Este documento presenta información sobre la fisiología de la temperatura en vertebrados. Cubre temas como las diferentes estrategias térmicas de los animales, incluyendo homeotermia y poiquilotermia. También explica conceptos como la transferencia de calor, el Q10 y los efectos de la temperatura en la actividad metabólica y enzimática. Finalmente, describe cómo los animales pueden aclimatarse y aclimatizarse a diferentes temperaturas ambientales a través de cambios fisiológicos.

1. Unidad III!
Temperatura

2.  Schmidt-Nielsen. Capítulo 6.
Temperature effects. 217-240.
 Eckert. Capitulo 16. Energética
animal y temperatura. 556-602
 Moyes y Schulte 2006. Capitulo
14. Fisiología termal. 630-677
 Seebacher & Franklin. 2005.
Physiological mechanisms of
thermoregulation in reptiles: a
review. J. Comp. Physiol. B 175,
533-541.
 Goldman et al. 2004.
Homeothermy in adult salmon
sharks, Lamnia ditropis. Env. Biol.
Fishes. 71, 403-411.
❖ Homeotermos
❖ Poiquilotermos
❖ Endotermos
❖ Ectotermos
❖ Heterotermos
❖ Q10
❖ Termorregulación

3. Introducción
T
Interacción química
Estructura macromolecular
Reacciones químicas
T
Procesos fisiológicos
Estrategias térmicas
Estrategias térmicas
=
Respuestas

4. Introducción
El parámetro fisiológico más importante en la fisiología
termal de una animal es la temperatura corporal (TB).
Estrategias térmica
Controlar la transferencia de
energía entre animal y
entorno
Algunos toleran amplios cambios en la TB
Otros necesitan combinaciones fisiológicos
y conductuales
Tolerancia
Regulación
Gasto
energético
La TB de una animal es: el reflejo de la energía térmica que
se retiene en las moléculas del cuerpo.

5. Introducción
Cual es la principal fuente de energía del cuerpo?
EL METABOLISMO
TB es afectada por el entorno y por la perdida o ganancia
de calor
H
total
=
H
metabolismo
H
conducción
H
convección
H
radiación
H
evaporación
+
+
+
+

6. Introducción
Conducción
Convección
Radiación
Evaporación
Transferencia de energía térmica de una región
de un objeto o fluido a otra (perdida y ganancia
de calor)
Transferencia de energía térmica entre un
objeto (animal) y un fluido externo que se
mueve (ventilador perdida de calor)
Emisión de energía electromagnética de un
objeto (un animal puede absorber el calor
radiante o emitirlo, la radiación infrarroja
indica la temp. superficial)
Las moléculas de gua de la superficie de
un objeto absorbe la energía térmica de
este (sudor)

7. Introducción
1.- Intercambio de calor convectivo depende de los movimientos del
fluido
(Conducción alberca y convección regadera)
2.- La energía radiante calienta animales
(Inflarrojo: luz roja de largo alcance y azul de corto alcance)
Pigmentación de piel de los animales
3.- La evaporación induce a la perdida d calor
(los fluidos extraen energía térmica de la superficie corporal a medida de que las
moléculas de agua realizan la transición de líquido a vapor)Transpiración y humedecerse

8. 4.- La proporción de la superficie con respecto al volumen afecta el flujo
de calor.
(Perros estirados o acurrucado), animales más grandes en zonas frías que los de
zonas cálidas y extremidades más cortas que los de zonas cálidas
5.- El aislamiento reduce el intercambio térmico.
(Grasa de mamíferos y pelaje o plumaje en organismos polares)

9. Introducción
La temperatura es
una manifestación de
la energía calorífica.
Ésta se puede medir
en intensidad siendo
la temperatura y en
cantidad siendo la
caloria (cal/g).
La tasa en que se
utiliza la energía es
influenciada por la
temperatura.

10. Además…
Factor limitante
de la
distribución y
actividad de los
organismos.
Los organismos
viven en
diferentes
condiciones de
temperatura,
pueden
encontrarse
individuos a los
90°C, ó por
debajo de los
0°C.

