Fisiologia veterinaria 1: termoregolazione e circolazione fetale

Termoregolazione

L’energia termica è la somma dell'energia cinetica di tutte le molecole dell’organismo, viene definita calore ed è proporzionale alla temperatura assoluta (K= °C +273,15). La temperatura non è uniforme in tutto il corpo, infatti mentre all’esterno subisce notevoli variazioni in rapporto alla temperatura ambiente, l’interno viene mantenuto a una temperatura pressoché costante dal centro termoregolatore, localizzato nell’ipotalamo, in cui, grazie a neuroni molto sensibili alle temperature, viene effettuato un controllo continuo con parametri di riferimento (36,5-39,5°C nei mammiferi; 38-42°C negli uccelli).

Le modificazioni della temperatura corporea sono la conseguenza di alterazioni del rapporto tra calore prodotto e calore dissipato. L’attività fisica aumenta notevolmente la temperatura interna, perciò deve aumentare anche la perdita di calore; in un primo istante, la perdita rimane inferiore alla produzione fino a quando raggiungono lo stesso livello e la produzione cessa di aumentare. Una volta che l’attività si interrompe, la perdita rimane ancora più elevata del normale fino al momento in cui si abbassa anche la temperatura interna.

Anche una maggiore produzione degli ormoni tiroidei può influire sull’aumento della temperatura corporea. Il calore si muove secondo un gradiente di temperatura e quindi dalle regioni più calde a quelle più fredde; perciò, il calore viene trasportato dall’interno alle zone più superficiali tramite i vasi che irrorano la cute.

Il metabolismo basale varia con la temperatura e aumenta di 2-2,5 volte se la temperatura aumenta di 10°C (effetto Q10). Quando la perdita e la produzione di calore raggiungono un equilibrio, la temperatura è costante; pertanto, si parla di “zona di termoneutralità” e non è necessaria nessuna energia aggiuntiva per regolarla.

Tuttavia, in natura, la temperatura corporea non è mai perfettamente costante. Durante l’accrescimento, in gravidanza o in lattazione, gli animali hanno una temperatura leggermente superiore, perché devono rispondere a un’aumentata richiesta energetica. La temperatura può variare fisiologicamente fino a 1°C nell’arco delle 24 ore; infatti, negli animali diurni si abbassa durante la notte, nei notturni avviene durante il giorno.

Ipertermia e ipotermia

Ipertermia: aumento della temperatura corporea a livelli superiori al limite fisiologico più alto, infatti alcuni enzimi vitali vengono denaturati (42-43°C).

Ipotermia: il metabolismo basale degli organi decresce per circa il 10% per ogni grado di riduzione della temperatura, ma l’organismo in toto non può scendere sotto i 25°C, altrimenti si verifica un blocco del sistema circolatorio e respiratorio. Alcuni animali riescono a scendere al di sotto della loro temperatura di riferimento di 10°C per tempi molto lunghi (ibernazione) durante periodi particolarmente freddi, in modo da evitare un eccessivo aumento metabolico per mantenere la temperatura corporea stabile in periodi in cui il cibo non è facilmente reperibile.

Equilibrio tra produzione e perdita di calore

Il calore immesso deve essere uguale al calore ceduto; il primo dipende dalla produzione interna di calore e dal trasferimento di calore all’ambiente. I mammiferi e gli uccelli sono chiamati endotermici poiché la quantità totale di calore dell’organismo dipende essenzialmente dalla temperatura interna, la quale rimane costante (omeotermici). Anfibi, pesci e rettili invece variano la loro temperatura interna a seconda dell’ambiente circostante, perciò vengono definiti pecilotermici, quindi la quantità di calore dell’organismo proviene dalle fonti esterne.

Il metabolismo basale degli animali endotermici è 8-10 volte maggiore degli ectotermici, poiché hanno le membrane cellulari molto più permeabili agli ioni e quindi l’attività delle pompe è maggiore.

Nei mammiferi il centro termoregolatore viene attivato da sensori termici, distribuiti sia nella cute che all’interno dell’organismo; cambiamenti di frequenza di scarica attivano dei meccanismi riflessi che modulano la perdita o la produzione di calore per mantenere la temperatura corporea entro i valori della normalità (feedback negativo).

L’elevata capacità termica dell’organismo dipende quasi interamente dal suo alto contenuto in acqua che permette agli animali di tollerare rapide variazioni della temperatura dell’ambiente ed eventuale produzione di calore. La produzione cresce in parallelo con l’aumento della massa corporea, mentre le perdite di calore in parallelo con l’aumento della superficie corporea. In rapporto con la massa, l’animale più piccolo ha una superficie maggiore, perciò hanno perdite di calore più rapide.