(ESTE MATERIAL FOI PREPARADO A PARTIR DE TESES E ARTIGOS DESSES AUTORES: Marcelo Bastos Cordeiro, Angélica Signor Mendes, Rony Antônio Ferreira)
Introdução
Os membros do reino animal podem ser divididos em dois grupos: endotérmicos (homeotérmicos, de sangue quente) e ectotérmicos (pecilotérmicos, de sangue frio).
Os endotérmicos produzem calor endógeno devido a sua alta taxa metabólica (7 a 10 vezes maior do que a dos pecilotérmicos), com isso sua temperatura corporal independe da temperatura externa dentro de certa variação. Já a temperatura corporal dos pecilotérmicos fica próxima da temperatura ambiente devido à baixa taxa metabólica.
Fontes de calor metabólico
O metabolismo da energia ingerida no alimento ou da energia armazenada na forma de glicogênio produzem energia química na forma de trifosfato de adenosina (ATP) ou fosfato de creatinina.
A oxidação de uma molécula de 1 grama de glicose produz 39 moles de ATP, cada mole de ATP produz 9 kcal de energia que pode ser usada pelos sistemas biológicos. Ou seja, 1 grama de glicose produzirá 351 kcal de energia útil.
A equação para a oxidação de uma molécula de 1 grama de glicose é:
C6H12O6 + 6CO2 = 6C02 + 6H20 + 686 kcal
Portanto, 1 grama de glicose produzirá 686 kcal de energia, sendo que 351 kcal será utilizada pelo organismo, e o restante da energia ( 335 kcal) como calor.
O suíno por ser homeotérmico mantém sua temperatura interna dentro dos limites estreitos de variações significativas de temperatura ambiente (Cossin & Bowler, 1987). Esta manutenção da temperatura corporal mais ou menos constante é permitida pela termorregulação a qual assegura o equilíbrio dinâmico entre o calor produzido pelo organismo (produção de calor ou termogênese), e cedido ao meio ambiente (perdas de calor ou termólise).
O suíno pode ser considerado como um sistema termodinâmico, que continuamente troca energia com o ambiente. Segundo Baeta & Souza (1997), os fatores externos do ambiente tendem a produzir variações internas no animal, influindo na quantidade de energia trocada entre ambos, havendo, então, a necessidade de ajustes fisiológicos para a ocorrência do balanço de calor.
Nos suínos, a temperatura interna deve manter-se dentro de uma faixa relativamente estreita, entre 38°C e 40°C (MULLER, 1989; ESMAY, 1969).
Fluxos de calor sensível de calor latente
A quantidade de calor gerada pelo suíno depende principalmente do seu tamanho, da energia metabolizável ingerida e da eficiência de utilização da energia contida nos alimentos (BRUCE & CLARK, 1979). Este calor tem que ser dissipado através de mecanismos de trocas térmicas entre o animal e o ambiente, envolvendo transferência de calor que, segundo CURTIS (1983), pode ser por meio sensível (condução, convecção e radiação) e por via latente (evaporação da água a partir da pele e do aparelho respiratório).
No fluxo de calor sensível, segundo INCROPERA & DEWITT (1990), pode-se definir a condução como a transferência de calor por difusão referente ao transporte de energia num meio provocado por um gradiente de temperatura. A convecção é a transferência de energia pelo movimento de líquido ou gás em contato com a pele, seja ar ou água. A troca de calor por meio de radiação envolve a transferência de calor por ondas eletromagnéticas.
A troca de energia por convecção por animal é proporcional à sua área, à diferença de temperatura entre a superfície do animal e o ar sobre a camada limite e o coeficiente de convecção. Segundo Mount (1979), a condução é a forma sensível de transferência de calor que contribui menos no total de calor dissipado do animal para o ambiente.
Os suínos em geral possuem a habilidade de dissipar o calor interno por condução através da pele. Animais em confinamento se beneficiam desta via de transferência de calor na presença de pisos molhados em torno do bebedouro. A transferência de calor por condução é diretamente relacionada com a temperatura da superfície do piso (NAAS, 1998).
