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V. 8, n. 3 , p. 06 - 10 , jul - set, 2012.
UFCG - Universidade Federal de Campina Grande. Centro de Saúde e Tecnologia Rural – CSTR. Campus de Patos – PB. www.cstr.ufcg.edu.br
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Revista ACSA – OJS: http://150.165.111.246/ojs-patos/index.php/ACSA
Bonifácio Benício de Souza 1*
Nayanne Lopes Batista 2
_____________________ *Autor para correspondência Recebido para publicação em 16/0 1 /2012. Aprovado em 01/ 08 /2012. (^1) Zootecnista, Prof. Associado -
UAMV/CSTR/UFCG, Caixa postal 64, 58.708-110, Patos-PB E-mail: [email protected]
(^2) Médica veterinária, UFCG, Patos-PB E-
mail: [email protected]
AGROPECUÁRIA CIENTÍFICA NO SEMIÁRIDO – ISSN 1808- Revisão de Literatura
Os efeitos do estresse térmico sobre a fisiologia
animal
RESUMO
Esta revisão teve como intuito enfatizar os efeitos das variações de temperatura na fisiologia animal, enfocando as reações decorrentes dessas alterações, bem como suas implicâncias na produtividade animal. Os métodos utilizados pelos animais para a manutenção da temperatura interna constante são diversos assim como são descritas inúmeras consequências do estresse térmico para os animais, responsáveis por inibir a expressão máxima do potencial produtivo pelos mesmos. Dessa forma, torna-se bastante relevante o estudo dos componentes que interagem no processo de termorregulação, as decorrências do desequilíbrio nesse processo e ainda, algumas formas de amenizar esses efeitos, com a finalidade de proporcionar bem-estar e conforto térmico aos animais. Palavras-chave: calor, homeostase, termorregulação.
The effects of heat stress on animal physiology
ABSTRACT
This review was intended to emphasize the effects of temperature variations in animal physiology, focusing on the reactions resulting from these changes and their implication in animal productivity. The methods used by animals to maintain constant internal temperature is different as are described a number of consequences of heat stress in animals and responsible for inhibiting the expression of the productive potential for the same. Thus, it is very important to study the components that interact in the process of thermoregulation, the consequences of the imbalance in the process and further, certain forms of mitigate these effects, in order to provide well-being and thermal comfort for the animals.
Key words: heat, homeostasis, thermoregulation
Bonifácio Benício de Souza e Nayanne Lopes Batista
INTRODUÇÃO
Nos últimos anos com as mudanças climáticas, o número de pesquisas buscando o bem-estar animal têm se intensificado na tentativa de se minimizar as perdas econômicas decorrentes dos efeitos do clima sobre a produção animal nos trópicos. Dentre as variáveis climáticas, a elevada temperatura ambiental, a umidade do ar e a radiação solar direta são os principais responsáveis por causarem o desconforto fisiológico que leva os animais a adotarem medidas fisiológicas e comportamentais para manter a homeotermia, e que na maior parte das vezes culminam com a redução no desempenho produtivo (SOUZA et al., 2010). Os animais homeotérmicos devem manter a temperatura corporal dentro de limites estreitos ao longo das 24 horas do dia. Para tanto, deve haver um equilíbrio entre a termogênese (produção de calor) e a termólise (perda de calor) durante esse período. Esses processos são regulados através da modulação da termogênese e da intensificação de diferentes mecanismos de termólise (BARBOSA et al., 2004). Em temperaturas mais amenas, os animais dissipam calor sensível para o ambiente através da pele, por radiação, por condução e por convecção. Se o animal não conseguir dissipar o calor excedente através dos mecanismos citados, a temperatura retal aumenta acima dos valores fisiológicos normais e desenvolve-se o estresse calórico, responsável em parte pela baixa produtividade animal nos trópicos. A temperatura retal, a frequência respiratória e o nível de sudação cumprem um importante papel na termorregulação dos animais (NÓBREGA et al., 2011). De acordo com Randall (2010), estresse refere-se ao que acontece quando um organismo deixa de responder adequadamente às ameaças, o que pode trazer como consequências comprometimento da função imune, do ganho de peso e do desenvolvimento; tornando-se assim relevante a compreensão das interações bioquímicas que constituem a resposta ao estresse. Dessa forma é imprescindível o conhecimento da interação entre os animais e o ambiente, além do conhecimento da capacidade de adaptação das espécies e raças exploradas, para a tomada de decisões quanto aos sistemas de criação e estratégias de manejo a serem utilizadas para maximizar as respostas produtivas (NÓBREGA et al., 2011). Como visto, resultados de inúmeros estudos no âmbito do bem-estar e comportamento animal revelam as diversas implicações decorrentes do estresse térmico para os animais. Portanto, torna-se de fundamental importância o estudo dos componentes que interagem para manter o funcionamento adequado dos meios regulatórios, com o intuito de prover ambientes que proporcionem bem-estar e conforto térmico aos animais, além de elevar a produtividade.
