O exercício físico impõe ao organismo um desafio termodinâmico particular: a maior parte da energia química liberada durante a contração muscular não é convertida em trabalho mecânico, sendo dissipada na forma de calor. À medida que a intensidade e a duração do exercício aumentam, a produção metabólica de calor pode exceder substancialmente a capacidade de sua dissipação para o ambiente. Quando essa produção endógena de calor se associa a condições ambientais desfavoráveis — como elevada temperatura do ar, alta umidade, intensa radiação solar e baixa velocidade do vento — estabelece-se uma situação de estresse térmico (heat stress). A resposta fisiológica do organismo a essa carga térmica, por sua vez, é denominada tensão térmica ou sobrecarga fisiológica induzida pelo calor (heat strain). A distinção entre esses conceitos é fundamental: o heat stress corresponde à carga térmica externa e metabólica imposta ao organismo, enquanto o heat strain representa a magnitude da resposta fisiológica necessária para preservar a homeostase térmica diante dessa carga.
A manutenção da temperatura corporal depende do equilíbrio entre produção e armazenamento de calor e sua transferência para o ambiente. Durante o exercício, o aumento da taxa metabólica eleva acentuadamente a produção interna de calor. Para evitar uma elevação excessiva da temperatura corporal, o organismo aumenta o fluxo sanguíneo cutâneo e ativa a sudorese, permitindo a transferência de calor do núcleo corporal para a pele e, subsequentemente, sua dissipação para o ambiente, principalmente pela evaporação do suor. A eficiência desses mecanismos, entretanto, depende não apenas da capacidade fisiológica individual, mas também das condições ambientais. Em ambientes quentes e úmidos, por exemplo, a evaporação do suor torna-se progressivamente menos eficiente, reduzindo a capacidade de dissipação de calor mesmo quando a taxa de sudorese é elevada. Como consequência, ocorre maior armazenamento de calor e elevação progressiva da temperatura corporal. A perda de água pelo suor pode ainda reduzir o volume plasmático, amplificando a sobrecarga cardiovascular e comprometendo simultaneamente a termorregulação e a manutenção da perfusão adequada dos tecidos.
A resposta termorregulatória ao exercício no calor envolve, portanto, uma complexa integração entre os sistemas cardiovascular, autonômico, endócrino e nervoso. O aumento da temperatura corporal ativa mecanismos de vasodilatação cutânea, elevando o fluxo sanguíneo para a pele. Simultaneamente, a contração muscular aumenta a demanda por fluxo sanguíneo e oxigênio nos músculos ativos. Essa situação cria uma importante demanda competitiva sobre o sistema cardiovascular: o débito cardíaco deve atender, ao mesmo tempo, às necessidades metabólicas da musculatura e à necessidade de transportar calor do núcleo para a periferia. Em determinadas condições, especialmente durante exercício prolongado, intenso ou realizado sob elevada carga ambiental, a capacidade de sustentar simultaneamente essas duas funções torna-se limitada. A elevação da frequência cardíaca e as alterações hemodinâmicas observadas durante o exercício no calor refletem, em parte, essa crescente demanda cardiovascular.
A temperatura central corporal constitui, naturalmente, uma variável fundamental na avaliação do estado térmico. Sua elevação excessiva está associada a alterações cardiovasculares, neuromusculares e metabólicas capazes de comprometer a capacidade de exercício. Entretanto, a temperatura central isoladamente não representa integralmente a magnitude da heat strain. Dois indivíduos podem apresentar a mesma temperatura central e, ainda assim, experimentar graus substancialmente diferentes de sobrecarga fisiológica. Um atleta com temperatura central de 38,5°C e temperatura cutânea relativamente baixa, por exemplo, encontra-se em uma situação fisiológica distinta daquela de outro atleta com a mesma temperatura central, mas temperatura cutânea elevada e intensa necessidade de perfusão da pele.