Bruce & Clark (1979), encontraram que em condições de termoneutralidade as perdas por radiação e por convecção são mais importantes. Quando a temperatura sobe acima da temperatura crítica superior, as perdas de calor latente aumentam com o incremento da temperatura ambiente, podendo, para valores baixos de temperatura ambiente, tornarem-se constantes.
No fluxo de calor latente, as formas conhecidas de troca são a condensação e a evaporação, cujos fluxos são causados por gradientes de pressão de vapor.
Quando o suíno está em um ambiente coma temperatura elevada, as formas latentes de troca de calor são acionadas. Essas formas são de fundamental importância, uma vez que as formas sensíveis deixam de ser efetivadas no balanço homeotérmico à medida que a temperatura ambiente se aproxima da corporal.
Segundo ROSENBERG et al. (1983), as formas latentes de troca de calor constituem o principal mecanimso de dissipação de energia em ambientes quentes, sendo este processo muito importante para os homeotermos na prevenção da hipertermia.
Nos suínos, o principal meio de perda de calor latente é via evaporaçãoda água, através do aparelho respiratório, pois a perda de calor através da vaporização do suor na pele é insignificante.
As perdas de calor sensível dependem fundamentalmente do gradiente de temperatura entre a superfície do animal e o ambiente, a medida que estas temperaturas se aproximam por aumento da temperatura ambiente, o fluxo de calor sensível vai diminuindo. O animal no intuito de aumentar as suas perdas de calor, para manter sua temperatura corporal constante, passa a utilizar as vias evaporativas de perda de calor.
De acordo com ROSENBERG et al. (1983), a perda de calor latente pela respiração é função do metabolismo, uma vez que o aumento na produção de calor metabólico conduz ao aumento da frequência respiratória.
Conforto térmico
Dentro de determinada faixa de temperatura ambiente, a temperatura corporal mantém-se constante com mínimo de esforço dos mecanismos termorreguladores, sendo esta denominada zona de conforto ou de termoneutralidade. Nesta condição, o animal encontra-se em estado de máximo conforto, apresentando sua máxima eficiência produtiva (HAFEZ, 1973; CURTIS, 1983).
O conforto térmico acontece, em geral, quando são asseguradas a temperatura do núcleo basal aceitável do animal, bem como a baixa umidade na superfície da pele e esforço fisiológico de regulação minimizado (ASHRAE, 2001). O limite de frio e calor para a termorregulação dos homeotérmicos é determinado pela capacidade de produção de calor em baixas temperaturas e capacidade de sua dissipação em ambientes quentes, sendo estes delimitados pelas temperaturas críticas inferior (TCI) e superior (TCS) (HANNAS, 1999).
Fora da zona de termoneutralidade, os animais modificam sua resposta fisiológica e comportamental, havendo influência no consumo de alimento e ganho de peso.
Fonte: CORDEIRO, M.B.; Avaliação de sistemas de camas sobrepostas quanto ao conforto térmico e ambiental e ao desempenho zootécnico para suínos nas fases de crescimento e terminação. Universidade Federal de Viçosa, 2003.
Os mecanismos de dissipação de calor são influenciados não somente pelos fatores climáticos e do ambiente circunvizinho, como também pelos intrínsecos do próprio animal. Estes fatores são relacionados à área da superfície corporal, cor, emissividade da pele, condutividade térmica dos tecidos, fluxo de sangue periférico, vaporização de água pelo pulmão e pele, ingestão de água e alimentos, dentre outros.
Segundo EIGENBERG et al. (1995), a avaliação da termorregulação ou da produção, dissipação e armazenamento de calor serve como indicador de bem estar animal com relação a ambientes térmicos.
Fonte: FERREIRA, R.A.; Efeitos do clima sobre a nutrição de suínos. Universidade Federal de Viçosa, p.04.