Termorregulação
A termorregulação, definida sucintamente como o conjunto de estratégias utilizadas pelos seres vivos para regulação da temperatura corpórea, apresenta-se como um mecanismo fundamental para a adaptação e manutenção de espécies animais em diferentes habitats. Ambiente e animal constituem um sistema equilibrado. Diante de estímulos que provoquem desequilíbrio nesse sistema, o organismo recorrerá aos métodos de feedback negativo ativados pela interação neuroendócrina a fim de evitar os transtornos causados por um possível desajuste na homeostasia do organismo animal. A termorregulação é regulada por dois sistemas que atuam em conjunto, o sistema endócrino e o sistema nervoso. Ambos enviam mensagens por meio de fibras sensitivas ou aferentes ao centro regulador - o hipotálamo
- que processa as informações e envia respostas através de fibras eferentes e neurônios de associação até aos órgãos efetores, que produzem os efeitos necessários à regulação da homeostase. De acordo com os tipos de mecanismos utilizados para manter a temperatura corpórea constante, os animais podem ser classificados em homeotérmicos e pecilotérmicos. Os primeiros mantêm sua temperatura constante apesar das variações de temperatura do meio enquanto que estes últimos têm sua temperatura alterada conforme variações do meio em que vivem. Ainda em termos de classificação, os animais também podem ser endotérmicos ou exotérmicos, dependendo da fonte de calor utilizada para manutenção da homeostase; aqueles que utilizam calor interno, proveniente do metabolismo basal para esta finalidade são ditos endotérmicos e os que se utilizam de fatores externos, como calor do sol, por exemplo, são denominados exotérmicos. Há também dois tipos de termorregulação, a fisiológica, na qual há mudanças orgânicas fisiológicas decorrentes do estresse térmico e a chamada termorregulação comportamental, em que os animais utilizam métodos comportamentais para equilibrar sua temperatura, como abrigar-se à sombra, por exemplo.
Mecanismo termorregulatório
A seguir, Braz (2005) explana acerca da fisiologia da termorregulação normal. A manutenção da normotermia nos animais homeotermos é uma função muito importante do sistema nervoso autônomo visto que pequenas alterações da temperatura central podem suscitar alterações metabólicas e enzimáticas. A termorregulação é realizada por um sistema de controle fisiológico, que consiste em termorreceptores centrais e periféricos, um sistema de condução aferente, o controle central de integração dos impulsos térmicos e um sistema de respostas eferentes levando a respostas compensatórias.
Bonifácio Benício de Souza e Nayanne Lopes Batista
podem contribuir para a elevação da produção de leite das vacas leiteiras, sendo estas, portanto, estratégias fornecedoras de conforto térmico, de grande relevância para a pecuária leiteira. Finalmente, Souza et al. (2010) concluíram que o ambiente físico sombreado apresenta uma redução em mais de 50% da carga térmica radiante, sendo portanto, indispensável às novilhas para manterem a homeotermia; ressalvando ainda que o provimento de sombras para os bovinos de raças leiteiras, independente do estagio fisiológico ou categoria animal, é imprescindível para garantir o bem-estar, o conforto térmico e maior produtividade.
