homeostasis y medio interno Apunte

HOMEOSTASIS Y MEDIO INTERNO
Todo organismo animal que vive en un medio ambiente cambiante se debe enfrentar a cuatro problemas
fundamentales como: mantener la temperatura corporal estable , la concentración de glucosa sanguínea ,
la cantidad de agua e iones y conservar el pH dentro de ciertos rangos. La alteración de cualquiera de
estos factores internos podría generar un desequilibrio funcional severo e incluso la muerte del individuo.
El conocimiento de estos problemas plantea la necesidad de conservar un equilibrio interior del organismo
para evitar que cualquier cambio del medio externo pueda afectar la supervivencia de la especie. Debido
a esto los fisiólogos han desarrollado dos conceptos esenciales sobre como se mantiene un estado de
equilibrio: HOMEOSTASIS Y MEDIO INTERNO.
HOMEOSTASIS
La célula, unidad básica de la materia viva, esta rodeada por una membrana plasmática que separa el
citoplasma y los organelos del espacio extracelular. Los organelos , a su vez, esta limitados por membranas
que los separan del citoplasma, que representaría su medio externo . Así , la célula se protege como un
todo de las fluctuaciones del entorno.
En los unicelulares la capacidad de protección frente a los cambios del medio externo es muy limitada.
Cambios de temperatura, de concentración de ciertos iones, alteración de pH pueden provocarle la
muerte.
El paso desde los organismos unicelulares a pluricelulares supuso la especialización de grupos de células
para formar tejidos, cada uno de los cuales cumple funciones específicas. Cada tejido está rodeado por un
medio que, en conjunto constituye el medio interno del organismo.
Frente a las fluctuaciones del ambiente exterior , el medio interno actúa amortiguando los cambios de
manera que no alteren el normal funcionamiento celular y por lo tanto , el del organismo pluricelular.
EL ESTADO DE CONSTANCIA O EQUILIBRIO INTERNO , AUN FRENTE A LAS VARIACIONES
DEL MEDIO EXTERNO SE DENOMINA : HOMEOSTASIS.
La homeostasis se logra gracias al funcionamiento coordinado de todos los tejidos órganos, y sistemas
corporales. En los mamíferos, este papel regulador e integrador del funcionamiento lo cumplen los sistemas
nervioso y el sistema endocrino los cuales son llamados coordinadores y están estrechamente ligados
estructural y funcionalmente.
El sistema nervioso y el endocrino son la base anatomofuncional que permite la mantención
del equilibrio interno u homeostasis.
El sistema nervioso controla, integra, y regula los demás componentes del organismo, a través de señales
electroquímicas llamadas impulsos nerviosos , verdaderos mensajes que son transmitidos por fibras
especializadas los nervios los que entran e directo contacto con los efectores: músculos y glándulas.
El sistema endocrino actúa a través de sustancias químicas llamadas hormonas las que se vierten
directamente ala sangre que es el medio a través del que llegan al órgano blanco para ejercer su acción.
SISTEMAS DE CONTROL HOMEOSTATICOS
Los mecanismos homeostáticos se estructuran en base a sistemas de control homeostáticos de origen
nervioso y endocrino. Los distintos factores físicos y químicos que son mantenidos en forma constante por el
organismo responden a una fisiología idéntica o al menos análoga a las vías de regulación de ciertas
hormonas endocrinas. De esta manera, todo sistema de control homeostático posee los siguientes
componentes:
Estímulo: del medio interno o externo, físico o químico, detectados por un receptor
Receptor: encargado de “comprender” la variación producida y enviar señales a través de vías aferentes
hormonales o nerviosas hasta un Centro integrador.
Centro integrador: que puede estar en el sistema nervioso o en una glándula endocrina, procesando
toda la información, a veces contrapuesta, que recibe desde los receptores para responder a través
de una vía eferente nerviosa u hormonal hasta el centro integrador
Efector: que es la estructura, generalmente un tejido muscular o glandular, encargado de ejecutar la
respuesta más adecuada al estímulo.
MECANISMOS DE CONTROL
El cuerpo humano posee sistemas que controlan el funcionamiento de nuestro organismo. Algunos lo hacen
a nivel celular , otros actúan sobre los órganos , y hay sistemas como el nervioso y el endocrino que se
encargan de coordinar el funcionamiento armónico de todos los órganos.