No gráfico acima, pode-se observar que a zona de conforto térmico é limitada pelas temperaturas efetivas ambientais dos pontos A e A’; a zona de moderado conforto, pelos pontos B e B’; a zona de homeotermia, pelos pontos C e C’ (onde não ocorre modificações na temperatura do núcleo – temperatura retal – dos animais); e a zona de sobrevivência, pelas temperaturas efetivas ambientais dos pontos D e D’. A temperatura efetiva do ponto B é a Temperatura Crítica Inferior (TCI), e abaixo desta o animal aciona seus mecanismos termorregulatórios para incrementar a produção e retenção de calor corporal, compensando a perda de calor para o ambiente, que se encontra frio. A Temperatura Crítica Superior (TCS), ponto B’ na Figura , é aquela acima da qual o animal aciona os seus mecanismos termorregulatórios para dissipação do calor corporal para o ambiente. Nessa faixa mecanismos como a ofegação, a vasodilatação periferal e a sudorese entram em ação, auxiliando o processo.
É importante enfatizar que as temperaturas críticas superior e inferior são influenciadas por vários fatores, como:
•Nível de alimentação: quanto maior for o consumo de alimento, menor será a temperatura crítica inferior em função do calor fornecido ao animalpelo alimento, possibilitando-o suportar temperaturas efetivas ambientais mais baixas.
•Manejo dos animais: O tipo de alojamento, individual ou em grupo, poderá influenciar a dissipação de calor do animal para o ambiente. •Temperatura do alimento: A temperatura da ração e da água consumida pode ter efeito, principalmente quando grande quantidade de água fria é consumida no período de inverno. •Temperatura e tipo de piso: A temperatura e o tipo de cama utilizada poderão influenciar a troca de calor animal-ambiente, modificando consequentemente, as temperaturas críticas.
Termorregulação a nível de sistema nervoso
Quando eles são submetidos a um ambiente com temperatura inferior à temperatura corporal, ocorre dissipação de calor do seu corpo para o ambiente, processo normal quando tomadas como base as leis físicas de transferência de calor, pelas quais se pode concluir que há tendência ao equilíbrio.
Essas situações são percebidas pelos termorreceptores periféricos (células localizadas na pele) e analisadas por mecanismos neurais, que tomam a decisão adequada e ativam os agentes específicos.
O hipotálamo é o principal centro controlador da temperatura corporal dos animais, sendo responsável pelo sistema nervoso autônomo (simpático e parassimpático), que coordena as respostas fisiológicas ao ambiente adverso.
Há dois tipos de termorreceptores; receptores para o frio e receptores para o calor. Quando ocorre um aumento da temperatura corporal, os receptores de calor reagem, acionando mecanismos responsáveis pela dissipação do calor corpóreo extra, como aumento do ritmo respiratório, vasodilatação periferal etc..
Em situações de frio, a queda na temperatura corporal promoverá ativação nos mecanismos fisiológicos de conservação de calor como diminuição da frequência respiratória, vasoconstrição periférica, piloereção, etc.
Hormônios tireoidianos
Sabe-se que a temperatura ambiente, por meio de seu efeito sobre o sistema neuroendócrino, influencia o comportamento animal e os hormônios da tireóide, tiroxina (T4) e triiodotironina (T3), exercem importante papel na adaptação do animal às mudanças ambientais. Entretanto, o T3 é o mais ligado com a termogênese.
Resultados de pesquisas nos mostram que o ambiente quente diminui a atividade da tireóide e as temperaturas frias aumentam a sua atividade, em várias espécies. Alguns estudos com monogástricos têm mostrado que a motilidade do trato gastrointestinal é reduzida pelo hipotiroidismo e aumentada pela administração de hormônios da tireóide.
Tal fato evidencia que a mudança na atividade da tireóide, por causa da exposição do animal às diferentes temperaturas ambientais, pode estar associada à mudança da motilidade intestinal, o que influencia a taxa de passagem da digesta e resulta em alteração na digestibilidade dos nutrientes da ração.
