HOMESOSTASIS
La homeostasis (del griego homos (ὅμος), ‘similar’, y stasis (στάσις), ‘estado’,
‘estabilidad’) es una propiedad de
los organismos vivos que consiste en
su capacidad de mantener una condición interna estable compensando los
cambios en su entorno mediante el intercambio regulado de materia y energía con
el exterior (metabolismo). Se trata de una
forma de equilibrio dinámico que se hace posible gracias a una red de sistemas
de control realimentados que constituyen los mecanismos de autorregulación de los seres vivos.
Ejemplos de homeostasis son la regulación
de la temperatura y el balance entre acidez y alcalinidad (pH).
El concepto fue aplicado por Walter Cannon en 1926, en 1929 y en 1932, para referirse al
concepto de medio interno(milieu intérieur),
publicado en 1865 por Claude Bernard, considerado a
menudo el padre de la fisiología.
Tradicionalmente se ha aplicado en biología pero, dado el hecho
de que no solo lo biológico es capaz de cumplir con esta definición, otras
ciencias y técnicas han adoptado también este término.
Las estrategias que acompañan a
estas respuestas pueden resumirse como sigue:
·
Evitación:
los organismos evitadores minimizan las variaciones internas utilizando algún
mecanismo de escape comportamental que les permite evitar los cambios
ambientales, ya sea espacial (buscando microhábitats no estresantes como
cuevas, escondrijos; o a mayor escala, las migraciones) o temporal
(hibernación, sopor, diapausa, huevos y pupas resistentes).
·
Conformidad:
en los organismos conformistas el medio interno del animal cambia paralelamente
a las condiciones externas, es decir, se conforma al ambiente pues no regula o
la regulación no es efectiva; designado por el prefijo "poiquilo"
(Ej. poiquilotermo). Puede existir una compensación
funcional con la aclimatación o la aclimatización, recuperándose la velocidad funcional anterior al
cambio.
·
Regulación:
en los organismos reguladores un disturbio ambiental dispara acciones
compensatorias que mantienen el ambiente interno relativamente constante; a
menudo designados con el prefijo "homeo" (Ej. homeotermo).
Estas categorías no son absolutas
ya que no existen perfectos reguladores ni perfectos conformistas; los modelos
más reales se encuentran entre conformistas y reguladores, dependiendo del
factor ambiental y de la especie animal.
LA HOMEOSTASIS Y SISTEMAS DE
CONTROL
Los siguientes componentes forman
parte de un bucle de retroalimentación (en inglés feedback loop) e interactúan
para mantener la homeostasis
·
Variable:
es la característica del ambiente interno que es controlada.
·
Sensor
(Receptor): detecta cambios en la variable y envía la información al integrador
(centro de control).
·
Integrador
(Centro de Control): recibe información del sensor sobre el valor de la
variable, interpreta el error que se ha producido y actúa para anularlo
integrando datos del sensor y datos almacenados del punto de ajuste.
·
Punto de
ajuste: es el valor normal de la variable que ha sido previamente almacenado en
la memoria.
·
Efector:
es el mecanismo que tiene un efecto sobre la variable y produce la respuesta.
La respuesta que se produce está monitorizada de forma continua por el sensor
que vuelve a enviar la información al integrador (retroalimentación).
·
Retroalimentación
negativa (Fig. 2): tiene lugar cuando la retroalimentación invierte la
dirección del cambio
. La retroalimentación negativa
tiende a estabilizar un sistema corrigiendo las desviaciones del punto de
ajuste y constituye el principal mecanismo que mantiene la homeostasis. Algunos
ejemplos son la frecuencia cardíaca, la presión arterial, el ritmo
respiratorio, el pH de la sangre, la
temperatura corporal y la concentración osmótica de los fluidos corporales.
