Biologa III
Homeostasis ( I )
IGNACIO MADRID 2011
HomeostasisSe llama homeostasis a la mantencin del medio interno
a pesar de las variaciones del medio externo. La homeostasis
involucra mantener a niveles constantes principalmente 4 factores:
la temperatura, la concentracin de glucosa en la sangre (glicemia),
la cantidad de agua e iones y el pH. Estos niveles varan
continuamente, pero el organismo los mantiene dentro de rangos
definidos para su correcto funcionamiento, por esto se habla de un
equilibrio dinmico. La homeostasis se logra gracias a que todos los
tejidos y sistemas actan en concierto, es decir, coordinadamente y
relacionados unos con otros. Esto se logra mediante el control del
sistema nervioso y el sistema endocrino, encargados de coordinar y
mandar seales (impulsos nerviosos u hormonas) en el momento y a los
sitios apropiados.
Sistemas de control o retroalimentacionLa homeostasis es
mantenida por sistemas que controlan el funcionamiento del
organismo, llamados sistemas de retroalimentacin. Estos mecanismos
pueden ser de retroalimentacin negativa o positiva: a)
Retroalimentacin negativa (feedback negativo) Principal mecanismo
de control. Un estmulo produce una respuesta que lo contrarresta,
reduciendo sus efectos. En otras palabras, el aumento de un factor
causa su disminucin para volver a niveles normales. Dentro de los
muchos ejemplos de feedback negativo en el organismo, encontramos:
- Mecanismo de termorregulacin (mantencin de la temperatura) - La
mayora de los sistemas que regulan la liberacin de hormonas
(niveles de tiroxina, de ADH, etc.) - Mecanismo de regulacin de la
frecuencia respiratoria, etc.
b) Retroalimentacin positiva (feedback positivo) Son mecanismos
generalmente autolimitantes y poco comunes. Un estmulo produce una
respuesta que intensifica el cambio original. El aumento de un
factor causa que ste siga aumentando, o bien, su disminucin causa
que siga disminuyendo. Son algunos ejemplos en el organismo: -
Mecanismo de control de la frecuencia cardaca (si disminuye el
bombeo de sangre, disminuir la presin sangunea, por lo que llegar
menos sangre al corazn, lo que causar que disminuya an ms el
bombeo) - Mecanismo de control hormonal del parto (regulacin de
oxitocina) - Mecanismo de control hormonal de la eyeccin de la
leche materna (regulacin de oxitocina)
Anexo: Ejemplos de mecanismos de retroalimentacin Feedback
negativo:
Feedback positivo:
Medio interno y lquidos corporalesLquidos corporalesOtras
sustancias 40% Lquido intravascular (plasma) Lquido 5% intersticial
15% Lquido extracelular (LEC) 20% Agua corporal total 60% Lquido
intracelular (LIC) 40%
Flujo de lquido extracelular A lo largo de los capilares se
produce un continuo intercambio de lquido extracelular entre el
plasma y el espacio intercelular (intersticial). Este flujo se debe
a cuatro factores: a) Presin capilar (PC) Presin del plasma sobre
la pared del capilar, que causa la salida de lquido hacia fuera del
capilar. b) Presin del lquido intersticial (Pif) Provoca movimiento
de lquido hacia el interior del capilar (cuando es positiva) o
hacia fuera de l (si es negativa). c) Presin coloidosmtica del
plasma (P) Provoca el movimiento de lquido hacia dentro del
capilar, debido a que la concentracin de protenas es mayor en el
plasma (dentro del capilar) que en el lquido intersticial (fuera
del capilar). d) Presin coloidosmtica del lquido intersticial (if)
Presin del lquido intersticial sobre la pared del capilar. Causa la
salida de lquido hacia fuera del capilar, debido a protenas pequeas
que salen del capilar por difusin hacia el espacio
intersticial.
TermorregulacionUno de los principales desafos del organismo es
mantener la temperatura, ya que el metabolismo funciona en base a
enzimas (protenas) que funcionan en rangos precisos; sobre las 41C
se desnaturalizan, perdiendo su funcin y significando la muerte. El
hombre debe mantener una temperatura corporal de unos 36,5 C, a
pesar de la temperatura ambiental, a travs de diversos mecanismos
de ganancia y prdida de calor:Mecanismos de prdida de calor
Mecanismos externos: Radiacin Conduccin a objetos y al aire
Corrientes de conveccin Evaporacin Mecanismos internos: Sudoracin
Jadeo Perspiracin insensible Vasodilatacin Mecanismos de ganancia
de calor Mecanismos externos: Radiacin directa del sol Irradiacin
desde la atmsfera Mecanismos internos: Vasoconstriccin perifrica
Piloereccin Termognesis qumica Espasmos musculares o
tiritonesMecanismos externos de prdida de calor
Mecanismos de prdida de calor Mecanismos externos: a. Radiacin.