De maneira geral, existe uma relação inversa entre a atividade da tireóide e a temperatura ambiente, em várias espécies. Dessa maneira, os hormônios tireoideanos, entre outros, aumentam a produção de calor pelo metabolismo, estando envolvidos no processo de adaptação dos animais ao frio, por elevar a taxa metabólica.
Dentre outros fatores fisiológicos que afetam os animais em baixas temperaturas, destacam-se o estímulo do aumento da secreção de tiroxina, e a ativação da epinefrina e norepinefrina, os quais propiciam maior oxidação dos alimentos, com o conseqüente aumento da produção de energia e incremento do metabolismo celular.
Desta maneira, deve-se evitar ou atenuar a ocorrência do estresse térmico, utilizando métodos de alimentação
com níveis nutricionais adequados, compatíveis aos ambientes adversos nos quais os animais forem submetidos.
Respostas comportamentais
As respostas comportamentais físicas e químicas são desencadeadas por diferentes espécies animais, no sentido de manutenção da temperatura corporal.
Quando a temperatura efetiva ambiental eleva-se acima do limite superior da zona de conforto térmico (ponto A’, do gráfico) o animal realiza alterações na postura corporal, aumentando sua superfície de exposição, de modo que tal reação possibilite maior dissipação de calor para o ambiente. Com a elevação da temperatura, ultrapassando a zona de calor intenso (B’), o animal demanda mecanismos internos de termorregulação, como aumento do ritmo respiratório.
Na respiração arquejante, o ar inspirado fica saturado com vapor d´água, à medida que passa sobre os ossos turbinados nasais, sendo o calor para a vaporização providenciado pelo suprimento sanguíneo das vias nasais. Por isso, ocorre resfriamento dentro da região nasal, sendo o sangue venoso que drena essa região mais frio que o sangue arterial que segue para as vias nasais.
Animais de grande porte como bovinos e equinos se utilizam da sudorese como importante mecanismo de perda de calor por evaporação, ao contrário do suíno. A respiração arquejante é mais importante em espécies menores como cães, ovinos , suínos e aves.
Outra importante resposta comportamental utilizada pelos animais expostos ao calor seria a diminuição no consumo de alimentos, com o objetivo de diminuir o calor produzido pelas reações metabólicas do processo de digestão, que deverá ser dissipado para o ambiente.
Leitões recém-nascidos
Quando a temperatura ambiental é muito baixa, o recém-nascido perde calor e sua temperatura corporal cai rapidamente. Isso se deve, não só à incapacidade de regular eficientemente sua temperatura corporal, mas também ao fato de o leitão apresentar um revestimento de cerdas espaçadas, não podendo impedir o fluxo de calor através da piloereção, e por não possuir a camada de tecido gorduroso subcutâneo, que reduz o fluxo de calor desde os vasos sanguíneos até a superfície da pele quando em abundância (Simmons, 1976).
O aumento da taxa metabólica do leitão se deve ao fato do animal ter que usar grande parte de sua produção de energia para se manter aquecido, em vez de usá-la para o crescimento, piorando sua taxa de conversão. Além disso, essa perda no crescimento também limita o desenvolvimento da gordura, a qual, como camada subcutânea, aumenta o isolamento térmico do animal (Blair et al., 1976).
Com o decréscimo da temperatura efetiva, abaixo do limite inferior da zona de conforto térmico (ponto A, do gráfico), o animal utiliza suas reações físicas para a manutenção da homeotermia. Estas reações seriam, por exemplo, agrupamento dos animais para minimizar a superfície de exposição corporal, alteração de sua postura diante do vento, aumento no consumo de alimentos.
Persistindo a queda na temperatura, o animal poderá, involuntariamente, aumentar a atividade do músculo esquelético (tremor), propiciando maior produção de calor.
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