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Se reconocen tres mecanismos de control:
1.-Retroalimentación negativa o feedback negativo:
Este mecanismo se caracteriza por que la respuesta final es contraria al estimulo inicial.
Por ejemplo si la concentración de CO2 aumenta en el líquido extracelular, esto determina que se acelere
la frecuencia respiratoria para que los pulmones eliminen el exceso de ese gas, es decir , el aumento de una
sustancia causa su disminución.
2.-Retroalimentación positiva o feedback positivo:
En este mecanismo de control , un estímulo inicial produce la respuesta final de la misma naturaleza que la
señal inicial. Si la señal de inicio es de disminución la respuesta también será de disminución. Por ejemplo si
la fuerza con que bombea el corazón la sangre disminuye, la presión sanguínea bajará también ,
determinando que llegue una menor cantidad de sangre al músculo cardíaco.
3.-Retroalimentación adelantada o feedfoward:
En este mecanismo de control el cerebro actúa por adelantado, de manera que pueda dar una respuesta
rápida al estímulo especifico.
Por ejemplo: cuando se necesita hacer un movimiento tan rápido que no hay tiempo para que la
información sensitiva viaje de ida y vuelta desde el centro elaborador, el cerebro realiza de manera
adelantada la respuesta. Luego de ocurrido el movimiento, la información sensorial proveniente del
órgano que ejecutó la respuesta (efector) llega al cerebro para que este analice si la acción fue adecuada
o no, si lo fue, el cerebro corrige la respuesta motora para la próxima vez.
SISTEMAS DE CONTROL
RETROALIMENTACIÓN
NEGATIVA
Niveles
citoplasmáticos
De CO2
Frecuencia
respiratoria
Niveles
citoplasmáticos
de CO2
RETROALIMENTACIÓN
POSITIVA
RETROALIMENTACIÓN
ADELANTADA
Fuerza de contracción
cerebro
Presión sanguínea
Retorno al
cerebro para
revisión
Movimiento
rápido
NO
Cantidad de
sangre que
llega al corazón
¿Es correcto?
SI
Repetición de la respuesta en
otra oportunidad oportunidad
MEDIO INTERNO
El concepto de medio interno se relaciona estrechamente con la complejidad de los seres vivos. Se supone
que el primer ser vivo surgió en el mar .Formado solo por una célula, le resultaba muy fácil intercambiar
nutrientes y desechos metabólicos con su medio externo.
En el largo proceso de la evolución biológica , fueron surgiendo organismos pluricelulares mas complejos
que debían enfrentar un nuevo problema, para ello el organismo tendría que desarrollar un ambiente
interno que , pese a la ubicación de las células , asegurara ,por un lado, la llegada de oxígeno y nutrientes
hasta sus unidades básicas y , por , la eliminación de las sustancias de desecho.
Todas las células de un organismo pluricelular están rodeadas por el liquido extracelular que representa
el medio interno.
El medio interno es un ambiente líquido , con una composición estable que asegura el desarrollo de
procesos como la nutrición y la comunicación celular. En el hombre , el líquido extracelular representa cerca
de la tercera parte de los fluidos corporales.
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El líquido extracelular debe mantenerse constante en su composición para no alterar la homeostasis del
organismo. Para conseguirlo necesita del sistema circulatorio ; el líquido pasa desde los capilares a los
espacios intercelulares, y viceversa , a través del proceso de difusión. Este intercambio permite una
constante en su composición fisicoquímica en todo el organismo.
La velocidad con que avanza el líquido extracelular esta directamente relacionada con la velocidad con
que se mueve la sangre en el sistema circulatorio. La velocidad de recambio del líquido extracelular
aumenta cuando se realiza ejercicio físico, desde una vez por minuto hasta seis veces por minuto, y la
frecuencia cardíaca aumenta determinando una mayor velocidad de circulación de la sangre por el
organismo.
A medida que la sangre avanza por los capilares, se produce un flujo de líquido extracelular entre el
plasma y el espacio intercelular, en ambas direcciones.