·
Retroalimentación
positiva: tiene lugar cuando la retroalimentación tiene igual dirección que la
desviación del punto de ajuste amplificando la magnitud del cambio. Luego de un
lapso de tiempo se invierte la dirección del cambio retornando el sistema a la
condición inicial. En sistemas fisiológicos la retroalimentación positiva es
menos común que la negativa, sin embargo, es muy importante en numerosos
procesos. Como ejemplos, se puede citar la coagulación de la sangre, la
generación de señales nerviosas (concentración de sodio hasta generar el potencial de acción), la lactancia y las
contracciones del parto.
Homeostasis de la glucemia.
La concentración de glucosa en la sangre está
regulada habitualmente dentro de límites muy estrechos, entre 3.9-5.6 mM/l en
ayunas y en concentraciones menores a 7.8 mM/l sin ayuno. El metabolismo de la
glucosa está controlado por el páncreasa través de
modificaciones en la relación de concentraciones sanguíneas de dos hormonas, insulina y glucagón, que este órgano
sintetiza y secreta. El páncreas responde a la entrada de glucosa a las células beta de los islotes
de Langerhans secretando insulina. Por otra parte, el
descenso de la concentración de glucosa induce a las células alfa de los islotes de
Langerhans a secretar glucagón. El hígado es el principal
órgano responsable de la regulación de la concentración de glucosa en el
torrente sanguíneo.
Cuando aumenta el nivel de glucosa en la
sangre, el páncreas secreta menos glucagón y más insulina. La insulina tiene
varios efectos:
·
aumenta
el transporte de glucosa de la sangre a las células;
·
en
las células aumenta la tasa de utilización de glucosa como fuente de energía;
·
acelera
la síntesis de glucógeno a partir de glucosa (glucogénesis) en el hígado y en
las fibras del músculo
esquelético,
y
·
estimula
la síntesis de lípidos a partir de glucosa
en las células del hígado y del tejido adiposo.
En conjunto, estos efectos producen una
disminución de los niveles de glucosa en la sangre al rango que se considera
normal (salud).
En cambio, si disminuye el nivel de glucosa
en la sangre, el páncreas libera menos insulina y más glucagón, una hormona que
tiene múltiples efectos:
·
en
la células del hígado y del músculo
esquelético acelera la
degradación de glucógeno a glucosa (glucogenolisis), que es liberada al
torrente sanguíneo;
·
en
el tejido adiposo, aumenta la tasa de
degradación de grasas a ácidos grasos y glicerol, y su liberación a
la sangre, y
·
en
el hígado estimula la síntesis de glucosa a partir de glicerol y su liberación
a la sangre.
En conjunto, estos efectos producen un
aumento en los niveles de glucosa en la sangre, que regresan al rango que se
considera normal (salud).
Homeostasis es el conjunto de fenómenos de autorregulación que llevan al mantenimiento de la
constancia en las propiedades y la composición del medio interno de un
organismo.
Este término trasciende a la biología para
hacer referencia a la característica de cualquier sistema, ya sea
abierto o cerrado, que le permite regular el ambiente interno para mantener una
condición estable. La estabilidad es posibilitada por distintos mecanismos de
autorregulación y diversos ajustes dinámicos.
La homeostasis es uno de los principios
fundamentales de la fisiología, ya que un fallo en esta característica puede
ocasionar un mal funcionamiento de diferentes órganos.
La homeostasis biológica, por lo tanto,
consiste en un equilibrio dinámico que se alcanza gracias a constantes cambios
para mantener el resultado del conjunto. Este proceso implica el control de los
valores energéticos que son considerados normales: en caso que un valor esté
fuera de la normalidad, se activan distintos mecanismos para compensarlo.
La homeostasis del organismo depende del medio
interno (con la producción y eliminación de ciertas sustancias; por
ejemplo, a través de la orina) y del medio externo (la
relación entre el ser vivo y el medio ambiente).
La homeostasis psicológica, por otra
parte, está dada por el equilibrio entre las necesidades y su satisfacción. Cuando
las necesidades no son satisfechas, se produce un desequilibrio interno. El
sujeto busca alcanzar el equilibrio a través de conductas que
le permitan satisfacer dichas necesidades.
