Introducció

La temperatura mitjana de 37 °C es remunta a un llibre publicat el 1870 pel metge alemany Carl Reinhold August Wunderlich. Segons ell va arribar a quest valor com la mitjana d’un milió de mesures. Tanmateix, estudis recents demostren que aquest valor mitjà és erroni (ja sigui per errors de mesura o errors estadístics de càlcul) ^[1].

Actualment se sap que la temperatura corporal mitjana del cos humà és d’uns 36.5 °C, dins un rang de normalitat entre 35.7 i 37.3 °C. La temperatura corporal de 36.7 °C és la temperatura òptima de compromís al llarg de la selecció natural per tal d’evitar infeccions per fongs, que serien freqüents a temperatures inferiors, defensar-nos d’infeccions bacterianes i víriques i equilibrar el consum dels recursos energètics per tal de poder mantenir-la ^[2]. A la imatge següent es mostra l’adaptació de l'organisme en funció de la temperatura corporal. S’ha normalitzat l'adaptació, W(T), per assolir un valor màxim d'1 i es representa la temperatura corporal en graus Celsius en un rang de 27°C a 60°C. L'adaptació arriba a un valor màxim a WMAX(T) ≈ 36,7°C [BERGMAN, 2010].

Cada persona es diferent. A més, hi ha molts factors que poden afectar la temperatura corporal (edat, morfologia, activitat, dieta, malalties, hora del dia i forma de mesurar la temperatura ^[3]).

La següent imatge mostra la distribució de la temperatura corporal d’un grup nombrós de persones estadísticament significatiu. Observis que el valor modal és al voltant dels 37 °C.

El funcionament normal del cos humà requereix mantenir-se dins un estret marge de temperatura al voltant d’un grau centígrad i mig. Amb variacions superiors les neurones s’alenteixen i músculs i òrgans funcionen amb menys eficàcia. Amb variacions molt grans s’afecten les proteïnes i l’ADN cel·lular provocant-ne la mort. De manera que l’organisme manté l’homeòstasi de la temperatura correcta amb mecanismes com suar, tremolar, contreure o dilatar els vasos sanguinis perifèrics, o redistribuir la sang als òrgans vitals.

La febre, en resposta a una infecció, augmenta en uns graus centígrades la temperatura corporal ajudant així al sistema immunitari en la lluita contra els agents infecciosos.

Diferents estudis demostren també que la temperatura mitjana de l’espècie humana ha disminuït aproximadament 0.5 °C des de la revolució industrial. Els motius d’aquest refredament no s’han determinat encara i afecta per igual a les poblacions industrials com a poblacions remotes d’humans que viuen encara actualment com els caçadors-recol·lectors del neolític (com els Tsimane de Bolívia).

La següent fotografia ens mostra una vista en l’infraroig del calor corporal de las persones en comparació als voltants dels Jubilee Gardens de Londres [Fotografia de Giles Price, Nat Geo Image Collection].

El que sí és evident és que som animals homeoterms, som capaços de regular de manera activa la nostra temperatura corporal amb mecanismes fisiològics interns. Altres animals són poiquiloterms i regulen la seva temperatura de manera passiva segons les condicions ambientals (la seva temperatura és, en certa manera, la del medi). Els animals poiquiloterms, com el rèptil de la imatge següent, són actius únicament quan la seva temperatura corporal és la correcta, els animals homeoterms podem estar pràcticament sempre actius.

Variació diària de la temperatura

La temperatura corporal no és constant al llarg del dia. La temperatura central disminueix durant la nit per tal d’afavorir el son. El contrari succeeix, de manera inversa, amb la temperatura de les extremitats. És a dir: les extremitats ajuden a extreure calor del cos i baixar la seva temperatura. Tal com s’observa als gràfics següents.

La temperatura central i la de les extremitats segueixen doncs ritmes inversos. Per tal de que la temperatura central disminueixi, augmenta la temperatura de les extremitats amb el calor que s’extreu del tronc segons els ritmes circadiaris o les condicions ambientals. Les extremitats actuen doncs com a reguladors de la temperatura central.

La temperatura de la pell s’incrementa durant la nit, mentre dormim, i també entre les 15 i les 17h, el que ens provoca la somnolència de la migdiada.

