¿Por qué los seres humanos y otras criaturas de sangre caliente mueren a temperaturas corporales por debajo de 96 grados Fahrenheit (debido a la hipotermia), cuando los reptiles les va bien?

Para dar seguimiento a la respuesta del Usuario de Quora, aunque no tengo las calificaciones herpetológicas adecuadas, aquí hay una respuesta bioquímica.

Los vertebrados en general requieren transporte de oxígeno a los tejidos para poder vivir. En particular, la hipoxia cerebral / cerebral prolongada generalmente conduce a la muerte . Más del 99% del oxígeno transportado en la sangre está unido a la proteína Hemoglobina. Entonces, si algo afecta la afinidad de unión de la Hemoglobina por el oxígeno, se producen ciertos grados de hipoxia.

Para los humanos, la temperatura afecta severamente nuestra versión de Hemoglobina. Varios de los síntomas de la hipotermia se pueden atribuir a la hipoxia cerebral :

  • “Torpeza o falta de coordinación”
  • “Habla atrofiada o murmurando”
  • “Tropezando”
  • “Confusión o dificultad para pensar”
  • “Mala toma de decisiones, como tratar de quitar la ropa de abrigo”
  • “Pérdida progresiva de la conciencia”

Síntomas de hipotermia parcialmente extraídos de la Clínica Mayo [1].

La hemoglobina humana es una proteína tetramérica (es decir, su estructura cuaternaria está compuesta de cuatro subunidades, dos subunidades alfa y dos subunidades beta en adultos). Cada subunidad tiene una especie de “ranura” que contiene una molécula de hemo, encajada entre dos hélices alfa, los dominios E y F. La estructura primaria de la subunidad alfa humana es de 141 residuos (aminoácidos) de longitud y 146 residuos de longitud para la subunidad beta.

¿Por qué deberías preocuparte por todo esto? Los reptiles en general tienden a tener múltiples versiones diferentes de hemoglobina al mismo tiempo [2a]. Los cocodrilos tienen hemoglobina dimérica, y las víboras tienen una subunidad con solo 46 de 141 residuos que coinciden con la subunidad alfa humana [2b]. Al generalizar esto a todos los reptiles, se puede ver que los reptiles tienen moléculas de hemoglobina que son muy diferentes de la hemoglobina humana. Eso significa que reacciona de manera diferente a las condiciones ambientales. Como señala el OP, los reptiles pueden hacer frente a temperaturas inferiores a 96 grados. Esto es (al menos en parte) debido a las diferentes hemoglobinas entre humanos y reptiles.

[1] http://www.mayoclinic.com/health…
[2] http://prr.hec.gov.pk/Chapters/9…
[2a] es de la Sección 1.5.3
[2b] es de la Sección 1.5.4

Continuando con el punto de Patrick Reilly:

Como sugiere la pregunta original, nuestras enzimas han evolucionado para funcionar de manera óptima a estas temperaturas más cálidas, y esto habría ocurrido simultáneamente junto con el desarrollo de la termorregulación fina durante el período Triásico. [1]

Estas enzimas pueden funcionar todo el tiempo en mamíferos, porque siempre estamos en rangos de temperatura óptimos. Esto es conveniente para nuestros cuerpos, porque pueden producir la enzima A para realizar el trabajo 1 a todas las temperaturas ambientales, en lugar de (como los reptiles) la enzima A para el trabajo 1 a 100 grados de temperatura ambiente, la enzima B para el trabajo 1 a 75 grados de temperatura ambiente. enzima C para el trabajo 1 a 50 grados de temperatura ambiente, etc. [2] Si la temperatura corporal de un humano cae fuera del rango óptimo, no tiene la capacidad de producir enzimas B y C, que funcionan a esa temperatura más baja, y así se les deja con una función menos o enzima A no funcional, que no va a realizar eficazmente el trabajo 1.

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Evo
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Hom

Eso se debe principalmente a que los reptiles son de sangre fría, mientras que nuestra sangre está caliente. Su sistema ha evolucionado de tal manera que pueden vivir en diferentes ambientes, como desiertos calientes y aguas frías (y deben tener su sangre “fría” para hacerlo).

Nuestra relación con las especies acuáticas es mucho más amplia y, debido a que llevamos bastante tiempo sin agua, nuestro sistema se ha adaptado para vivir en entornos principalmente cálidos, donde la pérdida de calor no es tan grande como en el agua. Reptiles y anfibios, por otro lado, han creado naturalmente otros mecanismos para evitar este tipo de pérdida, como la sangre fría, una piel gruesa y aislante.

Estoy seguro de que alguien más calificado que yo podrá explicar cómo el hecho de tener sangre caliente ha ayudado a que los mamíferos sean los animales más “inteligentes”.