La homeostasis es el
equilibrio en un medio interno, como por ejemplo nuestro cuerpo. El organismo
realiza respuestas adaptativas con el fin de mantener la salud. Los mecanismos
homeostáticos actúan mediante procesos de retroalimentación y control. Cuando
se produce un desequilibrio interno por varias causas, estos procesos se
activan para reestablecer el equilibrio.
Para que las células
de nuestro cuerpo puedan vivir y funcionar correctamente tienen que mantenerse
en un ambiente constante, tanto en su interior celular como en el líquido
extracelular.
Hay básicamente dos
tipos de mecanismos homeostáticos efectores:
1) Vías nerviosas
(impulsos nerviosos)
2) Vías endocrinas (hormonas)
2) Vías endocrinas (hormonas)
Algunos ejemplos de regulación mediante
vías nerviosas son: a) Regulación de la
presión arterial en los mamíferos en general y en el ser humano en particular; b)Regulación de la
concentración de oxígeno y de CO2 en la sangre en los mamíferos.
Algunos ejemplos de regulación mediante
vías endocrinas son: a) Regulación de la
concentración de glucosa en sangre; b) Regulación de las
relaciones entre hidratos de carbono, proteínas y grasas; c) Control de los
efectos de la alimentación y del ayuno en el cuerpo.
Hay también procesos
en los que actúan homeostáticamente nervios y hormonas al mismo tiempo: a) Regulación de la
obtención de energía a partir de los alimentos (energía química); b) Regulación de la
temperatura interna del cuerpo.
La mayoría de los
sistemas homeostáticos complejos de nuestro cuerpo se gestionan mediante una
glándula del cerebro llamada hipotálamo.
Homeotermia
La homeotermia o endotermia es el proceso mediante el cual un grupo de seres vivos denominados homeotermos oendotermos mantienen su temperatura corporal dentro de unos límites, independientemente de la temperatura
ambiental. El proceso consume energía química procedente de los alimentos ya que estos organismos tienen mecanismos para
producir calor en ambientes fríos o para ceder calor en ambientes cálidos,
conocidos en su conjunto comotermorregulación. Estos mecanismos están situados en el hipotálamo, la piel, el aparato respiratorio, etc.
Los mamíferos y las aves son los dos grandes grupos animales que poseen esta característica con el
mecanismo termorregulador. Gracias al autoabastecimiento de calor, algunos
homeotermos pueden sobrevivir en las condiciones de frío muy adversas como es
el caso de los pingüinos.
Lo contrario a los homeotermos, son los ectotermos, animales que no disponen de
mecanismos químicos para regular su temperatura corporal. Un ejemplo de esto lo
tenemos en los reptiles, que pasan largas horas al sol para conseguir la temperatura necesaria para que su metabolismo funcione. Como los ectotermos no gastan energía al no producir calor,
pueden estar largos periodos sin alimentarse. Por ejemplo, una serpiente puede estar meses sin comer, mientras que un mamífero necesita alimentarse
diariamente.
Tradicionalmente, a los seres homeotermos se les
denominaba de sangre caliente por oposición a los de sangre fría, pero hay consenso entre los
científicos para desaconsejar esta nomenclatura en razón de su vaguedad ya que
los tipos de temperatura corporal no pueden encasillarse simplemente en una u
otra categoría sino que hay un amplio espectro de mecanismos mediante los
cuales el cuerpo mantiene estable la temperatura, siendo los ideales de sangre
fría y sangre caliente los extremos opuestos de dicha gama.
En el caso de los humanos, la variación de la temperatura
no pasa más allá de los 0,6 °C, aún sometidos a temperaturas altas (60 °C) o
relativamente bajas (12 °C). Todo lo relacionado con la temperatura animal
ha sido medido cada vez con más precisión desde 1592 con la creación del primer
termómetro.