El metabolisme i la regulació de la temperatura corporal

El metabolisme és el conjunt de reaccions químiques que tenen lloc en les cèl·lules dels organismes vius per mantenir la vida. Aquestes reaccions permeten que els organismes creixin, es reprodueixin, mantinguin les seves estructures i responguin als seus entorns. El metabolisme es pot dividir en dues grans categories:

• Catabolisme. Les molècules grans, com els carbohidrats, les proteïnes i els lípids, es descomponen en molècules més petites. S’allibera energia que pot ser utilitzada per la cèl·lula per realitzar treballs com el moviment, el transport de substàncies o la síntesi de noves molècules. Com a energia residual es genera calor que augmenta la temperatura corporal.
• Anabolisme. Procés oposat al catabolisme. Les cèl·lules utilitzen l’energia alliberada pel catabolisme per construir molècules grans i complexes a partir de molècules més petites.

Amb l'activitat física s’incrementa el catabolisme i, per tant, la temperatura corporal.

Durant l’exercici físic, suposem que fem footing amb exposició solar, es donaran diferents processos d’intercanvi de calor.

Tota l’energia externa ens arribarà del Sol per radiació a través d’ones electromagnètiques en l’espectre de l’infraroig. Part d’aquesta energia serà reflectida també per radiació pel sòl, la nostra pell, la roba i l’aire que ens envolta. [fletxes grogues].

El moviment del nostre cos i de l’aire que ens envolta produirà un intercanvi de calor forçat per convecció. El mateix es produirà per la circulació de la sang i la contracció muscular [fletxes vermelles].

La transmissió per conducció es dona per contacte directe.

L’evaporació de la suor corporal i de l’increment del ritme respiratori contribuirà en gran part a refredar-nos al absorbir part del calor generat per la nostra activitat. [fletxes liles]. Es dona a la superfície de la pell.

Evidentment, tots aquests processos variaran en funció de les condicions ambientals: en particular, la temperatura i la humitat exteriors. Serà molt diferent fer l’exercici un dia d’estiu a ple Sol que un dia fred i cobert de ple hivern.

La regulació de la temperatura és un procés vital que involucra tot l’organisme. Es realitza a través de diversos mecanismes per mantenir la temperatura interna en un rang òptim, generalment al voltant dels 37 °C. Aquesta regulació és essencial per assegurar el bon funcionament dels processos bioquímics.

L'hipotàlem és el centre de control de la temperatura en el cervell. Rep informació dels termoreceptors ubicats a la pell i a l'interior del cos i activa diferents mecanismes per corregir qualsevol desviació respecte la temperatura òptima.

La termoregulació és crucial per tal de què el cos funcioni correctament. Desviacions prolongades de la temperatura corporal normal poden portar a condicions greus, com el cop de calor (en casos de calor excessiva) o la hipotèrmia (en casos de fred extrem), que poden posar en risc la vida.

• Mecanismes de pèrdua de calor
• Vasodilatació. Quan la temperatura corporal és massa alta, els vasos sanguinis prop de la superfície de la pell s'eixamplen, permetent que més sang flueixi cap a la pell, on es dissipa calor a l'exterior.
• Sudoració. L’evaporació de la suor extreu calor de la pell, refredant-se el cos. S’anomena anhidrosis l’absència de transpiració, ja sigui per oclusió dels porus, absència congènita o adquirida de les glàndules sudorípares, dany a la funció glandular sudorípara per inflamació de la pell, o disfunció a qualsevol nivell de les vies nervioses termoreguladores. Si la anhidrosis afecta una gran part del cos, el treball físic extenuant i el calor poden ocasionar rampes, esgotament o un cop de calor fatal. Requereix remullar contínuament la pell.
• Respiració. L'aire expulsat és calent i humit.
• Mecanismes de conservació de la calor
• Vasoconstricció. Els vasos sanguinis es contrauen (vasoconstricció) i es redueix el flux de sang a la superfície de la pell, minimitzant-se la pèrdua de calor.
• Pell de gallina. Els petits músculs erectors dels pèls es contrauen, aixecant els pèls i creant una capa d'aire aïllant en la superfície de la pell.
• Tremolors. Contraccions musculars involuntàries que generen calor com a resposta a la disminució de la temperatura corporal.
• Mecanismes de producció de calor
• Termogènesi sense tremolors. El greix marró en els humans, encara que limitat, ajuda a generar calor sense la necessitat de tremolors. És un mecanisme present sobretot en nadons.
• Activitat física. L'exercici físic genera calor, augmentant la temperatura corporal.

Els principals factors que afecten la regulació de la temperatura són:

• Edat. Els nadons i les persones grans tenen una capacitat més reduïda per regular la seva temperatura.
• Condicions mèdiques. Certes malalties o trastorns poden afectar la termoregulació, com per exemple la febre, la hipotèrmia, o trastorns endocrins com l'hipotiroïdisme.
• Medicaments. Alguns fàrmacs poden interferir en la capacitat del cos per regular la temperatura, com els antipsicòtics o els diürètics.
• Clima i ambient. Les condicions externes, com un clima extremadament fred o calorós, poden dificultar la regulació de la temperatura corporal.