Fontes de dissipação de calor
O animal perde calor através de duas formas: sensível e insensível. A forma sensível de perda de calor ocorre por meio da radiação, condução e convecção e acarreta alterações na temperatura ambiente. O aumento gradativo da temperatura do meio dificulta a dissipação de calor da forma sensível, sendo necessária então a ativação de outros mecanismos como a sudorese e o aumento da frequência respiratória. Esses dois fatores constituem os meios de perda de calor da forma insensível, que é influenciada pela umidade, ou seja, quanto maior a umidade relativa do ar aliada a altas temperaturas, menos eficiente é a dissipação do calor. As perdas de calor por convecção e por radiação dependem da diferença de temperatura entre a superfície do animal e do seu ambiente. No entanto, em regiões tropicais, esta diferença é pequena e, muitas vezes negativa (SILVA & MAIA, 2011), dificultando assim a dissipação da forma sensível e elevando a perda da forma insensível. Silva (2012) assegura que a superfície externa do corpo representa a principal linha de fronteira entre organismo e ambiente, sendo a outra linha constituída pelos tecidos pulmonares e respiratórios. Essa condição de fronteira determina as características da superfície externa do corpo, em função do ambiente e da natureza do organismo. Ainda segundo o mesmo autor, a energia térmica procedente do interior do corpo pode ser transferida através da superfície corporal dos animais por condução, através dos tecidos superficiais, dérmicos e epidérmicos; condução ao longo das fibras da capa externa (pelos, lã ou penas); condução através do ar e do vapor que permeiam os espaços entre as fibras da capa externa; convecção natural ou forçada; evaporação da umidade cutânea e radiação. A energia térmica produzida pelas reações metabólicas aquece os tecidos internos a uma temperatura (geralmente estimada pela temperatura retal); essa energia tende a passar para a superfície da epiderme por condução através dos tecidos e também carreada pelo sangue que irriga a superfície. Ao atingir a epiderme, a energia se
reduz e então temos a temperatura da superfície cutânea (Ts). Quando uma superfície está úmida, a energia térmica nela existente é usada para a evaporação da água, que ocorre à temperatura da superfície (Ts); como resultado, há uma queda nesta temperatura. O fenômeno é denominado de calor latente. A eficiência dessa transferência de energia depende de a temperatura da superfície, temperatura do ar e quantidade de vapor de água na atmosfera. Quanto mais alta a temperatura do ar, maior a quantidade de vapor de água que pode absorver; uma atmosfera a 20 ºC com umidade relativa de 100% apresenta uma quantidade de vapor de água muito menor que se estivesse a 35ºC e igualmente saturada. Por outro lado, quanto mais elevada for a temperatura da superfície, maior será a quantidade de vapor produzida e maior a eliminação de calor latente, porém dependendo da taxa de umidade do ar. Portanto, considerando que a transferência térmica por evaporação não depende de fato da temperatura do ar, mas da temperatura da superfície e da umidade da atmosfera, segue-se que a evaporação é o mais eficiente mecanismo de eliminação de calor corporal em animais terrestres nas condições tropicais; como a convecção e a condução dependem da diferença (gradiente térmico) de temperatura entre a superfície e a atmosfera, quando a temperatura ambiente é elevada e mais próxima da temperatura corporal a eliminação de calor sensível é mais difícil e às vezes impossível.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
O estresse calórico é um dos principais limitantes a produção animal nos trópicos (NÓBREGA et al., 2011). Dessa forma, amenizá-lo adequadamente assume grande importância, dada a ampla gama de sistemas corporais afetada pelos hormônios do estresse (Randall, 2010). Souza et al., (2010) concluiu que, mesmo os animais com boa capacidade morfofisiológica para dissipar calor, necessitam de sombra natural ou artificial para se protegerem da radiação solar direta, principalmente em regiões tropicais. Assim, o entendimento das variações diárias e sazonais das respostas fisiológicas permite a adoção de ajustes que promovam maior conforto aos animais e permitam uma produção pecuária de forma sustentável (NÓBREGA et al., 2011). Dado o exposto, percebe-se que os mecanismos termorregulatórios constituem uma forma eficaz de manutenção e regulação da temperatura corpórea dentro de limites determinados. Em virtude disso, pesquisas no âmbito do comportamento e bem-estar animal devem ser fomentadas a fim de proporcionar ambientes que confiram conforto térmico aos animais e ofereçam condições para que os mesmos possam expressar o máximo de seu potencial produtivo.
Os efeitos do estresse térmico sobre a fisiologia animal
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