11. Dos caminos principales:
Regulación de la temperatura corporal dentro de un
estrecho intervalo.
Mayor plasticidad de las reacciones orgánicas para
ajustarse a un mayor intervalo térmico corporal.
FISIOLOGIA TERMICA EN
VERTEBRADOS

12. Temperatura
corporal
Homeotermos (intervalo entre 37 –
38°C, aves 40°C) y
Poiquilotermos (fluctúan con la
temperatura ambiental).
Sangre caliente ó sangre fría.
Arbitrarios.
Estrategias térmicas
Sin embargo, existen
muchas excepciones:
• Los peces abisales.
• Mamíferos como el
camello (varía la
temperatura corporal
durante el día para ahorrar
agua).

13. Sistema vascular de intercambio de
calor (retia mirabilia).
retia orbital
retia muscular
retia visceral
15.6º C más que la temperatura
ambiental.
Lamna ditropis
• Temperatura del estómago
• Transmisores en 4 tiburones

14. Temperatura corporal
superior a la
ambiental.
La Tº corporal no
desciende a pesar de
los cambios en la Tº
ambiental.

15. Temperatura corporal media de 25º C.
Hasta 21ºC superior a la temperatura
ambiental

16. Fuente de calor corporal...
Los endotermos (aves y mamíferos), son
capaces de controlar su temperatura corporal
mediante la producción y disipación de calor
metabólico.
Baja conductividad térmica. (aves,
mamíferos, algunos peces e insectos).
Los ectotermos dependen de los aportes
calóricos del ambiente (sol, tierra) para
mantener su temperatura corporal.
• Baja producción de calor metabólico.
Conductividad térmica elevada.
(invertebrados, peces, anfibios, reptiles).

17. Algunas
características…
 Los endotermos pueden mantenerse activos a temperaturas ambientales
muy bajas incluso en reposo, sin necesidad de ejercicio.
 Presentan tasas metabólicas muy elevadas y un aislamiento lo
suficientemente efectivo para mantener su temperatura corporal elevada
sobre la del ambiente.
 Un mamífero o un ave requieren en promedio, de veinte a treinta veces más
energía para su mantenimiento que un vertebrado ectotermo de tamaño y
temperatura corporal similares.
 Deben destinar energía para compensar tanto las demandas termostáticas,
como los requerimientos energéticos derivados de su mayor actividad.

18. Otra
clasificación…
Heterotermos: Varían el
grado de producción de
calor corporal.
Regionales: La temperatura
del cuerpo es mayor en el
centro, en los tejidos
periféricos que en el
exterior (atunes, insectos
voladores, mamíferos).
Temporales: La temperatura
varía ampliamente con el
tiempo, como resultado de la
actividad muscular (echidna,
camello, colibríes).

19. Actividad metabólica y
temperatura: Ectotermos
La actividad
metabólica de un
ectotermo varía de
acuerdo a la
temperatura
ambiental.
Por supuesto,
existe un óptimo,
así como límites
superior e inferior
(zona de
tolerancia
térmica).

20. En aquellos animales que no
mantienen constante su
temperatura corporal
(poiquilotermos) su tasa
metabólica variará de
manera proporcional al
variar la temperatura
En los Endotermos han de
gastar energía metabólica
para mantener su
temperatura por lo que la
relación entre la TM y
temperara es mas
compleja.

22. ¿QuÉ es el Q10?
Una forma más simple y útil para describir la relación de
la temperatura con la velocidad de reacción (o
cualquier otra función biológica) es utilizar un índice
que indique cuantas veces aumenta la velocidad de
reacción al aumentar un determinado rango la
temperatura (o dicho de otra forma cual es la
sensibilidad de la actividad enzimática al cambio de
temperatura).
Este índice se le denomina cociente de temperatura o
Q y arbitrariamente se suele emplear el Q10 (cuantas
veces cambia la velocidad de reacción al cambiar 10
ºC la temperatura).