La recirculació interna de la calor es produeix principalment a través de la circulació sanguínia:

Un efecte colateral és l’augment de la freqüència urinària quan fa fred, al disminuir l’evaporació cutània.

En un clima sec l'evaporació és produeix amb facilitat. En un clima humit es dificulta l’evaporació i la suor es queda enganxada a la pell, és la nomenada xafogor.

El gràfic de sota relaciona el % d’humitat relativa de l’aire amb la temperatura ambient (en ºC). En color verd es representa la zona segura pel nostre organisme, la zona vermella representa la zona de perill.

Observis que en un clima molt sec, amb un 10% d’humitat relativa, podríem sobreviure a 50 ºC de temperatura ambient, sempre i quan ingeríssim la quantitat adequada d’aigua ^[4]. En canvi, amb un 60 % d’humitat relativa estaríem ja en perill a 38 ºC de temperatura ambient per cop de calor. ^{[5] [6]}

En resum

En cas de calor cal disminuir la temperatura central. Afavorir la pèrdua de calor i evitar no generar-ne.

• Vasodilatació
• Sudoració
• Pilo-relaxació
• Adoptar una postura corporal que augmenti la superfície corporal al màxim (estirar al màxim les extremitats).

En cas de fred cal augmentar la temperatura central. Evitar la pèrdua de calor i procurar generar-ne.

• Vasoconstricció
• Tremolor
• Pilo-erecció
• Adoptar una postura corporal que disminueixi la superfície corporal al màxim (fer-se una bola).

Adaptacions fisiològiques i morfològiques al fred i calor extrem

Les adaptacions fisiològiques de les diferents poblacions humanes al fred i a la calor extrema són exemples de com els humans han evolucionat per sobreviure en diversos entorns climàtics. Aquests canvis fisiològics reflecteixen la capacitat de l'espècie humana per adaptar-se a condicions climàtiques molt diferents al llarg de la seva història.

• Adaptacions al fred extrem
• Increment de la massa corporal i reducció de la superfície corporal relativa. En entorns freds, les poblacions tendeixen a tenir una major massa corporal i una forma més compacta, amb extremitats més curtes. Això redueix la relació superfície-volum, cosa que ajuda a retenir la calor corporal. Un exemple clar d'aquesta adaptació és la població inuit, que viu a l'Àrtic.
• Aïllament tèrmic. Les poblacions que viuen en climes freds sovint tenen una capa de greix subcutani més gruixuda, que proporciona un aïllament natural contra el fred. Aquest greix també serveix com a reserva d'energia en condicions on la disponibilitat d'aliments pot ser escassa.
• Vasoconstricció perifèrica. Les persones en climes freds sovint tenen una vasoconstricció més eficaç, és a dir, la capacitat de restringir el flux sanguini a les extremitats per conservar la calor als òrgans vitals. Això redueix la pèrdua de calor a través de la pell.
• Augment del metabolisme basal. Algunes poblacions en climes freds poden tenir un metabolisme basal més alt, cosa que els permet generar més calor corporal a través del metabolisme per mantenir la temperatura corporal en condicions extremes.
• Adaptacions a la calor extrema
• Increment de la superfície corporal i reducció de la massa corporal. En climes càlids, les poblacions solen tenir una figura corporal més esvelta i allargada, amb extremitats més llargues, per augmentar la superfície corporal relativa i facilitar la dissipació de la calor. Un exemple són les poblacions dels deserts d'Àfrica, com els boiximans del Kalahari.
• Capacitat de suar eficaçment. La sudoració és un mecanisme clau per dissipar la calor mitjançant l'evaporació de l'aigua de la pell. Les poblacions en climes càlids solen tenir una major capacitat per suar, i per tant, per refredar el cos de manera eficaç.
• Adaptació a la deshidratació. Algunes poblacions han desenvolupat una major resistència a la deshidratació, amb una menor necessitat d'aigua per mantenir l'equilibri hídric en condicions d'alta temperatura.
• Vasodilatació perifèrica. La vasodilatació augmenta el flux sanguini a la pell, permetent una major pèrdua de calor. Això és important per evitar el sobreescalfament en climes calorosos.
• Pigmentació de la pell. Les poblacions de regions molt caloroses i assolellades sovint tenen una pell més fosca, que protegeix contra els efectes nocius dels raigs ultraviolats (UV) i ajuda a evitar el dany solar, alhora que regula l'absorció de calor.