Essa diferença ocorre porque a temperatura da pele exerce papel independente e relevante na fisiologia do exercício no calor. Quando a temperatura cutânea se eleva, reduz-se o gradiente térmico entre o organismo e o ambiente, dificultando a transferência de calor para o exterior. Além disso, a manutenção de uma temperatura elevada da pele exige maior fluxo sanguíneo cutâneo e pode aumentar o desconforto térmico e a percepção de esforço. Assim, o impacto fisiológico do calor não pode ser compreendido exclusivamente pela temperatura central: a distribuição espacial do calor no organismo e a interação entre temperatura central e temperatura periférica são igualmente relevantes.
Essa concepção levou ao desenvolvimento e à utilização do conceito de temperatura corporal média (mean body temperature), que integra informações provenientes da temperatura central e da temperatura média da pele. Em sua formulação clássica, a temperatura corporal média é estimada por uma combinação ponderada dessas duas variáveis, refletindo a ideia de que o estado térmico global do organismo não é adequadamente descrito por apenas um compartimento corporal. Na literatura sobre indicadores fisiológicos de heat strain, a temperatura corporal média tem sido considerada particularmente relevante porque incorpora simultaneamente a carga térmica central e periférica. Em uma avaliação multicêntrica envolvendo 372 trabalhadores aclimatados acompanhados durante 893 jornadas de trabalho em nove países, Ioannou et al. demonstraram que indicadores de estresse térmico apresentavam associação particularmente consistente com a temperatura média da pele, a temperatura corporal média e a frequência cardíaca, enquanto a associação com a temperatura central isolada era menos universal. Os autores utilizaram explicitamente a temperatura corporal média como marcador de sobrecarga térmica excessiva por sua capacidade de integrar as temperaturas central e cutânea.
A importância dessa abordagem integrada torna-se ainda mais evidente quando se considera o efeito do calor sobre o desempenho físico. A deterioração da performance no calor não decorre de um único mecanismo. A revisão de Nybo, Rasmussen e Sawka propõe uma perspectiva integrativa na qual a hipertermia pode produzir simultaneamente sobrecarga cardiovascular, alterações na função cerebral, aumento da ventilação e modificações no metabolismo muscular. A importância relativa de cada um desses mecanismos depende da modalidade, intensidade e duração do exercício, bem como do grau de hipertermia e das condições ambientais. Durante exercício de intensidade máxima, por exemplo, as limitações cardiovasculares relacionadas à necessidade simultânea de sustentar a termorregulação e o transporte de oxigênio para os músculos ativos podem desempenhar papel particularmente importante. Em exercício submáximo prolongado, por outro lado, a fadiga associada à hipertermia não pode ser explicada simplesmente por uma redução do fluxo sanguíneo ou do consumo de oxigênio muscular, sugerindo uma participação relevante de mecanismos centrais e aferentes relacionados à temperatura corporal, à ventilação, ao sistema cardiovascular e ao próprio metabolismo muscular.
A hipertermia pode, portanto, afetar a performance em múltiplos níveis. No sistema cardiovascular, o aumento do fluxo sanguíneo cutâneo e a redução progressiva do volume plasmático associada à sudorese podem aumentar a frequência cardíaca e reduzir a reserva cardiovascular disponível para o exercício. No sistema nervoso central, o aumento da temperatura corporal e os sinais aferentes provenientes dos termorreceptores podem alterar a ativação neural e contribuir para a redução da capacidade de sustentar elevados níveis de recrutamento muscular. No músculo esquelético, alterações metabólicas e iônicas podem modificar a função contrátil. Paralelamente, a percepção consciente de calor e desconforto pode induzir ajustes comportamentais, como redução voluntária da intensidade ou modificação do ritmo de exercício. Assim, a queda do desempenho no calor deve ser compreendida como um fenômeno sistêmico e multifatorial, e não simplesmente como consequência de uma determinada temperatura central crítica.
Essa perspectiva ajuda também a interpretar os resultados de Arngrímsson et al., que investigaram os efeitos da hipertermia sobre o consumo máximo de oxigênio em homens e mulheres submetidos a diferentes combinações de temperatura ambiente e pré-aquecimento, manipulando as temperaturas esofágica e média da pele no momento da determinação do VO₂máx. O desenho experimental evidencia um aspecto conceitualmente importante: a resposta fisiológica e o desempenho não dependem exclusivamente da temperatura central, mas da combinação entre a temperatura interna e a carga térmica periférica representada pela temperatura da pele.