Se pierde cerca del 60% del calor como radiaciones infrarrojas b.
Conduccin a objetos que estn ms fros que el cuerpo, perdiendo cerca
del 3% del calor. c. Conduccin al aire, perdiendo cerca del 12% d.
Corrientes de conveccin, el aire alrededor del cuerpo se calienta y
asciende, bajando una capa ms fra, de manera que el cuerpo pierde
calor al transferirlo a sta. e. Evaporacin. Se pierda cerca del 22%
del calor, ya que se deben gastar 0,58 caloras para evaporar 1
gramo de agua (se gastan 12 a 18 caloras por hora). Este volumen de
agua se pierde constantemente por perspiracin insensible.
Mecanismos internos: a. Sudoracin. El rea preptica del hipotlamo
estimula la liberacin de sudor de las glndulas sudorparas, el cual
permite perder calor por evaporacin. Se pueden perder hasta 1,5
lts. de sudor por hora. b. Perspiracin insensible. Sin notarlo, se
pierden diariamente unos 800 ml de agua, que sale por difusin de
las clulas. c. Vasodilatacin. Los vasos sanguneos perifricos se
dilatan para aumentar el rea de prdida de calor, por esto es que
despus de ejercicio intenso, como se necesita perder calor, la piel
se enrojece. d. Jadeo. Principalmente en animales sin glndulas
sudorparas. Es controlado por la protuberancia anular. Mecanismos
de ganancia de calor Mecanismos externos: a. Radiacin directa del
sol. Se absorbe cerca del 97% de la radiacin infrarroja que llega
del sol. b. Irradiacin desde la atmsfera que acta como pantalla
amplificadora, de la misma forma que el asfalto o la nieve
Mecanismos internos: La temperatura del cuerpo est regulada por
mecanismos de retroalimentacin negativa, donde participa el sistema
nervioso y endocrino, especialmente el hipotlamo, donde se
encuentra el centro regulador de la temperatura. El rea preptica
del hipotlamo al detectar una disminucin de la temperatura, libera
el factor liberador de tirotrofina (TRH), el cual estimula la
secrecin de tirotrofina (TSH) desde la adenohipfisis. A su vez, la
tirotrofina viaja hasta la tiroides donde activa la liberacin de
tiroxina, hormona que estimula la actividad metablica, produciendo
ms calor. Mecanismos internos para ganar calor: a. Vasoconstriccin
cutnea perifrica. Desde el hipotlamo posterior, nervios simpticos
actan sobre las arteriolas para disminuir el dimetro de los vasos
sanguneos perifricos de la piel (la piel palidece). As, se
disminuye el rea de prdida de calor. b. Piloereccin. Nervios
simpticos actan sobre los msculos erectores de los pelos,
levantndolos de manera que sirven de aislamiento contra el medio
externo. c. Espasmos musculares o tiritones. Se activan msculos
esquelticos, generando calor mediante actividad muscular
(movimientos voluntarios; calosfros) Exposicin del organismo al
fro: Vasodilatacin. A bajas temperaturas el msculo liso de los
vasos sanguneos se paraliza causando una vasodilatacin, lo que
ayuda a suministrar sangre caliente a zonas fras. No es muy eficaz
en el hombre. Hipotermia artificial. La temperatura corporal puede
bajarse hasta 32C en situaciones como cirugas al corazn.
Congelacin. El agua al congelarse se expande, causando dao
permanente como gangrena o necrosis.
Tiroxina
Vasoconstriccin perifrica
Vasodilatacin perifrica
Clasificacin de los organismos segn el control de la temperatura
corporal a. Endotermos (homotermos): Producen calor mediante su
activo metabolismo, manteniendo su temperatura corporal constante a
pesar de la temperatura que tenga el medio externo. (Mamferos y
aves) b. Ectotermos (poiquilotermos): Eliminan rpidamente el poco
calor producido con su metabolismo, por lo que su temperatura
corporal depende directamente de la temperatura ambiental
(anfibios, reptiles, peces). La salamandra y los peces pueden
ajustar su metabolismo a la temperatura ambiente (compensacin de la
temperatura).