23. Sirve para medir el efecto de la
temperatura en la actividad
metabólica de un ectotermo
Mediante el coeficiente de
temperatura ó Q10.
El incremento en la tasa de
consumo de O2 causada por un
incremento de 10°C.
Si la tasa de duplica Q10 = 2;
si se triplica Q10 = 3.
• La tasa de utilización de la energía de cualquier animal está
definida por la temperatura.

24.  El cociente entre los valores medidos a dos
temperaturas que difieren en 10 ºC.
 Q10 = kT + 10/kT
 donde: KT = constante de velocidad del proceso a una
temperatura T.
 KT + 10 = la constante de velocidad a una temperatura T 10°
mayor.
 Se define como el aumento o disminución en la
velocidad de la reacción o del proceso metabólico con
cambios de temperatura de 10ºC.

25. El Q10 de una reacción enzimática dada depende del rango de
temperatura que se considere.
Por lo tanto es importante al citar un valor de Q10 indicar claramente
cuales son las temperaturas para las cuales se ha determinado.
En general los Q10 de las reacciones enzimáticas, u otro proceso como
el metabolismo, el crecimiento, locomoción, etc., está comprendido
entre 2 y 3, es decir al aumentar 10 ºC la temperatura la velocidad
de reacción enzimática o la tasa metabólica aumenta 2 o 3 veces.
En un proceso físico como la difusión el Q10 está próximo a 1.

26.  Qué pasa con un ectotermo durante el día, ó
con los cambios de temperatura durante las
estaciones del año?, ó por la distribución
geográfica latitudinal?
 Cómo se explica que un ectotermo que vive
en las costas de Canadá, tenga tasas
metabólicas similares que uno de la misma
especie que vive en las costas de Brasil?

27. Cómo responden los organismos a
estos cambios?
Los animales pueden vivir en habitats donde las temperaturas son muy variables,
alternando periodos de frío seguidos de periodos de calor, lo cual puede producir un
estrés térmico.
Sin embargo, el frío o el calor pueden provocar cambios fisiológicos e incluso
morfológicos compensatorios que ayudan a combatir el estrés.
Por ejemplo, un animal ectotermo que no puede escapar del frío invernal (pez lacustre)
desarrollará un conjunto de adaptaciones bioquímicas compensatorias para las
bajas temperaturas.

28. Aclimatación y aclimatización
Aclimatización (en ingles aclimatization) o Ambientación. Conjunto de
cambios que experimenta un animal en su medio natural en respuesta a la
variación en varios factores ambientales (temperatura y otros).
Aclimatación (aclimation en ingles) se refiere a los cambios fisiológicos
específicos que experimenta un animal en un laboratorio en respuesta a la
variación de un solo factor.
El termino adaptación se refieren a cambios evolutivos que hay en muchas de
generaciones de una especie

29. Qué dice la gráfica?

30. Se ha observado que en ranas aclimatadas al frío (5ºC) y ranas
aclimatadas al calor (25ºC) responden en ciertas características
funcionales de diferente manera cuando se les somete a cambios
de temperatura: En la contráctibilidad de los músculos esqueléticos,
en la frecuencia cardiaca, en la conducción nerviosa, en el consumo
de oxígeno etc.
En la figura se representa la variación en el consumo de oxígeno al
variar la temperatura en los dos tipos de ranas.
Las ranas aclimatadas al frío responden de diferente manera al
cambio de temperatura que las ranas aclimatadas al calor: El
consumo de oxígeno es mayor en ranas aclimatadas al frío que en
ranas aclimatadas al calor.

31. CuÁl es la explicación?
Cabe suponer que durante la aclimatación ha habido cambios en la
velocidad de las reacciones enzimáticas.
Los cambios pueden ser debidos a una variación en la estructura
molecular de los enzimas o a algún otro factor que afecta a la cinética,
un aumento de la cantidad de enzimas, sin que varíe su cinética, a una
modificación de la fluidez de la membrana, etc.