Aquestes adaptacions són producte de la selecció natural i reflecteixen la diversitat biològica de l'espècie humana en resposta a la varietat de condicions climàtiques a les quals ens hem hagut d'enfrontar al llarg de la història evolutiva.

Quan la termoregulació és insuficient: hipertèrmia i hipotèrmia.

La fallada dels sistemes de termoregulació col·loca l’organisme en risc de mort, ja sigui per hipertèrmia (temperatura central superior a 40 ºC) o per hipotèrmia (temperatura central inferior a 35 ºC). Tant la hipertèrmia com la hipotèrmia són condicions mèdiques extremes relacionades amb la temperatura corporal, i ambdues poden tenir efectes greus sobre el cos humà.

Hipertèrmia

Es produeix quan el cos s'escalfa massa i és incapaç de dissipar l'excés de calor. Això pot ocórrer per una exposició prolongada a temperatures elevades, exercici físic intens en ambients càlids, o per una fallada dels mecanismes de regulació de la temperatura del cos.

Els seus principals efectes són:

• Cansament per calor. Es caracteritza per debilitat, mareig, nàusees, mal de cap i una sudoració abundant. El pols pot ser ràpid i dèbil, i la pell pot estar humida i freda.
• Cop de calor. És una emergència mèdica en què la temperatura corporal pot superar els 40°C. Els símptomes inclouen pell seca i calenta (per la incapacitat de suar), confusió, convulsions, i fins i tot pèrdua de consciència. Si no es tracta ràpidament, pot causar danys permanents als òrgans o la mort.
• Deshidratació. La pèrdua excessiva de líquids a través de la sudoració pot provocar deshidratació, afectant la funció de diferents òrgans, especialment els ronyons.
• Danys en els òrgans. La calor extrema pot danyar les cèl·lules i teixits de diversos òrgans, especialment el cervell, el cor i els ronyons.
• Alteració de la coagulació. En casos extrems, la hipertèrmia pot afectar la coagulació de la sang, provocant un risc augmentat de sagnat intern.

Hipotèrmia

La hipotèrmia es produeix quan la temperatura corporal cau per sota de 35°C, generalment a causa d'una exposició prolongada al fred. Aquesta condició redueix la capacitat del cos per funcionar correctament, i pot ser perillosa per a la vida si no es tracta.

Els seus principals efectes són:

• Calfreds i tremolors. És la primera resposta del cos per generar calor, però quan la hipotèrmia avança, els calfreds poden cessar, cosa que és un signe preocupant.
• Confusió i desorientació. A mesura que la temperatura baixa, el cervell comença a funcionar malament, causant confusió, dificultat per parlar, i una conducta estranya (per exemple, despullar-se malgrat el fred).
• Bradicàrdia. El ritme cardíac es fa més lent, i la pressió arterial baixa. Això pot conduir a un pols dèbil i irregular.
• Respiració lenta. La respiració es fa lenta i poc profunda, augmentant el risc d'acidosi respiratòria.
• Pèrdua de consciència. En etapes avançades, la persona pot perdre el coneixement. Sense intervenció, la hipotèrmia pot conduir a la mort per fallada cardíaca.
• Danys en els teixits. Si la hipotèrmia és prolongada, pot causar congelació, on els teixits es congelen literalment, conduint a la necrosi (mort del teixit) i, en casos greus, la necessitat d'amputació.

Envelliment i termoregulació

A mesura que les persones envelleixen, el seu cos experimenta diversos canvis fisiològics que poden afectar la seva capacitat per regular la temperatura corporal, tant en condicions de fred com de calor. Canvis fisiològics que poden fer que les persones grans siguin més vulnerables als efectes extrems de la temperatura, augmentant el risc de complicacions com la hipotèrmia i la hipertèrmia. Per tant, és important que les persones grans i els seus cuidadors siguin conscients d'aquests riscos i prenguin mesures preventives per protegir-se. Els principals canvis fisiològics relacionats amb l'edat que perjudiquen la termoregulació són:

• Reducció de la capacitat de sudoració. Amb l'edat, les glàndules sudorípares es tornen menys actives, cosa que redueix la capacitat del cos per dissipar la calor mitjançant la sudoració. Això pot fer que les persones grans siguin més propenses a la hipertèrmia en ambients càlids.
• Disminució de la sensació tèrmica. Els nervis que transmeten les sensacions de fred i calor poden funcionar amb menys eficàcia a mesura que envellim. Això pot fer que les persones grans no percebin tan bé els canvis de temperatura, i per tant, no prenguin mesures adequades per regular la seva temperatura corporal.
• Alteracions en la circulació sanguínia. L'envelliment provoca canvis en el sistema cardiovascular, com ara una disminució de l'elasticitat dels vasos sanguinis i una menor eficiència cardíaca. Això pot dificultar la capacitat del cos per redirigir la sang cap a la pell per perdre calor o cap als òrgans interns per conservar-la en condicions de fred.
• Menor capacitat de generació de calor. La massa muscular disminueix amb l'edat, i com que els músculs generen calor quan es contrauen, això pot reduir la capacitat del cos per escalfar-se. Això és particularment problemàtic en condicions de fred.
• Alteració de la resposta del sistema nerviós central. El sistema nerviós central també es deteriora amb l'edat, cosa que pot afectar la capacitat del cos per regular la temperatura de manera eficaç. Per exemple, el mecanisme que activa la sudoració o la vasoconstricció pot no respondre tan ràpidament o de manera tan efectiva en persones grans.
• Deshidratació. Les persones grans sovint tenen una sensació de set menys pronunciada, la qual cosa pot conduir a una deshidratació crònica. La deshidratació redueix la capacitat del cos per suar, perjudicant encara més la seva capacitat per dissipar la calor.
• Medicació. Moltes persones grans prenen medicaments que poden afectar la termoregulació, com ara diürètics (que poden causar deshidratació) o beta-bloquejadors (que poden afectar la circulació sanguínia).
• Disminució de la reserva de greix subcutani. El greix subcutani ajuda a aïllar el cos i conservar la calor. Amb l'edat, aquesta capa de greix pot disminuir, la qual cosa fa que el cos sigui més susceptible a la pèrdua de calor.
• Risc de malalties cròniques. Les malalties cròniques comunes en l'edat avançada, com ara la diabetis, la insuficiència cardíaca o les malalties respiratòries, poden afectar la capacitat del cos per regular la temperatura.
• Pèrdua de la resposta comportamental. Els canvis cognitius, com la demència, poden fer que les persones grans no reconeguin la necessitat de vestir-se adequadament per al clima o que no prenguin mesures per mantenir-se frescos o calents segons les necessitats.

La febre

El termòstat hipotalàmic és reajustat, en el cas de la febre, cap a una elevació de la temperatura corporal central. Les causes més comunes d’aquest reajustament són infeccions víriques o bacterianes i toxines bacterianes ^[7].

Quan els fagòcits ingereixen certs bacteris, són estimulats a secretar un pirogen, una substància inductora de la febre. Alguns dels pirògens són les interleucines 1 i 6 (IL-1, IL-6). Aquestes interleucines indueixen en l'hipotàlem la secreció de prostaglandines per part de les neurones de l'àrea preòptica (POA). Algunes d’aquestes prostaglandines reajusten el termòstat hipotalàmic a una temperatura més alta, i els mecanismes reflexos de la termoregulació augmenten la temperatura corporal central fins a aquest nou valor.

Els antipirètics ^[8] són agents que alleugen o redueixen la febre inhibint la síntesi de certes prostaglandines.

Suposem que el termòstat es reajusta a 39°C. Els mecanismes de promoció de calor (vasoconstricció, augment del metabolisme, calfreds) funcionen a plena força. Tot i que la temperatura central està augmentant per sobre del normal, la pell continua freda, i es produeixen calfreds. Els calfreds, són un signe clar de que la temperatura central està augmentant. Finalment, després de diverses hores, la temperatura central arriba al nivell del termòstat, i els calfreds desapareixen. El cos, però, continuarà regulant la temperatura a 39°C.

Quan els pirògens desapareixen, el termòstat es reajusta a la normalitat. Els mecanismes de pèrdua de calor (vasodilatació i sudoració) entren en funcionament per disminuir la temperatura central. La pell es torna càlida i la persona comença a suar. Aquesta fase de la febre s’anomena crisi i indica que la temperatura central està disminuint.

Tot i que la mort es produeix si la temperatura central supera els 44–46°C s’ha de considerar la febre com un mecanisme beneficiós. Intensifica els efectes dels interferons i les activitats fagocítiques dels macròfags, mentre que dificulta la replicació d'alguns patògens. Com que la febre augmenta la freqüència cardíaca, els glòbuls blancs que combaten la infecció són transportats als llocs d'infecció més ràpidament. A més, augmenta la producció d'anticossos i la proliferació de cèl·lules T. La calor accelera també la velocitat de les reaccions químiques, cosa que pot ajudar les cèl·lules del cos a reparar-se més ràpidament.

Jordi Coll Vera - 2024