Desse modo, a avaliação da heat strain requer uma visão multidimensional. A temperatura central informa sobre o grau de aquecimento do compartimento interno; a temperatura da pele fornece informações sobre a carga térmica periférica e sobre o gradiente disponível para dissipação de calor; a frequência cardíaca expressa, embora de maneira não exclusiva, parte da resposta cardiovascular necessária para sustentar simultaneamente o exercício e a termorregulação. A perda hídrica e o estado de hidratação também modificam profundamente essa resposta. Nenhuma dessas variáveis, isoladamente, descreve de forma completa o estado fisiológico do indivíduo.
É nesse contexto que índices integrados de heat strain apresentam potencial interesse. O Heat Strain Index (HSI) desenvolvido para o ecossistema CORE busca converter uma estimativa da temperatura corporal média em uma escala operacional contínua, aproximadamente entre 0 e 10, destinada a representar, em tempo real, o grau de esforço imposto ao sistema termorregulatório. O fundamento fisiológico dessa abordagem é coerente com o conceito de que a carga térmica corporal resulta da interação entre os compartimentos central e periférico, e não apenas da elevação da temperatura central.
Contudo, é importante distinguir o conceito fisiológico de temperatura corporal média, amplamente utilizado e investigado na literatura científica, do algoritmo específico empregado por um dispositivo comercial para estimá-la. A validade científica do conceito de integração entre temperatura central e cutânea não significa, por si só, que qualquer fórmula proprietária de estimativa possua a mesma precisão em todas as condições de exercício, ambientes e populações. A utilidade de um índice como o HSI depende, portanto, tanto da qualidade da estimativa das variáveis térmicas subjacentes quanto da validade da transformação matemática utilizada para converter essas informações em uma escala operacional.
Apesar dessa limitação metodológica, a possibilidade de acompanhar continuamente uma estimativa integrada da carga térmica apresenta aplicações práticas importantes. Em competições ou sessões nas quais a manutenção do desempenho é prioritária, um aumento progressivo da heat strain pode sinalizar a necessidade de intervenções como redução da intensidade, modificação do ritmo, estratégias de resfriamento ou ajustes na ingestão hídrica. A grande vantagem de uma métrica integrada é permitir que o atleta ou treinador observe não apenas quão quente está o corpo, mas uma estimativa de quanto esforço fisiológico está sendo exigido para controlar essa temperatura.
Esse aspecto é particularmente relevante porque uma determinada temperatura central pode representar diferentes graus de sobrecarga dependendo da temperatura da pele. Um atleta pode apresentar temperatura central elevada durante exercício em ambiente relativamente frio, mantendo uma temperatura cutânea baixa e um gradiente favorável à perda de calor. Em contraste, a mesma temperatura central associada a uma temperatura cutânea elevada indica uma situação na qual o organismo possui menor capacidade de transferir calor para o ambiente e necessita sustentar maior resposta cardiovascular e termorregulatória. Consequentemente, duas situações com a mesma temperatura central podem apresentar diferentes implicações para conforto térmico, percepção de esforço e capacidade de manutenção da potência ou velocidade.
A avaliação da heat strain também possui importância para o planejamento da aclimatação ao calor. A exposição repetida a uma carga térmica suficientemente elevada desencadeia adaptações que podem incluir expansão do volume plasmático, início mais precoce da sudorese, aumento da capacidade sudorípara, melhor distribuição do fluxo sanguíneo e redução das respostas de frequência cardíaca e temperatura corporal para uma mesma carga absoluta de exercício. A consequência prática é uma maior capacidade de dissipar calor e tolerar o exercício em ambientes quentes. A literatura contemporânea sobre exercício sob estresse térmico reconhece a aclimatação como uma das principais estratégias para atenuar a sobrecarga fisiológica e melhorar a capacidade de exercício no calor.