La ectotermia es el proceso
mediante el cual un grupo de seres vivos denominados ectotermos regulan su
temperatura a partir de la temperatura ambiental. La ectotermia conlleva
ciertas pautas de comportamiento para aprovechar las fuentes de calor externas
que puede derivar en temperaturas corporales relativamente estables, siendo
además un sistema de regulación del ritmo metabólico.
Ectortemia y poikilotermia son terminos
diferentes, el segundo se refiere a un organismo en el cual su temperatura
varia considerablemente, generalmente debido a su medio ambiente, lo que
diferencia el termino es que hay organismos ectotermos que pueden mantener su
temperatura corporal relativamente estables, por lo cual existen organismos
ectotermos y homeotermos
Son ectotermos típicos los reptiles, cuya temperatura
corporal depende exclusivamente de la temperatura del ambiente en el que se
hallan. Otro ejemplo típico de ectotermia es el filo de los artrópodos.
Dentro de los animales que se
clasifican como ectotermos, se diferencian en primer lugar en dos tipos de
estrategias conductuales, que no son mutuamente excluyentes, pudiendo un animal
seguir una u otra dependiendo de sistema de vida:
·
Reguladores
o homeotermos, su temperatura corporal es
relativamente estable y se encuentra sobre o bajo la temperatura ambiental. A
diferencia de los homeotermos endotermos, la temperatura corporal se mantiene estable en
base a la regulación conductual.
A su vez existen diferentes
métodos para intentar estabilizar la temperatura corporal.
La heliotermia o
captación de calor a partir de la radiación solar, es el sistema más vistoso de
regulación térmica del mundo animal, muy extendido en reptiles, y un sistema
complementario utilizado por los animales endotermos. Algunos peces, como el pez luna, también la utilizan.
La tigmotermia es
la captación del calor por conducción, poniéndose en contacto con superficies más
calientes, adquiriendo el calor acumulado en piedras o superficies calentadas
previamente por el sol u otro sistema. Muchos grandes reptiles aprovechan
piedras calientes para descansar después de haber comido, para aumentar su
temperatura abdominal y favorecer la digestión. Los reptiles de zonas sombrías
(como los escincos de climas templados) se
cobijan bajo piedras calientes para optimizar su temperatura. Muchos animales
acuáticos también aprovechan las zonas de aguas calientes para regularse
térmicamente a lo largo del día, según sus necesidades de actividad.
Algunos ejemplos:
·
los cocodrilos entran en el agua al anochecer, ya que ésta
mantiene más la temperatura y se encuentra más caliente que el exterior, y
cuando amanece salen con los primeros rayos de sol y se quedan quietos, con la
boca abierta, para tener más superficie en contacto directo con los rayos
solares.
·
las hormigas suelen construir los túneles superficiales de
sus hormigueros debajo de grandes piedras que están expuestas al Sol por su
cara superior. Las piedras, en general, tienen mayor inercia térmica que el
suelo de alrededor, captan el calor, lo retienen más tiempo y los transmiten
más lentamente al ambiente. Las hormigas logran así una mayor temperatura y
estabilidad térmica en los áreas del hormiguero bajo la piedra.
·
muchos ortópteros presentan pautas de comportamiento adaptadas
a obtener un aprovechamiento óptimo del calor de los rayos solares. A primera
hora del día buscan orientaciones verticales, por ejemplo sobre una planta,
para captar los primeros rayos de sol. Seguidamente buscan la superficie del
suelo, a la que se pegan replegando las patas para captar la mayor radiación
posible del sol, así como la re-emitida por el suelo. Durante las horas
centrales del día, cuando el calor ya es elevado, buscan orientaciones
verticales para exponerse lo menos posible al sol o se colocan en el suelo en
zonas sombrias y estirando las patas para permanecer alejados del suelo.