Este movimiento está determinado por cuatro factores básicos:
1.- PRESION CAPILAR ( Pc )
2.-PRESIÓN DEL LÍQUIDO INTERSTICIAL ( Pif )
3.-PRESIÓN COLOIDOSMÓTICA DEL PLASMA (πp )
4.-PRESIÓN COLOIDOSMÓTICA DEL LÍQUIDO INTERSTICIAL ( πif )
1.-PRESIÓN CAPILAR: se define como la fuerza que ejerce el plasma por unidad de superficie en la pared
del capilar. Por efecto de la presión capilar, el líquido tiende a desplazarse fuera del vaso sanguíneo.
2.-PRESIÓN DEL LÍQUIDO INTERSTICIAL : esta presión tiende a desplazar al líquido extracelular hacia el
interior del capilar cuando el valor es positivo y hacia el exterior del capilar cuando el valor es negativo.
Las mediciones han determinado que la presión del líquido intersticial tiene valores ligeramente menores a
la presión atmosférica.
3.-PRESIÓN COLOIDOSMÓTICA DEL PLASMA: es una presión que produce movimiento del líquido
extracelular hacia el interior del capilar. Esto se debe a que la concentración de proteínas del plasma es de
7,3 g/dl y la concentración de proteínas que se encuentran en el líquido intersticial es de 3 g/dl, es decir, la
cantidad de proteínas en el plasma es casi tres veces mayor que del líquido intersticial, lo que provoca
ingreso de líquido al capilar.
La presión coloidosmótica del plasma es un 50% mayor a que ejercen solo las proteínas .
Esto es debido a que las proteínas con carga negativa atraen gran cantidad de iones positivos, como sodio.
Así las proteínas y el sodio ejercen en conjunto una presión mayor que ejercida sólo por las proteínas. El
efecto de amplificación de la presión coloidosmótica se denomina efecto Donan.
El valor de la presión coloidosmótica del plasma en la especie humana es de 28 mm.de Hg, de los cuales
19 mm. de Hg se deben a las proteínas y 9 mm. de Hg a los cationes que se unen a ellas.
4.-PRESIÓN COLOIDOSMÓTICA DEL LÍQUIDO INTERSTICIAL : Es la presión que ejerce el líquido
intersticial sobre las paredes del capilar y que determina la salida de agua
desde el vaso. El movimiento se debe a proteínas de pequeño tamaño que salieron
del plasma por difusión hacia los espacios extracelulares, arrastrando consigo
líquido hacia ese lugar. Estas proteínas corresponden a un 40% de las que se encuentran en el plasma.
En condiciones normales existe un equilibrio entre el volumen de líquido que sale del
capilar arterial y el que vuelve a la circulación por reabsorción en los extremos venosos de los capilares.
Este estado de equilibrio fue propuesto hace 100 años por E. H .Sterling.
El intercambio de líquido a través de la membrana capilar es resultado de la interacción de todas las
fuerzas anteriormente descritas.
intercambio
El equilibrio constante del líquido extracelular
esta garantizado por el intercambio que se da
entre
este fluido y la sangre en todos los espacios
intercelulares.
La circulación del líquido extracelular incluye
dos movimientos:
Uno a través del sistema circulatorio, recorriendo
los vasos sanguíneos, y el otro por los espacios
entre las células que baña.
Pc
πp
Pif
πif
capilar
Líquido extracelular
El intercambio de líquido entre el espacio
extracelular y el capilar esta determinado por
la acción de distintas presiones .La presión
capilar (Pc), permite la salida del líquido del
capilar. La presión coloidosmótica del
plasma(πp) y del líquido intersticial(Pif)
permiten el ingreso de líquido extracelular al
capilar. La presión coloidosmótica del líquido
intersticial (πif) , permite la salida de líquido
extracelular desde el capilar.
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COMPOSICIÓN DEL LÍQUIDO EXTRACELULAR
( MEDIO INTERNO)
CONSTITUYENTES DEL LIQUIDO
EXTRACELULAR
Oxigeno
INTERVALO NORMAL
Dióxido de carbono
35 – 45 mm de Hg
Ión sodio
138 – 146 mmol/L
Ión potasio
3,8 – 5,0 mmol/L
Ión calcio
1,0 – 1,4 mmol /L
Ión cloruro
103 – 112 mmol/L
Ión bicarbonato
24 – 32 mmol/L
Glucosa
0,75 – 1,0 mmol/L
35 – 45 mm de Hg
LJCB/14
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