotermia)
La termorregulación en organismos se extiende a lo largo de un espectro desde la endotermia hasta la ectotermia Las endotermas crean la mayor parte de su calor a través de procesos metabólicos, y coloquialmente se les conoce como “sangre caliente”. Los ectotermos utilizan fuentes externas de temperatura para regular su temperatura corporal. Los ectotermos se denominan coloquialmente como “sangre fría” a pesar de que sus temperaturas corporales a menudo permanecen dentro de los mismos rangos de temperatura que los animales de sangre caliente.
Ectotermo
Un ectotermo, del griego (ektós) “afuera” y (termós) “caliente”, es un organismo en el que las fuentes fisiológicas internas de calor son de importancia relativamente pequeña o bastante insignificante para controlar la temperatura corporal. Dado que los ectotermos dependen de fuentes de calor ambientales, pueden operar a tasas metabólicas económicas. Los ectotermos suelen vivir en ambientes en los que las temperaturas son constantes, como los trópicos o el océano. Los ectotermos han desarrollado varios mecanismos de termorregulación conductual, como tomar el sol para aumentar la temperatura corporal o buscar sombra para disminuir la temperatura corporal.
Endotermas
A diferencia de los ectotermos, las endotermas regulan su propia temperatura corporal a través de procesos metabólicos internos y generalmente mantienen un rango estrecho de temperaturas internas. El calor generalmente se genera a partir del metabolismo normal del animal, pero en condiciones de frío excesivo o baja actividad, una endoterma genera calor adicional al escalofríos. Muchas endotermas tienen un mayor número de mitocondrias por célula que los ectotermos. Estas mitocondrias les permiten generar calor al aumentar la velocidad a la que metabolizan grasas y azúcares. Sin embargo, los animales endotérmicos deben mantener su metabolismo superior comiendo más alimentos con más frecuencia. Por ejemplo, un ratón (endoterma) debe consumir alimentos todos los días para mantener alto su metabolismo, mientras que una serpiente (ectoterma) sólo puede comer una vez al mes debido a que su metabolismo es mucho menor.
Homeothermy vs Poikilothermy
Una poiquiloterma es un organismo cuya temperatura interna varía considerablemente. Es lo contrario de una homeoterma, un organismo que mantiene la homeostasis térmica. La temperatura interna de Poikilotherm suele variar con la temperatura ambiente, y muchos ectotermos terrestres son poiquilotérmicos. Los animales poiquilotérmicos incluyen muchas especies de peces, anfibios y reptiles, así como aves y mamíferos que disminuyen su metabolismo y temperatura corporal como parte de la hibernación o el letargo. Algunos ectotermos también pueden ser homeotermos. Por ejemplo, algunas especies de peces tropicales habitan arrecifes de coral que tienen temperaturas ambiente tan estables que su temperatura interna se mantiene constante.
Medios de Transferencia de Calor
El calor se puede intercambiar entre un animal y su ambiente a través de cuatro mecanismos: radiación, evaporación, convección y conducción. La radiación es la emisión de ondas electromagnéticas de “calor”. El calor irradia del sol y de la piel seca de la misma manera. Cuando un mamífero suda, la evaporación elimina el calor de una superficie con un líquido. Las corrientes de aire de convección eliminan el calor de la superficie de la piel seca a medida que el aire pasa sobre ella. El calor se puede conducir de una superficie a otra durante el contacto directo con las superficies, como un animal que descansa sobre una roca cálida.
Puntos Clave
- En respuesta a la variación de las temperaturas corporales, procesos como la producción de enzimas pueden modificarse para aclimatarse a los cambios en la temperatura.
- Las endotermas regulan su propia temperatura corporal interna, independientemente de las temperaturas externas fluctuantes, mientras que los ectotermos dependen del ambiente externo para regular su temperatura corporal interna.
- Las homeotermas mantienen su temperatura corporal dentro de un rango estrecho, mientras que las poiquilotermas pueden tolerar una amplia variación en la temperatura corporal interna, generalmente debido a la variación ambiental.
- El calor se puede intercambiar entre el ambiente y los animales a través de procesos de radiación, evaporación, convección o conducción.
Términos Clave
- ectotermo: Un animal que depende del ambiente externo para regular su temperatura corporal interna.
- endoterma: Un animal que regula su propia temperatura corporal interna a través de procesos metabólicos.
- homeotherm: Un animal que mantiene una temperatura corporal interna constante, generalmente dentro de un estrecho rango de temperaturas.
- poikilotherm: Un animal que varía su temperatura corporal interna dentro de un amplio rango de temperaturas, generalmente como resultado de la variación en la temperatura ambiental.