A temperatura em que a atividade da enzima é máxima se chama temperatura ótima.

A atividade metabólica é favorecida quando a temperatura do corpo é próxima da temperatura ótima de atuação das enzimas. Entretanto, alguns animais, como os peixes e as serpentes, têm uma temperatura corporal que varia em função da temperatura do ambiente. São chamados animais pecilotermos ou de "sangue frio".

Outros animais, como a garça e a onça, têm a temperatura corporal constante, e são animais homeotermos ou de "sangue quente". Sua temperatura corporal é, em geral, mais elevada que a do ambiente onde vivem. De todos os animais, apenas as aves e os mamíferos são homeotermos.

Como os animais homeotermos mantêm a temperatura corporal próxima à temperatura ótima de suas enzimas, toleram uma ampla variação na temperatura ambiente sem prejudicar seus processos bioquímicos, possibilitando que esses animais ocupem grande diversidade de ambientes. Os animais pecilotermos, por sua vez, só podem viver em faixas restritas de habitats, pois a temperatura ambiente interfere diretamente em sua temperatura corporal.

1. A Geração de Calor

Um animal pode se aquecer recolhendo calor do meio onde vive ou graças ao calor produzido em seu próprio corpo. Em todos os processos bioquímicos, uma parte da energia é perdida na forma de calor. Na respiração celular, menos da metade da energia da glicose é transferida para as moléculas de ATP; o restante é dissipado.

Na maioria dos animais, a taxa metabólica é baixa e a perda de calor para o meio é maior que sua capacidade de geração de calor; seu balanço térmico é negativo e sua temperatura é inferior à do meio.

Animais cujos tecidos são bem nutridos e ricamente oxigenados, em função da eficiência de seus sistemas circulatório e respiratório, mantêm uma taxa metabólica muito alta, com elevada produção de calor. Esses animais apresentam balanço térmico positivo: geram uma quantidade de calor maior que a que perdem para o meio.

Apenas aves e mamíferos são homeotermos, o que se relaciona com seu tipo de respiração e de circulação: têm pulmões com grande área de trocas gasosas e circulação dupla e completa. Dessa forma, mantêm seus tecidos ricamente oxigenados, condição necessária para a manutenção da taxa metabólica elevada. Eles obtêm o oxigênio do ar atmosférico, muito mais rico nesse gás que a água.

Um animal pecilotermo tem a temperatura corporal variando de acordo com a temperatura ambiente. Como a atividade das enzimas depende da temperatura corporal, a taxa metabólica será tanto maior quanto maior for a temperatura ambiente.

2. O hipotálamo e a Homeotermia

O hipotálamo é uma das regiões do sistema nervoso central responsáveis pela manutenção da vida. Controla a sede, a fome, as glândulas endócrinas, as gônadas e a temperatura corporal. Nele está localizado o grupo de neurônios que formam o centro termorregulador, que é ao mesmo tempo sensor e controlador da temperatura corporal.

Ali existem neurônios que avaliam a temperatura do sangue que passa pelo hipotálamo, o que reflete a temperatura corporal. Recebe informações sobre a temperatura do ambiente, vindas dos receptores cutâneos, e a partir dessas informações, integrando a temperatura ambiente com a temperatura corporal, desencadeia mecanismos de ajustes que aumentam ou diminuem a geração e a dissipação de calor.

Tais ajustes são possíveis graças às conexões que o centro termorregulador estabelece com o córtex cerebral, com o sistema nervoso autônomo e com a hipófise, como veremos a seguir.

Cada animal homeotermo tem uma temperatura corporal ótima, na qual seu corpo é mantido. Essa temperatura constitui o ponto de ajuste do centro hipotalâmico, chamada set point que, no ser humano, é 36,7 C.

Poucas atividades metabólicas acontecem em temperaturas diferentes de 36,7 C. Uma delas é a espermatogênese, que ocorre em temperatura 1 a 2 C inferior à temperatura corporal. Os testículos permanecem na bolsa escrotal, fora da cavidade abdominal e, portanto, mais frios que o restante do corpo.