En el caso de las plantas, favorecen la homeostasis del medio, ya que cogen el C02, y sacan oxigeno, que a la vez nosotros cojemos oxigeno y enviamos c02, eso es un proceso de homeostasis
Homeostasis (homios; semejante;
stasis, mantenerse) es el conjunto de procesos de autorregulación que sirven
para mantener la estabilidad del medio interno de los organismos.
Mecanismos reguladores de la temperatura.
Las aves y los mamíferos son de sangre caliente, es decir, mantienen la
temperatura sin importar la del medio. Los animales de sangre fría, como los
reptiles y anfibios no pueden hacer esto, por lo que su temperatura depende de
la del medio.
Los organismos de sangre caliente utilizan diferentes mecanismos para mantener
la temperatura, depende de la condición del medio:
Cuando el medio es más caliente que el organismo: dilatación de los vasos
sanguíneos, elevación de más sangre a la superficie para enfriarla. Producción
de sudor por las glándulas sudoríparas; este se va acumulando sobre la piel y
al evaporarse se pierde calor.
Cuando el medio es más frío que el organismo: la sangre se mueve de la piel
hacia la parte interna del cuerpo para mantener el calor. La respiración de las
células aumenta. Escalofrío, erizamiento de vellos para aislar la piel.
La temperatura corporal normal del humano es de aproximadamente 36.5 ºC y solo
varía en condiciones de temperaturas extremas, agotamiento o enfermedad.
Eliminación de desechos
Los organismos obtienen nutrientes al alimentarse. Estos nutrientes tienen dos
vías: lo que no se digiere se expulsa a través del sistema digestivo y lo
digerido se absorbe para ser asimilado en las células. Una vez en las células
no todo se aprovecha, de modo que hay partículas que tienen que ser expulsadas.
Las bacterias, protozoarios y animales simples lo hacen por difusión. En
animales multicelulares se le llama excreción al proceso homeostático de
eliminación de desechos (subproductos como agua, bióxido de carbono y productos
como ácido úrico y urea).
El CO2 se elimina en los animales terrestres por los pulmones, por las
branquias en los animales acuáticos y por la piel en los anfibios. El
agua y ciertas sustancias solubles pueden ser eliminadas por las glándulas
sudoríparas.
Restitución de los
daños
Hay procesos homeostáticos que protegen a los organismos de los riesgos del
medio. Por ejemplo, una cortada en la piel desencadena una serie de mecanismos
de acción para evitar los riesgos como la entrada de microorganismos por la
herida o la pérdida de sangre.
Lo primero que pasa es la formación de un coágulo para detener la sangre. Al
rasgarse las plaquetas liberan tromboquinasa, una sustancia que cambia la
conformación de la protrombina en trombina, la cual hace un fibrinógeno que
produce fibrina, una red de fibras que atrapan a los glóbulos de la herida
formando el coágulo. Unas células llamadas fibroblastos se encargan de
restituir la piel afectada, secretando una sustancia blanca, pegajosa y
brillante que une los bordes del tejido normal de la piel. Las células, junto
con su secreción, se llaman tejido conjuntivo cicatricial.
Defensa contra invasores
Las enfermedades trastornan el medio interno, por lo cual entran en acción
algunos mecanismos parta reestablecerlo.
Los fagocitos son células que devoran los agentes extraños al organismo. En los
nódulos linfáticos se agregan gran cantidad de fagocitos. Este sistema es el
que sirve de defensa contra agentes externos. Los anticuerpos son
sustancias producidas por los linfocitos y plasmocitos (células del sistema
inmunológico) que combaten al antígeno. De esta forma se le llama a los
invasores (bacterias, virus, protozoarios) y sus productos de desecho. Cuando
se juntan se llama reacción antígeno- anticuerpo. Los anticuerpos son
específicos para cada enfermedad o antígeno.
Hay cinco tipos de anticuerpos:
como podemos cita los autores
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ResponderEliminarminimo que no se vea que lo sacaste de wikipedia
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