Entretanto, o objetivo do treinamento no calor não deve ser simplesmente maximizar a temperatura corporal. A adaptação resulta da exposição repetida a uma combinação de estímulos térmicos e fisiológicos, cuja magnitude depende da intensidade, duração, ambiente, vestimenta, estado de hidratação e características individuais. Nesse contexto, um índice integrado de heat strain pode oferecer uma ferramenta operacional para quantificar e padronizar a exposição térmica entre sessões, desde que seja utilizado como instrumento de acompanhamento fisiológico e não como substituto absoluto da avaliação clínica ou de critérios de segurança relacionados à doença pelo calor.
A percepção comportamental do calor também deve ser considerada. Flouris e Schlader destacam que a termorregulação humana durante o exercício não é exclusivamente uma resposta autonômica. O comportamento — reduzir o ritmo, buscar sombra, modificar vestimentas, ingerir líquidos ou interromper o exercício — constitui parte essencial da defesa contra o aumento excessivo da temperatura corporal. Dessa forma, a heat strain resulta não apenas da interação entre produção e perda de calor, mas também da maneira pela qual o indivíduo percebe e responde à carga térmica. A percepção de desconforto, portanto, não deve ser interpretada simplesmente como um epifenômeno subjetivo, mas como um componente potencialmente funcional da regulação comportamental da temperatura.
Em síntese, heat strain representa a resposta fisiológica integrada à carga térmica produzida pelo exercício e pelo ambiente. Seu desenvolvimento envolve aumento da temperatura central e cutânea, ativação da sudorese, redistribuição do fluxo sanguíneo, elevação da frequência cardíaca, alterações no equilíbrio hídrico e respostas neurais, metabólicas e comportamentais. Por essa razão, a temperatura central isolada, embora fundamental, não é suficiente para caracterizar integralmente a magnitude da sobrecarga térmica.
A utilização da temperatura corporal média como variável integradora apresenta forte fundamentação fisiológica, pois incorpora simultaneamente os compartimentos central e periférico da termorregulação. Essa abordagem é particularmente relevante para a compreensão do desempenho esportivo: uma mesma temperatura central pode representar situações fisiológicas substancialmente diferentes quando acompanhada por diferentes temperaturas da pele e diferentes exigências cardiovasculares. Índices derivados dessa integração, como o Heat Strain Index, podem, portanto, oferecer uma representação prática e contínua da carga imposta ao sistema termorregulatório.
A interpretação desses índices, contudo, deve permanecer fisiologicamente contextualizada. Um número isolado não substitui a análise da intensidade do exercício, das condições ambientais, da temperatura corporal, da frequência cardíaca, do estado de hidratação, do nível de aclimatação e da percepção subjetiva do atleta. O maior potencial da monitorização contínua da heat strain está precisamente em integrar essas informações dentro de uma abordagem dinâmica, permitindo compreender não apenas o aumento da temperatura corporal, mas o custo fisiológico necessário para manter a homeostase térmica durante o exercício.
Referências
Arngrímsson, S. Á., Petitt, D. S., Borrani, F., Skinner, K. A., & Cureton, K. J. (2004). Hyperthermia and maximal oxygen uptake in men and women. European Journal of Applied Physiology, 92(4–5), 524–532. DOI: 10.1007/s00421-004-1053-1.
Flouris, A. D., & Schlader, Z. J. (2015). Human behavioral thermoregulation during exercise in the heat. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 25, 52–64. DOI: 10.1111/sms.12349.
Ioannou, L. G., Tsoutsoubi, L., Mantzios, K., et al. (2022). Indicators to assess physiological heat strain – Part 3: Multi-country field evaluation and consensus recommendations. Temperature, 9(3), 274–291. DOI: 10.1080/23328940.2022.2044739.
Nybo, L., Rasmussen, P., & Sawka, M. N. (2014). Performance in the heat: Physiological factors of importance for hyperthermia-induced fatigue. Comprehensive Physiology, 4(2), 657–689. DOI: 10.1002/cphy.c130012.
Périard, J. D., Eijsvogels, T. M. H., & Daanen, H. A. M. (2021). Exercise under heat stress: Thermoregulation, hydration, performance implications, and mitigation strategies. Physiological Reviews, 101(4), 1873–1979. DOI: 10.1152/physrev.00038.2020.